3.4. Особенности информационно-управляющей системы маломерного судна.
Особенности навигационного обеспечения маломерного судна. Маломерные суда (МС) образуют особый класс морских подвижных объектов, для которых характерным является движение с высокой скоростью (до 40-45 узлов), частое маневрирование со значительными ускорениями (2-3 м/с2). К ним относятся скоростные катера (редан, воздушная каверна), суда на подводных крыльях, суда на воздушной подушке, экранопланы. Важно отметить, что действие рассмотренного класса судов осуществляется в основном в районах со стесненными навигационными условиями. Эти районы характеризуются большой интенсивностью судоходства, сложными навигационными ограничениями, быстро изменяющими гидрометеорологическими условиями. С увеличением интенсивности движения судов такого назначения в сложных навигационных условиях повышается их аварийность. Особенностями данного класса судов и кораблей являются ограниченное количество управляющих лиц и навигационных приборов. Как правило, в настоящее время навигационные комплексы на таких судах не уставлены.
С целью обеспечения безопасности мореплавания МС важное значение имеют анализ и обоснование структуры информационно-управляющей системы управления движением, а также разработка, совершенствование и исследования каждой части данной структуры на основе использования современных достижений приборостроения и информационных технологий.
Информационно-управляющая система управления движением для МС должна отвечать следующие требования:
система должна обеспечивать точность, надежность, непрерывность и помехозащищенность выработке навигационных параметров;
состав системы должен быть компактным;
приборы системы должны ответить требования малых габаритов, низкой стоимости и низкого энергопотребления;
система должна работать в различных условиях навигации.
Обобщенная схема информационно-управляющей системы для МС. Исходя из анализа функций управления движением и особенностей МС, требований к их системам навигации и управления, а также из анализа современного состояния и тенденций развития приборов, систем навигации и управления движением судна, предлагается следующая структура информационно-управляющей системы управления движением МС (см. рис. 4).
В центре системы находится центр отображения информации и управления. Здесь информация из различных источников отображается на фоне электронно-картографической навигационно-информационной системы (ЭКНИС). При стабилизации судна на траектории, заданные маршруты движения введены на ЭКНИС и сохраняются в базе данных. На основании информации о текущем местоположении судна, которая вырабатывается на основе комплексирования информации от различных источников с целью повышения точности и надежности, и данных о маршрутах в базе данных вырабатывается сигнал управления по закону (1.12), который затем подается на САУ для управления движением судна по заданному закону.
Основным прибором навигации, который вырабатывает все навигационные параметры (координаты, скорости, углы ориентации), в том числе и параметр угловой скорости, необходимый для работы САУ, является БИНС.
Рис. 4. Структура автоматизированной информационно-управляющей системы управления движением судна: БИНС – бесплатформенная инерциальная навигационная система; GPS – приемник спутниковой навигационной системы; РЛС – радиолокационная станция; СППР – система поддержки поднятия решения; ЭКНИС – электронно-картографическая навигационно-информационная система; САУ – система автоматического управления.
В настоящее время БИНС строятся на датчиках малых габаритов и низкой стоимости, что отвечает требования для МС. Для коррекции ошибок БИНС в выработке навигационных параметров привлечены данные от приемника СНС и лага, которые уставлены на большинстве судов. Для обработки информации из различных источников и получения навигационных параметров с высшими требованиями разработана интегрированная система на основе комплексной обработки информации от них.
Таким образом, совершенствование системы управления движением МС при стабилизации на траектории, торжественное задаче совершенствования информационно-управляющей системы, которая включает в себя интегрированную систему ориентации и навигации (ИСОН), ЭКНИС и САУ является актуальным направлением исследования для повышения безопасности мореплавания МС. Разработка интегрированной системы ориентации и навигации, а также разработка алгоритма автоматического управления МС с нечетким регулятором для повышения эффективности управления движением МС при стабилизации на траектории являются предметами исследования данной диссертационной работы.