Marine Intellectual Technologies最新文献

{"title":"The theoretical foundations of optimal monitoring of the parameters of the infrastructure of the Arctic region and the Northern Sea Route","authors":"В.Ю. Каминский, Д.А. Скороходов, В.В. Васьков","doi":"10.37220/mit.2023.61.3.016","DOIUrl":"https://doi.org/10.37220/mit.2023.61.3.016","url":null,"abstract":"Сложность объектов инфраструктуры Арктического региона и Северного морского пути, их разнообразный характер и многообразие измеряемых параметров, необходимых для контроля, диагностики и безопасного управления предполагает, что параметры, характеризующие техническое состояние и функционирование объектов, выраженные в виде математических зависимостей, адекватно отражают реальные физические связи между элементами инфраструктуры. Разработаны теоретические основы оптимизации измеряемых параметров, необходимых и достаточных для безопасной эксплуатации объектов инфраструктуры. Показано, что, анализируя физическое явление, можно представить его модель в любой системе координат. На практике для контроля технических процессов используют определённую координатную систему. Тем самым качество контроля и диагностирования физических параметров процесса определяется выбранной системой координат. Утверждается, что критериями выбора координатной системы являются возможность технической реализации измерения параметров и достаточная точность получаемых результатов. Показано, что такой подход позволяет обосновать критерий оценки эффективности используемой системы координат и обеспечивает возможность определения состава измеряемых параметров для безопасного контроля и управления объектами инфраструктуры.\u0000 The complexity of the infrastructure facilities of the Arctic region and the Northern Sea Route, their diverse nature and the variety of measured parameters necessary for monitoring, diagnostics and safe management suggests that the parameters characterizing the technical condition and functioning of the facilities, expressed in the form of mathematical dependencies, adequately reflect the real physical connections between the infrastructure elements. The theoretical foundations of optimization of the measured parameters necessary and sufficient for the safe operation of infrastructure facilities have been developed. It is shown that by analyzing a physical phenomenon, it is possible to represent its model in any coordinate system. In practice, a certain coordinate system is used to control technical processes. Thus, the quality of monitoring and diagnostics of the physical parameters of the process is determined by the selected coordinate system. It is stated that the criteria for choosing a coordinate system are the possibility of technical implementation of parameter measurement and sufficient accuracy of the results obtained. It is shown that this approach makes it possible to theoretically substantiate the criterion for evaluating the effectiveness of the coordinate system used and provides the possibility of determining the composition of the measured parameters for the safe control and management of infrastructure facilities.","PeriodicalId":43947,"journal":{"name":"Marine Intellectual Technologies","volume":"1 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.1,"publicationDate":"2023-08-27","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"79815132","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}

{"title":"Control of heat generation in cogeneration gas turbine plants with regeneration at partial loads under various loading modes","authors":"А.В. Дологлонян, В.Т. Матвеенко, А.Г. Клименко","doi":"10.37220/mit.2023.61.3.007","DOIUrl":"https://doi.org/10.37220/mit.2023.61.3.007","url":null,"abstract":"Предметом рассмотрения в статье является исследование влияния перепуска воздуха мимо регенератора на характеристики когенерационных газотурбинных установок с регенерацией теплоты на частичных нагрузках при генераторном и винтовом способах нагружения. Проведенные исследования показали, что относительная теплота, переданная на теплоснабжение, возрастает, а КПД установок падает с понижением относительного расхода воздуха через регенератор при любой нагрузке. Установлено, что для микрогазотурбинных установок (МГТУ) относительная теплота, переданная на теплоснабжение, возрастает с понижением относительного расхода воздуха через регенератор и снижается при уменьшении относительной мощности. Показано, что байпасирование циклового воздуха мимо регенератора позволяет изменять потоки механической и тепловой энергии в газотурбинном двигателе независимо друг от друга. Выявлено, что на любом режиме эксплуатации МГТУ уменьшение расхода воздуха через регенератор приводит к возрастанию мощности, что необходимо учитывать в процессе регулирования. The subject of the article is the study of the effect of air bypass past the regenerator on the characteristics of cogeneration gas turbine plants with heat recovery at partial loads with generator and screw loading modes. The conducted studies have shown that the relative heat transferred to heat supply increases, and the efficiency of the plants decreases with a decrease in the relative air flow through the regenerator at any load. It has been established that for micro gas turbine plants (MGTP) the relative heat transferred to heat supply increases with a decrease in the relative air flow through the regenerator and decreases with a decrease in the relative power. It is shown that bypassing the cycle air past the regenerator makes it possible to change the flows of mechanical and thermal energy in a gas turbine engine independently of each other. It was found that in any mode of operation of MGTP, a decrease in air flow through the regenerator leads to an increase in power, which must be taken into account in the regulation process.","PeriodicalId":43947,"journal":{"name":"Marine Intellectual Technologies","volume":"37 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-08-27","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"135182184","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}

{"title":"Prospects for the application of digital communication systems iot in ship traffic control systems","authors":"А.Е. Фатеев, И.С. Скварник","doi":"10.37220/mit.2023.61.3.009","DOIUrl":"https://doi.org/10.37220/mit.2023.61.3.009","url":null,"abstract":"Системы управления движением судов (СУДС) оказывают большое влияние на безопасность и эффективность функционирования морского транспорта. Их важнейшим составным элементом является телекоммуникационная инфраструктура, обеспечивающая обмен данными между всеми участниками процесса мореплавания. На сегодняшний день в ее основе находятся устаревшие аналоговые технологи связи, которые тормозят развитие отечественной морской отрасли. Перспективным решением данной проблемы является применение технологии интернета вещей (IoT) в телекоммуникационной инфраструктуре системы управления движением судов. Данная технология находит широкое применение в различных областях мировой промышленности и экономики. Благодаря преимуществам, связанным со стоимостью, автономностью и энергоэффективностью, IoT-устройства способны обеспечить решение ряда существующих проблем. В работе предложена новая телекоммуникационная инфраструктура СУДС Владивосток, на основе использования технологии LPWAN-сетей. Определены основные ее параметры, а также произведен расчет зоны ее покрытия на основе модели Лонгли-Райса. По результатам расчетов сделан вывод об эффективности применения технологии IoT для совершенствования телекоммуникационной инфраструктуры СУДС.\u0000 Vessel traffic management systems (VTMS) have a major impact on the safety and efficiency of maritime transport. Their most important component is the telecommunications infrastructure, which ensures the exchange of data between all participants in the navigation process. Today, it is based on outdated analog communication technologies that hinder the development of the domestic maritime industry. A promising solution to this problem is the use of the Internet of Things (IoT) technology in the telecommunications infrastructure of the vessel traffic management systems. This technology is widely used in various areas of the global industry and economy. With the advantages of cost, autonomy and energy efficiency, IoT-devices can provide a solution to a number of existing problems. The paper proposes a new telecommunications infrastructure for the VTMS Vladivostok, based on the use of LPWAN-network technology. Its main parameters are determined, and its coverage area is calculated based on the Longley-Rice model. Based on the results of the calculations, a conclusion was made about the effectiveness of the use of IoT technology to improve the telecommunications infrastructure of the VTMS.","PeriodicalId":43947,"journal":{"name":"Marine Intellectual Technologies","volume":"81 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.1,"publicationDate":"2023-08-27","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"86044217","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}

{"title":"Probabilistic analysis of continuous operation of passive detectors of moving noise sources","authors":"С.Б. Егоров, Р.И. Горбачев","doi":"10.37220/mit.2023.61.3.014","DOIUrl":"https://doi.org/10.37220/mit.2023.61.3.014","url":null,"abstract":"В работе получены вероятностные характеристики ожидания и обнаружения сигнала для пассивных обнаружителей движущихся источников шумоизлучения. Вывод характеристик выполнен путем использования выбросовой вероятностной модели непрерывного контроля текущих значений индикаторных процессов – помехового и суммарного (сигнально-помехового) в индикаторном устройстве обнаружителя. Рассмотрены обнаружители двух видов: однопороговый (с порогом обнаружения только по уровню) и двухпороговый (с порогами обнаружения по уровню и длительности). Характеристики однопорогового обнаружителя определены в полном диапазоне значений вероятностей ложной тревоги и правильного обнаружения. Для двухпорогового обнаружителя характеристика ожидания определена в диапазоне значений вероятности ложной тревоги менее 0.1, характеристика обнаружения – в диапазоне значений вероятности правильного обнаружения более 0.9. Эти диапазоны достаточны как для определения порогов обнаружения по уровню и длительности по заданной величине вероятности ложной тревоги, так и для определения индикаторной аппаратной чувствительности обнаружителя по заданной величине вероятности правильного обнаружения. Анализом и сравнением характеристик обнаружителей двух видов показаны дополнительные возможности, возникающие с введением порога обнаружения по длительности.\u0000 The study presents probabilistic characteristics of signal waiting and detection for passive detectors of moving noise sources. These characteristics were obtained by employing an outlier-based probabilistic model of continuous monitoring of current values of indicator processes - noise and cumulative (signal-to-noise) in the indicator device of the detector. Detectors of two types were considered: single-threshold (with detection threshold based solely on level) and dual-threshold (with detection thresholds based on level and duration). The characteristics of the single-threshold detector are defined across the full range of false alarm probabilities and correct detection probabilities. For the dual-threshold detector, the waiting characteristic is defined within the range of values of false alarm less than 0.1 and detection characteristic - within the range of values of correct detection probability more than 0.9. These ranges are sufficient for both determining detection thresholds based on both level and duration for a given false alarm probability, as well as for determining the indicator hardware sensitivity of the detector for a given correct detection probability. Through analysis and comparison of the characteristics of the two types of detectors, additional capabilities arising from the introduction of a duration-based detection threshold are demonstrated.","PeriodicalId":43947,"journal":{"name":"Marine Intellectual Technologies","volume":"12 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.1,"publicationDate":"2023-08-27","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"85449478","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}

{"title":"Algorithmic support for the AUV operation under ice in the polar regions","authors":"А.В. Багницкий, А.В. Инзарцев, А. В. Панин","doi":"10.37220/mit.2023.61.3.011","DOIUrl":"https://doi.org/10.37220/mit.2023.61.3.011","url":null,"abstract":"В настоящее время множество актуальных задач связано с изучением покрытых льдом приполярных акваторий: мониторинг морских биоресурсов, обследование нижней кромки льда, инспекция объектов подводной инфраструктуры и т. д. Использование для этих целей автономных необитаемых подводных аппаратов (АНПА) позволяет экономить значительные материальные и людские ресурсы. Основные проблемы во время движения АНПА при выполнении таких работ доставляют неровная нижняя поверхность льда (включая ледяные кили) и необходимость поиска полыней для всплытия в случае непредвиденной ситуации. В статье рассматриваются алгоритмы работы информационно-управляющей системы АНПА, предназначенные для решения указанных задач. Алгоритмы обеспечивают движение АНПА подо льдом на различных горизонтах, со стабилизацией заданного отстояния от нижней кромки льда (если возможно), а также в покрытых льдом мелководных акваториях. Для избегания столкновений с возможными препятствиями предусмотрены варьируемые приоритеты стабилизации вертикального и горизонтального каналов управления. Для получения информации об окружающей ледовой обстановке используется эхолокационная система, состоящая из нескольких сонаров с фиксированными диаграммами направленности в передней полусфере АНПА. Поиск полыней для всплытия производится на основе данных от ориентированного вверх эхолокатора. Работоспособность алгоритмов подтверждена с применением методов математического моделирования.\u0000 Currently, many actual tasks are associated with the survey ice-covered circumpolar water areas: monitoring of marine biological resources, inspection of the lower edge of the ice, inspection of underwater infrastructure facilities, etc. The use of autonomous underwater vehicles (AUV) for these purposes allows one to save significant material and human resources. The main problems during the movement of the AUV when performing such work are the uneven lower surface of the ice (including ice keels) and the need for finding ice holes for surfacing in case of an unforeseen situation. The article discusses the algorithms of the AUV information and control system, designed to solve these problems. The algorithms ensure the movement of the AUV under the ice at various horizons, with the stabilization of a given distance from the lower edge of the ice (if possible), as well as in ice-covered shallow waters. To avoid collisions with possible obstacles, variable priorities for stabilization of vertical and horizontal control channels are provided. To obtain information about the surrounding ice conditions, an echolocation system consisting of several sonars with fixed directional patterns in the AUV's anterior hemisphere is used. The search for a ice hole for surfacing is based on data from an upward-oriented sonar. The efficiency of the algorithms has been confirmed using mathematical modeling methods. Key words: autonomous underwater vehicle (AUV), movement under ice, obstacle avoidance, surfacing in ice hole, information and control","PeriodicalId":43947,"journal":{"name":"Marine Intellectual Technologies","volume":"31 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.1,"publicationDate":"2023-08-27","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"75063862","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}

{"title":"Iterative method for ship motion planning in unpredictable navigational environment","authors":"А.С. Жук","doi":"10.37220/mit.2023.61.3.018","DOIUrl":"https://doi.org/10.37220/mit.2023.61.3.018","url":null,"abstract":"Рассматривается задача гарантированного предотвращения столкновений судов на неограниченном горизонте планирования в условиях непредсказуемого движения судов-целей. Множества достижимости судов-целей с учетом зоны навигационной безопасности определяют области возможных столкновений. Безопасные управления определяются в пространстве скоростей в виде совокупности векторов скорости управляемого судна. Гарантированное предотвращение всех возможных столкновений достигается выбором управления, ведущего за пределы областей возможных столкновений каждого судна-цели. Информация о движении судов-целей ограничена координатами и курсом в текущий момент времени. Суда-цели движутся непредсказуемым образом, но имеют динамические ограничения. Обеспечение безопасности плавания на неограниченном горизонте планирования в условиях непредсказуемости движения судов-целей является приоритетной задачей управления судном. Предварительный маршрут перехода требует коррекции в зависимости от текущей навигационной обстановки. Предлагаемый итеративный метод планирования движения судна в реальном времени обеспечивает гарантированное предотвращение столкновений и минимизирует отклонения от предварительного маршрута перехода. Ожидаемое движение судна-цели определяется на основе текущих параметров. Множества достижимости судов-целей остаются ограниченными в пространстве скоростей даже при увеличении горизонта планирования до бесконечности. Множества достижимости судов-целей дополняются зоной навигационной безопасности и образуют области возможных столкновений. Управления, приводящие вектор скорости управляемого судна за пределы области возможных столкновений в пространстве скоростей, гарантированно предотвращают столкновения даже в условиях непредсказуемости движения судов-целей. Гарантированно безопасные состояния управляемого судна зависят от множеств достижимости судов-целей. Выполненные исследования способствуют совершенствованию перспективных для практического применения в современных навигационных комплексах методов управления судном. The problem of guaranteed prevention of ship collisions on an unlimited planning horizon under conditions of unpredictable motion of target ships is considered. The reachable sets of target ships, taking into account the navigational safety zone, determine the areas of possible collisions. Safe controls are defined in the speed space as a set of speed vectors of the controlled vessel. Guaranteed avoidance of all possible collisions is achieved by choosing a control that leads outside the areas of possible collisions of each target ship. Information about the movement of target ships is limited to the coordinates and course at the current time. Target ships move in unpredictable ways, but have dynamic limitations. Ensuring the safety of navigation on an unlimited planning horizon in the conditions of unpredictable movement of target ships is a priority task of ship handling. The preliminary passage route requires correction depending on the c","PeriodicalId":43947,"journal":{"name":"Marine Intellectual Technologies","volume":"31 5","pages":""},"PeriodicalIF":0.1,"publicationDate":"2023-08-27","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"72483650","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}

{"title":"Study of wave formation of a large cargo catamaran for Inland waterways by numerical methods","authors":"Е.Ю. Чебан, Е.А. Лукина, С.Г. Митрошин, О.В. Мартемьянова, Д.В. Никущенко","doi":"10.37220/mit.2023.61.3.021","DOIUrl":"https://doi.org/10.37220/mit.2023.61.3.021","url":null,"abstract":"Повышение конкурентоспособности внутреннего водного транспорта возможно за счет увеличения скорости движения большегрузных судов по внутренним водным путям. Для этого необходима постройка судов новых типов, которыми могут стать большегрузные катамаранные паромы. В то же время повышение скорости влечет за собой увеличение высот корабельных волн при движении судна, что в свою очередь отрицательно сказывается как на гидродинамических характеристиках самого судна, так и на экологическом состоянии водных объектов, гидротехнических сооружениях. В настоящей работе представлены результаты исследования процессов волнообразования численными методами в диапазоне числе Фруда от 0,18 до 0,35, который характеризуется большой амплитудой колебаний коэффициентов сопротивления. Волнообразование изучалось для катамаранов длиной 112, 132 и 152 м, при ширине одного корпуса 9 и 10 метров с относительным клиренсом от 0,3 до 0,56. Для исследования использовался программный комплекс NUMECA/FineMarineTM. Для верификации результатов численного моделирования по величине коэффициентов сопротивления и форме волновой поверхности использовались работы М.Я. Алферьева, в том числе информация о практическом опыте эксплуатации речных катамаранов типа КТ-619. Полученные результаты позволяют утверждать, что высоты корабельных волн, образующихся при движении катамарана, имеют меньшие высоты, чем волны от однокорпусного судна таких же размерений, а также подтвердились предположения о существовании диапазонов скоростей движения и размерений катамаранов, которые обеспечивают снижение высот волн и коэффициентов сопротивления.\u0000 Improvement competitiveness of inland water transport can be achieved by increasing the speed of large cargo ships. This requires building new ships types, for example, the large cargo catamaran ferries. From the other hand, an increase in speed entails the growth in the heights of ship waves when the ship, which in turn adversely affects both the hydrodynamic characteristics of the ship itself and the ecological state of water bodies and hydraulic structures. This paper presents the results of studying the processes of wave generation by numerical methods for the Froude numbers from 0.18 to 0.35. This range of the Froude number characterized by a large amplitude of fluctuations in the drag coefficients. Wave generation was studied for catamarans with a length of 112, 132 and 152 m, with a width of one hull of 9 and 10 meters with a relative clearance from 0.3 to 0.56. NUMECA/FineMarineTM software was used. Verification of numerical simulation results was based on the works of M.Ya. Alferyev, including information about practical experience of operating the river KT-619 type catamarans. Comparison of the drag coefficients and the shape of the wave surfaces showed good agreement. The results obtained allow us to assert that the heights of ship waves formed during the movement of a catamaran have lower heights than waves from a single-hull vessel of the same dimension","PeriodicalId":43947,"journal":{"name":"Marine Intellectual Technologies","volume":"167 5 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.1,"publicationDate":"2023-08-27","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"76875647","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}

{"title":"Determination of hydrodynamic coefficients of the added masses and damping due to oscillations of the frame contour by computational methods","authors":"Д.А. Альбаев, Р.Р. Фахурдинов","doi":"10.37220/mit.2023.61.3.020","DOIUrl":"https://doi.org/10.37220/mit.2023.61.3.020","url":null,"abstract":"Данная статья рассматривает определение коэффициентов присоединённых масс и демпфирования при вынужденных колебаниях шпангоутного контура с использованием численных методов. Составлена система уравнений, дополненная краевыми условиями. Выполняется численный расчёт задачи качки в пакете “OpenFOAM” с помощью динамической сетки “OverSet”, позволяющей выполнить расчёт сложного движения тела для однофазных и многофазных задач. Метод состоит в создании сетки с граничными условиями, имеющей несколько областей, и получении на её основе необходимого решения с помощью интерполяции. Представлены результаты расчёта гидродинамических коэффициентов с помощью численного метода. Согласованность численного моделирования с экспериментальными результатами подтверждает применимость предложенного метода в случае решения задачи качки. Также на основе методов численного моделирования произведены расчёты и представлены результаты присоединённых масс и демпфирования для горизонтальной, вертикальной и бортовой качки при различных отношениях ширины борта к осадке судна.\u0000 The article uses numerical methods to determine the coefficients of the attached masses and damping for forced oscillating motion of the frame contour. A system of equations supplemented by boundary conditions is composed. A numerical calculation of the oscillations is performed in the \"OpenFOAM\" package using the \"OverSet\" dynamic mesh, which makes it possible to calculate the complex motion of the object for single-phase and multi-phase problems. The essence of the method is to create a mesh with boundary conditions, which has several areas, and obtain the necessary solution using interpolation based on it. The results of calculating the hydrodynamic coefficients using the numerical method are presented. The consistency of the numerical simulation with the experimental results confirms the proposed method's applicability in solving the ship's oscillating motion problem. Also, based on numerical modeling methods, calculations were made. The results of calculating the attached mass and damping coefficients for rolling and pitching at various ratios of the side width to the ship's draft are shown.","PeriodicalId":43947,"journal":{"name":"Marine Intellectual Technologies","volume":"18 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.1,"publicationDate":"2023-08-27","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"83684818","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}

{"title":"Stability of the guidance system of autonomous underwater vehicles in the presence of underwater currents","authors":"Б.А. Скороход, П.В. Жиляков","doi":"10.37220/mit.2023.61.3.008","DOIUrl":"https://doi.org/10.37220/mit.2023.61.3.008","url":null,"abstract":"В статье рассматривается задача наведения автономных подводных аппаратов (АПА) на заданный объект в горизонтальной плоскости при действии неконтролируемого постоянного течения. Управление формируется по изображениям, поступающих с видеокамеры или гидроакустического датчика, измеряя угол визирования, характеризующий положение объекта. Наш подход основывается на методах теории устойчивости, позволяющих обеспечить желаемое поведение АПА. Специфика рассматриваемой задачи анализа устойчивости определяется ее терминальным характером – правые части замкнутой управляемой системы имеют сингулярную точку в момент окончания процесса наведения. Это обстоятельство существенно затрудняет решение задачи, не позволяя использовать известные методы. Мы формализуем желаемое поведение АПА в виде определений устойчивости, разрабатываем подход к анализу их устойчивости, основанный на методе функций Ляпунова, и предлагаем критерии устойчивости. Полученные результаты иллюстрируются компьютерным моделированием.\u0000 The article deals with the problem of guidance autonomous underwater vehicles (AUV) to a given object in a horizontal plane under the action of an uncontrolled constant current. The control is formed from images coming from a video camera or a hydroacoustic sensor, measuring the angle of sight that characterizes the position of the object. Our approach is based on the methods of stability theory, which allow us to ensure the desired behavior of the AUV. The specificity of the stability analysis problem under consideration is determined by its terminal nature – the right parts of a closed controlled system have a singular point at the end of the guidance process. This circumstance significantly complicates the solution of the problem, not allowing the use of known methods. We formalize the desired behavior of APAS in the form of stability definitions, develop an approach to the analysis of their stability based on the Lyapunov function method, and propose stability criteria. The proposed results are illustrated by computer modeling.","PeriodicalId":43947,"journal":{"name":"Marine Intellectual Technologies","volume":"55 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.1,"publicationDate":"2023-08-27","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"87319723","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}

{"title":"Navigation systems and methods for improving their reliability and accuracy to solve problems of collision avoidance of an autonomous ship at the stage of concept development","authors":"В.В. Астреин, В.И. Филатов","doi":"10.37220/mit.2023.61.3.013","DOIUrl":"https://doi.org/10.37220/mit.2023.61.3.013","url":null,"abstract":"Успех реализации Морского автономного надводного судна (МАНС) заключается прежде всего в надежности, бесперебойности и работоспособности различных навигационных систем, применяемых в автономных судах. Эти требования распространяются прежде всего на интеллектуальные системы мониторинга, прогнозирования, планирования и принятия решений, которые образуют интеллектуальную Систему поддержки принятия решений (СППР) безопасности судовождения в режиме реального времени [1]. Одна из наиболее сложных задач решаемых СППР – это задача предупреждения столкновений судов (ЗПР/ПСС) . Сложность ( ЗПР/ПСС) заключается в проблеме многофакторного анализа, связей и противоречий интересов частей и системы в целом. На этапе разработки концепции автономного судна должна быть выполнена предварительная оценка навигационных систем по критериям надежности и точности для их установки на морских автономных и дистанционно управляемых надводных судах. Эта оценка должна включать список и всесторонний анализ навигационных систем, которые должны использоваться для решения ( ЗПР/ПСС). Кроме того, должны быть разработаны технологические методы повышения точности источников навигационной информации, схемы резервирования, комплексирования в случае отказа или угрозы изменения нормальных рабочих режимов навигационного оборудования МАНС для решения со стороны злоумышленников.\u0000 The success of the implementation of the Maritime Autonomous Surface Vessel (MANS) lies primarily in the reliability, un-interrupted operation and performance of various navigation systems used in autonomous ships. These requirements apply first of all to intelligent systems for monitoring, prediction, planning and decision-making, which form an intelligent decision support system (DSS) for the safety of navigation in real time mode [1]. One of the most difficult tasks solved by the DSS is the collision avoidance. The complexity of collision avoidance challenge lies in the problem of multivariate analysis, connections and contradictions between the interest’s parts of the system and such system itself. At the stage of developing the concept of an autonomous vessel, a preliminary assessment of navigation systems should be carried out according to the criteria of reliability and operability before their installation on marine autonomous and remotely controlled surface vessels. This assessment should include a list and a comprehensive analysis of the navigation systems to be used to solve the task of ship collision avoidance. Additionally technological methods should be developed to improve the accuracy of navigation information sources, redundancy schemes, and integration in a case of failure or a threat to change the normal operating modes of MANS navigation equipment to solve the task of ship collision avoidance by intruders.","PeriodicalId":43947,"journal":{"name":"Marine Intellectual Technologies","volume":"361 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.1,"publicationDate":"2023-08-27","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"73991959","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}