Способ и устройство контроля ведения промысловых работ с использованием трала при осуществлении мониторинга судов рыбопромыслового флота Российский патент 2018 года по МПК B63B69/00 

Заявленная группа изобретений относится к области виброакустического контроля механизмов и может быть использовано для определения фактов ведения промысловых работ в задачах мониторинга рыбопромысловых судов.

Одной из серьезных проблем рыболовства является незаконный, несообщаемый и нерегулируемый (ННН) рыбный промысел. ННН-промысел представляет прямую и существенную угрозу для эффективного сохранения рыбных запасов. Эффективным средством противодействия ННН-промыслу является осуществление мониторинга, контроля и наблюдения (МКН). К числу инструментов МКН, распространенным во многих государствах, ведущих рыбный промысел, относятся системы мониторинга судов. Так, в России функционирует отраслевая система мониторинга (ОСМ) Росрыболовства. Рыбопромысловые суда, контролируемые с помощью ОСМ, должны оснащаться специальным оборудованием – техническим средством контроля (ТСК), которое с установленным периодом, но не реже одного раза в два часа, передает по каналу спутниковой связи в центр мониторинга ОСМ координаты местоположения, скорость движения и курс судна. Практика применения ТСК выявила большое количество нарушений, направленных на намеренное искажение мониторинговой информации, в том числе применение имитаторов сигналов глобальных навигационных спутниковых систем, чтобы скрыть факты ведения незаконного промысла. Поэтому важной технической задачей является обеспечение высокой степени защиты собираемой информации от намеренного искажения и подмены на всех стадиях её жизненного цикла.

Недостатком многих систем мониторинга рыбопромысловых судов является отсутствие данных о работе орудий лова, что снижает эффективность таких систем в части технического противодействия ННН-промыслу.

При траловом лове характерными признаками проведения промысловых работ являются: прохождение ваеров через шкивы ваерных блоков, что вызывает их вращение; прикрепление к ваерам распорных (траловых) досок (весом от 0,2 до 7 т в зависимости от размеров судна и трала), предназначенных для горизонтального раскрытия трала в воде; увеличение нагрузки на ваеры и, соответственно, на ваерные блоки при заполнении трала.

В промышленном рыболовстве используются различные виды систем и средств контроля лова, которые могут служить источником данных о проводимых на судне промысловых работах. Такие системы и средства предназначены для информирования капитанов и членов экипажа судов, непосредственно выполняющих промысловые операции.

Известны системы контроля натяжения ваеров (тросов трала), позволяющие отслеживать нагрузку на траловую лебедку и длину ваеров. Четкая информация по натяжению и длине ваеров незаменима для обеспечения максимального раскрытия трала, особенно при развороте судна в перекрестных течениях. Вся информация отображается на мониторах в графической форме. В качестве примера можно привести систему TRAWLTEC 1500 (WAKI, Исландия).

Недостатком применения промышленных систем контроля натяжения ваеров является отсутствие каких-либо средств защиты от несанкционированного доступа к оборудованию и искажения информации.

Известен индикатор длины троса (ИДТ) разработки ООО «ИФ Симбия». ИДТ состоит из магнитных маркеров, устанавливаемых на шкивы правого и левого ваерных блоков, двух блоков датчиков, устанавливаемых на ваерные блоки, и блока индикаторов. ИДТ с помощью блоков датчиков отслеживает вращение шкивов ваерных блоков, на которые установлены магнитные маркеры, вычисляет длину и направление движения ваеров при спуске и подъеме трала, а также отображает вычисляемую длину на индикаторах.

Недостатком ИДТ является возможность простой фальсификации результатов измерений путем применения магнитных экранов, препятствующих работе блокам датчиков.

Известны методы виброакустической диагностики неисправностей машин и механизмов. Такие методы относятся к методам неразрушающего контроля и основаны на изучении колебаний, возникающих на объекте из-за неуравновешенности движущихся деталей, соударения его деталей и по другим причинам.

В качестве наиболее близкого аналога заявленной группы изобретений может быть выбрано рыболовное судно с системой контроля параметров трала (см. RU 145790U1, 27.09.2014), которое содержит корпус с надстройкой и промысловой палубой, промысловый комплекс, в составе трала с траловыми досками, который кинематически связан с промысловыми лебедками, систему контроля параметров трала, включающую размещенный на трале базовый автономный измерительный модуль в составе прибора, включающего измерительные датчики: вертикального раскрытия трала, горизонта хода трала, отстояния от грунта, наличия рыбы в устье трала, выше и ниже трала, температуры воды на горизонте хода трала, элемент питания и передатчик, устройства приема/передачи и визуализации информации, информационно взаимосвязанные между собой, система контроля параметров трала дополнительно снабжена установленными на досках модулями, в каждом из которых размещены по меньшей мере один датчик измерения расстояния между траловыми досками, по меньшей мере один датчик измерения углов наклона траловых досок и по меньшей мере один датчик давления для измерения горизонтов хода траловых досок, а также по меньшей мере одним модулем с датчиком наполнения трала, при этом в состав каждого модуля включен по меньшей мере один элемент питания и передатчик информации, взаимосвязанные с соответствующими измерительными датчиками, информационная связь между судном и базовым модулем предусмотрена по акустическому каналу и/или кабель-тросу, при этом под днищем корпуса судна установлена по меньшей мере одна гидроакустическая антенна, размещенная в обтекателе и направленная в сторону кормовой оконечности судна.

Недостатком наиболее близкого аналога является то, что при его использовании невозможен контроль незаконного, браконьерского промысла, так как система контроля наиболее близкого аналога не снабжена средствами защиты от несанкционированного доступа и фальсификации данных контроля.

Техническим результатом предлагаемого решения является создание технологии и устройства, обеспечивающих достоверное получение данных о фактах траления, в частности незаконного, на основе виброакустического контроля.

Технический результат достигается созданием способа контроля ведения промысловых работ с использованием трала при осуществлении мониторинга судов рыбопромыслового флота, включающего виброакустический анализ механических колебаний, возникающих в ваерном блоке при промысловых операциях, в ходе которых посредством акселерометра измеряют параметры колебаний, а с помощью цифрового процессора обработки сигналов в спектре колебаний выделяют характерные частотные элементы и вычисляют соотношения между ними, по мере возрастания которых определяют факт проведения работ с тралом, причем результаты вычислений выдают во внешнее устройство, которое передает мониторинговую информацию в систему мониторинга рыбопромысловых судов.

Технический результат достигается также созданием устройства контроля ведения промысловых работ с использованием трала при осуществлении мониторинга судов рыболовецкого флота, установленного на ваерный блок либо вблизи места крепления ваерного блока, реализующего виброакустический контроль работы ваерного блока и включающего акселерометр, выход которого соединен с входом согласующего усилителя, обеспечивающего согласование выходной цепи акселерометра с входным трактом цифрового процессора обработки сигналов, который выполняет оцифровку сигнала с акселерометра, спектральный анализ оцифрованного сигнала, вычисление соотношений между характерными частотными элементами и определение факта проведения работ с тралом и содержит цифровой интерфейс для передачи вычисляемых данных во внешнее устройство, взаимосвязанное с системой мониторинга рыбопромысловых судов.

Заявленная группа изобретений проиллюстрирована фиг. 1, на которой представлена блок-схема предлагаемого устройства.

На фиг.1:

1 - акселерометр;

2 - согласующий усилитель;

3 - цифровой процессор обработки сигналов (ЦПОС);

4 - цифровой интерфейс ЦПОС.

Заявленный способ осуществляется посредством устройства для виброакустического контроля работы ваерного блока, при промысловых операциях (спуске, подъеме и буксировке трала), в которое включен чувствительный акселерометр (пьезоэлектрического или другого типа), способный измерять вибрации в частотном диапазоне от 0 до нескольких тысяч Гц, измеряющий параметры колебаний, а именно их частотный спектр, согласующий усилитель и цифровой процессор обработки сигналов, выполняющий оцифровку сигнала с выхода акселерометра и реализующий спектральный анализ сигнала, выделение из спектра сигнала характерных частотных элементов, вычисление соотношений между частотными элементами и выдачу результатов вычислений во внешнее устройство, обеспечивающее передачу мониторинговой информации в систему мониторинга рыбопромысловых судов. Заметное увеличение соотношений между выбранными частотными элементами является признаком работы ваерного блока под нагрузкой, что считается фактом траления.

Устройство для виброакустического контроля работы ваерного блока устанавливается непосредственно на ваерный блок либо на транцевый портал или траловую дугу вблизи места крепления ваерного блока и содержит чувствительный акселерометр (пьезоэлектрического или другого типа) 1, способный измерять вибрации в частотном диапазоне от 0 до нескольких тысяч Гц, выход которого соединен с входом согласующего усилителя 2, обеспечивающего согласование выходной цепи акселерометра с входным трактом цифрового процессора обработки сигналов (ЦПОС) 3, который реализует оцифровку сигнала с акселерометра, спектральный анализ оцифрованного сигнала, вычисление соотношений характерных частотных элементов и определение факта проведения работ с тралом. ЦПОС содержит цифровой интерфейс 4 для передачи вычисляемых данных во внешнее устройство, взаимосвязанное с системой мониторинга рыбопромысловых судов.

Электропитание устройства осуществляется от внешнего или встроенного источника питания (на схеме не показан).

Таким образом, в предлагаемом техническом решении достигается вышеуказанный технический результат.

Заявленная группа изобретений относится к области виброакустического контроля механизмов и может быть использована для определения фактов ведения промысловых работ в задачах мониторинга рыбопромысловых судов. Способ контроля ведения промысловых работ с использованием трала при осуществлении мониторинга судов рыбопромыслового флота включает виброакустический анализ механических колебаний, возникающих в ваерном блоке при спуске, подъеме и буксировке трала, посредством устройства для виброакустического контроля работы ваерного блока, снабженного акселерометром и цифровым процессором обработки сигналов. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ контроля ведения промысловых работ с использованием трала при осуществлении мониторинга судов рыбопромыслового флота, включающий виброакустический анализ механических колебаний, возникающих в ваерном блоке при промысловых операциях, в ходе которых посредством акселерометра измеряют параметры колебаний, а с помощью цифрового процессора обработки сигналов в спектре колебаний выделяют характерные частотные элементы и вычисляют соотношения между ними, по мере возрастания которых определяют факт проведения работ с тралом, причем результаты вычислений выдают во внешнее устройство, которое передает мониторинговую информацию в систему мониторинга рыбопромысловых судов.

2. Устройство контроля ведения промысловых работ с использованием трала при осуществлении мониторинга судов рыболовецкого флота, установленное на ваерный блок либо вблизи места крепления ваерного блока, реализующее виброакустический контроль работы ваерного блока и включающее акселерометр, выход которого соединен с входом согласующего усилителя, обеспечивающего согласование выходной цепи акселерометра с входным трактом цифрового процессора обработки сигналов, который выполняет оцифровку сигнала с акселерометра, спектральный анализ оцифрованного сигнала, вычисление соотношений между характерными частотными элементами и определение факта проведения работ с тралом и содержит цифровой интерфейс для передачи вычисляемых данных во внешнее устройство, взаимосвязанное с системой мониторинга рыбопромысловых судов.