способ управления судном при выполнении им швартовной операции к борту судна партнера

Формула изобретения

Способ управления швартующимся судном при выполнении им швартовной операции к борту судна партнера по величинам поперечных смещений, расположенных на диаметральной плоскости судна его носовой А и кормовой В точек от текущего положения траектории сближения, при котором рассчитывают поперечные смещения этих точек, для вычисления поперечных смещений носовой А и кормовой В точек судна их координаты в неподвижной координатной системе А (Х_0A , Y_0A), В (Х_0B, Y_0B) измеряют с помощью спутниковой навигационной системы (СНС) и с дифференциальными поправками, перекладку руля судна производят в зависимости от комбинации поперечных смещений носовой d_A и кормовой d_B точек судна относительно текущего положения траектории сближения, которое определяют, используя заданную точку, как объект, с которым происходит сближение судна, и центр тяжести судна, текущее положение заданной точки и текущее положение центра тяжести судна определяют текущее положение траектории сближения проходящей через две точки в виде прямой линии, соединяющей текущее положение заданной точки и текущее положение центра тяжести судна G, текущие координаты центра тяжести судна в неподвижной координатной системе рассчитывают по формулам:



текущие координаты заданной точки определяют с помощью спутниковой навигационной системы и с дифференциальными поправками, определяют с помощью СНС и с дифференциальными поправками координаты носовой A_n (х_0аn Y_0An ) и кормовой В_n (Х_0Bn, Y_0Bn) точек, расположенных на диаметральной плоскости судна партнера в неподвижной координатной системе, рассчитывают:

- координаты центра тяжести судна партнера G_n(X_0Gn, Y_0Gn) в неподвижной координатной системе по формулам:



где Х_0Gn, Y_0Gn - координаты центра тяжести судна партнера в неподвижной координатной системе,

Х_0An, Y_0An - координаты точки А _n в неподвижной координатной системе,

Х_0Bn , Y_0Bn - координаты точки В_n в неподвижной координатной системе,

X_An, Х_Bn - абсцисса носовой и кормовой точки судна партнера соответственно в координатной системе (Х_n, Y_n), связанной с судном партнером,

X_Gn - абсцисса центра тяжести судна партнера в координатной системе, связанной с судном партнером,

- координаты точек A'_n(X _A'n,Y_A'n) и B'_n(X _B'n,Y_B'n), расположенных на перпендикулярах к диаметральной плоскости судна партнера, восстановленных в точки A_n и В_n соответственно по формулам:



при этом величины отрезков А_nА' _n=В_nВ'_n=h₀ определяют с помощью зависимости, представленной формулой:



где В - ширина швартующегося судна, В_n - ширина судна партнера, _n - курс судна партнера, значение курса судна партнера _n рассчитывают с использованием значений координат точек А_n и В_n в неподвижной координатной системе, а именно:



- координаты проекции центра тяжести судна партнера G'_n(X_0G'nY_0G'n ) в неподвижной координатной системе на траекторию сближения в конечной стадии швартовки, проходящую параллельно диаметральной плоскости судна партнера через точки А'_n и В' _n:



- координаты второй заданной точки Р₂ (Х_0P2, Y_0P2) в неподвижной координатной системе:



- координаты первой заданной точки P₁ (X_0P1, Y_0P1) в неподвижной координатной системе:



при наличии полученных указанным способом данных осуществляют сближение швартующегося судна с судном партнером в два этапа:

I-й этап - выход швартующегося судна в первую заданную точку P₁, при этом текущее положение первой заданной точки P₁(X_0P1, Y_0P1 ) на текущем положении линии, проходящей через текущее положение точек A'_n(X_A'n,Y_A'n ) и B'_n(X_B'n,Y_B'n ), определяется величиной отрезка P₁P₂, управление швартующимся судном во время сближения с судном партнером осуществляют по величинам поперечных отклонений носовой d _A и кормовой d_B точек швартующегося судна от текущего положения траектории сближения, проходящей через текущее положение центра тяжести швартующегося судна G(X_0G , Y_0G), и текущего положения первой заданной точки P₁(X_0P1, Y_0P1), окончание I-го этапа сближения швартующегося судна с судном партнером совпадает с моментом выхода швартующегося судна в первую заданную точку, то есть в момент, когда центр тяжести швартующегося судна будет находиться в точке Р₁;

II-й этап - выход швартующегося судна во вторую заданную точку Р₂, при этом текущее положение второй заданной точки Р₂ (Х_0P2 , Y_0P2) на текущем положении линии, проходящей через точки A'_n(X_A'n,Y_a'n ) и B'_n(X_B'n,Y_B'n ), определяется заданным расстоянием m между центрами тяжести швартующегося судна и судна партнера в конечной стадии швартовки, управление швартующимся судном во время сближения с судном партнером осуществляют по величинам поперечных отклонений носовой d _A и кормовой d_B точек швартующегося судна от текущего положения траектории сближения, в качестве которой используют текущее положение линии, проходящей через точки A'_n (X_A'n,Y_A'n) и B'_n (X_B'n,Y_B'n), окончание II-го этапа сближения швартующегося судна с судном партнером совпадает с моментом выхода швартующегося судна во вторую заданную точку, то есть в момент, когда центр тяжести швартующегося судна будет находиться в точке Р₂, отличающийся тем, что перед тем, как рассчитывают координаты первой заданной точки P ₁(X_0P1, Y_0P1) в неподвижной координатной системе, сначала определяют текущее значение длины тормозного пути S_T, при этом определяют его с учетом значений скорости швартующегося судна на момент начала сближения = _н и скорости судна партнера = _n, а также текущих значений параметров, определяющих состояние загрузки судна и внешней среды, по формуле:



где C₁, C₂, C₃ , - текущие значения параметров уравнения движения швартующегося судна, которые непрерывно идентифицируют в процессе выполнения швартовной операции, величина отрезка P₁P₂ , которая определяет на I-м этапе текущее положение первой заданной точки P₁(X_0P1, Y_0P1), равна рассчитанному текущему значению длины тормозного пути S_T .

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к водному транспорту и касается управления судном (далее швартующееся судно) при выполнении им швартовной операции к борту судна партнера по величине поперечных смещений двух точек швартующегося судна, носовой А и кормовой В, от текущего положения траектории сближения с судном партнером.

Известен способ управления швартующимся судном при выполнении им швартовной операции к борту судна партнера (патент № 2375249, опубл. 10.12.2009) по величинам поперечных смещений расположенных на диаметральной плоскости судна его носовой А и кормовой В точек от текущего положения траектории сближения, при котором рассчитывают поперечные смещения этих точек, для вычисления поперечных смещений носовой А и кормовой В точек судна их координаты в неподвижной координатной системе А (Х_0A , Y_0A), B (Х_0B, Y_0B) измеряют с помощью спутниковой навигационной системы (СНС) и с дифференциальными поправками, перекладку руля судна производят в зависимости от комбинации поперечных смещений носовой d_A и кормовой d_B точек судна относительно текущего положения траектории сближения, которое определяют, используя заданную точку, как объект, с которым происходит сближение судна и центр тяжести судна, текущее положение заданной точки и текущее положение центра тяжести судна определяют текущее положение траектории сближения, проходящей через две точки в виде прямой линии, соединяющей текущее положение заданной точки и текущее положение центра тяжести судна G, текущие координаты центра тяжести судна в неподвижной координатной системе рассчитывают по формулам:

где X_0G, Y_0G - координаты центра тяжести судна в неподвижной координатной системе;

X_0A, Y_0A - координаты точки А в неподвижной координатной системе;

Х_0B , Y_0B - координаты точки В в неподвижной координатной системе;

Х_A, X_B - абсцисса носовой и кормовой точки судна соответственно, в координатной системе (X, Y) связанной с судном;

Х_G - абсцисса центра тяжести судна в координатной системе, связанной с судном,

текущие координаты заданной точки определяют с помощью спутниковой навигационной системы и с дифференциальными поправками.

Текущие координаты заданной точки определяют с помощью спутниковой навигационной системы и с дифференциальными поправками.

Определяют с помощью СНС и с дифференциальными поправками координаты носовой А_n (Х_0An, Y_0An) и кормовой В_n (Х_0Bn, Y _0Bn) точек, расположенных на диаметральной плоскости судна партнера в неподвижной координатной системе, рассчитывают:

- координаты центра тяжести судна партнера G _n (Х_0Gn, Y_0Gn) в неподвижной координатной системе по формулам:

где Х_0Gn, Y_0Gn - координаты центра тяжести судна партнера в неподвижной координатной системе;

Х_0An, Y_0An - координаты точки A_n в неподвижной координатной системе;

X_0Bn, Y_0Bn - координаты точки В_n в неподвижной координатной системе;

X_An , Х_Bn - абсцисса носовой и кормовой точки судна партнера соответственно, в координатной системе (Х_n, Y _n) связанной с судном партнером;

Х_Gn - абсцисса центра тяжести судна партнера в координатной системе, связанной с судном партнером;

- координаты точек и расположенных на перпендикулярах к диаметральной плоскости судна партнера, восстановленных в точки А_n и В _n соответственно, по формулам:

при этом величину отрезков определяют с помощью зависимости, представленной формулой:

где В - ширина швартующегося судна; В _n - ширина судна партнера; _n - курс судна партнера, значение курса судна партнера _n рассчитывают с использованием значений координат точек А_n и В_n в неподвижной координатной системе, а именно:

- координаты проекции центра тяжести судна партнера в неподвижной координатной системе на траекторию сближения в конечной стадии швартовки, проходящую параллельно диаметральной плоскости судна партнера через точки и :

- координаты второй заданной точки Р ₂ (Х_0P2, Y_0P2) в неподвижной координатной системе:

- координаты первой заданной точки P ₁ (X_0P1,Y_0P1) в неподвижной координатной системе:

где S_T - тормозной путь швартующегося судна при переходе его со скорости = _н к скорости = _к= _n ( _н - начальная скорость, то есть скорость швартующегося судна в первой заданной точке P₁, _к - конечная скорость, то есть скорость швартующегося судна во второй заданной точке Р₂), длина тормозного пути равна расстоянию, проходимому швартующимся судном при переходе его из заданной точки P₁ в заданную точку Р₂ .

Наличие полученных указанным способом данных позволяет осуществлять сближение швартующегося судна с судном партнером, в два этапа:

I-ый этап - выход швартующегося судна в первую заданную точку P₁. Текущее положение первой заданной точки P₁ (X_0P1, Y_0P1 ) на текущем положении линии, проходящей через текущее положение точек

и определяется величиной отрезка Р₁P₂ , длина которого равна расстоянию, проходимому швартующимся судном при снижении его текущей скорости до значения, равного скорости судна партнера _n, в момент выхода швартующегося судна на траверз судна партнера, то есть в момент, когда центр тяжести швартующегося судна будет находиться в точке P₂. Управление швартующимся судном во время сближения с судном партнером осуществляют по величинам поперечных отклонений носовой d_А и кормовой d_B точек швартующегося судна от текущего положения траектории сближения, проходящей через текущее положение центра тяжести швартующегося судна G (Х_0G, Y_0G ) и текущего положения первой заданной точки P₁ (X _0P1, Y_0P1). Окончание I-го этапа сближения швартующегося судна с судном партнером совпадает с моментом выхода швартующегося судна в первую заданную точку, то есть в момент, когда центр тяжести швартующегося судна будет находиться в точке P₁ .

II-ой этап - выход швартующегося судна во вторую заданную точку Р₂. Текущее положение второй заданной точки Р₂ (Х_0P2, Y_0P2) на текущем положении линии, проходящей через точки и определяется заданным расстоянием m между центрами тяжести швартующегося судна и судна партнера в конечной стадии швартовки. Управление швартующимся судном во время сближения с судном партнером осуществляется по величинам поперечных отклонений носовой d _A и кормовой d_B точек швартующегося судна от текущего положения траектории сближения, в качестве которой используют текущее положение линии, проходящей через точки и Окончание II-го этапа сближения швартующегося судна с судном партнером совпадает с моментом выхода швартующегося судна во вторую заданную точку, то есть в момент, когда центр тяжести швартующегося судна будет находиться в точке P₂.

Однако в этом способе управления судном, выполняющим швартовную операцию к борту судна партнера, есть определенный недостаток, не позволяющий в полной мере обеспечивать безопасность, как швартующегося судна, так и судна партнера. Причина указанного недостатка заключается в том, что текущее значение длины тормозного пути, определяющее текущее положение первой условной точки P ₁ на текущем положении линии, проходящей через текущее положение точек

и , является переменной величиной и зависит не только от скорости швартующегося судна, на момент начала сближения = _н, и скорости судна партнера = _п в тот же момент, но и значений параметров, характеризующих: во-первых, состояние загрузки швартующегося судна (водоизмещение, посадка корпуса); во-вторых, состояние внешней среды (скорость и направление ветра, степень волнения и ее направление, глубина акватории в районе выполнения швартовной операции, скорость течения и его направление) на момент начала швартовной операции. Более того, ряд из перечисленных выше параметров меняют свои значения уже в процессе сближения швартующегося судна с судном партнером, что, в свою очередь, приводит к постоянному изменению расчетного значения длины тормозного пути. Изменение значения длины тормозного пути должно учитываться при определении текущего положения первой упреждающей точки P₁ на линии, проходящей через текущее положение точек и в процессе выполнения швартовной операции.

Неучет или неправильный учет изменения значения длины тормозного пути при управлении швартующимся судном в процессе его сближения с судном партнером может привести к нарушению условий безопасного выполнения швартовной операции. В частности, из указанных условий наиболее важными являются следующие условия (Пат. РФ № 2375249, опубл. 10.12.2009):

1) равенство скоростей швартующегося судна ( ) и судна партнера ( _n) в конечной стадии их сближения, то есть в момент времени, когда швартующееся судно движется параллельно борту судна партнера на минимальном заданном траверзном расстоянии h от борта судна партнера (фиг.1);

2) продольное положение швартующегося судна относительно судна партнера в конечной стадии сближения должно быть фиксированным, то есть расстояние между центром тяжести швартующегося судна (G) и центром тяжести судна партнера (G_n) в неподвижной координатной системе, в направлении продольной оси Х_n координатной системы (Х_n, Y_n), связанной с судном партнером, в конечной стадии их сближения должно иметь определенное заданное значение (m) (фиг.1).

Текущее значение длины тормозного пути швартующегося судна может быть рассчитано с использованием уравнения его движения:

где - текущее значение скорости швартующегося судна;

S - путь;

С₁, С₂, С ₃, - текущие значения параметров уравнения движения швартующегося судна, зависящие от текущих значений параметров, характеризующих текущее состояние загрузки судна и внешней среды (водоизмещения швартующегося судна; параметров посадки корпуса; направления и скорости ветра; параметров волнения; направления и скорости течения; глубины акватории в районе выполнения швартовной операции).

Текущее значение длины тормозного пути швартующегося судна в процессе его сближения с судном партнером определяется интегрированием уравнения движения швартующегося судна (9) в пределах от = _н до = _п, т.е.

При этом текущие значения параметров уравнения движения швартующегося судна (9) C₁, С₂ , С₃, в процессе выполнения швартовной операции непрерывно идентифицируют с использованием метода, описанного в работе (Юдин, Ю.И. Синтез моделей механизма предвидения для экспертных систем, обеспечивающих безопасную эксплуатацию судна: монография /Ю.И.Юдин. - Мурманск: Изд-во МГТУ, 2007. - 198 с.: ил.; Юдин, Ю.И. Теоретические основы безопасных способов маневрирования при выполнении точечной швартовки: монография /Ю.И.Юдин, С.В.Пашенцев, Г.И.Мартюк, А.Ю.Юдин. - Мурманск: Изд-во МГТУ, 2009. - 152 с.: ил.).

Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, состоит в соблюдении условий безопасного выполнения швартовной операции швартующегося судна к борту судна партнера.

Для достижения указанного технического результата в способе управления швартующимся судном при выполнении им швартовной операции к борту судна партнера по величинам поперечных смещений расположенных на диаметральной плоскости судна его носовой А и кормовой В точек от текущего положения траектории сближения, при котором рассчитывают поперечные смещения этих точек, для вычисления поперечных смещений носовой А и кормовой В точек судна их координаты в неподвижной координатной системе А (Х_0A, Y_0A), B (Х _0B, Y_0B) измеряют с помощью спутниковой навигационной системы (СНС) и с дифференциальными поправками, перекладку руля судна производят в зависимости от комбинации поперечных смещений носовой d_A и кормовой d_B точек судна относительно текущего положения траектории сближения, которое определяют, используя заданную точку, как объект, с которым происходит сближение судна и центр тяжести судна, текущее положение заданной точки и текущее положение центра тяжести судна определяют текущее положение траектория сближения, проходящей через две точки в виде прямой линии, соединяющей текущее положение заданной точки и текущее положение центра тяжести судна G, текущие координаты центра тяжести судна в неподвижной координатной системе рассчитывают по формулам (1), текущие координаты заданной точки определяют с помощью спутниковой навигационной системы и с дифференциальными поправками. Определяют с помощью СНС и с дифференциальными поправками координаты носовой А_n (Х_0An, Y_0An) и кормовой В _n (Х_0Bn, Y_0Bn) точек, расположенных на диаметральной плоскости судна партнера в неподвижной координатной системе, рассчитывают:

- координаты центра тяжести судна партнера G_n (Х_0Gn, Y_0Gn ) в неподвижной координатной системе по формулам (2);

- координаты точек и расположенных на перпендикулярах к диаметральной плоскости судна партнера и восстановленных в точки А_n и В _n соответственно, по формулам (3), при этом величина отрезков определяется с помощью зависимости, представленной формулой (4), значение курса судна партнера _n рассчитывают с использованием значений координат точек А_n и В_n в неподвижной координатной системе, по формуле (5);

- координаты проекции центра тяжести судна партнера в неподвижной координатной системе на траекторию сближения в конечной стадии швартовки, проходящую параллельно диаметральной плоскости судна партнера через точки и определяют по формуле (6);

- координаты второй заданной точки Р₂ (Х_0P2, Y_0P2 ) в неподвижной координатной системе определяют по формуле (7);

- дополнительно текущее значение длины тормозного пути S_т по формуле (10), при этом учитывают не только значения скорости швартующегося судна на момент начала сближения = _н и скорости судна партнера = _п, но и текущие значения параметров, определяющих состояние как загрузки судна, так и внешней среды, определяющих текущие значения параметров уравнения (10) C₁, С ₂, С₃, , непрерывно идентифицируемых в процессе швартовной операции известным методом [2], [3];

- координаты первой заданной точки P₁ (X_0P1, Y_0P1 ) в неподвижной координатной системе по формуле (8);

Наличие полученных указанным способом данных, позволяет осуществлять сближение швартующегося судна с судном партнером, в два этапа:

I-й этап - выход швартующегося судна в первую заданную точку P₁. Текущее положение первой заданной точки P₁ (X_0P1, Y_0P1) на текущем положении линии, проходящей через текущее положение точек

и определяется величиной отрезка P₁P₂ , длина которого равна текущему значению длины тормозного пути S_т, рассчитанному по формуле (10) с учетом значения скорости швартующегося судна на момент начала сближения = _н и скорости судна партнера = _п, а также текущих значений параметров, определяющих состояние как загрузки судна, так и внешней среды. Управление швартующимся судном во время сближения с судном партнером осуществляют по величинам поперечных отклонений носовой d_A и кормовой d_B точек швартующегося судна от текущего положения траектории сближения, проходящей через текущее положение центра тяжести швартующегося судна G (Х_0G, Y_0G ) и текущего положения первой заданной точки P₁ (X _0P1, Y_0P1). Окончание I-го этапа сближения швартующегося судна с судном партнером совпадает с моментом выхода швартующегося судна в первую заданную точку, то есть в момент, когда центр тяжести швартующегося судна будет находиться в точке P₁ .

II-ой этап - выход швартующегося судна во вторую заданную точку Р₂. Текущее положение второй заданной точки Р₂ (X_0P2, Y_0P2) на текущем положении линии, проходящей через точки и определяется заданным расстоянием m между центрами тяжести швартующегося судна и судна партнера в конечной стадии швартовки. Управление швартующимся судном во время сближения с судном партнером осуществляют по величинам поперечных отклонений носовой d _A и кормовой d_B точек швартующегося судна от текущего положения траектории сближения, в качестве которой используют текущее положение линии, проходящей через точки и Окончание II-го этапа сближения швартующегося судна с судном партнером совпадает с моментом выхода швартующегося судна во вторую заданную точку, то есть в момент, когда центр тяжести швартующегося судна будет находиться в точке Р₂.

Отличительным признаком предлагаемого способа от указанного вышеизвестного, наиболее близкого к нему, является следующий:

дополнительно рассчитывают текущее значение длины тормозного пути S_т, при этом учитывают не только значения скорости швартующегося судна на момент начала сближения = _н и скорости судна партнера = _п, но и изменения текущих значений параметров, определяющих состояние как загрузки судна, так и внешней среды, методом интегрирования уравнения движения швартующегося судна

d /dS=f( , C₁, C₂, С₃, ),

текущие значения параметров C₁ , С₂, С₃, которого непрерывно идентифицируют в процессе выполнения швартовной операции известным методом [2], [3].

Предлагаемый способ управления судном при выполнении им швартовной операции к борту судна партнера осуществляется чертежами, представленными на фиг.1, 2, и осуществляется следующим образом. В пределах контуров швартующегося 1 судна и судна 2 партнера, в их диаметральных плоскостях выбирают по две точки, одна А из которых находится в носу (швартующееся 1 судно), A_n (судно 2 партнер), другая В - в корме (швартующееся 1 судно), B_n (судно 2 партнер) (фиг.1, 2) относительно мидель-шпангоута соответствующего судна. Расстояние между точками А и В, А_n и В _n выбирают в зависимости от технической возможности размещения в указанных точках приемных антенн СНС. Чем больше это расстояние, тем качественней работа системы управления движением швартующегося судна, осуществляющего сближение с судном партнером.

Координаты точек А, В, А_n, В_n в неподвижной координатной системе определяют непрерывно с высокой точностью (±1,0 м), это стало возможным с введением в СНС береговых станций, вычисляющих и передающих на суда дифференциальные поправки. Используя значения координат точек А (Х_0A, Y_0A ), B (Х_0B, Y_0B) швартующегося 1 судна и А_n (Х_0An, Y_0An), В_n (Х_0Bn, Y_0Bn) судна 2 партнера в неподвижной координатной системе, координаты тех же точек в подвижных системах координат, связанных с швартующимся 1 судном А (X_A , Y_A), В (Х_B, Y_B) и судном 2 партнером А_n (Х_An, Y_An), В _n (Х_Bn, Y_Bn), координаты центров тяжести швартующегося судна в связанной с ним подвижной координатной системе G (Х_G, Y_G) и судна 2 партнера в связанной с ним подвижной координатной системе G_n (Х_0Gn, Y_0Gn), а также значения параметров h и m рассчитывают:

- координаты центра тяжести швартующегося 1 судна G (Х_0G, Y_0G) в неподвижной координатной системе по формулам (1);

- координаты центра тяжести судна 2 партнера G_n (Х_0Gn , Y_0Gn) в неподвижной координатной системе по формулам (2);

- координаты точек и расположенных на перпендикулярах к диаметральной плоскости судна 2 партнера, восстановленных в точки A_n и В _n соответственно, по формулам (3), (4), (5);

- координаты проекции центра тяжести судна 2 партнера в неподвижной координатной системе на траекторию сближения в конечной стадии швартовки, проходящую параллельно диаметральной плоскости судна 2 партнера через точки и по формулам (6);

- координаты второй заданной точки Р₂ (Х_0P2, Y_0P2) в неподвижной координатной системе по формулам (7);

- текущее значение длины тормозного пути S_т по формуле (10);

- координаты первой заданной точки P₁ (X_0P1, Y_0P1) в неподвижной координатной системе по формулам (8).

Зная координаты первой заданной точки и координаты центра тяжести швартующегося 1 судна, определяют текущее положение траектории 3 сближения, проходящей через первую заданную точку P₁ (X_0P1, Y _0P1) и центр тяжести швартующегося 1 судна G (Х_0G , Y_0G). После этого определяют поперечные смещения точек А и В от найденной указанным способом траектории сближения по формулам:

Непрерывно определяемые значения координат точек А и В, A_n и В_n позволяют непрерывно вычислять координаты центра тяжести швартующегося 1 судна G, а вместе с непрерывно определяемым текущим значением длины тормозного пути S_т и первой заданной точки P₁, а также поперечные смещения d_A и d_B точек А и В швартующегося 1 судна от текущего положения траектории 3 сближения. Причем, поперечное смещение рассматриваемой точки относительно текущего положения траектории 3 сближения считается положительным, если она смещается вправо от траектории, и отрицательным, если она смещается влево.

Возникающие поперечные смещения вырабатывают сигнал на отклонение рулевого органа, например руля швартующегося 1 судна, по закону:

где k_A, k_B - коэффициенты усиления по поперечным смещениям носовой и кормовой точек швартующегося 1 судна от текущего положения траектории 3 сближения. Это положительные величины, причем k_A больше k_B. Угол перекладки руля считается положительным при его перекладке в сторону правого борта швартующегося 1 судна.

В момент выхода швартующегося 1 судна в первую заданную точку, что соответствует равенству координат центра тяжести швартующегося 1 судна G (X_0G , Y_0G) и координат первой заданной точки P₁ (X_0G, Y_0P1) (Х_0G=X_0P1 ; Y_0G=Y_0P1), оно переходит к сближению со второй заданной точкой Р₂, при этом текущее положение траектории 3 сближения соответствует положению линии, проходящей через точки и , координаты которых рассчитываются непрерывно по формулам (3), (4), (5). Как известно, текущие координаты второй заданной точки Р₂ (Х_0P2, Y_0P2), лежащей на линии вычисляются непрерывно по формулам (7).

Непрерывно определяемые значения координат точек А и В, A _n и В_n, позволяют непрерывно вычислять координаты точек и центра G тяжести швартующегося 1 судна и центра G _n тяжести судна 2 партнера, второй заданной точки Р ₂ в неподвижной координатной системе, поперечные смещения d_A и d_B точек А и В швартующегося 1 судна от текущего положения траектории 3 сближения, которой является линия :

Причем, поперечное смещение рассматриваемой точки относительно текущего положения траектории 3 сближения считается положительным, если она смещается вправо от траектории, и отрицательным, если она смещается влево.

Возникающие поперечные смещения вырабатывают сигнал на отклонение рулевого органа, например руля швартующегося 1 судна, по закону:

где k_A, k_B - коэффициенты усиления по поперечным смещениям носовой и кормовой точек швартующегося 1 судна от текущего положения траектории 3 сближения. Это положительные величины, причем k_A больше k_B. Угол перекладки руля считается положительным при его перекладке в сторону правого борта швартующегося 1 судна.

Моментом окончания сближения швартующегося 1 судна с судном 2 партнером считают момент выхода швартующегося 1 судна во вторую заданную точку Р₂, что соответствует равенству координат центра тяжести швартующегося 1 судна и второй заданной точки, то есть Х _0G=Х_0P2, Y_0G=Y_0P2.

В результате применения данного изобретения достигается возможность получения технического результата - повышение безопасности управления швартующимся судном и точности выполнения швартовной операции при выполнении ее швартующимся судном к борту судна партнера, находящегося в движении.

Источники информации

1. Пат. 2375249 Российская Федерация, МПК В63Н 25/00. Мурманск. гос. техн. ун-т - № 2008126354/11; заявл. 27.06.2008; опубл. 10.12.2009, Бюл. № 15.

2. Юдин, Ю.И. Синтез моделей механизма предвидения для экспертных систем, обеспечивающих безопасную эксплуатацию судна: монография /Ю.И.Юдин. - Мурманск: Изд-во МГТУ, 2007. - 198 с.: ил.

3. Юдин, Ю.И. Теоретические основы безопасных способов маневрирования при выполнении точечной швартовки: монография /Ю.И.Юдин, С.В.Пашенцев, Г.И.Мартюк, А.Ю.Юдин. - Мурманск: Изд-во МГТУ, 2009. - 152 с.: ил.