نظام التوجيه الآلي Auto Pilot System

نظام التوجيه الآلي Auto Pilot System

مقدمة

نظام التوجيه الآلي (Auto Pilot) هو نظام تحكم آلي يستخدم على متن السفن لتوجيه الدفة والمحافظة على خط السير المحدد دون الحاجة لتدخل دائم من الربان أو ضابط الدفة. يعد هذا النظام أحد أعمدة الملاحة الحديثة، إذ يساهم في تقليل الجهد البشري، وزيادة دقة الإبحار، وتحسين كفاءة استهلاك الوقود، مع تعزيز السلامة البحرية.

تعريف نظام التوجيه الآلي

نظام التوجيه الآلي Auto Pilot هو جهاز إلكتروني متصل بنظام التوجيه (Steering System) للسفينة، يقوم بشكل آلي بتعديل زاوية الدفة للحفاظ على المسار (Course) أو الاتجاه المطلوب الذي يتم إدخاله مسبقاً من قبل ضابط الملاحة.

مكونات نظام التوجيه الآلي

يتكون النظام عادة من:

1. وحدة التحكم Control Unit: وهي الواجهة التي يتم عبرها إدخال الأوامر مثل المسار المطلوب أو معايير الانحراف المسموح.
2. مجسات الاستشعار Sensors: مثل بوصلة الجايرو (Gyro Compass) أو البوصلة المغناطيسية (Magnetic Compass)، والتي توفر بيانات دقيقة عن اتجاه السفينة.
3. المحركات الهيدروليكية/الكهربائية Steering Gear Actuators: التي تستجيب لتعليمات الطيار الآلي وتحرك الدفة.
4. وحدات الربط Interface Units: التي تتيح التكامل مع أنظمة أخرى مثل الرادار (Radar) أو نظام الخرائط الإلكترونية (ECDIS).

طريقة عمل نظام التوجيه الآلي

1. يقوم ضابط الملاحة بإدخال خط السير (Course to Steer) في وحدة التحكم.
2. يتلقى النظام إشارات الاتجاه من بوصلة الجايرو أو أنظمة الملاحة الأخرى.
3. في حالة حدوث انحراف (Yaw) عن المسار المحدد، يحسب النظام مقدار التصحيح المطلوب.
4. يرسل أوامر للمحركات المتحكمة في الدفة لتعديل وضعها حتى تعود السفينة إلى المسار الصحيح.
5. تستمر العملية بشكل مستمر وفق حلقة مغلقة (Closed-loop system).

مكانة التوجيه الآلي على السفينة

يوفر دقة عالية في الملاحة لمسافات طويلة.

يقلل من الحاجة إلى وجود شخص على عجلة القيادة (Helm) طوال الوقت.

يساهم في راحة الطاقم، خصوصاً أثناء الرحلات الطويلة.

يستخدم في مختلف أوضاع الملاحة: في البحر المفتوح، أو عند الإبحار بين الجزر، وحتى في العمليات التجارية التي تتطلب دقة عالية.

تكامل نظام التوجيه الآلي مع أنظمة الملاحة

نظام التوجيه الآلي لا يعمل بشكل مستقل فقط، بل يتكامل مع أنظمة الملاحة الأخرى لتوفير دقة وفعالية أكبر:

1. البوصلة الجايروسكوبية Gyro Compass: توفر اتجاه دقيق ومستقر للنظام.
2. نظام تحديد المواقع العالمي GPS: يساعد في متابعة المسار ومقارنته بخط الرحلة المخطط.
3. نظام الخرائط الإلكترونية ECDIS (Electronic Chart Display and Information System): حيث يمكن ربط الطيار الآلي بالمسار الإلكتروني المخطط مسبقاً ليبحر وفقه بشكل آلي.
4. الرادار Radar & ARPA: يستخدم لتجنب التصادم، ويمكن برمجة نظام التوجيه الآلي للتعديل عند وجود عوائق.
5. نظام إدارة غرفة القيادة المتكامل IBS (Integrated Bridge System): حيث نظام التوجيه الآلي جزءاً أساسياً من منظومة الملاحة الآلية الكاملة.

التحديات والملاحظات

رغم أهميته، إلا أن نظام التوجيه الآلي لا يغني عن اليقظة البشرية، إذ يجب مراقبته باستمرار.

في حالات الطوارئ أو الملاحة في مناطق ضيقة (مثل الموانئ أو القنوات)، يتم التحول إلى التحكم اليدوي.

يجب صيانة النظام دورياً لضمان دقة الاستجابة.

الخاتمة

يعتبر نظام التوجيه الآلي أحد أهم الابتكارات في الملاحة البحرية الحديثة، حيث وفر دقة في الملاحة، وتقليل الجهد البدني، وزيادة مستوى السلامة البحرية. كما أن تكامله مع أنظمة الملاحة الإلكترونية جعله أداة لا غنى عنها لأي سفينة حديثة. ومع ذلك يبقى دور العنصر البشري أساسياً لضمان الاستخدام الأمثل لهذا النظام.

المراجع

1. D.A. Taylor, Ship Automation for Marine Engineers and Electro-Technical Officers, Elsevier, 2016.
2. IMO (International Maritime Organization), SOLAS Consolidated Edition, latest edition.
3. Alan Branch, Elements of Shipping, Routledge, 2014.
4. Bowditch, American Practical Navigator, National Geospatial-Intelligence Agency, 2019.
5. Marine Insight – Auto Pilot System in Ships