Введение к работе
Актуальность темы. Основу сырьевой базы рыбной отрасли составляют промысловые районы открытой части Мирового океана, для освоения которых необходимо развивать и совершенствовать активные виды лова, такие как кошельковый.
Кошельковый лов является одним из самых производительных. Однако многолетний опыт показывает, что процесс лова (замет) на подвижные косяки представляет большие тактические-трудности и нередко оказывается безрезультатным- Статистические данные свидетельствуют о большом числе заметов без улова , иногда превышающем 50%. На Дальнем Востоке пустые заметы в среднем составляют 38%, а на подвижных косяках тунца, например, достигают 70Ж (по статистическим данным за период 1989 - 1993 гг.). Как правило, количество проловов не опускается ниже 25% - своеобразного статистического предела человеческих возможностей: скорость реакции судоводителя (оператора-кошелькиста) при управлении судном недостаточна по сравнению с динамикой лова.
Таким образом, вследствие высокой динамичности замета и при этом сравнительно низкой скорости принятия решений судоводителем, производительность кошелькового лова, имеющего большие потенциальные возможности, снижена почти втрое. Данный факт послужил основанием для продолжения исследовательских работ по совершенствованию управления движением судна при замете кошелькового невода на базе автоматизации.
Цель и задачи исследования. Цель исследования заключается в разработке алгоритмического и программного обеспечения (выявлении логических и управляющих действий) автоматизации управления движением судна при замете кошелькового невода и направлена на повышение эффективности лова путем снижения количества пустых заметов.
Для достижения цели в диссертации поставлены и формализованы две задачи: I) обоснования целесообразности замета путем анализа сопутствующих факторов ; 2) программирования движения судна в процессе лова путем анализа целей.
Методы исследования. Теоретические исследования проводились с использованием математического аппарата теории вероятностей и статистики, элементов многомерных методов анализа сложных ситуаций, теории механики целенаправленного движения и пропорциональной навигации, а также основных положений судоводительских дисциплин:
навигации, управления судном, мореходной астрономии. Численные зі сперименты осуществлялись на персональных ЭВМ типа IBM-PC.
Сбор статистического материала и натурные эксперименты провс дились непосредственно в районах промысла: в Тихом океане, Япої ском и Охотском морях за период 1987-1993 гг. с судов типа СРП СТР, БСТ. При сборе материала использовались гидроакустичесга станции (ГАС) сканирующего типа и ГАС типа "Прибой". В рассматрі ваемой работе проанализировано 195 случаев успешных заметов і критерию эффективности Кэ » 37 т (среднестатистическое значені улова на замет). Траектории оОловог получены с помощью спутниковс РНС "Транзит", РЛС и фотографирования с самолета.
Новые научные результаты, выносимые на защиту. Исследоваш проведено методом механики целенаправленного движения, т.е. в кі честве основы при решении поставленных задач использовалась кат* гория цели (целесообразности), и представляет собой новый подход математическому описанию замета. При таком подходе категория nej играет главную роль в системе судно-косяк-среда, являясь связующ звеном элементов этой системы. Предлагаемый подход даэт ряд пре имуществ: исключается большинство заведомо пустых заметов; обесш чивается облов косяка, движущегося любым образом, с вероятності поимки, приближающейся к 100%; учитываются условия среды.
Основные отличия проведенного исследования от предшествующ работ в том, что, во-первых, поставлена задача о целесообразное^ проведения замета и разработан алгоритм ее решения; во-вторых, і этапе облова вместо постановки жесткого условия (например, ос; ществлять замет на постоянном курсовом угле на ядро косяка) форм; лируется цель движения и описываются пути ее достижения. Если а. горитм замета предусматривает поддержание во время облова постоя] ннм какого-либо параметра, го может возникнуть ситуация, нереді наблюдаемая на практике, когда косяк, отреагировав на судно, ух< дат от него, а судно, придерживаясь заданного алгоритма, усиливаї эту реакцию косяка. В результате динамические ресурсы судна мог; оказаться исчерпанными и косяк выйдет из зоны облова. Использоваї ный в диссертации подход к математическому описанию замета помоп ет предотвратить подобную ситуацию, так как судно стремится не поддержанию заданного параметра, а к занятию удобного для облої положения по отношению к косяку.
Предлагаемый вариант информационно-управляющей системы -.< 4
шельнового лова позволяет устранить недостатки других подобных систем: отсутствие рекомендаций судоводителю по выбору начальной позиции замета и управлению судном при облове.
На защиту выносятся следующие новые научные результаты: методика определения целесообразности замета; методика конструирования целенаправленных движений судна при облове косяка; математическая модель объекта управления; математическое описание (модель) автоматизированной информационно-управляющей системы кошелькового лова с режимом "Рекомендации'', приспосабливающейся к изменению промысловой обстановки.
Практическая ценность. На основании актов о внедрении и экспертных оценок капитанов судов, на которых осуществлялось внедрение, сделаны следующие вывода: использование результатов диссертационной работы позволяет снизить количество пустых заметов на 8 -10%; увеличить вылов (в некоторых случаях почти в два раза); экономно расходовать дизельное топливо; рационально организовать работу экипажа судна и уменьшить трудозатраты.
Разработанный вариант автоматизированной системы относится к наиболее простым в эксплуатации и экономичным информационно-управляодим системам, повышающим эффективность лова.
Методика констррірования и составленная на ее основе компьютерная программа используются в учебном процессе на мореходном факультете Дальрыбвтуза. По данной теме автором диссертации подготовлен цикл лекций, которые читаются курсантам-судоводителям, изучающим дисциплину "Тактика и техника промысла".
Внедрение результатов работы. Основные результаты работы в виде методик, рекомендаций и программного обеспечения внедрены на добывающих судах АО "Владивостокская база тралового и рефрижераторного флота" (АО "ВБТРФ"), АО "Дальморепродукт", АО "Преображенская база тралового флота" (акты о внедрении прилагаются к диссертации).
Внедрение результатов исследования на СТР "Труд" АО "ВБТРФ" (капитан Б.А. Сычев) в 1991 г. содействовало достижению самых высоких показателей на кошельковом лове по базе флота: при 133 заметах вылов за рейс в два раза превысил план и составил почти 100000 ц; количество проловов - 28%, что на 10 меньше среднестатистического показателя.
Апробация работы. Основные положения диссертации и выводы бы-
ли доложены автором и обсуждены на региональной научно-техническо конференции "Вопросы повышения эффективности судовых технически средств" в октябре 1990 г. во Владивостоке, на региональной мекву зовской научно-методической конференции "Пути повышения качеств подготовки специалистов в современных условиях" в мае 1993 г. в Владивостоке и на объединенном заседании кафедр "Судовождение" "Технические средства судовождения", "Управление судном", "Автома тика и вычислительная техника", "Высшая математика" Дальрыбвтуза декабре 1993 г. и в октябре 1994 г.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 печатан работ.
Структура и объем работы, диссертация состоит из введения, глав, выводов и рекомендаций, списка литературы (10 наименований). Содержание работы занимает 135 страниц машинописно го текста и включает 48 таблиц, I диаграмму, 35 рисунков. В прило жение включено 4 таблицы, 7 рисунков, распечатка компьютерной про граммы.
