Реферат
Введение 6
Глава 1. Обзор развития и перспективы развития безэкипажных судов 8
Хронология развития технологии безэкипажного судоходства 11
Метод планирования и контроля на основе оценки GP для надводных
безэкипажных судов 21
Перспективы развития технологий безэкипажных судов 24
Глава 2. Технологические решения по высокоточному позиционированию
корпуса морского судна в акватории порта и на прилегающих районах с использованием глобальной навигационной спутниковой системы ГЛОНАСС, инерциальных навигационных систем и ее функциональных дополнений 31
2.1 Основные принципы построения управляющих алгоритмов СДУ ДПМС реального масштаба времени верхнего, среднего и нижнего уровня команд для условий сильно зашумленных каналов передачи данных (акватория морского порта) 50
2.2. Алгоритмы определения параметров движения корпуса морского судна относительно навигационных опасностей 60
Глава 3. Алгоритмы получения и расчёта дополнительной навигационной информации для швартовки безэкипажного судна в режиме реального времени 72
Заключение 76
Список использованных источников 78
Приложение А 81
В настоящее время наблюдается повышенный интерес к задачам по разработке, созданию и внедрению в производственную деятельность объектов и судов, функционирующих с использованием беспилотных технологий. В то же время как в международных, так и в российских правилах отсутствуют положения о возможности использования судов, строящихся на основе указанных технологий, их страховки, а также о действиях в случае аварии.
Необходимо отметить, что существуют значительные особенности в решении производственных задач с применением безэкипажных судов в зоне морских портовой и прибрежных районов. Здесь необходимо отметить, что некоторые участки внутренних водных путей Российской Федерации условно можно отнести к подобным районам. Например, Ладожское озеро, Онежское озеро, озеро Байкал и другие районы, относящиеся к разряду «М».
В качестве одного из перспективных направлений в развитии безэкипажных технологий стоит отнести дистанционное управление [1]-[3]. В случае реализации указанной технологии на борту судна отсутствует экипаж, а управление осуществляет оператор дистанционно. Оператор получает данные для принятия решений, направленных на обеспечение безопасности судоходства от различных датчиков информации, расположенных на борту судна в режиме реального времени. В таком случае можно организовать процесс дистанционного управления судном в портовой зоне.
Однако исследования современного состояния обеспечения безопасности судоходства в портовой зоне говорят о необходимости более глубокой автоматизации процессов лоцманской проводки и швартовки крупнотоннажных судов в целях снижения влияния человеческого фактора на возникновение аварийных ситуаций.
Реализация такой задачи возможна только в случае организации процедур высокоточного местоопределения подвижного объекта, определения углов пространственной ориентации подвижного объекта, организации устойчивого канала управления и мониторинга, аутентификации и идентификации удаленно подключаемого оператора, а также определение основных концептуальных положений по организации системы дистанционного управления судами в том числе при швартовке в портовой зоне.
Исследование и разработка алгоритмов для получения и вычисления необходимой навигационной информации при швартовке безэкипажного судна в реальном времени занимает важное место в контексте развития автономного судоходства.
Следует отметить, что тщательно продуманные алгоритмы, учитывающие широкий спектр факторов, включая метеоусловия, силовые течения, особенности маневренности судна и другие параметры, существенно улучшают эффективность и безопасность операций по швартовке автономного судна.
Важность использования данных, получаемых от различных датчиков и источников информации, для точного расчета траектории движения и проведения маневров при швартовке в условиях ограниченного пространства в порту, неоспорима.
Технологии и алгоритмы обработки информации в реальном времени играют ключевую роль в обеспечении высокой точности и оперативности процесса принятия решений в контексте швартовки автономного судна, особенно в условиях отсутствия человеческого контроля.
Непрерывное совершенствование алгоритмов с учетом разнообразных ситуаций и условий позволит повысить надежность и гибкость процесса швартовки без участия человека. Такие усилия являются ключевыми для обеспечения безопасности и эффективности эксплуатации автономных судов.
Исследования и разработки в области автономного судоходства находят все более широкое применение в современной морской индустрии. Особенно важным направлением является разработка и оптимизация алгоритмов для безопасной и эффективной швартовки безэкипажных судов.
С учетом того, что процесс швартовки подразумевает выполнение сложных маневров вблизи портовых сооружений и других судов, безопасность и точность вычислений являются первостепенными задачами. Использование передовых технологий и современных методов анализа данных позволяет создавать адаптивные и автономные системы управления, способные адекватно реагировать на изменяющиеся условия окружающей среды.
Важным аспектом разработки алгоритмов для автономной швартовки является интеграция различных источников информации, таких как данные с радаров, глубиномеров, акустических датчиков и систем ГЛОНАСС/GPS. Эта комплексная информация позволяет создать надежные модели окружающей среды и оптимальные стратегии управления для успешного завершения операции швартовки.
Таким образом, развитие алгоритмов для автономной швартовки является ключевым фактором в повышении уровня автономности судов и обеспечении безопасности морских операций. Дальнейшие исследования и инновации в этой области позволят эффективно применять автономные суда в различных ситуациях и условиях, что способствует развитию современного морского транспорта.
