Автоматизация судовождения

        Автоматизированная подсистема управления движением судна по курсу служит для выработки управляющих сигналов, обеспечивающих выполнения программы плавания. Эта программа помещается в памяти подсистемы. Маршрут перехода задается координатами точек поворота и величиной, определяющей точность плавания по нему, например ширину полосы движения. Указываются также вид плавания (в открытом море или в стесненных водах), ориентиры и средства для обсерваций, по информации которых будет производиться контроль за движением судна.

        В подсистему управления движением входит судно как объект управления и устройство управления, которым может быть АСНП, работающая в режиме управления, либо АСНП в комплексе с аналоговым или цифровым авторулевым. Авторулевые представляют собой регуляторы, осуществляющие стабилизацию курса и выполняющие поворот на задаваемый угол. Иногда (например, в НАК “Бирюза”) устройство управления включает АСНП и оба вида авторулевых - аналоговый и цифровой.

        Характеризуя задачу управления  движением судна по курсу, следует  отметить, что при создании автоматических устройств управления выделяют два крайних: обобщенный и индивидуальный. При обобщенном подходе алгоритм управления и его параметры выбирают в известном смысле пригодными для всего множества условий работы системы управления. В результате отпадает необходимость подстраиваться к изменяющимся условиям эксплуатации. При индивидуальном подходе стремятся для каждой локальной ситуации выбрать наилучшую структуру и наилучшее значение параметров регулятора.

        Высокая производительность микропроцессорной техники в сочетании с малыми габаритами и стоимостью позволяет придать системе управления движением судна такие качества, как адаптивность, повышенная точность и надежность, экономичность в расходе энергии. 

3.1 Типовые аналоговые  авторулевые.

±°°°°°  К основным техническим требованиям, предъявляемым к авторулевым, относятся следующие: они должны удерживать судно на с точностью 1 при скорости более 6 уз независимо от условий плавания и загрузки судна. Средняя амплитуда рыскания по курсу в заданном интервале скоростей для состояния моря до 3 баллов должна быть в пределах 1, до 6 баллов -2-3, свыше 6 баллов -4-5. Основной рулевой привод должен обеспечивать перекладку руля с одного борта на другой за время, не превышающие 28 с.

        Авторулевые имеют обычно несколько режимов работы: ручной, следящий, автоматический.

        Электромеханические авторулевые  разрабатывались как автономные  устройства управления, вследствие  чего при решении задач автоматического  плавания по маршруту они не  в полной мере отвечают требованиям взаимодействия с автоматизированными судовыми навигационными подсистемами. Кроме того, они имеют и свои собственные недостатки, вот некоторые из них. Во-первых, это выработка частых неэффективных перекладок руля на волнении. Обычные авторулевые отвечают на любые отклонения от курса, что приводит на волнении к появлению частых перекладок руля, на которые судно не успевает нужным образом реагировать из-за своей большой инерционности. В результате происходит трата энергии на неэффективную работу рулевого привода и ускоряет его износ. Во-вторых, из-за ограничения настройки авторулевые на судах в большинстве случаев работают в неоптимальном режиме, что вызывает рост (по сравнению с качественным регулированием) сопротивления движению судна вследствие больших углов дрейфа, перекладок руля, торможения судна инерционного происхождения. 

3.2 Адаптивные рулевые

        Адаптивными называют авторулевые,  которые самостоятельно меняют  характер управляющих воздействий,  приспосабливаясь к изменению  внешних и внутренних условий работы системы для обеспечения высокого качества регулирования. Адаптивные системы разделяются на самонастраивающиеся, самоорганизующиеся и самообучающиеся.

        Самонастраивающиеся системы - системы  с параметрической адаптацией. Оптимальный  режим работы в них обеспечивается за счет изменения коэффициентов закона регулирования, сам алгоритм регулирования остается неизменным.

        В самоорганизующихся системах  адаптация производится за счет  изменения как вида закона  управления (структурной схемы регулятора), так и коэффициентов этих законов. Самоорганизующиеся системы называются еще системами со структурной адаптацией.

        Самообучающиеся системы при  обеспечении наилучшего качества  управления совершенствуют свою  структуру на основе опыта  функционирования. Это наиболее сложные, но в тоже время гибкие автоматические системы. Самонастраивающиеся и самоорганизующиеся системы можно рассматривать как частный случай самообучающиеся систем. 
 

Глава 4. Судовые автоматизированные комплексы и системы  навигации и управления движением.

4.0 Навигационная система  “ Дата Бридж  ” 

        Норвежская фирма “Норконтрол”  выпускает автоматизированный комплекс  управления судном, который состоит  из двух независимых систем:

        “ Дата Бридж ” (для автоматизации  процессов судовождения и проведения грузовых операций);

        “ Дата Чиф ” (для автоматизации  энергомеханических систем и  рефрижераторных установок)

        Система “ Дата Бридж ”  образуется из следующих подсистем: 

4.1 Комплексная автоматизация  “ судов будущего  ”.

        Бурное развитие средств и  технологии микроинформатики создали  необходимые условия для строительства  автоматизированных судов второго  поколения. Архитектура информационно-  управляющей системы “ судна будущего ” представляет структуру взаимосвязей технических средств и программного обеспечения,  соединенных в цепи между собой вычислительных машин.

        Архитектурное построение системы  базируется на следующих факторах:

       1. Обеспечение надежности информационной системы. Оценка риска и возможностей повреждения системы приводит к необходимости выполнения ряда мероприятий и принципов:

• Функциональная автономия средств информации
• Независимость и модульный принцип построения оборудования
• Избыточность информации и дублирование некоторых видов оборудования
• Обнаружение погрешностей в передаче информации
• Постоянный контроль состояния цепей и контуров системы
• Установление надежного и безопасного порядка работы системы на случай возможных отказов.

   2. Локализация систем автоматизированной обработки информации. Системы располагаются в специальных защищенных помещениях.

       3. Выбор определенного носителя  для передачи информации на  расстояние. Одними из этих носителей  могут быть волоконно-оптические  кабели, сохраняющие свои высокие характеристики в неблагоприятных условиях окружающей среды.

        Разработка и оформление новых  автоматизированных систем ведутся  с учетом особенностей человека. Правильная организация труда  судоводителей, продуманное взаимодействие  их с системой автоматизации будет противодействовать вызывающему большие опасения притуплению внимания судоводителей в результате монотонности их трудовой деятельности в условиях высокоавтоматизированных систем. 
 
 
 
 
 
 
 
 

Список  использованной литературы: 
 

1. Л. Л. Вагущенко, А. М. Стафеев; “ Судовые автоматизированные системы навигации ” Москва “, Транспорт ” 1989
2. А. И. Радионов, А. Е. Сазонов; “ Автоматизация судовождения ” Москва “, Транспорт ” 1992
3. В. А. Орлов “ Автоматизация промыслового судовождения ” Москва, ВО “Агропромиздат” 1989