Планирование и контроль криволинейной траектории движения судна

В работе исследована возможность использования основных навигационных параметров, традиционно применяемых в лоцманской проводке (пеленг и дистанция), а также их суммы и разности для планирования и контроля движения судна по криволинейным участкам пути в условиях прибрежного плавания. В качестве математического аппарата задействованы классические методы навигации (теория изолиний, линий положения, принципы задания маршрута, включая аппроксимацию криволинейных участков пути). Дано математическое обоснование дуг окружности, эллипса и гиперболы в качестве ведущих для криволинейных участков траекторий заданного пути и одновременно контрольных изолиний. Предложены методы оценки выхода судна в точку начала и конца поворота, а также контроля движения судна по запланированному пути по измерениям навигационных параметров. Проблемы физической и математической реализуемости маршрута, возникающие в точках сопряжения прямолинейных и криволинейных участков, рекомендовано разрешать на основе использования принципов переходных кривых (клотоиды) с учетом маневренных особенностей судна. Основные положения исследования подкреплены графической интерпретацией, а приведенные выражения доведены до уровня их непосредственного практического применения. Формализация предлагаемых методов в автоматических навигационных комплексах или системах управления автономными судами позволит судоводителю на борту и управляющему судном дистанционно решать задачи обработки соответствующей навигационной информации в прибрежных и стесненных районах плавания на качественно новом уровне в неразрывной связи с традиционными лоцманскими методами контроля. 

1. Азаров М. М. Методы и алгоритмы автоматического управления движением судов по линии заданного радиуса поворота / М. М. Азаров, В. И. Ляпин, О. Б. Кудинов // Системы управления и обработки информации. — 2016. — № 4 (35). — С. 28–47.

2. Васьков А. А. Формирование траектории движения судна / А. А. Васьков // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион, техн. науки : проблемы водного транспорта. — 2004. — Спецвып. — Ч. 1. — С. 14–16.

3. Васьков А. С. Анализ процесса одерживания поворота судна / А. С. Васьков, А. Н. Штанько, А. В. Еськова // Морские интеллектуальные технологии. — 2022. — № 3–1 (57). — С. 71–76. DOI: 10.37220/ MIT.2022.57.3.009.

4. Васьков А. С. Проблемы контроля поворота судна / А. С. Васьков, А. А. Мироненко // Эксплуатация морского транспорта. — 2011. — № 3 (65). — С. 17–20.

5. Васьков А. С. Контроль движения судна по навигационным параметрам и параллельным индексам / А. С. Васьков, А. А. Мироненко // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. — 2022. — Т. 14. — № 6. — С. 826–836. DOI: 10.21821/2309-5180-2022-14-6-826-836.

6. Ворохобин И. И. Плотность распределения векториальной погрешности поворота судна / И. И. Ворохобин, В. В. Северин, Ю. В. Казак // Эксплуатация морского транспорта. — 2017. — № 3 (84). — С. 65–69.

7. Гриняк В. М. Планирование маршрутов судов через акватории с интенсивным движением / В. М. Гриняк, А. В. Шуленина, Л. И. Прудникова, А. С. Девятисильный // Моделирование, оптимизация и информационные технологии. — 2021. — Т. 9. — № 2 (33). DOI: 10.26102/2310-6018/2021.33.2.018.

8. Довгоброд Г. М. Упрощенное построение закона управления, обеспечивающего движение объекта по заданной криволинейной траектории / Г. М. Довгоброд, Л. М. Клячко // Гироскопия и навигация. — 2011. — № 3 (74). — С. 24–33.

9. Каретников В. В. К вопросу оценки рисков использования безэкипажных средств водного транспорта на участке акватории / В. В. Каретников, С. В. Козик, А. А. Буцанец // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. — 2019. — Т. 11. — № 6. — С. 987–1002. DOI: 10.21821/2309-5180-2019-11-6-987-1002.

10. Коренев А. С. Формирование траекторий движения безэкипажного судна / А. С. Коренев, С. П. Хабаров, А. Г. Шпекторов // Морские интеллектуальные технологии. — 2021. — № 4–1 (54). — С. 158–165. DOI: 10.37220/MIT.2021.54.4.047.

11. Мироненко А. А. Методология формирования навигационной обстановки и программирования движений судна / А. А. Мироненко. — Новороссийск: РИО ГМУ им. адм. Ф. Ф. Ушакова, 2016. — 162 с.

12. Песков Ю. А. Руководство по «Организации мостика» для судов / Ю. А. Песков. — Новороссийск: НГМА, 2002. — Т. 1. — 146 с.

13. Смоленцев С. В. Проблема прогнозирования траекторий движения судов в акватории / С. В. Смоленцев, Д. В. Исаков, М. Б. Солодовниченко // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. — 2022. — Т. 14. — № 1. — С. 7–16. DOI: 10.21821/2309-5180-2022-14-1-7-16.

14. Таратынов В. П. Судовождение в стесненных водах / В. П. Таратынов. — М.: Транспорт, 1980. — 128 с.

15. Ююкин И. В. Оптимальная сплайн-траектория информативного маршрута судна в корреляционноэкстремальной навигации / И. В. Ююкин // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. — 2022. — Т. 14. — № 2. — С. 230–247. DOI: 10.21821/2309-5180- 2022-14-2-230-247.

16. Benedict K. Simulation-Augmented Methods for Safe and Efficient Manoeuvres in Harbour Areas / K. Benedict, M. Kirchhoff, M. Gluch, S. Fischer, M. Schaub, M. Baldauf // TransNav the International Journal on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation. — 2016. — Vol. 10. — № 2. — Pp. 193–201. DOI: 10.12716/1001.10.02.02.

17. Bowditch N. American Practical Navigator / N. Bowditch. — Bethesda, Maryland: National imagery and mapping agency, 2012. — 898 p.

18. House D. J. Command Companion of Seamanship Techniques / D. J. House. — London, New York: Routledge, 2011. — 235 p.

19. Sivriu G. Planning and execution of blind pilotage and anchorage / G. Sivriu, S. Georgescu // Constanta Maritime University Annals. — 2010. — Vol. 14. — Pp. 35–40.

20. Swift A. I. Bridge team management. A Practical Guide / A. I. Swift. — Southall, Meddlesex: O’Sullivan Printing, 2004. — 118 р.

21. Жмур А. А. Применение теории владения ситуацией при изучении отчетов о расследованиях случаев посадки судов на мель / А. А. Жмур, В. А. Логиновский // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. — 2018. — Т. 10. — № 6. — С. 1200–1210. DOI: 10.21821/2309-5180-2018-10-6-1200-1210.

22. Ernstsen J. Human Error in Pilotage Operations / J. Ernstsen, S. Nazir // TransNav the International Journal on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation. — 2018. — Vol. 12. — № 1. — Pp. 49–56. DOI: 10.12716/1001.12.01.05

23. Jurdzinski M. Causes of ships groundings in terms of integrated navigation model / M. Jurdzinski // Annual of navigation. — 2017. — No. 24. — Pp. 119–135. DOI: 10.1515/aon 2017-0009.

24. Report on the investigation of the grounding of the ultra-large container vessel. CMA CGM Vasco de Gama Thorn Channel, Southampton, England. 22 August 2016 [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://assets.publishing.service.gov.uk/media/59ef2327ed915d6aaafc2ef0/MAIBInvReport23_2017.pdf (дата обращения 28.09.2022).

25. Bole A. Radar and ARPA Manual Radar, AIS and Target Tracking for Marine Radar Users / A. Bole, A. Wall, A. Norris. — UK, Oxford: Butterworth-Heinemann, 2013. — 552 p.

26. Васьков А. С. Основы геометрии земного эллипсоида и картографии в судовождении: Уч. пособие / А. С. Васьков, А. А. Мироненко. — Новороссийск: ГМУ им. адм. Ф. Ф. Ушакова, 2022. — 114 с.

27. Мореходные таблицы (МТ 2000). № 9011. — СПб.: ГУНиО МО РФ, 2002. — 576 с.

28. Довгоброд Г. М. Универсальный измеритель скорости поворота для морских и речных судов / Г. М. Довгоброд // Морское оборудование и технологии. — 2020. — № 2 (23). — С. 14–16.