Автоматизированные комплексы судовождения

Основные задачи, решаемые СУДС:

· получение информации о навигационной обстановке от различных сенсоров

· обобщение данных о целях и представление их в табличном виде и графически в сочетании с многослойными электронными картами

· оперативный контроль за движением судов

· планирование графика движения судов

· анализ навигационной ситуации и выдача сигнала тревоги и предупреждения в соответствии с задаваемыми оператором критериями

· предоставление вспомогательной навигационной и прочей информации

· цифровая запись данных всей навигационной ситуации для последующего воспроизведения

Основные элементы СУДС

· Операторские дисплейные модули (возможно подключение от 1 до 24 операторских мест с дисплеями от 17 до 29 дюймов)

· Администраторская станция

· Радарные процессоры (преобразуют сигналы от радара в цифровой вид и производят их обработку и целевыделение)

· Радиолокационные сенсоры (одиночные и дублированные с антенной от 6 до 21 фута)

· Радиопеленгаторы (помогают определить расположение судна и идентифицировать его)

· Программно-управляемые телекамеры (позволяют визуально наблюдать суда в акватории порта)

· Сервер базы данных (содержит базу данных по судам)

· Сеть передачи данных (радиорелейные линии, модемы, радиомодемы, оптоволоконные линии связи и др.)

· Базовые станции АИС (принимают данные о параметрах движения судна, времени движения, количестве членов экипажа, ЕТА и др. информацию)

· Терминал управления УКВ радиостанциями (позволяет оператору вести переговоры с судами)

Система УКВ связи

Система УКВ-связи СУДС предназначена для обеспечения связи оператора центра управления движением судов с судами в зоне ответственности СУДС региона. Система может использоваться в офисах судовладельцев, а также службами госнадзора и береговой охраны.

Достоинства

· Удобный пользовательский интерфейс на базе цветных сенсорных дисплеев со всеми необходимыми функциями управления

· Высокая надежность системы за счет возможностей аппаратного резервирования ключевых элементов

· Возможность использования имеющихся радиостанций различных производителей и существующей кабельной сети для подключения операторов

· Возможность подключения удаленных базовых станций для увеличения зоны радиопокрытия системы

· Настойка приоритетов в использовании радиостанций.

Состав системы УКВ-связи СУДС

· Центр управления

· Базовые станции УКВ

· Удаленные операторские рабочие места (опционально)

· Телекоммуникационная сеть.

Регистрация переговоров

Внешняя подсистема аудиорегистрации (поставляется опционально) подключается к специальному интерфейсу аудиокоммутатора. В случае подключения к подсистеме аудиорегистрации СУДС на базе ПО Транзас имеется возможность передачи в систему аудиорегистрации по ЛВС номеров радиоканалов для их идентификации при записи и воспроизведении.

Комбинированная система наблюдения (КСН)

Комбинированная система наблюдения (электронно-картографическая система (ЭКС), радарное изображение и телевизионная система ночного видения) является совместным продуктом компаний Транзас и Турн. Сопряжение бортовых ЭКС производства Транзас и береговых Систем Управления Движением Судов с телевизионной системой ночного видения существенно расширяет возможности обнаружения и идентификации надводных целей.

Функциональные возможности

Для наиболее полного использования возможностей телевизионной системы ночного видения компанией Транзас создано специальное программное обеспечение для интеграции данной аппаратуры в ЭКС типа Navi-Sailor, Портолан-2. При этом существует возможность управлять электроннооптическим блоком (камерой) непосредственно с экрана ЭКС и по резервным отметкам.

Специальное программное обеспечение комбинированной системы позволяет:

· управлять электроннооптическим блоком (камерой) непосредственно с экрана ЭКС в ручном и автоматическом режимах (на радарные отметки)

· автоматически сопровождать радарные цели камерой и записывать видеоизображение наряду с радарным изображением

· выбирать для визуального наблюдения цель, захваченную САРП и отображенную в векторном и табличном виде на электронной карте, и автоматически сопровождать ее

· выводить и регистрировать в любой момент времени телеизображение отслеживаемой цели и ее параметры на экран ЭКС

· воспроизведить ситуацию в режиме проигрывания "Play back"

Сфера применения

Комбинированная система наблюдения спроектирована для эксплуатации на береговых станциях контроля за акваториями морских и речных портов, на морских и речных судах, в том числе высокоскоростных.

С помощью системы могут быть обнаружены и идентифицированы объекты небольших размеров, которые невозможно увидеть на экране радара, такие как небольшие бревна и плавающие льдины, суда малых размеров, изготовленные из стекловолокна или других материалов, а также спасательные плоты или люди, находящиеся в воде.

Режимы работы

Три режима работы системы - пассивный, активный и активноимпульсный - обеспечивают возможность работы в условиях полного отсутствия естественной ночной освещенности, при наличии тумана, снегопада или дождя. Система обладает высокой помехозащищенностью и не создает помех для других систем.

2. Тестирование по теоретическому материалу дисциплины "Автоматизированные комплексы судовождения"

1. В чому полягає особливість таблично-інтерполяційного способу апроксимації Меркаторської проекції?

2. Дайте пояснення терміну»цифрова РЛ-відмітка об'єкта», «бінарна РЛ-відмітка об'єкта».

3. Назвіть основні системо-технічні принципи проектування АКС.

1. В чем заключается особенность таблично-интерполяционного способа аппроксимации меркаторской проекции?

2. Дайте объяснение терминa »цифровая РЛ-отметка объекта», «бинарная РЛ-отметка объекта».

3. Назовите основные системо-технические принципы проектирования АКС.

3. Определение поправки гироскопического курсоуказателя

а = 20; b = 1;

3.1 Определение обсервованного места судна у причала

Производим по карте порта выбор, например, 8 ориентиров так, чтобы они равномерно были расположены по всему горизонту, и измеряем на них гирокомпасные направления (гирокомпасные пеленга) в течении одной - полутора минут, например, делаем измерения по ориентирам:

1-й ориентир - триангуляционный знак [Тр. Зн.];

2-й ориентир - труба [Тр.];

3-й ориентир - знак на правой оконечности 1-го мола [Зн. Пр. окон. 1-го мола];

4-й ориентир - знак на левой оконечности 2-го мола [Зн. лев. окон. 2-го мола];

5-й ориентир - знак на правой оконечности 3-го мола [Зн. Пр. окон. 3-го мола];

6-й ориентир - маяк на скале мыса [Мк];

7-й ориентир - антенна радиовышки [Рв];

8-й ориентир - антенна телевышки [Тв].

Измеренные компасные пеленга в качестве исходных данных заносим в табл.1.

а = 20; b = 1;
Гироскопические курсоуказатели. 1. Для определения обсервованого места судна у причала, находим 1КПі: 1КП1 = 95,0є - 2,5є · (20+1) = 42.5 1КП2= 128,7є - 2,5є · (20+1) = 76.2 (Триангуляционный знак) [Тр. Зн.] (Труба) [Тр.] 1КП3= 163,1є - 2,5є · (20+1) = 110.6 1КП4= 206,7є - 2,5є · (20+1) = 154.2 (Знак на правой оконечности 1-го мола) (Знак на левой оконечности 2-го мола) [Зн.] [Зн.] 1КП5 = 250,8є - 2,5є · (20+1) = 198.3 1КП6= 305,7є - 2,5є · (20+1) =253.2 (Знак на правой оконечности 3-го мола) [Зн.] (Маяк на скале мыса) [Мк] 1КП7 = 358,1є - 2,5є ·(20+1) = 305.6 1КП8= 42,6є - 2,5є · (20+1) = -9.9 (Антенна радиовышки) [Рв.] (Антенна телевышки) [Тв.] 2. Определение истинного направления (пеленга) на отдаленный ориентир (в градусах). ИП = 23,0є - 0,1є · (а + в) (Триангуляционный знак - ориентир №1). ИП = 23,0є - 0,1є ·(20+1) =20.9 є 3. Определение гироскопических компасных направлений (пеленгов) на отдаленный ориентир (в градусах). Тс1 = 07.45 Тс9 = Тс8 + 00.15=09.45 2КП1 = 8,8є + 0,4є · (20+1)=17.2 2КП9 = 7,1є + 0,4є · (20+1)=15.5 Тс2 = Тс1 + 00.15=08.00 Тс10 = Тс9 + 00.15=10.00 2КП2 = 8,2є + 0,4є · (20+1)=16.6 2КП 10 = 7,8є + 0,4є · (20+1)=16.2 Тс3 = Тс2 + 00.15=08.15 Тс11 = Тс10 + 00.15=10.15 2КП3 = 7,5є + 0,4є · (20+1)=15.9 2КП 11 = 8,4є + 0,4є · (20+1)=16.8 Тс4 = Тс3 + 00.15=08.30 Тс12 = Тс11 + 00.15=10.30 2КП4 = 6,9є + 0,4є · (20+1)=15.3 2КП 12 = 8,8є + 0,4є · (20+1)=17.2 Тс5 = Тс4 + 00.15=08.45 Тс13 = Тс12 + 00.15=10.45 2КП5 = 6,3є + 0,4є · (20+1)=14.7 2КП 13 = 9,0є + 0,4є · (20+1)=17.4 Тс6 = Тс5 + 00.15=09.00 Тс14 = Тс13 + 00.15=11.00 2КП6 = 6,0є + 0,4є · (20+1)=14.4 2КП 14 = 8,7є + 0,4є · (20+1)=17.1 Тс7 = Тс6 + 00.15=09.15 Тс15 = Тс14 + 00.15=11.15 2КП7 = 6,2є + 0,4є · (20+1)=14.6 2КП 15 = 8,2є + 0,4є · (20+1)=16.6 Тс8 = Тс7 + 00.15=09.30 Тс16 = Тс15 + 00.15=11.30 2КП8 = 6,6є + 0,4є · (20+1)=15.0 2КП 16 = 7,5є + 0,4є · (20+1)=15.9 Тс17 = Тс16 + 00.15=11.45 2КП17 = 6,9є + 0,4є · (20+1)=15.3 (Антенна телевышки) [Тв.] Ориентир 1 Тр. Зн. Тр. Зн. Пр. окон. 1-го мола Зн. лев. окон. 2-го мола Зн. Пр. окон. 3-го мола Мк Рв Тв 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1КПі 3 1КП1 1КП2 1КП3 1КП4 1КП5 1КП6 1КП7 1КП8 Значение 4 42.5є 76.2є 110.6є 154.2є 198.2є 253.2є 305.6є - 9.9є

3.2 Производим вычисление значений курсовых углов КУі, как разность между измеренными компасными пеленгами, по формуле:

КУі= 1КПі+1 - 1КПі (1)

т.е.:

КУ1 = 1КП2 -1КП1 = 76.2-42.5=33.7 є

КУ2 = 1КП3 -1КП2 = 110.6-76.2=34.4 є

КУ3 = 1КП4 -1КП3 = 154.2-110.6=43.6 є

КУ4 = 1КП5 -1КП4 = 198.2-154.2=44.0 є

КУ5 = 1КП6 -1КП5 = 253.2-198.2=55.0 є

КУ6 = 1КП7 -1КП6 = 305.6-253.2=52.4 є

КУ7 = 1КП8 -1КП7 = -9.9-305.6=-315.5є (44.5 є)

КУ8 = 1КП1 - КП8 = 42.5-(-9.9)=52.4 є

Произведем проверку правильности измерения компасных пеленгов на подобранные 8 ориентиров по формуле:

360,0° = КУi (2)

360,0є = 33.7 є+34.4 є+43.6 є+44.0 є+55.0 є+52.4 є+44.5 є+52.4 є=360 є

Вывод:

Поскольку после проверки наших данных оказалось что указанное выше равенство правдиво, то можно с уверенностью сказать что расчеты мы произвели правильно.



Рис. 1. Направления (пеленга) на 8 подобранных ориентиров.

3.3 Определение истинного направления (пеленга) от обсервованного места судна у причала на отдаленный ориентир

Производится выбор одного из восьми ориентиров так, чтобы:

а) ориентир был виден через пеленгатор пилоруса (левого или правого);

б) ориентир был узким (чтобы не вносилась систематическая погрешность при измерениях в значения компасных пеленгов);

в) ориентир был на расстоянии от судна в пределах от 3-х миль до 4-х миль.

С использованием параллельной линейки и транспортира произвести определение истинного пеленга от обсервованного места судна, отшвартованного у причала, на выбранный отдаленный ориентир:

Ориентир № ______; ИП = ______________ °.

Определяем истинное направление (пеленг) на отдаленный ориентир (в градусах).

ИП = 23,0є - 0,1є · (а + в)

ИП = 23,0є - 0,1є · (20+1)= 20.9°

3.4 Определение постоянной поправки гироскопического курсоуказателя

Тс1 = 07.45	Тс9 = Тс8 + 00.15=09.45
2КП1 = 8,8є + 0,4є · (20 +1)=17.2 є	2КП9 = 7,1є + 0,4є · (20 +1)=15.5 є
Тс2 = Тс1 + 00.15=08.00	Тс10 = Тс9 + 00.15=10.00
2КП2 = 8,2є + 0,4є · (20 +1)=16.6 є	2КП 10 = 7,8є + 0,4є · (20 +1)=15.8 є
Тс3 = Тс2 + 00.15=08.15	Тс11 = Тс10 + 00.15=10.15
2КП3 = 7,5є + 0,4є · (20 +1)=15.9 є	2КП 11 = 8,4є + 0,4є · (20 +1)=16.8 є
Тс4 = Тс3 + 00.15=08.30	Тс12 = Тс11 + 00.15=10.30
2КП4 = 6,9є + 0,4є · (20 +1)=15.3 є	2КП 12 = 8,8є + 0,4є · (20 +1)=17.2 є
Тс5 = Тс4 + 00.15=08.45	Тс13 = Тс12 + 00.15=10.45
2КП5 = 6,3є + 0,4є · (20 +1)=14.7 є	2КП 13 = 9,0є + 0,4є · (20 +1)=17.4 є
Тс6 = Тс5 + 00.15=09.00	Тс14 = Тс13 + 00.15=11.00
2КП6 = 6,0є + 0,4є · (20 +1)=14.4 є	2КП 14 = 8,7є + 0,4є · (20 +1)=17.1 є
Тс7 = Тс6 + 00.15=09.15	Тс15 = Тс14 + 00.15=11.15
2КП7 = 6,2є + 0,4є · (20 +1)=14.6 є	2КП 15 = 8,2є + 0,4є · (20 +1)=16.6 є
Тс8 = Тс7 + 00.15=09.30	Тс16 = Тс15 + 00.15=11.30
2КП8 = 6,6є + 0,4є · (20 +1)=15.0 є	2КП 16 = 7,5є + 0,4є · (20 +1)=15.9 є
	Тс17 = Тс16 + 00.15=11.45
	2КП17 = 6,9є + 0,4є · (20 +1)=15.3 є

Таблица 2.

№ п/п	Тci (ч.м.)	ИП (град.)	2КПi (град.)	ДГКi = = ИП - - 2КПi (град.)	ДГКф = = УДГКi n (град.)	Д = =ДГКi - - ДГКф (град.)	Д2
1	2	3	4	5 = 3 - 4	6	7 = 5 - 6	8 = 7 · 7
1.	07.45	20.9є	17.2є	3.7є	2.7є	1.0є	1.0
2.	08.00		16.6 є	4.3є		1.6є	2.56
3.	08.15		15.9 є	5.0є		2.3є	5.29
4.	08.30		15.3 є	5.6є		2.9є	8.41
5.	08.45		14.7 є	6.2є		3.5є	12.25
6.	09.00		14.4 є	6.5є		3.8є	14.44
7.	09.15		14.6 є	6.3є		3.6є	12.96
8.	09.30		15.0 є	5.9є		3,2є	10.24
9.	09.45		15.5 є	5.4є		2.7є	7.29
10.	10.00		15.8 є	5.1є		2.4є	5.76
11.	10.15		16.8 є	4.1є		1.4є	1.96
12.	10.30		17.2 є	3.7є		1.0є	1.0
13.	10.45		17.4 є	3.6є		0.9є	0.81
14.	11.00		17.1 є	3.8є		1.1є	1.21
15.	11.15		16.6 є	4.3є		1.6є	2.56
16.	11.30		15.9 є	5.0є		2.3є	5.29
17.	11.45		15.3 є	5.6є		2.9є	8.41
	У1=	46.55		У2 =	53.91

ДГКф = , (3)

ДГКф = 46.55/17= 2.7382…? 2.74є

3.5 Вычисление значения ДГКг поправки гироскопического курсоуказателя по графику

Выполняем в следующем порядке:

а) производим построение графика, отложив по горизонтальной оси значения Тсі, взятые из колонки 2 таблицы 12, а по вертикальной - значения ДГКi из колонки 5.

б) дискретность делений по оси 0, Тсi - 10 мин, по оси 0, ДГК - 0,20;

в) график выполнять на листе миллиметровой бумаги формата А4 с соблюдением масштаба:

1,0 см = 10 мин (по оси 0, Тсi)

1,0 см = 1,00 (по оси 0, ДГКi)

г) по графику, приведенному на рисунку ниже, по оси ДГКі находим максимальное ДГКmax и минимальное ДГКmin значения поправок. Далее на этой же оси по "миллиметровке" с помощью линейки находим точку, как среднюю между значениями ДГКmax и ДГКmin. Это и будет среднее значение ДГКс поправки гироскопического указателя, вычисленное графически и которое заносим во вторую строку третьей колонки таблицы 3.

3.6 Вычисление значения ДГКр. поправки гироскопического курсоуказателя по "размаху"

Вычисляем значение ДГКр. поправки гироскопического курсоуказателя по "размаху" по формуле (4) и заносим его в третью строку третьей колонки таблицы 3.

ДГКр = ДГКmin + ДГК max - ДГКmin . (4)

2

ДГКр = = -5,0 + 1,5 = -3,5є;

Таким образом, по результатам вычисления получили следующие значения поправки гироскопического курсовыводителя:

а) по формуле 3 : ДГКф = 2.74є ;

б) по графику (рис.2): ДГКг = - 3,5є;

в) по "размаху": ДГКр = - 3,5є.

3.7 Окончательные значения ДГК гироскопического курсоуказателя

ДГКср. = ДГКф + ДГКг + ДГК р . (5)

3

ДГКср. = = -3,5є.

3.8 Вычисляем погрешность проведенных измерений

а) заполняем колонки 7 и 8 таблицы 10, проведя соответствующие вычисления по формулам, приведенные вначале каждой из этих колонок, т.е. получаем ряд значений д и д2.

б) вычисляем среднюю квадратическую погрешность (СПК) mгк устойчивости главной оси гиросферы гироскопического курсоуказателя по формуле (6):

m_ГК = v ?

m_ГК = (6)

где n = 17.

в) вычисляем СКП определения поправки ДГК гироскопического курсоуказателя по формуле:

mДГК = . (7)

где n = 17.

г) вычисляем предельную СКП, которая характеризует устойчивость гиросферы гироскопического курсоуказателя в плоскости гироскопического курсоуказателя (для вероятности Р = 0,95) по формуле:

= ± Кр · mгк= ±1,96·0,24= 0,47є. (8)

где Кр - коэффициент перевода, равный 1,96 для всех вариантов КР.

Таким образом, по результатам определения поправки гироскопического курсоуказателя получены следующие постоянные поправки и погрешности, которые сведены в Таблицу 3.

Таблица 3.

№ п/п	Поправка ДГК	Погрешности m
	метод получения ДГК	значение ДГК	наименование погрешности	значение погрешности
1	2	3	4	5
1.	по формуле (3) (ДГКф)	2.74є	СКП устойчивости ГС ГКУ - mгк	1,0є
2.	по графику (рис. 2) и формуле (2) (ДГК2)	2.74є	СКП определения ДГКУ - mДгк	± 0,24є
3.	по «размаху» формула (5) (ДГКр)	-2.74є	предельной устойчивости ГС ГКУ -	0,47є
4.	среднее значение ДГКср	2.74є

Сравнительная характеристика авторулевых разных моделей и производителей в виде таблицы.

Параметры:	Navitron NT888G	Navitron NT991GMK2	Yokogawa PT500	SIMRAD ROBERTSON AP9 MK3
Питание:	11-40 V DC	11-40 V DC	220/380/440AC ±20%, 50/60Hz ±1 или 3-фазн. 700 VA	24 VDC
Потребляемая мощность: Рабочий режим Освещение (макс.)	10 W 2 W	2,5 W 8,1 W	-	в зависимости от конфигурации
Точность:	0.25°	0.25°	-	-
Скорость порта:	4800 / 38400 по выбору	4800 / 38400 по выбору	1200/2400/4800/9600 бод	-
Скорость отработки (мин.):	30°/сек	30°/сек	30°/сек	-
Ввод скорости в NMEA формате или в импульсе:
SOG:	$XX VBW $XX VTG	-	-	-
STW:	$XX VBW $XX VHW	-	-	-
Выход NMEA 0183 (изолированный RS422):
Скорость обновления (1-й канал):	1 Гц, 10 Гц, 20 Гц, 40Гц или 50Гц, по выбору	1 Гц, 10 Гц или 20 Гц, по выбору	-	-
Вход в формате Furuno:
Скорость обновления:	5 Гц или 40 Гц	5 Гц или 40 Гц	-	-
Точность:	0.166° или 0.1°	0.166° или 0.1°	-	-
Степперный выход (на РЛС, плоттеры и т.д.):
Шаг / градус:	3, 6,12 или 24	3, 6,12 или 24	-	-
Амплитуда сигнала:	5 VDC	5 VDC	-	-
Макс. скорость:	8, 16 или 24°/сек	8, 16 или 24°/сек	-	-
Рабочая температура:	от -20° до +60°C	от -20° до +60°C	0~55°C	от 0 до +55°С
Сигнализация:	Потеря основного питания Потеря резервного питания Ошибка ввода данных о курсе Ошибка данных трека Ошибка рулевой системы Ошибка распределительного блока Ошибка блока данных положения руля Статус выключателя Ошибка данных CCA Смена вахты Ограничение по OHA Ограничение по CCA Изменение курса Изменение маршрута Ограничение маневра Пользовательское ограничение Срабатывание удаленного управления Ошибка блока управления	Потеря питания Ошибка рулевой системы Ошибка ввода данных о курсе Положение руля Ограничение по ROT Отклонение от курса Дистанционные устройства Тестовая сигнализация	-	-
Габариты:
Панели управления	204 Ч 132 Ч 48,4 мм	297 Ч 176 Ч 110 мм	-	300 x 320 x 105 мм
Распределительного блока	300 Ч 300 Ч 120 мм	-	-	-
Масса:
Панели управления	1,8 кг	3,3 кг	-	3 кг
Распределительного блока	9,5 кг	-	-	4,5 кг

Размещено на Allbest.ru

...