Automatic situational monitoring System for Navigation Safety

Abstract

Первостепенной задачей при проектировании любых автономных судов является разработка Системы безопасности судовождения (СБС), где важнейшими элементами служат подсистемы автоматического мониторинга, прогнозирования, планирования и принятия решений. В статье рассматриваются методологические основы построения подсистемы автоматического мониторинга параметров автономного судна, который позволяет по некоторой совокупности датчиков в режиме реального времени прогнозировать состояние судна с необходимой достоверностью. Особенно это актуально при наличии внутренних или внешних угроз, приводящих систему в аварийное состояние. Для обеспечения внутренней и внешней безопасности судна предполагается декомпозиция глобальной цели на множество ситуационных подцелей и разделения многообразия движения судна на ряд режимов, которые выбираются в управляющей подсистеме. Задачи мониторинга для обеспечения безопасности подсистем внутренней структуры судна направлены на наблюдение и контроль за техническим и функциональным состоянием внутренней структуры судна. Во внешней среде мониторинг безопасности судна определяется комплексом управлений судном по взаимоотношению с окружающей средой и другими судами. Эти технологические задачи не совместны. Здесь возникает задача управления автоматическим мониторингом, которую предлагается решать путем реконфигурации структуры мониторинга - композицией выполнения операций во времени, при которых обеспечивается перевод из заданного в требуемое многоструктурное макросостояние для решения той или иной ситуационной задачи. Это достигается активацией или дезактивацией подсистем мониторинга и оценивания параметров подсистем (опасное или безопасное состояние). Способ реконфигурации мониторинга заключается введем обобщенного вектора структуры рассматриваемых подсистем, при этом, если наблюдается опасность, то подсистема находится в активном режиме, а если опасности нет, то в пассивном режиме. Данный способ позволяет добиваться реконфигурации параметров системы мониторинга для решения задач безопасности судовождения и перевода судна из опасного в безопасное состояние. The primary task in the design of any autonomous vessels is the development of a safety shipping system (SSS), where the most important elements are subsystems of automatic monitoring, forecasting, planning and making decisions. The article discusses the methodological basis for building a subsystem of automatic monitoring of the parameters of an autonomous vessel, which allows, according to some real time sensors, to predict the condition of the vessel with the necessary reliability. This is especially true in the presence of internal or external threats that bring the system to emergency. To ensure the internal and external safety of the vessel, a decomposition of the global target is supposed to be decomposition into many situational subhefers and dividing the variety of vessel movement into a number of modes that are selected in the control subsystem. The tasks of monitoring to ensure the safety of subsystems of the internal structure of the vessel are aimed at observing and monitoring the technical and functional state of the internal structure of the vessel. In the external environment, the monitoring of the safety of the vessel is determined by the complex of departments of the vessel for relations with the environment and other ships. These technological tasks are not joint. Here, the task of controlling automatic monitoring arises, which is proposed to be solved by reconfiguration of the monitoring structure - the composition of the execution of time operations, which ensures the transfer from a given multi -structural macrosa to solve a situational problem. This is achieved by activation or decontamination of monitoring subsystems and evaluating subsystem parameters (dangerous or safe condition). The method of reconfiguration of monitoring is the introduction of a generalized vector of the structure of the subsystems in question, and if there is a danger, then the subsystem is in active mode, and if there is no danger, then in passive mode. This method allows you to seek reconfiguration of the parameters of the monitoring system to solve the problems of the safety of navigation and transfer of the vessel from dangerous to a safe state.