Песков Ю.А. Практическое пособие по использованию САРП

Подождите немного. Документ загружается.

электронные линии различных типов (барьерные линии, электронный фарватер",

"электронная карта" и т. д.).

При этом первичная и вторичная информация, как правило, совмещены, т. е. на-

блюдаются на одном экране индикатора в одних и тех же точках. На основе установлен-

ных критериев САРП автоматически оценивает опасность сопровождаемых целей. Более

полная оценка ситуации и степени опасности целей выполняется самим судоводителем

на основе или с использованием данных САРП.

Наличие векторной (истинной или относительной) информации по всем целям од-

новременно на экране САРП и конкретных цифровых "формуляров" целей позволяет

существенно дополнить глазомерную оценку объективной информацией, облегчает по-

нимание развития ситуации и прогнозирование возможных действий наблюдаемых су-

дов.

Элементы движения цели (курс и скорость) могут быть приближенно определены

глазомерно с экрана САРП, работающего в режиме истинных векторов. Курс цели опре-

деляется по направлению ЛИД, а скорость - примерным сопоставлением длины вектора

цели с длиной вектора собственного судна. В случае необходимости данные о курсе и

скорости цели могут быть запрошены и в цифровой форме вызовом на индикацию фор-

муляра этой цели. Элементы относительного движения цели Д

кр

и t

кр

оцениваются толь-

ко в цифровой форме. Характер пересечения целью собственного курса - по носу или по

корме - при малых значениях Д

кр

может оцениваться только путем экстраполирования

истинных векторов (некоторые типы САРП позволяют получать в цифровом виде дис-

танцию и время пересечения целью собственного курса вместо Д

кр

и t

кр

Маневр цели обнаруживается по ЛИД быстрее, чем по ЛОД, а его характер уста-

навливается однозначно. Однако при волнении и рыскании истинный вектор менее ус-

тойчив, чем относительный.

При расхождении с одиночной целью оценка ситуации с использованием истинных

векторов менее достоверна, чем при использовании ЛОД или цифрового формуляра Д

кр

−

кр

. В условиях большого числа целей и навигационных ограничений оценка ситуации по

истинным векторам, напротив, более наглядна и позволяет быстрее найти правильное

решение.

Элементы относительного движения цели (Д

кр

, t

кр

, пересечение целью собственно-

го курса) могут быть приближенно определены глазомерно с экрана САРП, работающе-

го в режиме относительных векторов. Все цели легко классифицируются на прибли-

жающиеся и удаляющиеся. В случае необходимости данные о Д

кр

−

кр

могут быть за-

прошены и в цифровой форме вызовом на индикацию формуляра этой цели.

Данные о курсе и скорости цели оцениваются только в цифровой форме, т. е. важ-

ная информация о ракурсе цели оказывается менее наглядной. На индикаторе ситуаций,

использующем в качестве символов ориентированные по курсу цели "кораблики", гла-

зомерная оценка ракурса цели может быть проведена и в режиме относительных векто-

ров.

При плавании в открытом море и отсутствии заметного судопотока большая на-

глядность ситуации обеспечивается в режиме относительных векторов.

При плавании в стесненных водах в условиях судопотока и в условиях, когда веро-

ятность маневрирования целей высока, использование режима истинных векторов пред-

почтительнее. Результаты экспериментов показали, что судоводители, использующие

истинные векторы для наблюдения и относительные векторы - для проверки, быстрее

находят безопасный маневр для расхождения.

В некоторых случаях, когда вероятность маневров незначительна (например, при

пересечении судопотока в системе разделения движения судов), использование для на-

блюдения режима относительных векторов может оказаться более эффективным.

Важную роль играет оптимальный выбор длины (т. е. времени прогнозирования)

вектора целей. При этом учитывается, что чем длиннее вектор, тем больше время экст-

раполирования ситуации, тем быстрее обнаруживается маневр цели. В то же время дли-

тельная индикация векторов большой длины, особенно при плавании в стесненных во-

дах, приводит к излишней перегрузке ("засоренности") экрана САРП. При необходимо-

сти уменьшить число отображаемых на экране векторов в некоторых САРП (в том числе

в DB-7) существует специальный режим подавления векторов (VECTOR ON/OFF). Если

цель с "подавленным" вектором становится опасной, ее вектор восстанавливается авто-

матически.

При выборе длины вектора следует учитывать также технические особенности

САРП. Так, в САРП "Бриз-Е" векторы сопровождаемых целей начинаются в центре сим-

вола сопровождения, но начальные 4 мм линий не подсвечиваются. Поэтому при време-

ни прогнозирования 6 мин на шкалах 4−8−16 миль цели со скоростями менее

0,6−1,2−2,4 уз соответственно не будут иметь векторов на экране САРП.

В общем случае длина вектора должна быть равной выбранному допустимому зна-

чению времени кратчайшего сближения t

кр. доп

. При плавании в открытом море на шка-

лах дальности 12-16 миль масштаб времени вектора рекомендуется устанавливать в пре-

делах 12-15 мин, при малых скоростях относительного или истинного движения целей (в

зависимости от типа вектора) длина вектора может быть увеличена. На ближних шкалах

дальности длину вектора рекомендуется уменьшать до 6-9 мин.

Дополнительную полезную информацию для оценки ситуации и выбора маневра

может дать прогнозирование (экстраполирование) развития ситуации путем изменения

длины отображаемых векторов целей истинных или относительных (рис. 14).

Концы векторов на экране САРП отображают экстраполированное положение це-

лей на фиксированный момент времени. Интервал экстраполяции задается судоводите-

лем и может оперативно изменяться: в DB-7 от 3 до 30 мин с шагом 3 мин; в КН.3000А

от 3 до 60 мин с шагом 3 мин; в "Бриз-Е" от 1 до 30 мин с шагом 1 мин; в "Океане-С" от

0 до 60 мин с шагом 1 мин и т. д.

Индикация экстраполированной траектории (т. е. "растягивание" векторов)

осуществляется как в истинном, так и в относительном движении. Прокладка траекто-

рии будущего движения объектов с заданным временем прогнозирования выполняется в

предположении, что как собственное судно, так и сопровождаемые цели будут двигаться

с неизменными курсами и скоростями.

Оперативное изменение масштаба времени векторов обеспечивает возможность

прогнозировать развитие ситуации, что очень важно в сложных условиях плавания для

объективной оценки обстановки. Это может понадобиться для того, чтобы оценить:

на каком кратчайшем расстоянии разойдутся собственное судно и цель;

на каком расстоянии по носу (или корме) цель пересечет курс судна (или, напро-

тив, судно пересечет курс цели);

как сближаются между собой другие цели (не окажется ли какое-либо судно выну-

жденным совершить маневр на расхождение и т. д.).

Рис. 14. Схемы прогнозирования ситуации в САРП:

а — в режиме ИВ; б — в режиме ОВ; / — при времени прогноза Т;2 — при времени прогноза 3Т

Увеличивая время вектора и наблюдая за его удлинением, можно прогнозировать

будущие положения всех целей и собственного судна при условии, что все они будут

двигаться с неизменными курсами и скоростями. Если в ходе изменения масштаба кон-

цы истинных или относительных векторов собственного судна и цели (либо других це-

лей) совпадут или почти совпадут, то эти суда идут на столкновение. Чтобы оценить, как

пройдет цель относительно собственного судна, следует удлинить ее вектор до пересе-

чения с отметкой его курса и оценить расстояния от точки пересечения до начала раз-

вертки в режиме ОД или до конца вектора в режиме ИД (рис. 15). Прогнозирование рас-

хождения двух других целей также выполняется удлинением их истинных векторов до

момента взаимного пересечения (на рис. 15, ситуация г). По взаимному пересечению

векторов можно предвидеть возможные действия других целей, что облегчает выбор

правильного маневра судна.

Для точного прогнозирования дистанции и времени кратчайшего сближения двух

выбранных целей в некоторых САРП существует специальный режим (например, "вы-

нос начала отсчета" в САРП "Океан-C" или "REF TARGET" в САРП DB-7). После выбо-

ра целей и включения режима на цифровом табло будут отображаться текущие пеленг и

дистанция с цели № 1 на цель № 2, текущие курс и скорость цели № 2, текущие экстра-

полированные значения дистанции и времени кратчайшего сближения целей № 1 и 2.

После оценки параметров взаимного сближения целей режим должен быть своевремен-

но выключен.

Если сопровождаемая цель начинает маневрировать, вычисляемые параметры ее

движения теряют достоверность, а при резком маневре цель вообще может быть сбро-

шена с автосопровождения (с последующей потерей времени на ее повторный захват и

обработку). В этих условиях более надежную информацию дает режим отображения

"прошлых положений" цели.

Таким образом, цифровая фильтрация измеренных координат и скорости объекта,

предусматривающая сглаживание и предвычисление параметров, способствует сущест-

венному повышению точности выработки элементов ситуации и элементов движения

цели (особенно по сравнению с ручной аппроксимацией карандашных отметок на ма-

невренном планшете, разбросанных из-за погрешностей измерений). Однако в результа-

те такой процедуры происходит задержка в выдаче данных о параметрах взятых на со-

провождение целей до 3 мин.

Рис. 15. Схемы прогнозирования ситуаций путем увеличения времени истинных векторов:

а — исходная ситуация; б — цель А проходит по корме судна на расстоянии ∆R

; в — цель В проходит по

носу судна на расстоянии ∆R

; г

— цель А проходит по корме цели В на расстоянии ∆R

Маневр цели также будет обнаружен системой сопровождения с весьма ощутимым

запаздыванием. Если же начнет маневрировать собственное судно, то ввиду несовпаде-

ния его расчетной и фактической траектории произойдет искажение векторов сопро-

вождаемых объектов вплоть до срыва АС. Практически во время такого маневра судово-

дитель не будет иметь представления о поведении судна-цели.

Особенности восприятия ситуации по данным САРП связаны с ограниченными (по

сравнению с машиной) возможностями оператора, который способен обрабатывать ра-

диолокационную информацию лишь поэтапно: глазомерная оценка ситуации - опреде-

ление наличия опасности - полная оценка ситуации - выбор маневра. Современные

САРП выдают все эти данные одновременно с проигрыванием маневра безопасного рас-

хождения, с дополнительной информацией. Вся эта масса данных в сочетании с графи-

ческой информацией и сигнализацией об опасных целях может спровоцировать неопыт-

ных наблюдателей на преждевременный маневр, не основанный на полной радиоло-

кационной информации, который сделает невозможным (на какое-то время) наблюдение

за поведением целей и может привести к чрезмерному сближению с ними [24].

В то же время обилие такой информации может затормозить принятие решения о дейст-

вии у более искушенного наблюдателя, что, как правило, приводит к обострению ситуа-

ции при жестком дефиците времени. Проходящий "чисто" относительный вектор может

создать иллюзию отсутствия опасности сближения с объектом, идущим на пересече-

ние курса собственного судна.

При использовании САРП с векторным представлением информации судоводителя

нередко допускают ошибки в оценке ситуации, многие из которых являются довольно

типичными [84]:

1. Под влиянием стрессовой ситуации или из-за недостаточности знаний судоводи-

тель может перепутать относительные и истинные векторы и при этом ошибочно пы-

таться измерять Д

кр

относительно истинного вектора и ошибочно принять относитель-

ный вектор цели за ее курс.

2. Судоводитель может растягивать "истинные" векторы целей, чтобы посмотреть

динамику развития ситуации (что само по себе является полезным вариантом проигры-

вания и анализа ситуации), но при этом он ошибочно считает точку пересечения истин-

ных векторов точкой кратчайшего сближения (что справедливо только в одном частном

случае - когда суда идут на столкновение).

3. Если САРП допускает возможность комбинированных режимов индикации (т. е.

истинные векторы в сочетании со стабилизацией изображения в ОД либо относительные

векторы в сочетании с ИД), то вектор и след послесвечения цели не будут соответство-

вать друг другу, что может ошибочно трактоваться как маневр цели.

4. Если САРП допускает возможность одновременной индикации на экране векто-

ров и "прошлых положений" целей различного типа (например, истинный вектор в соче-

тании с "прошлыми положениями" целей в ОД), то их рассогласование может ошибочно

трактоваться как маневр цели.

5. Ошибочно отождествляют предвычислительные в режиме "имитация маневра" и

реально складывающиеся значения Д

кр

6. Иногда забывают вводить верное значение скорости при включении режима

"имитация маневра" в САРП, где используются регуляторы аналогового типа.

7. На 2-й - 3-й минутах с момента начала АС цели векторы постепенно стабилизи-

руются, в этот период можно прийти к ошибочному заключению об изменении курса

или рыскании цели.

Полная оценка ситуации - важный этап обработки радиолокационной информации,

обобщающий результаты визуального, слухового и радиолокационного наблюдения,

всю первичную и вторичную радиолокационную информацию, полученную на основе

глазомерной оценки, ручной (рис. 16) или автоматической (рис. 17) прокладки, а также

конкретные навигационно-гидрографические и гидрометеорологические условия плава-

ния, требования МППСС-72 или местных правил (рис. 18).

Игнорирование данных автоматической радиолокационной прокладки может при-

вести к ситуации чрезмерного сближения. К тому времени, как это станет очевидным,

возможность заблаговременных действий по предупреждению столкновений будет, по-

видимому, упущена. Оценка ситуации только по данным САРП при наличии реальной

возможности получения полезной информации другими методами наблюдения также

ошибочна.

Основной задачей полной оценки ситуации является обоснование необходимости,

вида и времени маневра для расхождения с опасными целями с учетом влияния этого

маневра на расхождение со всеми остальными целями и навигационную обстановку в

целом. Необходимо своевременно и правильно ответить на вопросы: с кем расходиться?

что делать? когда маневрировать?

Рис. 16. Блок-схема наблюдения и решения задачи расхождения судов при ручной прокладке (РЛС)

Рис. 17. Блок-схема наблюдения и решения задачи расхождения судов при автоматической прокладке (САРП)

Рис. 18. Обобщенная схема обработки радиолокационной информации при

использовании РЛС и САРП

МАНЕВРИРОВАНИЕ ПРИ РАСХОЖДЕНИИ СУДОВ

Выбор маневра расхождения

Расхождение в море - один из самых сложных элементов судовождения. Необхо-

димо не только знать МППСС-72 и уметь применять их в различных условиях плавания,

но и обладать способностью предвидеть дальнейшее развитие ситуации сближения с

учетом как своих соображений, так и вероятной точки зрения судоводителя прибли-

жающегося судна. Не менее важно уметь быстро и решительно действовать, принимая в

каждом конкретном случае правильное решение на основе полной оценки ситуации,

правил плавания, знаний, опыта и профессионального мастерства.

Выбор маневра для безопасного расхождения с судами надлежит осуществлять за-

благовременно в строгом соответствии с МППСС-72, сообразуясь с конкретными об-

стоятельствами сближения судов и условиями плавания.

Задача выбора маневра состоит в том, чтобы найти новые значения курса и (или)

скорости, в результате использования которых ЛОД опасно сближающихся судов вышли

бы за пределы установленной для данных конкретных условий зоны радиусом Д

кр.доп

, а

соответствующая сигнализация прекратила бы свое действие.

Процесс принятия решения о маневре включает в себя анализ сложившейся ситуа-

ции, мысленное выдвижение различных вариантов решения, оценку выдвинутых вари-

антов (альтернатив) и выбор того варианта решения, который обеспечивает достижение

требуемого результата (табл. 19, рис. 19).

Использование САРП позволяет проиграть и выбрать маневр для расхождения,

обосновав его необходимость, приемлемость и своевременность в конкретной ситуации.

Основой проигрывания и выбора маневра является решение векторного треугольника

скоростей

нцотн

ν−ν=ν

rrr

(24)

в предположении, что ЭДЦ (К

и ν

) останутся неизменными.

В геометрическом плане безопасность расхождения с целью достигается таким

разворотом ЛОД, в результате которого прогнозируемое значение дистанции кратчай-

шего сближения будет больше установленного допустимого предела, т. е.

кр. э

≥ Д

кр.доп

(25)

Поскольку значение

не зависит от судоводителя, изменение вектора относи-

тельной скорости

отн

может быть достигнуто только изменением вектора собственно-

го судна

, т. е. маневром курсом и (или) скоростью.

Геометрически наиболее эффективным будет такой маневр, который приведет к

быстрому развороту ЛОД на значительный угол (

= ЛОД

– ЛОД

) или к быстрому

уменьшению относительной скорости, обусловив улучшение ситуации. Таким образом,

Таблица 19. Краткий перечень правил и принципов расхождения

№

п/п

Требование

Факторы, принимаемые во вни-

мание

Возможные источники ин-

формации

Надлежащее на-

блюдение

Видимость, интенсивность дви-

жения судов, темное время су-

ток, помехи от волн

РЛС и САРП (в дополнение к

визуальному и слуховому на-

блюдению), если они могут

оказать хоть самую малую по

мощь

Оценить, сущест-

вует ли опасность

столкновения или

развивается ситуа-

ция чрезмерного

сближения?

Индицируемая информация

(ЛОД − Д

кр

и t

кр

, ЛИД − К

и ν

прошлые положения целей), ме-

стоположение, маневренные ка-

чества судна, видимость, плот-

ность движения, скорость, при-

меняемые средства и методы

радиолокационной прокладки

Относительная и полная ис-

тинная прокладка, относи-

тельный вектор цели, цифро-

вые данные по цели, предвы-

численные области возмож-

ного столкновения, преду-

предительная сигнализация

Окончание табл. 19

№

п/п

Требование

Факторы, принимаемые во вни-

мание

Возможные источники ин-

формации

Проанализировать

ситуацию и воз-

можные маневры

судна

Курсовые углы, ракурсы и ско-

рости других судов, предыду-

щие маневры целей, навигаци-

онные ограничения, взаимные

помехи судов

Истинные прокладка и век-

тор, полная относительная

прокладка, цифровые данные

по цели, "прошлые положе-

ния целей", требования хо-

рошей морской практики и

правила 8 МППСС-72

4 Выбрать наилуч-

ший маневр

Ожидаемые значения Д

кр

и t

кр

(результатом маневра должна

стать безопасная дистанция рас-

хождения)

Прокладка ОЛОД, два дис-

плея, имитация маневра,

предвычисляемые области

возможного столкновения.

Проигрывание маневра

(пройдут ли все цепи безо-

пасно, будут ли цели

вынуждены маневрировать,

будут ли действовать

навигационные ограничения,

потребуется ли

асхождение

рядом последовательных

маневров)

Выполнить запла-

нированный ма-

невр

Время начала маневра с учетом

маневренных элементов судна,

постоянство ЭДЦ

Прокладка ОЛОД или ВЭВ.

Имитация маневра (время

упреждения маневра, "про-

шлые положения" целей в

ИД)

Убедиться в эф-

фективности ма-

невра

Постоянный контроль, оправды-

ваются ли предварительные рас-

четы, маневрирует ли цель

Предвычисление ОЛОД и не-

прерывная относительная

прокладка, два дисплея, те-

кущие значения Д

кр

и t

кр

"прошлые положения" целей

в ИД

Возвращение на

прежний курс

Пройдены ли все цели чисто,

пройдут ли они на безопасном

расстоянии после возвращения

собственного судна на прежний

курс

Предвычисление, два дис-

плея, предвычисленные об-

ласти возможного столкнове-

ния. Имитация маневра (про-

верка необходимости манев-

рирования и вероятных ма-

невров других судов)

Примечание. При выполнении требования 4 необходимо помнить, что маневр должен быть уверенным

(следует избегать последовательных небольших изменений курса и скорости), значительным (очевидным для

судоводителей других судов), своевременным (следует оставлять запас времени для возможной коррекции

маневра), соответствующим хорошей морской практике (понятным для судоводителей других судов). Необ-

ходимо избегать отворота влево при расхождении и отворота в сторону судна, обгоняющего на сходящихся

курсах.