CC BY
18
РАЗДЕЛ I. ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
УДК 656.61.052.484
А.Н. Волков, А.О. Якушев
Одесская национальная морская академия, Одесса, 65029 e-mail: volkov55@bigmir.net
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ БЕЗОПАСНОЙ ОБЛАСТИ СУДНА В ПРОЦЕССЕ СУДОВОЖДЕНИЯ
Показана возможность расчета размеров и отображения судовой безопасной области из пространства относительного движения в пространство истинного движения, то есть на электронную карту для совместного учета опасных целей и навигационных опасностей. Получены аналитические выражения для преобразования границы области, приведены результаты имитационного моделирования безопасной области судна.
Ключевые слова: безопасность судовождения; безопасная область судна; пространство относительного и истинного движения.
A.N. Volkov, A.O. Yakushev (Odessa National Maritime Academy, Odessa, 65029) Use of ship safe area in the process of navigation
We demonstrated the possibility of determination sizes and reflection of ship safe area from space of relative motion to space of veritable motion the electronic chart for cooperative registration of dangerous targets and navigation risks. We also obtained analytical expressions for transformation of area boundary, provided results of ship safe area simulation.
Key words: safety of navigation; ship safe area; space of relative and veritable motion.
DOI: 10.17217/2079-0333-2015-31-7-11
Безопасная область, окружающая судно, используется для обеспечения его безаварийного плавания. В безопасную область не должны попадать другие объекты во избежание аварийных происшествий. Как правило, безопасная судовая область имеет форму круга, радиус которого определяет размеры области.
При плавании судна в стесненных водах выбор маневра расхождения с целью помимо безопасной области цели зачастую требует учета навигационных препятствий. Следует отметить, что выбор маневра расхождения с опасно сближающейся целью производится в пространстве относительного движения, а учет навигационного препятствия - в пространстве истинного движения. Поэтому возникает необходимость отображения безопасной области цели в пространстве истинного движения и разработки процедуры совместного учета отображенной безопасной области цели и безопасной области навигационного препятствия при выборе маневра расхождения.
Вопросу построения судовой безопасной области посвящены многие работы, причем помимо круга в ряде работ предлагается другая форма судовой безопасной области. Так, в работе [1] область навигационной безопасности, которая используется в автоматизированной радиолокационной системе, описана эллипсом.
Процедура расчета большой оси эллипса зоны навигационной безопасности и малой оси эллипса предложена в работе [2], причем оба параметра зависят от длины и ширины судна, его
скорости и протяженности тормозного пути. В работе [3] в качестве критерия безопасности предлагается «область столкновения», под которой имеется в виду некоторая область по направлению движения судна.
Более десяти применяемых в настоящее время форм судового домена опасности (безопасной области судна) рассмотрены в работе [4]. Совместному учету ограничения по безопасности расхождения судов и навигационного ограничения с помощью представления судовой безопасной области в истинном движении посвящена работа [5], а в работе [6] исследованы вопросы формирования безопасной области судна с учетом стохастической природы погрешностей измерений.
Таким образом, вопросы формирования безопасной области судна и совместного учета опасных целей и навигационных препятствий являются актуальными, чем обусловлен выбор темы данной статьи.
Целью данной публикации является разработка процедуры определения размеров безопасной области судна, отображения ее в пространствах истинного и относительного движения, а также использования для безопасного расхождения. Результаты проведенной работы представлены ниже.
В связи с тем что формой безопасной области судна в пространстве относительного движения является круг радиуса R, уравнение ее границы можно записать в параметрическом виде:
х = Rcsin, y = Rc cos9 (фе (0, 360)).
После чего граница безопасной области преобразуется в полярные координаты D и а. Очевидно, в пространстве относительного движения полярные координаты точки границы безопасной области судна выражаются следующим образом:
D = y¡Xf + Yf , а = erct^),
где Xlf = Dc sin ас + х, Ylf = Dc cosac + y; Dc и а c - дистанция до цели и пеленг на нее.
В пространстве истинного движения направлению а соответствует истинное направление движения судна Р, а дистанции D - расстояние L, при этом:
р = а + arcsin[p-1 sin(^c - а)]
и
причем
где Уо1 и V - соответственно относительная скорость и скорость судна, Кс, Ус - курс и скорость цели.
В качестве примера рассмотрена ситуация сближения судна с целью, причем задана безопасная область цели круговой формы. Параметры ситуации имеют значения: Д = 3,5 мили, ас = 350°, Дс = 1 миля.
На рис. 1 показаны безопасные области цели в пространстве относительного и истинного движения для указанной ситуации.
Отображение безопасной области цели в пространство истинного движения будем называть виртуальной областью.
В работе [7] для оценки стохастической области предлагается определить ее граничные размеры, при которых цель находится в области с заданной вероятностью р , близкой к единице.
V
L = v^D.
V
Р =
V
_o_
V
Рис. 1. Отображение безопасной области цели круговой формы В связи с этим размеры области заданной формы вычисляется путем решения уравнения:
Я /(х,у)йхйу=Рй , (1)
где / (х, у) - двумерная плотность распределения векториальной позиционной погрешности.
Если позиционная погрешность подчинена нормальному закону распределения, а безопасная область имеет форму круга, то уравнение (1) принимает вид:
4
1 4Е
2кс с „
х у 0 0
!
exp
( 2 2 V X у
--ь —
22 сс
V х у у
dydx=РЛ
или для численного интегрирования, при А =4/2лахОу :
К 2-¡2 -2 -2
АХ £ expK— + ^)] = Р*
1=0 ]=0 ° х ° у
(2)
где с и С - составляющие среднего квадратического отклонения векториальной погрешности.
В уравнении (2) необходимо найти значение стохастической составляющей К, для чего следует применить метод последовательных приближений. Как показал расчет, если среднеквадра-тические отклонения сх = 20 м, с = 25 м, а заданная вероятность Ра = 0,995, то К = 58 м. Для
определения радиуса Лс безопасной области цели к полученному значению К необходимо прибавить детерминированную составляющую , величина которой зависит от габаритов судна, составляющих учета явления присасывания и возможных форс-мажорных обстоятельств.
Для выбора безопасного курса уклонения судна при сближении с опасной целью следует учитывать следующие свойства виртуальных областей:
1. Признаком опасного сближения судна с целью, когда дистанция кратчайшего сближения судна с целью меньше заданной предельно допустимой дистанции сближения, является попадание текущего участка программной траектории движения судна в виртуальную область цели.
2. Дистанция кратчайшего сближения судна с опасной целью будет равна заданной предельно допустимой дистанции сближения, если направление текущего участка программной траектории движения судна является касательным к границе виртуальной области.
6'
2 2
3. Равенство дистанции кратчайшего сближения судна с целью и заданной предельно допустимой дистанции сближения сохраняется при следовании судна по касательной к границе виртуальной области до момента кратчайшего сближения.
Поэтому траектория расхождения судна с опасной целью с момента времени его уклонения с программной траектории движения и до момента времени возвращения судна на нее после расхождения выбирается с учетом указанных свойств виртуальных областей.
На рис. 2 показана ситуация опасного сближения судна с целью при наличии навигационной опасности, имеющей квадратную границу. Программная траектория судна проходит через виртуальную область цели, что является признаком опасного сближения. Для безопасного уклонения судна от опасной цели необходимо, чтобы участок траектории уклонения судна не принадлежал виртуальной области цели и области навигационной опасности. В приведенном примере (рис. 2) оптимальный курс уклонения равен 89°, при котором траектория уклонения является касательной к виртуальной области и отклонение судна от программной траектории имеет минимальное значение. Уклонение влево судна от программной траектории нецелесообразно из-за навигационной опасности.
Выводы
Таким образом, предложена процедура определения размеров безопасной области цели, отображения ее в пространство истинного движения и выбора оптимального курса уклонения при наличии навигационных опасностей. В дальнейшем целесообразно рассмотреть безопасные области судна другой формы.
Литература
1. Goodwin E.M. A Statistical Study of Ship Domains // The Journal of Navigation. - 1975. -Vol. 28, № 3. - P. 328-341.
2. Погосов С.Г., Москвин Г.И. Береговые системы управления движением судов. Судовождение и связь. - 1976. - 54 с.
3. Lamb W.G.P. Colcuiation of the geometry of ship collision zones // The Journal of Navigation. -1989. - Vol. 42, № 2. - Р. 298-305.
4. Вагущенко Л.Л. Расхождение с судами смещением на параллельную линию пути. - Одесса: Феникс, 2013. - 180 с.
5. Степаненко В.В. Усовершенствование методов оценки ситуации расхождения судов: ав-тореф. дис. ... канд. техн. наук. - Одесса, 2004. - 24 с.
6. Алексишин В.Г. Зависимость параметров судовой безопасной зоны от стохастических позиционных погрешностей // Судовождение. - 2006. - № 12. - С. 3-10.
7. Якушев А.О. Выбор оптимальной формы судовой безопасной зоны // Сб. науч. трудов ОНМА. - 2013. - Вып. 23. - С.157-162.
УДК [664.8:582.272]:664.667
М.В. Ефимова, А.С. Задонская, А.П. Зенина
Камчатский государственный технический университет, Петропавловск-Камчатский, 683003 e-mail: efimova-ff@mail.ru
РАЗРАБОТКА РЕЦЕПТУРЫ НАЧИНОК С БУРЫМИ ВОДОРОСЛЯМИ ДЛЯ МУЧНЫХ КОНДИТЕРСКИХ ИЗДЕЛИЙ
Приведены результаты исследований по разработке рецептуры начинок с бурыми водорослями рода Alaria для мучных кондитерских изделий на примере заварных пряников. Исследованы показатели качества пряников. Уточнено рациональнее количество добавляемых водорослей - 21,4% от массы основы начинки, - суммы массы воды и массы фруктового джема. Определена пищевая и энергетическая ценность готовой продукции. Показано, что использование начинок с водорослями позволяет обогатить традиционную продукцию ценными нутриентами и балластными веществами водного происхождения.
Ключевые слова: мучные кондитерские изделия, пряники, начинки, бурые водоросли, обогащение, органолептические показатели, физико-химические показатели.
M.V. Efimova, A.S. Zadonskaya, A.P. Zenina (Kamchatka State Technical University, Petropavlovsk-Kamchatsky, 683003) Formulation of fillings with brown algae for wads
The article deals with research results regarding formulation of fillings with brown algae Alaria for wads on the example of brewing spice cakes. We studied quality in dexes of spicecakes. We specified rational quantity of added algae, it is 21,4% of mass of filling base - sum of water mass and fruit jam mass. Nutritive and food value of final productis determined. The use of fillings with algae allow to enrich traditional production with valuable nutrients and ballast substances of water origin.
Key words: wads, spice cakes, fillings, brown algae, enrichment, organoleptic parameters, physico-chemical parameters.
DOI: 10.17217/2079-0333-2015-31-11-17
В результате выхода на рынок широкого ассортимента пищевых продуктов и неуклонного повышения «рыночной грамотности» потребителей наблюдается более осознанное их отношение к пищевой ценности и безопасности продуктов. Более того, сегодняшнего потребителя интересует «дополнительная польза» пищи [1]. Этому требованию отвечают обогащенные пищевые продукты, в том числе кондитерские изделия, составляющие значительную долю рациона современного человека.
Недостатком кондитерских изделий, изготавливаемых по традиционным рецептурам и технологиям, является минимальное количество в них витаминов, пищевых волокон, макро- и микроэлементов. По литературным данным, 100 г мучных кондитерских изделий обеспечивают лишь 4-5% суточной потребности человека в витаминах Вь В2 и РР, при этом вклад этой продукции в общую энергетическую ценность рациона может достигать 18-20% [2]. Такая ситуация определила необходимость обогащения изделий витаминами, минеральными элементами, пищевыми волокнами при одновременном снижении энергетической ценности. Достичь поставленной цели можно путем обогащения традиционных кондитерских изделий комплексными обогатителями в виде натуральных растительных компонентов.
