Σύνδεση Μελών

Σύνδεση με προνόμια ΕΛ.Ι.Ν.Τ.

SMART: Μια Πλατφόρμα για την Πραγματικού Χρόνου Αξιολόγηση της Ελικτικότητας Ναυτικών Μονάδων

Ηλίας Ν. Μαλαμάς
Ναύσταθμος Κρήτης (Σούδα) και Τμήμα Ηλεκτρονικών, ΑΤΕΙ Κρήτης

Νικόλαος Πετράκης
Τμήμα Ηλεκτρονικών, ΑΤΕΙ Κρήτης, Παράρτημα Χανίων

Περίληψη
Σε αυτήν την εργασία παρουσιάζουμε μια πλατφόρμα λογισμικού αφιερωμένη στην αξιολόγηση ελικτικότητας ναυτικών μονάδων, τόσο επιφανείας όσο και καταδυόμενων. Η προτεινόμενη εφαρμογή προορίζεται για την ανάλυση τακτικών στροφών πλοίων και διαθέτει χαρακτηριστικά όπως η πραγματικού-χρόνου (εν πλω) επεξεργασία δεδομένων θέσης και πορείας πλοίου, η στατική (εν όρμω) επεξεργασία μετεπεξεργασμένων δεδομένων θέσης DGPS για αυξημένη ακρίβεια υπολογισμών, καθώς και πραγματικού χρόνου υπολογισμό και γραφική αναπαράσταση αποτελεσμάτων αξιολόγησης ελικτικής απόδοσης. Τα αποτελέσματα επεξεργασίας από την προτεινόμενη εφαρμογή, χρησιμοποιώντας δεδομένα από δοκιμές αναφοράς προορισμένες για εκτίμηση απόδοσης αλγόριθμων υπολογισμού ελικτικών στοιχείων, συγκρίνονται με αποτελέσματα άλλων υπολογιστικών λογισμικών πρόβλεψης ελικτικών στοιχείων και από αυτήν τη σύγκριση επιβεβαιώνεται η ορθότητα των υπολογισμών της προτεινόμενης πλατφόρμας. Επιπλέον, αποδεικνύεται η ευρωστία της προτεινόμενης πλατφόρμας σε συνθήκες έλλειψης δειγμάτων της τροχιάς τακτικής στροφής, σφάλματος στα δεδομένα θέσης και στα δεδομένα πορείας, καθιστώντας την κατάλληλη για τον έλεγχο οποιασδήποτε κλάσης πλοίου και υπό δύσκολες συνθήκες ελέγχων.

ΕΙΣΑΓΩΓΗ
Η αξιολόγηση ενός σκάφους επιφανείας ή καταδυόμενου, όσον αφορά την ελικτικότητα και την ελεγξιμότητα στο νερό, είναι ουσιώδους σημασίας για την αποτελεσματική κατασκευή του σκάφους αλλά και για την ασφαλή και αποτελεσματική του πλοήγηση. Η αξιολόγηση ελικτικότητας εμπλέκεται από τα πρώιμα στάδια του σχεδιασμού του σκάφους [1], στα στάδια ελέγχου του μοντέλου ή του πλήρους κλίμακας πρωτοτύπου [2], έως τα τελευταία στάδια ελέγχου για αποδοχή από την πλευρά του χρήστη [3]. Η καθιέρωση επίσημων μεθόδων ελέγχου και κριτηρίων αξιολόγησης έχει απορροφήσει σημαντική προσπάθεια για αρκετές δεκαετίες τώρα [4], τόσο από τον ακαδημαϊκό όσο και από τον βιομηχανικό χώρο, και κατέληξε στην τυποποίηση και έκδοσή τους από το International Maritime Organization (IMO) ως πρότυπο (standard) [5]. Διαδικασίες ελέγχου ελικτικότητας υιοθετήθηκαν στο συμπόσιο ITTC ’08 [6] και περιλαμβάνουν Ελέγχους Πλήρους Κλίμακας [7], Ελέγχους Υπο-Κλίμακα μοντέλων τόσο μοντέλων ελεύθερης κίνησης (τηλεκατευθυνόμενα) [8], όσο και δεσμευμένων μοντέλων [9] καθώς και αλγόριθμους υπολογιστικής εξομοίωσης με χρήση μαθηματικών μοντέλων [10].

Η πραγματοποίηση ελέγχων πλήρους κλίμακας διευκολύνεται με δορυφορικά συστήματα καταγραφής θέσης (GPS) [11], τα οποία ανάλογα με τον τύπο τους δύνανται να παράσχουν ακρίβεια από μερικά μέτρα για σύστημα DGPS [12], μέχρι μερικά εκατοστά για σύστημα Real Time Kinematic [13]. Εξάλλου, το ενδιαφέρον για την ελικτική συμπεριφορά πολεμικών σκαφών είναι ζωηρό εδώ και πολλά χρόνια [14], τόσο για προσομοίωση για πλοία επιφανείας [2] όσο και για υποβρύχια [15], ενώ μόλις πρόσφατα οι τυπικές διαδικασίες ελέγχου ελικτικότητας που προβλέπει ο αμυντικός οργανισμός NATO για τα πλοία ευθύνης του οριστικοποιήθηκαν σε πρότυπο κείμενο (STANAG) [16].

Η πραγματικού χρόνου αξιολόγηση της ελικτικότητας ενός σκάφους είναι σημαντική σε περιπτώσεις όπου το χρονοδιάγραμμα ενός πλοίου είναι ανελαστικό (πχ πολεμικά σκάφη), ή όποτε το κόστος ελέγχου είναι κρίσιμο ζήτημα. Οι παραπάνω απαιτήσεις επιβάλλουν τη μικρότερη δυνατή δέσμευση του υπό έλεγχο πλοίου (είτε στο πεδίο δοκιμών είτε σε άλλο κατάλληλο πεδίο), χωρίς να υποβαθμίζεται η ποιότητα της αξιολόγησης. Σε αυτήν την εργασία παρουσιάζουμε μια εφαρμογή λογισμικού με το διακριτικό όνομα S.M.A.R.T. (Ship Maneuver Analysis and Representation Tool) της οποίας πρωτότυπο παρουσιάστηκε στην [17]. Το εν λόγω σύστημα όπως θα δειχθεί στη συνέχεια, υπολογίζει με ακρίβεια βασικές παραμέτρους ελικτικότητας τακτικών στροφών, όπως αυτές καθορίζονται στο σχετικό δοκίμιο του ΙΜΟ [5]. Οι μεθοδολογίες που ακολουθούνται τόσο για τη διόρθωση περιβαλλοντικών επιδράσεων όσο για την παρεμβολή ελλειπών σημείων στη ροή δεδομένων θέσης, μολονότι απλές στη σύλληψή τους, αποδεικνύονται ιδιαίτερα ανεκτικές σε σφάλματα, τα οποία απαντώνται συχνότατα σε διάφορες περιπτώσεις ελέγχων πλήρους κλίμακας. Η προτεινόμενη εφαρμογή επίσης περιλαμβάνει ένα μοναδικό συνδυασμό από χαρακτηριστικά, τα πιο σημαντικά εκ των οποίων είναι: α) η πραγματικού χρόνου επεξεργασία δεδομένων και υπολογισμός παραμέτρων τακτικών στροφών, β) η στατική επεξεργασία μετεπεξεργασμένων δεδομένων θέσης DGPS για αυξημένη ακρίβεια, και γ) υποδομή για παραγωγή σελιδοποιημένων γραφημάτων για επίσημη ή προκαταρκτική αναφορά αποτελεσμάτων ελέγχων και περαιτέρω ανάλυση από ειδικούς.

Στο Κεφάλαιο 2 αυτής της εργασίας παρουσιάζουμε τους ορισμούς και τις επίσημες διαδικασίες ελέγχου τακτικών στροφών τις οποίες υποστηρίζει η προτεινόμενη εφαρμογή. Στο Κεφάλαιο 3 αναλύουμε τη δομή και τις επιτελούμενες λειτουργίες της εφαρμογής. Στο Κεφάλαιο 4 παρουσιάζουμε την τεκμηρίωση των υπολογισμών που επιτελεί το SMART κάτω από διάφορες συνθήκες σφαλμάτων στα δεδομένα, ενώ παρέχεται και μια συγκριτική ανάλυση της απόδοσης του λογισμικού με άλλες παρόμοιες εφαρμογές υπολογισμού ελικτικών παραμέτρων. Στο Κεφάλαιο 5 παρέχουμε εν συντομία ανοικτά θέματα επέκτασης της εφαρμογής για να καταστεί αυτή πιο χρήσιμη, ενώ τέλος στο Κεφάλαιο 6 παρατίθενται ορισμένα συμπεράσματα.

Το πληρες άρθρο είναι διαθέσιμο μόνο για τα μέλη ΕΛ.Ι.Ν.Τ.
Αν είστε μέλος παρακαλούμε συνδεθείτε με τον κωδικό σας.
Για να γίνετε μέλος ΕΛ.Ι.Ν.Τ. ακολουθήστε τις οδηγίες στις Εγγραφές Μελών
Τετάρτη, 24 Απριλίου 2013

TRAINING WORKSHOP, ΠΟΥ ΟΡΓΑΝΩΘΗΚΕ ΑΠΟ «ΕΛΙΝΤ» / «MAR.TEC.M.A.» / «Ε.Ε.Δ.Ε.» ΣΤΙΣ 19 & 20 ΑΠΡΙΛΙΟΥ 2013, ΣΤΑ ΠΛΑΙΣΙΑ ΤΩΝ ΕΚΔΗΛΩΣΕΩΝ:
«ΗΦΑΙΣΤΟΣ 2013» / ΑΘΗΝΑ & «HE.M.E.EXPO. 2013» / ΣΑΓΚΑΗ

Σε συνέχεια της προηγούμενης – ενημερωτικής εσπερίδας που οργανώθηκε

Περισσότερα...
Παρασκευή, 25 Νοεμβρίου 2016

Το καθιερωμένο βραβείο ΕΛ.Ι.Ν.Τ απονεμήθηκε φέτος κατά τη διάρκεια του Επίσημου Δείπνου στο Ναυτικό Όμιλος Ελλάδος στον κ. Αθανάσιο Μαρτίνο για τη μεγάλη του προσφορά στο ναυτιλιακό χώρο αλλά και για το σημαντικό κοινωνικό έργο.

Περισσότερα...
Παρασκευή, 02 Μαΐου 2014

ΗΜΕΡΙΔΑ ΕΠΑΓΓΕΛΜΑΤΙΚΟΥ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΤΩΝ ΜΑΘΗΤΩΝ TOY 9ου ΕΠΑΓΓΕΛΜΑΤΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΠΕΙΡΑΙΑ – ΝΑΥΤΙΚΗΣ & ΝΑΥΤΙΛΙΑΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

Γίνεται γνωστό ότι την Τρίτη 08/04/2014 με πρωτοβουλία του «Ελληνικού Ινστιτούτου Ναυτικής Τεχνολογίας» πραγματοποιήθηκε

Περισσότερα...
Δευτέρα, 08 Απριλίου 2013

ΕΣΠΕΡΙΔΑ – “HEPHAESTUS 2013” ΤΗΝ ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ 29/03/2013

Πραγματοποιήθηκε με πολύ μεγάλη επιτυχία η πρώτη προγραμματισμένη ενημερωτική εκδήλωση του forum «Ήφαιστος 2013» την Παρασκευή 29/03/2013 στις εγκαταστάσεις της «Environmental Protection Engineering» – E.P.E. S.A. Περισσότερα...