CC BY
30
УДК 629.5.058.44
АВТОМАТИЧЕСКАЯ КОРРЕКЦИЯ ШИРОТЫ ГИРОАЗИМУТКОМПАСА
Завьялов В.В., д. т. н., профессор, профессор кафедры технических средств судовождения, ФБОУВПО «Морской государственный университет им. адмирала Г. И. Невельского», e-mail: [email protected]
Саранчин А.И., доцент кафедры технических средств судовождения, ФБОУ ВПО «Морской государственный университет им.
адмирала Г. И. Невельского», e-mail: [email protected]
Перечёсов В.С., к.т.н., начальник кафедры электрооборудования судов, ФБОУ ВПО «Морской государственный университет им.
адмирала Г. И. Невельского», e-mail: [email protected],
В работе рассматриваются морские навигационные приборы, основное назначение измерения курса судна - гироазимуткомпасы (ГАК) и гирокурсоуказатели (ГКУ). Для исключения широтной и скоростной погрешностей в схеме этих приборов формируются корректирующие моменты с использованием широты места судна. Большинство гироазимуткомпасов на гражданских судах имеет только ручной ввод широты. Информация о широте обновляется дискретно, что отражается на точности выработки курса. В то же время схема выработки скоростной коррекции построена так, что позволяет автоматизировать выработку широт, что реализовано в ги-роазимуткомпасе «Вега-С».
Ключевые слова: гироскопический чувствительный элемент, скоростная девиация, широтная девиация, момент коррекции, вертикальная и горизонтальная составляющие угловой скорости вращения Земли, меридиональная скорость судна, скорость судна по параллели, дрейф гироазимута.
AUTOMATIC CORRECTION OF THE LATITUDE OF THE GYROAZIMUTHCOMPASS
Zavyalov V., doctor of technical Sciences, professor, professor of the Navigation Technological tools chair, FSEIHPE «Maritime State University named after admiral G.I.Nevelskoi», e-mail: [email protected]
Saranchin A., assistant professor of the Navigation Technological tools chair, FSEI HPE «Maritime State University named after admiral
G.I.Nevelskoi», e-mail: [email protected] Perechyosov V., Ph.D., head of the Ships Electrical Equipment, FSEI HPE «Maritime State University named after admiral G.I.Nevelskoi»
The article describes marine navigation devices having main purpose work out ships course - gyroazimuthcompass and gyrocoursedirector. For compensation speed-error and latitude - error correcting moments are required and latitude is known of necessary. Most of all civil ships gyroazimuthcompass have only manual latitude enter. Information about latitude is discrete input and so decreases heading accuracy. But electric speed-error correction scheme to be able automatically form latitude, itys realized in gyroazimuthcompass «Vega-C».
Keywords: gyroscopic sensitive element, speed deviation, latitude deviation, correcting moment, vertical and horizontal angular Eaths speed, meridian ships speed, geographic paralleling ships speed, angular error speed of gyroazimuthcompass.
В настоящее время среди судовых гироскопических курсоу-казателей особое место занимают гироазимуткомпасы (ГАК) и их аналоги - гирокурсоуказатели (ГКУ). Популярность данных гироскопических систем обеспечивается плодотворностью схемы их построения, одним из достоинств которой является возможность коррекции гироскопического чувствительного элемента (ЧЭ) для исключения методических погрешностей. К таким погрешностям относятся широтная и скоростная девиация гироазимуткомпаса. Обе эти девиации зависят от широты места судна, поэтому она должна вводиться в схему указанных приборов.
Как известно для осуществления широтной коррекции к чувствительному элементу гирокурсоуказателя прикладывается горизонтальный момент, а для скоростной коррекции - вертикальный момент [1].
Момент широтной коррекции можно представить следующим выражением:
VE
Нс0 sin ф + H—tgф = Lk R0
где H - кинетический момент гироскопа;
(1)
с ф
Ro
0 - угловая скорость вращения Земли;
- широта плавания;
- радиус Земли;
V
Е - линейная скорость судна по параллели. Реализация указанной коррекции возможна, если в схему прибора вводится широта места судна и его скорость.
Вертикальный корректирующий момент предназначен для исключения скоростной девиации, возникающей вследствие дви-
жения судна по меридиану. Он вырабатывается в соответствии с выражением [3]
Lkz =
V
N
R
(2)
0
Очевидно, что реализация моментов широтной и скоростной коррекции возможна, если в схему гироазимуткомпаса вводится скорость судна. Известно, что интеграл по времени от меридиональной
К
составляющей скорости судна ы равен без учета сжатия Земли
Аф
приращению широты места судна , возникшему вследствие
движения судна по меридиану и равному разности широт (РШ) между введенной и текущей широтой места судна [3]:
-ч
Аф = J VNdt
(3)
В таких гироазимуткомпасах, как «Вега», «Вега-М», «Вега» для судов арктического плавания, ГКУ-2 [5] предусмотрен ручной ввод широты и скорости. Скорость также может вводиться автоматически от лага через узел ввода скорости. В то же время в таких системах, как ГКУ-1 предусмотрен, кроме ручного, и автоматический ввод широты от автопрокладчика, а в гироазимуткомпасе «Гюйс» [5] с электронной вычислительной схемой обработки информации широта и скорость могут вводиться вручную или автоматически от приемоиндикатора спутниковой системы GPS.
Недостатком названых гироазимуткомпасов является отсутствие автоматического ввода широты. Для получения приемлемой
o
точности выработки курса ручной ввод широты рекомендуется осуществлять в широтах до 70е - через 2е-3е, а в более высоких широтах - через 0,5е [4]. Обстановка во время плавания может сложиться так, что своевременная ручная корректура широты окажется невозможной. Ручной ввод нежелателен еще и потому, что при этом в силу вступает человеческий фактор. Известны случаи, когда широта вводилась с обратным знаком, что снижало точность показаний гирокомпаса до недопустимых значений [1].
Однако, уравнения (2) и (3), реализуемые в схемах этих приборов ясно указывают на возможность выработки счислимой широты в самих приборах, что реализовано в одной из лабораторий МГУ им. адм. Г.И. Невельского [5]. Предложенная блок-схема работает следующим образом.
При штатном запуске гироазимуткомпаса в порту с пульта оператора вручную через узел ручного ввода широты устанавливают
начальную широту Р места судна. Данный узел вырабатывает
напряжение т , пропорциональное введенной широте, которое подается в специальный электронный блок. В тоже время в этот блок
U
К
1,94 R H
3600 1852
= 1,94
H
■ кинетическии момент гироскопа;
R
0 - радиус Земли.
U
V,
N
V
кн-^
я,
R V 1,94 ^L н-^ Н IL
Дф
широты места судна , возникшему вследствие движения судна
по меридиану и равному разности широт (РШ) между введенной и текущей широтой места судна:
T1
Дф = J VNdt
U
N
V
от лага или специального ручного узла подается напряжение ' , пропорциональное скорости судна. Блок обеспечивает разложение скорости на меридиональную составляющую и составляющую по параллели соответственно
vn = v cos k ve = v sin k
E , (4)
V K
где - скорость, - курс судна.
Однако пока первое уравнение приведенной системы нельзя использовать в формуле (3) из-за разных единиц измерения. Для согласования единиц измерения электронный блок вырабатывает переводной коэффициент
где - данная меридиональная составляющая скорости
судна, выраженная в узлах;
т - т
1 0
- пределы интегрирования, промежуток времени движения судна по меридиану [часы]; при этом 1 миля равна дуге 1' по широте.
В результате интегрирования сигнала меридианальной состав-
и д
ляющей скорости судна формируется сигнал
Дф
, пропорцио-
Дф
i т
нальный приращению широты вследствие движения судна по
меридиану. Указанный сигнал поступает на второй вход суммирующего устройства, где складывается с ранее поступившим сигналом
иф
ф
пропорциональным введенной широте 1 . Так решается задача непрерывной, автоматической автономной коррекции широты места судна, то есть выработки текущей широты места судна
ф T = ф + Дф
(5)
где 1,94 - это отношение количества секунд в часе к длине морской мили в метрах:
(6)
Данная величина служит для перевода единицы измерения скорости судна из м/с в узлы, в которых отградуированы шкалы узла ручного ввода скорости судна и лага, то есть скорость 1 м/с соответствует скорости 1,94 узла;
Данная информация поступает на формирование корректирующих моментов, а также на индикацию широты на специальной шкале [5].
Испытание опытной модели показало достижение следующих технических результатов: обеспечена автономная автоматическая коррекция широты места судна, что способствует точной выработке моментов коррекции. Это обстоятельство, в свою очередь, повышает точность курсоуказания. В лабораторных условиях на опытном образце ГАК «Вега-С» в диапазоне северных широт от 30е до 50е на всех курсах судна максимальная погрешность выработки курса составила 0,1е.
В предлагаемом гироазимуткомпасе коррекция широты фактически является способом автоматической приборной выработки текущей (счислимой) широты места судна. Для определения необходимой частоты ручного вмешательства в коррекцию широты используется известная формула расчета точности счислимого места в милях [5]
мс = ксл
Тогда меридиональная составляющая скорости судна N в узлах будет равна
Благодаря указанной операции усиления с выхода усилителя
иуы
снимается электрическое напряжение , пропорциональное
меридиональной составляющей скорости судна в узлах, которое поступает на вход интегрирующего устройства. Известно, что интеграл
- - иы
по времени от меридиональной составляющей скорости судна , выраженной в узлах [5], равен без учета сжатия Земли приращению
С КС
где С - коэффициент точности счисления [миля/час1/2];
^ - время плавания в часах.
Как известно, в широтах ниже 70е ручная коррекция широты должна осуществляться при ее изменении на 2е - 3е. Это означает, что погрешность в приборной счислимой широте не должна превышать 120 - 180 миль. При самых неблагоприятных условиях
КС = 2
плавания, когда С , такая погрешность в приборной
широте накопится, приблизительно, через полгода непрерывного плавания. В высоких широтах более 70е необходимость ручного вмешательства во вводt широты будет возникать через 225 часов, то есть приблизительно через 9 суток. Данное обстоятельство подчеркивает актуальность решения назревшей технической задачи [5].
Литература:
1. Смирнов, Е. Л. Технические средства судовождения: Теория: Учебник для вузов / Е. Л. Смирнов, А. В. Яловенко, А. А. Якушенков / Под ред. Е. Л. Смирнова. - М.: Транспорт, 1988. - 376 с.
2. Саранчин А.И., Перечёсов В.С., Завьялов В.В. Автономная автоматическая коррекция широты гироазимуткомпаса. - Владиво-
0
сток: РПК МГУ им. адм. Г.И. Невельского, 2010. - 58-63 с.
3. Паластров В.Ф. и др. Навигация. - М: Воен. издат. МО, 1967. - 792 с.
4. Саранчин А.И., Перечёсов В.С., Бирюк А.О. Патент РФ № 2419767 от 27 мая 2011 г.
5. Завьялов В.В., Саранчин А.И., Перечёсов В.С., Бирюк А.О. Пути автоматизации систем управления и коррекции гироазимуткомпасов. Вестник Морского государственного университета. Вып. 53. Серия: Судовождение. - Владивосток: Мор. гос. ун-т, 2012. - 142 с. - С. 70-87.
УДК 656:656.2.003
ТРАНСПОРТНО-ЛОГИСТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА КАК ФАКТОР ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТРАНСПОРТНОГО ПРОИЗВОДСТВА
Резер А.В., д.э.н., доцент кафедры «Финансы и кредит», ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет путей сообщения»
МГУПС (МИИТ)
В статье показано влияние внедрения логистических технологий и методов управления железнодорожными организациями с целью повышения эффективности транспортного производства и соответственно прибыльности,рентабельности и конкурентоспособности самих железнодорожных организаций.
Ключевые слова: железнодорожный транспорт, транспортное производства, логистические технологии, транспортно-логистическая система.
TRANSPORT AND LOGISTICS SYSTEM AS A FACTOR IN INCREASING THE EFFICIENCY OF TRANSPORT PRODUCTION
Rezer A., Doctor of Economics, associate professor of the Finance and credit chair, FSEI HPE «Moscow State University of Railway
Engineering» (MGUPS (MIIT)
The article shows the influence of the implementation of logistics technology and management practices railway organizations to increase the efficiency of production and transport, respectively, profitability, profitability and competitiveness of railway companies themselves.
Keywords: railway transport, transport manufacturing, logistics technology, transport and logistics system.
На текущем этапе усилия по повышению эффективности транспортного производства во многих организациях железнодорожного транспорта и в отрасли в целом столкнулись с необходимостью выхода из узких соображений роста технической производительности, снижения затрат и поиск решения проблем повышения прибыльности и социальной выгоды от успешной организации перевозочного процесса в смежных отраслях, во взаимодействии с поставщиками, клиентами и конечными пользователями. Подобным соображениям способствовал переход организации хозяйственной деятельности в экономике страны с централизованного, командного типа на рыночные рельсы. Установка на развитие собственной прибыльности и необходимость обеспечить как выживаемость организации, так и его привлекательность в глазах потенциальных и реальных инвесторов и собственников заставили организации транспортной отрасли искать решения вопросов повышения эффективности перевозочного процесса в более нестандартных (для российских транспортников) местах.
Таким образом, подход к переосмыслению организации перевозочного процесса, основанный на рассмотрении как всей транспортно-логистической системы страны, так и отдельных составляющих его частей, имеющих те же характеристики, сегодня воспринимается как наиболее актуальный и реально ведущий к дальнейшему совершенствованию работы транспортных организаций. Уверенности в этом подходе прибавляет огромный положительный опыт, накопленный транспортными организациями за рубежом, давно перешедшим на парадигму единой транспортно-логистической системы и пожинающего значительные плоды правильного взгляда на организацию своей деятельности в виде роста рентабельности и адекватности возрастающим запросам общества и экономики современных развитых государств.
Следует отметить, что логистический подход, лежащий в основе рассмотрения проблем транспортно-логистической системы, предполагает уделять пристальное внимание, прежде всего, удовлетворению требований конечного потребителя. Именно в силу этой причины обеспечение взаимодействия различных видов транспорта становится особенно актуальным: конечный пользователь, вообще говоря, не имеет особых предпочтений к виду транспорта, которые могли бы осуществлять перевозки, за пределами определенных технических характеристик, таких как сохранность груза, сроки доставки и удобство организации регулярных поставок. Ограничения, накладываемые отдельными видами транспорта, основанные на технических особенностях организации перевозок, требуют
организации комбинированных перевозок, использующих несколько видов транспорта.
Одним из основных стратегических направлений ОАО «РЖД» в настоящее время в рамках реализации Транспортной стратегии Российской Федерации на период до 2030 года является развитие логистического бизнеса компании, что предопределяет необходимость создания системы современных транспортно-логистических центров на всей сети российских железных дорог, то есть оптимизацию существующих терминально-складских активов ОАО «РЖД» (грузовых дворов) и развитие бизнеса в области терминального оперирования, а также создание в структуре холдинга ОАО «РЖД» специализированной логистической компании, обеспечивающей интеграцию услуг структурных подразделений и дочерних обществ ОАО «РЖД» и внешних поставщиков в единую комплексную услугу управления логистической цепочкой поставок, в том числе с привлечением других видов транспорта.
В настоящее время на сети российских железных дорог в разной степени загрузки действуют 577 грузовых дворов. Многие из них являются малодеятельными в силу:
■ объективных изменений в экономической ситуации в России;
■ перераспределения структуры производственных мощностей в регионах страны;
■ изменившихся требований к условиям хранения и перевозке (доставке) грузов;
■ ограниченных возможностей наземного технологического оборудования;
■ низкого уровня и недостаточной номенклатуры оказываемых услуг логистического характера.
Сегодня ОАО «РЖД» располагает всеми техническими, технологическими, информационными и коммуникационными ресурсами для реализации основной логистической задачи - создания логистической системы обеспечения процесса доставки (перевозки) грузов по принципу «от двери до двери» и «точно в срок».
ОАО «РЖД» сегодня прорабатывает проект создания системы транспортно-логистических центров на сети железных дорог в увязке с развитием интермодальных перевозок грузов по международным транспортным коридорам и курсированием регулярных маршрутных контейнерных и контрейлерных поездов. Создаваемые транспортно-логистические центры будут обладать таким технических оснащением и использовать такие современные инновационные логистические технологии, чтобы в результате холдинг ОАО «РЖД» получит единую логистическую терминально-
