Lucrarea a fost elaborata din dorinta de a pune la dispozitia ofiterilor de marina un instrument modern pentru a-si consolida cunostintele teoretice si deprinderile practice in domeniile evitarii coliziunii pe mare si manevrei tactice a navei.
Cartea este structurata in trei parti distincte.
In partea I sunt prezentate pe scurt conceptele fundamentale ale modelarii simularii si cateva din prevederile actelor normative care directioneaza activitatea in acest domeniu in Fortele Navale.
Simulatoarele prezentate au fost concepute sa asiste procesul de invatare, dar si cel de evaluare a cunostintelor si deprinderilor acumulate. Simularile sunt executate in timp real, utilizatorul putand sa observe in dinamica modul in care evolueaza parametrii de miscare si de pozitie ai navelor.
In partea a II-a sunt prezentate in sinteza probleme generale ale evitarii coliziunii pe mare, este descris simulatorul, iar in ultimul capitol al acestei parti sunt prezentate procedeele de prevenire a coliziunii, prin schimbare de drum si de viteza. Pentru a veni in sprijinul procesului de invatare, simulatorul prezinta la cerere modul grafic de rezolvare a problemei de evitare a coliziunii pe planseta radar. In aceasta varianta nu este simulata inertia si giratia navei. Este posibil ca in viitor acest simulator sa fie dezvoltat, prin simularea si a procedeului manevrei combinate, a giratiei si inertiei in conditiile existentei mai multor tinte.
In partea a III-a este prezentata manevra tactica a navei in formatia navala. Aceasta parte se adreseaza in special ofiterilor din Fortele Navale, dar este utila si ofiterilor de marina civila, deoarece in anumite conditii si navele civile vor naviga in formatie. In primul capitol al acestei parti este prezentat in detaliu simulatorul, modul general de operare. In capitolul 2 sunt prezentate conceptele si notiunile generale care sunt utilizate in acest domeniu de activitate. Capitolul 3 prezinta formatiile navale. Capitolul 4, care are intinderea cea mai mare prezinta in detaliu bazele teoretice ale executarii manevrelor tactice in formatia navala, algoritmul de operare a simulatorului pentru fiecare tip de manevra navala. Pe timpul simularii utilizatorul poate urmari evolutia tintelor atat in coordonate carteziene cat si in coordonate polare (pe ecranul radar).
Am prezentat evolutia navelor si in coordonate carteziene pentru ca utilizatorul sa poata face corelatia intre miscarea absoluta a navelor si miscarea relativa pe care ne-o prezinta radarul. Este posibila realizarea simulatorului pentru a functiona intr-o retea de calculatoare, fiecare nava lucrand pe un post de lucru, nava comandant (operatorul de la nava comandant) putand sa transmita semnale la posturile (navele) din retea pe care operatorii trebuie sa le rezolve si sa execute manevra navei proprii.
APLICAŢIA INFORMATICĂ PENTRU SIMULAREA EVITĂRII COLIZIUNII PE MARE
Aplicatia informatica pentru simularea manevrei pentru evitarea coliziunii asigura consolidarea cunostintelor teoretice si formarea deprinderilor practice pentru determinarea parametrilor de miscare ai navei tinta si ai navei proprii in vederea executarii cu pricepere a manevrei pentru evitarea coliziunii.
1.Cerinte operationale indeplinite
Pentru indeplinirea scopului propus, aplicatia informatica indeplineste urmatoarele cerinte:
-lucreaza in timp real
-permite determinarea parametrilor de miscare ai navei tinta prin metoda ploting (doua sau trei topari)
-asigura vizualizarea schemelor grafice pentru rezolvarea problemei pentru prevenirea coliziunii pe planseta radar
-prezinta evolutia navei tinta pe un ecranul radar, in dinamica
-scala radarului poate fi modificata functie de conditiile de navigatie
-parametri de pozitie si de miscare:
-miscarea relativa, MR
-viteza miscarii relative, VR
-relevmentul adevarat la si distanta la nava tinta
-aspectul tintei, Asp
-distanta minima la nava tinta-CPA (Closest Point of Approach)
-timpul pana la distanta minima TCPA (Time to Closest Point of Approach)
Sunt prezentati la zecime de valoare la interval de zecime de secunda.
-dupa inceperea evitarii, in urma deciziei adoptate, se prezinta nCPA si nTCPA;
-exista posibilitatea deterinarii parametrilor necesari pentru executarea evitarii coliziunii prin una din metodele:
-evitare imediat, prin:
-schimbarea drumului
-marirea vitezei
-micsorarea vitezei
-evitare dupa un timp dat, prin:
-schimbarea drumului
-marirea vitezei
-micsorarea vitezei
-afisarea parametrilor de miscare ai navei proprii, in vederea evitarii coliziunii, determinati de aplicatia informatica pot fi afisati optional dupa introducerea de catre utilizator a parametrilor determinati de catre acesta, in vederea autoevaluarii
2. Descrierea simulatorului
Ecranul de rulare a simulatorului este impartit in doua planse:
-plansa A, din stanga – destinata setarii, introducerii datelor si afisarii parametrilor de miscare si de pozitie, contine urmatoarele module:
-alegere scala radar
-tinta
-variatia elementelor
-decizia de evitare
-nava proprie
-plansa B, din dreapta – ecranul radar;
-optional pe plansa B se poate afisa forma cu planseta radar pentru prezentarea grafica a rezolvarii problemei.
Plansa stanga A
a. Modulul “Scala radiolocatorului” este destinat fixarii/schimbarii scalei radiolocatorului. Este obligatoriu ca inainte de start sa se aleaga o scala.
b. Modulul “Ţinta” este destinat introducerii plotarilor la tinta si afisarii elementelor de miscare ale acesteia.
c. Modulul “Variatia” prezinta variatia dinamica parametrilor:
-drum miscare relativa
-viteza relativa
-relevment adevarat la tinta
-distanta la tinta
-aspectul tintei (Asp)
-distanta minima la care nava proprie se apropie de tinta (CPA)
-durata pana la apropierea de tinta la distanta minima (TCPA)
d. Modulul “Decizia de schimbare” asigura alegerea metodei pentru executarea evitarii: schinbare imediat, schimbare dupa un timp dat.
e. Modulul “Elemente de miscare” contine:
-girocompasul
-lochu-ul
-axiometrul carmei
-timona,telegraful pentru masini
-indicatorul de viteza
Pentru schimbarea drumului sau vitezei se executa click cu butonul stang al mouselui pe butonul timonei sau telegrafului, in acest fel acestea fiind marcate. In continuare, se dragheaza cu butonul mouse-lui apasat butonul timonei sau telegrafului, sau dupa ce una din acestea a fost selectata, se deplaseaza butonul controlului selectat cu tastele sageti pas cu pas.
Este obligatoriu ca imediat, la afisarea ferestrei de rulare a simulatorului pe ecran sa se introduca o viteza pozitiva inainte de a tasta butonul START.
Pentru utilizarea corecta a aplicatiei informatice se procedeaza astfel :
-se fixeaza scala radarului
-se fixeaza o viteza pozitiva
-se executa click cu butonul stang al mouse-lui pe START
-in plansa stanga apare ecranul radarului
-se fixeaza tp
-se introduce distanta de siguranta si timpul de intarziere pana la inceperea executarii manevrei (timpul de intarziere=0 in cazul manevrei executate imediat), dupa care se alege metoda de evitare si se executa click cu butonul stang al mouse-lui pe radiobuton-ul din stanga prodedeului
-se executa manevra de schimbare de drum sau viteza
-se executa click pe radiobuton-ul din dreapta procedeului ale si se afiseaza nCPA si nTCPA
3. Forma pentru afisarea Plansetei radar
Planseta radr este o diagrama grafica compusa din cercuri concentrice gradate. Optional, pe aceasta se afiseaza modul de rezolvare a problemelor de evitare a pericolului de coliziune pe mare. Planseta reprezinta transpunerea pe hartie a imaginii radar si cuprinde urmatoarele elemente :
-scale de distante
-blocul de date
-blocul de rezultate
-diagrame de timp
SIMULATORUL INFORMATIC PENTRU INVĂŢAREA MANEVREI TACTICE A NAVEI IN FORMATIA NAVALA
(varianta standalone)
1. Cerinte indeplinite de simulator
Aplicatia informatica pentru simularea manevrei formatiei navale asigura consolidarea cunostintelor teoretice si formarea deprinderilor practice in executarea cu pricepere a manevrelor cu formatia navala.
Pentru indeplinirea acestui scop, simulatorul informatic indeplineste urmatoarele cerinte:
-permite stabilirea la inceputul simularii a unui numar variabil de nave (1-7), tipului formatiei si a distantei dintre nave
-introducerea datelor evolutive ale formatiei de nave (Df, Vf) se face cu ajutorul unor instrumente care simuleaza timona si telegraful pentru masini
-pentru unele manevre se pune in evidenta executia giratiei unei nave sau a intregii formatii navale
-asigura trecerea dintr-o formatie in alta pe timpul simularii, prin diferite procedee
-la trecerea dintr-o formatie in alta sunt date mesaje specifice, prevazute in practica conducerii formatiei navale
-navele in formatie au numere tactice, iar comenzile date intregii formatii navale sau individual navelor pot fi introduse fara a opri sistemul de simulare
-datele introduse pentru manevrele care urmeaza a fi executate de catre nave, rezultatul calculelor efectuate de catre sistemul de simulare sunt prezentate in ferestre situate intr-o zona speciala a ecranului
-parametrii de miscare ai navelor (Da-drumul adevarat, Vn-viteza, d-distanta, Ra-relevmentul adevarat) sunt afisati simultan pentru toate navele din formatie in raport de nava comandant, sau cu oricare din nave, in timp real din zecime in zecime de secunda
-formatia de nave si evolutia dinamica a acesteia sunt afisate optional in coordonate rectangulare (harta) sau coordonate polare (radar)
-actiunile executate de catre utilizator sunt grupate in module care permit regasirea usoara a comenzilor necesare pentru executarea unui tip de actiune
-comenzile sunt date cu ajutorul mouse-lui, prin selectarea acestora din meniuri
-intr-o bara de stare este afisat ordinul dat sau in curs de executie
-pentru anumite manevre, sunt afisate pe ecran procedeele grafice de rezolvare cinematica a problemei respective
-utilizatorul poate alege: nava pe care este ambarcat, sa calculeze datele specifice pentru efectuarea unei manevre, sa le introduca intr-un fisier de date in care vor fi inregistrate atat datele determinate de catre program cat si de catre utilizator. Prin compararea datelor introduse de catre utilizator si cele determinate de program, pe baza unor marje de eroare stabilite. Pentru fiecare element calculat se atribuie note. In scopul optimizarii accesului la procedurile puse la dispozitie de aplicatia informatica interfata cu utilizatorul a fost impartita in sectiuni si module care grupeaza intr-o structura logica evolutiile formatiei navale
Panoul de simulare a fost impartit in doua sectiuni. Pentru vizualizarea evolutiei formatiei in coordonate polare, se suprapune optional peste acest panou o forma pe care este simulat ecranul unei statii de radiolocatie.
Forma pentru afisarea formatiei de nave in dinamica, in coordonate polare (pe ecranul radarului). In forma in care este afisata evolutia formatiei de nave se afiseaza intr-un tabel parametri de miscare si de pozitie ai navelor. Utilizatorul poate alege scala radarului si nava pe care este „ambarcat”. Prin utilizarea acestor optiuni se poate regla rezolutia vizualizarii formatiei navale dar mai ales poate vizualiza formatia din mai multe pozitii.
Pentru a asigura o sistematizare coerenta in functie de criteriul scopului si tipului formatiei rezultat in urma manevrei am clasificat manevrele cu formatia si le-am grupat in submodule astfel:
-manevra formatiei pentru schimbarea drumului
-manevre pentru trecerea in formatie linie de front
-manevre pentru trecerea formatiei in linie de sir
-manevre pentru trecerea in formatie linie de relevment
-manevre pentru trecerea in formatia in unghi
-manevre pentru trecerea in formatia diamant
-manevre pentru schimbarea locului in formatie
3. Prin utilizarea simulatorului, se realizeaza:
-invatarea/(verificarea cunoasterii) semnalelor pentru executarea manevrelor
-invatarea/(verificarea cunoasterii) procedurilor pentru executarea manevrelor
-cresterea rapiditatii in determinarea elementelor de miscare ale navei pentru executarea manevrelor (drum, viteza adevarate si relative, relevmente si durate de executie)
-crearea deprinderilor vizuale pentru aprecierea situatiei navale dupa imaginea radar
-cresterea increderii in sine la efectuarea manevrelor dificile, care trebuie executate cu rigurozitate pentru prevenirea abordajelor pe mare
-evaluarea deprinderilor ofiterilor de a executa corect si in timp util manevra navei in cadrul formatiei navale