Введение
1. Анализ методов в ироблем планирования маршрута авижения яудна и обеспечения безопасности судовождения
1.1 Анализ и формализация требований к планированию рейса судна и исходным данным модели района плавания
1.2 Анализ методов задания движения и маневрирования судна 19
1.3 Особенности планирования начала и конца поворота судна 23
1.4 Особенности задания траектории движения судна 28
1.5 Принципы выбора оптимального маршрута судна 33
1.6 Оценка потерь скорости судна на маршруте 34
1.7 Оценка гарантированной полосы проводки судна 36
1.8 Влияние мелководья на характеристики безопасности плавания
3 8 1.9 Влияние мореходности и интенсивности судоходства на
безопасность маршрута судна
1.10 Постановка и формализация задач планирования маршрута судна в автоматизированных комплексах
1.11 Интеллектуальные принципы планирования траектории 53
2 Анализ методов и ттхнологий представления и зздания движения судна
2.1 Технологии представления (задания) движения 62
2.2 Системы координат, применяемые при задании движения судна 63
2.3 Планирование траектории и движений объектов 66
2.4 Требования к задаваемой траектории и кинематическим параметрам движения судна
2.5 Кинематические принципы задания движений судна 72
2.5.1 Представление вектора скорости и перемещения 72
2.5.2 Векторный способ задания движения 75
2.5.3 Координатный способ задания движения з
2.5.4 Естественный способ задания движения 76
2.6 Технологии представления и программирования движения судна 77
2.6.1 Соотношения кинематических характеристик движения судна 77
2.6.2 Естественный способ задания программного движения судна 79
2.6.3 Взаимосвязь кинематических характеристик движения судна с силовыми воздействиями
2.6.4 Программирование траекторий судна на основе общего уравнения кривой второго порядка
2.6.5 Аппроксимация программной траектории дугой эллипса 84
2.6.6 Аппроксимация криволинейной траектории клотоидой 87
2.6.7 Аппроксимация траектории движения кривыми третьего порядка 88
2.6.8 Подход к аппроксимации траектории движения полиномами 90
2.6.9 Аппроксимация траектории и оптимальных режимов криволинейного движения судна на основе сплайн-функций
2.6.10 Применение искусственных нейронных сетей для аппроксимации траектории движения
2.7 Аппроксимация скорости подвижного объекта при движении по спланированной траектории
2.8 Недостатки методов планирования траектории и задания движения 103
3 Методология формализация навигационной обстановки и выбора маршрута плавания судна
3.1 Принципы формализации окружающей обстановки для планирования движения судна
3.2 Методология формализации навигационной обстановки 108
3.2.1 Классификация и формализация множеств районов плавания 108
3.2.2 Классификация и формализация множеств условий плавания 110
3.2.3 Классификация и формализация множеств условий судоходства 112
115
3.2.4 Классификация и формализация множеств навигационной обстановки
3.3 Математические модели навигационной обстановки 119
3.3.1 Информационные массивы и элементы навигационной обстановки 119
3.3.2 Граф модели навигационной обстановки и маршрута судна 122
3.4. Методология поиска оптимального маршрута перехода судна 128
3.4.1 Формулировка задачи поиска оптимального маршрута перехода судна
3.4.2 Алгоритм поиска маршрута минимальной стоимости 129
3.4.3 Границы района поиска оптимального маршрута 130
3.4.4 Уточнение модели района планируемого плавания судна характерными точками 137
3.5. Формирование графа района плавания и маршрута судна по характерным точкам опасностей
3.5.1 Методология поиска крайних характерных точек 137
3.5.2 Модель гидрометеорологической обстановки 141
3.5.3 Анализ стесненных районов плавания и объединение навигационных опасностей
3.5.4 Условия пересечения маршрута с навигационными опасностями 147
3.6 Уточнение маршрута судна делением района плавания 148
3.6.1 Выбор и формирование сечений маршрута судна 148
3.6.2 Методология построения сечений 150
3.7 Поиск оптимального маршрута 152
162
3.7.1 Критерии оптимизации маршрута движения судна 152
3.7.2 Алгоритмы поиска оптимального маршрута 156
4 Методология программирования траектории и режимов движения судна на основе экспоненциальных и сигмоидальных функций 162
4.1 Постановка задачи программирования траектории и режимов движения судна 164
4.2 Принцип программирования траектории и скорости подхода судна к выносному причальному устройству
4.3 Методология аппроксимации траектории и режимов движения судна сигмоидальной функцией
4.4 Модели формирования траектории и режимов движения судна на основе сигмоидальной функцией
4.5 Методология аппроксимации кинематических параметров движения судна сигмоидальной функцией с переменным коэффициентом кривизны
4.6 Методы оценки коэффициентов переменной кривизны сигмоидальной траекторной функции
4.7 Идентификация моделей траектории и движения судна. Поэтапный подход
4.8 Подстройка коэффициентов модели. Погрешности аппроксимации 195
4.9 Методика учета силовых воздействий при аппроксимации программной траектории
4.10 Методология программирования маневров при подходе к причалу 206
4.11 Учет динамических особенностей судна, диаграмма управляемости 210
4.12 Методика согласованного изменения программных кинематических параметров судна
4.13 Формирование области достижимости движения судна 220
5 Принципы генерирования и отслеживания программных движений судна в системе управления
5.1 Требования к процессам управления программными движениями 223
5.2 Формирование управления методом обратных задач динамики 226
5.3 Управление судном по программной траектории при постоянной скорости движения
5.4 Управление угловыми программными движениями судна 235
5.5 Управление судном по программной траекторией с запланированным режимом изменения скорости движения
6 Формализация навигационной обстановки в СИП процессов судовождения
6.1 Принципы формализации правил плавания по проблемным ситуациям в СИП
6.1.1 Формализация правил плавания и проблемных ситуаций 248
6.1.2 Типовая ситуация «Подход к проливу» 252
6.1.3 Типовая ситуация «Проход проливом» 254
6.1.4 Типовая ситуация вход/выход из порта 255
6.2 Механизм оценивания принадлежности текущей ПрС типовой 255
6.3 Принципы формализации (представления) знаний по вопросам судовождения
6.4 Ситуационное исчисление и язык логики предикатов в представлении знаний
6.5 Аксиомы ситуационного исчисления 265
6.6 Применение нечетких множеств в судовождении 267
6.7 Задание полосы движения судна нечеткими множествами 271
Заключение 280
Список литературы 2
