Minimization of ships’ passing path in the field of risks.

Abstract

Об’єктом дослідження є процеси автоматичного оптимального розходження суден у полі ризиків. На сучасних суднах, для супроводження цілей та розходження з ними, використовується ARPA (automatic radar plotting aid). ARPA є автоматизованою системою, яка передбачає наявність оператора у контурі обробки інформації та управління. На сьогоднішній день втручання оператора у процеси керування досить значні та часто ведуть до збільшення кількості аварій та катастроф. Останнім часом спеціалісти все більше уваги звертають на автоматизацію процесів керування судном. Найбільш перспективним напрямком автоматизації є застосування автоматичних модулів керування у автоматизованих системах. У цьому випадку судноводій лише приймає рішення про використання автоматичного модуля та спостерігає за його роботою. Прикладом автоматичного модуля у автоматизованій системі є авторульовий, який використовується на суднах вже більше 100 років. У роботі розглянуто метод автоматичного оптимального розходження суден у полі ризиків. Метод дозволяє мінімізувати шлях розходження, за умови не перевищення заданого ризику зіткнення. Отримані результати пояснюються використанням бортового обчислювача для розрахунку керувань. У бортовому обчислювачі, на кожному кроці обчислення, будується поле ризиків. Для точки положення судна у полі ризиків знаходиться градієнт поля та напрямок руху судна, перпендикулярний градієнту. Напрямку руху судна у кожній точці є дотичними до траєкторії розходження – еліпсу рівного ризику. Еліпс рівних ризиків використовується як програма руху для формування керувань, що забезпечують рух судна по еліпсу заданого ризику у процесі розходження. The object of research is the processes of automatic optimal passing of ships in the field of risks. ARPA (automatic radar plotting aid) is used on modern ships to track targets and pass from them. ARPA is an automated system that assumes the presence of an operator in the loop of information processing and management. Today, operator interventions in control processes are quite significant and often lead to an increase in the number of accidents and disasters. Recently, specialists have been paying more and more attention to the automation of ship control processes. The most promising direction of automation is the use of automatic control modules in automated systems. In this case, the shipmaster only decides to use the automatic module and observes its operation. An example of an automatic module in an automated system is autosteering, which has been used on ships for over 100 years. The paper considers the method of automatic optimal passing of ships in the field of risks. The method allows to minimize the path of passing, provided that the given collision risk is not exceeded. The obtained results are explained by the use of an on-board computer for the calculation of controls. In the on-board computer, at each step of the calculation, a field of risks is built. For the position point of the ship in the field of risks, there is a field gradient and a direction of movement of the ship perpendicular to the gradient. The direction of movement of the ship at each point is tangent to the trajectory of passing – an ellipse of equal risk. The ellipse of equal risks is used as a motion program for the formation of controls that ensure the movement of the ship along the ellipse of a given risk during the passing process.