3. Алексишин В.Г., Алексишин А.В. Зависимость параметров судовой безопасной зоны от стохастических позиционных погрешностей // Судовождение. – 2006. - № 12. – С. 3 – 10.
Здобувачу належить запропонована модель впливу випадкових позиційних похибок, що виникають при контролі місця судна, на значення параметрів суднової безпечної зони.
4. Алексишин А.В. Плавание в стесненных водах с учетом судовой безопасной зоны // Судовождение. – 2007. - № 13. – С. 3 – 8.
5. Алексишин В.Г., Алексишин А.В. Формирование судовой безопасной зоны с учетом поворотливости судна // Судовождение. – 2007.- № 14. – С. 3-8.
Здобувачу належить математична модель, що описує суднову безпечну зону залежно від радіусу циркуляції судна і орієнтації навігаційної перешкоди.
6. Алексишин А.А. Использование судовых доменов для обеспечения безопасного плавания / Стан та проблеми судноводіння: Матер. наук. -тех. конф. ОНМА 24-26 жовтня 2005 р. – Одеса: ОНМА, 2005.- С. 57-58.
7. Алексишин А.В. Судовые безопасные зоны и способ их построения / Інтегровані комплекси транспортних засобів та безпека судноплавства: Матер. наук.-тех.конф. ОНМА 23-24 травня 2006 р. – Одеса: ОНМА, 2006.- С. 12-13.
8. Алексишин А.В. Учет динамики судна при расчете параметров судовых доменов / Інтегровані комплекси транспортних засобів та безпека судноплавства: Матер. наук.-тех.конф. ОНМА 10-11 жовтня 2007 р. – Одеса: ОНМА, 2006.- С. 8-12.
АНОТАЦІЯ
Алексишин А.В. Розробка методу формування зони безпечного руху судна. - Рукопис. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук. Спеціальність 05.22.13 - Навігація та управління рухом. Одеська національна морська академія, Одеса, 2007 р.
Дисертаційна робота присвячена актуальній проблемі забезпечення безпеки судноводіння в стислих умовах плавання. У ній одержано метод формування зони безпечного руху судна.
Обґрунтовані основні чинники, які визначають форму і розміри зони безпечного руху судна. До них відносяться точність контролю місця судна і навколишніх цілей, його габарити та інерційно-гальмівні характеристики.
Одержане відображення зони безпечного руху судна з простору відносного руху в простір істинного руху. Розглянуті суднові безпечні області, що мають форми круга, еліпса і прямокутника, для яких одержані аналітичні вирази перетворення в простір істинного руху.
Розроблена процедура урахування поворотності судна при формуванні його безпечної зони, що враховує математичну модель обертального руху судна, яка представлена диференційними рівняннями зміни курсу залежно від кута перекладання керма (від першого до третього порядку).
Запропонована процедура забезпечення безпечного плавання в обмежених водах за допомогою використання зони безпечного руху судна. Процедура дозволяє розрахувати граничні пеленги, а потім і курси судна, які забезпечують безаварійне ухилення судна при різних формах і розмірах безпечної суднової зони.
У роботі проведене імітаційне моделювання, яке підтвердило коректність і достовірність теоретичних результатів дисертації.
Ключові слова: безпека судноводіння, зона безпечного руху судна , двовимірна щільність розподілу, інерційність судна, імітаційна модель.
АННОТАЦИЯ
Алексишин А.В. Разработка метода формирования зоны безопасного движения судна - Рукопись. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Специальность 05.22.13 - Навигация и управление движением. Одесская национальная морская академия, Одесса, 2007 г.
Диссертационная работа посвящена актуальной проблеме обеспечения безопасности судовождения в стесненных условиях плавания. В ней рассмотрена разработка метода формирования зоны безопасного движения судна.
Обоснованы основные факторы, которые определяют форму и размеры зоны безопасного движения судна. К ним относятся точность контроля места судна и окружающих целей, его габариты и инерционно-тормозные характеристики.
Получена математическая модель учета стохастической составляющей зоны безопасного движения судна, которая безотносительно к закону распределения вероятностей векториальной погрешности определяется ковариационной матрицей обсервованного места судна, полученного с помощью нескольких линий положения. Рассмотрено формирование двумерной плотности распределения вероятностей векториальной погрешности в случае независимых случайных погрешностей измерений, когда число линий положения больше двух. В случае зависимых погрешностей навигационных измерений показана возможность замены системы зависимых случайных величин системой независимых.
Для нормального распределения погрешностей навигационных измерений составлено интегральное уравнение и найдено его решение для определения параметров стохастической составляющей зоны безопасного движения судна.
Рассмотрено преобразование зоны безопасного движения судна из пространства относительного движения в пространство истинного движения. Рассмотрены судовые безопасные области, имеющие формы круга, эллипса и прямоугольника, получены аналитические выражения преобразования в пространство истинного движения для каждого частного случая.
Произведена разработка процедуры учета поворотливости судна при формировании его безопасной зоны, учитывающая математическую модель вращательного движения судна, которая представлена дифференциальным уравнением изменения курса в зависимости от угла перекладки пера руля (от первого до третьего порядка).
Рассмотрена простейшая модель вращательного движения судна с постоянной угловой скоростью. Делается допущение о том, что на небольшом участке навигационную опасность можно представить в виде отрезка прямой, которая имеет некоторое направление.
В работе получены аналитические выражения для построения составляющей судовой безопасной области при повороте судна, как на правый борт, так и на левый. Учитывается, что область существует при повороте судна в сторону навигационной опасности.
Более точный учет инерционности судна при повороте возможен с помощью математической модели вращательного движения, которая представлена дифференциальным уравнением изменения курса третьего порядка.
Определено влияние инерционных характеристик судна на параметры безопасной судовой зоны в пространствах относительного и истинного движения при активном торможении. Рассмотрен одновременный учет инерционности судна при повороте и торможении в активном режиме.
Предложена процедура обеспечения безопасного плавания в стесненных водах с помощью использования зоны безопасного движения судна. Приведены аналитические выражения для расчета граничных пеленгов, ограничивающих множество относительных курсов, ведущих к попаданию в безопасную зону посторонних подвижных объектом или неподвижных навигационных препятствий.
Процедура расчета граничных пеленгов, а затем и курсов судна, позволяющих производить безопасное уклонение судна, приведена для разных форм и размеров зоны безопасного движения судна.
Получен алгоритм формирования зоны безопасного движения судна, учитывающий основные существенные факторы.
В работе приведено описание имитационной модели и представлены результаты имитационного моделирования. Для имитационного моделирования рассмотрены три варианта задания границы безопасной области, учитывающей инерционность судна: в виде окружности, центр которой совпадает с центром тяжести судна; в виде эллипса, центр которого смещен к носу судна; в виде кривой, учитывающей радиус циркуляции судна. Каждый из трех вариантов позволяет аналитически задать границу безопасной области в прямоугольных или полярных координатах.
Описана имитационная модель, которая представляет собой компьютерную программу, позволяющую в графическом режиме отображать зону безопасного движения судна. Имитационное моделирование с помощью описанной программы показало корректность и эффективность полученных теоретических результатов и их практической реализации, касающейся формирования зоны безопасного движения судна и способа определения безопасных курсов уклонения, независимо от ее формы.
Имитационное моделирование показало, что сокращение стохастической составляющей безопасной судовой зоны составляет в среднем 15...35% .
Ключевые слова: безопасность судовождения, безопасная судовая зона, двумерная плотность распределения, инерционность судна, имитационная модель.
THE SUMMARY
Аlеxishin А.V. Development of method of forming of area of safe motion of ship. The dissertation is the manuscript. Dissertation on competition of scientific degree of candidate of the engineering sciences. Speciality 05.22.13 - Navigation and traffic control. Odessa national maritime academy, Odessa, 2007.
Dissertation work is devoted to the issue of the day of providing of safety of navigation in the straitened terms of sailing. Development of method of forming of ship safe area is considered in her.
Basic factors which determine a form and sizes of ship safe area are grounded. To them behave exactness of control of place of ship and surrounding targets, his sizes and inertia-brake descriptions.
Transformation of ship safe area from space of relative motion in space of veritable motion is considered. Ship safe regions, having the forms of circle, ellipse and rectangle, are considered, analytical expressions of transformation to space of veritable motion for every special case are got.
Development of procedure of account of agility of ship at forming of his safe area is produced, taking into account the mathematical model of rotator motion of ship, which is represented by differential equalization of change of course depending on the corner of position of helm (from the first to the third order).
Procedure of providing of the safe sailing in the straitened waters by the use of ship safe area is offered. Procedure allows to expect scope bearing, and then and courses of ship, providing safe deviation of ship, at different forms and sizes of safe ship area.
The imitation design which confirmed correctness and authenticity of theoretical results of dissertation is conducted in work.
Keywords: safety of navigation, ship safe area, inertia of ship, simulation model.