RU147831U1

RU147831U1 - AUTOMATED FISHING VESSEL CONTROL SYSTEM

Info

Publication number: RU147831U1
Application number: RU2014115250/11U
Authority: RU
Inventors: Александр Николаевич Долгов; Сергей Владимирович Третьяков; Андрей Валентинович Царевский; Виталий Николаевич Максимов
Priority date: 2014-04-17
Filing date: 2014-04-17
Publication date: 2014-11-20

Abstract

Автоматизированная система управления движением рыболовного судна, содержащая блок управления, а также гидроакустический блок, навигационный блок и систему датчиков, подсоединённые через последовательно соединённые интерфейсный и вычислительный блоки к блоку автоматического управления, блоку выдачи рекомендаций и блоку индикации, который соединён также с блоком ввода и коррекции параметров судна и орудий лова, блоком решения навигационных задач, блоком построения 3D-изображений подводной ситуации лова, блоком электронных карт и промысловых планшетов и блоком "Электронного промыслового журнала", соединённых также с вычислительным блоком, отличающаяся тем, что в неё дополнительно введён "виртуальный полигон", состоящий из блока моделирования рыболовного судна, блока моделирования промысловой ситуации, блока моделирования пульта судоводителя, блока моделирования пульта тралмастера, блока моделирования пульта старшего мастера по добыче, блока моделирования навигационных и рыбопоисковых систем, блока моделирования промысловых механизмов и орудий рыболовства, причём все блоки полигона соединены с интерфейсным блоком и вычислительным блоком.An automated fishing vessel motion control system comprising a control unit as well as a sonar unit, a navigation unit and a sensor system connected via series-connected interface and computing units to an automatic control unit, a recommendation unit and an indication unit, which is also connected to an input and correction unit parameters of the vessel and fishing gears, a block for solving navigational problems, a block for constructing 3D images of the underwater situation for fishing, a block for electronic maps, and of fishing plates and the Electronic Fishing Journal block, also connected to a computing unit, characterized in that it additionally includes a “virtual training ground” consisting of a fishing vessel modeling unit, a fishing situation modeling unit, a skipper console modeling unit, a trammaster remote control modeling unit , a modeling block for the console of the senior master for production, a block for modeling navigation and fish-searching systems, a block for modeling fishing mechanisms and fishing tools, m all blocks of the polygon are connected to the interface unit and the computing unit.

Description

Полезная модель относится к автоматизированным информационным системам лова рыбы и предназначена для автоматизации процесса управления движением рыболовного судна с орудиями рыболовства. Основной целью предлагаемой системы является выдача судоводителю информации необходимой для прицельного облова рыбных скоплений при траловом и кошельковом лове, а также для безопасного маневрирования судна с орудиями лова при работе в группе судов.The utility model relates to automated information systems for fishing and is intended to automate the process of controlling the movement of a fishing vessel with fishing gear. The main goal of the proposed system is to provide the skipper with the information necessary for targeted fishing of fish accumulations during trawl and wallet fishing, as well as for the safe maneuvering of a vessel with fishing gear when working in a group of vessels.

В процессе поиска и облова рыбных скоплений судоводителю приходится решать большое количество задач, для оптимального выполнения которых на рыболовных судах активно внедряются автоматизированные системы выполняющие задачи по управлению движением рыболовного судна, облегчающие судоводителю восприятие промысловой обстановки и оказывающие ему помощь в принятии правильных решений.In the process of searching for and catching fish clusters, the skipper has to solve a large number of tasks, for the optimal fulfillment of which automated fishing systems are actively implemented on fishing vessels that perform tasks to control the movement of the fishing vessel, making it easier for the skipper to perceive the fishing situation and assist him in making the right decisions.

Наиболее известными системами, решающими задачи управления движением рыболовного судна при выполнении им промысловых задач являются:The most famous systems that solve the problems of controlling the movement of a fishing vessel when it performs fishing tasks are:

- система кошелькового лова "Sonar Situation Display" фирмы "Simrad", предназначенная для автоматизации процессов обработки информации от судовых гидроакустических и навигационных приборов и воспроизведение на экране дисплея всей ситуации замета кошелькового невода;- a purse system "Sonar Situation Display" of the company "Simrad", designed to automate the processing of information from ship's sonar and navigation devices and play on the display screen the entire situation of a note of purse seine;

- система тралового лова "Integer Data Display" фирмы "Simrad", предназначенная для автоматизации обработки данных и воспроизведения результирующей информации на экране дисплея при разноглубинном траловом лове;- tram fishing system "Integer Data Display" of the company "Simrad", designed to automate the processing of data and playback of the resulting information on the display screen at different depth trawl fishing;

- информационный комплекс тралового лова ИКТЛ, созданный фирмой Furuno по заданию Минрыбхоза СССР и представляющий собой совокупность взаимосвязанных процессоров, решающих задачи сбора, обработки и отображения данных, объединенных в единую вычислительную сеть. Данная система относится к классу информационных, и она оставляет за судоводителем функции принятия решений и управления судном и орудиями рыболовства;- ICTL trawl information system created by Furuno on the instructions of the USSR Ministry of Fisheries and representing a set of interconnected processors that solve the problems of collecting, processing and displaying data combined into a single computer network. This system belongs to the information class, and it leaves the boatmaster with the functions of making decisions and managing the vessel and fishing gear;

- системы автоматизированного тралового лова «Атлант-1» (Атлант-2), а также система «САТЛ», являющаяся дальнейшим развитием системы «Атлант-2» и разработанная компанией FAS (Fishery Automation Systems, www.fasltd.ru), г. Калининград Россия. Эти системы кроме решения информационных задач осуществляют сбор и обработку промысловой информации, подготовку данных для решения задач управления судном, а также автоматическое или полуавтоматическое наведение разноглубинного трала на подвижный косяк в вертикальной плоскости.- Atlant-1 automated trawl fishing systems (Atlant-2), as well as the SATL system, which is a further development of the Atlant-2 system and developed by FAS (Fishery Automation Systems, www.fasltd.ru), Kaliningrad Russia. These systems, in addition to solving information problems, collect and process field information, prepare data for solving vessel control tasks, and automatically or semi-automatically guide a trawl of different depths onto a moving jamb in a vertical plane.

Эти системы содержат блок управления, гидроакустический блок, навигационный блок и систему датчиков подсоединенных через последовательно соединенные интерфейсный и вычислительный блоки к блоку индикации, а в системах «Атлант» и «САТЛ» также к блоку выдачи рекомендаций и к блоку автоматического управления.These systems contain a control unit, a sonar unit, a navigation unit and a system of sensors connected via serial interface and computing units to the display unit, and in the Atlant and SATL systems, also to the recommendation issuing unit and to the automatic control unit.

Аналогичные автоматизированные системы управления судами предложены также в патентах [1-14].Similar automated ship control systems are also proposed in patents [1-14].

В патенте [15] предложена «Автоматизированная система управления движением рыболовного судна», реализующая ряд дополнительных функций:In the patent [15], an “Automated system for controlling the movement of a fishing vessel” is proposed, which implements a number of additional functions:

- выполняет расчет дистанции "забега" (трал на борту) при траловом пелагическом лове с учетом координат и вектора скорости косяка;- Performs the calculation of the distance "run" (trawl on board) during trawl pelagic fishing, taking into account the coordinates and velocity vector of the joint;

- определяет безопасный курс судна с тралом при его расхождении с другим судном и позволяет выполнять безопасное маневрирование судна во время лова рыбы при работе в группе судов;- determines the safe course of the vessel with the trawl when it diverges from another vessel and allows for safe maneuvering of the vessel during fishing when working in a group of vessels;

- выполняет построение 3D изображений подводной ситуации лова с одновременным изображением судна, трала, рыбного скопления и донной поверхности;- performs the construction of 3D images of the underwater situation of fishing with the simultaneous image of the vessel, trawl, fish aggregation and bottom surface;

- позволяет использовать существующие электронные карты промысловых районов;- allows you to use existing electronic maps of fishing areas;

- выполняет сбор данных и ведение судовой электронной отчетности в виде «Электронного промыслового журнала».- Collects data and maintains ship electronic reporting in the form of an “Electronic Fishing Journal”.

Система содержит блок управления, гидроакустический блок, навигационный блок и систему датчиков, которые через последовательно соединенные интерфейсный и вычислительный блоки подсоединены к блоку автоматического управления, блоку выдачи рекомендаций и блоку индикации, который соединен также с блоком ввода и коррекции параметров судна и орудий лова, блоком решения навигационных задач, блоком построения 3D изображений подводной ситуации лова, блоком электронных карт и промысловых планшетов и блоком «Электронного промыслового журнала», соединенных также с вычислительным блоком.The system comprises a control unit, a sonar unit, a navigation unit and a sensor system, which are connected via a series-connected interface and computing units to the automatic control unit, the recommendation unit and the display unit, which is also connected to the unit for input and correction of the parameters of the vessel and fishing gear, the unit solving navigation problems, a block for constructing 3D images of the underwater situation of fishing, a block of electronic maps and fishing tablets, and a block of the "Electronic Fishing Journal" also connected to the computing unit.

Во всех данных системах, однако, отсутствует возможность проверки работоспособности, как отдельных блоков, так и всей системы в целом, что ограничивает их эксплуатационные возможности. Современные автоматизированные системы управления движением рыболовного судна (АСУ ДРС) принимают первичную информацию от различных систем судна: гидроакустического, радиолокационного, навигационного блоков, систем датчиков машинного отделения, датчиков состояния трала и других. При проверке работоспособности отдельных блоков АСУ ДРС приходится переводить в рабочий режим соответствующие системы судна с целью получения необходимых информационных сигналов поступающих в проверяемые блоки. При проверке работоспособности всей системы АСУ ДРС необходимо проведение реальной промысловой деятельности судна, что не всегда возможно. Кроме того при проведении судном промысловой деятельности не могут быть получены все возможные ситуации, которые могут возникнуть при различных условиях лова и разведки рыбы, что не позволяет выполнить проверку АСУ ДРС при всех возможных сочетаниях условий промысловой деятельности судна. В процессе эксплуатации АСУ ДРС необходимо проводить периодический контроль исправности ее отдельных блоков, а также всей системы в целом. Очевидно, что это возможно только при использовании некоторых дополнительных устройств, имитирующих сигналы, получаемые АСУ ДРС от реальных блоков и систем судна.In all these systems, however, there is no possibility of verifying the operability of both individual units and the entire system as a whole, which limits their operational capabilities. Modern automated systems for controlling the movement of a fishing vessel (ACS DLS) receive primary information from various vessel systems: sonar, radar, navigation units, engine room sensor systems, trawl sensors, and others. When checking the operability of individual ACS DRS units, it is necessary to transfer the corresponding ship systems to the operating mode in order to obtain the necessary information signals arriving at the units being checked. When checking the operability of the entire system of automated control system of DLS, it is necessary to carry out real fishing activity of the vessel, which is not always possible. In addition, when conducting vessel fishing activities, all possible situations that may arise under different conditions of fishing and reconnaissance of fish cannot be obtained, which does not allow checking the automated control system of automated fire alarm systems under all possible combinations of the conditions of fishing activity of the vessel. In the process of operating the automatic control system of the DDS, it is necessary to periodically monitor the health of its individual units, as well as the entire system as a whole. Obviously, this is possible only with the use of some additional devices that simulate the signals received by the automated control system of DLS from real units and systems of the vessel.

Эта задача решается в предлагаемом АСУ ДРС имеющем дополнительные встроенные блоки так называемого «виртуального полигона», выполняющего выработку имитационных сигналов, необходимых для проверки блоков АСУ ДРС, а также всей системы в целом при всем комплексе возможных условий эксплуатации.This problem is solved in the proposed DLS ACS with additional built-in blocks of the so-called “virtual training ground”, which generates simulation signals necessary for checking the DDS ACS blocks, as well as the entire system as a whole with all the complex of possible operating conditions.

Для этого в автоматизированную систему управления движением рыболовного судна, содержащую блок управления, гидроакустический блок, навигационный блок и систему датчиков, подсоединенных через последовательно соединенные интерфейсный и вычислительный блоки к блоку автоматического управления, блоку выдачи рекомендаций и блоку индикации, который соединен также с блоком ввода и коррекции параметров судна и орудий лова, блоком решения навигационных задач, блоком построения 3D изображений подводной ситуации лова, блоком электронных карт и промысловых планшетов и блоком «Электронного промыслового журнала», соединенных также с вычислительным блоком, дополнительно введен «виртуальный полигон», состоящий из блока моделирования рыболовного судна, блока моделирования промысловой ситуации, блока моделирования пульта судоводителя, блока моделирования пульта тралмастера, блока моделирования пульта старшего мастера по добыче, блока моделирования навигационных и рыбопоисковых систем, блока моделирования промысловых механизмов и орудий рыболовства, причем все блоки полигона соединены с интерфейсным блоком и вычислительным блоком.To this end, an automated fishing vessel motion control system comprising a control unit, a sonar unit, a navigation unit and a sensor system connected via series-connected interface and computing units to an automatic control unit, a recommendation unit and an indication unit, which is also connected to an input unit and correction of the parameters of the vessel and fishing gears, a unit for solving navigation problems, a unit for constructing 3D images of an underwater situation for fishing, a unit for electronic maps and fishing tablets and the Electronic Fishing Journal block, also connected to the computing unit, additionally introduced a “virtual training ground” consisting of a fishing vessel simulation block, a fishing situation simulation block, a boatmaster’s remote control simulation block, a trammaster remote control simulation block, a senior master’s remote control simulation block for mining, a block for modeling navigation and fish-searching systems, a block for modeling fishing mechanisms and fishing tools, and all blocks of a landfill connected to the interface unit and the computing unit.

Полезная модель поясняется чертежами. На фиг. 1 показана функциональная схема заявляемой автоматизированной системы управления движением рыболовного судна, на фиг. 2 показан один из возможных вариантов аппаратурно-программного построения виртуального полигона, на фиг. 3 приведена блок-схема варианта алгоритма работы имитационного комплекса полигона, на фиг. 4 - графическая панель по выбору проекта рыболовного судна, на фиг. 5 - лоцманская карточка судна, на фиг. 6 - панель ввода информации о циркуляции судна, на фиг. 7 - панель ввода тормозных характеристик судна, на фиг. 8 - панель ввода погодных условий, на фиг. 9 - панель ввода состояния атмосферы, на фиг. 10 - электронная карта района промысла с указанием четырех судов выполняющих траловый лов рыбы в этом районе, на фиг. 11 - зона навигационной безопасности для судна выполняющего кошельковый лов, при лове рыбы совместно с другими судами, на фиг. 12 показан пример изображения, получаемого на экране индикатора 9 при лове кошельковым неводом (цифрой 1 отмечена точка отдачи невода «ТОН», цифры 2 и 3 показывают расчетный курс судна, центр плотности косяка показан в виде заштрихованного кружка на окружности), на фиг. 13 показано объемное 3D изображение подводной части промыслового района с отображением судна и трала (в верхней части показана линия дна в плоскости по ходу судна, а также часть электронной карты района промысла).The utility model is illustrated by drawings. In FIG. 1 shows a functional diagram of the inventive automated system for controlling the movement of a fishing vessel, FIG. 2 shows one of the possible hardware and software options for constructing a virtual training ground; in FIG. 3 shows a block diagram of a variant of the algorithm for operating the simulation complex of the landfill, in FIG. 4 is a graphic panel for selecting a design of a fishing vessel, in FIG. 5 - pilot card of the vessel, in FIG. 6 - panel for entering information about the circulation of the vessel, in FIG. 7 - input panel braking characteristics of the vessel, in FIG. 8 is a weather input panel; FIG. 9 is an atmospheric state input panel; FIG. 10 is an electronic map of the fishing area indicating four vessels performing trawl fishing in the area; FIG. 11 is a navigational safety zone for a purse fishing vessel when fishing together with other vessels, in FIG. 12 shows an example of the image obtained on the screen of indicator 9 when fishing with a purse net (the number 1 indicates the return point of the net “TON”, numbers 2 and 3 show the estimated course of the vessel, the center of density of the jamb is shown as a shaded circle on a circle), FIG. 13 shows a 3D volumetric image of the underwater part of the fishing area with the display of the vessel and the trawl (the upper part shows the bottom line in the plane along the vessel, as well as part of the electronic map of the fishing area).

Автоматизированная система управления движением рыболовного судна содержит блок управления 1, а также гидроакустический блок 2, навигационный блок 3 и систему датчиков 4, подсоединенные через последовательно соединенные интерфейсный 5 и вычислительный блоки 6 к блоку автоматического управления 7, блоку выдачи рекомендаций 8 и блоку индикации 9, который соединен также с блоком ввода и коррекции параметров судна и орудий лова 10, блоком решения навигационных задач 11, блоком построения 3D изображений подводной ситуации лова 12, блоком электронных карт и промысловых планшетов 13 и блоком «Электронного промыслового журнала» 14, соединенные также с вычислительным блоком 6, к которому подсоединены также блоки «виртуального полигона» 15, а именно - блок моделирования рыболовного судна 16, блок моделирования промысловой ситуации 17, блок моделирования пульта судоводителя для управления движением рыболовного судна 18, блок моделирования пульта тралмастера 19 для управления ваерной и кабельной лебедками при лове рыбы пелагическим тралом, блок моделирования пульта старшего мастера по добыче 20 для управления промысловой лебедкой при лове рыбы кошельковым неводом, блок моделирования навигационных и рыбопоисковых систем 21, блок моделирования промысловых механизмов и орудий рыболовства 22, причем все блоки полигона соединены также с интерфейсным блоком 5.The automated control system for the movement of the fishing vessel contains a control unit 1, as well as a sonar unit 2, a navigation unit 3 and a sensor system 4 connected via a series-connected interface 5 and computing units 6 to an automatic control unit 7, a recommendation unit 8 and an indication unit 9, which is also connected to the unit for input and correction of the parameters of the vessel and fishing gear 10, the unit for solving navigation problems 11, the unit for constructing 3D images of the underwater situation of the fishing unit 12, the electronic unit x cards and fishing tablets 13 and the block "Electronic fishing journal" 14, also connected to the computing unit 6, which is also connected to the blocks of the "virtual training ground" 15, namely, the modeling block of the fishing vessel 16, the modeling block of the fishing situation 17, the modeling block a boat operator’s control panel for controlling the movement of the fishing vessel 18, a simulator of the trammaster’s remote control 19 for controlling the winch and cable winches when fishing with a pelagic trawl, a simulation module of the senior master’s remote control 20 for controlling a fishing winch when fishing with a purse seine, a block for modeling navigation and fish-searching systems 21, a block for modeling fishing mechanisms and fishing tools 22, and all blocks of the landfill are also connected to the interface block 5.

Результатом работы виртуального полигона является полная имитация возможных промысловых ситуаций в предварительно заданных районах Мирового океана, выбранных для тестового контроля, а также возможность испытаний на виртуальном полигоне любых АСУ движением рыболовных судов. Сам виртуальный полигон может состоять из сочетания, как отдельных аппаратурных реализаций систем судна, так и их моделей с соответствующим программным обеспечением. Так, на фиг. 2 показан один из возможных вариантов аппаратурно-программного построения виртуального полигона. Например, пульт управления судном и промысловыми механизмами, может быть виртуальной моделью представляющей собой изображения на экранах мониторов, или реальным пультом управления судном, подключенным к остальным блокам виртуального полигона. Этот принцип может быть использован и для других блоков полигона.The result of the virtual training ground is a complete simulation of possible fishing situations in predefined areas of the oceans selected for test control, as well as the possibility of testing any automated control system on the virtual training ground by the movement of fishing vessels. The virtual training ground itself may consist of a combination of both individual hardware implementations of the ship's systems and their models with the corresponding software. So in FIG. Figure 2 shows one of the possible hardware and software options for constructing a virtual training ground. For example, the control panel of the vessel and fishing mechanisms may be a virtual model representing images on the screens of monitors, or a real control panel of the vessel connected to other blocks of the virtual training ground. This principle can be used for other blocks of the landfill.

Виртуальный полигон проектируется как пространственно-распределенный технологический комплекс средств автоматизации малозатратного проектирования и испытаний оборудования интегрированных АСУ судовых систем путем программно-аппаратной адаптации и конфигурирования полигона под требования и особенности конкретного проекта судна.The virtual landfill is designed as a spatially distributed technological complex of automation tools for low-cost design and testing of equipment for integrated automated control systems of ship systems through hardware and software adaptation and configuration of the landfill for the requirements and characteristics of a specific vessel design.

При построении виртуального полигона использованы следующие основные стандартные решения:When constructing a virtual training ground, the following basic standard solutions were used:

- интеграция распределенных программных моделей судовых систем и виртуальных сред, программных компонент обеспечивающие работу полигона с использованием стандартов архитектуры RTI HLA (Run Time Infrastructure High Level Arhitecture) IEEE 1516 в пределах локальной вычислительной сети. Инфраструктура RTI HLA синхронного обмена информацией обеспечивает единое модельное время в полигоне и полный состав всей информации для каждого потребителя на каждый такт модельного времени. Протоколы пространственно-распределенных систем моделирования с использованием стандарта IEEE 1516 и его программной реализации - RTI (Run-Time Infrastructure - инфраструктура времени выполнения) обеспечивают информационное взаимодействие между компонентами полигона с использованием Ethernet и их комплексирование без изменения информационного интерфейса;- integration of distributed software models of ship systems and virtual environments, software components that provide the landfill with the use of RTI HLA (Run Time Infrastructure High Level Arhitecture) IEEE 1516 architecture standards within the local area network. The RTI HLA infrastructure for the synchronous exchange of information provides a single model time at the test site and a complete set of all information for each consumer for each cycle of model time. Protocols of spatially distributed modeling systems using the IEEE 1516 standard and its software implementation - RTI (Run-Time Infrastructure - Run-Time Infrastructure) provide informational interaction between the polygon components using Ethernet and their integration without changing the information interface;

- интеграция пространственно-распределенных (территориально-удаленных) моделей судовых систем с использованием сетевых решений на базе Real-Time Ethernet в сети Интернет;- integration of spatially distributed (geographically remote) models of ship systems using network solutions based on Real-Time Ethernet on the Internet;

- синхронизация времени в вычислительных средствах полигона и испытываемой АСУ по протоколу РТР - IEEE 1588-2008 (Standard Precision Time Protocol);- time synchronization in the computing facilities of the landfill and the tested ACS according to the RTR protocol - IEEE 1588-2008 (Standard Precision Time Protocol);

- использование аппаратно-программных решений информационно-измерительных систем (NI - National Instruments, «Мера», ZETLAB) для реализации задач измерения и обработки входных/выходных аналоговых сигналов;- the use of hardware-software solutions of information-measuring systems (NI - National Instruments, "Measure", ZETLAB) to implement the tasks of measuring and processing input / output analog signals;

- использование графической среды разработки для комплексирования, визуализации и управления виртуальным судном и виртуальной внешней средой с использованием сенсорных мониторов;- the use of a graphical development environment for integrating, visualizing and managing a virtual ship and a virtual external environment using touch monitors;

- использование репозитария архивов (.zip) или образов (.iso, стандарт ISO-9660) проектов обеспечения испытаний АСУ с использованием программного обеспечения встроенного в операционную систему или программных решений от компании VMware, Inc.- use of archives repository (.zip) or images (.iso, ISO-9660 standard) of ACS test support projects using software built into the operating system or software solutions from VMware, Inc.

При испытаниях и проектировании судовых АСУ в виртуальном полигоне решаются следующие задачи:When testing and designing shipboard automated control systems in a virtual training ground, the following tasks are solved:

- обеспечение испытаний способов управления человеко-машинного интерфейса судовой АСУ;- providing tests of control methods for the human-machine interface of shipboard automated control systems;

- обеспечение испытаний базового (системного, интерфейсного) и прикладного ПО (БД и специальных задач) судовой АСУ;- providing tests of the basic (system, interface) and application software (DB and special tasks) of shipboard automated control systems;

- обеспечение тестирования и оптимизации прикладного программного обеспечения судовой АСУ;- providing testing and optimization of application software for shipboard automated control systems;

- обеспечение испытаний системных, функциональных и эксплуатационных характеристик судовой АСУ;- providing tests of system, functional and operational characteristics of shipboard automated control systems;

- обеспечение испытаний радиоэлектронных компонентов интерфейсного оборудования внешнего взаимодействия судовой АСУ;- providing testing of electronic components of the interface equipment of the external interaction of shipboard automated control systems;

- планирование и управление процессом обеспечения испытаний, контроль его хода;- planning and management of the test support process, monitoring its progress;

- имитация результатов работы (цифровая, аналоговая) технологических объектов управляемых и взаимодействующих с судовой АСУ;- imitation of work results (digital, analog) of technological objects managed and interacting with shipboard automated control systems;

- имитация внешней среды по отношению к испытываемой судовой АСУ;- imitation of the external environment in relation to the tested shipboard automated control system;

- обеспечение верификации и валидации принятых проектных решений по реализации судовой АСУ;- Ensuring verification and validation of design decisions adopted for the implementation of shipboard automated control systems;

- контроль функционирования объекта испытаний;- monitoring the functioning of the test object;

- обработка и документирование результатов обеспечения испытаний судовой АСУ, накопление и архивирование данных;- processing and documenting the results of the testing of shipboard automated control systems, the accumulation and archiving of data;

- обеспечение методологической поддержки испытаний судовой АСУ (хранение и учет нормативной документации, программ и методик обеспечения испытаний);- providing methodological support for testing shipboard automated control systems (storage and accounting of normative documentation, programs and methods for testing support);

- обеспечение отработки эксплуатационных процедур и документации в части судовой АСУ;- ensuring the development of operational procedures and documentation regarding shipboard automated control systems;

- обеспечение отработки программ-методик пуско-наладочных работ судовой АСУ;- ensuring the development of program-methods for commissioning of shipboard automated control systems;

- обеспечение подготовки персонала пуско-наладочных организаций.- providing training for personnel of commissioning organizations.

На фиг. 3 приведена блок-схема варианта алгоритма взаимодействия программных элементов имитационного комплекса полигона при его работе в составе судовой АСУ.In FIG. Figure 3 shows a block diagram of a variant of the algorithm for the interaction of software elements of the simulation complex of the landfill during its operation as part of a shipboard automated control system.

Блок загрузки сценария выполняет выбор необходимого файла сценария промысловой ситуации.The script loading unit selects the necessary fishing scenario script file.

Блок сохранения параметров сохраняет в файл сценария параметры всех объектов промысловой ситуации. Файлы сценария содержат информацию обо всех объектах промысловой ситуации в бинарном формате.The parameter saving unit saves the parameters of all fishing situation objects into the script file. Script files contain information about all objects of the fishing situation in binary format.

Блоки ручного ввода параметров судна, траловой лебедки, надводных целей и рыбных скоплений осуществляют редактирование и ввод в математические модели параметров, соответствующих этим моделям.Blocks for manually entering the parameters of the vessel, trawl winch, surface targets and fish aggregations edit and enter parameters corresponding to these models into mathematical models.

Блок хранения параметров моделей промысловой ситуации хранит в оперативной памяти текущие данные математических моделей.The storage unit for the parameters of the models of the fishing situation stores in RAM the current data of mathematical models.

После запуска процесса имитации промысловой ситуации блок расчета параметров моделей промысловой ситуации производит расчет параметров математических моделей. Данные должны браться из блока хранения параметров моделей промысловой ситуации, по ним рассчитываются новые данные, и они добавляются в блок хранения параметров моделей промысловой ситуации.After starting the process of simulating the fishing situation, the unit for calculating the parameters of the models of the fishing situation calculates the parameters of mathematical models. The data should be taken from the storage unit for the parameters of the fishing situation models, new data are calculated from them, and they are added to the storage block for the parameters of the fishing situation models.

Блок визуального отображения отображает символы судна, трала, надводных целей и рыбных скоплений в географическом масштабе и обновляет визуальную информацию в соответствии со временем обновления данных в математических моделях.The visual display unit displays the symbols of the vessel, trawl, surface targets and fish aggregations on a geographical scale and updates the visual information in accordance with the time of updating the data in mathematical models.

Блок настроек параметров NMEA предложений включает в себя индивидуальную настройку передаваемых сообщений для каждого имитируемого прибора. В настройки должны входить:The parameter settings block of NMEA offers includes an individual setting of transmitted messages for each simulated device. The settings should include:

- возможность выбора перечня передаваемых NMEA предложений;- the ability to select a list of transmitted NMEA proposals;

- возможность выбора номера канала связи, которым может быть RS-232, RS-432, USB или Ethernet;- the ability to select the number of the communication channel, which can be RS-232, RS-432, USB or Ethernet;

- возможность выбора скорости передачи данных по каналу связи.- the ability to select the data rate on the communication channel.

Блок генерации NMEA предложений состоит из набора таймеров, причем каждый таймер настроен на определенный период, который зависит от особенностей работы имитируемого прибора.The NMEA proposal generation block consists of a set of timers, and each timer is configured for a certain period, which depends on the features of the simulated device.

Для рыбопоисковых эхолота и гидролокатора данные из математической модели должны обновляться с частотой не менее 25-30 Гц, что связано с точностью моделирования промысловой ситуации с учетом движущегося судна с орудиями рыболовства.For fishfinder and sonar data from the mathematical model should be updated with a frequency of at least 25-30 Hz, which is associated with the accuracy of modeling the fishing situation taking into account a moving vessel with fishing gear.

Таймер поиска подводных целей должен работать с частотой 2 Гц, что соответствует характеристикам реальных гидроакустических приборов. Если цель попадает в область видимости гидроакустических приборов, для них рассчитываться период обновления данных в зависимости от ее положения относительно антенн приборов.The search timer for underwater targets should operate at a frequency of 2 Hz, which corresponds to the characteristics of real sonar devices. If the target falls within the scope of sonar devices, the period of updating the data is calculated for them, depending on its position relative to the antennas of the devices.

Таймер для сбора сообщения работает с частотой 50 Гц. Когда время между сборами сообщений превышает расчетное, должно формироваться новое сообщение, используя данные о цели из математической модели промысловой ситуации или данные, полученные расчетным путем.The timer for collecting messages operates at a frequency of 50 Hz. When the time between message collections exceeds the estimated time, a new message must be generated using the target data from the mathematical model of the fishing situation or data obtained by calculation.

Таймер для отправки сообщений срабатывает 1 раз в секунду, он необходим для отправки сформированных NMEA предложений в COM-порт или по сети Ethernet. Условием генерации NMEA предложений является нахождение косяка в зоне обнаружения эхолота.The timer for sending messages is triggered 1 time per second; it is necessary for sending NMEA-generated sentences to the COM port or via Ethernet. The condition for the generation of NMEA sentences is that the joint is in the sonar detection zone.

Имитатор автоматической идентификационной станции и навигационной радиолокационной станции представляет собой в общем случае имитатор прибора, работающего в радиочастотном диапазоне, и алгоритм его работы является общим для всех судовых приборов аналогичного назначения. Если цель попадает в область видимости этих станций, для нее рассчитывается период передачи, в зависимости от скорости ее движения. Когда время между посылками сообщений превышает расчетное, формируется новое NMEA предложение, использующее данные о цели из математической модели промысловой ситуации.A simulator of an automatic identification station and a navigation radar is generally a simulator of a device operating in the radio frequency range, and its algorithm of operation is common to all ship devices of a similar purpose. If the target falls within the scope of these stations, the transmission period is calculated for it, depending on its speed. When the time between sending messages exceeds the estimated time, a new NMEA proposal is formed, using target data from a mathematical model of the fishing situation.

Таймер для сбора и отправки сообщений тралового зонда работает с частотой 10 Гц. Новое NMEA предложение формируется, используя данные из математической модели промысловой ситуации, а также данные, полученные расчетным путем или введенные вручную. Аналогичным образом работают имитаторы и других судовых приборов, таких как:The timer for collecting and sending trawl probe messages operates at a frequency of 10 Hz. A new NMEA proposal is formed using data from a mathematical model of the fishing situation, as well as data obtained by calculation or manually entered. Simulators of other ship devices, such as:

- система определения положения трала Simrad ITI;- system for determining the position of the trawl Simrad ITI;

- система определения положения трала Notus TrawlMaster;- Notus TrawlMaster trawl positioning system;

- система контроля орудий лова;- fishing gear control system;

- датчик ваеров;- warp sensor;

- относительный лаг;- relative lag;

- гирокомпас;- gyrocompass;

- спутниковая навигационная система;- satellite navigation system;

- автоматическая метеостанция;- automatic weather station;

- индикатор течения;- flow indicator;

- датчик качки.- pitching sensor.

Модуль имитации промысловой ситуации:Field situation simulation module:

- запускает выбранные в редакторе сценариев математические модели объектов промысловой ситуации с периодичностью, достаточной для получения решений с заданной точностью;- launches mathematical models of objects of the fishing situation selected in the script editor with a frequency sufficient to obtain solutions with a given accuracy;

- сохраняет текущие параметры моделируемой промысловой ситуации в специальном массиве данных.- saves the current parameters of the simulated fishing situation in a special data array.

Массив параметров объектов в моделируемой промысловой ситуации выступает в качестве хранилища промежуточных значений математических моделей. Также он является источником данных для генератора информационных сообщений.An array of object parameters in the simulated fishing situation acts as a repository of intermediate values of mathematical models. It is also a data source for the information message generator.

Математические модели должны включать в свой состав:Mathematical models should include:

- управляемую модель движения рыболовного судна;- a controlled model of the movement of the fishing vessel;

- модель движения пелагического трала;- model of the movement of the pelagic trawl;

- модель движения кошелькового невода;- wallet seine movement model;

- модель движения судна-цели;- model of movement of the target ship;

- модель движения косяка рыбы.- model of movement of a school of fish.

Редактор сценария предназначен для создания модели промысловой ситуации. Он должен обеспечивать:The script editor is designed to create a model of the fishing situation. It should provide:

- извлечение из базы данных электронных карт желаемого района плавания;- extracting from the database of electronic maps of the desired navigation area;

- отображение электронной карты;- display of an electronic map;

- триангулирование выбранного района электронной карты;- triangulation of the selected area of the electronic map;

- расстановку пассивных судов-целей и задание законов их движения;- arrangement of passive target ships and setting laws of their movement;

- выбор типа орудия рыболовства и задание его параметров (конструкции и настройки);- selection of the type of fishing gear and setting its parameters (design and settings);

- расстановку косяков и/или слоев рыб и задание их параметров (количество, координаты, глубины, размеры косяков и их плотности), и законов движения;- arrangement of schools and / or layers of fish and setting their parameters (number, coordinates, depths, sizes of schools and their density), and laws of motion;

- определение погодных условий в выбранном районе и задание метеорологических и гидрологических параметров;- determination of weather conditions in the selected area and setting meteorological and hydrological parameters;

- сохранение сценариев и их повторное воспроизведение.- saving scripts and their repeated reproduction.

Виртуальный пульт управления движением рыболовного судна предназначен для имитации действий судоводителя при выполнении промысловых операций. Он должен обеспечивать:The virtual control panel for the movement of the fishing vessel is designed to simulate the actions of the skipper during fishing operations. It should provide:

- возможность выполнять маневры судна по курсу;- the ability to perform ship maneuvers at the heading;

- возможность регулировать скорость хода судна;- the ability to adjust the speed of the vessel;

- возможность ставить пелагический трал, отдавать и выбирать ваера;- the ability to set the pelagic trawl, give and choose war;

- возможность ставить кошельковый невод;- the ability to put a purse seine;

- возможность управлять кабельной лебедкой тралового зонда.- the ability to control the cable winch of the trawl probe.

Генератор информационных сообщений должен имитировать работу навигационных систем и приборов, рыбопоисковой аппаратуры, промысловых механизмов и орудий рыболовства в части подготовки информационных пакетов, содержащих данные от того или иного прибора или устройства (в виде NMEA сообщений), и передачи этих пакетов в испытываемую АСУ.The information message generator should imitate the operation of navigation systems and devices, fish-finding equipment, fishing gear and fishing tools in terms of preparing information packets containing data from a particular device or device (in the form of NMEA messages) and transferring these packets to the tested ACS.

В качестве протокола обмена данными между имитационным комплексом и испытываемой АСУ выбран протокол NMEA 0183, который является международным стандартом для современной судовой аппаратуры.As the protocol for the exchange of data between the simulation complex and the tested ACS, the NMEA 0183 protocol was chosen, which is the international standard for modern ship equipment.

В процессе проведения испытаний АСУ на виртуальном полигоне производится протоколирование событий, происходящих как в виртуальном полигоне, так и в испытываемой АСУ. Для обеспечения достоверности протоколируемой информации и однозначного отождествления событий, происходящих в полигоне и в АСУ, выполняется синхронизация времени испытываемой АСУ и виртуального полигона.In the process of testing the automated control system at a virtual training ground, events are recorded that occur both in the virtual training ground and in the tested control system. To ensure the reliability of the logged information and the unambiguous identification of events occurring in the test site and in the ACS, the time of the tested ACS and the virtual test site are synchronized.

В структуре виртуального полигона присутствует модуль синхронизации времени, работающий на основе высокоточного протокола IEEE 1588-2008 Standard Precision Time Protocol (PTP) - для точной синхронизации данных по времени в сети Ethernet.In the structure of the virtual training ground there is a time synchronization module working on the basis of the IEEE 1588-2008 Standard Precision Time Protocol (PTP) - for accurate time synchronization of data in an Ethernet network.

В полигоне также выполняются задачи по информационной защищенности испытываемых АСУ рыболовных судов, обеспечивающие:The range also carries out tasks on information security of tested ACS fishing vessels, providing:

- проведение испытаний АСУ в условиях отсутствия угроз со стороны полигона;- testing ACS in the absence of threats from the landfill;

- безопасность полигона от угроз со стороны испытываемой АСУ;- safety of the landfill from threats from the tested ACS;

- защищенность АСУ от внешних угроз.- the security of the ACS from external threats.

В составе моделей полигона присутствует набор рыболовных судов разных типов для возможности проверки работы АСУ ДРС с каждым из этих типов судов. К минимальному набору типов рыболовных судов, который может пополняться, можно отнести:As part of the landfill models, there is a set of fishing vessels of various types for the possibility of verifying the operation of the automated control system of the DLS with each of these types of vessels. The minimum set of types of fishing vessels that can be replenished include:

- рыболовный траулер морозильно-консервный супер (РТМКС);- fishing trawler freezing and canning super (RTMKS);

- большой морозильный рыболовный траулер (БМРТ);- large freezing fishing trawler (BMRT);

- средний рыболовный траулер морозильный (СРТМ);- medium fishing trawler freezer (SRTM);

- сейнер-траулер рефрижераторный (СТР).- Refrigerated seiner-trawler (STR).

Аналогично имеются модели пелагических тралов, различающихся своими конструктивными особенностями и параметрами:Similarly, there are models of pelagic trawls that differ in their design features and parameters:

- проект 2439-01 «Севрыба»;- project 2439-01 “Sevryba”;

- проект 2499-00 «Севрыба»;- project 2499-00 "Sevryba";

- проект 2444-00 «Севрыба»;- project 2444-00 "Sevryba";

- проект 2214-01 НПО.- project 2214-01 NGO.

кошельковых неводов, различающихся длиной сетной части и высотой ее стенки, условно обозначаемые как «короткий», «средний» и «длинный»:purse seines, differing by the length of the net part and the height of its wall, conventionally designated as “short”, “medium” and “long”:

- «короткий» - 750×150 (м);- “short” - 750 × 150 (m);

- «средний» - 940×100 (м);- “average” - 940 × 100 (m);

- «длинный» - 1400×120 (м);- “long” - 1400 × 120 (m);

несколько основных районов промышленного рыболовства, отличающиеся друг от друга географическими, климатическими и промысловыми особенностями:several main areas of industrial fishing, differing from each other in geographical, climatic and fishing features:

- «Готланд»;- "Gotland";

- «Мавритания»;- "Mauritania";

- банка «Сапфир»;- Bank "Sapphire";

модели промысловых рыб, различающиеся размерами тела и наличием или отсутствием плавательного пузыря и имеющие различную отражательную способность или силу цели:models of commercial fish that differ in body size and the presence or absence of a swimming bladder and having different reflectivity or target strength:

- Whitefish/Атлантическая треска;- Whitefish / Atlantic cod;

- Mackerel/Скумбрия;- Mackerel / Mackerel;

- Herring/Сельдь;- Herring / Herring;

- Anchovy/Килька.- Anchovy / Sprat.

Скопления промысловых рыб представлены в виде двух основных форм: рыбный косяк и рыбный слой.Accumulations of commercial fish are presented in the form of two main forms: fish school and fish layer.

С целью обеспечения ввода параметров виртуального судна, внешней среды и других элементов разработана специализированная графическая среда, позволяющая оператору выполнять эти операции с помощью визуальных инструментов.In order to ensure the input of the parameters of the virtual vessel, the external environment and other elements, a specialized graphic environment has been developed that allows the operator to perform these operations using visual tools.

Рассмотрим возможный вариант реализации процесса настройки на примере рыболовного судна. Пример операции по выбору проекта рыболовного судна из базы данных судов представлен на фиг. 4.Consider a possible implementation of the tuning process using the example of a fishing vessel. An example of an operation for selecting a design of a fishing vessel from the database of vessels is presented in FIG. four.

Должны задаваться следующие параметры судна:The following vessel parameters should be specified:

- географические координаты судна (градусы);- geographical coordinates of the vessel (degrees);

- курс судна (градусы);- vessel heading (degrees);

- доля мощности главного дизеля, отбираемая на собственные нужды (%);- the proportion of the power of the main diesel engine, selected for own needs (%);

- время погружения орудий лова и деталей их конструкции до глубины 50 м после попадания в воду (сек).- the time of immersion of fishing gear and parts of their design to a depth of 50 m after falling into water (sec).

Детальные данные по выбранному проекту судна сгруппированы в так называемую лоцманскую карточку судна (или pilot card) - фиг. 5, где представлены основные размерения судна, тип и характеристики силовой установки, тип и характеристики рулевого оперения, основные ходовые характеристики. На фиг. 6 показана информация о зависимости радиуса циркуляции судна от начальной скорости и угла перекладки руля, а на фиг. 7 - тормозные характеристики судна.Detailed data on the selected ship design are grouped into the so-called pilot ship card (or pilot card) - FIG. 5, which presents the main dimensions of the vessel, the type and characteristics of the power plant, the type and characteristics of the tail unit, the main running characteristics. In FIG. 6 shows information on the dependence of the radius of the vessel’s circulation on the initial speed and rudder angle, and in FIG. 7 - braking characteristics of the vessel.

Настройка модели внешней среды может быть сведена к операциям по выбору настроек внешней среды, просмотра и изменения ее параметров.Setting up the model of the external environment can be reduced to operations on selecting the settings of the external environment, viewing and changing its parameters.

Пример операции по просмотру и настройке погодных условий представлен на фиг. 8, где:An example of the operation for viewing and adjusting weather conditions is presented in FIG. 8, where:

- Wind - направление ветра (градусы) и величина его флуктуации (слабая, средняя, сильная);- Wind - wind direction (degrees) and the magnitude of its fluctuations (weak, medium, strong);

- Sea state (force) - волнение моря (баллы);- Sea state (force) - sea state (points);

- Radius - радиус области радиопомех от волнения моря (мили);- Radius - the radius of the area of radio interference from sea waves (miles);

- Signal depletion - скорость затухания радиолокационного сигнала (дБ/мили);- Signal depletion - attenuation rate of the radar signal (dB / mile);

- Fog - наличие тумана и дальность видимости (мили);- Fog - the presence of fog and visibility range (miles);

- Tide - величина прилива/отлива (метры);- Tide - the magnitude of the ebb / flow (meters);

- Current - течение. Должен обеспечиваться выбор типа течения: реального (если информация о реальных течениях присутствует в районе) или заданного вручную. При задании течения вручную в качестве поверхностного течения используются параметры, заданные в окне «Surface current». При выборе реального течения в качестве поверхностного течения используются реальные значения течения, выбранного из списка;- Current - current. A choice must be made of the type of current: real (if information about real currents is present in the area) or manually specified. When setting the current manually, the parameters specified in the Surface current window are used as the surface current. When choosing a real flow as a surface flow, the real values of the flow selected from the list are used;

- Surface current - скорость (узлы) и направление (градусы) поверхностного течения;- Surface current - speed (nodes) and direction (degrees) of the surface current;

- Deep current - скорость (узлы) и направление (градусы) глубинного течения.- Deep current - speed (nodes) and direction (degrees) of the deep current.

Пример операции по просмотру и настройке атмосферных образований представлен на фиг. 9. Задаются:An example of an operation for viewing and adjusting atmospheric formations is shown in FIG. 9. The following are set:

- тип атмосферного образования (дождь, облако);- type of atmospheric formation (rain, cloud);

- географические координаты центра атмосферного образования (градусы);- geographical coordinates of the center of atmospheric formation (degrees);

- радиус образования (м);- radius of formation (m);

- интенсивность дождя или плотность облака (слабая, средняя, сильная).- rain intensity or cloud density (weak, medium, strong).

Предлагаемая АСУ ДРС в комплексе с виртуальным полигоном может работать в нескольких режимах:The proposed ACS DRS in combination with a virtual training ground can work in several modes:

- в режиме выполнения промысловых задач;- in the mode of performing fishing tasks;

- в имитационном режиме.- in simulation mode.

Рассмотрим работу системы при выполнении судном промысловых задач. При этом информационные сигналы вырабатываются блоками и датчиками судна и поступают для обработки в автоматизированную систему.Consider the operation of the system when performing vessel fishing tasks. In this case, information signals are generated by the units and sensors of the vessel and are fed to the automated system for processing.

Гидроакустический блок 2 в зависимости от класса и типа судна содержит различный набор гидроакустических систем, с помощью которых получают информацию об обнаруженных рыбных скоплениях, о состоянии орудий лова и о рельефе дна в районе промысла. Эта информация передается через интерфейсный блок 5 в вычислительный блок 6, где выполняется ее обработка по заданным алгоритмам.The hydro-acoustic unit 2, depending on the class and type of vessel, contains a different set of hydro-acoustic systems, with the help of which information is obtained on fish assemblies found, on the status of fishing gears and on the topography in the fishing area. This information is transmitted through the interface unit 5 to the computing unit 6, where it is processed according to the specified algorithms.

Навигационный блок 3 содержит, как правило, гирокомпас, судовую радиолокационную станцию, лаг и спутниковую навигационную систему (GPS/ГЛОНАСС). Система датчиков 4 для разных судов может иметь различную комплектацию. Так, информационный комплекс тралового лова ИКТЛ содержит доплеровский индикатор течений CI-30, датчик наполнения трала NI-130, датчик и индикатор температуры поверхности воды TI-20, датчик и индикатор скорости ветра FW-200, датчик верхней подборы трала NP-170, датчик местоположения трала NP-110 с блоком обработки NP-120A, датчик длины вытравленных ваеров FW-1100.The navigation unit 3 contains, as a rule, a gyrocompass, a ship's radar station, a lag and a satellite navigation system (GPS / GLONASS). The sensor system 4 for different vessels may have different configurations. Thus, the ICTL trawl fishing information complex contains a CI-30 Doppler current indicator, NI-130 trawl filling sensor, TI-20 water surface temperature sensor and indicator, FW-200 wind speed indicator and indicator, NP-170 trawl pick-up sensor, sensor location of the trawl NP-110 with the processing unit NP-120A, etched length sensor FW-1100.

Сигналы с навигационного блока 3 и системы датчиков 4 через интерфейсный блок 5 поступают в вычислительный блок 6, где выполняется их обработка по заданным алгоритмам.The signals from the navigation unit 3 and the sensor system 4 through the interface unit 5 enter the computing unit 6, where they are processed according to the specified algorithms.

Первым этапом алгоритмической обработки сообщений является их прием и проверка на истинность. Для этой цели по известному алгоритму (стандарт «NMEA 0183 Version 3.01») производится расчет контрольной суммы для принятого сообщения и ее сравнение с контрольной суммой, записанной в самом сообщении. Если суммы не совпадают, то это означает ложность принятого сообщения, и оно не обрабатывается далее.The first step in the algorithmic processing of messages is their reception and verification of truth. For this purpose, according to the well-known algorithm (standard "NMEA 0183 Version 3.01"), the checksum for the received message is calculated and compared with the checksum recorded in the message itself. If the amounts do not match, then this means the falsity of the received message, and it is not processed further.

Если сообщение истинно, оно подвергается разбору с целью определения имени устройства, от которого пришло сообщение, и извлечения данных, содержащихся в этом сообщении. Для различения данных от одного и того же устройства к ним добавляется метка текущего времени и данные заносятся в память для дальнейшего использования математическим обеспечением вычислительного блока 6.If the message is true, it is parsed in order to determine the name of the device from which the message came and to retrieve the data contained in this message. To distinguish data from the same device, the current time stamp is added to them and the data is stored in memory for further use by the mathematical software of computing unit 6.

Аппаратная часть интерфейса между устройством, выдающим NMEA-сообщения, и устройством, принимающим эти сообщения, содержит, как правило, элементы гальванической развязки электрических цепей и защитные цепи для ограничения тока, повышенного напряжения, напряжения обратного смещения и рассеиваемой мощности.The hardware of the interface between the device issuing NMEA messages and the device receiving these messages contains, as a rule, elements of galvanic isolation of electric circuits and protective circuits to limit current, overvoltage, reverse bias voltage and power dissipation.

В вычислительный блок 6 с блока ввода и коррекции параметров судна и орудий лова 10 поступает также информация, определяющая режимы работы аппаратуры в зависимости от задач, выполняемых в данное время судном, а именно:The computing unit 6 from the input and correction parameters of the vessel and fishing gear 10 also receives information that determines the operating modes of the equipment depending on the tasks currently performed by the vessel, namely:

- поиск рыбы, лов рыбы кошельковым неводом, или тралом, выход на исходную точку отдачи невода, маневрирование судна при замете кошелькового невода, наведение разноглубинного трала на подвижный косяк, облов подвижного косяка;- search for fish, fishing with a purse seine or trawl, reaching the starting point of the seine return, maneuvering the vessel with a note of purse seine, aiming a trawl of different depths on a moving jamb, catching a moving jamb;

- при опасном сближении с другим судном блок решения навигационных задач 11 выдает предупреждающий сигнал, и начинают отрабатываться процедуры, находящиеся в этом блоке, например, решается задача построения зоны безопасности для расхождения судна с поднятым тралом со вторым судном, которое может иметь поднятый или опущенный трал и др. При решении промысловых задач используются алгоритмы, разработанные конкретно для каждой процедуры. При замете кошелькового невода могут использоваться, например, алгоритмы, описанные в работе [16], при движении с тралом могут использоваться, например, алгоритмы работ [10, 11, 17-19];- in case of a dangerous approach to another vessel, the block for solving navigation problems 11 gives a warning signal, and the procedures located in this block begin to be worked out, for example, the task of constructing a safety zone for the vessel to diverge with a raised trawl and a second vessel that may have a raised or lowered trawl and others. When solving field problems, algorithms developed specifically for each procedure are used. If there is a note of purse seine, for example, the algorithms described in [16] can be used; when moving with a trawl, for example, the algorithms of [10, 11, 17-19] can be used;

Сигналы с вычислительного блока 6 поступают на блок автоматического управления 7, выдающего команды на исполнительные механизмы судна. Информация о выдаче этих команд с блока автоматического управления 7 поступает обратно в вычислительный блок, где осуществляется соответствующая коррекция параметров состояния судна. Автоматически, в зависимости от типа судна, могут выполняться следующие операции:The signals from the computing unit 6 are supplied to the automatic control unit 7, issuing commands to the actuators of the vessel. Information about the issuance of these commands from the automatic control unit 7 is fed back to the computing unit, where the corresponding correction of the state parameters of the vessel. Automatically, depending on the type of vessel, the following operations can be performed:

- автоматический вывод трала на заданную глубину;- automatic trawl withdrawal to a given depth;

- автоматическое вытравливание (выбирание) заданной длины ваеров;- automatic etching (selection) of a given length of the cords;

- проводка трала на заданном расстоянии от грунта;- trawl wiring at a predetermined distance from the ground;

- автоматическое удержание трала на заданной изотерме;- automatic trawl retention on a given isotherm;

- автоматический облов рыбных скоплений типа «лента»;- automatic fishing of fish aggregations of the “tape” type;

- автосопровождение рыбного косяка;- auto tracking fish school;

- регистрация данных для ведения электронных промыслового и вахтенного журналов.- registration of data for electronic fishing and logbooks.

С вычислительного блока 6 сигналы поступают также на блоки выдачи рекомендаций 8 и блок индикации 9, выдающие оператору необходимую информацию об обстановке в районе промысла и о состоянии судна, трала, невода. На основании этой информации оператор выполняет с помощью блока управления 1 необходимые операции по управлению судном, а также вводит в блок 10 откорректированные параметры судна и орудий лова. Для этого блок управления 1, а также блок автоматического управления 7 сопряжены с различным судовым оборудованием, например с системой управления винтом регулируемого шага, системой управления ваерными лебедками, системой управления главным двигателем и другими.From the computing unit 6, the signals are also sent to the recommendations issuing units 8 and the indicating unit 9, which provide the operator with the necessary information about the situation in the fishing area and the condition of the vessel, trawl, and net. Based on this information, the operator performs, with the help of control unit 1, the necessary operations to control the vessel, and also enters into the block 10 the adjusted parameters of the vessel and fishing gear. For this, the control unit 1, as well as the automatic control unit 7, are interfaced with various ship equipment, for example, with a variable pitch propeller control system, fan winch control system, main engine control system and others.

Для получения дополнительной информации между вычислительным блоком 6 и блоком индикации 9 установлены блок электронных карт и промысловых планшетов 13 и блок построения 3D изображений подводной ситуации лова 12.For more information, between the computing unit 6 and the indicating unit 9, a block of electronic cards and fishing tablets 13 and a block for constructing 3D images of the underwater situation of fishing 12 are installed.

В режиме навигации электронная картографическая система 13 выполняет следующие операции:In navigation mode, the electronic cartographic system 13 performs the following operations:

- прием и обработку информации о параметрах движения судна от спутниковой навигационной системы;- reception and processing of information on the parameters of the vessel’s movement from the satellite navigation system;

- контроль движения судна по маршруту (вычисление пеленга, дистанции, времени хода до поворотной точки, ожидаемого времени прибытия в нее, рекомендованной скорости движения и отклонения от линии заданного пути);- control of the vessel’s movement along the route (calculation of bearing, distance, travel time to the turning point, expected time of arrival at it, recommended speed and deviation from the line of the given path);

- расчет и отображение направления и дистанции до опасности;- calculation and display of the direction and distance to danger;

- выдачу предупреждений в виде сообщений и звуковых сигналов;- issuing warnings in the form of messages and sound signals;

- вычисление дистанции и пеленга до заданной точки;- calculation of distance and bearing to a given point;

- автоматическую регистрацию параметров движения судна с заданным временным интервалом.- automatic registration of vessel motion parameters with a specified time interval.

Электронная картографическая система 13 интегрируется с блоком формирования промысловой отчетности в виде «Электронного промыслового журнала» 14 и блоком выдачи рекомендаций судоводителю 8. На фиг. 10 показана электронная карта района промысла с указанием четырех судов выполняющих траловый лов рыбы в этом районе. Для каждого из судов показан вектор скорости, а для судна с заявляемой системой штриховыми эллипсами три зоны - (начиная от судна) зона навигационной безопасности (ЗНБ), зона опасного сближения (ЗОС), зона свободного маневрирования (ЗСМ). Эти зоны используют для обеспечения безопасности судовождения и расхождении судов при групповом лове. На фиг. 11 показана зона навигационной безопасности для судна, выполняющего кошельковый лов, при лове рыбы совместно с другими судами.The electronic cartographic system 13 integrates with the fishery reporting unit in the form of the “Electronic Fishery Journal” 14 and the issuing unit for recommending to the skipper 8. In FIG. 10 shows an electronic map of the fishing area showing four vessels engaged in trawl fishing in the area. For each vessel, a velocity vector is shown, and for a vessel with the inventive system of dashed ellipses, three zones are (starting from the vessel) a navigation safety zone (ZNB), a dangerous approach zone (AIA), a free maneuvering zone (ZMS). These zones are used to ensure the safety of navigation and divergence of vessels during group fishing. In FIG. 11 shows a navigational safety zone for a purse fishing vessel when fishing together with other vessels.

Блок построения 3D изображений 12 выполняет представление подводной ситуации лова в трехмерном режиме с отображением судна, орудий лова, облавливаемого рыбного скопления и дна.The block for constructing 3D images 12 implements a representation of the underwater situation of fishing in three-dimensional mode with the display of the vessel, fishing gear, the fish being caught and the bottom.

На фиг. 12 показан пример изображения, получаемого на экране индикатора 9 при лове кошельковым неводом (цифрой 1 отмечена точка отдачи невода «ТОН», цифры 2 и 3 показывают расчетный курс судна, центр плотности косяка показан в виде заштрихованного кружка на окружности). На фиг. 13 показано объемное 3D изображение подводной части промыслового района с отображением судна и трала. В верхней части показана линия дна в плоскости по ходу судна, а также часть электронной карты района промысла.In FIG. Figure 12 shows an example of the image obtained on the screen of indicator 9 when fishing with a purse net (the number 1 indicates the return point of the net "TON", numbers 2 and 3 show the estimated heading of the vessel, the center of density of the jamb is shown as a shaded circle on a circle). In FIG. 13 shows a 3D volumetric image of the underwater part of the fishing area with the display of the vessel and the trawl. The upper part shows the bottom line in the plane along the vessel, as well as part of the electronic map of the fishing area.

Судоводитель (оператор) выбирает желаемую проекцию представления или трехмерный вид промысловой ситуации. В последнем случае оператор имеет возможность менять положение и ориентацию камеры наблюдателя для выбора наиболее удобного варианта отображения судна, орудий лова и облавливаемого рыбного скопления.The boatmaster (operator) selects the desired presentation projection or three-dimensional view of the fishing situation. In the latter case, the operator has the ability to change the position and orientation of the observer’s camera to select the most convenient option for displaying the vessel, fishing gear and the fish gather.

Блок формирования промысловой отчетности в виде «Электронного промыслового журнала» 14 предназначен для автоматизированного формирования и ведения электронной промысловой отчетности с целью уменьшения ошибочных данных из-за наличия человеческого фактора, накопления промысловых данных для их последующего анализа и оперативной передачи промысловой информации в центр мониторинга "Рыболовство". Данные в электронный промысловый журнал поступают автоматически с вычислительного блока 6 или вводятся оператором. Окно промыслового журнала в блоке индикации 9 и его данные постоянно доступны оператору при выполнении промысловых операций для ввода и корректировки данных, заносимых вручную. В остальное время электронный промысловый журнал может вызываться на экран по необходимости. Блок сохраняет записи о произведенных промысловых операциях и воспроизводит их по требованию оператора в любой момент времени.The fishery reporting generation unit in the form of the “Electronic Fishery Journal” 14 is intended for the automated generation and maintenance of electronic fishery reporting in order to reduce erroneous data due to the human factor, the accumulation of fishing data for subsequent analysis and the prompt transfer of fishing information to the Fishing Monitoring Center " Data in the electronic fishing logbook are automatically received from computing unit 6 or entered by the operator. The fishing log window in display unit 9 and its data are constantly available to the operator when performing fishing operations for entering and adjusting data entered manually. The rest of the time, the electronic fishing logbook can be displayed on screen as needed. The unit saves records of fishing operations and reproduces them at the request of the operator at any time.

Таким образом, в рабочем режиме при выполнении промысловых задач автоматизированная система управления движением рыболовного судна позволяет выполнять следующие операции:Thus, in the operating mode when performing fishing tasks, an automated fishing vessel motion control system allows you to perform the following operations:

- сбор первичной информации с гидроакустического, навигационного блоков и с системы датчиков судна;- collection of primary information from sonar, navigation blocks and from the sensor system of the vessel;

- обработку первичной информации в вычислительном блоке с учетом реальных корректируемых параметров судна, орудий лова, и состояния района промысла;- processing of primary information in the computing unit, taking into account the real adjustable parameters of the vessel, fishing gear, and the state of the fishing area;

- решать навигационные задачи безопасного расхождения судов с орудиями рыболовства при работе в группе судов;- solve the navigational problems of the safe divergence of vessels with fishing gear when working in a group of vessels;

- выдавать оператору рекомендации по оптимальному проведению промысловых и навигационных задач;- issue recommendations to the operator on the optimal conduct of fishing and navigation tasks;

- выдавать оператору предупреждения при наступлении предаварийной ситуации с орудиями лова или отдельными системами судна, угроз безопасности движения судна;- issue warnings to the operator in the event of a pre-emergency situation with fishing gear or individual ship systems, threats to the safety of the ship;

- выдавать оператору информацию по району промысла, включая построение электронных карт, и объемных 3D изображений;- provide the operator with information on the fishing area, including the construction of electronic maps, and 3D voluminous images;

- автоматизировать процесс сбора и хранения сведений для электронного промыслового журнала, вести электронный промысловый журнал и передавать необходимые сведения в центр мониторинга.- automate the process of collecting and storing information for the electronic fishing journal, maintain an electronic fishing journal and transmit the necessary information to the monitoring center.

При работе автоматизированной системы управления движением рыболовного судна в имитационном режиме, информационные сигналы поступают в систему с «имитационного комплекса» 15, имитирующего работу судна в различных ситуациях.When the automated control system of the movement of a fishing vessel is operating in a simulation mode, information signals enter the system from the "simulation complex" 15, which imitates the operation of the vessel in various situations.

Возможны различные варианты сочетаний режимов работы автоматизированной системы управления движением рыболовного судна:There are various options for combining the operating modes of an automated fishing vessel motion control system:

- система работает постоянно и долговременно в одном из режимов. Переключение системы из одного режима в другой выполняется оператором, по командам подаваемым через блок управления 1 и вычислительный блок 6;- The system works continuously and for a long time in one of the modes. Switching the system from one mode to another is performed by the operator, according to the commands given through control unit 1 and computing unit 6;

- система постоянно работает в рабочем режиме, а имитационный режим является фоновым, используемым для текущей (летучей) проверки нормальной работы блоков системы. Результаты реакции блоков системы на изменяющиеся параметры имитационного режима анализируются в блоке обработки и хранения результатов 20, и в случае получения неадекватной реакции отдельных систем и блоков, на блок индикации 9 выдается соответствующая информация, воспринимаемая оператором;- the system constantly works in the operating mode, and the simulation mode is the background, used for the current (volatile) check of the normal operation of the system units. The results of the reaction of the system units to the changing parameters of the simulation mode are analyzed in the processing unit and the storage of results 20, and in case of an inadequate response of the individual systems and units, the corresponding information perceived by the operator is given to the indication unit 9;

- система работает в имитационном режиме, выполняя перебор возможных сочетаний параметров промысловых режимов по заданной последовательности. Реакция блоков системы анализируется, и результаты хранятся в блоке обработки и хранения результатов 20. При получении неадекватной реакции информация автоматически передается в блок индикации 9 и воспринимается оператором;- the system operates in a simulation mode, sorting out possible combinations of parameters of fishing regimes in a given sequence. The reaction of the system units is analyzed, and the results are stored in the processing and storage unit of the results 20. Upon receipt of an inadequate response, information is automatically transmitted to the display unit 9 and accepted by the operator;

- система работает в рабочем режиме и при этом выполняется автоматическое комплексирование виртуальной внешней среды, виртуального судна и наращивание соответствующего программного обеспечения.- the system operates in the operating mode and at the same time, the automatic integration of the virtual external environment, the virtual vessel and the build-up of the corresponding software are performed.

В настоящее время в ООО «Конструкторское бюро морской электроники «Вектор», г. Таганрог, разработаны аппаратурные реализации и программные модули данной системы.At present, Vector Design Institute of Marine Electronics LLC, Taganrog, has developed hardware implementations and software modules for this system.

Источники информацииInformation sources

1. Патент RU 2133491, «Устройство управления движением судна», МПК G05D 1/02, В63Н 25/06, опубл. 20.07.1999.1. Patent RU 2133491, “Device for controlling the movement of a vessel”, IPC G05D 1/02, B63H 25/06, publ. 07/20/1999.

2. Патент RU 2150409, «Устройство управления движением судна», МПК В63Н 25/00, опубл. 10.06.2000.2. Patent RU 2150409, “Device for controlling the movement of a vessel”, IPC V63N 25/00, publ. 06/10/2000.

3. Патент RU 2036432, «Инерциально-спутниковый модуль и комплексная инерциально-спутниковая система навигации, связи, освещения обстановки, управления и контроля», МПК G01C 21/24, G01C 23/00, опубл. 27.05.1995.3. Patent RU 2036432, “Inertial-satellite module and integrated inertial-satellite system for navigation, communication, lighting, control and monitoring”, IPC G01C 21/24, G01C 23/00, publ. 05/27/1995.

4. Патент RU 2061369, «Способ определения положения трала относительно косяков рыбы в процессе траления», МПК A01K 73/10, опубл. 10.06.1996.4. Patent RU 2061369, “A method for determining the position of a trawl relative to fish schools during trawling”, IPC A01K 73/10, publ. 06/10/1996.

5. Патент RU 2221728, «Аппаратура автоматического управления движением судна», МПК B63H 25/04, опубл. 20.01.2004.5. Patent RU 2221728, “Equipment for automatic control of the movement of a vessel”, IPC B63H 25/04, publ. 01/20/2004.

6. Патент RU 2223197, «Аппаратура автоматического управления движением судна», МПК В63H 25/04, опубл. 10.02.2004.6. Patent RU 2223197, “Equipment for automatic control of the movement of a vessel”, IPC B63H 25/04, publ. 02/10/2004.

7. Патент RU 2292289, «Способ автоматического управления движением судна», МПК В63H 25/04, G05D 1/00, опубл. 27.01.2007.7. Patent RU 2292289, “Method for the automatic control of the movement of a vessel”, IPC B63H 25/04, G05D 1/00, publ. 01/27/2007.

8. Патент RU 2297362, «Способ управления движением судна», МПК В63H 25/00, опубл. 20.04.2007.8. Patent RU 2297362, “Method for controlling the movement of a vessel”, IPC B63H 25/00, publ. 04/20/2007.

9. Патент RU 2306239, «Устройство управления движением судна», МПК В63H 25/06, B63G 8/14, опубл. 20.09.2007.9. Patent RU 2306239, “Vessel traffic control device”, IPC B63H 25/06, B63G 8/14, publ. 09/20/2007.

10. Патент RU 2309082, «Способ предотвращения опасного сближения двух судов в ограниченных водах без изменения линии движения», МПК В63B 43/18, опубл. 27.10.2007.10. Patent RU 2309082, “A method for preventing the dangerous approach of two ships in limited waters without changing the line of movement”, IPC B63B 43/18, publ. 10/27/2007.

11. Патент RU 2364546, «Способ расхождения судна со встречными объектами», МПК В63H 25/04, опубл. 20.08.2009.11. Patent RU 2364546, “Method for the divergence of a vessel with oncoming objects”, IPC B63H 25/04, publ. 08/20/2009.

12. Патент RU 2463205, «Система автоматического управления движением судна», МПК В63H 25/04, опубл. 10.10.2012.12. Patent RU 2463205, “System for the automatic control of the movement of a vessel”, IPC B63H 25/04, publ. 10/10/2012.

13. Патент RU 137145, «Бортовой центр управления научно-исследовательским судном росрыболовства», МПК G09B 9/01, опубл. 27.01.2014.13. Patent RU 137145, “On-board control center of the research vessel of fishing”, IPC G09B 9/01, publ. 01/27/2014.

14. Патент RU 134897, «Распределенная вычислительная система управления движением для скоростных судов», МПК В63B 1/28, опубл. 27.11.2013.14. Patent RU 134897, "Distributed Computing Motion Control System for High-Speed Vessels", IPC B63B 1/28, publ. 11/27/2013.

15. Патент RU 99887, «Автоматизированная система управления движением рыболовного судна», МПК G08G 3/00, В63H 25/04, опубл. 27.11.2010.15. Patent RU 99887, “Automated system for controlling the movement of a fishing vessel”, IPC G08G 3/00, B63H 25/04, publ. 11/27/2010.

16. Долгов А.Н., Зинченко В.П. «О способе замета кошелькового невода с использованием современной рыбопоисковой аппаратуры». Сб. Современные морские тренажеры - средство подготовки специалистов и инструментарий для создания перспективной рыбопоисковой аппаратуры. М.: Рыбное хозяйство. 1997, с. 46-51.16. Dolgov A.N., Zinchenko V.P. “On the method of detecting a purse seine using modern fish-finding equipment.” Sat Modern marine simulators are a means of training specialists and tools for creating promising fish-finding equipment. M .: Fisheries. 1997, p. 46-51.

17. Соколов А.В. «Управление судном при выполнении поворотов на разноглубинном траловом лове», автореферат диссертации к.т.н., Ленинградское высшее инженерное морское училище им. адмирала С.О. Макарова, Ленинград, 1986.17. Sokolov A.V. "Management of a vessel when making turns on trawling at different depths", abstract of the dissertation Ph.D., Leningrad Higher Marine Engineering College named after Admiral S.O. Makarova, Leningrad, 1986.

18. Долгов А.Н., Зинченко В.П. «О способе последовательного маневрирования курсом и ваерами при наведении трала на подвижный косяк без «забега». Сб. Современные морские тренажеры - средство подготовки специалистов и инструментарий для создания перспективной рыбопоисковой аппаратуры. М.: Рыбное хозяйство. 1997, с. 41-46.18. Dolgov A.N., Zinchenko V.P. “On the method of sequential maneuvering with a course and warriors when hovering a trawl on a moving jamb without a“ run ”. Sat Modern marine simulators are a means of training specialists and tools for creating promising fish-finding equipment. M .: Fisheries. 1997, p. 41-46.

19. Соловьев А.А. «Теоретические принципы обеспечения безопасного маневрирования судна при прицельном траловом лове», автореферат диссертации д.т.н., Государственная морская академия им. адмирала С.О. Макарова, Санкт Петербург, 1999.19. Soloviev A.A. “Theoretical principles for ensuring safe maneuvering of a vessel with targeted trawl fishing”, dissertation abstract, Doctor of Technical Sciences, State Maritime Academy named after Admiral S.O. Makarova, St. Petersburg, 1999.

Claims

Автоматизированная система управления движением рыболовного судна, содержащая блок управления, а также гидроакустический блок, навигационный блок и систему датчиков, подсоединённые через последовательно соединённые интерфейсный и вычислительный блоки к блоку автоматического управления, блоку выдачи рекомендаций и блоку индикации, который соединён также с блоком ввода и коррекции параметров судна и орудий лова, блоком решения навигационных задач, блоком построения 3D-изображений подводной ситуации лова, блоком электронных карт и промысловых планшетов и блоком "Электронного промыслового журнала", соединённых также с вычислительным блоком, отличающаяся тем, что в неё дополнительно введён "виртуальный полигон", состоящий из блока моделирования рыболовного судна, блока моделирования промысловой ситуации, блока моделирования пульта судоводителя, блока моделирования пульта тралмастера, блока моделирования пульта старшего мастера по добыче, блока моделирования навигационных и рыбопоисковых систем, блока моделирования промысловых механизмов и орудий рыболовства, причём все блоки полигона соединены с интерфейсным блоком и вычислительным блоком.

An automated fishing vessel motion control system comprising a control unit as well as a sonar unit, a navigation unit and a sensor system connected via series-connected interface and computing units to an automatic control unit, a recommendation unit and an indication unit, which is also connected to an input and correction unit parameters of the vessel and fishing gears, a block for solving navigational problems, a block for constructing 3D images of the underwater situation for fishing, a block for electronic maps, and of fishing plates and the Electronic Fishing Journal block, also connected to a computing unit, characterized in that it additionally includes a “virtual training ground” consisting of a fishing vessel modeling unit, a fishing situation modeling unit, a skipper console modeling unit, a trammaster remote control modeling unit , a modeling block for the console of the senior master for production, a block for modeling navigation and fish-searching systems, a block for modeling fishing mechanisms and fishing tools, m all blocks of the polygon are connected to the interface unit and the computing unit.