АВТОМАТИЗАЦІЯ КЕРУВАННЯ БЕЗЕКІПАЖНОГО МОРСЬКОГО ТЕХНОЛОГІЧНОГО КОМПЛЕКСУ ДЛЯ ЗАДАЧ ГУМАНІТАРНОГО РОЗМІНУВАННЯ ВОДНИХ ТРАНСПОРТНИХ ШЛЯХІВ УКРАЇНИ
https://doi.org/10.33815/2313-4763.2024.2.29.058-068
Ключові слова:
безекіпажна самохідна плавуча платформа, ненаселений прив’язний підводний апарат, автоматизація керування рухом, гуманітарне розмінування, підводний потенційно небезпечний об’єкт
Анотація
Безпека водних шляхів України є важливою задачею сьогодення, особливу увагу слід приділяти наявності підводних потенційно небезпечних об’єктів, у тому числі й вибухових. Пропонується використання безекіпажної самохідної плавучої платформи, яка оснащена ненаселеним прив’язним підводним апаратом для виявлення та ідентифікації таких об’єктів. Використання такої системи надає особливі вимоги до системи автоматичного керування через наявність двох самохідних об’єктів з’єднаних між собою гнучким зв’язком, особливістю якої є необхідність забезпечення плоско-паралельного руху платформи зі збереженням кута рискання.
Для забезпечення плоско-паралельного руху пропонується використання рушійно-кермового комплексу, що складається з чотирьох рушіїв, що знаходяться під певним кутом до головної осі симетрії платформи. У роботі представлено закон керування кожного двигуна залежно від визначеного вектора руху, що є однією зі складових тактичного рівня системи автоматичного керування.
Запропоновано використання ієрархічної системи автоматичного керування, де особливістю є спільний стратегічний рівень для всієї системи та окремі тактичні та виконавчі рівні для безекіпажної самохідної плавучої платформи та ненаселеного прив’язного підводного апарата.
Посилання
1. Pro vnutrishnii vodnyi transport [On inland water transport]. Zakon Ukrainy[Law of Ukraine] № 4017-IX vid 10.10.2024 URL: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/1054-20#Text (data zvernennia: 26.12.2024).
2. DSNS pokazaly obladnannia vodolaziv i yak zdiisniuietsia pidvodne rozminuvannia: Ministerstvo vnutrishnikh sprav Ukrainy [The State Emergency Service showed divers' equipment and how underwater demining is carried out: Ministry of Internal Affairs of Ukraine] https://mvs.gov.ua/news/dsns-pokazali-obladnannia-vodolaziv-i-iak-zdiisniujetsia-pidvodne-rozminuvannia-video.
3. Blintsov, V. S., Nadtochyi, A. V. (2024). Humanitarne rozminuvannia milkovodnykh akvatorii: tekhnolohii ta robototekhnichne zabezpechennia [Humanitarian demining of shallow water areas: technologies and robotic support] Shipbuilding & Marine Infrastructure. № 1 (18). S. 4–10.
4. A Guide to survey and clearance of Underwater Explosive Ordnance (2016). Geneva, April. URL: https://core.ac.uk/download/pdf/323031189.pdf.
5. Jose M. Giron-Sierra, Fernando Pereda, Hector Garcia de Marina, Santiago Cifuentes, (2010). Developing an Autonomous Surface Ship for Sea Demining: First Steps, IFAC Proceedings Volumes, Volume 43, Issue 20, 91–96 p.
6. Blintsov, Volodymyr, Maksym Hrytsaienko (2016). Improvement of the Management of Material and Technical Resources of Water Cleaning Projects From Explosive Objects. Technology Audit and Production Reserves, vol. 6, no. 2, pp. 51–56, https://doi.org/10.15587/2312-8372.2016.86768.
7. Soloviov, I. I., Ctrilets, V. M. (2020). Problemni pytannia vykonannia robit z pidvodnoho rozminuvannia [Problematic issues of underwater mine clearance work]. Enerhozberezhennia ta promyslova bezpeka: vyklyky ta perspektyvy : nauk.-tekhn. zb. Materialiv III Mizhnar. nauk.-prakt. konf. [Energy saving and industrial safety: challenges and prospects: scientific and technical collection of materials of the III International Scientific and Practical Conference], 02–03 cherv. 2020 r. Kyiv: KPI, NNDI PBtaOP, S. 225–231. URL: http://dspace.opu.ua/jspui/bitstream/ 123456789/11111/1/ Bochkovskyi%20A._ Sapozhnikova%20N..pdf.
8. Geneva International Centre for Humanitarian Demining. URL: https://www.gichd.org/.
9. Blintsov, V. S., Hrytsaienko, M. H., Postupalskyi, M. I. (2020). Robotyzovani tekhnolohii poshuku ta obstezhennia pidvodnykh potentsiino nebezpechnykh ob’iektiv: uspishni praktyky ta napriamky podalshoho vprovadzhennia. [Robotic technologies for searching and surveying underwater potentially dangerous objects: successful practices and directions for further implementation.] «Aktualni pytannia tekhnohennoi ta tsyvilnoi bezpeky Ukrainy» : Materialy II Vseukrainskoi naukovoikonferentsii [Current issues of technogenic and civil security of Ukraine": Materials of the II All-Ukrainian scientific conference]. Mykolaiv : Vydavets Torubara V., 49–51 s.
10. Russell B. Wynn, Veerle A. I. Huvenne, Timothy P. Le Bas, Bramley J. Murton, Douglas P. Connelly, Brian J. Bett, Henry A. Ruhl, Kirsty J. Morris, Jeffrey Peakall, Daniel R. Parsons, Esther J. Sumner, Stephen E. Darby, Robert M. Dorrell, James E. Hunt (2014). Autonomous Underwater Vehicles : Their past, present and future contributions to the advancement of marine geoscience, Marine Geology, Volume 352, 451–468 p.
11. Hrytsaienko, M. (2017). Development of the information platform model for the neutralization of potentially dangerous underwater objects. Technology Audit and Production Reserves, 2(2(40), 57–62. https://doi.org/10.15587/2312-8372.2018.129208.
12. Attia, Youssef & Tawakol, Amr & Kohel, Karim & Ahmed, Adham & Abdellatif Hamed IBRAHIM, Ahmed & Abdelsalam, Ibrahim.(2021) Development of a Smart Multipurpose Underwater Vehicle for Subsea Operations: Navigation and Objects detection using Artificial Intelligence Techniques. IUGRC International Undergraduate Research Conference. Volume 5, Issue 5.
13. Blintsov, V. S., Sirivchuk, A. S., Nadtochyi, A. V., Nadtochii, V. A. (2022). Avtomatyzatsiia keruvannia avtonomnym nenaselenym pidvodnym aparatom z radiobuiem: monohrafiia [Automation of control of an autonomous unmanned underwater vehicle with a radio beacon], Mykolaiv: Ilion, 196 p.
14. Blintsov Volodymyr, Maidaniuk Pavlo, Sirivchuk Andrii (2019). Improvement of Technical Supply of Projects of Robotized Monitoring of Underwater Conditions in Shallow Water Areas. «EUREKA: Physics and Engineering», Number 3. P. 41–49. https://doi.org/10.21303 / 2461-4262.2019.00893.
15. Burdziakowski, Paweł & Stateczny, Andrzej (2019). Universal Autonomous Control and Management System for Multipurpose Unmanned Surface Vessel. Polish Maritime Research. 26. 30–39. 10.2478/pomr-2019-0004.
16. Serhii Zinchenko, Oleh Tovstokoryi, Andrii Ben, Pavlo Nosov, Ihor Popovych, Yaroslav Nahrybelnyi (2021) Automatic optimal control of a vessel with redundant structure of executive devices International. Scientific Conference “Intellectual Systems of Decision Making and Problem of Computational Intelligence”. Springer International Publishing. 266–281 p.
17. Zinchenko, s & Ben, A. & Nosov, Pavlo & Mateichuk, V. & Grosheva, O. & Popovych, Ihor (2020). The vessel movement optimisation with excessive control. Bulletin of the Karaganda University Physics Series. 99. 86–96. 10.31489/2020Ph3/86-96.
18. MAVLINK Common Message Set URL: https://mavlink.io/en/messages/ common.html
19. ECDIS Procedures Guide – 2024–2025 Edition. Witherbys, 2024. 312 p. URL: https://shop.witherbys.com/ecdis-procedures-guide-2024-2025-edition/.
20. Blintsov, V. S., Voitasyk, A. M. (2017). Suchasni zadachi avtomatychnoho keruvannia samokhidnoiu pryv’iaznoiu pidvodnoiu vantazhnoiu systemoiu [Modern problems of automatic control of self-propelled moored underwater cargo system.]. Zbirnyk naukovykh prats Natsionalnoho universytetu korablebuduvannia [Collection of scientific papers of the National University of Shipbuilding]. № 3. S. 49–55. – Rezhym dostupu: http://nbuv.gov. ua/UJRN/znpnuk_2017_3_8.
21. Calculate distance, bearing and more between Latitude/Longitude points. URL: https://www.movable-type.co.uk/scripts/latlong.html.
2. DSNS pokazaly obladnannia vodolaziv i yak zdiisniuietsia pidvodne rozminuvannia: Ministerstvo vnutrishnikh sprav Ukrainy [The State Emergency Service showed divers' equipment and how underwater demining is carried out: Ministry of Internal Affairs of Ukraine] https://mvs.gov.ua/news/dsns-pokazali-obladnannia-vodolaziv-i-iak-zdiisniujetsia-pidvodne-rozminuvannia-video.
3. Blintsov, V. S., Nadtochyi, A. V. (2024). Humanitarne rozminuvannia milkovodnykh akvatorii: tekhnolohii ta robototekhnichne zabezpechennia [Humanitarian demining of shallow water areas: technologies and robotic support] Shipbuilding & Marine Infrastructure. № 1 (18). S. 4–10.
4. A Guide to survey and clearance of Underwater Explosive Ordnance (2016). Geneva, April. URL: https://core.ac.uk/download/pdf/323031189.pdf.
5. Jose M. Giron-Sierra, Fernando Pereda, Hector Garcia de Marina, Santiago Cifuentes, (2010). Developing an Autonomous Surface Ship for Sea Demining: First Steps, IFAC Proceedings Volumes, Volume 43, Issue 20, 91–96 p.
6. Blintsov, Volodymyr, Maksym Hrytsaienko (2016). Improvement of the Management of Material and Technical Resources of Water Cleaning Projects From Explosive Objects. Technology Audit and Production Reserves, vol. 6, no. 2, pp. 51–56, https://doi.org/10.15587/2312-8372.2016.86768.
7. Soloviov, I. I., Ctrilets, V. M. (2020). Problemni pytannia vykonannia robit z pidvodnoho rozminuvannia [Problematic issues of underwater mine clearance work]. Enerhozberezhennia ta promyslova bezpeka: vyklyky ta perspektyvy : nauk.-tekhn. zb. Materialiv III Mizhnar. nauk.-prakt. konf. [Energy saving and industrial safety: challenges and prospects: scientific and technical collection of materials of the III International Scientific and Practical Conference], 02–03 cherv. 2020 r. Kyiv: KPI, NNDI PBtaOP, S. 225–231. URL: http://dspace.opu.ua/jspui/bitstream/ 123456789/11111/1/ Bochkovskyi%20A._ Sapozhnikova%20N..pdf.
8. Geneva International Centre for Humanitarian Demining. URL: https://www.gichd.org/.
9. Blintsov, V. S., Hrytsaienko, M. H., Postupalskyi, M. I. (2020). Robotyzovani tekhnolohii poshuku ta obstezhennia pidvodnykh potentsiino nebezpechnykh ob’iektiv: uspishni praktyky ta napriamky podalshoho vprovadzhennia. [Robotic technologies for searching and surveying underwater potentially dangerous objects: successful practices and directions for further implementation.] «Aktualni pytannia tekhnohennoi ta tsyvilnoi bezpeky Ukrainy» : Materialy II Vseukrainskoi naukovoikonferentsii [Current issues of technogenic and civil security of Ukraine": Materials of the II All-Ukrainian scientific conference]. Mykolaiv : Vydavets Torubara V., 49–51 s.
10. Russell B. Wynn, Veerle A. I. Huvenne, Timothy P. Le Bas, Bramley J. Murton, Douglas P. Connelly, Brian J. Bett, Henry A. Ruhl, Kirsty J. Morris, Jeffrey Peakall, Daniel R. Parsons, Esther J. Sumner, Stephen E. Darby, Robert M. Dorrell, James E. Hunt (2014). Autonomous Underwater Vehicles : Their past, present and future contributions to the advancement of marine geoscience, Marine Geology, Volume 352, 451–468 p.
11. Hrytsaienko, M. (2017). Development of the information platform model for the neutralization of potentially dangerous underwater objects. Technology Audit and Production Reserves, 2(2(40), 57–62. https://doi.org/10.15587/2312-8372.2018.129208.
12. Attia, Youssef & Tawakol, Amr & Kohel, Karim & Ahmed, Adham & Abdellatif Hamed IBRAHIM, Ahmed & Abdelsalam, Ibrahim.(2021) Development of a Smart Multipurpose Underwater Vehicle for Subsea Operations: Navigation and Objects detection using Artificial Intelligence Techniques. IUGRC International Undergraduate Research Conference. Volume 5, Issue 5.
13. Blintsov, V. S., Sirivchuk, A. S., Nadtochyi, A. V., Nadtochii, V. A. (2022). Avtomatyzatsiia keruvannia avtonomnym nenaselenym pidvodnym aparatom z radiobuiem: monohrafiia [Automation of control of an autonomous unmanned underwater vehicle with a radio beacon], Mykolaiv: Ilion, 196 p.
14. Blintsov Volodymyr, Maidaniuk Pavlo, Sirivchuk Andrii (2019). Improvement of Technical Supply of Projects of Robotized Monitoring of Underwater Conditions in Shallow Water Areas. «EUREKA: Physics and Engineering», Number 3. P. 41–49. https://doi.org/10.21303 / 2461-4262.2019.00893.
15. Burdziakowski, Paweł & Stateczny, Andrzej (2019). Universal Autonomous Control and Management System for Multipurpose Unmanned Surface Vessel. Polish Maritime Research. 26. 30–39. 10.2478/pomr-2019-0004.
16. Serhii Zinchenko, Oleh Tovstokoryi, Andrii Ben, Pavlo Nosov, Ihor Popovych, Yaroslav Nahrybelnyi (2021) Automatic optimal control of a vessel with redundant structure of executive devices International. Scientific Conference “Intellectual Systems of Decision Making and Problem of Computational Intelligence”. Springer International Publishing. 266–281 p.
17. Zinchenko, s & Ben, A. & Nosov, Pavlo & Mateichuk, V. & Grosheva, O. & Popovych, Ihor (2020). The vessel movement optimisation with excessive control. Bulletin of the Karaganda University Physics Series. 99. 86–96. 10.31489/2020Ph3/86-96.
18. MAVLINK Common Message Set URL: https://mavlink.io/en/messages/ common.html
19. ECDIS Procedures Guide – 2024–2025 Edition. Witherbys, 2024. 312 p. URL: https://shop.witherbys.com/ecdis-procedures-guide-2024-2025-edition/.
20. Blintsov, V. S., Voitasyk, A. M. (2017). Suchasni zadachi avtomatychnoho keruvannia samokhidnoiu pryv’iaznoiu pidvodnoiu vantazhnoiu systemoiu [Modern problems of automatic control of self-propelled moored underwater cargo system.]. Zbirnyk naukovykh prats Natsionalnoho universytetu korablebuduvannia [Collection of scientific papers of the National University of Shipbuilding]. № 3. S. 49–55. – Rezhym dostupu: http://nbuv.gov. ua/UJRN/znpnuk_2017_3_8.
21. Calculate distance, bearing and more between Latitude/Longitude points. URL: https://www.movable-type.co.uk/scripts/latlong.html.
Опубліковано
2025-01-24
Розділ
АВТОМАТИЗАЦІЯ ТА КОМП’ЮТЕРНО-ІНТЕГРОВАНІ ТЕХНОЛОГІЇ
