Мінімізація витрат палива при виконанні операцій динамічного позиціонування.

Abstract

Питання зменшення споживання енергії та палива на судні, а також супутні питання зменшення викидів та покращення навколишнього середовища є особливо актуальними на сьогодні [1]. Шляхи вирішення цих питань різні, але найчастіше для цього використовуються конструктивні рішення [2], гідродинамічні рішення [3] , вітрила [4] або вдосконалені силові енергетичні установки. Оптимізація руху та економія палива також можлива завдяки правильному плануванню маршруту, психологічній підготовці екіпажу, використанню систем підтримки прийняття рішень, ергатичних [5] або автоматизованих систем з автоматичними модулями керування [13-27]. На думку авторів, найбільш перспективним напрямком на найближчі 10-15 років, до появи повністю роботизованих суден, є розробка та впровадження автоматизованих систем з автоматичними модулями керування. Функції людини в таких системах зводяться лише до запуску автоматичного модуля та спостереження за його роботою, що значно зменшує частку ручного керування судном, вплив людського чинника на процеси керування, сприяє зменшенню кількості аварій та катастроф [6]. Прикладом автоматичного модуля у автоматизованій системі, який використовується майже на всіх суднах, є автопілот. На суднах із системами динамічного позиціонування (DP-systems) модулі автоматичного керування також знайшли широке застосування. До складу DP-system входять надлишкові структури активного керування, які використовуються для резервування. У керівництві користувача [7] описані три сучасні системи динамічного позиціонування: Navis, Marine Technologies та Rolls Royce. Оптимальні керування та надлишкові структури використовуються у різних галузях народного господарства, а саме: авіаційній [8], космічній [9], судновій [10] та інших [11, 12]. The issue of reducing energy and fuel consumption on board ships, as well as the related issues of reducing emissions and improving the environment are particularly relevant today [1]. The ways to solve these issues are different, but most often constructive solutions [2], hydrodynamic solutions [3], sails [4] or improved power plants are used for this. Optimization of movement and fuel economy is also possible due to proper route planning, psychological training of the crew, the use of decision support systems, ergatic [5] or automated systems with automatic control modules [13-27]. According to the authors, the most promising direction for the next 10-15 years, until the appearance of fully robotic ships, is the development and implementation of automated systems with automatic control modules. Human functions in such systems are reduced only to starting the automatic module and monitoring its operation, which significantly reduces the share of manual control of the ship, the influence of the human factor on control processes, and contributes to reducing the number of accidents and disasters [6]. An example of an automatic module in an automated system, which is used on almost all ships, is an autopilot. On ships with dynamic positioning systems (DP-systems), automatic control modules have also found wide application. The DP-system includes redundant active control structures that are used for redundancy. The user manual [7] describes three modern dynamic positioning systems: Navis, Marine Technologies and Rolls Royce. Optimal control and redundant structures are used in various sectors of the national economy, namely: aviation [8], space [9], shipping [10] and others [11, 12].