[拼音]:chuanbo jiashi zidonghua
[外文]:automation of navigation
航海中航法计算、船位确定和船舶避碰操作的自动化,以及航向、航速的自动控制。实现船舶驾驶自动化能提高航行安全程度和经济效益,并可减轻驾驶员劳动强度。
船舶驾驶自动化技术的发展是基于电子技术、自动控制技术和电子计算机技术的发展。船舶驾驶自动化起始于自动操舵装置的采用。1920年德国率先采用安许茨自动操舵仪。50年代末到60年代初,比例、积分、微分控制技术的应用,提高了自动操舵仪的操纵 能。70年代微处理机的引入,使自适应自动操舵仪进入了实用阶段,并成为综合导航系统实施船舶操纵的航向指令机构。完成船舶驾驶自动化功能是靠以电子计算机为核心, 多种导航设备的控制装置的综合导航系统。它包括航法计算子系统、组合定位子系统、避碰操作子系统、航向保持子系统以及货物配载、航行日志记录等辅助 自动化子系统。开展驾驶自动化的船舶可根据需要选择子系统。
航法计算自动化根据设定的航行起始点、终止点、各转向点的经、纬度及转向点之间所采用的航法(如恒向线航法、大圆航法或混合航法),通过航法计算子系统,即进行航海计算的程序装置,计算出各段航线的航向和航程,各转向点经、纬度与航向数据,并提供给航向保持子系统,作为自动操船的依据。当船舶驶近转向点进入设定距离范围时,航向保持子系统发出警告,在驾驶员的认可下,船舶驶抵转向点时自动完成转向。航行过程中驾驶员根据需要可修改转向点。
组合定位自动化汇集多种导航定位设备所提供的船位信息,用组合定位子系统进行组合处理。推算船位用的设备(罗经和计程仪、惯 导航仪等)和无线电定位设备(无线电测向仪、罗兰、台卡、奥米加、卫星导航接收机等)都是对组合定位子系统提供导航定位信息的传感器。各传感器所提供的各有差异和准确度不同的船位数据,经加权处理,即按很小方差估算理论进行滤波处理,随时给出佳估计船位。当由于海上风与流的影响,实际船位偏离计划航线时,航向保持子系统根据经滤波处理的船位发出航向指令,使船舶以最短航程回到计划航线,或修正到下一转向点的航向。
避碰操作自动化船用导航雷达提供的周围物标和相遇船舶的信息经过图象处理后,输往避碰操作子系统的显示器。驾驶员以手动或自动的方式对相遇船舶进行录取。避碰操作子系统对已录取的目标进行跟踪,连续计算出它们的航向与航速,以矢量形式显示出来。计算机根据本船及相遇船舶的航向、航速计算出它们之间的最近会遇距离和到最近会遇点时间。当最近会遇距离和到最近会遇点时间小于设定的界限值时,避碰操作子系统发出警报,并提供可以避免碰撞的“左转”或“右转”的建议航向,驾驶员根据海情和《国际海上避碰规则》发出“左转”或“右转”避碰指令,船舶自动实施避碰。碰撞危险消失后,按照驾驶员的设定,避碰操作子系统使船舶以最短航程回到计划航线,或按下一个转向点的位置,自动调正航向。在狭水道航行时,避碰操作子系统显示器还可展示航道,在组合定位子系统与航向保持子系统的联合作用下,船舶可自动航行于所示航道范围内。
航向保持自动化通过航向保持子系统自动控制航向。在航向保持子系统中采用能根据外界条件(如气象、海浪)的变化,按佳控制准则,自动计算佳调整参数和进行自动调节的自适应自动操舵仪。此外,航向保持子系统可以接受其他子系统的航向指令,使船舶避免碰撞和保持航迹。良好的航向保持子系统能缩短航程,节约燃料。
综合导航系统中许多环节尚未摆脱驾驶人员的技术操作,属半自动 质的综合导航系统。近期研制的综合导航系统可贮存全部海图资料、航行通告等有关信息,因而不仅对相遇船舶,而且对岛屿、暗礁等障碍物也可自动实施避碰,并完成航线选择过程的自动化。
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