автореферат диссертации по транспорту, 05.22.01, диссертация на тему:Методология обеспечения безопасности транспортных средств

На правах рукописи

0Щ

СТАРИЧЕНКОВ Алексей Леонидович

МЕТОДОЛОГИЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ

Специальность 05.22.01 - Транспортные и транспортно-технологические системы страны, ее регионов и городов, организация производства на транспорте

АВТОРЕФЕРАТ Диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

2 6 ЯН В 2012

Санкт-Петербург - 2011

005007912

Работа выполнена в Учреждении Российской академии наук Институте проблем транспорта им. Н.С.Соломенко РАН, г. Санкт-Петербург.

Научный консультант: доктор технических наук, профессор

Скороходов Дмитрий Алексеевич

Официальные оппоненты: член-корреспондент РАН, профессор

Сазонов Анатолий Ефимович доктор технических наук, профессор Антипов Василий Васильевич доктор технических наук, профессор Зайцев Евгений Николаевич

Ведущая организация: Санкт-Петербургский государственный морской технический университет

Защита диссертации состоится 01 марта 2012 г. в 11 часов на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 002.270.01 по адресу: 199178, С.-Петербург, В.О. 12 линия, д. 13.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Учреждения Российской академии наук Института проблем транспорта им. Н.С.Соломенко РАН

Автореферат разослан «12» января 2012 г.

Ученый секретарь Диссертационного совета Д 002.270.01 Доктор технических наук, профессор'

/Малыгин И. Г./

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы.

Безопасность - сложнейшее социально-политическое и научно-техническое явление смысл которого доступен на интуитивном уровне, однако, несмотря на широкое употребление этого понятия, его сущность и содержание остаются теоретически неисследованными. Определенная сложность в исследовании и решении проблем безопасности заключается в том, что непосредственное измерение безопасности невозможно.

В настоящее время проблемы безопасности существуют практически во всех областях деятельности человека. Результаты работ в данных областях знаний сформировались в виде Федеральных законодательных актов по вопросам безопасности применительно к отдельным направлениям деятельности. К одному из таких направлений относится безопасность транспорта, как составная часть национальной безопасности Российской Федерации

Современный этап развития научной мысли в сфере проблем безопасности транспорта характеризуется попытками перехода от эмпирического к теоретическому уровню исследования, наличием предпосылок для создания концепции и теории безопасности: идеологических и методологических.

Сегодня проблема безопасности начинает рассматриваться как важнейший аспект проектирования, создания и использования различных транспортных средств (ТрС) как наиболее уязвимой, с точки зрения безопасности, составляющей транспортных систем отдельных регионов и всей страны в целом. Это обусловливается, с одной стороны сложностью структуры указанных объектов, а, с другой стороны, тем возможным ущербом' который может быть нанесен в случае их отказа, включая гибель пассажиров и экипажа ТрС а также катастрофические последствия, связанные с повреждением перевозимых опасный грузов.

Дальнейшее повышение скоростей транспортных средств, резкое увеличение их количества, реализация новых принципов движения, совершенствование энергетических установок транспортных средств и средств обеспечения транспортировки и невозможность решения проблемы безопасности ТрС с ведомственных позиций, выдвигает на повестку дня вопрос о разработке основных направлений повышения безопасности современных транспортных средств.

Неудовлетворительное положение дел с аварийностью на транспорте настоятельно требует поиска новых подходов к обеспечению безопасности эксплуатируемых транспортных средств. Различным аспектам данных подходов посвящены исследования таких ведущих отечественных и зарубежных специалистов, как Ф.М.Кацман В В Кобзев И.М.Короткин, Е.А.Куклев, Ю.А.Лукомский, ИАРябинин, А.Е.Сазонов, Д.А.Скороходов' Х.Кумамото, Э.Хенли.

В современных условиях возникает необходимость рассмотрения проблемы безопасности транспортных средств на качественно новой межведомственной основе тк эффективное ее решение невозможно без создания соответствующего методологического обеспечения. При формировании теории и методов обеспечения безопасности ТрС необходимо использовать комплексный подход, включающий совместное рассмотрение результатов научных исследований и потребностей практики в интересах безопасности людей и грузов.

Быстрое, качественное и экономически эффективное решение проблемы обеспечения безопасности транспортных средств на протяжении всего периода их жизненного цикла возможно только на основе системных методологических принципов, объединенных современной технологией, используемой всеми организациями, участвующими в создании эксплуатации и модернизации ТрС. Именно поэтому создание методологии обеспечения безопасности транспортных средств, включающей разработку методов и алгоритмов, безусловно, является актуальной темой исследования.

Цель работы. Целью диссертационной работы является решение научной проблемы повышения безопасности транспортных средств на основе использования принципа комплексной оценки безопасности, а также разрабатываемых теоретических методов и практических средств, реализующих данный принцип.

Задачи исследования. Для достижения сформулированной цели диссертационной работы были поставлены и решены следующие основные научные и практические задачи:

1. Разработка метода анализа и оценки безопасного состояния региональной транспортной систе:мы.

2. Определение состава показателей и критериев эффективности функционирования региональной транспортной системы.

3. Разработка моделей функционирования региональной транспортной системы.

4. Разработка принципов комплексной теории оценки безопасности транспортных средств.

5. Разработка состава и структуры единой среды моделирования основных конструктивных элементов высокоскоростных транспортного средства и его подсистем, предназначенной для решения задач обеспечения конструктивной безопасности ТрС.

6. Разработка программного комплекса, как средства реализации метода обеспечения конструктивной безопасности высокоскоростного транспортного средства, и оценка его адекватности.

7. Разработка противоаварийного прогнозирующего алгоритма, как средства реализации метода повышения безопасности движения высокоскоростного транспортного средства, и моделирование работы предлагаемого алгоритма.

8. Разработка принципов построения и функциональных требований, предъявляемых к системе информационной поддержки принятия решений (СИП ПР), как к средству повышения безопасности объектов транспортировки в местах их. дислокации.

9. Разработка программного обеспечения тренажера по управлению движением высокоскоростного транспортного средства, как средства повышения безопасности персонала.

Ю.Разработка метода оценки эффективности системы управления безопасностью транспортной компании и программного обеспечения, реализующего предлагаемый метод.

Объект исследования. Объектом исследования являются транспортные средства, как наиболее уязвимая, с точки зрения безопасности, составляющая транспортных систем отдельных регионов и всей страны в целом.

Предмет исследования. Предметом исследования является процесс организации и обеспечения безопасности транспортных средств.

Методы исследования. В диссертационном исследовании использовались: математический аппарат теории оптимального управления, теории устойчивости, теории фазовых пространств нелинейных динамических систем, математической статистики, теории принятия решений, теории квалимегрии, теории сетей, а также методы теории экспертных оценок, методы математического и компьютерного моделирования, численные методы решения нелинейных алгебраических и дифференциальных уравнений, методы аппроксимации нелинейных зависимостей.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Динамическая модель экономического развития региона с учетом транспортной составляющей.

2. Принцип комплексной оценки безопасности транспортных средств и его составляющие.

3. Метод обеспечения конструктивной безопасности высокоскоростного транспортного средства и реализующий его программный комплекс.

4. Метод повышения безопасности объектов транспортировки в местах их дислокации.

5. Метод оценки эффективности системы управления безопасностью транспортной компании (СУБ ТК) и реализующее его программное обеспечение.

Научная новизна состоит в разработке новых и совершенствовании существующих методов и алгоритмов оценки и обеспечения безопасности транспортных средств, в том числе:

1. Разработанная динамическая модель развития экономики региона с учетом транспортной составляющей позволяет, в отличии от существующих, решать две задачи прогнозирования:

- прогнозирование объема перевозок в регионе в зависимости от характера изменения объемов перевозок, выполненных транспортом в предпрогнозном периоде, от линями™ изменения валового внутреннего продукта и общественных производственных фондов, от характера изменения объемов капиталовложений в развитие промышленности, сервисных отраслей, транспорта и экологии, а также от изменения общей численности населения региона;

- определение необходимых пропорций капиталовложений: в развитие промышленности, транспорта, экологии и фонда потребления в зависимости от требуемого объема перевозок в регионе, характера изменения валового внутреннего продукта и общественных производственных фондов, а также от изменения общей численности населения региона.

2. Сформулированный принцип комплексной оценки безопасности транспортных средств, в отличие от существующих, предоставляет возможность рассматривать весь процесс обеспечения безопасности ТрС в виде совокупности четырех составляющих, а именно:

- конструктивной безопасности ТрС;

- безопасности движения ТрС;

- безопасности объектов транспортировки в местах дислокации;

- безопасности управления и обслуживания ТрС.

Предлагаемый системный подход к оценке безопасности транспортных средств позволяет всем организациям, участвующим в их создании, эксплуатации и модернизации, обеспечивать безопасность на протяжении всего периода жизненного цикла ТрС Сформулированный принцип, обладая универсальностью, может быть использован при рассмотрении любого вида транспорта.

3. Разработанный метод обеспечения конструктивной безопасности высокоскоростного ТрС и реализующий его программный комплекс позволяют, в отличие от существующих, совместно решать различные задачи системного обеспечения конструктивной безопасности высокоскоростных транспортных средств, такие как:

- сравнительный анализ вариантов конструкции ТрС, выбор основных характеристик исполнительных органов и систем управления движением по критериям безопасности и эффективности;

- оценка конструктивной безопасности ТрС;

- анализ аварийных режимов и отработка алгоритмов противоаварийного управления;

- исследование и выбор технических средств и алгоритмов управления движением, анализ их эффективности и безопасности;

- исследование динамики управляемого движения высокоскоростных транспортных средств с варьируемыми конструктивными характеристиками различного целевого назначения;

- оценка ходовых и маневренных качеств рассматриваемого типа ТрС при варьировании его конструктивных характеристик.

При этом решение многих задач стало возможным только с использованием разработанного программного обеспечения.

4. Разработанный метод повышения безопасности объектов транспортировки в местах их дислокации позволяет, в отличии от существующих, сформировать системы информационной поддержки принятия решений в аварийных ситуациях с использованием информационных моделей нового типа, составленных с помощью продукционных правил и содержащих функциональное, структурное, конструктивное, топологическое организационное и информационное описание объектов ТрС, а также описание состава,' способов и видов управления транспортным средством в аварийных ситуациях.

5. Разработанный метод оценки эффективности системы управления безопасностью транспортной компании и реализующее его программное обеспечение впервые позволили не только качественно, но и количественно оценить эффективность системы управления безопасностью с учетом фактической аварийности принадлежащих компании транспортных

ГГ"ПреДЛаГаеИЫЙ МеТОД' В 0ТЛНЧие от чествующих, позволяет сравнивать различные СУЬ 1К, а также оценивать мероприятия, направленные на улучшение отдельных требований Международного кодекса по управлению безопасностью.

Достоверность результатов исследования. Достоверность полученных результатов и выводов подтверждается корректным использованием апробированного математического аппарата теории оптимального управления, теории устойчивости, теории фазовых пространств нелинейных динамических систем, математической статистики теории квалиметрии, а также методов теории экспертных оценок и соответствием результатов теоретических исследований результатам компьютерного моделирования и результатам натурных испытаний и эксплуатации транспортных средств.

Практическая ценность работы.

1. Разработанный метод обеспечения конструктивной безопасности высокоскоростного 1рС и реализующий его программный комплекс обеспечивают повышение качества технических решений при существенном сокращении сроков и стоимости создания новых и модернизации существующих объектов рассматриваемого типа. Предлагаемый метод и программный комплекс могут быть использованы:

- НИИ и КБ-разработчиками и проектантами при создании новых и модернизации существующих высокоскоростных ТрС и технических средств управления их движением- заказчиками высокоскоростных ТрС - для оценки эффективности предлагаемых

разработчиками конструктивных и технических решений, их соответствия заданным в ТЗ эксплуатационным характеристикам и требованиям безопасности;

- организациями, эксплуатирующими ТрС рассматриваемого типа - для подготовки и тестирования обслуживающего персонала и экипажей;

- ВУЗами - для подготовки специалистов в области проектирования высокоскоростных ТрС и их технических систем.

2. Разработанный метод повышения безопасности движения ТрС и реализующий его алгоритм могут быть использованы НИИ и ЦКБ для создания системы предотвращения аварийных ситуаций для различных видов транспортных средств, обладающих ограниченной областью устойчивости.

3. Разработанный метод повышения безопасности объектов транспортировки в местах их дислокации может был. использован НИИ и ЦКБ при создании систем информационной поддержки принятия решений руководителей борьбы за живучесть ТрС.

4. Разработанный метод оценки эффективности системы управления безопасностью транспортной компании и реализующее его программное обеспечение могут быть использованы:

- представителями отдела безопасности транспортных компаний - для самостоятельной оценки качества и уровня безопасности компании и определения возможных путей повышения уровня безопасности управления и обслуживания принадлежащих компании ТрС;

- представителями службы освидетельствования - при проведении ежегодной проверки систем управления безопасностью транспортных компаний (СУБ ТК).

Практическая ценность диссертации подтверждена пятью актами о внедрении результатов работы в ЦМКБ «Алмаз» (СПб.), в 1 ЦНИИ МО РФ (СПб), в Санкт-Петербургском университете государственной противопожарной службы МЧС РФ, в НПП «Система» (СПб.), в ООО «Городской центр экспертиз» (СПб).

Реализация результатов работы.

Диссертационное исследование проведено при поддержке Правительства Санкт-Петербурга, выраженной в двух грантах:

1. Грант комитета по науке и высшей школе для молодых кандидатов наук вузов и академических институтов, расположенных на территории Санкт-Петербурга, по теме: «Разработка алгоритма прогнозирования аварийных ситуаций, возникающих при движении высокоскоростных судов» - 2005 год (шифр гранта PD05-1.10-164, диплом АСП № 605077);

2. Грант комитета по науке и высшей школе для молодых кандидатов наук вузов и академических институтов, расположенных на территории Санкт-Петербурга, по теме: «Разработка методики оценки эффективности системы управления безопасностью судоходной компании» - 2006 год (шифр гранта PD06-2.0-163, диплом АСП № 606069).

Разработанные в диссертации:

- принципы построения, алгоритмы функционирования, принципы представления информации, продукционные правила и функциональные требования, предъявляемые к СИППР, внедрены в НПП «Система» при создании системы поддержки принятия решений руководителя борьбы за живучесть судна, а также в 1 ЦНИИ МО РФ при разработке требований, предъявляемых к системам управления техническими средствами кораблей и судов;

- метод анализа и ранжирования факторов, влияющих на техническое состояние, метод определения эффективности технического обслуживания, а также анкета для опроса экспертов внедрены в ООО «Городской центр экспертиз» при выполнении НИР «Разработка предложений по повышению надежности объектов системы магистрального транспорта газа ООО «Газпром трансгаз Югорск» на основе анализа результатов диагностики, планируемых режимов транспорта газа, статистических и физических данных», а также при выполнении НИР «Разработка методики комплексного многопараметрического автоматизированного анализа состояния и оценки рисков аварий линейной части магистральных газопроводов ООО «Газпром трансгаз Югорск» на основе данных диагностики и мониторинга»;

- принцип описания состава и структуры моделей транспортных средств, функциональные требования к системе информационной поддержки принятия решений, а также принцип комплексной оценки безопасности транспортных средств и его составляющие опубликованы в изданных Санкт-Петербургским университетом государственной противопожарной службы МЧС РФ (СПб УГПС МЧС РФ) монографиях:

1. Безопасность водного транспорта и человеческий фактор /В.С.Артамонов, B.C. Звонов, М.Л. Маринов, Д.А. Скороходов, A.JI. Стариченков, Н.И. Уткин. СПб • УГПС МЧС РФ, 2011.-372 с.

2. Проблемы безопасности водного транспорта при чрезвычайных ситуациях /B.C. Артамонов, B.C. Звонов, A.C. Поляков, Д.А. Скороходов, А.Л. Стариченков Н.И. Уткин. СПб.: УГПС МЧС РФ, 2010. - 362 с.

3. Безопасность мореплавания высокоскоростных судов /B.C. Артамонов, B.C. Звонов, A.C. Поляков, Д.А. Скороходов, А.Л. Стариченков, Н.И. Уткин. СПб.: УГПС МЧС РФ 20ю' -372 с.

- принципы построения прогнозирующего алгоритма управления движением судна на воздушной подушке в аварийных ситуациях внедрены в ЦМКБ «Алмаз» при выполнении ОКР «Разработка концептуального проекта комплекса плавучих средств освоения

месторождения, использующих принцип воздушной подушки для работы на мелководье», «Новый облик - ТСВП»;

- метод оценки эффективности системы управления безопасностью судоходной компании и реализующее его программное обеспечение апробированы в пяти ведущих Российских судоходных компаниях (ООО «Волга-Нева» (СПб.), ООО «Трансоил» (СПб.), ЗАО «Балтком» (СПб.), ООО «Лукоил-Калининградморнефть» (СПб.), ООО «Дуглас»' (СПб.));

Кроме того, разработанные в диссертации методы, модели и алгоритмы, а также реализующее их программное обеспечение использованы в восьми научно-исследовательских работах, выполненных при участии автора в Учреждении Российской академии наук Институте проблем транспорта им. Н.С. Соломенко РАН (ИПТ РАН) и на кафедре корабельных систем управления (КСУ) Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета (СПб ГЭТУ).

В учебном процессе результаты диссертации используются на кафедре КСУ СПб ГЭТУ при чтении курса лекций по дисциплине «Интегрированные системы управления кораблем», на кафедре организации пожаротушения и проведения аварийно-спасательных работ СПб УГПС МЧС РФ при проведении занятий по дисциплине «Пожарная тактика», а также на кафедре комплексных систем управления техническими средствами подводных лодок (КСУ ТС ПЛ) Военно-морского инженерного института (ВМИИ) при проведении практикума по дисциплине «Управление, сертификация и инновации. Теория автоматического управления».

Апробация работы. Основные научные положения, а также теоретические и практические результаты диссертации докладывались и обсуждались на следующих всероссийских и международных научных конференциях и постоянно-действующих семинарах:

- всероссийских конференциях по управлению движением кораблей и специальных аппаратов (ИПУ РАН, 1997, 1998,2002, 2003);

- всероссийских научно-практических конференциях «Транспорт России: проблемы и перспективы» (М., 2007, 2008,2009, 2010,2011);

- всероссийской научно-технической конференции «Перспективы развития транспорта России» (СПб., 2005);

- международных конференциях по морским интеллектуальным технологиям «Моринтех» (СПб., 2001, 2003,2004, 2005,2008,2009,2011);

- международной конференции «Организация и безопасность дорожного движения в крупных городах» (СПб., 2002);

- международной научно-практической конференции «Терроризм и безопасность на транспорте» (М., 2005);

- международной конференции «Безопасность портов и мультимодальных транспортных систем» (СПб., 2008);

- научно-технических конференциях молодых ученых (ЦНИИ «Электроприбор» (СПб 1999,2000,2002);

- российской научно-практической конференции судостроителей «Единение науки и практики - 2010» (СПб., 2010);

- конференциях профессорско-преподавательского состава СПб ГЭТУ (1996-2010);

- общероссийском семинаре «Современные методы навигации и управления движением» (М., ИПУ РАН, 2008);

- постоянно действующем семинаре секции «Проблем транспорта» (СПб., Дом ученых им. А.М. Горького, 2000-2011);

- постоянно действующем семинаре «Системы обработки информации и управления» (СПб., Институт проблем транспорта РАН, 2000-2009);

- XXII общем заседании Академии навигации и управления движением (СПб., ЦНИИ «Электроприбор», 2006).

Публикации. Основные теоретические и практические результаты: диссертационной работы опубликованы в 4-х монографиях, в 27-ми статьях, в том числе в 14-ти статьях, опубликованных в ведущих научных журналах и изданиях, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ, в 2!-ой публикации материалов всероссийских и международных научных конференций, в восьми отчетах по НИР.

Структура и объем диссертации. Диссертация объемом 473 страницы машинописного текста состоит из введения, семи глав, заключения, списка использованных источников из 177 наименований. Она содержит 78 рисунков, 41 таблицу, а также 3 приложения.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационного исследования, сформулированы цели и задачи исследования, указаны основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе рассмотрены методы анализа и оценки безопасного состояния региональной транспортной системы. Транспортные средства (ТрС) являются наиболее уязвимой, с точки зрения безопасности, составляющей транспортной системы (ТС) как отдельных регионов, гак и всей страны в целом. Именно поэтому представляется целесообразным начать рассмотрение вопроса обеспечения безопасности ТрС с особенностей организации и построения региональной транспортной системы (РТС).

В диссертационной работе представлена функциональная структура РТС, а также состав комплекса информационных потоков, обеспечивающих взаимодействие элементов транспортной системы с целью поддержания ее целостности. В качестве метода анализа и оценки безопасности РТС предлагается использовать метод вероятностного анализа безопасности (ВАБ), позволяющий выполнить всестороннюю оценку риска аварий и связанных с ней угроз, анализ достаточности принятых мер по предупреждению аварии, по локализации и ликвидации последствий аварии. Для проведения структурного моделирования ТС был разработан комбинированный формальный аппарат (КФА), позволяющий свести многоаспектный анализ ТС к многоуровневой совокупности формализмов, применение которых на каждом уровне декомпозиции вызывает интерпретацию решений, полученных на предыдущем, более абстрактном уровне. При этом модели одного уровня являются ограничениями для последующих уровней (рис. 1).

S \т0 - ETC Российской Федерации

sí."!. ,Фг? ж„.'

Sim,' -РТС

S im з2 -ТС территори и

иг г

Единая транспортная система РФ

Рис.1 .Представление территориально-организационной структуры единой транспортной системы (ETC) РФ с использованием модифицированного КФА

На рис.1 использованы следующие обозначения: Sim,-'

симплекс с номером j,

tí J

относящийся к г'-му уровню иерархии координированного управления; gj = [gF>gM'SlY '

вектор жестких (предельных) ограничений на изменение стратегии управления работой симплекса Sim¡J, передаваемый симплексом вышестоящего уровня в симплекс Sim/;

а{ = [aF^aKíY ' вектор стимулов, передаваемый симплексом вышестоящего уровня и ориентированный на повышение эффективности работы симплекса Sim,j за счет экономических и законодательных стимулов; ifty-f - вектор управляющих воздействий, поступающих в симплекс Sim / от симплекса вышестоящего уровня и формируемых внутри симплекса с учетом введенных ограничений gj и стимулов а/; %•/ - вектор значений основных, показателей состояния, характеризующий функционирование симплекса Sim Д

Структура каждого простейшего симплекса Sim¡J имеет вид, представленный на рис.2. При этом блоки симплекса имеют следующее значение.

Блок D - модель системы сбора и обработки информации, представленной вектором xw\ и характеризующим состояние объекта управления - ТС соответствующего уровня;

Блок F - модель системы принятия решений по управлению работой транспортной системы с учетом наложенных на систему ограничений правового, финансового и

функционального характера, представляемых вектором gpj, а также с учетом стимулов правового, финансового и функционального характера, представляемых вектором aF\ .

Выбор стратегии принятия решений по управлению транспортной системой в блоке F, выполняется с учетом состояния управляемой системы (вектор.%/), стимулов (вектор aFJ¡)

и ограничений (вектор gfj), а также на результатах оценки текущей ситуации и прогнозирования ее изменения, выполняемых в блоке М.

Передаче имфориаиии Приоритеты и ашраниченцн на вышестоящие уровни со стороны надсистеиы

Рис.2 Структура простейшего симплекса

Блок М - совокупность моделей оценки текущего состояния управляемой ТС и прогнозных моделей, обеспечивающих формирование прогноза развития системы в среднесрочном и долгосрочном периодах.

Блоки А, I - совокупность моделей, позволяющих выполнить перестройку моделей блоков РиМ соответственно, с учетом изменения внутренней структуры ТС, системы связей между ее функциональными элементами, а также с учетом ограничений и стимулов, определяемых верхними уровнями управления.

Блок И - определяет модель воздействия органов управления и потребителей транспортных услуг на работу ТС и включает в себя совокупность организационных, правовых, технических, финансовых и иных мер, выступающих в качестве инструментов воздействия на работу функциональных подсистем и отдельных элементов ТС.

Для анализа и оценки безопасности функционирования, формирования эффективной организации управления ТС, транспортной и инвестиционной политики разработана замкнутая динамическая модель развития экономики региона с учетом транспортной составляющей, структура которой представлена на рис.3. Хозяйственная деятельность характеризуется четырьмя основньми секторами: промышленный, сельскохозяйственный сервисный и транспортный. Индексы «П», «Т», «С» на рис.3 соответствуют промышленному' транспортному и сервисному секторам, индекс «ЭК» относится к экологии.

Динамика развития каждого из секторов на макроуровне описывается совокупностью дифференциальных и (или) алгебраических уравнений первого порядка, построенных по принципу апериодических звеньев. При этом в соответствии с методом системной динамики, предполагается, что правая часть каждого из дифференциальных уравнений состоит из дву^ слагаемых, соотношение которых определяет рост или убывание соответствующей переменной. Связь между подмоделями субъектов Федерации (СФ), входящими в рассматриваемый регион, осуществляется через импорт, экспорт и транзит.

Уравнения динамики основных фондов промышленного, транспортного и сервисного секторов экономики описываются уравнениями вида:

Xn{t) =In(t)-KnXn(t), In(t)>= О

XT{t) = IT(t) - КтХт(1), Irft) >=0 (1)

хс(0 = left) - KcXcft), left) >= ft

где: Xfi) - объем основных производственных фондов (ОПФ) соответствующего сектора, Ki - коэффициент амортизации ОПФ, Щ - доля ежегодных инвестиции в ОПФ.

вид:

Уравнения динамики составляющих основных фондов транспортного сектора имеют

ХТг(0 = ЫО - KTaXTe(t), 1Тг(0 >= О

ХТп (/) = Imft) - KTnXTn(t), ITn(t) >= О

*Тгп (0 = Jt«(0 ' КТгп XTm(t), lTm(t) > = ft

где Хтг , Хтп , Хтт - основные фонды, относящиеся, соответственно, к грузовым, пассажирским и грузопассажирским перевозкам.

Производственный процесс, протекающий в каждом из секторов, представляется производственными функциями У) , отражающими объемы выпуска продукции соответствующего сектора в зависимости от производственных факторов в качестве которых, в зависимости от степени агрегированности модели, могут использоваться основные производственные фонды, материальные, трудовые, энергетические и другие ресурсы. Применительно к промышленному и сервисному секторам экономики СФ эти функции будут иметь следующий вид:

Yi!=xnmf7°(t)KTe(l) (з)

Ус=Хс(0к£°(0КТг(0,

где K.f° - коэффициент фондоотдачи /'-го сектора, КТг - коэффициент, учитывающий ограничения, накладываемые ТС на объем необходимых грузоперевозок.

Объем произведенной продукции Y) определяет спрос на транспортные услуги в грузовых перевозках V,:

Уг№, (4)

Кроме того, в спрос на грузовые перевозки должны быть включены перевозки импортных грузов Уиш, поступающие из-за пределов СФ, и транзитные перевозки VTPAH3. С учетом этого требуемый объем грузовых перевозок, который должна обеспечить ТС, определяется суммой:

Vrr=Vn+Vcx+Vc+ Vmm +VTPAH3 (5)

Требуемый объем пассажирских перевозок принимается зависящим от численности населения региона L и транзитно-туристического потока Ln>:

vracc =/пасс(1', ltp) ' (б)

С учетом (5) и (6) общий объем требуемых грузопассажирских перевозок VT для ТССФ определяется как сумма:

VT = V„ + VnACC =Vn+Vcx+Vc + Vmn + Утранз +Vmcc (7)

Производственная функция транспортного сектора дезагрегирована на грузовую и пассажирскую составляющие и представляется в виде:

Ут=ГТг+УГ„

Уъ K$°{t) + XTmQ™ К™«) (8)

YnJtтп Kfn°(t) + Xr^l-Q^ Kf°(t),

где - доля основных фондов Хтгш, относящаяся к грузовым перевозкам. Выражения (8) определяют объем транспортной продукции (услуг по перевозкам грузов и пассажиров), которую может предоставить ТС при располагаемом объеме основных фондов.

Отношения YT/VTl и YTr/VTrl характеризуют степень удовлетворения спроса на транспортные услуги ТС соответственно по грузовым и пассажирским перевозкам. Если величина этого соотношения меньше единицы, следовательно, спрос превышает предложение, и недостаточно развитая ТС начинает тормозить деятельность всех других секторов экономики региона. В случае, если указанное соотношение больше единицы, ТС загружена не полностью и имеет резервы. Это обстоятельство учитывается введением в производственные функции (3) коэффициента, учитывающего транспортную составляющую, определяемого следующим образом:

Ктг = YT/Vn, КТг<=1 (9)

Аналогичный коэффициент КТп может быть определен и для оценки влияния транспортной составляющей на социальную составляющую, если она представлена в демографическом секторе макромодели:

Ктп = Утг/Утп , Кт„ <=-1 (10)

Экологический блок в макромодели представлен уравнениями динамики загрязнений:

л сгптш

<12т 2Г

(11 (-¿I

где 2п =СпУп и 7.т == СтУт - скорости генерации загрязнений от деятельности соответствующих секторов, пропорциональные объему их основных фондов К,;

Тгп -/гп(1эк) и Тгт =/гт(Ьк) - постоянные времени, как функции от инвестиций.

Демографический блок представляется уравнением баланса трудовых ресурсов вида:

Ц0 = ¿/7 + 1-сх + ЬТ+1С+1НЕРАБ

Г _ Уп(*) , Ы) , Ут(0 . 1с(0 . , (12)

^---1---1---}---Ьисрлг

вп(1) ОсхО ег(о вст

где УпО), ¥Сх,(0, Ут(0, Ус(0 - соответственно объемы ВВП промышленного, сельскохозяйственного, транспортного и сервисного секторов экономики, ()$) -трудоемкость 1-го сектора экономики, Ьнераб - численность неработающего населения.

Финансовый сектор описывается уравнением баланса финансовых средств:

У = Гл + Усх+Ут+Ус-Уэксп> 03)

где У суммарный объем конечного продукта СФ, У, - конечный продукт г-го сектора экономики, Ужсп - внешние поступления.

Объем возможных вложений в экономику СФ отражает поступления из фондообразующих отраслей, из федерального бюджета и по линии импорта:

1 = у+1ф+уИМП ^

Приведенные выше уравнения (1)*(14) представляет собой замкнутую динамическую модель развития ТС как элемента экономики Субъекта Федерации. Общая модель экономики региона с учетом деятельности ТС представляет совокупность рассмотренных моделей для СФ. Взаимодействие ТС СФ, входящих в РТС осуществляется по линии экспортно-импортных и транзитных перевозок, объем которых может быть определен, например, на основании О-Н матриц. Координация деятельности СФ со стороны государства осуществляется уровнями их отчислений в Федеральный бюджет и инвестиций в те или иные сектора экономики СФ в соответствии со своей глобальной целью.

На основе использования уравнений (1)^(14) были построены структурные схемы динамической модели прогнозирования развития РТС позволяющие решить две задачи:

- прогнозирование объема перевозок в регионе в зависимости от характера изменения объемов перевозок, выполненных транспортом в предпрогнозном периоде, от динамики изменения валового внутреннего продукта и общественных производственных фондов, от характера изменения объемов капиталовложений в развитие промышленности, сервисных отраслей, транспорта и экологии, а также от изменения общей численности населения региона;

- определение необходимых пропорций капиталовложений в развитие промышленности, транспорта, экологии и фонда потребления в зависимости от требуемого объема перевозок в регионе, характера изменения валового внутреннего продукта и общественных производственных фондов, а также от изменения общей численности населения региона.

Кроме того, в первой главе разработаны и представлены критерии эффективности функционирования ТС, среди которых предлагается различать:

- функциональные;

- экономические;

- экологические;

- критерии безопасности;

- социальные;

- информационные.

Определен состав показателей, характеризующих каждый из предлагаемых критериев.

Во второй главе рассмотрены задачи моделирования информационных потоков безопасной региональной транспортной системы. Определены и проанализированы возможные варианты организации логистического центра (ЛЦ) РТС с уточнением особенностей их структурного построения, а также с указанием функций нижнего и верхнего уровней рассматриваемых ЛЦ. Исходя из представленных функций сформирован перечень моделей, которые описывают работу ЛЦ.

В качестве средства моделирования структуры ЛЦ предложено использовать модифицированные сети Петри (СП), отличительным признаком которых является наличие атрибутов у меток сети. При этом количество и номенклатура атрибутов различных меток могут быть различными в зависимости от интерпретации меток. В процессе моделирования значения атрибутов могут изменяться. Модифицированные СП предлагается описывать с помощью реляционной модели данных.

Используя предлагаемую структуру модифицированной СП разработана сетевая модель контроля движения транспортного средства, представленная на рис.4. В модели рассмотрены следующие случаи, требующие вмешательства логистического центра:

- мониторинг состояния дорожной коммуникации и окружающего пространства;

- контроль сохранности груза и исправности самого транспортного средства;

- контроль безопасности груза;

- контроль сроков доставки груза;

- контроль плотности транспортных потоков, нештатных ситуаций и аварий на маршруте следования транспортного средства.

Условия:

- информация о состоянии дорожной коммуникации и около нее; ' наличие сигнала о вскрытии груза (нарушение пломбы);

Р* - наличие сигнала о нарушении фиксации груза;

Р4 ' контроль состояния непосредственно транспортного средства;

Р54 - сигнал загазованности кузова;

Р64 - сигнал повышения радиоактивного фона в кузове;

Ру - соблюдение скоростного режима транспортным средством;

Р% ' проверка контрольных точек движения ТрС с периодичностью т;

Р94 - сбор информации логистическим центром от метеослужбы о погодных явлениях;

/>0 - сбор информации ЛЦ о транспортных потоках на территории охвата;

Рп * сбоР информации логистическим центром от ГИБДД и водителей транспортных средств о нештатных ситуациях авариях на дорогах в зоне ответственности ЛЦ;

Р\2 ' сб°Р сведений от муниципальных транспортных организаций и дорожно-коммунальных служб о ремонте и закрытии проезда по коммуникациям;

^з " поступление сигнала о неисправности в кабину водителя (пульт машиниста);

Р\\ ' поступление дублирующего сигнала о неисправности в ЛЦ;

Рх\ - информирование водителей транспортных средств необходимой информацией;

Р\\ - принятие самостоятельных мер по ликвидации аварии водителем ТрС;

Р\1 - запрос ЛЦ водителю транспортного средства о необходимости вмешательства;

- вход в модель перепланирования маршрута; Pjç - сигнал в ЛЦ о нормализации ситуации; PjO 'сигнал в ЛЦ 0 подтверждении вмешательства; Р2\ - произведен контроль соблюдения сроков доставки;

Р-22 ' оповещение водителя ТрС об изменении маршрута, выдача новых рекомендаций;

Р23 ' информирование различных служб (ГИБДД, МЧС) об изменении маршрута следования ТрС с целью обеспечения беспрепятственного следования;

п4

^24 " анализ ситуации, выдача водителю необходимых рекомендаций;

Р245 - информирование соответствующих аварийно-спасательных служб;

Р*6 - подтверждение доставки груза;

Р27 " соблюдение безопасного режима движения;

"28 "выезд аварийно-спасательных служб к месту аварии;

^29 " гРуз Д°ставлен в допустимые сроки. Переходы:

/]4 - срабатывание системы контроля груза;

?2 • срабатывание системы безопасности;

/з - контроль соблюдения сроков доставки;

/4 " собрана и обработана необходимая информация;

¿5 • наличие сигнала неисправности в кабине водителя;

4

- наличие сигнала неисправности в кабине водителя;

/у - произведено информирование водителей транспортных средств;

4

/8 - после вмешательства водителя транспортного средства авария устранена;

4

Ц - после вмешательства водителя транспортного средства авария не устранена;

?,40 - завершено перепланирование маршрута;

- наличие сигналов подтверждения вмешательства от ЛЦ и от водителя ТрС;

'и - произведено информирование ГИБДД, водителя об изменении маршрута, произведено уточнение сроков доставки груза;

¿|43 - получено подтверждение вызова аварийно-спасательной службы;

4

/|4 - наличие подтверждения доставки груза при условии нормального режима движения;

/,45 - ликвидация аварии.

Помимо представленной на рис.4, разработаны следующие сетевые модели, описывающие функционирование ЛЦ:

• модель формирования заявки на перевозку груза;

• модель заключения контракта на перевозку груза;

• модель составления маршрута движения транспортного средства;

• модель подтверждения факта доставки груза.

В третьей главе рассмотрены принципы комплексной теории оценки безопасности транспортных средств. Представлены термины и определения процессов обеспечения безопасности. В результате проведенных исследований сформулировано понятие «безопасность тргшспортного средства», согласно которому безопасность необходимо рассматривать как комплексную характеристику транспортного средства, определяющую его способность осуществлять перевозку пассажиров и грузов без угрозы для жизни и здоровья людей, с соблюдением сохранности грузов, ТрС и окружающей среды.

На основе проведенного анализа структуры аварийных случаев разработана классификация факторов, влияющих на безопасность транспортных средств, среди которых выделены следующие группы факторов:

- факторы, оказывающие влияние на безопасность самого ТрС;

- факторы, влияющие на безопасность человека;

- факторы, влияющие на безопасность окружающей среды;

- факторы, влияющие на безопасность груза.

Определены состав и структура каждой из четырех вышеуказанных групп факторов.

Проведенные исследования показали, что для количественной оценки уровня безопасности ТрС целесообразно использовать следующие показатели:

а) статистические:

• общие - характеризуют безопасность независимо от причин аварийности;

• частные - характеризуют безопасность по конкретным причинам аварийности или по группе причин;

б) вероятностные - характеризуют вероятностный характер проявления большинства опасных факторов;

в) рисковые - определяются как произведение вероятности возникновения потенциально опасных ситуаций и возможного ущерба от них;

г) экспертные - характеризуют достигнутый уровень по сравнению с лучшими образцами или состояниями, определяются по результатам экспертной оценки;

д) субъективные - характеризуют ситуации, когда не представляется возможным проведение экспертизы или инструментального контроля в условиях эксплуатации.

Проведенный анализ особенностей организации и функционирования транспортной системы, а также анализ взаимодействия ее элементов позволили сформулировать принцип комплексной оценки безопасности транспортных средств, согласно которому процесс обеспечения безопасности ТрС необходимо рассматривать в виде совокупности четырех составляющих, представленных на рис. 5, а именно:

- конструктивной безопасности ТрС;

- безопасности движения ТрС;

- безопасности объектов транспортировки в местах дислокации;

- безопасности управления и обслуживания ТрС.

При этом конструктивная безопасность ТрС характеризуется:

- безопасностью корпусных конструкций ТрС;

- безопасностью энергетической установки, систем и оборудования ТрС;

- безопасностью систем обработки информации и управления ТрС;

- экологической безопасностью транспортного средства. Безопасность движения ТрС характеризуется:

- безопасностью маршрута движения;

- безопасностью объектов транспортировки;

- безопасностью внешних воздействий на маршруте движения;

- безопасностью трудовых ресурсов (персонала транспортных средств). Безопасность объектов транспортировки в местах их дислокации характеризуется:

- противопожарной безопасностью мест дислокации объектов транспортировки;

- безопасностью охраны объектов транспортировки от несанкционированного доступа и террористических действий;

- безопасностью условий размещения объектов транспортировки. Безопасность управления и обслуживания ТрС характеризуется:

- безопасностью организационной структуры управления;

- безопасностью технического обслуживания и ремонта;

- безопасностью технических средств, обеспечивающих управление ТрС;

- безопасностью персонала.

Сформулированный принцип, обладая универсальностью, может быть использован при рассмотрении любого вида транспорта.

В четвертой главе рассмотрены метод и средство повышения конструктивной безопасности ТрС на примере одного из перспективных высокоскоростных водных ТрС, а именно - судна на подводных крыльях (СПК).

Рис. 5. Составляющие процесса обеспечения безопасности ТрС

При существующей схеме проектирования оценка конструктивной безопасности ТрС и его подсистем сводится к предоставлению на рассмотрение наблюдающих органов расчетных данных по соответствующим нормативным требованиям. Моделирование отдельных элементов и систем ТрС производится различными методами с использованием моделей различного вида и силами различных организаций, участвующих в проектировании. В результате достоверная оценка функциональных характеристик и конструктивной безопасности ТрС как сложной системы может быть проведена только на стадии натурных испытаний. Выявленные отклонения от желаемых характеристик, ошибочные или неотработанные проектные решения на этом заключительном этапе создания трудно устранимы. Однако, число субъективных, в том числе ошибочных, проектных решений может быть сведено к минимуму путем использования предлагаемого метода повышения конструктивной безопасности ТрС, позволяющего рассмотреть в процессе проектирования большое число вариантов основных конструктивных характеристик ТрС и его подсистем с учетом их взаимовлияния, а также влияния на показатели безопасности проектируемого объекта. Метод заключается в создании единой среды моделирования основных конструктивных элементов ТрС и его подсистем, используемой на всех этапах проектирования. Структура разработанной среды моделирования представлена на рис. 6.

Рис. 6. Структура единой среды моделирования

В первом блоке разработанной среды моделирования задаются или формируются конструктивные факторы и другие условия, влияющие на динамические свойства ТрС как объекта моделирования (компоновка, массо-инерционные характеристики, геометрия корпуса, состав и размеры исполнительных органов, двигательно-движительный комплекс, система управления движением).

Второй блок представляет собой обобщенную нелинейную математическую модель динамики ТрС, маневрирующего в пространстве под действием реальных внешних возмущений. В этом блоке производится математическое моделирование динамики ТрС, которое выполняется с использованием самостоятельных, но взаимосвязанных математических моделей его элементов. Уравнения пространственного движения рассматриваемого типа ТрС в связанной системе координат имеют вид:

^ = (¡¿Гй^р-°)УУ^т+^з)+о)2Уу{т + ¿22)]

Уу = фу-тгУх{т + X], )+тхУ2(т + 133)](/г +Л66)-М,Л26} = ~ахуу('п + л22)+ауУх(т + Ли)]

й)г = X {(m + Í22 )Mz - Л26 - Ú)2Vx (m + A, ,)+a^F, (m + A33 )|

где K--

(« + Д22ХЛ

Кинематические уравнения связи между параметрами движения СПК в земной 0£г)С и связанной Охкг системах координат имеют вид: £ = eos ^ + sin í>sin в + Vz sin ^jcos в f] = Vxy/ + Vy eos в - Vz sin в

С = -Vx sin ip+Vy(cosipsin 9 +1//sinipcosd)+Vz cosacos9 é = ú>x ф = ЮуС os 65 Ц/ = COy sin в + coz eos в

При этом^учитываются следующие силы и моменты, действующие на СПК: F=G+Fg+Fd+Fa+Fu+Fw Fg¡ ^ьвьаирьа>х,8у,у)

M = Mg +Md +Ма+Ми +MW Mg i = Mg{hi,ei,a¡,p¡,ax,8ij,v),

где a¡ = aycmi +>f-~- (77 - 0 y¡ sin é>)+ «сю- - местный угол агаки на г-м крыльевом устройстве (КУ);

Pi = у (Уг + ахУ{ ">s & ~ ®yX¡)+Рек- местный угол дрейфа на г-м КУ;

h¡ = й,- + hei + hCK¡ - заглубление г'-го КУ;

9¡ =в + egi - местный угол крена /-го КУ;

aycmi' установочный угол атаки i-го КУ;

hcKi>aCK¡,PCK¡ - деформация водной поверхности и углы скоса потока, вызванные взаимодействием крыльев;

xhy¡ - координаты точки приложения равнодействующей гидродинамических сил на г-м КУ относительно центра масс.

В третьем блоке единой среды моделирования формируется совокупность показателей подлежащих анализу (показатели ходкости, обитаемости, управляемости, динамической устойчивости и показатели для оценки прочности элементов). Полученные в результате моделирования показатели служат основой для оценки вариаций различных: конструктивных элементов с точки зрения безопасности ТрС. Указанные показатели могут быть использованы также для формирования различных критериев оценки его эффективности На основе произведенной оценки эксплуатационных показателей проектантом производится обоснованный выбор конкретных конструктивных элементов ТрС и его технических систем.

Взаимодействие с пользователем осуществляется с помощью специально разработанного программного интерфейса, позволяющего выполнять удобное задание факторов моделирования и исходных данных для различных элементов математической модели Интерфейс также осуществляет вывод информации на различных этапах моделирования

Разработанный программный комплекс является средством реализации предлагаемого метода повышения конструктивной безопасности высокоскоростного ТрС. Он состоит из отдельных исполняемых модулей:

- формирование профилей элементов КУ (Profile);

- формирование геометрии КУ (Geometry);

- расчет гидродинамических характеристик КУ (Calculation);

- моделирование динамики СПК (ЯШ).

Программирование осуществлялось в среде Borland Delphi 5 под операционной системой Microsoft Windows. Каждый программный модуль представляет собой исполняемый ехе-файл. Интерфейсы модулей Profile и Geometry представлены, соответственно, на рис 7 и рис.8.

Рис. 7. Интерфейс программы Profile

Рис. 8. Интерфейс векторного редактора программы Geometry

Разработанный программный комплекс выгодно отличается от аналогичных систем тем что может быть использован различными пользователями без дополнительной подготовки' Это связано с тем, что пользователь избавлен от необходимости вникать во внутреннюю структуру различных моделей, включенных в систему. Ему достаточно лишь задавать различные параметры объекта. Выдача результатов производится также в наглядной и

понятной форме. Следует заметить, что при таком построении среды моделирования, ее ядро - обобщенная нелинейная математическая модель - является законченным работоспособным блоком и может быть использована (при соответствующей замене интерфейса) для решения других задач, не связанных с оценкой его конструктивной безопасности. Например, указанная модель может быть с успехом использована как ядро тренажера для подготовки судоводителей.

В пятой главе рассмотрены метод и средство повышения безопасности движения ТрС применительно к одному из видов высокоскоростных судов с динамическими принципами поддержания, а именно к судам на воздушной подушке (СВП).

Проблема безопасности движения высокоскоростного ТрС непосредственно связана с его устойчивостью. Оценку устойчивости движения целесообразно осуществлять на основе анализа фазового портрета ТрС, который позволяет определить области устойчивых и неустойчивых движений рассматриваемого объекта, а, следовательно, прогнозировать возможность его попадания в аварийные ситуации, связанные с потерей устойчивости. Математически данная задача сводится к предотвращению возможности выхода изображающей точки фазового пространства, характеризующей текущее состояние рассматриваемого объекта, за границу области устойчивости.

При такой постановке задачи представляется целесообразным создать алгоритм прогнозирования аварийных ситуаций, возникающих при движении высокоскоростного ТрС, построенный по принципу ограничений в виде области устойчивости, накладываемых на диапазон изменения вектора состояния рассматриваемого объекта. В терминах пространства состояний цель предлагаемого алгоритма управления определяется как удержание изображающей точки динамической системы в ограниченной части области притяжения единственно допустимого устойчивого балансировочного режима при возможных бифуркациях фазового пространства. Однако для этого необходимо уметь аналитически задавать границу области устойчивости.

Наиболее «наглядным» с точки зрения построения границы области устойчивых движений высокоскоростных водных ТрС является фазовый портрет горизонтального движения СВП (движения в плоскости параметров состояния (лг2, , соответственно, угла дрейфа - р и скорости рыскания - шу), поскольку в данном случае область устойчивости

представляет собой некую замкнутую область, которая расположена между двумя неустойчивыми точками равновесия (типа «седло»), внутри которой лежит устойчивая точка равновесия (типа «устойчивый фокус»), расположенная в начале координат (рис. 9).

Рассматриваемая система нелинейных дифференциальных уравнений, описывающих движение СВП в горизонтальной плоскости, согласно обобщенной математической модели морского подвижного объекта (МПО) запишется в следующем виде:

|х, =0,,*, +а,х2 + а2х\ + аъх\ =

1*2 ~а21х\ +«22*2 + ¿2 = *2> ¿2)

где <^=¿11^ + ^(0, 62=Ь216 + ™2(1) - эквивалентное внешнее возмущение определяемое как результат взаимного действия управляющего и возмущающего воздействий.

На основе использования второго метода Ляпунова было получено выражение для границы области устойчивости рассматриваемого движения СВП. При этом было установлено, что область устойчивых движений СВП в горизонтальной плоскости содержит внутри себя эллипс: р

А 2 1 2

(15)

где

А =_2а11°22 -а\ + а\\&21 -д\67-5]

а\ -4"па22>+ Ъа\% + а{-а22~8\ '

А =_1аПа22-Щ+аи822-8)87+6, ,=

«I2 +4<*па22¿1 - За, 3 + щ - «22 ё? '

(а2А + ^а1А2 -4аъАц)2 _

: ~2-, М = + 1~2л1аца22А .

4а^А

Согласно принятому принципу построения алгоритма управления движением СВП в аварийных ситуациях в качестве критерия оценки аварийности ситуации будем использовать полученное математическое выражение (15). Анализ устойчивости движения СВП в горизонтальной плоскости будем выполнять с помощью взаимосвязанных нелинейных дифференциальных уравнений, описывающих процессы рыскания и бокового сноса для рассматриваемого объекта следующего вида:

х, = ах + ахх2 + а2х2 + аъх\ +Ьп3;

■ Х2=а2\х\+а22Х2+Ь213; ^

*3=*1>

где хих2,х3 - переменные состояния рассматриваемой системы, соответственно ®у,Р,Щ

а\Ъ<>г\,а22,Ъп,Ъ2Х - коэффициенты обобщенной математической модели дм

рассматриваемого горизонтального движения СВП; в,,а2>а3 - коэффициенты полинома,

аппроксимирующего присутствующую в системе нелинейную зависимость- 8 -управляющее воздействие.

Функция системы управления движением СВП состоит в определении минимального значения компенсирующего воздействия Щ, расширяющего область устойчивых движений до величины таким образом, что прогнозируемый вектор состояния хцев>,. В связи с тем, что система управления движением рассматриваемого объекта включает единственный орган ограниченной мощности, при выходе переменных состояния за границу области устойчивости мощности управления может не хватить для того, чтобы быстро изменить характер движения. Поэтому для предотвращения потери устойчивости и, как следствие данной потери, возникновения аварийной ситуации следует прогнозировать диапазон изменения переменных состояния. Прогнозирование ведется по дискретной модели полученной путем линеаризации системы (16) в окрестности состояния объекта хШ да момента времени /0 : '

Дх(?0) = ^0)Дх(/0) + БД£/(г0) ,

где хт=[азу, Д| - вектор состояния; [/=<? - скалярные управления; Д*('о) = *('о + Л) - х(/0);ЛС/(Г0) = ¡[/(/0 + /г) - |[/(?о) - их приращения на шаге дискретизации; Л(/о), £ - матрицы параметров, вычисленных в момент /о и постоянных (как и А60 при /е[/о, 'о+Ч-

Для проверки работоспособности разработанного алгоритма моделировался процесс разворота СВП на высокой скорости У0 = 50 узлов. Этот процесс сопровождался резким увеличением угла рыскания и дрейфа, значения которых на момент начала маневра были приняты равными соответственно £> = 20° и /?= 10°. Начальное значение шага винтов изменяемого шага (ВИШ) авиш=25°. Значение коэффициентов ¿¡, принимались равными соответствующим значениям из табл. 1.

Таблица 1. Значения коэффициентов модели (16)

Значения коэффициентов математической модели горизонтального движения СВП

«и а\ аг аз агг Ьи ¿21

-0.0917 -2.778 -0.3472 17.083 -0.475 0.764 0.075

Подставляя в выражение для границы области устойчивости (15) имеющиеся начальные условия, получим, что для сохранения устойчивого (безаварийного) движения в данном режиме необходимо обеспечить выполнение следующего условия относительно угла дрейфа: Р <, 27°. В результате моделирования было установлено, что значения кинематических параметров изменяются от рй = 10° и еа^ = 6°/с до /?=52° и а^о = 9%. При отсутствии предлагаемого алгоритма предотвращения аварий данный режим движения неминуемо привел бы к опрокидыванию ТрС. Однако, спрогнозировав заранее момент выхода вектора состояния за пределы исходной области устойчивости, получаем запас времени, необходимый для осуществления расширения области устойчивости до величины, которая характеризует безопасный режим движения - снижение скорости до значения К= 40 узлов и уменьшение угла упора ВИШ до значения о^иш = 10°.

Запас времени, получаемый в результате данного подхода к построению алгоритма управления движением высокоскоростного ТрС в аварийных ситуациях и определяемый разностью между длиной интервала прогнозирования и временем, затрачиваемым бортовой ЦВМ для расчета границы области устойчивости, позволяет осуществлять плавное изменение управляющих воздействий. В данном случае на изменение скорости движения ТрС на величину Д7= 10 узлов и уменьшение угла упора ВИШ на величину ДаВиш = 15° затрачено около четырех секунд, что является вполне приемлемым, учитывая то, что система следящего управления ВИШ имеет скорость изменения шага винта около 5%. Полученные результаты свидетельствуют о правильности построения предлагаемого алгоритма и предопределяют целесообразность его использования в дальнейшем для повышения безопасности движения других типов транспортных средств, обладающих ограниченной областью устойчивости.

В шестой главе рассмотрены особенности обеспечения безопасности объектов транспортировки - пассажиров и грузов - в местах их дислокации. Сформулированы фазы зарождения и развития аварии на ТрС, подтверждающие необходимость организации предаварийного контроля - наблюдения за состоянием источника опасности для обеспечения пожарной безопасности пассажиров и грузов. Представлен перечень признаков-предвестников загораний и взрывов в помещениях транспортных средств, а также перечень методов и средств их обнаружения, подтверждающие необходимость размещения современных средств раннего обнаружения пожара непосредственно в зоне потенциального источника его возникновения. Сформулированы недостатки существующих средств обеспечения информационной безопасности в условиях пожара, а также достоинства электромагнитных волноводов, подтверждающие целесообразность использования последних для повышения безопасности объектов транспортировки в местах их дислокации

при тепловых воздействиях. Разработан критерий оценки безопасности эвакуации пассажиров, позволяющий оценить время, которым располагает экипаж для проведения соответствующих мер по обеспечению безопасности людей и груза.

Граф состояний и переходов, соответствующий процессу развития аварии при пожаре, представлен на рис.10. Цифры, представленные на рисунке 10, соответствуют следующим состояниям: 1 - нормальная эксплуатация; 2 - пожар в помещении; 3 - пожар потушен до наступления температуры (,; 4- пожар не потушен до наступления температуры (¡; 5 - пожар потушен до наступления температуры /2; 6 - пожар не потушен до наступления температуры 'ъ 7 - пожар потушен до наступления температуры /3; 8 - пожар не потушен до наступления температуры 9 - пожар потушен до наступления температуры /4; 10 - пожар не потушен до наступления температуры И - пожар потушен до наступления температуры Г5; 12 - пожар не потушен до наступления температуры /5; 13 - пожар потушен до наступления температуры /б; 14 - пожар не потушен до наступления температуры

Рис.10 Граф состояний и переходов

Представленному на рис.10 графу соответствует следующая система дифференциальных уравнений:

¿Рли)!Л = Я24р2(1) - (Я45 + Л46)Р4(0,

0/^ = Я45Р4С0, ¿РЬ(()!Л = Я4йР4(0-(Дб7+^8)Р6(/), ^7(0/^ = ^6(0,

¿ЫО'Л = 4<ШЛО(0-Й2.13 + ^-12.14)^12(0,

Решая систему в стационарной постановке получим ¿Р! & = 0 : ^=Л12Д/(Я2з+Л24),

Рг={ЛХ2Х1Ъ)Р[ /(%+%), А = (Ап^М /«¿23 + ¿24X4,5 + 4,б)]. Р5 = (1,2^45^1 /[(^23 + + ¿46».

= йа^б)^ ЯМи +Д24ХД45 +Д4бХ^7 +Л58)]. Р1 = Й2-124А46^7)Р1 /[(/¡23+^24X^45 +^46Х^67 + ¿68)1»

=Й2-г24/14б-^8)-Р1 ^23 + ¿24X445 + ¿46X^7 + ¿68X439 +4«.1о)]> Р9 = (^12^24^46^68-^9)^1 /[(¿23 + ¿24X445 + ¿46)^67 + ¿68X489 +¿8.10)].

^10 =(¿12424^6^.10)^/[(¿23 +¿24 X445 + 44б)(4б7 +¿68) (¿89 +¿8.10)^10.11 +¿10,12)].

Р\ ] = (¿^^¿46'%8':'«.1О4О.1 1 /[(¿23 + 424X445 + ¿4б)(Лб7 + ¿68) (¿89 +¿8.10)^10.11 +¿10.12)]'

Рп ~ (^12-424-^46^8-^8.10^10.12)^1 /[(¿23 + ¿24)^45 +¿46)(¿67 + ¿68)

(¿89 +¿8.10X^0.11 +¿10.12X412.13 +¿12.14)].

Лз - (-¿12^24-^46^8^.Г0-4ю. 12-4(2.1з)-^1 /[(¿23 +¿24)(¿45 +¿46)

(¿67 + ¿68)^9 +¿8.10X^0.11 + ¿10.12X412.13 +¿12.14)].

13

Используя очевидное равенство £Р, = 1,0, можно найти искомые значения вероятностей.

1

В качестве критерия пожароопасное™ помещения целесообразно использовать следующее выражение:

711;

К--

-0-, где: ——--условная вероятность появления огня

£ I ^ 12 аукуАу

1=и=1 /=1/=1

в г-ом помещении, ау - количество технических средств у'-ого типа, являющихся

возможными источниками пожара в г-ом помещении; ^ - коэффициент использования технического средства 7-ого типа в ¡-ом помещении; ку - интенсивность отказов оборудования /-ого типа в г-ом помещении, в результате которых появляется огонь; /и,- -количество типов технических средств, отказы которых могут вызвать появление огня в г-ом помещении; п - количество помещений; - процентное содержание кислорода в воздухе

г'-ого помещения; В®2 - процентное содержание кислорода в атмосфере; 12 - процентное содержание кислорода, при котором прекращается огонь.

В качестве эффективного средства повышения безопасности объектов транспортировки в местах их дислокации предлагается использовать системы информационной поддержки (СИП) принятия решений руководителей по борьбе с авариями ТрС. Разработаны и представлены функциональные требования к СИП принятия решений при борьбе за живучесть (БЗЖ) водного ТрС, выделен перечень задач, решение которых необходимо

автоматизировать, определены цель и принципы построения данной системы. В качестве языка описания информационных моделей для решения задач борьбы за живучесть ТрС предлагается использовать язык описания семантических сетей. Представление знаний о решения задач борьбы с авариями предлагается реализовать с помощью продукционных правил, представляющих собой выражения вида:

(О;Q;P;A => B;N,

где г - имя продукции; Q - характеристика сферы применения продукции; А=*В - ядро продукции; Р - условие применимости ядра продукции; N - постусловие продукции.

Обоснована необходимость использования при формировании моделей объектов ТрС идентификаторов, функционального, структурного, конструктивного, топологического организационного и информационного описания, а также описания состава, способов и видов управления ТрС. Определен состав всех вышеуказанных форм описания объектов транспортных средств.

Представленная классификация позволяет составлять с помощью продукционных правил алгоритмы выработки решений для системы информационной поддержки борьбы с авариями ТрС, формализующие и, тем самым, упрощающие процесс принятия решений в случае возникновения аварий транспортного средства.

В седьмой главе рассмотрены метод и средства повышения безопасности управления и обслуживания ТрС. В качестве средства повышения безопасности персонала разработано программное обеспечение тренажера по управлению движением СПК, позволяющее оператору-судоводителю приобрести навыки в управлении таким сложным высокоскоростным водным транспортным средством как судно на подводных крыльях включая управление в аварийных ситуациях, имитация и проверка которых в реальных условиях невозможна, но важна с точки зрения безопасности управления рассматриваемым объектом. Программная реализация выполнена на языке Borland Delphi и предназначена для использования в операционной системе Microsoft Windows. Главное окно компьютерного тренажера представлено на рис. 11.

Созданная программа позволяет моделировать различные аварийные ситуации, не зависящие от оператора, отслеживать основные ошибки начинающих операторов, а также позволяет отображать режимы пространственного движения ТрС рассматриваемого типа, его движения в продольной и поперечной плоскостях и графики изменения во времени соответствующих параметров состояния рассматриваемого объекта. Разработанная программа позволяет также заменить дорогостоящие тренажеры, строящиеся на сложной элементной базе.

Рис. 11. Вид главного окна компьютерного тренажера. Для повышения уровня безопасности управления и обслуживания ТрС, помимо использования рассмотренного выше средства обеспечения безопасности персонала, необходимо также уделять особое внимание безопасности организационной структуры

управления, а также безопасности технического обслуживания и ремонта эксплуатируемых ТрС. Все вышеуказанное достигается при разработке и корректном использовании эффективной системы управления безопасностью (СУБ) транспортной компании (ТК). С этой целью в диссертации был разработан метод оценки эффективности СУБ ТК. В качестве транспортных компаний были выбраны девять ведущих Российских судоходных компаний (СК).

Проведенный анализ требований, предъявляемых к СУБ СК со стороны Международного кодекса по управлению безопасностью (МКУБ) при первоначальном и периодическом ее освидетельствовании, позволил сформировать структуру целей (Ц), подцелей (ПЦ) и процедур (П), характеризующих цели и подцели, что явилось основой для дальнейшего формирования метода оценки эффективности СУБ СК. В результате анализа были выделены 11 целей, характеризующих, согласно МКУБ, функционирование системы управления безопасностью. Кроме того, была определена структура подцелей, характеризующих каждую цель, а также перечень задач и процедур, характеризующих каждую подцель.

Выделенные цели, подцели и процедуры существенно различаются по степени их значимости для оценки эффективности всей СУБ СК, поэтому возникла необходимость определения коэффициентов важности каждой цели и подцели. Для этого было проведено анкетирование девяти ведущих Российских судоходных компаний. Общее число судов, принадлежащих опрашиваемым СК, составляет 189, продолжительность эксплуатации судов в данных судоходных компаниях колеблется от полугода до 12 лет. Число аварийных происшествий за общий период эксплуатации судов находится в пределах от 0 до 27. Для проведения опроса персонала СК были разосланы анкеты, в которых экспертам предлагалось осуществить ранжирование целей и подцелей СУБ СК, подставив в элементы матриц цифры 0,1 или 2 в соответствии со следующим правилом:

Если, по мнению эксперта, цель (подцель) в строке важнее цели (подцели) в столбце, то на пересечении строки и столбца ставится цифра 2, если цель (подцель) менее важная, то ставится цифра 0, если цель (подцель) равноценная, то - цифра 1.

Коэффициенты важности позволяют определить «удельный вес» каждой цели или подцели в суммарной эффективности процесса обеспечения безопасности. Данные коэффициенты рассчитывались на основании информации, полученной из анкет судоходных компаний, следующим образом:

1. Для каждой квадратной матрицы параметров (целей и подцелей) определяется сумма

цифр, стоящих в каждой г -ой строке - вычисляются значения £ Cj , где у - столбец.

У'=1

2. После этого складываются все цифры в столбце сумм строк - вычисляется значение т т

1.1. Сц. /=1у=1

3. Коэффициент важности по каждой цели (подцели) определяется как отношение

, , т т т

суммы цифр в каждой строке к сумме цифр столбца сумм строк - Я/ = Ё С, / Ё £ с,,

М ,'=1;=1

Общая эффективность процесса будет определяться выражением Рцс = 1/1, * Р1, где т -

/=1

число целей, Р! - эффективность выполнения г -ой цели.

Учитывая разнородность целей и подцелей, в качестве критерия эффективности был выбран критерий максимума функции аддитивной технической полезности, построение которой осуществляется на основе выбранных функций технической полезности, обеспечивающих количественное измерение рассматриваемых целей Ц, и подцелей ПЦ/.

Кроме того, выбору функции технической полезности удовлетворяет и следующее определение: Цель Ц, (подцель ПЦ/) количественно измерима на множестве процедур 5, если на 5 существует вещественная функция Р(3), сохраняющая упорядочение. Поскольку желательно увеличивать функцию технической полезности, такую оценку можно рассматривать как п - мерный критерий оптимизации. Считая, что критерии ориентированы положительно и любая пара критериев не зависит по предпочтению от других критериев, определим функцию технической полезности по всем целям в виде

1=1

где Р1 (5!) - эффективность выполнения /'-ой цели; Л, - коэффициент важности /-ой цели.

Причем эффективность выполнения ('-ой цели Р,(5) = £ где Ру (6') -

7=1

эффективность выполнения /-ой подцели; Лц - коэффициент важности у'-ой подцели; т -число подцелей. В нашем случае имеем:

7 6 7 ю

Р\ = I Рг=Ъ ЛуРу, Ръ = I Хъ]Ру- Р4 = I Л4.Р4..;

7=1 7=1 7=1 7=1

= Iк]Р5/, ^6=1 к]Р(,у, ^7=1 ^1]р1р Р%= I

7=1 7=] ;=1 У=1

Р9 = 2 Р,о = Е ЛоуРшу; /11 = 1 Дцу/'пу-

7=1 7=1 7=1

Использование в качестве критерия эффективности максимума функции технической полезности позволяет автоматически осуществить нормирование разнородных целей и формировать процесс оценки эффективности в формализованном виде. При этом следует иметь ввиду, что многие подцели характеризуются некоторым множеством процедур, которые, в свою очередь, могут быть ранжированы для оценки подцели и могут характеризоваться технической функцией полезности релейного вида: неудовлетворительно = 0, удовлетворительно = 0,37, либо непрерывной функцией желательности Харрингтона. Данная функция позволяет установить связь между лингвистической шкалой и значениями шкалы предпочтений с/, указанными в табл. 2.

Эмпирическая система (лингвистические значения) Числовая система, й

Высокоэффективно 1,00ч-0,80

Эффективно 0,80*0,63

Среднеэффективно 0,63*0,37

Малоэффективно 0,37*0,20

Не эффективно 0,20*0,00

Таким образом, эффективность целей (подцелей) СУБ СК будем рассчитывать, используя функцию Харрингтона, следующим образом: ^ =ехр(-ехр(-Л)), где Л - численные значения лингвистической шкалы.

Отдельные подцели, которые не характеризуются выполнением множества процедур, могут определяться как релейной функцией полезности, так и функцией желательности Харрингтона. Те подцели или процедуры, для оценки которых в качестве функции полезности применяется функция желательности Харрингтона, будут определять различимость по качеству систем управления безопасностью, а, следовательно, и по

величине максимальной аддитивной функции полезности. Данные подцели и процедуры определяют инициативу СК по повышению эффективности системы управления безопасностью. Выполнение этих и подобных подцелей и процедур дает широкую возможность для инициативных действий судоходных компаний по повышению эффективности СУБ, а также дает возможность экспертам оценить правильность выбранных оценочных показателей. Полученное значение Рцс будет находиться в интервале от О

(неэффективное исполнение СУБ СК) до 1 (100% эффективности СУБ СК). Значения Рур < 0.37 являются критическими с точки зрения соответствия требованиям МКУБ. Для

увеличения эффективности целей-средств необходимо обратить внимание на исполнение тех целей и подцелей, которые имеют большие коэффициенты важности и при этом низкую эффективность.

Вышеизложенный подход позволяет оценить эффективность выполнения одиннадцати так называемых целей-средств, т.е. определить необходимую составляющую процесса оценки эффективности СУБ СК. Однако для суммарной оценки эффективности СУБ СК предлагается использовать составной критерий, который наиболее полно отражает эффективность результатов работы судоходной компании в области обеспечения безопасности. Данный критерий имеет следующий вид:

Р = Р * Р

1 сум 'ЦС *ЦР'

где Рсум - суммарная эффективность СУБ СК; Рцс - эффективность выполнения СК

одиннадцати целей-средств, определяемая по вышеизложенной методике; Рцр -

эффективность выполнения СК целей-результатов, определяемая фактическим уровнем безаварийной работы СК на основании использования модифицированной (зеркальной) функции желательности Харрингтона следующего вида:

Г / /

р _ ккор , ' цр 'хважн

+ Кважн * ехр

ехр

-ехр

-6

N1

(Лгтах_)г | Уукор Лкар]

-ехр

д,тах

хор

м

+ Кеажн * ехр

-ехр

-6 мта>

па

■ (лгшах — к )

-к,

I

где К^жН, К™жн, К""жн - коэффициенты важности соответственно кораблекрушений, аварий и аварийных происшествий;

хгшах \rmax , .шах

"кор'"ав > "ал - максимально-допустимое число соответственно кораблекрушений, аварий и аварийных происшествий одного судна в год;

Ккор - коэффициент, учитывающий среднее число кораблекрушений,

приходящихся на одно судно в год

К,

кор '

N.

КОр -, где Л^р - общее число

судов

кораблекрушений, которые произошли на всех судах (Л^ов) Данной судоходной компании в течении рассматриваемого периода ( Т) лет;

Кае ~ коэффициент, учитывающий среднее число аварий, приходящихся на одно у

судно в год - Кав = ——"" , где Ы^ - общее число аварий, которые произошли на всех Л судов *

судах (Л^аов) данной судоходной компании в течении рассматриваемого периода (Г) лет;

Кап - коэффициент, учитывающий среднее число аварийных происшествий,

£

приходящихся на одно судно в год - Кап = где Л'^ - общее число аварийных

"1гудов *

происшествий, которые произошли на всех судах (Мсудов) данной судоходной компании в течении рассматриваемого периода (Г) лет.

Поскольку кораблекрушения являются существенно более значимыми аварийными случаями по сравнению с авариями, а последние более значимы по сравнению с аварийными происшествиями, то для правильного отражения состояния аварийности СК коэффициенты важности принимаются равными следующим значениям:

Кважн = 0-7> К%ажи ~ 0-2, Кд"жн = 0.1.

Таким образом, даже если эффективность выполнения СК целей-средств (Рцс) будет

достаточно высокой, но при этом аварийность судов будет сопоставима с максимально допустимой, суммарная эффективность СУБ СК (Р^) будет невысокой. С другой стороны, при достаточно невысоком уровне аварийности СК суммарная эффективность СУБ СК будет определяться эффективностью Рцс. Для эффективной работы судоходной компании в

области обеспечения безопасности мореплавания Рсум должна быть максимально приближена к 100%.

С целью автоматизации процесса оценки эффективности СУБ СК было разработано программное обеспечение, как средство реализации предлагаемого метода, позволяющее как представителям службы освидетельствования Регистра судоходства, так и представителям судоходных компаний не только качественно, но и количественно оценить эффективность СУБ СК, а также получить конкретные рекомендации, направленные на повышение уровня безопасности управления и обслуживания эксплуатируемых ТрС. В седьмой главе диссертации представлены состав, структура и особенности работы программного обеспечения.

Разработанный метод и реализующее его программное обеспечение прошли успешную апробацию в пяти ведущих Российских судоходных компаниях (ООО «Волга-Нева», ООО «Трансоил», ЗАО «Балтком», ООО «Лукоил-Калининградморнефть», ООО «Дуглас»),

В заключении подводится итог проделанной работе, выделяются основные теоретические и практические результаты, а также направления их использования.

В приложениях представлены результаты моделирования аварий, возникающих при перевозках опасных грузов автомобильным и железнодорожным транспортом, результаты выполненной структуризации целей, подцелей и процедур по управлению безопасностью судоходной компании, а также вид анкеты для опроса экспертов - представителей службы безопасности мореплавания судоходных компаний.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

В ходе диссертационной работы получены следующие основные результаты:

1. Разработана динамическая модель развития экономики региона с учетом транспортной составляющей, позволяющая решать две задачи прогнозирования:

- прогнозирование объема перевозок в регионе в зависимости от характера изменения объемов перевозок, выполненных транспортом в предпрогнозном периоде, от динамики изменения валового внутреннего продукта и общественных производственных фондов, от характера изменения объемов капиталовложений в развитие промышленности, сервисных отраслей, транспорта и экологии, а также от изменения общей численности населения региона;

- определение необходимых пропорций капиталовложений в развитие промышленности, транспорта, экологии и фонда потребления в зависимости от требуемого объема перевозок в регионе, характера изменения валового внутреннего продукта и общественных производственных фондов, а также от изменения общей численности населения региона.

2. Сформулирован принцип комплексной оценки безопасности транспортных средств, позволяющий рассматривать весь процесс обеспечения безопасности ТрС в виде совокупности четырех составляющих, а именно:

- конструктивной безопасности ТрС;

- безопасности движения ТрС;

- безопасности объектов транспортировки в местах дислокации;

- безопасности управления и обслуживания ТрС.

Предлагаемый системный подход к оценке безопасности транспортных средств позволяет всем организациям, участвующим в их создании, эксплуатации и модернизации, обеспечивать безопасность на протяжении всего периода жизненного цикла ТрС. Сформулированный принцип, обладая универсальностью, может быть использован при рассмотрении любого вида транспорта.

3. Разработан метод обеспечения конструктивной безопасности высокоскоростного ТрС и реализующий его программный комплекс, представляющие собой новый, современный, эффективный и удобный инструмент системного обеспечения конструктивной безопасности высокоскоростных ТрС. При использовании разработанного метода и программного комплекса достигается повышение качества технических решений при существенном сокращении сроков и стоимости создания новых и модернизации существующих объектов рассматриваемого типа. Программный комплекс позволяет на основе заданных технических требований решать различные задачи системного обеспечения конструктивной безопасности высокоскоростных водных ТрС, при этом решение многих прикладных задач стало возможным только с использованием разработанного программного обеспечения.

4. Разработан метод повышения безопасности движения высокоскоростного водного ТрС и реализующий его алгоритм, позволяющие существенно повысить безопасность движения транспортных средств. Метод предполагает контроль и прогнозирование кинематических параметров движения ТрС с целью недопущения выхода вектора состояния рассматриваемого объекта за границу области устойчивых движений. Разработанный метод и реализующий его алгоритм, являясь универсальными, пригодны для любого транспортного средства, обладающего ограниченной областью устойчивости.

5. Разработан метод повышения безопасности объектов транспортировки в местах их дислокации, позволяющий сформировать системы информационной поддержки принятия решений в аварийных ситуациях с использованием информационных моделей нового типа, составленных с помощью продукционных правил и содержащих функциональное, структурное, конструктивное, топологическое, организационное и информационное описание объектов ТрС, а также описание состава, способов и видов управления транспортным средством в аварийных ситуациях.

6. Разработан метод оценки эффективности системы управления безопасностью транспортной компании и реализующее его программное обеспечение, позволяющие не только качественно, но и количественно оценивать эффективность системы управления безопасностью с учетом фактической аварийности принадлежащих компании транспортных средств. Предлагаемый метод позволяет сравнивать СУБ различных транспортных компаний, а также оценивать мероприятия, направленные на улучшение отдельных требований Международного кодекса по управлению безопасностью. Разработанный метод и реализующее его программное обеспечение являются простым и надежным инструментом, который позволит как представителям контролируемых служб, так и представителям транспортных компаний не только оценивать эффективность существующей системы

управления безопасностью, но и определять возможные пути повышения уровня безопасности управления и обслуживания ТрС.

В целом, совокупность полученных в диссертации теоретических и практических результатов позволяет сделать вывод о том, что цель исследований достигнута, сформулированная проблема решена.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

Монографии:

1. Безопасность водного транспорта и человеческий фактор /В.С.Артамонов, B.C. Звонов, M.JI. Маринов, Д.А. Скороходов, A.JI. Стариченков, Н.И. Уткин. СПб • УГПС МЧС РФ, 2011.-372 с.

2. Безопасность мореплавания высокоскоростных судов /B.C. Артамонов, B.C. Звонов, A.C. Поляков, Д.А. Скороходов, А.Л. Стариченков, Н.И. Уткин. СПб.: УГПС МЧС РФ 20ю' -372 с.

3. Повышение безопасности движения скоростных судов / В.М. Амбросовский, В.А. Зуев, Ю.А. Лукомский, Д.А. Скороходов, А.Л. Стариченков, А.Г. Шпекторов. СПб ■ Элмоп 2008.-136 с.

4. Проблемы безопасности водного транспорта при чрезвычайных ситуациях /В.С.Артамонов, B.C. Звонов, A.C. Поляков, Д.А. Скороходов, А.Л. Стариченков НИ Уткин. СПб.: УГПС МЧС РФ, 2010.-362 с. '

Статьи в ведущих научных журналах и изданиях, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ:

5. Стариченков А.Л. Алгоритм прогнозирования аварийных ситуаций, возникающих при движении судна на воздушной подушке // Транспорт: наука, техника, управление 2006 №2, с. 23-27.

6. Стариченков А.Л. Принцип противоаварийной автоматизации скоростных судов // Морской вестник. Специальный выпуск. 2007. № 4(7), с.100-102.

7. Бацагин C.B., Скороходов Д.А., Стариченков А.Л. Общие информационные параметры пожарной опасности на транспортных средствах // Морские интеллектуальные технологии. Специальный выпуск. 2011. №2, с. 24-29.

8. Артамонов B.C., Скороходов Д.А., Стариченков А.Л. Навигационное сопровождение маломерных судов для обеспечения безопасности судоходства // Проблемы управления рисками в техносфере. 2011. №1(17), с.113-118.

9. Белый О.В., Скороходов Д.А., Стариченков А.Л. Северный морской путь/проблемы и перспективы И Транспорт Российской федерации. 2011. №1(32), с.8-12.

Ю.Бледнов Д.А., Лобанов С.Л., Скороходов Д.А, Стариченков А.Л. Основные принципы алгоритмического и информационного обеспечения автоматической идентификации пожара на морских транспортных средствах // Эксплуатация морского транспорта. 2008. № 1(51),с. 60-65. '

П.Ибадулаев В.А., Стариченков А.Л., Степанов И.В. Оценка рисков при перевозках опасных грузов // Транспорт: наука, техника, управление. 2004. № 8, с. 23-27.

12. Лукомский Ю.А, Стариченков А.Л. Общие закономерности и специфические особенности в математических моделях морских подвижных объектов // Гироскопия и навигация. 1997. № 2(17), с. 44-52.

13. Лукомский Ю.А, Стариченков А.Л. Прогнозирование устойчивости движения судов с динамическими принципами поддержания // Известия СПбГЭТУ «ЛЭТИ» (серия «Автоматизация и управление»), 2004. № 1, с. 13-17.

14. Овчинникова Е.А, Скороходов Д.А, Стариченков А.Л. Параметрический метод управления маневрированием судна в штормовых условиях // Морской вестник Специальный выпуск. 2007. № 3(6), с. 134-136.

15.Овчинникова Е.А., Скороходов Д.А., Стариченков А.Л. Принцип управления маневрированием судна в штормовых условиях // Эксплуатация морского транспорта 2008 № 1(51), с. 23-26.

16. Скороходов Д.А., Стариченков А.Д., Степанов И.В. Методологические основы оценки эффективности системы управления безопасностью судоходной компании //Известия СПбГЭТУ «ЛЭТИ» (серия «Электротехника»), 2005. № 1, с. 48-54.

17.Скороходов Д.А., Стариченков А.Л., Степанов И.В. Разработка метода управления транспортными потоками в сложных технологических комплексах // Транспорт: наука, техника, управление. 2003. №8, с.9-12.

18. Скороходов Д.А., Стариченков А.Л., Чернышева Т.С. Компьютерная технология проектирования систем управления движением высокоскоростных судов // Морской вестник. Специальный выпуск. 2007. № 3(6), с. 131-133.

Статьи во всероссийских, региональных и ведомственных научных журналах и изданиях:

19. Стариченков А.Л. Управление безопасностью: проверка на эффективность // Судоходство. 2007. № 3(128), с. 14-15.

20. Стариченков А.Л., Степанов И.В. Методика оценки безопасности транспортных комплексов // Транспорт Российской федерации. 2007. № 9, с. 28-29.

21.Стариченков А.Л., Чернышева Т.С. Скоростной флот: как обеспечить безопасность? // Судоходство. 2007. № 4(129), с. 51-53.

22.Баринова Л.Д., Скороходов Д.А., Стариченков А.Л. Направления повышения эффективности и безопасности портов // Транспортная безопасность и технологии 2008 №3(16), с. 114-116.

23. Белый О.В., Гурков Р.М., Скороходов Д.А., Стариченков А.Л. Направления информационных технологий для повышения безопасности транспортных комплексов // Транспорт Российской федерации. 2008. №5(18), с.22-24.

24.Борисова Н.Ф., Скороходов Д.А., Стариченков А.Л. Интеллектуальные технологии для обеспечения безопасности судоходства // Транспорт Российской федерации. 2010 №1(26), с.32-34.

25.Корчанов В.М., Скороходов Д.А., Стариченков А.Л. Интеллектуальные технологии в системах управления движением судов // Морские интеллектуальные технологии 2008 № 1(1), с. 25-30.

26. Скороходов Д.А., Стариченков А.Л. Актуальные проблемы совершенствования системы управления безопасностью железнодорожного транспорта // Транспорт Российской федерации. 2009. №1(20), с.38-39.

27. Скороходов Д.А., Стариченков А.Л. Концепция разработки систем поддержки принятия решения при борьбе за живучесть корабля // Оборонный заказ. Специальный выпуск. 2009. № 22, с. 35-39.

28. Скороходов Д.А., Стариченков А.Л. Принципы обеспечения конструктивной безопасности высокоскоростных морских и речных транспортных средств // Транспорт Российской федерации. 2009. №2(21), с.43-45.

29. Скороходов Д.А., Стариченков А.Л. Принципы оценки эффективности системы управления безопасностью судоходной компании // Балтийский диалог. 2005. № 2, с. 8-16.

30. Скороходов Д.А., Стариченков А.Л. Принципы построения системы информационной поддержки для принятия решений в аварийных ситуациях // Морские интеллектуальные технологии. 2009. №1(3), с. 48-56.

31. Скороходов Д. А., Стариченков А.Л. Проблемы безопасности транспорта // Транспортная безопасность и технологии. 2005. № 2(3), с. 24-27.

Сборники трудов всероссийских и международных конференций:

32. Стариченков А.Л. Контроль качества работы системы управления безопасностью судоходной компании / Сборник трудов Всероссийской научно-технической конференции

«Перспективы развития транспорта России» (в рамках VIII Международной выставки и конференции «Нева-2005»), СПб.: 2005, с. 78-80.

33. Стариченков А.Л. Оценка и прогнозирование состояния технических средств железнодорожного транспорта / Сборник трудов Всероссийской научно-практической конференции «Транспорт России: проблемы и перспективы - 2010». М.: МИИТ. 2010 с 7888.

34.Стариченков А.Л. Прогнозирующий алгоритм управления движением корабля на воздушной подушке в аварийных ситуациях / Навигация и управление движением. Сборник докладов II научно-технической конференции молодых ученых. СПб.: ЦНИИ «Электроприбор». 2000, с. 153-162.

35.Стариченков А.Л. Эллиптическая аппроксимация границы области устойчивости горизонтального движения корабля на воздушной подушке / Навигация и управление движением. Сборник докладов I научно-технической конференции молодых ученых. СПб.: ЦНИИ «Электроприбор». 1999, с. 161-167.

36.Стариченков А.Л., Степанов И.В. Принципы формирования замкнутых динамических моделей развития региональных транспортных систем / Сборник докладов Международного конгресса «Механика и трибология транспортных систем - «Мехтриботранс» - 2003», Ростов-на-Дону: 2003, с.292-295.

37.Стариченков А.Л., Степанов И.В. Управление рисками в региональной транспортной системе / Сборник докладов Всероссийской конференции «Управление и информационные технологии - УИТ-2005»,С-Пб.: 2005, с.30-39.

38. Стариченков А.Л., Степанов И.В., Чернышева Т.С. Принципы создания информационного обеспечения региональной транспортной системы / Сборник докладов 5-й Международной конференции «Организация и безопасность дорожного движения в крупных городах», СПб.: 2002, с 196-198;

39.Белый О.В., Кощий С.С., Скороходов Д.А., Стариченков А.Л. Методика оценки эффективности системы управления безопасностью судоходной компании / Сборник материалов IV международной научно-практической конференции «Терроризм и безопасность на транспорте». М.: 2005, с. 276-279.

40. Белый О.В., Скороходов Д.А., Стариченков А.Л. Концепция комплексной безопасности дорожного движения транспорта / Сборник трудов Всероссийской научно-практической конференции «Транспорт России: проблемы и перспективы - 2009» М.: МИИТ. 2009, с. II-5 -11-6.

41.Верхоланцев A.A., Скороходов Д.А., Стариченков А.Л. Модели переключения технических средств при эксплуатации транспорта / Сборник трудов Всероссийской научно-практической конференции «Транспорт России: проблемы и перспективы - 2008». М.: МИИТ. 2008, с. 12-14.

42.Дымкина Т.Е., Скороходов Д.А., Стариченков А.Л., Чернышева Т.С. Перспективы развития скоростных судов / Сборник трудов Всероссийской научно-практической конференции «Транспорт России: проблемы и перспективы - 2007». М.: МИИТ 2007 с 2425.

43.Клименков А.Г., Никонов М.С., Стариченков А.Л. Программное обеспечение режима пространственного движения судна на подводных крыльях / Сборник докладов 5-й международной конференции по морским интеллектуальным технологиям «Моринтех-2003». СПб.: 2003, с. 232-238.

44.Клименков А.Г., Стариченков А.Л., Чернышева Т.С. Программное обеспечение тренажера по управлению движением судна на подводных крыльях / Навигация и управление движением. Сборник докладов IV научно-технической конференции молодых ученых. СПб.: ЦНИИ «Электроприбор». 2002, с. 218-224.

45. Никонов М.С., Стариченков А.Л. Имитационная модель пространственного движения судна на подводных крыльях / Сборник трудов Всероссийской научно-технической

конференции «Перспективы развития транспорта России» (в рамках VIII Международной выставки и конференции «Нева-2005»), СПб.: 2005, с. 102-105.

46. Садикова Н.П., Скороходов Д.А., Стариченков А.Л. Перспективы использования новых транспортных средств в России / Сборник трудов Всероссийской научно-практической конференции «Транспорт России: проблемы и перспективы - 2007» М-МИИТ. 2007, с. 22-24.

47. Скороходов Д.А., Стариченков А.Л. Методы оценки пожарной опасности транспортных средств / Сборник трудов Всероссийской научно-практической конференции «Транспорт России: проблемы и перспективы - 2007». М.: МИИТ. 2007, с. 98-99.

48. Скороходов Д.А., Стариченков А.Л. Основы построения комплексной системы управления безопасностью транспортной компании / Сборник докладов II российской научно-практической конференции судостроителей «Единение науки и практики - 2010» СПб.: 2010, с. 79-81.

49. Скороходов Д.А., Стариченков А.Л. Показатели надежности и безопасности при оценке и прогнозировании допустимых уровней состояния технических средств железнодорожного транспорта / Сборник трудов Всероссийской научно-практической конференции «Транспорт России: проблемы и перспективы - 2009». М.: МИИТ 2009 с II-28.

50. Скороходов Д.А., Стариченков А.Л. Принципы оценки безопасности грузов / Сборник трудов Всероссийской научно-практической конференции «Транспорт России: проблемы и перспективы - 2007». М.: МИИТ. 2007, с. 97-98.

51. Скороходов Д.А., Стариченков А.Л. Пути повышения безопасности морских портов /Сборник трудов Всероссийской научно-практической конференции «Транспорт России: проблемы и перспективы-2008». М.: МИИТ. 2008, с. 14-16.

52. Скороходов Д.А., Стариченков А.Л., Степанов И.В. Принципы формирования моделей развития региональной транспортной системы / Сборник докладов 5-й Международной конференции «Организация и безопасность дорожного движения в крупных городах», СПб.: 2002, с 208-210;

Личный вклад автора. В работе [1] автором лично написаны четыре из девяти представленных глав. В работе [2] автором лично написаны три из восьми представленных глав. В работе [3] автором лично написаны три из семи представленных глав. В работе [4] автором лично написаны три из восьми представленных глав. Работы [5, 6, 19, 32-35] выполнены автором лично. В работах [9, 17, 25, 38, 42-44] автор участвовал в постановке задач, разработке алгоритмов и реализующего их программного обеспечения. В работах [7, 8, 10-13, 15, 16, 18, 20-24, 28, 30, 31, 36, 39, 41, 45, 49-50] автор участвовал в постановке задач, разработке общих методов, принципов и получении аналитических выражений. В работах [14, 26, 27, 29, 35, 37, 40, 46-48, 51, 52] автор участвовал в постановке задач, разработке структурных схем, проведении численного моделирования.

Подписано в печать 06.12.11. Формат 60*84 1/16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Печ. л. 2,0. Тираж 100 экз. Заказ 149. Отпечатано с готового оригинал-макета в типографии Издательства СПбГЭТУ "ЛЭТИ"

Издательство СПбГЭТУ "ЛЭТИ" 197376, С.-Петербург, ул. Проф. Попова, 5

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. РАЗРАБОТКА МЕТОДА АНАЛИЗА И ОЦЕНКИ БЕЗОПАСНОГО СОСТОЯНИЯ РЕГИОНАЛЬНОЙ ТРАНСПОРТНОЙ СИСТЕМЫ.

1.1 Функциональная структура региональной транспортной системы.

1.2 Информационные потоки, обеспечивающие деятельность региональной транспортной системы.

1.3 Методы оценки безопасности региональной транспортной I системы. 23 &

1.4 Разработка метода моделирования региональной і транспортной системы.

1.4.1 Разработка формального аппарата структурного | моделирования региональной транспортной системы.26 ї

1.4.2 Разработка замкнутой динамической модели і региональной транспортной системы.

1.4.3 Структурные схемы динамической модели прогнозирования развития региональной транспортной системы.

1.5 Состав показателей и критерии эффективности функционирования РТС.

1.5.1 Функциональные критерии.

1.5.2 Экономические критерии.

1.5.3 Критерии безопасности.

1.5.4 Экологические критерии.

1.5.5 Социальные критерии.

1.5.6 Информационные критерии.

ВЫВОДЫ ПО 1 ГЛАВЕ.

ГЛАВА 2. МОДЕЛИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ ПОТОКОВ БЕЗОПАСНОЙ РЕГИОНАЛЬНОЙ ТРАНСПОРТНОЙ СИСТЕМЫ.

2.1 Моделирование структуры логистического центра региональной транспортной системы.

2.2 Моделирование функциональной структуры региональной транспортной системы на базе модифицированной сети Петри.

2.2.1 Модель формирования заявки на перевозку груза.

2.2.2 Модель заключения контракта на перевозку груза.

2.2.3 Модель составления маршрута движения.

2.2.4 Модель контроля движения транспортного средства.

2.2.5 Модель подтверждения факта доставки груза.

ВЫВОДЫ ПО 2 ГЛАВЕ.

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПОВ КОМПЛЕКСНОЙ

ТЕОРИИ ОЦЕНКИ БЕЗОПАСНОСТИ ТРАНСПОРТНЫХ

СРЕДСТВ.

3.1 Термины и определения процессов обеспечения безопасности.

3.2 Классификация факторов, влияющих на безопасность транспортных средств.

3.3 Принципы количественной оценки уровня безопасности транспортных средств.

3.4 Принцип комплексной оценки безопасности транспортных средств.

3.4.1 Конструктивная безопасность транспортных средств.

3.4.2 Безопасность движения транспортных средств.

3.4.3 Безопасность объектов транспортировки в местах их дислокации.

3.4.4 Безопасность управления и обслуживания транспортных средств.

ВЫВОДЫ ПО 3 ГЛАВЕ.

ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА МЕТОДА ОБЕСПЕЧЕНИЯ КОНСТРУКТИВНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ.

4.1 Системный подход к проблеме обеспечения конструктивной безопасности судна на подводных крыльях на этапе проектирования.

4.2 Состав и структура единой среды моделирования основных конструктивных элементов судна на подводных крыльях и его подсистем.

4.3 Математический аппарат для решения задач обеспечения конструктивной безопасности судна на подводных крыльях.

4.3.1 Математическая модель динамики возмущенного движения судна на подводных крыльях.

4.3.2 Математическая модель приводов исполнительных органов.

4.3.3 Модель системы управления движением судна.

4.3.4 Модели датчиков информации.

4.4 Программный комплекс, как средство реализации метода обеспечения конструктивной безопасности судна на подводных крыльях.

4.5 Оценка адекватности разработанного программного комплекса.

ВЫВОДЫ ПО 4 ГЛАВЕ.

ГЛАВА 5. РАЗРАБОТКА МЕТОДА ПОВЫШЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ДВИЖЕНИЯ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ.

5.1 Формализация описания границы области устойчивости горизонтального движения судна на воздушной подушке.

5.2 Исследование бифуркаций фазового пространства горизонтального движения судна на воздушной подушке в аварийных режимах.

5.3 Противоаварийный прогнозирующий алгоритм, как средство повышения безопасности движения судна на воздушной подушке.

5.4 Моделирование работы алгоритма предотвращения аварий судна на воздушной подушке.

ВЫВОДЫ ПО 5 ГЛАВЕ.

ГЛАВА 6. РАЗРАБОТКА МЕТОДА ПОВЫШЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ОБЪЕКТОВ ТРАНСПОРТИРОВКИ В МЕСТАХ ИХ ДИСЛОКАЦИИ.

6.1 Обеспечение пожарной безопасности пассажиров и грузов.

6.2 Регистрация предвестников загораний, взрывов и пожаров в помещениях транспортных средств.

6.3 Опасность теплового воздействия.

6.4 Обеспечение информационной безопасности при тепловых воздействиях.

6.5 Метод оценки безопасности эвакуации пассажиров.

6.6 Системы информационной поддержки, как средство повышения безопасности объектов транспортировки в местах их дислокации.

6.6.1 Информационное моделирование, как механизм снижения риска принятия неэффективных решений в сложных аварийных ситуациях.

6.6.2 Направление повышение качества решения задач борьбы с авариями транспортных средств.

6.6.3 Формализация задач информационного моделирования объектов принятия решений.

6.6.4 Содержание и форма представления информационных моделей принятия решений.

6.6.5 Цель и принципы построения системы информационной поддержки борьбы за живучесть.

6.6.6 Обоснование принципов построения и функциональных требований, предъявляемых к системе информационной поддержки борьбы за живучесть.

6.6.7 Состав функциональных задач подлежащих выполнению системой информационной поддержки.

6.6.8 Структуризация объектов транспортного средства.

ВЫВОДЫ ПО 6 ГЛАВЕ.

ГЛАВА 7. РАЗРАБОТКА МЕТОДА ПОВЫШЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ УПРАВЛЕНИЯ И ОБСЛУЖИВАНИЯ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ.

7.1 Компьютерные тренажеры, как средство повышения безопасности персонала.

7.2 Состав и структура тренажера по управлению движением судна на подводных крыльях.

7.3 Метод оценки эффективности системы управления безопасностью транспортной компании.

7.3.1 Критерий оценки эффективности мероприятий, направленных на улучшение работы системы управления безопасностью судоходной компании.

7.3.2 Расчет коэффициентов важности целей и подцелей системы управления безопасностью судоходной компании.

7 ^ і Основные положения разработанного метода оценки эффективности системы управления безопасностью судоходной компании.

7.3.4 Состав и структура программного обеспечения метода оценки эффективности системы управления безопасностью судоходной компании.

ВЫВОДЫ ТО 7 ГЛАВЕ.

Безопасность - сложнейшее социально-политическое и научно-техническое явление, смысл которого доступен на интуитивном уровне, однако, несмотря на широкое употребление этого понятия, его сущность и -содержание остаются теоретически неисследованными. Определенная сложность в исследовании и решении проблем безопасности заключается в том, что непосредственное измерение безопасности невозможно.

В настоящее время проблемы безопасности существуют практически во всех областях деятельности человека. Результаты работ в данных областях знаний сформировались в виде Федеральных законодательных актов по вопросам безопасности применительно к отдельным направлениям деятельности. К одному из таких направлений относится безопасность транспорта, как составная часть национальной безопасности Российской Федерации.

Современный этап развития научной мысли в сфере проблем безопасности транспорта характеризуется попытками перехода от эмпирического к теоретическому уровню исследования, наличием предпосылок для создания концепции и теории безопасности: идеологических и методологических.

Основным государственным доктринальным и управленческим документом, определяющим содержание государственной политики в области обеспечения транспортной безопасности, программы ее реализации, формирующим и приводящим в действие механизм исполнения является Государственная концепция обеспечения транспортной безопасности. Концепция согласуется с государственными документами более общего характера в области безопасности, транспортной политики и иными, а именно:

Концепцией национальной безопасности РФ;1 Государственной стратегией экономической безопасности РФ;

- Транспортной стратегией РФ на период до 2020 года;

- международными соглашениями Российской Федерации.

Сегодня проблема безопасности начинает рассматриваться как важнейший аспект проектирования, создания и использования различных транспортных средств (ТрС), как наиболее уязвимой, с точки зрения безопасности, составляющей транспортных систем отдельных регионов и всей страны в целом. Это обусловливается, с одной стороны, сложностью структуры указанных объектов, а, с другой стороны, тем возможным ущербом, который может быть нанесен в случае их отказа, включая гибель пассажиров и экипажа ТрС, а также катастрофические последствия, связанные с повреждением перевозимых опасных грузов.

Дальнейшее повышение скоростей транспортных средств, резкое увеличение их количества, реализация новых принципов движения, совершенствование энергетических установок транспортных средств и средств обеспечения транспортировки и невозможность решения проблемы безопасности ТрС с ведомственных позиций, выдвигает на повестку дня вопрос о разработке основных направлений повышения безопасности современных транспортных средств.

Неудовлетворительное положение дел с аварийностью на транспорте настоятельно требует поиска новых подходов к обеспечению безопасности эксплуатируемых транспортных средств. Различным аспектам данных подходов посвящены исследования таких ведущих отечественных и зарубежных специалистов, как Ф.М.Кацман, В.В.Кобзев, И.М.Короткин, Е.А.Куклев, Ю.А.Лукомский, И.А.Рябинин, А.Е.Сазонов,

1 Утверждена Указом Президента РФ от 10 января 2000г. №24

2 Утверждена Указом Президента РФ от 29 апреля 1996 г. №608 Одобрена Государственным Советом РФ 29 октября 2003 г.

Д.А.Скороходов, Х.Кумамото, Э.Хенли, представленные в работах [19, 53, 60, 66, 73, 108, 129, 133, 176].

В качестве организационных и технических мер, которые могут способствовать повышению уровня безопасности ТрС, можно рассматривать: повышение профессионального уровня лиц, осуществляющих управление и обслуживание транспортных средств, посредством совершенствования системы их обучения, включая регулярные занятия по повышению квалификации с последующей тренажерной отработкой практических эксплуатационных ситуаций; повышение технических требований к транспортным средствам старше 10 лет, направленных на обеспечение необходимых параметров прочности конструкций ТрС и эксплуатационной надежности оборудования и систем с целью исключения аварийноопасных транспортных средств из эксплуатации, в том числе по причине высокой стоимости поддержания их должного технического состояния; создание, внедрение и совершенствование систем управления безопасностью транспортных компаний, предназначенных для проведения необходимых организационных и технических мероприятий по улучшению способов управления и технического обслуживания ТрС, принадлежащих транспортным компаниям.

Однако только вышеперечисленных мер недостаточно для повышения уровня безопасности ТрС. В современных условиях возникает необходимость рассмотрения проблемы безопасности транспортных средств на качественно новой межведомственной основе, т.к. эффективное ее решение невозможно без создания соответствующего методологического обеспечения. При формировании теории и методов обеспечения безопасности ТрС необходимо использовать комплексный подход, включающий совместное рассмотрение результатов научных исследований и потребностей практики в интересах безопасности людей и грузов.

Быстрое, качественное и экономически эффективное решение проблемы обеспечения безопасности транспортных средств на протяжении всего периода их жизненного цикла возможно только на основе системных методологических принципов, объединенных современной технологией, используемой всеми организациями, участвующими в создании, эксплуатации и модернизации ТрС. Именно поэтому создание методологии обеспечения безопасности транспортных средств, включающей разработку методов и алгоритмов, безусловно, является актуальной темой исследования.

Резюмируя вышесказанное, можно сформулировать цель и задачи настоящего диссертационного исследования.

Целью диссертационной работы является решение научной проблемы повышения безопасности транспортных средств на основе использования принципа комплексной оценки безопасности, а также разрабатываемых теоретических методов и практических средств, реализующих данный принцип.

Для достижения поставленной цели потребовалось решить следующие научные задачи:

1. Разработка метода анализа и оценки безопасного состояния региональной транспортной системы.

2. Определение состава показателей и критериев эффективности функционирования региональной транспортной системы.

3. Разработка моделей функционирования региональной транспортной системы.

4. Разработка принципов комплексной теории оценки безопасности транспортных средств.

5. Разработка состава и структуры единой среды моделирования основных конструктивных элементов высокоскоростных транспортного средства и его подсистем, предназначенной для решения задач обеспечения конструктивной безопасности ТрС.

6. Разработка программного комплекса, как средства реализации метода обеспечения конструктивной безопасности высокоскоростного транспортного средства, и оценка его адекватности.

7. Разработка противоаварийного прогнозирующего алгоритма, как средства реализации метода повышения безопасности движения высокоскоростного транспортного средства, и моделирование работы предлагаемого алгоритма.

8. Разработка принципов построения и функциональных требований, предъявляемых к системе информационной поддержки принятия решений, как к средству повышения безопасности объектов транспортировки в местах их дислокации.

9. Разработка программного обеспечения тренажера по управлению движением высокоскоростного транспортного средства, как средства повышения безопасности персонала.

10. Разработка метода оценки эффективности системы управления безопасностью транспортной компании и программного обеспечения, реализующего предлагаемый метод.

В ходе решения указанных задач получены следующие основные результаты исследования, выносимые на защиту:

1. Динамическая модель экономического развития региона с учетом транспортной составляющей.

2. Принцип комплексной оценки безопасности транспортных средств и его составляющие.

3. Метод обеспечения конструктивной безопасности высокоскоростного транспортного средства и реализующий его программный комплекс.

4. Метод повышения безопасности объектов транспортировки в местах их дислокации.

5. Метод оценки эффективности системы управления безопасностью транспортной компании и реализующее его программное обеспечение.

Содержание и структура диссертационной работы определяется поставленными при решении вышеуказанных задач вопросами, j Диссертация объемом 473 страницы машинописного текста состоит из введения, семи глав, заключения, списка использованных источников из 177 наименований; содержит 78 рисунков, 41 таблицу, а также 3 приложения.

ВЫВОДЫ ПО 7 ГЛАВЕ:

1. Использование различных систем обучения и тренинга, позволяющих сократить имеющийся разрыв теоретического и практического обучения, способствует существенному повышению безопасности персонала, который во многом зависит от уровня его знаний и тренированности. Высокая эффективность компьютерных тренажеров, с достаточно большой точностью моделирующих как систему управления, так и объект управления, обусловлена возможностью создания для обучаемого условий деятельности, максимально приближенных к реальным. Компьютерные тренажеры имеют ряд существенных преимуществ перед реальными тренажерами: затраты на изготовление и обслуживание программного продукта во много раз ниже тех же затрат для реального тренажера; с помощью подобных программ можно легко реализовывать процессы, трудно поддающиеся моделированию на реальном тренажере; программный тренажер более гибок в настройке и изменении алгоритма его работы;

2. Разработанное программное обеспечение тренажера по управлению движением СГЖ имеет возможность отображения процесса движения судна в продольной и поперечной плоскостях, а также возможность отображения графиков изменения во времени соответствующих параметров состояния рассматриваемого объекта. Созданная программа отслеживает основные ошибки начинающих операторов, допущенные ими в процессе управления движением СГЖ, а также моделирует возможные аварийные ситуации не зависящие от оператора. Программа, являясь средством повышения безопасности персонала рассматриваемого вида ТрС, позволяет оператору-судоводителю приобрести навыки в управлении таким сложным высокоскоростным транспортным средством как судно на подводных крыльях, а также позволяет заменить полноразмерные дорогостоящие тренажеры.

3. Разработанный критерий оценки эффективности выполняемых судоходной компанией мероприятий, направленных на улучшение работы системы управления безопасностью, позволяет учитывать не только соответствие разработанной СУ Б СК требованиям МКУБ, но и фактический уровень безаварийности принадлежащих судоходной компании судов.

4. Проведенное анкетирование 9-ти ведущих Российских судоходных компаний позволило рассчитать значения коэффициентов важности каждой цели и соответствующих им подцелей СУБ СК для дальнейшего использования их в методе оценки эффективности системы управления безопасностью.

5. Разработанный метод, позволяющий на основе выбранного критерия оценить эффективность работы системы управления безопасностью транспортной компании, состоит из следующих этапов: на первом этапе определяется эффективность целей-средств РцС, т.е. определяется соответствие СУБ СК всем требованиям, предъявляемым к ней со стороны МКУБ; на втором этапе определяется эффективность целей-результатов РЦр, т.е. уровень безаварийности судов, принадлежащих судоходной компании; на третьем этапе определяется суммарная эффективность СУБ СК РСум ~ рцс * Рцр > которая, при условии эффективной работы судоходной компании в области обеспечения безопасности, должна быть максимально приближена к 1.

6. Разработанный метод оценки эффективности СУБ СК предусматривает возможность сравнения систем управления безопасностью различных транспортных компаний, а также возможность оценки мероприятий, направленных на улучшение отдельных требований Международного кодекса по управлению безопасностью. Кроме того, метод позволяет не только качественно, но и количественно оценивать эффективность системы управления безопасностью судоходной компании с учетом фактической аварийности принадлежащих ей судов. Предлагаемый метод и реализующее его программное обеспечение являются простым и надежным инструментом, который позволит как представителям службы освидетельствования Регистра судоходства, так и представителям судоходных компаний не только оценивать эффективность существующей системы управления безопасностью, но и определять возможные пути повышения уровня безопасности управления и обслуживания ТрС.

7. Разработанный метод оценки эффективности системы управления безопасностью судоходной компании и реализующее метод программное обеспечение прошли успешную апробацию в 5-ти ведущих Российских судоходных компаниях.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе диссертационной работы получены следующие результаты:

Теоретические результаты работы.

1. Разработана функциональная структура региональной транспортной системы, в состав которой включены объекты и субъекты транспортной деятельности. При этом к объектам транспортной деятельности отнесены элементы технико-технологического обеспечения транспортного процесса, в том числе:

- виды транспорта;

- коммуникации;

- инфраструктура или сфера обслуживания.

К субъектам, участвующим в транспортной деятельности отнесены:

- совокупность транспортных организаций и предприятий;

- трудовые ресурсы;

- органы управления и контроля.

Представлены определения каждой из составляющих предлагаемой структуры РТС. Показано, что потребителей транспортных услуг -грузовладельцев и пассажиров - можно рассматривать как специфический элемент транспортной системы, влияющий на внутреннюю структуру ТС и ее элементов, а также на процессы, протекающие внутри ТС. Влияние потребителей транспортных услуг на ТС проявляется как в прямом виде через доходы от перевозок, так и в опосредованном виде через доходы от других элементов ТС, получаемых в процессе оказания дополнительных услуг (ремонт, обеспечение топливом, погрузка/разгрузка и др.).

2. Разработана обобщенная схема взаимодействия элементов транспортной системы, включающая комплекс потоков, состоящий из:

- информационных потоков;

- финансовых потоков;

- потоков услуг.

В результате анализа разработанной схемы сделан вывод о необходимости рассмотрения РТС как иерархической многоуровневой системы с различной внутренней структурой элементов, уровнем эффективности и с противоречивыми целями функционирования и развития. При этом в основу методов эффективного и безопасного управления функционированием РТС должна быть положена теория построения сложных организационно-технических систем, позволяющая получить описание РТС с заданной степенью детализации и решать задачи прогнозирования развития, безопасности функционирования РТС, построения эффективной структуры, анализа и оптимизации транспортных и информационных потоков.

3. Обоснована целесообразность использования в качестве метода оценки безопасности РТС метода «вероятностного анализа безопасности», позволяющего выполнить всестороннюю оценку риска аварий и связанных с ней угроз, анализ достаточности принятых мер по предупреждению аварии, по локализации и ликвидации последствий аварии. В основе предложенного метода лежит использование деревьев событий и деревьев отказов. Анализ безопасности функционирования РТС, таким образом, целесообразно осуществлять с помощью структурно-логических моделей.

4. Разработан новый комбинированный формальный аппарат анализа функционирования ТС, который позволил свести многоаспектный анализ ТС к многоуровневой совокупности формализмов, применение которых на каждом уровне декомпозиции вызывает интерпретацию решений, полученных на предыдущем, более абстрактном уровне. Благодаря своей универсальности, комбинированный формальный аппарат позволяет проводить декомпозицию как структур сложных организационно-технических систем, к которым относятся и ТС, так и протекающих в них процессов, а также процессов принятия решений по управлению этими системами. Получаемые при этом симплексы являются типовыми элементами, и описываются единым математическим языком. Этим обеспечивается системный подход к анализу функционирования РТС, что позволяет моделировать различные процессы, обеспечивая согласованное функционирование нижних уровней организационно-технических систем в зависимости от требований и ограничений верхних уровней.

5. Разработана замкнутая динамическая модель РТС как составляющей экономики региона в целом. Структура модели состоит из четырех блоков: хозяйственного, демографического, финансового, экологического. Хозяйственная деятельность характеризуется четырьмя основными секторами: промышленный, сельскохозяйственный, сервисный и транспортный. Динамика развития каждого из секторов на макроуровне описывается совокупностью дифференциальных и алгебраических уравнений первого порядка, построенных по принципу апериодических звеньев. При этом в соответствии с методом системной динамики, предполагается, что правая часть каждого из дифференциальных уравнений состоит из двух слагаемых, соотношение которых определяет рост или убывание соответствующей переменной. Связь между подмоделями, входящими в рассматриваемый регион, осуществляется через импорт, экспорт и транзит. Управление осуществляется путем распределения инвестиции в различные сектора экономики, т.е. перераспределения долей конечного продукта, произведенного фондообразующими отраслями экономики между различными сферами -промышленной, сельскохозяйственной, транспортной, сервисной, экологической, социальной.

Идеи, заложенные в предлагаемой модели экономического развития с учетом транспортной составляющей могут быть использованы как для построения моделей глобального развития единой транспортной системы

РФ, так и для решения более частных задач развития транспортного комплекса конкретного субъекта федерации.

6. Разработаны структурные схемы динамической модели прогнозирования безопасного развития РТС. Схемы позволяют решать две задачи прогнозирования:

- прогнозирование объема перевозок в регионе в зависимости от характера изменения объемов перевозок, выполненных транспортом в предпрогнозном периоде, от динамики изменения валового внутреннего продукта (ВВП) и общественных производственных фондов (ОПФ), от характера изменения объемов капиталовложений в развитие промышленности, сервисных отраслей, транспорта и экологии, а также от изменения общей численности населения региона;

- определение необходимых пропорций капиталовложений в развитие промышленности, транспорта, экологии и фонда потребления в зависимости от требуемого объема перевозок в регионе, характера изменения ВВП и ОПФ, а также от изменения общей численности населения региона.

7. Разработаны критерии эффективности функционирования РТС, среди которых предлагается различать:

- функциональные;

- экономические;

- экологические;

- критерии безопасности;

- социальные;

- информационные.

Определен состав показателей, характеризующих каждый из предлагаемых критериев.

8. Определены возможные варианты организации логистического центра (ЛЦ) РТС с уточнением особенностей их структурного построения, а также с указанием функций нижнего и верхнего уровней рассматриваемых ЛЦ. Показан наиболее приемлемый, с точки зрения реальных возможностей организации, вариант его построения. Сформирован перечень моделей, которые описывают работу ЛЦ. В качестве средства моделирования структуры ЛЦ предложено использовать новую модификацию классического метода, т.е. модифицированную сеть Петри.

9. Разработана и представлена структура модифицированной сети Петри. Ее отличительным признаком является наличие атрибутов у меток сети. При этом количество и номенклатура атрибутов различных меток могут быть различными в зависимости от интерпретации меток. В процессе моделирования значения атрибутов могут изменяться. Для моделирования различных путей развития процессов при различных исходных данных осуществляется анализ не только расстановки меток во входных позициях, но и значений атрибутов этих меток. В соответствии с полученными результатами изменяются расстановка и значения атрибутов меток, как в выходных, так и во входных позициях. Модифицированные сети Петри предлагается описывать с помощью реляционной модели данных.

10. Разработаны и представлены сетевые модели, описывающие функционирование ЛЦ, а именно:

• модель формирования заявки на перевозку груза;

• модель заключения контракта на перевозку груза;

• модель составления маршрута движения;

• модель контроля движения транспортного средства;

• модель подтверждения факта доставки груза.

Для каждой из разработанных моделей приведено описание условий, переходов, а также условий срабатывания переходов.

11. Сформулировано понятие «безопасность транспортных средств», согласно которому безопасность необходимо рассматривать как комплексную характеристику транспортного средства, определяющую его способность осуществлять перевозку пассажиров и грузов без угрозы для жизни и здоровья людей, с соблюдением сохранности грузов, транспортного средства и окружающей среды. В соответствии с принятым определением, основным объектом теории безопасности транспортных средств является аварийная ситуация (случай), в результате которой возникает угроза для жизни или здоровья людей, сохранности грузов, транспортного средства и окружающей среды.

12. Разработана классификация факторов, влияющих на безопасность транспортных средств, среди которых выделены следующие группы факторов:

- факторы, оказывающие влияние на безопасность самого ТрС;

- факторы, влияющие на безопасность человека;

- факторы, влияющие на безопасность окружающей среды;

- факторы, влияющие на безопасность груза.

Определены состав и структура каждой из 4-х вышеуказанных групп факторов. Показано, что чем подробнее учитывается влияние факторов, тем точнее может быть получена количественная оценка уровня безопасности.

13. Обоснована целесообразность использования для количественной оценки уровня безопасности транспортных средств следующих показателей: а) статистических:

• общих - характеризующих безопасность независимо от причин аварийности. Показатели могут быть абсолютными и относительными;

• частных - характеризующих безопасность по конкретным причинам аварийности или по группе причин. Показатели могут быть абсолютными и относительными; б) вероятностных - характеризующих вероятностный характер проявления большинства опасных факторов; в) рйсковых - определяющихся как произведение вероятности возникновения потенциально опасных ситуаций и возможного ущерба от них; г) экспертных - характеризующих достигнутый уровень по сравнению с лучшими образцами или состояниями. Показатели определяются по результатам экспертной оценки; д) субъективных - характеризующих ситуации, когда не представляется возможным проведение экспертизы или инструментального контроля в условиях эксплуатации.

14. Сформулирован принцип комплексной оценки безопасности транспортных средств, согласно которому процесс обеспечения безопасности ТрС необходимо рассматривать в виде совокупности четырех составляющих, а именно: конструктивной безопасности ТрС; безопасности движения ТрС; безопасности объектов транспортировки в местах дислокации; безопасности управления и обслуживания ТрС.

Сформулированный принцип, обладая универсальностью, может быть использован при рассмотрении любого вида транспорта.

15. Сформулирован системный подход к проблеме обеспечения конструктивной безопасности ТрС, а также обоснована целесообразность создания единой среды моделирования для решения вышеуказанной проблемы. С позиций обеспечения системности выработаны общие требования к среде моделирования и определена ее структура.

16. Определен состав конструктивных факторов, влияющих на динамические свойства высокоскоростного водного ТрС (на примере рассмотрения судна на подводных крыльях). Определены показатели, характеризующие эксплуатационные свойства рассматриваемого объекта и его безопасность. К таким показателям относятся показатели ходкости, мореходности, обитаемости, управляемости, устойчивости судна и прочности элементов несущего комплекса. Указанные показатели служат основой для оценки вариаций различных конструктивных элементов с точки зрения безопасности судна как высокоскоростного водного транспортного средства.

17. Обоснована необходимость создания единой комплексной компьютерной технологии, как средства реализации математического моделирования, являющегося эффективным методом оценки конструктивной безопасности ТрС на всех этапах его жизненного цикла.

18. Разработана структура обобщенной математической модели, предназначенной для решения комплекса задач системного обеспечения конструктивной безопасности высокоскоростного водного транспортного средства (на примере рассмотрения судна на подводных крыльях с произвольной крыльевой схемой). В основе разработанной модели лежит нелинейная математическая модель динамики пространственного движения высокоскоростного судна, как единой динамической системы с варьируемыми конструктивными характеристиками. Представлен математический аппарат для описания всех основных подсистем, входящих в предлагаемую модель.

19. Разработан машинноориентированный метод определения области устойчивых движений, рассмотренный на примере горизонтального движения судна на воздушной подушке и базирующийся на использовании второго метода Ляпунова. Метод позволяет достаточно точно аппроксимировать границу области устойчивых движений рассматриваемого объекта - области притяжения особой точки типа «устойчивый фокус» - эллипсом. Полученное выражение для границы области устойчивых движений СВП в горизонтальной плоскости является функцией от коэффициентов обобщенной математической модели объекта. Данный факт свидетельствует о том, что имея только лишь значения или закон изменения коэффициентов модели для любого другого ТрС, обладающего ограниченной областью устойчивости, и применяя полученные выражени, мы можем достаточно быстро и с большой степенью точности, не решая дифференциальные уравнения движения, определить область устойчивых движений рассматриваемого объекта.

20. Разработан метод прогнозирования возможности попадания ТрС в аварийные ситуации (на примере горизонтального движения СВП), позволяющий существенно повысить безопасность движения транспортных средств. Метод предполагает контроль и прогнозирование кинематических параметров движения ТрС с целью недопущения выхода вектора состояния рассматриваемого объекта за границу области устойчивых движений. Разработанный метод и реализующий его алгоритм, являясь универсальными, пригодны для любого транспортного средства, обладающего ограниченной областью устойчивости.

21. Сформулированы фазы зарождения и развития аварии на ТрС, подтверждающие необходимость организации предаварийного контроля -наблюдения за состоянием источника опасности для обеспечения пожарной безопасности пассажиров и грузов. Кроме того, обоснована необходимость осуществления предаварийного газового контроля, основанного на измерении в помещениях ТрС концентраций реперных веществ, обработке результатов измерений с целью выявления фактов и причин их отклонения от установленных уровней и, в конечном итоге, принятия необходимых мер по предупреждению перехода источников опасности в аварийное состояние.

22. Представлен перечень признаков-предвестников загораний и взрывов в помещениях транспортных средств, а также перечень методов и средств их обнаружения, подтверждающие необходимость размещения современных средств раннего обнаружения пожара непосредственно в зоне потенциального источника его возникновения. Контроль динамики изменения теплового излучения поверхностей оборудования и температур воздушных потоков в помещениях ТрС позволит существенно сократить время обнаружения факта и места пожара и осуществить, в отдельных случаях, распознавание опасных локальных перегревов. При этом решение о возникновении пожароопасной ситуации необходимо принимать с учетом режимов работы оборудования каждого конкретного помещения.

23. Сформулированы недостатки существующих средств передачи информации в условиях пожара, а также достоинства электромагнитных волноводов, подтверждающие целесообразность использования последних для повышения безопасности объектов транспортировки в местах их дислокации при тепловых воздействиях.

24. Разработан метод оценки безопасности эвакуации пассажиров, позволяющий оценить время, которым располагает экипаж для проведения соответствующих мер по обеспечению безопасности людей и груза. С помощью предлагаемого критерия можно рассчитать «безопасное время» пребывания пассажиров в аварийном помещении, до наступления критических для людей температур и начала влияния отравляющих веществ, выделяющихся при горении.

25. Обоснована целесообразность использования системы информационной поддержки принятия решений (СИППР) руководителей по борьбе с авариями транспортных средств (БАТрС) в качестве эффективного средства повышения безопасности объектов транспортировки в местах их дислокации. Показано, что СИППР, основанная на компьютерной обработке и хранении информации, дает возможность разрешить противоречие между объемом информации, необходимой для решения задач БАТрС, и психофизиологическими возможностями человека по обработке этой информации и принятии решений.

26. Выполнена структуризация объектов ТрС, которая позволила разделить все объекты, с точки зрения борьбы за живучесть, на классы с их последующей декомпозицией. Обоснована целесообразность использования семантического языка при описании информационных моделей для решения задач борьбы за живучесть ТрС. Показано, что в общем случае описание моделей объектов ТрС должно содержать идентификаторы, функциональное, структурное, конструктивное, топологическое, организационное и информационное описание, а также описание состава, способов и видов управления.

28. Разработан критерий оценки эффективности выполняемых транспортной компанией мероприятий, направленных на улучшение работы системы управления безопасностью (на примере судоходной компании). Критерий позволяет учитывать не только соответствие разработанной СУБ СК требованиям МКУБ, но и фактический уровень безаварийности принадлежащих судоходной компании судов.

29. Разработан метод оценки эффективности СУБ СК, позволяющий не только качественно, но и количественно оценивать эффективность системы управления безопасностью судоходной компании с учетом фактической аварийности принадлежащих ей судов, т.е. позволяющий сравнивать системы управления безопасностью различных судоходных компаний, а также оценивать мероприятия, направленные на улучшение отдельных требований Международного кодекса по управлению безопасностью. Предлагаемый метод и реализующее его программное обеспечение являются простым и надежным инструментом, который позволит как представителям службы освидетельствования Регистра судоходства, так и представителям судоходных компаний не только оценивать эффективность существующей системы управления безопасностью, но и определять возможные пути повышения уровня безопасности управления и обслуживания водных ТрС.

В перспективе данный метод может быть применен не только для судоходной, но и для любой другой транспортной компании.

Практические результаты работы.

1. Разработано программное обеспечение единой среды моделирования, представляющее собой новый, современный, эффективный и удобный инструмент системного обеспечения конструктивной безопасности высокоскоростных ТрС (на примере рассмотрения судна на подводных крыльях). Представленное описание работы основных модулей программного обеспечения показывает, что при его использовании достигаются взаимосвязанность, повышение качества технических решений при существенном сокращении сроков и стоимости создания новых и модернизации существующих объектов рассматриваемого типа. Предлагаемая технология позволяет на основе заданных технических требований решать различные задачи системного обеспечения конструктивной безопасности высокоскоростных водных транспортных средств.

2. Проведена оценка адекватности разработанного программного комплекса, которая показала, что предлагаемая компьютерная технология обладает достаточной степенью точности для проведения исследовательских и оценочных испытаний проектируемого или модернизируемого судна на подводных крыльях и его систем управления движением. Кроме того, разработанное программное обеспечение позволяет решать целый комплекс различных задач, связанных с оценкой конструктивной безопасности СПК, а также с оценкой эффективности функционирования как всего судна, так и его отдельных подсистем. При этом решение многих прикладных задач стало возможным только с использованием разработанного программного обеспечения.

3. Проведено моделирование аварийной ситуации судна на воздушной подушке с использованием разработанного прогнозирующего алгоритма управления движением ТрС. Полученные результаты моделирования доказывают, что предлагаемый алгоритм позволяет предотвращать аварии ТрС, связанные с потерей его устойчивости, что свидетельствует о правильности построения разработанного алгоритма и подтверждают целесообразность его использования в дальнейшем для повышения безопасности движения ТрС.

4. Разработаны функциональные требования к системе информационной поддержки руководителя борьбы за живучесть водного ТрС, выделен перечень задач, решение которых необходимо автоматизировать, определены цель и принципы построения данной системы. Отдельно разработаны функциональные требования к СИП БЗЖ водного ТрС при ведении борьбы с пожаром. Показано, что программное обеспечение разработанной системы должно выполнять сохранение всех данных по аварии, принятых решений и результатов их реализации. Система должна не только обеспечить контроль, но и автоматизированное и дистанционное управление общесудовыми и противопожарными системами рассматриваемого ТрС.

5. Разработано программное обеспечение тренажера по управлению движением судна на подводных крыльях, позволяющее оператору-судоводителю приобрести навыки в управлении таким сложным высокоскоростным водным транспортным средством как судно на подводных крыльях, включая управление в аварийных ситуациях, имитация и проверка которых в реальных условиях невозможна, но важна с точки зрения безопасности управления судами.

6. Проведено анкетирование 9-ти ведущих Российских судоходных компаний (ООО «Волга-Нева», ЗАО «Енисейско-Невская судоходная компания», Государственное гидрографическое управление, ЗАО «Сибирско-Невская судоходная компания», ЗАО «Балтком», ЗАО «Енекс», ООО «Дуглас», ЗАО «КАМАК», ООО «Контур СПб»), по результатам которого были рассчитаны значения коэффициентов важности каждой цели и соответствующих им подцелей СУБ CK для дальнейшего использования их в предлагаемом методе оценки эффективности системы управления безопасностью.

7. Осуществлено обучение и проведена успешная апробация разработанного метода оценки эффективности системы управления безопасностью судоходной компании и реализующего его программного обеспечения в 5-ти ведущих Российских судоходных компаниях (ООО «Волга-Нева», ООО «Трансоил», ЗАО «Балтком», ООО «Лукоил-Калининградморнефть», ООО «Дуглас»).

Таким образом, на основании изложенного можно сделать вывод о том, что задачи настоящего исследования, поставленные во Введении, выполнены в полном объеме.

Использование результатов работы

Диссертационное исследование проведено при поддержке Правительства Санкт-Петербурга, выраженной в 2-х грантах:

1. Грант комитета по науке и высшей школе Санкт-Петербурга для молодых кандидатов наук вузов и академических институтов, расположенных на территории Санкт-Петербурга, по теме: «Разработка алгоритма прогнозирования аварийных ситуаций, возникающих при движении высокоскоростных судов» - 2005 год (шифр гранта PD05-1.10-164, диплом АСП №605077);

2. Грант комитета по науке и высшей школе Санкт-Петербурга для молодых кандидатов наук вузов и академических институтов, расположенных на территории Санкт-Петербурга, по теме: «Разработка методики оценки эффективности системы управления безопасностью судоходной компании» - 2006 год (шифр гранта РБ06-2.0-163, диплом АСП №606069).

Разработанные в диссертации методы, модели, алгоритмы, а также реализующее их программное обеспечение использованы в 8-ми научно-исследовательских работах, выполненных при участии автора в Институте проблем транспорта РАН (ИПТ РАН) и на кафедре корабельных систем управления (КСУ) Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета (СПб ГЭТУ).

В учебном процессе результаты диссертации используются на кафедре КСУ СПб ГЭТУ при чтении курса лекций по дисциплине «Интегрированные системы управления кораблем», на кафедре организации пожаротушения и проведения аварийно-спасательных работ СПб УГПС МЧС РФ при проведении занятий по дисциплине «Пожарная тактика», а также на кафедре комплексных систем управления техническими средствами подводных лодок (КСУ ТС ПЛ) Военно-морского инженерного института (ВМИИ) при проведении практикума по дисциплине «Управление, сертификация и инновации. Теория автоматического управления».

Основные научные положения, а также теоретические и практические результаты диссертации докладывались и обсуждались на следующих всероссийских и международных научных конференциях и постоянно-действующих семинарах:

1) всероссийских конференциях по управлению движением кораблей и специальных аппаратов (ИПУ РАН). 1997, 1998, 2002, 2003гг.;

2) научно-технических конференциях молодых ученых. Санкт-Петербург, ЦНИИ «Электроприбор», 1999, 2000, 2002 гг.;

3) международных конференциях по морским интеллектуальным технологиям «Моринтех». Санкт-Петербург, 2001, 2003, 2004, 2005, 2008,2209, 2011 гг.;

4) международной научно-практической конференции «Терроризм и безопасность на транспорте». Москва, 2005 г.;

5) международной конференции «Организация и безопасность дорожного движения в крупных городах». Санкт-Петербург, 2002 г.;

6) международной конференции «Безопасность портов и мультимодальных транспортных систем». Санкт-Петербург, 2008 г.;

7) всероссийской научно-технической конференции «Перспективы развития транспорта России» (в рамках VIII Международной выставки и конференции «Нева 2005»). Санкт-Петербург, 2005 г.;

8) всероссийских научно-практических конференциях «Транспорт России: проблемы и перспективы». Москва, 2007, 2008, 2009, 2010, 2011 гг.;

9) российской научно-практической конференции судостроителей «Единение науки и практики - 2010». Санкт-Петербург, 2010 г.;

10) конференциях профессорско-преподавательского состава СПб ГЭТУ. Санкт-Петербург, 1996-2010 гг.;

11) общероссийском семинаре «Современные методы навигации и управления движением». Москва, ИПУ РАН, 2008 г.;

12) постоянно действующем семинаре секции «Проблем транспорта» Санкт-Петербургского дома ученых им. А.М.Горького, 2000 - 2011 гг.;

13) постоянно действующем семинаре «Системы обработки информации и управления». Санкт-Петербург, ИПТРАН, 2000 - 2011 гг.;

14) XXII общем заседании Академии навигации и управления движением. Санкт-Петербург, ЦНИИ «Электроприбор», 2006 г.

Основные теоретические и практические результаты диссертационной работы опубликованы в 4-х монографиях, в 27-х статьях, в том числе в 14-ти статьях, опубликованных в ведущих научных журналах и изданиях, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ, в 21-ой публикации материалов всероссийских и международных научных конференций и в 8-ми отчетах по НИР. Перечень работ представлен в списке используемых источников (диссертация) и в автореферате диссертационной работы.

Внедренческий аспект диссертации подтвержден 5-ю актами о внедрении.

1. Абчук В. А. Теория риска в морской практике. Л.: Судостроение, 1983. - 150 с.

2. Аварии и катастрофы. Предупреждение и ликвидация последствий: учеб. пособ. в 3-х кн. /Под ред. К.Е.Кочеткова, В.А.Котляревского и А.В.Забегаева. М.: Изд-во АСВ, 1998. -413 с.

3. Азгальдов Г.Г., Райхман Э.П. О квалиметрии. М.: Издательство стандартов, 1973. - 172 с.

4. Аксютин Л.Р. Борьба с авариями морских судов от потери остойчивости. Л.: Судостроение, 1986. - 158 с.

5. Александров М.Н. Судно, море, человек // Судостроение. 1988. -№9.-с 8-10.

6. Александров H.H. Безопасность человека на море. Л.: Судостроение, 1983. - 205 с.

7. Артамонов B.C., Скороходов Д.А., Стариченков АЛ. Навигационное сопровождение маломерных судов для обеспечения безопасности судоходства // Проблемы управления рисками в техносфере. №1(17), 2011. с. 113-118.

8. Барановский М.Е. Безопасность морской перевозки навалочных грузов. -М.: Транспорт, 1985. 191 с.

9. Барбашин Е.А., Табуева В.А. Динамические системы с циллиндрическим фазовым пространством. М.: Наука, 1969. -299 с.

10. Баринова Л.Д., Скороходов Д.А., Стариченков А.Л. Направления повышения эффективности и безопасности портов // Транспортная безопасность и технологии. №3(16), 2008г. с. 114116.

11. Баутин H.H. Поведение динамических систем вблизи границ области устойчивости. М.: Наука, 1984. - 176 с.

12. Баутин H.H., Леонтович Е.А. Методы и приемы качественного исследования динамических систем на плоскости. М.: Наука, 1990.-486 с.

13. Бацагин C.B., Скороходов Д.А., Стариченков А.Л. Общие информационные параметры пожарной опасности на транспортных средствах. // Морские интеллектуальные технологии. Специальный выпуск. №2, 2011. с. 24-29.

14. Безопасность водного транспорта и человеческий фактор /B.C. Артамонов, В.С.Звонов, М.Л.Маринов, Д.А.Скороходов, А.Л.Стариченков, Н.И.Уткин. СПб.: УГПС МЧС РФ, 2011. 372 с.

15. Безопасность мореплавания высокоскоростных судов /В.С.Артамонов, В.С.Звонов, А.С.Поляков, Д.А.Скороходов, А.Л.Стариченков, Н.И.Уткин, под ред. Ю.Л.Воробьева. СПб.: Издательство УГПС МЧС РФ, 2010. - 372 с.

16. Белый О.В., Сазонов А.Е. Информационные системы технических средств транспорта. СПб.: Элмор, 2001. - 192 с.

17. Белый О.В., Скороходов Д.А., Стариченков A.JI. Северный морской путь: проблемы и перспективы // Транспорт Российской федерации, №1(32), 2011г. с.8-12.

18. Березин С.Я., Тетюев Б.А. Системы автоматического управления движением судна по курсу. Л.: Судостроение, 1990. - 254 с.

19. Борисова Н.Ф., Скороходов Д.А., Стариченков А.Л. Интеллектуальные технологии для обеспечения безопасности судоходства // Транспорт Российской федерации, №1(26), 2010г. с.32-34.

20. Борьба с пожарами на судах. Том 1. Пожарная опасность на судах. Под ред. М.Г.Ставицкого. Л.: Судостроение, 1976. - 136 с.

21. Бутковский А.Г. Фазовые портреты управляемых динамических систем. М.: Наука, 1985. - 136 с.

22. Вейхман В.В. Проблема определения понятия «безопасность мореплавания». // Теория и практика судовождения: Сборник научных трудов БГА РФ. Вып. 8. Калининград, 1995. - С. 96 -101.

23. Веприк В.Г., Лукомский Ю.А. Адаптивный регулятор для управления устойчивотсью подвижных объектов // Известия ЛЭТИ. 1989. - Вып. 461. с. 14-23.

24. Верхоланцев A.A. Есть второе поколение! Опыт и перспективы создания СИП БЗЖ корабля // Оборонный заказ, №7, 2005г. -с.27-39.

25. Верхоланцев A.A., Скороходов Д.А., Сус Г.Н., Ушакова Н.П. Системы поддержки принятия решения при борьбе с судовыми авариями // Морской вестник. Специальный выпуск №3(6), сентябрь 2007г. СПб.: Мор Вест, 2007. - с.128-131.

26. Воскобович В.Ю., Лукомский Ю.А., Хабаров С.П. Об определении области устойчивых установившихся движений нелинейной динамической системы в пространстве состояний. // Известия ЛЭТИ. 1976. - Вып. 206. с. 44-47.

27. Гаммер М.Д. Разработка системы автоматизированного проектирования компьютерных имитационных тренажеров: автореф. дис. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук: специальность 05.13.12 «Системы автоматизации проектирования» / ИжГТУ. Тюмень, 2007. - 18 с.

28. Ганнесен В.В. Борьба за живучесть судна: учебное пособие для студентов (курсантов) морских специальностей вузов. -Владивосток: Дальневосточный государственный технический рыбохоз. университет, 2005. 102 с.

29. Гарин Э.Н. Конструкция корпуса судов на подводных крыльях: Учеб. пособие. Л.: ЖИ, 1982. - 93 с.

30. Гвоздев В.И., Иовдальский В.А., Линев A.A. Фазовый метод контроля диэлектрической проницаемости различных сред // Измерительная техника, №4, 1996. с.53-55.

31. ГОСТ 27.002-89 Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения. М.: Издательство стандартов, 1990.

32. ГОСТ Р 12.3.047-98. Система стандартов безопасности. Пожарная безопасность технологических процессов. Общиетребования. Методы контроля. -М.: Изд-во Росстандарта, 1998.

33. Гранберг А.Г., Селиверстов В.Е., Суслов В.И. и др. Оптимизационные межрегиональные межотраслевые модели. -Новосибирск: Наука, 1989. 256 с.

34. Дымкина Т.Е., Скороходов Д.А., Стариченков А.Л., Чернышева Т.С. Перспективы развития скоростных судов. // Сборник трудов Всероссийской научно-практической конференции «Транспорт России: проблемы и перспективы 2007». - М.: МИИТ, 2007. -с.24-25.

35. Егоров В.А., Калистов Ю.Н., Митрофанов К.В., Пионтковский

36. A.Н. Математические модели глобального развития: критический анализ моделей природопользования / Ред. Егоров

37. B.А./ Д.: Гидрометеоиздат, 1980. - 192 с.

38. Жулев В.И., Иванов B.C. Безопасность полетов летательных аппаратов. М.: Транспорт, 1986. - 240 с.

39. Зиганченко П.П., Кузовенков Б.П., Тарасов И.К. Суда на подводных крыльях: (Конструирование и прочность). Д.: Судостроение, 1981. - 310 с.

40. Зильман Г.И. Управляемость судов на воздушной подушке: Учеб. пособие. Д.: ЖИ, 1982. - 91 с.

41. Зубков Б.В., Минаев Е.Р. Основы безопасности полетов. М.: Транспорт, 1987. - 197 с.

42. Ибадулаев В.А., Стариченков А.Л., Степанов И.В. Оценка рисков при перевозках опасных грузов. // Транспорт: наука, техника, управление. Сборник обзорной информации, №8, 2004.- М.: ВИНИТИ, 2004. с.23-27.

43. Иванов В.А. Системы охранного телевидения: учебное пособие.- Пенза: ИИЦ ПТУ, 2007. 107 с.

44. Иконников В.В. Особенности проектирования и конструкции судов на подводных крыльях. Л.: Судостроение, 1987. - 317 с.

45. Информационная поддержка системы принятия решений /О.Р.Козырев, А.А.Куркин, И.В.Куркина и др. Н.Новгород: НГТУ, 2001.- 136 с.

46. Иртегов В.Д. О смене устойчивости при бифуркациях // Проблемы аналитической механики, устойчивости и управления движением. Новосибирск: Наука. -1991.-е. 73-79.

47. Кацман Ф.М., Королева Е.А. Российское морское судоходство. Состояние и проблемы. СПб.: СПбГУВК, 1999. - 248 с.

48. Клавинг В.В. Автоматизация судовождения и управления судами. Л.: ЦНИИ «Румб», 1982. - 124 с.

49. РАН), г. Рыбинск, 18-20 июня 2002г.

50. Клир Джордж. Системология. Автоматизация решения системных задач. / Перевод с англ. М.А.Зуева; под ред. А.И.Горлина. М.: Радио и связь, 1990. - 538 с.

51. Кобзев В.В., Шилов К.Ю. Методы создания технических средств обучения корабельных операторов. СПб.: Наука, 2005. - 155 с.

52. Колызаев Б.А., Косоруков А.И., Литвиненко В.А. Справочник по проектированию судов с динамическими принципамиNподдержания. Л.: Судостроение, 1980. - 471 с.

53. Компьютерное моделирование систем управления движением морских подвижных объектов /Е.И. Веремей, В.М. Корчанов, М.В. Коровкин, C.B. Погожев. СПб.: НИИ химии, 2002. - 367 с.

54. Конопелько Г.И., Кургузов С.С., Махин В.П. Охрана жизни на море: Учебник для ВУЗов. М.: Транспорт, 1990. - 269 с.

55. Консолидированный текст Конвенции СОЛАС-74 (Международная конвенция по охране человеческой жизни на море). СПб.: ЦНИИМФ, 2004 - 15 с.

56. Конструктивная безопасность транспортных средств: отчет о НИР. /В.В.Орлов, Д. А. Скороходов, А.Л.Стариченков, С.Н.Турусов и др./ СПб, ИПТ РАН. Шифр темы 1-414-99,

57. Госрегистрации 01990003810. СПб, 2000. - 96 с.

58. Короткин И.М. Аварии судов на воздушной подушке и подводных крыльях. JL: Судостроение, 1981. - 215 с.

59. Корсаков Г.А. Расчет зон чрезвычайных ситуаций: учеб. пособ. -СПб.: ЛТА, 1997.- 111 с.

60. Корчанов В.М., Скороходов Д.А., Стариченков А.Л. Интеллектуальные технологии в системах управления движением судов // Морские интеллектуальные технологии. №1(1), 2008.-с. 25-30.

61. Кудрявцев В. А., Демидович Б.П. Краткий курс высшей математики.- М.: Наука, 1989. 656 с.

62. Кузнецов Е.В. Система управления судовым главным малооборотным дизелем. Компьютерный тренажер: учебно-методическое пособие. Новорос. гос. мор. акад. Новороссийск: НРМА, 2005.- 191 с.

63. Куклев Е.А. Использование минимаксной концепции риска при оценке безопасности транспортных систем // Проблемы транспорта. СПб., 2001. - с.57-62.

64. Кунцевич В.М., Лычак М.М. Синтез систем автоматического управления с помощью функций Ляпунова. М.: Наука, 1977. -400 с.

65. Курбатова А.В., Кузнецова Е.Ю. Прогнозирование развития транспортных систем: идеология, инструментарий, расчеты. -Екатеринбург:УГТУ, 2000. 185 с.

66. Лесников Д.В. Логистика как искусство или движение как наука // Логинфо, №4, 2003. с.42-43.

67. Лисенков В.М. Статистическая теория безопасности движения поездов. -М.-.Транспорт, 1999. 198 с.

68. Лонге-Хиггенс. Статистический анализ случайной движущейся поверхности. В кн. «Ветровые волны». Пер. с англ. М.: Изд. иностр. лит, 1962. -441 с.

69. Лордкипанидзе А.Н. Поверочный расчет подводного крыла произвольной геометрии. Метод решения задачи и алгоритм программы. Морской регистр России, НПП «Форма». Спб.: 1993.

70. Лукомский Ю.А., Корчанов В.М. Управление морскими подвижными объектами: Учебник. СПб.: Элмор, 1996. - 317 с.

71. Лукомский Ю.А., Стариченков А.Л. Моделирование фазового пространства морских подвижных объектов // Сборник тезисов докладов XXV Всероссийской конференции по управлению движением морскими судами и специальными аппаратами (ИПУ

72. РАН), г. Рыбинск, 24-25 июня 1998г.

73. Лукомский Ю.А., Стариченков А.Л. Общие закономерности и специфические особенности в математических моделях морских подвижных объектов. // Гироскопия и навигация, №2(17) 1997. -с. 44-52.

74. Лукомский Ю.А., Стариченков А.Л. Прогнозирование устойчивости движения судов с динамическими принципами поддержания. // Известия СПбГЭТУ «ЛЭТИ» №1 2004 (серия «Автоматизация и управление»). СПб.: издательство СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2004.-с. 13-17.

75. Лукомский Ю.А., Стариченков А.Л. Характеристика фазового пространства морских подвижных объектов // Сборник тезисов докладов XXIV Всероссийской конференции по управлению движением кораблей и специальных аппаратов (ИПУ РАН), Москва, 1-2 июня 1997 г.

76. Любимов В.И., Поспелов В.И., Горбунов Ю.В. Суда на воздушной подушке: устройство и эксплуатация. М.: Транспорт, 1984. - 207 с.

77. Макливи, Рой. Суда на подводных крыльях и воздушной подушке /Пер. с англ. Н.И. Слижевского. Л. Судостроение, 1981.-207 с.

78. Мару сева И.В. Основные понятия и методика создания экспертных систем: Учеб. Пособие. Самара: СамГПИ, 1992. -116 с.

79. Математические модели и управление в технических и экономических системах: юбилейный сб. статей / Российская академия путей сообщения. М.: МИИТ, 1998. - 119 с.

80. Медведев C.B. Принципы построения логистическихавтоматизированных информационных систем в морских портах // Логинфо, №3, 2001. с.55-57.

81. Международные правила предупреждения столкновений судов в море, 1972 г. (МППСС-72). ГУНиО МО, 1982. - 63 с.

82. Меркин Д.Р. Введение в теорию устойчивости движения. М.: Наука, 1987.-304 с.

83. Месарович М., Мако Д., Такахара И. Теория иерархических многоуровневых систем. Пер. с англ./ Под ред. И.Ф.Шахиева. -М.: Мир, 1973.-344 с.

84. Методика прогнозирования масштабов заражения сильнодействующими ядовитыми веществами при авариях (разрушениях) на химически опасных объектах и транспорте. -М.: Штаб ГО СССР, 1990. 42 с.

85. Можаев A.C., Громов В.Н. Теоретические основы общего логико-вероятностного метода автоматизированного моделирования систем. СПб.: Изд. ВИТУ, 2000. -115 с.

86. Нечаев Ю.И. Моделирование остойчивости на волнении: современные тенденции. Л.: Судостроение, 1989. - 237 с.

87. Николаев В.И., Брик В.М. Системотехника: методы и применения. Л.: Машиностроение, 1985. - 124 с.

88. Никонов М.С., Стариченков А.Л. Компьютерная имитация пространственного движения судна на подводных крыльях //

89. Сборник тезисов докладов XXX Всероссийской конференции по управлению движением морскими судами и специальными аппаратами (ИПУ РАН), Санкт-Петербург, 30 июня 3 июля 2003 г.

90. Обеспечение качества применения компьютерных систем тренажа /В.А.Дикарев, А.Н.Потапов, Р.Р.Султанов; под общ. ред. В.В.Сысоева. Балашов: Николаев, 2002. - 85 с.

91. Овчаренко Н., Шкарупа С. Краснодарский центр транспортной логистики в поисках баланса между государством и рынком // Логинфо, №7-8, 2004. - с.60-63.

92. Овчинникова Е.А., Скороходов Д А., Стариченков А.Л. Параметрический метод управления маневрированием судна в штормовых условиях // Морской вестник. Специальный выпуск. №3(6), сентябрь 2007г. СПб.: Мор Вест, 2007. - с. 134-136.

93. Овчинникова Е.А., Скороходов Д.А., Стариченков А.Л. Принцип управления маневрированием судна в штормовых условиях // Эксплуатация морского транспорта. №1(51), май 2008г. с.23-26.

94. Основные химические опасности. Описание методики оценки риска. М.: Научно-методический центр «Информатика риска», 1991.

95. ПБ 09-540-03. Общие правила взрывобезопасности для взрывопожароопасных химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств. М.: НТЦ «Промышленная безопасность», 2008. - 108 с.

96. Персианов В.А., Скалов К.Ю., Усков Н.С. Моделирование транспортных систем. М.: Транспорт, 1972. - 208 с.

97. Пирсон В.Дж. Ветровые волны. В кн. «Ветровые волны». Пер. сангл. М.: Изд. Иностр. лит, 1962. - 441 с.

98. Повышение безопасности движения скоростных судов. /В.М.Амбросовский, В.А.Зуев, Ю.А.Лукомский, Д.А.Скороходов, А.Л.Стариченков, А.Г.Шпекторов. СПб.: ООО «Техномедиа» /Издательство «Элмор», 2008. - 136 с.

99. Пожарная безопасность водного транспорта // Сборник научных трудов ВНИИ противопожарной обороны. М.: ВНИИПО, 1989. - 109 с.

100. Положение о порядке классификации, расследования и учета аварийных случаев с судами (ПРАС-90). СПб.: ЦНИИМФ, 2002 - 72 с.

101. Правила классификации и постройки морских судов: в 2 т. /Российский морской регистр судоходства [9-е изд.]. СПб.: Российский морской регистр судоходства, 2003.

102. Правила обеспечения безопасности судов с динамическими принципами поддержания. Л.: Регистр СССР, 1990 - 345 с.

103. Проблемы безопасности водного транспорта при чрезвычайных ситуациях /В.С.Артамонов, В. С. Звонов, А.С.Поляков, Д.А.Скороходов, А.Л.Стариченков, Н.И.Уткин, под ред. Ю.Л.Воробьева. СПб.: Издательство УГПС МЧС РФ, 2010. -362 с.

104. Протокол испытаний головной системы «Бирюза-2» на судне «Колхида». Л.: НПО «Аврора», 1982.

105. Пряжинская В.Г., Ярошевский Д.М., Левит-Гуревич Л.К. Компьютерное моделирование в управлении водными ресурсами. Рос. акад. наук, Ин-т вод. пробл. М.: Физматлит, 2002. - 493 с.

106. Разработка методики оценки эффективности системы управления безопасностью судоходной компании: отчет о НИР. /В.А.Береснев, А.Г.Клименков, Д.А.Скороходов, А.Л.Стариченков/ СПб, ИПТ РАН. СПб, 2004. - 296 с.

107. Разработка методов и средств управления безопасностью транспортной компании: отчет о НИР. /А.Г.Клименков, Д.А.Скороходов, А.Л.Стариченков, И.В.Степанов / СПб, ИПТ РАН. Шифр темы 1-456-09, №Госрегистрации 01200901916. -СПб, 2009. - 89 с.

108. Разработка методов оценки безопасности региональных транспортных систем: отчет о НИР. /О.В .Белый, Д.А.Скороходов, А.Л.Стариченков, И.В.Степанов и др./ СПб, ИПТ РАН. Шифр темы 1-455-04, №Госрегистрации 01200403712. - СПб, 2005. - 91 с.

109. Разработка научных основ нормирования безопасности водного транспорта: отчет о НИР. /Н.С.Соломенко, А.Д.Круглов, А.И.Гольдин и др./ СПб, ИПТ РАН. Шифр темы 1-411-91, №Госрегистрации 01930008965. - СПб, 1991. - 171 с.

110. РД 03-418-01. Методические указания по проведению анализа риска опасных производственных объектов // Федеральныйгорный и промышленный надзор России (Госгортехнадзор России). М.: Изд-во Госгортехнадзора России, 2001.

111. Руководство по борьбе за живучесть надводного корабля (РБЖ-НК-81) М.: Военное издательство МО СССР, 1982.

112. Рыбаков Ф.И. Системы эффективного взаимодействия человека и ЭВМ. М.: Радио и связь, 1985. - 200 с.

113. Рябинин И.А., Парфенов Ю.М. Надежность, живучесть и безопасность корабельных электроэнергетических систем. -СПб.: ВМА им. Адмирала флота Советского Союза Н.Г.Кузнецова, 1997.-431 с.

114. Сборник нормативных документов отраслевой системы сертификации по МКУБ. /Гос. ком. Рос. Федерации по рыболовству. СПб.: Гипрорыбфлот-Сервис, 2000 - 446 с.

115. Сидоренко А.В., Шалаева И.А. О совершенствовании морской аварийной терминологии / НВИМУ. Новороссийск, 1986. - 17 с.

116. Системы информационной поддержки принятия решений (Décision information support systems): Сб. ст.. M.: МЦНТИ, Ин-т пробл. упр., 1991. - 107 с.

117. Скороходов Д.А. Системы управления движением кораблей с динамическими принципами поддержания. Спб.: Изд. ГНЦ РФ-ЦНИИ «Электроприбор», 2000. - 282 с.

118. Скороходов Д.А., Стариченков A.JI. Актуальные проблемы совершенствования системы управления безопасностью железнодорожного транспорта // Транспорт Российской федерации, №1(20), 2009г. с.38-39.

119. Скороходов Д.А., Стариченков A.JI. Анализ трудовых ресурсов железнодорожного транспорта // Сборник трудов Всероссийскойнаучно-практической конференции «Транспорт России: проблемы и перспективы 2009». - М.: МИИТ, 2009. - с. И-26 -И-27.

120. Скороходов Д.А., Стариченков А.Л. Концепция разработки систем поддержки принятия решения при борьбе за живучесть корабля // Оборонный заказ. Специальный выпуск, №22, 2009г. -с.35-39.

121. Скороходов Д.А., Стариченков А.Л. Методы оценки пожарной опасности транспортных средств // Сборник трудов Всероссийской научно-практической конференции «Транспорт России: проблемы и перспективы 2007». - М.: МИИТ, 2007. -с.98-99.

122. Скороходов Д.А., Стариченков А.Л. Ответственность персонала при обеспечении надежности и безопасности движения //Сборник трудов Всероссийской научно-практической конференции «Транспорт России: проблемы и перспективы -2009». М.: МИИТ, 2009. - с. П-27.

123. Скороходов Д.А., Стариченков А.Л. Принципы обеспечения конструктивной безопасности высокоскоростных морских и речных транспортных средств // Транспорт Российской федерации, №2(21), 2009г. с.43-45.

124. Скороходов Д.А., Стариченков А.Л. Принципы оценкибезопасности грузов // Сборник трудов Всероссийской научно-практической конференции «Транспорт России: проблемы и перспективы 2007». - М.: МИИТ, 2007. - с.97-98.

125. Скороходов Д.А., Стариченков А.Л. Принципы оценки эффективности системы управления безопасностью судоходной компании // Балтийский диалог, №2, 2005г. с.8-16.

126. Скороходов Д.А., Стариченков АЛ. Принципы построения системы информационной поддержки для принятия решений в аварийных ситуациях // Морские интеллектуальные технологии, №1(3), 2009.-с. 48-56.

127. Скороходов Д.А., Стариченков АЛ. Проблемы безопасности транспорта // Транспортная безопасность и технологии. №2(3), 2005г. с.24-27.

128. Скороходов Д.А., Стариченков А.Л., Чернышева Т.С. Компьютерная технология проектирования систем управления движением высокоскоростных судов. // Морской вестник. Специальный выпуск №3(6), сентябрь 2007г. СПб.: Мор Вест, 2007. - с.131-133.

129. Справочник по инженерной психологии /С.В.Борисов, В.А. Денисов, Б.А. Душков и др.; под ред. Б.Ф.Ломова. М.: Машиностроение, 1982. - 368 с.

130. Стариченков А.Л. Алгоритм прогнозирования аварийных ситуаций, возникающих при движении судна на воздушной подушке. // Транспорт: наука, техника, управление. №2, 2006. -М.: ВИНИТИ, 2006. - с.23-27.

131. Стариченков А.Л. Комплексная система управления безопасностью транспортной компании // Сборник трудов Всероссийской научно-практической конференции «Транспорт России: проблемы и перспективы 2010». - СПб.: ИПТ РАН, 2010. - с.225-229.

132. Стариченков А.Л. Оценка и прогнозирование состояния технических средств железнодорожного транспорта // Сборник трудов Всероссийской научно-практической конференции «Транспорт России: проблемы и перспективы 2010». - СПб.: ИПТ РАН, 2010. - с.78-88.

133. Стариченков А.Л. Принцип противоаварийной автоматизации скоростных судов // Морской вестник. Специальный выпуск. №4(7), сентябрь 2007г. СПб.: Мор Вест, 2007. - с. 100-102.

134. Стариченков A.JI. Управление безопасностью: проверка на эффективность // Судоходство. Международный журнал, №3(128), март 2007г. с. 14-15.

135. Стариченков A.JI., Степанов И.В. Методика оценки безопасности транспортных комплексов // Транспорт Российской федерации. №9, май 2007г. с.28-29.

136. Стариченков А.Л., Чернышева Т.С. Скоростной флот: как обеспечить безопасность? // Судоходство. Международный журнал, №4(129), апрель 2007г. с.51-53.

137. Судовые экспертные системы перспективы и современное состояние: (По зарубеж. и отеч. Материалам) / Под ред. К.т.н. Л.Н.Романова. - Л.: ЦНИИ «Аврора», 1990.

138. Талицкий И.И., Чугуев В.Л., Щербинин Ю.Ф. Безопасность движения на автомобильном транспорте: Справочник. М.: Транспорт, 1988.- 158 с.

139. Теория передачи информации. Терминология. М.: Наука, 1984. -32 с.

140. Томпсон Дж.М.Т. Неустойчивости и катастрофы в науке и технике. М.: Мир, 1985. - 254 с.

141. Транспорт в России: Стат. сб. /Гос. ком. Рос. Федерации по статистике (Госкомстат России). Офиц. изд.. - М.: Статистика России, 2008. 198 с.

142. Трофимова Т.А. Электромагнитные волны в неограниченном пространстве и радиоволноводах: учебное пособие. М.: Сайнс-пресс, 2006. - 64 с.

143. Федеральный закон «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 21.07.97 №116-ФЗ (Собрание законодательства Российской Федерации, 1997, № 30, ст. 3588).

144. Форрестер Дж. Динамика развития города. М.: Прогресс, 1974. -285 с.

145. Форрестер Дж. Основы кибернетики предприятия. М.: Прогресс, 1971. -340 с.

146. Фурасов В.Д. Устойчивость и стабилизация дискретных процессов. -М.: Наука, 1982. 192 с.

147. Чернигин Ю.П. Гидравлические приводы судов на подводных крыльях: Учеб. пособие для слушателей факультета повышения квалификации инж.-техн. работников. Горький: Б. и., 1982. -56 с.

148. Электромагнитные волны и колебания в волноводах и резонаторах: Учебное пособие /А.В.Володько, Р.П.Краснов,

149. В.И.Юдин. Воронеж: МИКТ, 2008. - 173 с.

150. Юдин Ю.И. Синтез моделей механизма предвидения для экспертных систем, обеспечивающих безопасную эксплуатацию судна. Мурманск: Мурманский ГТУ, 2007. - 196 с.

151. Юдович А.Б. Предотвращение навигационных аварий морских судов. М.: Транспорт, 1988. - 223 с.

152. Goldin A.I., German B.I. Engineering and legal aspects of the problem of abandoning a ship in distress. International symposium of hydro- and aerodynamics in marine engineering HADMAR-91. -Proceeding, Vol.2, Varna, 1991.

153. Harrington E.C.Jr. The desirability function // Industr. quality control, 1965, April.

154. Henley E., Kumamoto H. Designing for reliability and safety control. Prentice-Hall, USA, 1985.

155. Proceedings of sixteenth scientific-technical conference "Safety systems" SS-2007 of International informatization forum, Oktober 25, 2007, Moscow. - Москва: Академия ГПС, 2007. - 235 с.