Введение 3
Постановка задачи 4
Глава 1. Теоретические подходы к корректному определению положения равновесия судна в море 5
1.1 Общие теоретические сведения 5
1.2 Алгоритм Ю. И. Нечаева 8
1.3 Описание шагов алгоритма Нечаева 11
1.3.1 Ввод исходной информации 11
1.3.2 Формирование массива измерительной информации 12
1.3.3 Последовательность формирования «скользящего окна» 14
1.3.4 Идентификация режимов колебательного движения 15
1.3.5 Определение равновесных параметров посадки 16
1.3.6 Оценка погрешности результатов работы алгоритма 17
1.4 Проблемы функционирования алгоритма контроля равновесной посадки 18
1.4.1 Проблемы ограниченности выборки 18
1.4.2 Влияние сложности математической модели, используемой для настройки алгоритма 23
Глава 2. Практическая реализация в виртуальном полигоне 24
2.1 Пошаговое описание реализации алгоритма в Виртуальном полигоне 24
2.2 Используемые трехмерные модели судов 24
2.3 Используемые модели морского волнения 32
2.4 Верификация Виртуального полигона 33
2.5 Генерация базы знаний 34
2.6 Вычисление коэффициентов А и B в формуле Нечаева 36
Глава 3. Полученные результаты и выводы 39
3.1 Результаты расчета коэффициентов в формуле Ю.И.Нечаева 39
3.2 Сравнение полученных результатов для аварийных ситуацией, представленных в разделе 2.2 40
3.2.1 Бортовая качка 41
3.2.2 Килевая качка 42
3.2.3 Вертикальная качка 43
3.3 Выводы 44
Заключение 46
Используемая литература 47
Равновесная посадка — это угол, на который отклоняется судно от положения равновесия с учетом перемещений грузов, затопления отсеков и других факторов, возникающих во время эксплуатации судна.
Определение равновесной посадки является необходимым предварительным этапом для применения других алгоритмов систем поддержки принятия решений, таких как идентификация затопленного отсека, прогнозирование вероятности опрокидывания аварийного судна, и другие. Вычисление равновесной посадки на реальном судне производится по показаниям датчиков углов крена (бортовая и килевая качка) и датчиков давления водяного столба (вертикальная качка). На масштабных моделях судов измерения производятся по показаниям акселерометра и гироскопа. В линейном случае (симметричные колебания) математическое ожидание отдельно взятой величины будет совпадать с положением равновесия по соответствующей оси координат. Однако, качка судна на морском волнении является, как правило, нелинейным процессом, а значит, требуется поправка относительно математического среднего.
Таким образом был в рамках данной выпускной квалификационной работы был исследован вопрос оценки параметров равновесной посадки судна с помощью имитационного моделирования. Далее в рамках данной работы был рассмотрен алгоритм, предложенный Ю.И. Нечаевыы, он позволяет искать приближенные пути оценки равновесного значения.
Затем был рассмотрен вопрос практической реализации алгоритма Ю.И. Нечаева в программном комплексе Виртуальный полигон.
Наконец был проведен анализ полученных результатов и сделан вывод об режиме оптимального использования.
С точки зрения улучшения в будущем, можно отметить исследование экспериментов с большим количеством судов, а также с более экстремальными режимами морского волнения.
