[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

RU2823051C1 - Method of controlling coordinated group activity of automatic tugs - Google Patents

Method of controlling coordinated group activity of automatic tugs Download PDF

Info

Publication number
RU2823051C1
RU2823051C1 RU2023135485A RU2023135485A RU2823051C1 RU 2823051 C1 RU2823051 C1 RU 2823051C1 RU 2023135485 A RU2023135485 A RU 2023135485A RU 2023135485 A RU2023135485 A RU 2023135485A RU 2823051 C1 RU2823051 C1 RU 2823051C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
automatic
tug
tugs
group
vessel
Prior art date
Application number
RU2023135485A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Евгений Леонидович Гайдук
Александр Давидович Груверман
Алексей Анатольевич Васильев
Дмитрий Владимирович Казунин
Original Assignee
Акционерное общество "ОСК-Технологии" (АО "ОСК-Технологии")
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "ОСК-Технологии" (АО "ОСК-Технологии") filed Critical Акционерное общество "ОСК-Технологии" (АО "ОСК-Технологии")
Application granted granted Critical
Publication of RU2823051C1 publication Critical patent/RU2823051C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: transportation.
SUBSTANCE: invention relates to a method of controlling coordinated group activity of automatic tugs. For the towing-tilting operation, fully autonomous automatic tugs are used under the control of the coastal remote control station, taking into account the hydrometeorological conditions of its performance, wherein one automatic tug in the group is designated as the driving one and the second one – as the driven one. Control signals are transmitted from the remote control station, which are processed in the computer of the master tug to generate the corresponding commands for its control and manoeuvring system, as well as for generation and transmission of corresponding commands to the driven tug control and manoeuvring system to provide the necessary conditions for the ship towing, mooring and tilting.
EFFECT: improved characteristics of the method of remote control of coordinated group activity of automatic tugs due to provision of possibility of automatic distribution of stops of automatic tugs of a group.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области судовождения и может быть использовано для дистанционного управления группой полностью автономных буксиров-автоматов в процессе буксировки обеспечиваемого судна в порту.The invention relates to the field of navigation and can be used for remote control of a group of fully autonomous automatic tugs in the process of towing a supported vessel in a port.

Известны различные технические решения в рассматриваемой области.Various technical solutions are known in this area.

Так, известен патент РФ на изобретение №2470828 (МПК В63Н 25/04, опублик. 27.12.2012). Способ управления траекторией движения буксируемого судна, основанный на определении координат расположенных в его диаметральной плоскости носовой и кормовой точек, заключающийся в том, что вычисляют отклонения носовой и кормовой точек буксируемого судна от линии диаметральной плоскости (ДП) буксирующего судна, при этом линия ДП проведена через носовую и кормовую точки буксирующего судна, по результатам вычислений определяют величину сигнала управления, в соответствии с его значением производят перекладку руля на буксируемом судне.Thus, the Russian Federation patent for invention No. 2470828 is known (IPC V63N 25/04, published on December 27, 2012). A method for controlling the trajectory of a towed vessel, based on determining the coordinates of the bow and stern points located in its centerline plane, which consists in calculating the deviations of the bow and stern points of the towed vessel from the line of the centerline plane (DP) of the towing vessel, while the line DP is drawn through the bow and stern points of the towing vessel, the value of the control signal is determined based on the calculation results, and the rudder on the towed vessel is shifted in accordance with its value.

Известен также патент РФ на изобретение №2130622 (МПК G01S 5/12, опублик. 20.05.1999). Способ групповой навигации объектов путем приема и обработки радионавигационных сигналов спутниковой радионавигационной системы (СРНС) и корректирующей информации (КИ) контрольно-корректирующей станции (ККС), в котором вводят дополнительно два вспомогательных объекта навигации (ВОН) таким образом, чтобы основной объект навигации (ООН) находился внутри треугольника, образованного ККС и двумя ВОН, формируют на ККС управляющий радиосигнал, задающий номера только тех навигационных ИСЗ (НИСЗ) СРНС, которые одновременно находятся в зоне видимости ККС, ООН и ВОН, причем количество заданных НИСЗ выбирают не менее трех и не более числа измерительных каналов каждого из приемоиндикаторов ООН и ВОН, принимают управляющий радиосигнал на ООН и ВОН, осуществляют одновременно поиск, прием и обработку радионавигационных сигналов только заданных в управляющем радиосигнале НИСЗ, затем вычисляют на ООН и ВОН собственные координаты, формируют на ВОН дополнительную КИ (ДКИ), включающую известные и вычисленные координаты ВОН, затем передают ДКИ на ООН, где одновременно принимают КИ с ККС и ДКИ с ВОН, вычисляют коэффициенты d1, d2, d3 путем решения системы линейных уравнений.The Russian Federation patent for invention No. 2130622 is also known (IPC G01S 5/12, published 05.20.1999). A method for group navigation of objects by receiving and processing radio navigation signals of the satellite radio navigation system (SRNS) and corrective information (CI) of the control and correction station (KKS), in which two additional auxiliary navigation objects (VON) are introduced so that the main navigation object (UN) ) was inside the triangle formed by the KKS and two VON, a control radio signal is generated on the KKS, specifying the numbers of only those navigation satellites (NSS) of the SRNS that are simultaneously in the visibility zone of the KKS, UN and VON, and the number of specified satellites is selected at least three and not more than the number of measuring channels of each of the UN and VON receiver indicators, receive the control radio signal at the UN and VON, simultaneously search, receive and process radio navigation signals only specified in the control radio signal of the NIS, then calculate their own coordinates at the UN and VON, generate an additional CI ( DKI), including the known and calculated coordinates of the VON, then transmit the DKI to the UN, where they simultaneously receive the CI with the KKS and the DKI with the VON, and calculate the coefficients d1, d2, d3 by solving a system of linear equations.

Известен также патент РФ на изобретение №2662297 (МПК G05D 1/02, опублик. 25.07.2018). Способ группового вождения дорожных дронов, в котором периодически излучают электромагнитные, преимущественно радиочастотные, сигналы, излучают два рода акустических, преимущественно ультразвуковых, сигналов, первый из которых возбуждают одновременно с каждым электромагнитным сигналом, принимают электромагнитные и акустические сигналы, определяют расстояния от излучателя акустических сигналов до двух датчиков акустических сигналов по временным задержкам их приема относительно соответствующих электромагнитных сигналов и автоматически управляют курсом движения каждого дорожного дрона по предварительно формируемым сигналам рассогласования.The Russian Federation patent for invention No. 2662297 is also known (IPC G05D 1/02, published July 25, 2018). A method for group driving of road drones, in which electromagnetic, predominantly radio frequency, signals are periodically emitted, two types of acoustic, predominantly ultrasonic, signals are emitted, the first of which is excited simultaneously with each electromagnetic signal, electromagnetic and acoustic signals are received, the distances from the acoustic signal emitter to two acoustic signal sensors based on the time delays of their reception relative to the corresponding electromagnetic signals and automatically control the course of movement of each road drone using pre-generated mismatch signals.

Известен также патент РФ на изобретение №2615714 (МПК Н04В 7/24, опублик. 07.04.2017). Способ группового управления мобильными наземными и воздушными робототехническими средствами, обеспечивающий управление роботами по радиоканалам и спутниковому каналу связи. За счет адаптации команд управления под оборудование робототехнических средств осуществляют управление робототехническими средствами с любого рабочего места оператора или с двух рабочих мест одновременно, где соответственно один оператор управляет базовым мобильным шасси робототехнического средства, а другой оператор технологическим оборудованием этого робототехнического средства, а также в зонах отсутствия радиовидимости в качестве внешних ретрансляторов радиоканала используют сами робототехнические средства, входящие в состав группировки.The Russian Federation patent for invention No. 2615714 is also known (IPC N04V 7/24, published 04/07/2017). A method for group control of mobile ground and air robotic equipment, providing control of robots via radio channels and a satellite communication channel. By adapting control commands to the equipment of robotic equipment, robotic equipment is controlled from any operator’s workstation or from two workstations simultaneously, where, respectively, one operator controls the basic mobile chassis of the robotic instrument, and the other operator controls the technological equipment of this robotic instrument, as well as in areas of absence In radio visibility, the robotic devices themselves that are part of the group are used as external radio channel repeaters.

Известен также патент РФ на изобретение №2794384 (МПК В63Н 25/04, G05D 1/02, G08G 3/02, В63В 35/66, H04L 67/00, опублик. 17.04.2023), являющийся по совокупности существенных признаков наиболее близким к предлагаемому решению, соответственно, принятый за прототип предлагаемого способа. Система управления движением буксира портового флота в режиме дистанционного пилотирования, характеризующаяся наличием обзорно-поисковой системы буксира ОПС, подсистемы внутрисудового наблюдения буксира ПВН, системы высокоточной проводки и швартовки буксира СВПШ, гидроакустической системы позиционирования буксира ГСП, автономной навигационной системы АНС буксира, системы координированного управления движением буксира СКУ, судовой интегрированной системы управления ИСУ технических средств ТС буксира, которые связаны с сетевым маршрутизатором буксира, система координированного управления движением буксира СКУ связана с преобразователем сигналов судовых исполнительных устройств буксира, который в свою очередь связан с судовой ИСУ ТС буксира, сетевой маршрутизатор буксира передает полученные данные от вышеупомянутых систем через криптошлюз буксира по основному и/или резервному каналам обмена данными с постом дистанционного управления ДУ через береговой криптошлюз в береговой сетевой маршрутизатор, который связан с сервером оптической системы анализа окружающей среды и состояния судна ОСА комплексного рабочего места КРМ удаленного капитана буксира, сервером автономной навигационной системы АНС КРМ удаленного капитана буксира, сервером системы детальной регистрации данных и подсистемы самодиагностики СДРПС, системы мониторинга доступности и контроля СМК, системы контроля и управления доступом СКУД, вычислителем СКУ, информационным сервером а-Навигации, картографическим сервером а-Навигации, гидрометеорологическим сервером а-Навигации КРМ удаленного капитана буксира, обеспечивающего дистанционное управление буксиром, связано с береговым сетевым маршрутизатором, который перенаправляет упомянутому КРМ все необходимые данные, при этом криптошлюз внешних источников информации ВИИ, связанный с береговым сетевым маршрутизатором, получает дополнительные данные по линии передачи данных от портовой системы управления движением судов СУДС и линии передачи данных глобальной сети INTERNET.The Russian Federation patent for invention No. 2794384 is also known (IPC B63N 25/04, G05D 1/02, G08G 3/02, B63B 35/66, H04L 67/00, published 04/17/2023), which, in terms of the totality of essential features, is closest to the proposed solution, respectively, adopted as a prototype of the proposed method. Traffic control system for a port fleet tug in remote piloting mode, characterized by the presence of a survey and search system for the OPS tug, an on-ship surveillance subsystem for the PVN tug, a high-precision guiding and mooring system for the SVPSh tug, a hydroacoustic positioning system for the GSP tug, an autonomous navigation system for the tug ANS, and a coordinated traffic control system tug SKU, ship integrated control system IMS technical means of the tug vehicle, which are connected to the tug network router, the coordinated movement control system of the tug SKU is connected to the signal converter of the ship actuators of the tug, which in turn is connected to the ship IMS of the tug vehicle, the tug network router transmits received data from the above-mentioned systems through the tugboat's crypto-gateway via the main and/or backup data exchange channels with the remote control post via the on-shore crypto-gateway to the on-shore network router, which is connected to the server of the optical system for analyzing the environment and the state of the vessel OSA of the integrated workstation KRM of the remote tugboat captain , server of the autonomous navigation system ANS KRM of the remote tugboat captain, server of the detailed data recording system and self-diagnosis subsystem SDRPS, availability monitoring and control system of the QMS, access control and access control system, ACS computer, a-Navigation information server, a-Navigation map server, hydrometeorological server a-Navigation KRM of the remote tugboat captain, providing remote control of the tug, is connected to a coastal network router, which redirects to the mentioned KRM all the necessary data, while the crypto gateway of external information sources VII, connected to the coastal network router, receives additional data via a data line from the port VTS vessel traffic control system and the data transmission line of the global INTERNET network.

Известная система управления обеспечивает возможность дистанционного управления только одним буксиром, не предусматривает координированное управление группой буксиров и не учитывает взаимное расположение буксиров группы и буксируемого судна, характеристики буксируемого судна, определяющие его гидродинамические и аэродинамические свойства, а также гидрометеорологические условия проведения буксирно-кантовочной операции.The known control system provides the possibility of remote control of only one tug, does not provide for coordinated control of a group of tugs and does not take into account the relative position of the tugs of the group and the towed vessel, the characteristics of the towed vessel, which determine its hydrodynamic and aerodynamic properties, as well as the hydrometeorological conditions of the towing operation.

Главной технической проблемой в рассматриваемой сфере является отсутствие способа координированного управления группой буксиров, дистанционно управляемых с одного поста дистанционного управления (ПДУ), далее именуемых буксирами-автоматами (БА), предусматривающего автоматическое распределение между БА группы упоров, формируемых движительно-рулевыми устройствами каждого БА, с целью обеспечения требуемого линейного перемещения и вращения буксируемого судна с учетом гидрометеорологических условий. Предлагаемое техническое решение нацелено на решение названной проблемы.The main technical problem in the area under consideration is the lack of a method for coordinated control of a group of tugs, remotely controlled from one remote control post (RCP), hereinafter referred to as automatic tugs (AT), which provides for the automatic distribution between the TUs of a group of stops formed by the propulsion and steering devices of each TU, in order to ensure the required linear movement and rotation of the towed vessel, taking into account hydrometeorological conditions. The proposed technical solution is aimed at solving this problem.

Техническим результатом является улучшение характеристик способа дистанционного управления координированной групповой деятельностью буксиров-автоматов, а именно, обеспечение возможности автоматического распределения упоров буксиров-автоматов группы из двух БА.The technical result is to improve the characteristics of the method for remote control of the coordinated group activity of automatic tugs, namely, to provide the ability to automatically distribute the stops of automatic tugs of a group of two BAs.

При этом используемая эффективная мощность главных двигателей буксиров-автоматов соответствует минимально необходимой для обеспечения буксировки, швартовки и кантовки конкретного судна, находящегося в жесткой технологической сцепке с буксирами группы, в текущей гидрометеорологической обстановке.At the same time, the used effective power of the main engines of automatic tugs corresponds to the minimum required to ensure towing, mooring and berthing of a specific vessel located in a rigid technological coupling with the tugs of the group in the current hydrometeorological situation.

Достигается технический результат тем, что в способе управления координированной групповой деятельностью буксиров-автоматов, основанном на взаимодействии берегового поста дистанционного управления с полностью автономными буксирами-автоматами, выполняющими буксировку и кантовку судна с характеристиками, неизвестными до начала буксирно-кантовочной операции и учитывающем гидрометеорологические условия ее проведения, согласно изобретению, один буксир-автомат в группе назначается ведущим, второй - ведомым, система координированного управления движением ведущего буксира по каналу обмена данными с поста дистанционного управления получает с операторской станции управляющие сигналы, которые обрабатываются в вычислительном устройстве системы координированного управления ведущего буксира-автомата. Далее вычисляются требуемые для заданного персоналом поста дистанционного управления линейного перемещения и вращения буксируемого судна направления и модули векторов сил, которые должны быть приложены к буксируемому судну каждым из буксиров группы. Вычисленные значения по внутрисудовой линии связи передаются в систему автоматического управления движением и маневрированием ведущего буксира, и по каналу обмена данными с постом дистанционного управления в систему автоматического управления движением и маневрированием ведомого буксира, сформированные системами автоматического управления движением и маневрированием буксиров группы управляющие сигналы передаются на движительно-рулевые устройства буксиров. При этом контроль соответствия направления и скорости линейного перемещения и вращения буксируемого судна требуемым значениям осуществляется внешним экипажем ведущего буксира-автомата с использованием данных, отображаемых на дисплее операторской станции поста дистанционного управления. В результате вычислений, выполняемых на ведущем буксире для буксиров группы, используемая эффективная мощность главных двигателей буксиров-автоматов соответствует необходимой для обеспечения буксировки, швартовки и кантовки судна с характеристиками, информация о которых становится известной непосредственно перед началом буксировочной/швартовной операции, находящегося в жесткой технологической сцепке с буксирами группы, в текущей гидрометеорологической обстановке. При этом обеспечивается автоматическое распределение между буксирами-автоматами группы упоров, формируемых движительно-рулевыми устройствами каждого буксира, с целью обеспечения требуемого линейного перемещения и вращения буксируемого судна.The technical result is achieved in that in the method of controlling the coordinated group activity of automatic tugs, based on the interaction of a coastal remote control post with fully autonomous automatic tugs performing towing and tilting of a vessel with characteristics unknown before the start of the towing and tilting operation and taking into account the hydrometeorological conditions of its carrying out, according to the invention, one automatic tug in the group is designated as the leader, the second - as the slave, the coordinated movement control system of the leading tug via a data exchange channel from the remote control station receives control signals from the operator station, which are processed in the computing device of the coordinated control system of the leading tug - machine. Next, the directions and modules of the force vectors required for the linear movement and rotation of the towed vessel specified by the personnel at the remote control post are calculated, which must be applied to the towed vessel by each of the tugs of the group. The calculated values are transmitted via the on-board communication line to the automatic control system for the movement and maneuvering of the leading tug, and through the data exchange channel with the remote control post to the automatic control system for the movement and maneuvering of the slave tug, generated by the automatic control systems for the movement and maneuvering of tugs of the group, control signals are transmitted to the propulsion - steering devices of tugs. In this case, control of compliance of the direction and speed of linear movement and rotation of the towed vessel with the required values is carried out by the external crew of the leading automatic tug using data displayed on the display of the operator station of the remote control post. As a result of calculations performed on the leading tug for tugs of the group, the used effective power of the main engines of automatic tugs corresponds to that required to ensure towing, mooring and berthing of a vessel with characteristics, information about which becomes known immediately before the start of the towing/mooring operation, which is in a strict technological coupling with the tugs of the group, in the current hydrometeorological situation. This ensures automatic distribution between automatic tugs of a group of stops formed by the propulsion and steering devices of each tug in order to ensure the required linear movement and rotation of the towed vessel.

Математическое объяснение предлагаемого способа:Mathematical explanation of the proposed method:

Для управления линейным перемещением и вращением буксируемого судна буксиры группы создают суммарный вектор силы FS, которую необходимо приложить к буксируемому судну для его линейного перемещения, и момент MS, обеспечивающий требуемое вращение буксируемого судна. Распределение сил, обеспечиваемых упорами ведущего БА FT1 и ведомого БА FT2, и создающих требуемые значения FS и MS, между буксирами группы выполняется в СКУ ведущего буксира.To control the linear movement and rotation of the towed vessel, the tugs of the group create a total force vector F S , which must be applied to the towed vessel for its linear movement, and a moment M S , which ensures the required rotation of the towed vessel. The distribution of forces provided by the stops of the leading AUF T1 and the driven AUF T2 , and creating the required values of F S and M S , between the tugs of the group is carried out in the control system of the leading tug.

Вектор FS равен сумме векторов сил, развиваемых движительно-рулевыми устройствами ведущего БА FT1 и ведомого БА FT2:Vector F S is equal to the sum of the force vectors developed by the propulsion and steering devices of the leading AUF T1 and the slave AU F T2 :

Результирующая сила FS должна воздействовать на судно, смещая его в требуемом направлении COGSD.The resulting force F S must act on the vessel, displacing it in the required direction COG SD .

Момент MS равен сумме векторных произведений радиус-векторов плеч LT1 и LT2 и векторов сил FT1 и FT2:The moment M S is equal to the sum of the vector products of the radius vectors of the arms L T1 and L T2 and the force vectors F T1 and F T2 :

Модули радиус-векторов плеч определяются взаимным расположением буксиров группы и буксируемого судна и вычисляются по формулам (3) и (4):The modules of the shoulder radius vectors are determined by the relative position of the tugs of the group and the towed vessel and are calculated using formulas (3) and (4):

гдеWhere

Р1=ΔХ1 ⋅ cos(HDGS) + ΔY1 ⋅ sin(HDGS) - ΔХ'1 cos (HDGS+0,5⋅π)Р 1 =ΔХ 1 ⋅ cos(HDG S ) + ΔY 1 ⋅ sin(HDG S ) - ΔХ' 1 cos (HDG S +0.5⋅π)

Q1=ΔYX ⋅ cos(HDGS) - ΔХ1 ⋅ sin(HDGS) - ΔХ'1 ⋅ cos (HDGS+0,5⋅π)Q 1 =ΔY X ⋅ cos(HDG S ) - ΔХ 1 ⋅ sin(HDG S ) - ΔХ' 1 ⋅ cos (HDG S +0.5⋅π)

Р2=ΔХ2 ⋅ cos(HDGS) + ΔY2 ⋅ sin(HDGS) - ΔХ'2 cos (HDGS+0,5⋅π)Р 2 =ΔХ 2 ⋅ cos(HDG S ) + ΔY 2 ⋅ sin(HDG S ) - ΔХ' 2 cos (HDG S +0.5⋅π)

Q2=ΔYX ⋅ cos(HDGS) - ΔХ2 ⋅ sin(HDGS) - ΔХ'2 ⋅ cos (HDGS+0,5⋅π)Q 2 =ΔY X ⋅ cos(HDG S ) - ΔХ 2 ⋅ sin(HDG S ) - ΔХ' 2 ⋅ cos (HDG S +0.5⋅π)

HDGS - курс буксируемого суднаHDG S - heading of the towed vessel

β1 - курсовой угол направления действия силы FT1, отсчитывается от диаметральной плоскости буксируемого судна, положительное значение соответствует правому борту, отрицательное - левомуβ 1 - heading angle of the direction of action of the force F T1 , measured from the center plane of the towed vessel, a positive value corresponds to the starboard side, a negative value to the left

β2 - курсовой угол направления действия силы FT2, отсчитывается от диаметральной плоскости буксируемого судна, положительное значение соответствует правому борту, отрицательное - левомуβ 2 - heading angle of the direction of action of the force F T2 , measured from the center plane of the towed vessel, a positive value corresponds to the starboard side, a negative value to the left

Δβ - половина угла между векторами F-n и Fx2Δβ - half the angle between vectors F-n and Fx2

ΔХ1 - кратчайшее расстояние между диаметральной плоскостью буксируемого судна и опорной точкой ведущего буксира, положительное значение соответствует положению буксира у правого борта, отрицательное - у левогоΔХ 1 - the shortest distance between the center plane of the towed vessel and the reference point of the leading tug, a positive value corresponds to the position of the tug on the starboard side, negative - on the left side

ΔХ2 - кратчайшее расстояние между диаметральной плоскостью буксируемого судна и опорной точкой ведомого буксира, положительное значение соответствует положению буксира у правого борта, отрицательное - у левогоΔХ 2 - the shortest distance between the center plane of the towed vessel and the reference point of the driven tug, a positive value corresponds to the position of the tug on the starboard side, negative - on the left side

ΔX'1 - кратчайшее расстояние между диаметральной плоскостью буксируемого судна и точкой прикрепления ведущего буксира к борту с использованием магнитного швартовного устройства, положительное значение соответствует положению буксира у правого борта, отрицательное - у левогоΔX' 1 - the shortest distance between the center plane of the towed vessel and the point of attachment of the leading tug to the side using a magnetic mooring device, a positive value corresponds to the position of the tug on the starboard side, negative - on the left side

ΔХ'2 - кратчайшее расстояние между диаметральной плоскостью буксируемого судна и точкой прикрепления ведомого буксира к борту с использованием магнитного швартовного устройства, положительное значение соответствует положению буксира у правого борта, отрицательное - у левогоΔХ' 2 - the shortest distance between the center plane of the towed vessel and the point of attachment of the driven tug to the side using a magnetic mooring device, a positive value corresponds to the position of the tug on the starboard side, a negative value on the left side

ΔY1 - кратчайшее расстояние между плоскостью мидель-шпангоута буксируемого судна и опорной точкой ведущего буксира, положительное значение соответствует положению буксира впереди миделя, отрицательное - позадиΔY 1 - the shortest distance between the plane of the midship frame of the towed vessel and the reference point of the leading tug, a positive value corresponds to the position of the tug ahead of the midsection, a negative value - behind

ΔY2 - кратчайшее расстояние между плоскостью мидель-шпангоута буксируемого судна и опорной точкой ведомого буксира, положительное значение соответствует положению буксира впереди миделя, отрицательное - позадиΔY 2 - the shortest distance between the plane of the midship frame of the towed vessel and the reference point of the driven tug, a positive value corresponds to the position of the tug ahead of the midsection, a negative value - behind

Требуемое линейное перемещение и вращение буксируемого судна задается в ПДУ величинами ψ, γ, α и ε, при этом значение FS определяется величинами ψ и γ, а значение MS определяется величинами α и ε.The required linear movement and rotation of the towed vessel is specified in the remote control by the values ψ, γ, α and ε, while the value of F S is determined by the values of ψ and γ, and the value of M S is determined by the values of α and ε.

При дистанционном координированном управлении величины ψ, γ, α и ε задаются внешним экипажем ведущего буксира группы с использованием джойстика на панели управления операторской станции в ПДУ, при этом:With remote coordinated control, the values of ψ, γ, α and ε are set by the external crew of the leading tug of the group using the joystick on the control panel of the operator station in the remote control, while:

- величина ψ соответствует углу отклонения грифа джойстика от вертикальной оси и задает модуль вектора FS;- the value ψ corresponds to the angle of deviation of the joystick neck from the vertical axis and sets the magnitude of the vector F S ;

- величина γ соответствует направлению наклона грифа джойстика и задает направление вектора FS COGSD;- the value γ corresponds to the direction of tilt of the joystick neck and sets the direction of the vector F S COG SD ;

- величина α соответствует направлению поворота грифа джойстика вокруг вертикальной оси (вправо-влево) и задает направление вращения буксируемого судна, т.е. направление вектора момента силы MS;- the value α corresponds to the direction of rotation of the joystick neck around the vertical axis (right-left) and sets the direction of rotation of the towed vessel, i.e. direction of the force moment vector M S ;

- величина ε соответствует углу поворота грифа джойстика вокруг вертикальной оси и задает величину момента, вращающего буксируемое судно, т.е. модуль вектора момента силы MS.- the value ε corresponds to the angle of rotation of the joystick neck around the vertical axis and sets the magnitude of the moment rotating the towed vessel, i.e. modulus of the force moment vector M S .

Буксиры размещаются у борта буксируемого судна симметрично плоскости мидель-шпангоута, т.е. |ΔY1| = |ΔY2| и sgnΔY1 ≠ sgnΔY2.Tugs are placed at the side of the towed vessel symmetrically to the plane of the midship frame, i.e. |ΔY 1 | = |ΔY 2 | and sgnΔY 1 ≠ sgnΔY 2 .

Расчет векторов FT1 и FT2 состоит в определении их модулей FT1 и FT2 и направлений β1 и β2.The calculation of vectors F T1 and F T2 consists of determining their modules F T1 and F T2 and directions β 1 and β 2 .

Расчет модулей векторов FT1 и FT2 Calculation of the magnitudes of the vectors F T1 and F T2

Буксиры развивают одинаковые усилия, т.е. модули сил FT1 и FT2, обеспечиваемые упорами БА, равны. Величины этих модулей определяются соотношением углов наклона ψ и поворота ε джойстика и рассчитываются по формуле (5).The tugs develop the same forces, i.e. the force modules F T1 and F T2 provided by the BA stops are equal. The values of these modules are determined by the ratio of the angles of inclination ψ and rotation ε of the joystick and are calculated using formula (5).

гдеWhere

ψmax - максимальный угол отклонения грифа джойстика от вертикальной осиψ max - maximum angle of deviation of the joystick neck from the vertical axis

εmax - максимальный угол поворота грифа джойстика вокруг вертикальной осиε max - maximum angle of rotation of the joystick neck around the vertical axis

FSD - значение модуля силы, которая должна быть приложена к буксируемому судну для преодоления гидродинамического сопротивления, обусловленного движением судна с требуемой скоростью, и аэродинамического воздействия ветра.F SD is the value of the modulus of force that must be applied to the towed vessel to overcome the hydrodynamic resistance caused by the movement of the vessel at the required speed and the aerodynamic effect of the wind.

Расчет направлений FT1 и FT2 Calculation of directions F T1 and F T2

Для обеспечения движения буксируемого судна с требуемым путевым углом направления приложения сил β1 и β2 должны быть симметричны относительно требуемого вектора линейного перемещения судна (заданного путевого угла) COGSD и отстоять от него на величину ±Δβ.To ensure the movement of the towed vessel with the required track angle, the directions of application of forces β 1 and β 2 must be symmetrical with respect to the required vector of linear movement of the vessel (given track angle) COG SD and spaced from it by an amount ±Δβ.

β1=COGSD - HDGS+α⋅η⋅Δββ 1 =COG SD - HDG S +α⋅η⋅Δβ

β2=COGSD - HDGS - α⋅η⋅Δββ 2 =COG SD - HDG S - α⋅η⋅Δβ

Δβ1=p00 Δβ 1 =p 00

ΔX=ΔX1=ΔX2 ΔX=ΔX 1 =ΔX 2

ΔY=ΔY1=ΔY2 ΔY=ΔY 1 =ΔY 2

Расчет FSD Calculation of F SD

Величина FSD определяется как сумма модулей векторов гидродинамического сопротивления подводной части корпуса буксируемого судна, обусловленной линейным перемещением судна FHL и вращением судна FHR, и модулей векторов аэродинамической силы, обусловливающей линейное перемещение буксируемого судна FWL и его вращение FWR под воздействием ветра, умноженная на повышающий коэффициент kFSD, учитывающий неопределенность и неточность данных о характеристиках буксируемого судна kFSD∈(1,10;1,30): The value F SD is determined as the sum of the modules of the hydrodynamic resistance vectors of the underwater part of the hull of a towed vessel, caused by the linear movement of the vessel F HL and the rotation of the vessel F HR , and the modules of the aerodynamic force vectors, which determines the linear movement of the towed vessel F WL and its rotation F WR under the influence of wind, multiplied by an increasing factor k FSD , taking into account the uncertainty and inaccuracy of data on the characteristics of the towed vessel k FSD ∈(1.10;1.30):

CX0 - коэффициент сопротивления воды движению судна при нулевом угле дрейфа, принимается значение CX0=0,037 [1]C X0 - coefficient of water resistance to the movement of the vessel at zero drift angle, the value C X0 =0.037 is taken [1]

C=0,5Cβ γβ sin2β cosβ+c2sin2β+c3sin4C =0.5C β γβ sin2β cosβ+c 2 sin 2 β+c 3 sin 4

ρW - плотность водыρ W - water density

STWC - скорость буксируемого судна относительно воды, значение совпадает со скоростью ведущего буксира относительно воды, получаемой от навигационного оборудования ведущего буксираSTW C - speed of the towed vessel relative to the water, the value coincides with the speed of the leading tug relative to the water, obtained from the navigation equipment of the leading tug

A - приведенная площадь погруженной части диаметральной плоскости буксируемого судна.A Lb is the reduced area of the immersed part of the center plane of the towed vessel.

LS - длина буксируемого судна по действующей ватерлинииL S - length of the towed vessel along the existing waterline

BS - ширина буксируемого судна по действующей ватерлинииB S - width of the towed vessel along the effective waterline

TMS - осадка буксируемого судна на миделе;T MS - draft of the towed vessel amidships;

где LT1 и LT2 - модули радиус-векторов плеч, определяемые взаимным расположением буксиров группы и буксируемого судна и вычисляемые по формулам (3) и (4)where L T1 and L T2 are the modules of the shoulder radius vectors, determined by the relative position of the tugs of the group and the towed vessel and calculated using formulas (3) and (4)

гдеWhere

C=m1 sin2β+m2sinβ+m3sin32β+m4sin6C =m 1 sin2β+m 2 sinβ+m 3 sin 3 2β+m 4 sin 6

m3=0,022 - 0,0063δS m 3 =0.022 - 0.0063δ S

ROTC - текущая измеренная угловая скорость вращения судна относительно воды, значение совпадает со скоростью вращения ведущего буксира относительно воды, получаемой от навигационного оборудования ведущего буксира;ROT C - current measured angular speed of rotation of the vessel relative to the water, the value coincides with the speed of rotation of the leading tug relative to the water, received from the navigation equipment of the leading tug;

A - приведенная площадь погруженной части диаметральной плоскости судна, рассчитывается с использованием следующего математического соотношения: A = LSTMS δS, где δS - коэффициент общей полноты корпуса буксируемого судна.A - reduced area of the immersed part of the vessel's center plane, is calculated using the following mathematical relationship: A = L S T MS δ S , where δ S is the coefficient of the overall fullness of the hull of the towed vessel.

гдеWhere

CAX=0,3-0,19 |γR|, γR задается в радианахC AX =0.3-0.19 |γ R |, γ R is given in radians

CAY=1,05 |sin γR|C AY =1.05 |sin γ R |

AVB - площадь проекции надводной части буксируемого судна на плоскость мидель-шпангоута;A VB is the area of projection of the surface part of the towed vessel onto the plane of the midship frame;

AVL - площадь проекции надводной части буксируемого судна на диаметральную плоскость;A VL is the area of projection of the surface part of the towed vessel onto the center plane;

ρA - плотность воздуха;ρ A - air density;

νR - скорость кажущегося ветраν R - apparent wind speed

SOGC - текущая скорость ведущего буксира относительно грунта, получается от навигационного оборудования ведущего буксираSOG C - current speed of the leading tug relative to the ground, obtained from the navigation equipment of the leading tug

νWC - скорость истинного ветра, полученная от гидрометеорологического сервера а-Навигацииν WC - true wind speed received from the a-Navigation hydrometeorological server

γWC - направление истинного ветра, полученное от гидрометеорологического сервера а-Навигацииγ WC - true wind direction received from the a-Navigation hydrometeorological server

γR - направление кажущегося ветраγ R - apparent wind direction

η - относительное отстояние центра парусности боковой поверхности надводной части буксируемого судна от мидель-шпангоута, принимается положительной, если центр парусности располагается в нос от мидель-шпангоута, и отрицательной при расположении центра парусности в противоположном направлении:η is the relative distance of the center of sail of the side surface of the surface part of the towed vessel from the midship frame, taken positive if the center of sail is located forward of the midship frame, and negative if the center of sail is located in the opposite direction:

Предложенный алгоритм определения величин и направлений приложения сил, развиваемых упорами буксиров группы для вращения и линейного перемещения буксируемого судна, обеспечивает адекватное реагирование на вращение и наклон грифа джойстика: направление вращения судна соответствует задаваемому, с увеличением угла поворота грифа модуль вращающего момента растет, направление перемещения судна соответствует задаваемому, с увеличением угла наклона грифа модуль силы растет.The proposed algorithm for determining the magnitudes and directions of application of forces developed by the stops of the tugs of the group for rotation and linear movement of the towed vessel provides an adequate response to the rotation and tilt of the joystick neck: the direction of rotation of the vessel corresponds to the specified one, with an increase in the angle of rotation of the neck, the torque module increases, the direction of movement of the vessel corresponds to the specified one; with increasing angle of inclination of the bar, the force module increases.

Сущность предлагаемого способа поясняется следующим графическим материалом, представленным на фиг., где:The essence of the proposed method is illustrated by the following graphic material presented in Fig., where:

1 - операторская станция, оснащенная манипулятором типа джойстик,1 - operator station equipped with a joystick-type manipulator,

2 - блок приема данных положения джойстика,2 - block for receiving joystick position data,

3 - блок приема метеоданных,3 - weather data receiving unit,

4 - блок приема данных о судне,4 - block for receiving data about the vessel,

5 - блок приема данных о взаимном положении ведущего и ведомого буксиров-автоматов и судна,5 - block for receiving data on the relative position of the leading and slave tugs and the vessel,

6 - блок приема навигационных данных,6 - navigation data receiving unit,

7 - вычислитель системы координированного управления (СКУ) ведущего буксира,7 - computer for the coordinated control system (CCS) of the leading tug,

7.1 - блок расчета FSD, включающий субблок расчета 7.1.1 векторов FHL и FHR и субблок расчета 7.1.2 векторов FWL и FWR,7.1 - calculation block F SD , including a subblock calculation 7.1.1 of the vectors F HL and F HR and a subblock calculation 7.1.2 of the vectors F WL and F WR ,

7.2 - блок расчета FT1 и FT2,7.2 - calculation block F T1 and F T2 ,

7.3 - блок расчета β1 и β2,7.3 - block for calculating β 1 and β 2 ,

8 - САУДиМ ведущего буксира,8 - SAUDiM of the leading tug,

9 - САУДиМ ведомого буксира.9 - SAUDIM of the slave tug.

С Операторской станции 1 по каналу обмена данными с постом дистанционного управления через береговой и бортовой сетевые маршрутизаторы передаются: на вход Блока приема данных о положении джойстика 2 данные о положении джойстика, задающие требуемые параметры перемещения и вращения буксируемого судна, на вход Блока приема данных о судне 4 данные о буксируемом судне, необходимые и достаточные для расчета величин развиваемых буксирами упоров, на вход Блока приема данных о взаимном положении БА и судна 5 данные о координатах буксиров относительно судна, из гидрометеорологического сервера а-навигации по каналу обмена данными с постом дистанционного управления через береговой и бортовой сетевые маршрутизаторы на вход Блока приема метеоданных 3 передаются данные о направлении и скорости истинного ветра, от бортового навигационного оборудования ведущего буксира на вход Блока приема навигационных данных 6 поступают параметры движения ведущего буксира, на первый вход субблока расчета FHL и FHR 7.1.1 из Блока 4 подаются данные о буксируемом судне, на второй вход субблока 7.1.1 из Блока 5 подаются данные о взаимном положении буксиров и судна, на третий вход субблока 7.1.1 из Блока 6 подаются текущие величины курса, скорости и путевого угла ведущего буксира, на первый вход субблока расчета FWL и FWR 7.1.2 из Блока 4 подаются данные о буксируемом судне, на второй вход субблока 7.1.2 из Блока 5 подаются данные о взаимном положении буксиров и судна, на третий вход субблока 7.1.2 подаются текущие величины курса, скорости и путевого угла ведущего буксира, на четвертый вход субблока 7.1.2 из Блока 3 подаются метеоданные, на первый вход Блока расчета FT1 и FT2 7.2 с выхода субблока 7.1.1 подаются результаты расчета FHL и FHR, на второй вход Блока 7.2 с выхода субблока 7.1.2 подаются результаты расчета FWL и FWR, на третий вход Блока 7.2 с выхода Блока 2 подаются данные об углах наклона и поворота грифа джойстика, на первый вход Блока расчета β1 и β2 7.3 с выхода Блока приема навигационных данных 6 подаются текущие величины курса, скорости и путевого угла ведущего буксира, на второй вход Блока 7.3 с выхода Блока 2 подаются данные об углах наклона и поворота грифа джойстика, на третий вход Блока 7.3 с выхода Блока 5 подаются данные о взаимном положении буксиров, с первого выхода Блока 7.2 на первый вход Блока 8 поступают результаты расчета модуля вектора силы, который должны обеспечить упоры ведущего буксира, с первого выхода Блока 7.3 на второй вход Блока 8 поступают результаты расчета направления вектора силы, который должны обеспечить упоры ведущего буксира, со второго выхода Блока 7.2 по каналу обмена данными с постом дистанционного управления через береговой и бортовые сетевые маршрутизаторы на первый вход Блока 9 поступают результаты расчета модуля вектора силы, который должны обеспечить упоры ведомого буксира, со второго выхода Блока 7.3 по каналу обмена данными с постом дистанционного управления через береговой и бортовые сетевые маршрутизаторы на второй вход Блока 9 поступают результаты расчета направления вектора силы, который должны обеспечить упоры ведущего буксира.From Operator Station 1, via a data exchange channel with the remote control post through the shore and onboard network routers, the following is transmitted to the input of the joystick position data receiving unit 2, data on the joystick position, which sets the required parameters for the movement and rotation of the towed vessel, to the input of the vessel data receiving unit 4 data on the towed vessel, necessary and sufficient for calculating the values of the thrusts developed by the tugs, to the input of the Data Reception Unit on the relative position of the BA and the vessel 5 data on the coordinates of the tugs relative to the vessel, from the hydrometeorological a-navigation server via the data exchange channel with the remote control post via coastal and onboard network routers transmit data on the direction and speed of the true wind to the input of the weather data receiving unit 3, from the onboard navigation equipment of the leading tug, the movement parameters of the leading tug are received from the onboard navigation equipment of the leading tug, to the input of the navigation data receiving unit 6, the movement parameters of the leading tug are received to the first input of the calculation subunit F HL and F HR 7.1 .1 from Block 4, data about the towed vessel is supplied, the second input of subblock 7.1.1 from Block 5 is supplied with data on the relative position of the tugs and the vessel, the third input of subblock 7.1.1 from Block 6 is supplied with the current values of course, speed and track angle of the leader tug, data on the towed vessel is supplied to the first input of the calculation subblock F WL and F WR 7.1.2 from Block 4, data on the relative position of the tugs and the vessel is supplied to the second input of subblock 7.1.2 from Block 5, and to the third input of subblock 7.1.2 the current values of the course, speed and track angle of the leading tug are supplied, weather data are supplied to the fourth input of subblock 7.1.2 from Block 3, the calculation results F HL and F HR are supplied to the first input of the Calculation Block F T1 and F T2 7.2 from the output of subblock 7.1.1 , the calculation results F WL and F WR are supplied to the second input of Block 7.2 from the output of subblock 7.1.2, data on the angles of inclination and rotation of the joystick neck are supplied to the third input of Block 7.2 from the output of Block 2, and β 1 and β 2 are supplied to the first input of the Calculation Block 7.3, from the output of the Navigation Data Reception Unit 6, the current values of the heading, speed and track angle of the leading tug are supplied, data on the angles of inclination and rotation of the joystick neck are supplied to the second input of Block 7.3 from the output of Block 2, and data is supplied to the third input of Block 7.3 from the output of Block 5 about the relative position of the tugs, from the first output of Block 7.2 to the first input of Block 8, the results of calculating the force vector module, which should be provided by the stops of the leading tug, are received, from the first output of Block 7.3, the results of calculating the direction of the force vector, which should be provided by the stops, are sent to the second input of Block 8 of the leading tug, from the second output of Block 7.2, via the data exchange channel with the remote control post through the shore and onboard network routers, the first input of Block 9 receives the results of calculating the force vector module, which should be provided by the stops of the slave tug, from the second output of Block 7.3 via the data exchange channel with the remote control post, through the shore and onboard network routers, the second input of Block 9 receives the results of calculating the direction of the force vector, which should be provided by the stops of the leading tug.

В способе один буксир-автомат в группе назначается ведущим, второй - ведомым, система координированного управления движением ведущего буксира по каналу обмена данными из поста дистанционного управления получает с операторской станции 1 управляющие сигналы, которые обрабатываются в вычислительном устройстве 7 системы координированного управления ведущего буксира-автомата, далее вычисляются требуемые для заданного линейного перемещения и вращения буксируемого судна направления и модули векторов сил, которые должны быть приложены к буксируемому судну каждым из буксиров группы, вычисленные значения по внутрисудовой линии связи передаются в систему 8 автоматического управления движением и маневрированием ведущего буксира (САУДиМ1) и по каналу обмена данными с ПДУ в систему 9 автоматического управления движением и маневрированием ведомого буксира (САУДиМ2), сформированные САУДиМ1 и САУДиМ2 управляющие сигналы передаются на движительно-рулевые устройства буксиров группы. Контроль соответствия направления и скорости линейного перемещения и вращения буксируемого судна требуемым значениям осуществляется внешним экипажем ведущего БА с использованием данных, отображаемых на дисплее операторской станции в ПДУ.In the method, one tug-automatic in the group is designated as the leader, the second - as the slave, the coordinated control system for the movement of the leading tug through the data exchange channel from the remote control post receives control signals from the operator station 1, which are processed in the computing device 7 of the coordinated control system of the leading tug-automatic , then the directions and modules of force vectors required for a given linear movement and rotation of the towed vessel are calculated, which must be applied to the towed vessel by each of the tugs of the group, the calculated values are transmitted via the on-board communication line to the system 8 of automatic control of the movement and maneuvering of the leading tug (SAUDiM 1 ) and through the data exchange channel from the remote control to the system 9 of automatic control of the movement and maneuvering of the slave tug (SAUDiM 2 ), the control signals generated by SAUDiM 1 and SAUDiM 2 are transmitted to the propulsion and steering devices of the tugs of the group. Monitoring whether the direction and speed of the linear movement and rotation of the towed vessel corresponds to the required values is carried out by the external crew of the leading vehicle using the data displayed on the display of the operator station in the remote control.

В результате вычислений, выполняемых на ведущем буксире для буксиров группы, используемая эффективная мощность главных двигателей буксиров-автоматов соответствует необходимой для обеспечения буксировки, швартовки и кантовки судна, находящегося в жесткой технологической сцепке с буксирами группы, при этом информация о характеристиках буксируемого судна может быть получена непосредственно перед началом буксировочной/швартовной операции, и является достаточной в текущей гидрометеорологической обстановке, при этом обеспечивается автоматическое распределение между буксирами-автоматами группы упоров, формируемых движительно-рулевыми устройствами каждого буксира, с целью обеспечения требуемого линейного перемещения и вращения буксируемого судна.As a result of calculations performed on the leading tug for the tugs of the group, the used effective power of the main engines of the automatic tugs corresponds to that required to ensure towing, mooring and berthing of a vessel located in a rigid technological coupling with the tugs of the group, while information on the characteristics of the towed vessel can be obtained immediately before the start of the towing/mooring operation, and is sufficient in the current hydrometeorological situation, while ensuring the automatic distribution between automatic tugs of a group of stops formed by the propulsion and steering devices of each tug, in order to ensure the required linear movement and rotation of the towed vessel.

Таким образом, благодаря предлагаемому изобретению достигается возможность дистанционного координированного управления группой полностью автономных буксиров-автоматов в процессе выполнения буксирно-кантовочных операций, связанных с постановкой судна с априорно неизвестными гидродинамическими и аэродинамическими свойствами к причалу морского и речного порта и обеспечением отхода от причала, при этом эффективная мощность главных двигателей буксиров-автоматов рассчитывается в соответствии с характеристиками буксируемого судна и текущими гидрометеорологическими условиями.Thus, thanks to the proposed invention, the possibility of remote coordinated control of a group of fully autonomous automatic tugs is achieved in the process of performing towing operations associated with placing a vessel with a priori unknown hydrodynamic and aerodynamic properties to the berth of a sea and river port and ensuring departure from the berth, while The effective power of the main engines of automatic tugs is calculated in accordance with the characteristics of the towed vessel and current hydrometeorological conditions.

Источники информацииInformation sources

1. Справочник по теории корабля. Под ред. Я.И. Войткунского. Том. 3. Ленинград: Судостроение. 1985.1. Handbook of ship theory. Ed. ME AND. Voitkunsky. Volume. 3. Leningrad: Shipbuilding. 1985.

2. Токарев П.А. Метод определения гидродинамических усилий на корпусе судна при произвольном плоском движении. Вестник ВГАВТ, выпуск 52, 2017 г., с. 191-205.2. Tokarev P.A. Method for determining hydrodynamic forces on a ship's hull during arbitrary plane motion. VGAVT Bulletin, issue 52, 2017, p. 191-205.

Claims (1)

Способ управления координированной групповой деятельностью буксиров-автоматов, основанный на взаимодействии берегового поста дистанционного управления с полностью автономными буксирами-автоматами, выполняющими буксировку и кантовку судна с характеристиками, неизвестными до начала буксирно-кантовочной операции и учитывающими гидрометеорологические условия ее проведения, отличающийся тем, что один буксир-автомат в группе назначается ведущим, второй - ведомым, система координированного управления движением ведущего буксира по каналу обмена данными с поста дистанционного управления получает с операторской станции управляющие сигналы, которые обрабатываются в вычислительном устройстве системы координированного управления ведущего буксира-автомата, далее вычисляются требуемые для заданного персоналом поста дистанционного управления линейного перемещения и вращения буксируемого судна направления и модули векторов сил, которые должны быть приложены к буксируемому судну каждым из буксиров группы, вычисленные значения по внутрисудовой линии связи передаются в систему автоматического управления движением и маневрированием ведущего буксира и по каналу обмена данными с постом дистанционного управления в систему автоматического управления движением и маневрированием ведомого буксира, сформированные системами автоматического управления движением и маневрированием буксиров группы управляющие сигналы передаются на движительно-рулевые устройства буксиров, при этом контроль соответствия направления и скорости линейного перемещения и вращения буксируемого судна требуемым значениям осуществляется внешним экипажем ведущего буксира-автомата с использованием данных, отображаемых на дисплее операторской станции поста дистанционного управления, а в результате вычислений, выполняемых на ведущем буксире для буксиров группы, используемая эффективная мощность главных двигателей буксиров-автоматов соответствует необходимой для обеспечения буксировки, швартовки и кантовки судна с характеристиками, информация о которых становится известной непосредственно перед началом буксировочной/швартовной операции, находящегося в жесткой технологической сцепке с буксирами группы, в текущей гидрометеорологической обстановке, при этом обеспечивается автоматическое распределение между буксирами-автоматами группы упоров, формируемых движительно-рулевыми устройствами каждого буксира, с целью обеспечения требуемого линейного перемещения и вращения буксируемого судна.A method for controlling the coordinated group activities of automatic tugboats, based on the interaction of a coastal remote control post with fully autonomous automatic tugboats performing towing and tilting of a vessel with characteristics unknown before the start of the towing and tilting operation and taking into account the hydrometeorological conditions of its implementation, characterized in that one the automatic tug in the group is assigned as the leader, the second - as the slave, the coordinated control system for the movement of the leading tug receives control signals from the operator station via a data exchange channel from the remote control station, which are processed in the computing device of the coordinated control system of the leading automatic tug, then the required for specified by the staff of the remote control post for the linear movement and rotation of the towed vessel, the directions and modules of the force vectors that must be applied to the towed vessel by each of the tugs of the group, the calculated values are transmitted via the on-board communication line to the automatic control system for the movement and maneuvering of the leading tug and via the data exchange channel with a remote control post into the automatic control system for the movement and maneuvering of the slave tug, generated by the automatic control systems for the movement and maneuvering of the tugs of the group, control signals are transmitted to the propulsion and steering devices of the tugs, while monitoring the compliance of the direction and speed of the linear movement and rotation of the towed vessel with the required values is carried out externally by the crew of the leading tugboat using the data displayed on the display of the operator station of the remote control post, and as a result of calculations performed on the lead tug for the tugboats of the group, the effective power of the main engines of the tugboats used corresponds to that required to ensure towing, mooring and berthing of the vessel with characteristics, information about which becomes known immediately before the start of the towing/mooring operation, located in a rigid technological coupling with the tugs of the group, in the current hydrometeorological situation, while ensuring automatic distribution between the automatic tugs of the group of stops formed by the propulsion and steering devices of each tug, with in order to ensure the required linear movement and rotation of the towed vessel.
RU2023135485A 2023-12-26 Method of controlling coordinated group activity of automatic tugs RU2823051C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2823051C1 true RU2823051C1 (en) 2024-07-17

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1177462B1 (en) * 1999-05-03 2006-02-01 Baker Hughes Incorporated Marine seismic tow system with separate tow means capable of independent movement
CA3094572A1 (en) * 2018-04-25 2019-10-31 Schottel Gmbh Method for controlling a towing train
RU2741669C1 (en) * 2020-08-18 2021-01-28 Акционерное общество "Кронштадт Технологии" System for coordinated control of ship movement in modes of automatic and remote control
EP3647177B1 (en) * 2018-10-29 2023-06-28 Oleg Ogiienko A towing system for vessels and an unmanned tugboat for use in it
RU2809129C1 (en) * 2023-02-03 2023-12-07 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Государственный морской университет имени адмирала Ф.Ф. Ушакова" Method of guiding, mooring and unmooring sea cargo vessel in autonomous mode and method of operating digital instrumental platform for motion control of group of autonomous towing vessels in port water area

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1177462B1 (en) * 1999-05-03 2006-02-01 Baker Hughes Incorporated Marine seismic tow system with separate tow means capable of independent movement
CA3094572A1 (en) * 2018-04-25 2019-10-31 Schottel Gmbh Method for controlling a towing train
EP3647177B1 (en) * 2018-10-29 2023-06-28 Oleg Ogiienko A towing system for vessels and an unmanned tugboat for use in it
RU2741669C1 (en) * 2020-08-18 2021-01-28 Акционерное общество "Кронштадт Технологии" System for coordinated control of ship movement in modes of automatic and remote control
RU2809129C1 (en) * 2023-02-03 2023-12-07 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Государственный морской университет имени адмирала Ф.Ф. Ушакова" Method of guiding, mooring and unmooring sea cargo vessel in autonomous mode and method of operating digital instrumental platform for motion control of group of autonomous towing vessels in port water area

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2460043C1 (en) Navigation system for autonomous unmanned underwater vehicle
US9430947B2 (en) Maritime autonomous station keeping (MASK)
WO2021230356A1 (en) Method for autonomously guiding vessel, program for autonomously guiding vessel, system for autonomously guiding vessel, and vessel
CN111966106B (en) Intelligent ship formation berthing method based on ship-ship cooperation
JP3949932B2 (en) Autonomous underwater vehicle navigation control system
CN112004741B (en) Method for controlling a towing fleet
RU2483327C2 (en) Integrated system for navigation and controlling movement for self-contained unmanned underwater vehicles
CN109388060A (en) Unmanned towboat cluster coordinated operation system and method towards marine towage operation
EP3696078B1 (en) A method and system for piloting an unmanned surface vessel
WO2018030897A1 (en) Motion compensating crane system
Bitar Towards the development of autonomous ferries
CN116540730B (en) Multi-tug cooperation berthing intelligent auxiliary system and method
CN114466788A (en) Ship steering support system
WO2018123948A1 (en) Autopilot system for vessel, vessel, and autopilot method for vessel
JP3950975B2 (en) Navigation planning support system
RU2501708C1 (en) Automatic piloting
RU2823051C1 (en) Method of controlling coordinated group activity of automatic tugs
JP2022145659A (en) Coupling system between water surface relay machine and underwater vehicle, and operation method for the same
Gehrt et al. Optimal maneuvering and control of cooperative vessels within harbors
CN115202366B (en) Unmanned ship autonomous berthing method and system based on environment perception
Maki et al. AUV navigation around jacket structures II: map based path-planning and guidance
JP7538885B2 (en) Ship steering system and ship steering method
US8543268B2 (en) Cumulative lateral slide indication
Ohtsu et al. A fully automatic berthing test using the training ship Shioji Maru
Piaggio et al. Follow-the-Leader Guidance, Navigation, and Control of Surface Vessels: Design and Experiments