Численное исследование задачи безопасного расхождения групп морских автономных надводных судов
А.В. Артемьев, В. А. Петров, Виктор Михайлович Гриняк
Abstract
Статья посвящена проблеме обеспечения навигационной безопасности движения судов. Рассматривается задача безопасного расхождения судов на акваториях с интенсивным трафиком. Предлагается традиционная для судовождения геометрическая интерпретация этой задачи, когда рассматривается относительное движение пары судов. При этом определяется геометрическое место точек вектора скорости управляемого судна, соответствующее опасным и безопасным скоростям и курсам. В работе отмечается особый характер движения автономных надводных судов, что накладывает ряд ограничений на использование известных методов безопасного расхождения и делает актуальным переход от моделирования движения пар «судно-судно» к моделированию движения типа «судно-группа судов». Указано, что в случае группового движения действия автономного судна должны быть предсказуемы и прозрачны для экипажа обычных судов. Поэтому участникам движения, как автономным, так и с экипажем, при решении задачи безопасного расхождения необходимо знать намерения встречного судна. Именно знание того, как встречное судно намеревается маневрировать, позволяет корректно выбрать собственное движение, избежать попадания в сложные ситуации («навигационные ловушки»). В статье предлагается новый поход выбора параметров возможного маневра судов – с учетом возможных намерений других участников движения. Это позволяет корректно интерпретировать существующие правила расхождения для морских автономных надводных судов. Обсуждается возможный инструментарий для обмена информацией о планируемых маршрутах между судами и выбора подходящего маневра. Такой обмен маршрутами позволяет оценить намерения судов заблаговременно и принять решение о маневрировании, приемлемое для всей группы судов, участвующих в расхождении. Работа сопровождается примерами расчетов параметров маневрирования группы судов, демонстрирующих применимость описанного метода. Описано программное обеспечение, использованное для моделирования движения групп судов и численного исследования рассматриваемой задачи. Даются рекомендации по постановке натурных экспериментов. Ключевые слова: управление движением судов, безэкипажное судоходство, е-навигация, а-навигация, опасное сближение, манёвр уклонения, коллективное движение.