Программа расчета оптимальных курсов судов в океанах

Краткое описание программы включает сведения о назначении программы, используемом алгоритме и области применения.
Иллюстрация работы программы включает некоторые примеры экспериментальных просчетов и отражает процесс работы:

В настоящее время программное средство в виде рабочего места (РМ) "КУРС" установлено в отделе морских гидрологических прогнозов ГУ "Гидрометцентра России" и используется в режиме экспериментальных расчетов.

Назначение РМ "КУРС". Программное средство предназначено для автоматизированного расчета параметров оптимального курса судна по критерию минимального времени перехода между двумя портами на основе учета текущей и прогнозируемой гидрометеорологической обстановки на всем пути плавания

Кратко об алгоритме.

Расчет оптимальной траектории ведется относительно дуги большого круга (ДБК), которая в условиях спокойного состояния поверхности океана является кратчайшим расстоянием между начальной и конечной точками маршрута судна. ДБК разбивается на отрезки, равные примерно суточному переходу судна, идущего с технической скоростью V0. Рассматривается некоторое множество приемлемых маршрутов отклоняющихся от ДБК и среди них выбирается оптимальный по времени. Для определения скорости хода судна в зависимости от высоты волн и курсового угла используется универсальная формула, разработанная в Центральном научно-исследовательском институте морского флота (ЦНИИМФ).

Vc=V0-(0,745*h-0,257*qw*h)*(1,0-1,35*10-6*D*V0)

где V0 - техническая скорость судна в узлах, qw - курсовой угол волн в градусах, D - водоизмещение судна в рейсе в тоннах, h - высота волны в метрах.

При расчете используются поля прогнозов высоты и направления распространения волн в регулярной сетке 2.50*2.50 (глобальная спектрально-параметрическая модель AARI-PD2, разработанная в ГУ "ААНИИ") и прогностические поля зональной и меридиональной составляющих скорости ветра (спектральная модель СМА-T85L31).

Область применения РМ "КУРС". Используется для проводки судна рекомендуемым курсом, следуя которому судно пройдет свой маршрут в максимально благоприятных условиях погоды и волнения , что обеспечит его безопасность и повышение экономической эффективности эксплуатации.

Иллюстрации работы РМ "КУРС".

Входные параметры

Диалоговое окно ввода входных параметров включает все необходимое для расчета оптимального курса: географические координаты начальной и конечной точек маршрута, дату и время выхода судна из начальной точки, технические характеристики судна, коэффициенты a,b,c для формулы расчета скорости, а также накладываемые ограничения в виде максимально допустимой высоты волн. Расчет проводится раз в сутки втечении всего плавания, с вводом новых координат судна и использованием последнего прогноза.


Результаты счета

На экран выводится карта с рекомендуемым курсом, в промежуточных точках которого рисуется стрелка прогноза скорости и направления ветра с оперением и наносится значение прогнозируемой высоты волны.



Таблица результатов счета включает для всех промежуточных точек маршрута дату и время прохождения судном этой точки, географические координаты, курс, среднюю скорость, расстояние и время плавания до следующей точки маршрута, а также прогностические значения направления и скорости ветра и высоты волн.


Послерейсовый анализ.

По окончании проводки возможен послерейсовый анализ - это расчет оптимального курса судна с использованием фактических значений высоты и направления волн.


Здесь в графическом виде представлен результат послерейсового анализа проводки абстрактного судна из Английского канала к Багамским островам в марте-апреле 2007года. Квадратиками обозначен курс рекомендованный по прогностическим данным и ромбиками курс, рассчитанный по фактическим данным о волнении. Кружочками обозначена дуга большого круга.