автореферат диссертации по транспорту, 05.22.19, диссертация на тему:Методика оценивания показателей функционирования эргатической системы управления морским судном

На правах рукописи

Воротынцева Марина Георгиевна

МЕТОДИКА ОЦЕНИВАНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ЭРГАТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ МОРСКИМ СУДНОМ

Специальность: 05.22.19 -Эксплуатация водного транспорта, судовождение

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2008

ООЗДьаьэи

003453650

Работа выполнена в Московской государственной академии водного транспорта Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Адерихин Иван Владимирович

Официальные оппоненты:

доктор военных наук, профессор Катенин Владимир Александрович

кандидат технических наук Чертов Владимир Владимирович

Ведущая организация: ОАО Центральный научно-исследовательский институт

экономики и эксплуатации водного транспорта (г. Москва)

Защита диссертации состоится / 7 ■ 42-. 2008 г. в 15 часов на заседании диссертационного совета № Д 223.006.01 при Московской государственной академии водного транспорта (МГАВТ) по адресу: 113105, г. Москва, Новоданиловская набережная, д.2, корп.1,стр. 2

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГАВТ и на сайте www.msawt.ru.

Отзывы на диссертацию и ее автореферат присылать в двух экземплярах, заверенных печатью организации, секретарю диссертационного совета Д. 223.006.01 при МГАВТ по адресу: 113105, г. Москва, Новоданиловская набережная, д.2, корп. 1, стр. 2

Автореферат разослан IО цпвЛря 2008 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Непрерывное возрастание экономических связей между государствами ведет к интенсивному росту числа морских перевозок. Увеличивается количество судов, их водоизмещения и скорости, сокращается численность экипажей при одновременном повышении уровня должностных обязанностей моряков. Чрезмерная напряженность работы судоводителя дает предпосылки для возникновения аварийных случаев. Недопустимо высоким является количество столкновений судов.

Несмотря на техническую оснащенность современных судов, в существующей эргатической системе управления морским судном (ЭСУМС) именно за судоводителем остается функция принятия решения, которая играет основную роль в обеспечении безопасности мореплавания. Одним из наиболее эффективных путей обеспечения высокой безопасности мореплавания является совершенствование систем управления морскими судами, показатели функционирования (ПФ) которых необходимо оценивать не только с учетом их эксплуатационно-технических параметров, но и характеристик судоводителя, а также различных навигационных условий.

Сложность и многообразие задач, решаемых ЭСУМС в различных навигационных ситуациях, ставит задачу оценивания ее ПФ одной из важнейших в обеспечении безопасности судовождения.

Анализ известных автору результатов исследований показал, что вопросы комплексного изучения эксплуатационных свойств, и прежде всего связанные с разработкой методического и математического аппаратов оценивания ПФ ЭСУМС в различных навигационных условиях, не нашли должного отражения. Наличие же метода оценивания и математических моделей ПФ ЭСУМС позволит более объективно задавать вектор параметров ЭСУМС, исследовать влияние различных факторов на них и находить рациональные пути их обеспечения при достижении требуемой безопасности мореплавания.

В связи с этим научной задачей, решаемой в диссертационной работе, является разработка метода оценивания и математических моделей показателей функционирования эргатической системы управления морским судном в различных навигационных условиях.

Актуальность выполненных в диссертационной работе исследований обусловлена: возросшей ролью безопасности судовождения морского транспорта и необходимостью повышения эффективности функционирования ЭСУМС; сложностью процесса функционирования ЭСУМС ввиду многообразия связей между ее элементами; отсутствием

научных исследований по разработке теоретических основ оценивания ПФ ЭСУМС; необходимостью внедрения в практику создания и эксплуатации ЭСУМС методов и математических моделей, позволяющих оценивать, прогнозировать ПФ ЭСУМС и обосновать пути повышения безопасности мореплавания в различных навигационных условиях; необходимостью в разработке алгоритмов действий судоводителя в различных навигационных условиях и практических рекомендаций по управлению судном, направленных на снижение доминирующего в аварийности «человеческого фактора».

Объектом исследования выступает эргатическая система управления морским судном. Предметом исследования являются показатели функционирования эргатической системы управления морским судном.

Цель исследования заключается в разработке методики оценивания показателей функционирования ЭСУМС в различных навигационных ситуациях в целях повышения безопасности судовождения.

Задачи исследования:

1. Разработка методических основ решения научной задачи, включающие ПФ ЭСУМС в различных навигационных ситуациях, метод и алгоритм их оценивания.

2. Разработка комплекса математических моделей ПФ ЭСУМС в различных навигационных условиях и их программного обеспечения.

3. Построение структуры методики оценивания и исследования ПФ ЭСУМС в различных навигационных условиях.

4. Разработка алгоритмов действий судоводителя в составе ЭСУМС в различных навигационных условиях.

5. Количественный анализ результатов оценивания и разработка рекомендаций по применению полученных методических основ, математических моделей оценивания и программного обеспечения при исследовании ПФ ЭСУМС, а также алгоритмов действий судоводителей в различных навигационных условиях.

Методы исследования. Решение поставленной в диссертации научной задачи проведено с использованием системного подхода и анализа, метода пространства состояний (МПС), базирующегося на полумарковских процессах (ПМП), теории вероятностей и математической статистики, математического моделирования и программирования. В результате выполненных исследований получены следующие новые теоретические и практические результаты, выносимые на защиту:

1. Методические основы решения научной задачи, включающие показатели функционирования ЭСУМС в различных навигационных ситуациях, метод и алгоритм их оценивания.

2. Комплекс математических моделей показателей функционирования ЭСУМС в различных навигационных условиях и их программное обеспечение.

3. Структура методики оценивания и исследования ПФ ЭСУМС в различных навигационных условиях.

4. Алгоритмы действий судоводителя в составе ЭСУМС в различных навигационных условиях.

5. Результаты оценивания и рекомендации по применению разработанных методических основ, математических моделей и программного обеспечения при оценивании и прогнозировании ПФ ЭСУМС, а также алгоритмов действий судоводителей в различных навигационных условиях.

Совокупность этих результатов и представляет содержание методики оценивания ПФ ЭСУМС.

Научная новизна и теоретическая значимость результатов, полученных в диссертации, заключается в:

а) обосновании и разработке методических основ оценивания ПФ ЭСУМС, включающих систему показателей, метод и алгоритмы их оценивания, и позволяющих разрабатывать математические модели ее ПФ, учитывающие как влияние эксплуатационно-технических параметров, судоводителя, динамику в различных навигационных условиях, так и внешних условий плавания и т.д.;

б) разработке математических моделей (ММ) ПФ ЭСУМС, базирующихся на методе пространства состояний с использованием полумарковских и марковских процессов;

в) построении методики оценивания ПФ ЭСУМС в различных навигационных условиях, позволяющей проводить разработку математических моделей, количественную оценку, прогноз этих показателей и обоснование путей их обеспечения с учетом основных ЭТХ ЭСУМС, особенностей и условий применения, режимов и динамики их функционирования.

Практическая значимость результатов состоит в:

а) разработке программно-математического обеспечения оценивания ПФ ЭСУМС, включающего комплекс математических моделей, алгоритм и компьютерную программу;

б) в проведении с использованием разработанных математических моделей ПФ ЭСУМС количественных исследований по оценке

5

влияния основных ЭТХ, условий, особенностей, режимов и динамики ее функционирования, а также судоводителя и разработке рекомендаций по их использованию при обосновании путей повышения безопасности судовождения;

в) в разработке инженерной методики оценивания и исследования ПФ ЭСУМС при различных навигационных условиях.

г) в построении алгоритмов действий судоводителя в различных навигационных ситуациях и обобщении типичных ошибок при реализации алгоритмов, что позволит использовать алгоритмы в тренажерной подготовке судоводителей, а также в экспертных системах.

Обоснованность и достоверность полученных результатов базируется на: адекватном учете особенностей функционирования ЭСУМС при разработке методического и математического аппаратов оценивания их ПФ; корректной и логической обоснованности принятых допущений при разработке математических моделей ПФ ЭСУМС; использовании для решения научной задачи апробированного математического аппарата теории случайных полумарковских процессов; практической проверке работоспособности полученных математических моделей в ходе компьютерного эксперимента и сравнении отдельных результатов с результатами других исследователей; практической реализации на навигационном тренажере алгоритмов действий судоводителя при управлении судном в различных навигационных условиях.

Реализация результатов исследования.

Основные результаты исследования реализованы в учебном пособии «Дипломное проектирование», учебно-методических материалах, используемых в учебном процессе и тренажерной подготовке студентов МГАВТ, Каспийском филиале «МГА им. адм. Ф.Ф. Ушакова» и в Астраханском речном училище - филиале ВГАВТ, а также слушателей повышения квалификации судоводительского состава и в Научно - техническом учебном тренажерном центре (г. Калининград); в сборниках научных трудов МГАВТ, в научном журнале «Вестник Астраханского государственного технического университета» (входит в перечень ВАК), а также в 3-х отчетах о НИР Минтранса РФ и в научных докладах на Международных форумах «Связь и навигация на море и реке», 4-й региональной НПК (г. Новороссийск) и научно-практических конференциях МГАВТ.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и получили одобрение на: научных семинарах кафедры «Судовождение» МГАВТ, научно-практических конференциях

МГАВТ (2004-2008гг), на 4-й региональной НПК (2005г, г. Новороссийск) и Международном форуме «Связь и навигация на море и реке» (2005-2006гг, г. Москва). Работа в целом апробирована на совместном заседании кафедр «Судовождение» и «Управление судном и ТСС» МГАВТ с привлечением специалистов других кафедр академии и внешних организаций (10. 10. 2008г).

Публикации. Материалы диссертационного исследования опубликованы в одном учебном пособии, 16 научных статьях, 9 тезисах научных докладов, 3 отчетах о НИР. Всего 29 научных трудов, из них печатных 26.

Структура и объем диссертационной работы. Работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников и 3 приложений. Она включает 176 страниц текста, 64 рисунка, 35 таблиц и список использованных источников из 135 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована, актуальность исследований, приведена формулировка научной задачи и цели работы, оценена научная новизна и практическая значимость полученных результатов, выносимых на защиту, приводятся сведения об их апробации.

В первой главе дан краткий анализ способов управления безопасностью мореплавания на современном этапе, особенностей применения новых технических средств и особенностей функционирования ЭСУМС в различных навигационных условиях, влияния «человеческого фактора», а также приведена постановка научной задачи и определены основные направления исследования.

Тематика оценки влияния различных факторов на безопасность мореплавания нашла отражение в трудах таких авторов, как В.И. Сноп-ков, И.И. Костылев, С.И. Кондратьев, Ф. М. Кацман, В.Д. Клименко, В.В. Ерыгин, В.В. Чертов и др., однако исследования по оцениванию показателей функционирования ЭСУМС в различных навигационных условиях, как одного из важнейших элементов обеспечения безопасности мореплавания, не проводились.

По результатам первой главы сделаны следующие выводы:

1. Анализ аварийности судов свидетельствует о том, что вопросы эксплуатации и оценивания ПФ ЭСУМС в различных навигационных условиях требуют дальнейшего исследования.

2 Успешное решение задач судовождения требует надежного функционирования ЭСУМС, причем проблема «человеческого фактора» особо актуальна. Указанные обстоятельства делают необходи-

мыми исследования процессов функционирования и влияния факторов на ПФ ЭСУМС при решении задач судовождения.

3 Процесс управления морским судном является сложным, многоэтапным процессом, имеющим свои специфические особенности. Состояние ЭСУМС, длительность этапов ее функционирования носят случайный характер и зависят от многих обстоятельств и факторов, что необходимо учитывать при оценивании их влияния на ПФ.

4. Исследования состояния оценивания ПФ ЭСУМС свидетельствуют о необходимости иметь комплекс таких показателей, методов и математических моделей их оценивания, которые бы учитывали особенности решения задач судовождения в различных навигационных ситуациях, позволяли проводить исследование влияния различных факторов на ПФ ЭСУМС, а также намечать пути их обеспечения.

5. На основании проведенного анализа ранее выполненных работ другими авторами по рассматриваемому вопросу, обобщения опыта разработки и эксплуатации системы управления судном и теоретических исследований, проведенных автором настоящей работы, сформулирована содержательная постановка научной задачи, решаемой в диссертации, как разработка метода оценивания и математических моделей ПФ ЭСУМС при решении задач судовождения.

6. Решение поставленной научной задачи реализуется путем решения ряда частных подзадач: выявление особенностей функционирования ЭСУМС в различных навигационных условиях; обоснование необходимости разработки методических основ оценивания ПФ ЭСУМС; обоснование системы ПФ ЭСУМС, учитывающих влияние параметров системы, условий, режимов и динамики функционирования и действий судоводителя; анализ возможностей существующих методов исследования сложных систем для оценивания ПФ ЭСУМС; разработка метода, алгоритма оценивания и типовых математических моделей ПФ ЭСУМС, а также алгоритмов действий судоводителя в различных навигационных ситуациях; разработка структуры методики оценивания ПФ ЭСУМС и рекомендаций по использованию полученной методики, математических моделей и программного обеспечения при оценивании ПФ ЭСУМС, алгоритмов действий судоводителя при решении задач судовождения.

Вторая глава работы посвящена разработке методических основ оценивания ПФ ЭСУМС при решении задач судовождения, включающих обоснование ПФ ЭСУМС, выбор метода и алгоритма их оценивания.

Исходя из основных направлений исследования, на основании анализа существующих ПФ сложных систем, а также задач, решаемых судовыми системами управления при выполнении задач судовождения, и особенностей их применения, в качестве ПФ ЭСУМС выбраны вероятностно - временные показатели, которые наиболее полно соответствуют решению поставленной задачи. Например, вероятность нахождения в ¡-ом режиме Р„ вероятность перехода из ¡-го в ]-й режим за время ^Р,^) и другие, а также временные показатели, например, время нахождения ЭСУМС в ¡-ом режиме - время перехода из ¡-го в режим -^ и другие.

Анализ особенностей эксплуатации судовых систем управления, методов оценивания существующих ПФ сложных систем, а также полученных автором научных результатов показал, что за основу оценивания (исследования) ПФ ЭСУМС при решении задач судовождения следует взять аналитическую модель полумарковского процесса (ПМП). Этот метод позволяет получить систему вероятностно - временных показателей и решать задачу по обоснованию путей их обеспечения и по выбору управляемых параметров, а также диапазону их значений, обеспечивающих требуемый уровень безопасности мореплавания. При решении задачи оценивания ПФ ЭСУМС целесообразно описывать процесс их применения в виде полумарковского процесса, задаваемого моделью функционирования в виде графа состояний й(Р,0) и переходов ЭСУМС; матрицей 0(0=[С>у(0] независимых функций распределений времен нахождения ЭСУМС в ¡-м режиме перед переходом в _(-й режим. Тогда алгоритм метода оценивания и исследования ПФ ЭСУМС включает следующие составляющие:

1. Выявление возможных признаков выделения состояний, определение их содержания на основании описательной модели функционирования (МФ) ЭСУМС. При проведении анализа и определения состояний следует выбрать и обосновать независимые функции распределения времени пребывания ЭСУМС О,/О в ¡-ом состоянии перед переходом в]-е.

2. Разработка модели функционирования (МФ) ЭСУМС в виде графа состояний и переходов О(Р,0).

3. Составление матрицы переходных вероятностей Р=|Рц|. Вероятность РцО) перехода из состояния \ в состояние] за время не более X определяется выражением

р„(0= Я^-йдФ.м или ^,с)=]ГО(1)

0 ь*] о

4. Составление матрицы безусловных функций распределения времени пребывания ЭСУМС в каждом i-м состоянии F - [/<;(/)],

где F,(t) = XW0 ИЛИ/Г,(0 = 1-П[1-^«] (2)'

jeк jík

5. Составление матрицы безусловных математических ожиданий времени пребывания ЭСУМС в каждом состоянии Т= [t¡], i=], n,

о о М

6.Составление системы алгебраических уравнений

П = ПР при £Я,=1' W

где ГМТ(ПьП2,...,Пк)- определяющая стационарные вероятности n¡ застать ПМП в момент перехода в состояние i; к-общее число состояний процесса.

7. Решение системы уравнений П=ПР для получения формул для коэффициентов A¡ путем выражения всех вероятностей n¡ через базовую Пб т.е. Пг=А,П6 (5)

8. Выбор подмножества состояний ЭСУМС, суммарная вероятность пребывания которых нас интересует.

9. Определение среднего интервала (математического ожидания -МО) времени между последовательными попаданиями в i-e состояние

trt/Пь (6)

где 1=31,1;, i=l,k

к

10. Определение МО времени одного перехода: =П6Л> (?)

к

где Л = (6+ХЛ,1,

11. Определение выражений для показателей функционирования ЭСУМС:

к

а) стационарные вероятности Рг = П/, /^Гщ или Р, = А/, /А, (8)

где т.е. P,^=tl=(¡/A;

б) нестационарные вероятности Pjj(s)=[detAD(s)]"1A1J(s)lF(s), (9) где: AD(s)=I-(p(s); Ay(s)- преобразования Лапласа адъюнкты a,j(t) матрицы Ad(s); уШчШ v|/i(t)=II[l-Qu(t)]; cp(s)=[P(s)]; Р(5)=[РЦ(5)].

12. Используя численные методы, находим оригинал P,j(t).

13. Средние затраты С за единицу времени с использованием ПМП могут определяться по формуле:

где С„- средние затраты за единицу времени пребывания ЭСУМС в 1-м состоянии.

Приведенный алгоритм полумарковского метода оценивания и исследования ПФ ЭСУМС позволяет разрабатывать конкретные математические модели ПФ ЭСУМС (ру; ри(0; р,; р,(0; ^ П; I; й; и другие) в различных навигационных ситуациях, учитывающие режимы и динамику функционирования, условия и особенности применения, основные ЭТХ, а также другие факторы, влияющих на них. Совокупность предложенных вероятностно-временных ПФ ЭСУМС, метода и алгоритма их оценивания и представляют методические основы оценивания ПФ ЭСУМС.

В третьей главе получены математические модели ПФ ЭСУМС в различных навигационных условиях. Выделены три группы структурно-эксплуатационных МФ ЭСУМС: комплексные МФ, учитывающие в детальном виде как основные эксплуатационно-технологические режимы судна и стратегии его расхождения с другими объектами, так и процессы воздействия помех, включающие 16 состояний; обобщенные, учитывающие основные ЭТХ, а также стратегии расхождения судов и включающие 14 состояний и базовые- представляющие ЭСУМС как некоторый обобщенный элемент и включающие 7 состояний (рисунок 1). Также разработаны частные варианты этих МФ. Используя алгоритм оценивания и исследования ПФ ЭСУМС разработаны ММ ПФ для указанных выше ее МФ. Так, например, для базовой ММ получены следующие результаты.

На основе анализа исследований, проведенных автором, получены матрицы независимых функций распределения времен ожидания ее переходов из 1-го в й режим для базовой, обобщенной и комплексной МФ, например, для базовой (таблица 1).

Таблица!* - Матрица <^,,(1) для базовой модели ЭСУМС

1 } Комментарии и допущения

1 3 1 - (1 + У\,зОе~г''' длительность РО с параметром 3

3 4 длительность РПА с параметром /3 4

4 1 длительность РГ с параметром уА,

4 3 1-(1 + ^,0*-"" длительность РГ с параметром /4 3

4 9 1 -(1 + /4 90е"г"' длительность РГ с параметром у4 9

Продолжение Таблицы 1

1 0„(0 Комментарии и допущения

9 4 1 - (1 + Г^Ое'Г9А' длительность РИП с параметром у9 4

9 10 1 - (1 + у9Л„Ое-"-"' длительность РИП с параметром у910

9 11 1-(1+ Ое-"'" длительность РИП с параметром у9,,

10 14 1-0 + ^0^'°'" длительность РОК с параметром ую ]4

11 14 длительность РОМ с параметром у,, ]4

14 9 1/Т2,«Т2 моменты окончания РМ (маневрирования)

1, 1> т2 распределены равномерно на интервале Т 2

*В таблице 1 все 0,ц(1), кроме распределены по закону Эрланга.

Рисунок 1 *- Базовая модель функционирования ЭСУМС

* принятая нумерация режимов выбрана в соответствии с комплексной моделью функционирования ЭСУМС

С учетом рисунка 1 и таблицы 1 получены: матрица переходных вероятностей Р|=[ру(0] (таблица 2); матрица безусловных математических ожиданий времени пребывания ЭСУМС в каждом режиме Т=М (таблица 3), элементы которых определялись по выражениям (1), (3) соответственно.

Таблица 2 - Матрица переходных вероятностей р„

_Еи_

выражения для р,.

Вь

выражения для р„

Р1.3 Р3,4

Р4,1

1 1

гЪ

1 +

к, 2!

к2 3!

где

а а

К-, ~ /4,3 У 4,9 ' = /4,3/4.9 для Р4,1,Р4,3; Р4,9, «=Г4,1+74,3+Г4,9

Р4.3

Р4.9

Л*.,

1 + —1—+ 2.

где

У 4,9

1 +

к, 2! к\3!

где

= /4,3+ /4,1 . = У^Уа,\

Р9,4

7 9,4

1 +

2дг

АГ, 3!

, где

а а

К1 ~ /9,10/9,11 ~/9,10+/9,11 для р9Л р9,ю, P9.ll,

а~У 9,4 + / 9,10 + /9,11

^9,10

К\ ~У4,1 + /4,9> К2 -/4,1/4,9

Р9,10

P9.ll

РЮ.14 РП,14 Р14,9

1 +

2 К. ЛГ , 3!

, где

а а ~~ У9,4 +/9,11' к2 "/9,4/9,11 где

^9 11

а

, 2к, л- 2 3!

1 +-+ —

а а

= /9,4 + /9,10 ' К2 ~ /9,4/9,10

1 1 1

Таблица 3 - Матрица ^ нахождения ЭСУМС в м режиме.

1 1

1 2//,,з 10 /10,14

3 2//З,4 И 2//,1,14

4 1 (. к. 2лг, 3!лг, ^ — 1+—+-+-г1- а V а а а , К\ =/4,1 +/4,3 +/4,9' ^3 =/4,1/4,3/4,9 ,где о = /4)1+/4,з+/4,9» = 74,1/4,3 +/4,1/4,9+ /4,3/4,9 . 14 ь. 2

9 1 Л к{ 2 к2 3!АГэ 1+ '+ 22 + з3 а V а а а , К\ ~У9,4 +/9,10 +/9,11' Л кг ~ /9,4/9,10/9,11 ,где а=/9,4+/9,ю+/9,11. "г ~ /9,4/9,10 +/9,4/9,11 +/9,10/9,11'

Итак, получены выражения для вероятностных показателей ру, представленных в таблице 2, характеризующих вероятности переходов ЭСУМС из ьго в й режим, и для временных показателей функционирования ; представленных в таблице 3, и характеризующих времена нахождения в 1-ом режиме применительно к базовой модели функцио-

нирования. Аналогичные зависимости математических моделей ПФ ЭСУМС получены в работе для обобщенной и комплексной моделей. В третьей главе получены также аналитические выражения для оценивания других вероятностно - временных ПФ ЭСУМС применительно к базовой, обобщенной и комплексной моделям.

Для этого используя приведенный алгоритм (покажем на примере базовой модели), составлена система алгебраических уравнений в виде:

1- Щ=р^п4

2. 773 =/?и77,+ЛзЯ4

3. #4 = р34П3+р94П9

4. П9=р49П4+рн9Пи

Л,о — 7^9,10^9

6. Пп=р9МП9

7. Пы = р1014П10+рииПи 16

8. £tf, =1, где i=l,3,4,9,10,U,14 Решив эту систему относительно 77(, получим

(П)

П9= 1 + ХА , где 1=1,3,4,9,10,11,14. (12)

V '=1 У

Соответственно выражение для любой 77, имеет вид:

П, = А,Л9, (13)

где Ал = р4ХЪ,г>2;Л3 = + Ра^А ;А4 = ЬХЬ2;А10 = р9>10;

= Р9,\1> А* = (Ао.нА.Ю Р\1МР9,1\)'

Ь1 = Р9А; ь1 = Ь - Ръа(Р\,ЗРА,\ + ТЧз)!"1 •

Математическое ожидание времени одного перехода ЭСУМС (средняя продолжительность между переходами) имеет вид:

1 = ^п,(1=П9((9 + -£А,о=Л9А, (14)

;=1

1=1

16

где A=t9 + 2\Altl, А1 берутся из (13). Тогда среднее время

i=i

между двумя соседними попаданиями ЭСУМС в состояние i будет определяться; /„ = t/U,; tx, =' t!П,; t33 = t/U 3; t44 - t/U 4; tg9 = t/U 9;

'io.io = ?/П|0; ill n = i/П,, ; tU H - Г/П14 .Итак, получены все необходимые составляющие элементы, входящие в выражение для вероятно-

16

стных ПФ ЭСУМС Р, = 77/,/^ П/,, а также выражениями, представ-

ленными в таблице 2. Например, для рассмотренной базовой математической МФ зависимость для показателя готовности имеет вид:

Л = ДЛ'Х П,{, , где 1=1,3,4,9,10,11,14 (15)

Временные ПФ ЭСУМС определяются выражениями, представленными в таблице 3, а также зависимостями (14).

Из полумарковских математических моделей в работе получены марковские модели ПФ, при условии, что все функции С!,/!) = 1-е "ач'. Также в диссертации получен ряд частных полумарковских и марковских ММ показателей функционирования ЭСУМС для различных навигационных условий.

Таким образом, на основании базовой, обобщенной и комплексной моделей функционирования ЭСУМС получены аналитические зависимости для вероятностно-временных ПФ ЭСУМС, которые составляют математические модели ПФ ЭСУМС при решении задач судовождения в различных навигационных условиях. Эти модели позволяют исследовать (оценивать и прогнозировать) вероятностно - временные ПФ ЭСУМС (Рь Ру, ^ у), оценивать влияние на них действующих факторов и ЭТХ, характеризующихся различными законами распределения, проводить выбор управляемых параметров ЭСУМС на этапах разработки, создания и эксплуатации, что позволяет отыскать пути обеспечения показателей, определяющих ее эффективность с учетом реальных возможностей, и решить другие задачи.

Полученные ММ ПФ позволяют представить совокупность параметров, характеризующих работу ЭСУМС в виде составляющих компонент, присущих различным режимам как в условиях описания ПМП, так и МП. Содержания параметров ЭСУМС отражают основные специфические особенности ее функционирования и представляют собой: параметры, характеризующие режим подготовки судоводителя и аппаратуры (Тг.зТз^Тз^б); параметры, характеризующие готовность ЭСУМС к решению задачи расхождения судов по различным стратегиям (Т4,1; Т4Д Т4,5, Т416, Т4]8); параметры, характеризующие режимы работы судоводителя с РНА при обнаружении целей (Т7>9; Т716; Т8>9> Т8,1б); параметры, характеризующие режимы функционирования ЭСУМС при расчете маневра расхождения (Т^.п, Т^и; Т^м; Ти.и); параметры, характеризующие режимы непосредственного маневрирования судна (Тм.9; Т15,9) и другие.

В четвертой главе диссертационной работы представлена структура методики, алгоритм разработанной компьютерной программы и

количественные результаты оценивания ПФ ЭСУМС, а также проведено исследование влияния как отдельных параметров, так и их совокупности на эти показатели, определены возможные диапазоны их значений, обеспечивающие заданные значения показателей. Кроме того, приведены обобщенные алгоритмы действий судоводителя при управлении морским судном в типовых навигационных ситуациях, перечень основных возникающих ошибок при выполнении каждого оператора алгоритмов, а также результаты проведенного тестирования с их использованием на навигационном тренажере и рекомендации по применению.

Например, по результатам исследований с помощью базовой модели ЭСУМС видно, что наибольшее влияние на показатель готовности Р4 оказывают параметры /.з_4, У4,з,У9,4, Ую,м, Уп.н- Так, анализ количественных результатов влияния изменения параметров ую.к (интенсивность перехода ЭСУМС из РОЦ в РМ) показывает, что уменьшение времени (увеличение интенсивности ую.н) на проведение этой операции повышает Р4 (от 0,47 до 0,74). Графическая зависимость (рисунок 2) показывает предельное значения Р4=0,74 при достижении ую,14=4 (15 мин). Из графической зависимости времени пребывания ЭСУМС в режиме РОК 1ю (рисунок 3) следует, что после достижения ую.и =4(15 мин) значения ^о изменяются слабо, стремясь к пределу 1ю=0,2 (12 мин).

Рисунок 2 Рисунок 3

Графическая зависимость Р^О/ю.м) Графическая зависимость ^оКУщм)

Полученные результаты позволяют сделать вывод, что для эффективной и надежной работы ЭСУМС при решении задач расхождения запас времени для сбора информации о наблюдаемых объектах, оценки опасности столкновения и расчета маневра расхождения должен составлять не менее 12 мин.

Результаты исследований с помощью обобщенной модели ЭСУМС выявили значительное влияние на показатель Р4 параметра у4_7 (интенсивность перехода ЭСУМС из РГ в РОЦ), что подтверждает рисунок 4. При изменении у4 7с 0,2 до 1,5 Р4 уменьшается с 0,78 до 0,56.

Переход системы в режим обнаружения целей влечет за собой цепочку дальнейших переходов до возвращения ЭСУМС в режим готовности. Чтобы повысить показатель готовности, следует уменьшить время нахождения ЭСУМС в этих режимах.

Р4

0,4-----

0,3 4-,-.-.-.-1-.-

0,2 0,3 0,4 0,5 0,8 1,5 з у4

Рисунок 4 Рисунок 5

Графическая зависимость Р4= {"(74,7) Графическая зависимость 17= ^77,9) По количественным результатам расчетов и графикам времени пребывания ЭСУМС в различных режимах (рисунок 5) можно определить минимальные времена пребывания ЭСУМС в режимах, от которых зависит ее возвращение в режим готовности. Итак, в режиме РОЦ минимальное 17=2 мин, в режиме РОМС минимальное мин, в режиме РИП минимальное 19=4 мин, в режиме РОК минимальное ^о=2 мин, в режиме РОМ минимальное 1п~3 мин. В режиме РМ минимальные значения ^4, не ухудшающие существенно показатель готовности, составляют 6-15 мин. Аналогичные исследования проведены и с использованием обобщенной и комплексной ММ ПФ.

В завершении главы представлены алгоритмы действий судоводителя при решении задач судовождения в различных навигационных условиях, основные типичные ошибки судоводителей при реализации алгоритмов, а также результаты проведенного с их использованием на навигационном тренажере тестирования судоводителей, подтвердившего их работоспособность, что позволит использовать данные алгоритмы в учебном процессе и тренажерной подготовке судоводителей, а также в экспертных системах.

Основные результаты диссертации.

1. На основе проведенного анализа информационных источников и опыта судовождения сформулирована научная задача оценивания показателей функционирования (ПФ) эргатической системы управления морским судном (ЭСУМС) в различных навигационных условиях, что позволило определить направления исследований по ее решению.

2. Обоснован и проведен выбор ПФ ЭСУМС в различных навигационных ситуациях, существенно дополняющих ранее известные, и по-

зволяющих в отличие от них проводить всестороннее и комплексное оценивание влияния как отдельных параметров, условий применения и динамики функционирования ЭСУМС, так их совокупности на ПФ, а также метод их оценивания, базирующийся на теории полумарковских процессов.

3. В качестве методологической базы оценивания ПФ ЭСУМС предложен метод пространства состояний с использованием полумарковских и марковских процессов.

4. Разработан алгоритм оценивания ПФ ЭСУМС, базирующийся на методе пространства состояний на базе полумарковских процессов.

5. Получен комплекс математических моделей ПФ ЭСУМС при решении задач судовождения в различных навигационных ситуациях, позволяющих проводить количественную оценку влияния как отдельных, так и совокупности различных факторов, характеристик судоводителя и динамики применения на ПФ ЭСУМС, а также прогнозировать и обосновывать требования к параметрам ЭСУМС.

6. Разработаны алгоритмы действий судоводителя при решении задач судовождения в типовых навигационных ситуациях и обобщены основные типичные ошибки судоводителей при реализации алгоритмов, проведено с их использованием на навигационном тренажере тестирование судоводителей, подтвердившее их работоспособность, что позволит использовать данные алгоритмы в тренажерной подготовке судоводителей, а также в экспертных системах.

7. Разработана методика оценивания ПФ ЭСУМС в различных навигационных условиях, позволяющая проводить их количественную оценку, прогнозировать и обосновывать пути обеспечения требуемых их значений с учетом основных эксплуатационно-технических характеристик ЭСУМС, особенностей и условий их применения, а также судоводителя.

8. Создано программно - математическое обеспечение оценивания и исследования ПФ ЭСУМС, включающего комплекс математических моделей, алгоритмов и компьютерную программу для ПЭВМ.

9. Проведены с использованием разработанных математических моделей оценивания количественные исследования ПФ ЭСУМС, а также по оценке влияния отдельных эксплуатационно-технических характеристик, условий, режимов, динамики применения и судоводителя, разработаны рекомендации по их использованию при обосновании путей повышения безопасности судовождения. Количественные результаты оценивания позволяют сделать вывод о работоспособности и практической применимости разработанного метода оценивания, математичес-

ких моделей ПФ ЭСУМС и методики в целом.

Список основных публикаций по теме диссертации

1. Адерихин И.В., Воротынцева М.Г. Оценивание влияния спутниковой навигации на показатели функционирования эргатической системы управления судном (тезисы доклада). Материалы II Международного форума «Навигация и связь на море и реке», М.; 2005.-2с.

2. Адерихин И.В., Воротынцева М.Г. Алгоритм оценивания и исследования готовности системы управления судном морского транспорта. Научный журнал «Вестник Астраханского государственного технического университета». Астрахань, Изд. АГТУ, №2, 2005. - с. 194-198, (входит в перечень ВАК).

3. Адерихин И.В., Воротынцева М.Г. Метод оценивания показателей готовности системы управления судном. Научный журнал «Вестник Астраханского государственного технического университета». Астрахань, Изд. АГТУ, №2, 2005.- с. 199-204, (входит в перечень ВАК).

4. Адерихин И.В., Воротынцева М.Г. Методика оценивания показателей функционирования системы управления морским транспортным судном. Материалы 4 Регион.науч. конферен-и, Новороссийск,2005,-8 с

5. Адерихин И.В., Воротынцева М.Г. Стохастические моделирующие устройства процессов функционирования судовых приборов спутниковой радионавигации и связи, как элементов системы управления судном. (Тезисы докл.). 3-й Международный форум «Связь на море и реке». Материалы форума, -М.;, 2006, -с.20-21.

6. Воротынцева М.Г. Обобщенные полумарковские математические модели оценивания показателей функционирования эргатической системы управления морским судном. СНТ «Судовождение и безопасность судоходства», МГАВТ, 2008- с.27-35.

7. Воротынцева М.Г. Алгоритм оценивания эксплуатационных показателей системы управления судном морского транспорта. - 8с. В учебном пособии Адерихин И.В., Федоров С.Е., Сальников А.И. Дипломное проектирование, Альтаир - МГАВТ, 2008,-с.156-164.

8. Воротынцева М. Г. Количественные результаты оценивания показателей функционирования эргатической системы управления морским судном на основе базовых математических моделей. СНТ «Судовождение и безопасность судоходства», МГАВТ, 2008- с. 41-49.

ВОРОТЫНЦЕВА МАРИНА ГЕОРГИЕВНА

МЕТОДИКА ОЦЕНИВАНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ЭРГАТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ МОРСКИМ СУДНОМ

Подписано в печать^^./?л...2008 г. Формат... Объем fb.fi. Заказ . Тираж: 80 экз.

Издательство «Альтаир» Московская государственная академия водного транспорта 117105, г. Москва, Новоданиловская набережная, д.2,

корпус 1.

ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИЗ ОСОБЕННОСТЕЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ МОРСКИМ СУДНОМ И СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ОЦЕНИВАНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЕЕ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ

1.1 Анализ способов управления безопасностью мореплавания на современной этапе и особенностей применения технических средств системы управления морским судном.

1.2 Анализ особенностей функционирования системы управления морским судном в различных навигационных условиях.

1.3 Постановка задачи и основные направления исследования.

1.4 Выводы по разделу 1.

2. МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОЦЕНИВАНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ЭРГАТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ МОРСКИМ СУДНОМ ПРИ РЕШЕНИИ ЗАДАЧ СУДОВОЖДЕНИЯ.

2.1 Обоснование показателей функционирования эргатической системы управления морским судном и метода их оценивания.

2.2 Метод оценивания показателей функционирования ЭСУМС.

2.3 Алгоритм оценивания и исследования показателей функционирования эргатической системы управления морским судном.

2.4 Выводы по разделу 2.

3. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ОЦЕНИВАНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ЭРГАТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ МОРСКИМ СУДНОМ ПРИ РЕШЕНИИ ЗАДАЧ СУДОВОЖДЕНИЯ И ИХ АНАЛИЗ.

3.1 Структурно-эксплуатационные модели функционирования ЭСУМС при решении задач судовождения.^.

3.2 Базовые математические модели оценивания показателей функционирования системы управления морским судном и их анализ.

3.3 Обобщенные математические модели оценивания показателей функционирования эргатической системы управления морским судном и их анализ.

3.3.1 Обобщенные полумарковские математические модели.

3.3.2 Обобщенные марковские математические модели.

3.4 Комплексные математические модели оценивания показателей функционирования эргатической системы управления морским судном и их анализ.

3.4.1 Полумарковские комплексные математические модели.

3.4.2 Марковские комплексные математические модели.

3.5 Параметры обобщенной и комплексной моделей функционирования.!

3.6 Выводы по разделу 3.

4 СТРУКТУРА МЕТОДИКИ, АЛГОРИТМ, КОМПЬЮТЕРНАЯ ПРОГРАММА И РЕЗУЛЬТАТЫ ОЦЕНИВАНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ЭРГАТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ МОРСКИМ СУДНОМ.

4.1 Структура методики оценивания и исследования показателей функционирования эргатической системы управления морским судном.

4.2 Алгоритм и компьютерная программа оценивания показателей функционирования эргатической системы управления морским судном.

4.3 Анализ количественных результатов оценивания показателей функционирования ЭСУМС при различных навигационных условиях.

4.3.1 Анализ количественных результатов оценивания показателей функционирования ЭСУМС при совершении маневра.

4.3.2 Анализ количественных результатов оценивания показателей функционирования ЭСУМС при решении задач расхождения судов.

4.4 Использование количественных результатов оценивания показателей функционирования ЭСУМС при тренажерной подготовке судоводителей.

4.5 Разработка алгоритмов действий судоводителей в различных навигационных ситуациях и анализ результатов эксперимента.

4.5.1 Методика проведения экспериментальных исследований на навигационном тренажере.

4.5.2. Анкетирование судоводителей.

4.5.3. Разработка эталонных алгоритмов действий судоводителя при различных навигационных ситуациях.

4.6 Выводы по разделу 4.

Роль морского и речного транспорта в структуре мирового экономического рынка значительно возросла в настоящее время. Перевозка водным транспортом является наиболее дешевым видом перевозки, а зачастую и единственно возможной. На современном этапе отмечается непрерывное возрастание экономических связей между государствами, что ведет к интенсивному росту числа морских и других видов перевозок. Мировая морская торговля растет примерно на 4% в год. Возрастает количество судов, их водоизмещения и скорости. Увеличивается плотность транспортных потоков судов различных типов и назначения. Одновременно в море находятся 60-80% грузовых судов мирового флота, а также более 2 млн. человек- членов судовых экипажей и перевозимых пассажиров [32, 36, 54,104].

Обеспечение безопасного мореплавания охватывает широкий круг вопросов: улучшение мореходных качеств судов, качественная эксплуатация флота с точки зрения поддержания должного технического состояния и надлежащего уровня подготовленности судовых специалистов, внедрение новейших технических средств судовождения в системы управления морскими судами и т.д.

Усложнились условия плавания, возрос поток информации, которую штурман должен осмыслить и на ее основе быстро принять решение. Чрезмерная напряженность работы судоводителя дает предпосылки для возникновения аварийных случаев. Внедрение информационных технологий позволило освободить судоводителя от выполнения однообразных рутинных действий, снабдило его необходимой информацией в удобной и наглядной форме. В системах управления морскими судами (на ходовых мостиках судов) появились электронные карты, системы автоматической радиолокационной прокладки, радар-процессоры, приемоиндикаторы и судовые терминалы спутниковых систем навигации и связи, автоматические идентификационные системы, компьютерные системы для выполнения грузовых операций и многое другое. Несмотря на хорошую техническую оснащенность современных судов, судоводитель продолжает играть основную роль в правильной эксплуатации судового оборудования, обеспечивающего безопасность плавания. В существующей эргатической системе управления морским судном («человек + машина») именно за человеком-оператором (судоводителем) остается функция принятия решения.

Ежегодно в море сталкиваются примерно 1500 судов мирового флота (т.е. примерно одно из каждых 25 судов) и из них от 10 до 30 судов погибают. Вероятность столкновения зависит от целого ряда факторов. Большое значение имеет интенсивность судовождения. Распределение судов в мировом океане неравномерно, а сконцентрировано на основных судоходных путях, что создает чрезмерно высокую, даже для оборудованных по последнему слову техники судов, интенсивность движения в отдельных районах [32,34,61].

Наиболее существенно на вероятность столкновения судов влияет состояние видимости (ночь, туман, осадки). В условиях ограниченной видимости происходит основная часть всех столкновений, поэтому применение судовой радионавигационной аппаратуры (РНА) является обязательным для судоводителя. Анализ аварийности позволил установить, что в основном аварии происходят из-за: неправильной организации радиолокационной проводки и радиолокационного наблюдения; неумелого использования судовой РНА; ошибок радиолокационного опознавания; превышения скорости хода; неправильного маневрирования, то есть из-за ошибок эргатической системы управления морским судном (ЭСУМС) [54,63,110,116,127].

Безопасность движения судна зависит не только от опыта конкретного штурмана, знания им установленных правил и положений, но и умения судоводителем грамотно использовать радиоэлектронные средства обеспечения безопасности плавания в комплексе с другим навигационным оборудованием, входящим в систему управления морским судном.

Сложность и многообразие задач, решаемых ЭСУМС в различных навигационных ситуациях, ставит задачу оценивания показателей ее функционирования с учетом влияния различных факторов и динамики судна одной из важнейших в обеспечении безопасности судовождения.

Любые просчеты и недостатки в процессе создания и испытаний ЭСУМС вызывают в процессе эксплуатации увеличение экономических ресурсов на поддержание на заданном уровне показателей их функционирования. Чтобы исключить (или уменьшить) это, необходимо располагать современными методами оценивания показателей ЭСУМС и обоснования путей их обеспечения.

Широко используемый метод статистического анализа системы управления морским судном не в полной мере может быть пригоден для прогнозирования ее поведения в будущем и даже в настоящем, так как статистический материал имеется всегда лишь о прошлом [31,109,120]. Кроме того, как правило, невозможно исследовать поведение ЭСУМС в различных навигационных условиях, а также для проектируемых систем, а ведь именно на стадии проектирования и создания требуется так определить правила функционирования и выбрать параметры и стратегии использования, чтобы они обеспечивали максимум безопасности мореплавания судна [36,52,58,65,67,83].

Одним из наиболее эффективных путей обеспечения высокой безопасности мореплавания является совершенствование систем управления морскими судами, показатели функционирования которых необходимо оценивать не только с учетом их эксплуатационно-технических параметров, но и характеристик судоводителя, а также различных навигационных условий.

Вопросам обеспечения и повышения безопасности мореплавания и судовым системам управления посвящено немало работ [70,71,80,86,115,118,124], но в них, как правило, рассматриваются вопросы, касающиеся одного отдельного аспекта работы того или иного прибора, действия или условия (анализ роли курсоуказателей, надежности радиолокационной информации, влияние штормовой погоды и т.д.). Так в работах [64,66,67,70,85,86] рассматриваются вопросы учета влияния человеческого фактора на безопасность судна в отрыве от системы управления, опираясь только на статистические данные, что не позволяет количественно оценить как раздельное, так интегрированное воздействие различных факторов на показатели функционирования ЭСУМС в различных навигационных условиях. В целом же, оценивание показателей функционирования ЭСУМС и влияние на них различных факторов и путей их обеспечения не рассматриваются. Анализ известных автору результатов исследований [66,74,78,80,109,112] показал, что вопросы комплексного изучения эксплуатационных свойств, и прежде всего связанные с разработкой методического и математического аппаратов оценивания показателей функционирования ЭСУМС в различных навигационных условиях, не нашли должного отражения. Наличие же комплексного количественного оценивания показателей функционирования (ПФ) ЭСУМС позволит более объективно исследовать влияние различных факторов на них и находить рациональные пути их обеспечения и достижения требуемой безопасности мореплавания.

Заслуживает внимание работа [123], посвященная разработке методики оценивания готовности системы управления судном к решению задач расхождения судов. Однако в ней рассматривается только одно эксплуатационное свойство - готовность и только применительно к одному навигационному случаю - расхождение судов. Кроме того, эта работа базируется на марковских процессах, имеющие весьма жесткие ограничения по их применению, которые не всегда реализуемы при описании процессов функционирования ЭСУМС.

В связи с этим научной задачей, решаемой в диссертационной работе, является разработка метода и математических моделей оценивания показателей функционирования эргатической системы управления морским судном в различных навигационных условиях.

Актуальность выполненных в диссертационной работе исследований обусловлена: возросшей ролью безопасности судовождения морского транспорта и необходимостью повышения эффективности функционирования ЭСУМС; сложностью процесса функционирования ЭСУМС ввиду многообразия связей между ее элементами; отсутствием научных исследований по разработке теоретических основ оценивания показателей функционирования ЭСУМС; необходимостью внедрения в практику создания и эксплуатации ЭСУМС методов и математических моделей, позволяющих оценивать, прогнозировать ПФ

ЭСУМС и обосновать пути повышения безопасности мореплавания в различных навигационных условиях.

Разрешимость задачи определяется:

- опытом эксплуатации и совершенствования ЭСУМС, позволяющим проведение теоретических обобщений и получение новых практических выводов по оцениванию показателей функционирования ЭСУМС;

- практическим опытом судоводителей в применении судовой РНА при различных навигационных условиях;

- возможностью всесторонней проверки указанных обобщений и выводов с помощью современных математических методов и сравнения полученных результатов с данными исследования, проведенного при математическом моделировании и на радионавигационном тренажере.

Объектом исследования выступает эргатическая система управления морским судном. Предметом исследования является оценивание показателей функционирования эргатической системы управления морским судном.

Цель исследования заключается в разработке методики оценивания показателей функционирования эргатической системы управления морским судном в различных навигационных ситуациях в целях повышения безопасности судовождения.

Задачи исследования. Реализация поставленной цели исследования потребовала решения следующих задач:

1. Разработка методических основ решения научной задачи, включающие показатели функционирования ЭСУМС в различных навигационных ситуациях, метод и алгоритм их оценивания.

2. Разработка комплекса математических моделей оценивания показателей функционирования ЭСУМС в различных навигационных условиях и их программного обеспечения.

3. Построение структуры методики оценивания и исследования показателей функционирования ЭСУМС в различных навигационных условиях.

4. Разработка алгоритмов действий судоводителя в составе ЭСУМС в различных навигационных ситуациях.

5. Количественный анализ результатов оценивания и разработка рекомендаций по применению полученных методических основ, математических моделей оценивания и программного обеспечения при исследовании ПФ ЭСУМС, а также алгоритмов действий судоводителей в различных навигационных условиях.

Методы исследования. Решение поставленной в диссертации научной задачи проведено с использованием системного подхода и анализа, метода пространства состояний (МПС), базирующегося на полумарковских процессах (ПМП), теории вероятностей и математической статистики, теории математического моделирования и программирования.

В результате выполненных исследований получены следующие новые теоретические и практические результаты, выносимые на защиту:

1. Методические основы решения научной задачи, включающие показатели функционирования ЭСУМС в различных навигационных ситуациях, метод и алгоритм их оценивания.

2. Комплекс математических моделей оценивания показателей функционирования ЭСУМС в различных навигационных условиях и их программное обеспечение.

3. Структура методики оценивания и исследования показателей функционирования ЭСУМС в различных навигационных условиях.

4. Алгоритмы действий судоводителя в составе ЭСУМС в различных навигационных ситуациях.

5. Результаты оценивания и рекомендации по применению разработанных методических основ, математических моделей оценивания и программного обеспечения при исследовании (оценивании и прогнозировании) показателей функционирования ЭСУМС, а также алгоритмов действий судоводителей в различных навигационных условиях.

Совокупность этих результатов и представляет содержание методики оценивания показателей функционирования ЭСУМС. ;

Научная новизна и теоретическая значимость результатов, полученI ных в диссертации, заключается в следующем: а) обосновании и разработке методических основ оценивания ПФ ЭСУМС, включающих систему показателей, метод и алгоритмы их оценивания, и позволяющих разрабатывать математические модели оценивания (исследоваI ния) ее ПФ, учитывающие как влияние эксплуатационно-технических параметI ров, судоводителя, динамику в различных навигационных условиях, так и 1 смежных объектов, внешних условий плавания и т.д.; |

I I б) разработке математических моделей оценивания (ММО) ПФ ЭСУМС, 1 базирующихся на методе пространства состояний с использованием полумарковских и марковских процессов; в) построении методики оценивания ПФ ЭСУМС в различных навигационных условиях, позволяющей проводить разработку математических моделей, количественную оценку, прогноз этих показателей и обоснование путей их обеспечения с учетом основных ЭТХ ЭСУМС, особенностей и условий применения, режимов и динамики их функционирования.

Практическая значимость результатов состоит: а) в разработке программно-математического обеспечения оценивания и исследования ПФ ЭСУМС, включающего комплекс математических моделей, алгоритм и компьютерную программу; б) в проведении с использованием разработанных математических моделей оценивания ПФ ЭСУМС количественных исследований по оценке влияния основных эксплуатационно-технических характеристик (ЭТХ), условий, особенностей, режимов и динамики ее функционирования, а также судоводителя и разработке рекомендаций по их использованию при обосновании путей повышения безопасности судовождения; в) в разработке инженерной методики оценивания и исследования показателей функционирования ЭСУМС при различных навигационных условиях. г) в построении алгоритмов действий судоводителя в различных навигационных ситуациях и обобщении основных типичных ошибок судоводителей при реализации алгоритмов, что позволит использовать алгоритмы в тренажерной подготовке судоводителей, а также в экспертных системах.

Обоснованность и достоверность результатов, представленных в диссертации, базируется на: а) адекватном учете особенностей функционирования ЭСУМС при разработке методического и математического аппаратов оценивания их показателей функционирования; б) корректной и логической обоснованности принятых допущений при разработке математических моделей оценивания показателей функционирования ЭСУМС; в) использовании для решения научной задачи апробированного математического аппарата теории случайных полумарковских процессов; г) практической проверке работоспособности полученных математических моделей в ходе компьютерного эксперимента и сравнении отдельных результатов с результатами других исследователей; д) практической реализации на навигационном тренажере частных моделей оценивания показателей функционирования ЭСУМС и алгоритмов действий судоводителя при управлении судном в различных навигационных условиях.

Реализация результатов исследования.

Основные результаты исследования реализованы в учебном пособии «Дипломное проектирование», учебно-методических материалах, используемых в учебном процессе и тренажерной подготовке студентов МГАВТ, Каспийском филиале «МГА им адм. Ф.Ф. Ушакова» и в Астраханском речном училище -филиале ВГАВТ, а также слушателей повышения квалификации судоводительского состава и в Научно-техническом учебном тренажерном центре (г. Калининград); в сборниках научных трудов МГАВТ, в научном журнале «Вестник Астраханского государственного технического университета» (входит в перечень ВАК), а также в 3-х отчетах о НИР Минтранса РФ и в научных докладах на Международных форумах «Связь и навигация на море и реке», 4-й региональной НПК (г. Новороссийск) и научно-практических конференциях МГАВТ.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и получили одобрение на: научных семинарах кафедры «Судовождение» МГАВТ, научно-практических конференциях в МГАВТ (2004-2008гг), на 4-й региональной НПК (2005г, г. Новороссийск) и Международном форуме «Связь и навигация на море и реке» (2005-2006гг, г. Москва). Работа в целом апробирована на совместном заседании кафедр «Судовождение» и «Управление судном и ТСС» МГАВТ с привлечением специалистов других кафедр академии и внешних организаций (2008г).

Публикации. Материалы диссертационного исследования опубликованы в одном учебном пособии, 16 научных статьях, 9 тезисах научных докладов, 3 отчетах о НИР. Всего 29 научных трудов, из них печатных 26.

Структура и объем диссертационной работы. Работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников и 3 приложений. Она включает 174 страницы основного текста, 68 рисунков, 35 таблиц и список использованных источников из 135 наименований.

4.6 Выводы по разделу 4

1. Разработана структура методики оценивания и исследования показателей функционирования ЭСУМС при решении задач судовождения в различных навигационных ситуациях, позволяющая также определять влияние различных параметров на эти показатели, выделять наиболее эффективно управляемые параметры и намечать возможные пути их обеспечения. Кроме того, она может быть использована для получения информации при обосновании параметров ЭСУМС и путей их поддержания на требуемом уровне.

2. Разработан алгоритм и компьютерная программа для проведения количественного оценивания и исследования вероятностно- временных показателей функционирования ЭСУМС по полученным в работе математическим моделям, а также исследовать влияние как отдельных параметров, так и их совокупности на эти показатели, находить диапазоны значений параметров, обеспечивающих заданные значения показателей при функционировании ЭСУМС.

3. Проведен анализ количественных результатов оценивания показателей функционирования ЭСУМС с использованием полученной методики, математических моделей и компьютерной программы, который подтвердил работоспособность разработанных математических моделей для оценивания этих показателей при решении задач судовождения и позволил выявить состав наиболее управляемых параметров, определить их рациональные диапазоны значений, обеспечивающих наилучшие показатели функционирования ЭСУМС и наметить возможные пути достижения этих показателей.

4. Для наглядности влияния отдельных параметров на показатели функционирования ЭСУМС в работе приведены количественные результаты в виде таблиц и графических зависимостей, позволяющие проследить динамику изменения этих показателей и дающие представление о воздействии как отдельных параметров, так и их совокупностей на вероятностно — временные показатели функционирования ЭСУМС. При определении максимально возможного изменения (приращения) показателей функционирования ЭСУМС за счет того или другого параметра целесообразно совместное использование результатов, получаемых соответственно по базовой, обобщенной и комплексной и их частным моделям, а по величине изменений этих показателей и реальным возможностям определять необходимость того или иного пути изменения управляемого параметра в целях достижения требуемых показателей функционирования

5. При исследовании влияния на показатели функционирования ЭСУМС различных параметров, условий, режимов и динамики их применения в целях упрощения в первом приближении можно пользоваться марковскими математическими моделями, так как они более просты и позволяют проследить общий характер изменения показателей, но однако при этом получаются заниженные значения показателей на (10 -30)%. Для получения более достоверных значений показателей и учета различных законов распределений временных характеристик процессов функционирования ЭСУМС необходимо воспользоваться полумарковскими математическими моделями оценивания, так как они позволяют более адекватно описывать реальные процессы и проводить более достоверное оценивание показателей функционирования ЭСУМС.

6. Проведенные на навигационном тренажере исследования дали количественные результаты, сопоставимые с расчетными и подтверждающие работоспособность разработанных математических моделей оценивания показателей функционирования ЭСУМС при различных навигационных ситуациях. Рассчитанные с помощью математических моделей показатели позволили выявить состав наиболее «активных» управляемых параметров и наметить возможные пути достижения наилучших результатов при использовании ЭСУМС в различных навигационных условиях.

7. Разработаны алгоритмы действий судоводителя при решении задач судовождения в различных навигационных ситуациях и обобщены основные типичные ошибки судоводителей при реализации алгоритмов, что позволит использовать данные алгоритмы в тренажерной подготовке судоводителей, а также в экспертных системах.

172

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате выполненных автором исследований в рамках диссертационной работы сформулирована и решена научная задача - разработка метода и математических моделей оценивания показателей функционирования эрга-тической системы управления морским судном в различных навигационных ситуациях.

При этом были получены следующие научные результаты:

1. На основе проведенного анализа информационных источников и опыта судовождения сформулирована научная задача оценивания показателей функционирования эргатической системы управления морским судном (ЭСУМС) в различных навигационных ситуациях, что позволило определить приоритетные направления исследований по ее решению.

2. Обоснован и проведен выбор показателей функционирования ЭСУМС в различных навигационных ситуациях и метод их оценивания, базирующийся на теории управляемых полумарковских процессов.

3. Обоснована возможность количественного учета влияния различных факторов и динамики применения ЭСУМС на показатели ее функционирования в различных навигационных ситуациях.

4. В качестве методологической базы количественного оценивания показателей функционирования ЭСУМС и учета влияния различных факторов на них предложен метод пространства состояний с использованием полумарковских и марковских процессов.

5. Разработаны алгоритмы оценивания показателей функционирования ЭСУМС, базирующиеся на методе пространства состояний с использованием полумарковских и марковских процессов.

6. Получен комплекс математических моделей оценивания показателей функционирования ЭСУМС при решении задач судовождения в различных навигационных ситуациях, позволяющих проводить количественную оценку влияния как отдельных, так и совокупности различных факторов, характеристик судоводителя и динамики применения на показатели функционирования

ЭСУМС, а также прогнозировать и обосновывать требования к параметрам ЭСУМС, обеспечивающих необходимые значения показателей ее функционирования,

7. Разработаны алгоритмы действий судоводителя при решении задач судовождения в различных навигационных ситуациях и обобщены основные типичные ошибки судоводителей при реализации алгоритмов, что позволит использовать данные алгоритмы в тренажерной подготовке судоводителей, а также в экспертных системах.

8. Разработана методика оценивания показателей функционирования ЭСУМС в различных навигационных условиях, позволяющая проводить их количественную оценку, прогнозировать и обосновывать пути обеспечения требуемых их значений с учетом основных эксплуатационно-технических характеристик ЭСУМС, особенностей и условий их применения, а также судоводителя.

9. Создано программно - математическое обеспечение оценивания и исследования показателей функционирования ЭСУМС, включающего комплекс математических моделей, алгоритмов и компьютерную программу, реализуемую на ПЭВМ.

10. Проведены с использованием разработанных математических моделей оценивания количественные исследования показателей функционирования ЭСУМС, а также по оценке влияния отдельных эксплуатационно-технических характеристик, условий, режимов, динамики применения и судоводителя, разработаны рекомендации по их использованию при обосновании путей повышения безопасности судовождения. Количественные результаты оценивания позволяют сделать вывод о работоспособности и практической применимости разработанных метода, математических моделей оценивания показателей функционирования ЭСУМС и методики в целом.

11. Сравнительный анализ количественных результатов оценивания показателей функционирования ЭСУМС, полученных по марковским и полумарковским моделям позволил выявить ряд специфических особенностей: а) исследуемые параметры оказывают различное влияние на показатели функционирования (первая группа - с их увеличением показатели существенно возрастают, вторая группа - с их увеличением показатели существенно уменьшаются, третья группа - с их увеличением показатели изменяются несущественно). Это позволяет находить наиболее чувствительные параметры и оперативно управлять процессом обеспечения заданных значений интересуемых показателей функционирования; б) вероятностные показатели функционирования ЭСУМС, полученные по марковским и полумарковским моделям, как правило, существенно различаются в ту или другую сторону на (10-30)%, при чем для более сложных моделей функционирования эта разница возрастает. Поэтому следует иметь в виду, что использование марковских моделей дает заведомо заниженный или завышенный результат и не всегда соответствует действительности.

12. Разработаны алгоритмы действий судоводителя при решении задач судовождения в различных навигационных ситуациях и обобщены основные типичные ошибки судоводителей при реализации алгоритмов, что позволит использовать данные алгоритмы в тренажерной подготовке судоводителей, а также в экспертных системах.

1. Адерихин И.В. Метод оценивания готовности РТС с учетом динамики функционирования. Ж. «Труды ВНИИР», №4, 1982, с. 105-114.

2. Адерихин И.В. Математические модели оценивания готовности эргатических судовых приемоиндикаторов спутниковых радионавигационных систем. М.; ЦБ НТИ Минтранса РФ, ИС Наука и техника на речном транспорте, №11, 1993, -с.15-28.

3. Адерихин И.В., Воротынцева М.Г. Оценивание влияния спутниковой навигации на показатели функционирования эргатической системы управления судном (тезисы доклада). Материалы II Международного форума «Навигация и связь на море и реке», М.; 2005.-2с.

4. Адерихин И.В., Воротынцева М.Г. Метод оценивания показателей готовности системы управления судном. Научный журнал «Вестник Астраханского государственного технического университета». Астрахань, Изд. АГТУ, №2, 2005.-с. 199-204.

5. Адерихин И.В., Воротынцева М.Г. Алгоритм оценивания и исследования готовности системы управления судном морского транспорта. Научный журнал «Вестник Астраханского государственного технического университета». Астрахань, Изд. АГТУ, №2, 2005. с. 194-198.

6. Адерихин И.В., Воротынцева М.Г. Методика оценивания показателей функционирования системы управления морским транспортным судном. Материалы 4 Региональной научной конференции, Новороссийск, 2005, -8 с.

7. Адерихин И.В., Воротынцева М.Г. Полумарковский алгоритм оценивания показателей функционирования системы управления морским транспортным судном. Материалы 4 Региональной научной конференции, Новороссийск, 2005. 6 с.

8. Адерихин И.В., Воротынцева М.Г. Способ повышения точности определения положения объектов морского и речного транспорта по радиосигналам спутниковой навигации. СНТ «Судовождение», М., МГАВТ, 2006, -10-14с.

9. Адерихин И.В., Воротынцева М.Г. Пути совершенствования международнойсистемы «КОСПАС-САРСАТ». Материалы III Международного форума «Навигация и связь на море и реке-2006», М.; 2006, -5-6с.

10. Адерихин И.В., Воротынцева М.Г. Полу марковский метод оценивания показателей функционирования эргатической системы управления морским транспортным судном (тезисы доклада). Материалы XXVIII НПК ППС и аспирантов МГАВТ, М., МГАВТ, 2006.-7-8с.

11. Адерихин И.В., Воротынцева М.Г. Стохастические моделирующие устройства процессов функционирования судовых приборов спутниковой радионавигации и связи, Сборник научных трудов МГАВТ «Судовождение», -М.; МГАВТ, 2006,-20-21с.

12. Адерихин И.В., Бородкина Е.С., Воротынцева М.Г. Организационные пути совершенствования международной системы «КОСПАС-САРСАТ», Сборник научных трудов МГАВТ «Судовождение», -М.; МГАВТ, 2006, с. 13-19.

13. Адерихин И.В., Бородкина Е.С., Воротынцева М.Г. Основные направления совершенствования международной системы «КОСПАС-САРСАТ».(тезисы доклада) Международный форум 28.2-2.3. 2006 г «Связь на море и реке», М., 2006. -с.8-9.

14. Адерихин И.В., Бородкина Е.С., Воротынцева М.Г. Совершенствование системы «КОСПАС-САРСАТ» в интересах судовой системы охранного оповещения. СНТ «Судовождение», М., МГАВТ, 2006, -23-26с.

15. Адерихин И.В., Бородкина Е.С., Воротынцева М.Г. Метод оценивания показателей эксплуатационных свойств судовой системы охранного оповещения международной системы «КОСПАС-САРСАТ». СНТ «Судовождение», М., МГАВТ, 2006,-11-13с.

16. Адерихин И.В., Воротынцева М.Г. Эксплуатационные модели функционирования эргатической системы управления морским судном в различных навигационных ситуациях. CHT «Судовождение», МГАВТ, 2008- 5-12.

17. Адерихин И.В., Воротынцева М.Г. Базовые математические модели оценивания показателей функционирования эргатической системы управления морским судном . CHT «Судовождение», МГАВТ, 2008- 13-18.

18. Адерихин И.В., Воротынцева М.Г. Обобщенные полумарковские математиIческие модели оценивания показателей функционирования эргатической системы управления морским судном. CHT «Судовождение», МГАВТ, 2008- 27-35.

19. Адерихин И.В., Адерихина Е.И., Бочаров Ю.В Обоснование показателей иметода оценивания готовности к применению судового навигационного автоматизированного комплекса. М.; ЦБ НТИ Минтранса РФ, ИС «Наука и техника на речном транспорте», №4, 1996, 33-39с.

20. Адерихина Е.И., Романов A.B., Бочаров Ю.В. Метод и модели оценивания влияния негативных воздействий на готовность сложных систем и комплексов. М.: ЦБ НТИ Минтранса РФ, ИС «Наука и техника на речном транспорте», №7,I1997, -8-18с.

21. Адерихина Е.И., Кирьяков С.С., Романов A.B. Метод учета влияния негативных воздействий на показатели эксплуатационных свойств сложных систем. М.: Сборник научных трудов МГАВТ, 1999, -77-87с.

22. Александров М.Н. Безопасность человека на море. JL: Судостроение, 1983.-208с.

23. Алексейчук М.С. Выбор оптимальной стратегии расхождения с учетом динамики оперирующего судна. В/О «МТИР», 1992. -4 8с.

24. Амундсен М., Кэртис С. Программирование баз данных на Visual Basic 5.0, М.: ЗАО Издательство БИНОМ, 1998. 896с.

25. Анализ и синтез системы человек-машина. Под ред. Прохорова А.И., Рига, 1973, -63с.

26. Баранов Ю.К. Использование радиотехнических средств в морской навигации. -М., Транспорт, 1988, -206с.

27. Белявский JI.C., Новиков B.C., Оленюк П.В. Обработка и отображение радиолокационной информации. М., Радио и связь, 1990, -232с.

28. Беляев Ю.К. Статистические методы обработки испытаний на надежность. М.: Знание, 1982, 97с.

29. Борисова Л.Ф. Мобильная система управления движением судов для обеспечения безопасности мореплавания на акватории с интенсивным судоходством. Диссертация на соиск. учен, степени к.т.н., Мурманск, 2005, -178с.

30. Боул А.Г., Джоунз К.Д. Пособие по использованию средств автоматической радиолокационной прокладки. Л. Судостроение, 1986. -128с.

31. Бульдяев М.А., Воротынцева М.Г. Использование АИС для решения задач судового и портового охранного оповещения (тезисы доклада). Материалы III Международного форума 28.2-2.3. 2006 г «Связь на море и реке-2006», М., 2006, 5с.

32. Вагущенко JI.JL, Стафеев A.M. Судовые автоматизированные системы навигации. -М.: Транспорт, 1989, -157с.

33. Вагущенко JI.JI. Интегрированные системы ходового мостика. Одесса, Лат-стар, 2003,-170с.

34. Вагущенко Л.Л. Судовые навигационно-информационные системы. Одесса, Феникс, 2004,- 302с.

35. Вагущенко Л.Л., Цымбал H.H. Системы автоматического управления движением судна. Одесса, Феникс, 2007,- 376с.

36. Васильев A.B. Управляемость судов. Л.: Судостроение, 1989, -320с.

37. Вентцель Е.С. Теория вероятностей М.: Наука, 1980. 576с.

38. Вентцель Е.С. Исследование операций М.: Наука, 1985. -388с.

39. Вентцель Е.С. Теория случайных процессов и ее инженерные приложения. М., Издательский центр «Академия», 2003. 432с.

40. Воротынцева М.Г. Оценивание влияния спутниковой навигации на готовность эргатической системы управления морским судном. Сборник научных трудов МГАВТ «Судовождение», -М.; МГАВТ, 2006, -с. 42-44.

41. Воротынцева М.Г. Алгоритм оценивания влияния спутниковой навигации на готовность и эффективность эргатической системы управления морским транспортным судном (тезисы доклада). Материалы XXVIII НПК ППС и аспирантов МГАВТ, М., МГАВТ, 2006. -с.6-8

42. Воротынцева М.Г. Алгоритм оценивания эксплуатационных показателей системы управления судном морского транспорта. — 8с. В учебном пособии Адерихин И.В., Федоров С.Е., Сальников А.И. Дипломное проектирование, Альтаир МГАВТ, 2008,-с.216

43. Гриияк В.М. Разработка и исследование моделей и методов решения задач: наблюдения в. современных' системах управления движением. Диссертация к.т.н., Владивосток, 2002, -178с:

44. Дегтярев В.Г. Аналитические методы исследования систем. Л.: ЛИТ-МО, 1986. -75с.

45. Демин С.И., Жуков Е.I I., Кубачев Н.А. Управление судном. М.: Транспорт. 2005. -360с.

46. Дмитриев В.И: Обеспечение безопасности плавания., -М.: ИКЦ «Академкнига», 2005. -374с.55; Душков Б.А., Ломов Б.Ф., Рубахин В.Ф; Основы инженерной психологии. М.: Высш. Шк., 1986. -287с.

47. Емельянов О. Электронные карты; в судовождении. Журнал «Морской флот» №1, 2006. с 26-29.

48. Ерыгин В.В. Радиоэлектронные средства обеспечения безопасности, швартовки крупнотоннажных судов в задаче снижения роли человеческого• фактора: Диссертация к.т.н., Новороссийск, 2005. -148с.

49. Зарудный В.И. Надежность судовой навигационной, аппаратуры. Л.: Судостроение, 1973. -136с.

50. Зеленин М.П. Эргономика на морском транспорте. —М.: Транспорт. 1980. -276с.

51. Земляновский Д.К., Калинин А.И. Безопасность плавания речных судов. М.; Транспорт, 1992.-143с:

52. Зайков В.И. Прогнозирование движения судов в системах управления иобеспечения безопасности судоходства. Докт. дисс., ЛВИМУ им. адм. С.О. Макарова, 1990.-320с.

53. Зинченко В.П., Мунилов В.М. Основы эргономики. М.: Изд-во МГУ, 1979. -342с.

54. Зурабов Ю.Г., Черняев Р.Н., Якшевич Е.В., Яловенко В.Я. Судовые средства автоматизации предупреждения столкновения судов. М.:Транспорт. 1985.-264с.

55. Катенин В.А., Дмитриев В.И. Навигационное обеспечение судовождения. -М.: ИКЦ «Академкнига», 2006, -372с.

56. Кацман Ф.М. Человеческий фактор в проблеме обеспечения безопасности судоходства. СПб: PAT, 2003. -150с.

57. Клименко В.Д. Разработка методов количественного учета влияния человеческого фактора на безопасность судна. Диссертация к.т.н., СПб.,2003.

58. Клименко В.Д Вероятностный подход к нормированию человеческого фактора. Морские информационные технологии- Сб. науч.тр., вып.2. СПб., «Эл-мор». 2002.-164с.

59. Клименко В.Д. , Сазонов A.A. Учет человеческого фактора в судоходных компаниях, Морские информационные технологии- Сб. науч.тр., вып.2. СПб., «Элмор». 2002.-164с

60. Кондратьев А.И. Оперативный выбор безопасности маневров последнего момента в судовых навигационно-информационных системах. Диссертация к.т.н., Новороссийск, 2002. -145с.

61. Кондратьев С.И. Теоретические основы управления крупнотоннажными судами по критериям безопасности и энергосбережения. Диссертация д.т.н., Новороссийск, 2004. -276с.

62. Кондрашихин В.Т. Теория ошибок и ее применение к задачам судовождения. -М: Транспорт. 1969. -256с.

63. Кондрашихин В.Т., Берлинских Б.В., Мальцев A.C., Козырь JI.A. Справочник судоводителя по навигационной безопасности мореплавания. Одесса: Маяк, 1990.-167с.

64. Котик М.А. Природа ошибок человека-оператора М.; Транспорт, 1993.-252с.

65. Красильщиков М.Н. Анализ и синтез сложных динамических систем. МАИ, 1991, -86с.

66. Куликов Г.Г., Флеминг П.Дж., Брейкин Т.В., Арьков В.Ю. Марковские модели сложных динамических систем: идентификация, моделирование и кон1троль состояния. -Уфа: УГАТУ, 1998, -103с.

67. Лобастов В.М. Использование электронных картографических систем в судовождении. -Владивосток: ДВГМА, 2000.I

68. Лукомский Ю.А., Чугунов B.C. Системы управления морскими подвижными объектами. Л.'Судостроение, 1988, -272с.

69. Лукомский Ю.А., Пешехонов В.Г., Скороходов Д.А. Навигация и управление движением судов. СПб., «Элмор». 2002.-360с.

70. Лушников Е.М. Теоретическое обоснование методов и средств обеспечения навигационной безопасности мореплавания. Докт. дисс. ГМА им. адм. С.О. Макарова, Санкт-Петербург,2000, -309с.

71. Макушин В.Г. Методика оценки социально-экономической эффективности внедрения эргономики. М.: Экономика, 1988. -132с.

72. Мальцев A.C., Мальцев Э.А. Оценка опасности столкновения при использовании САРП. Сборник тезисов докладов НПО «Квант», Киев, 1990,-174с.

73. Мальцев A.C., Шараф Мохаммед. Составляющие количественного критерия оценки надежности навигации. Морской транспорт. Сер. «Судовождение, связь и безопасность мореплавания». Экспресс-информация. М., В/О «МТИР», 1995. Вып. 6(313), с. 1-10.

74. Мамонова A.C. Современные подходы к регулированию безопасности мореплавания. Журнал «Морское право»№2,№3, 2005. с 12-20.

75. Матевосян В.Г., Олыпамовский С.Б. Анализ аварий танкеров и их предупреждение, М.: Мортехинформреклама. 1983, -36с.

76. Меньшиков В.И. Метрологическая надежность навигации с учетом неполноты информации. Докт. дисс., Санкт-Петербург, 1995. -197с.

77. Миронов В.Н., Тихонов В.И. Марковские процессы. М.: Наука, 1980. -442с.

78. Московцев Ю.П. Принципы создания АСУ ТП гражданских судов. Системы управления и обработки информации: Науч. -техн. сб. ФНПЦ НПО «Аврора», СПб., 2000, вып. 1.-е 61-68.

79. Найденов Е.В. Исследование процесса принятия решения судоводителем при расхождении судов (автореф. дис.). Л. ЛВИМУ, 1972. -20с.

80. Олынамовский С.Б, Исследование влияния возраста, стажа и образования судоводителей на безопасность плавания судов. Труды ГИИВТа, вып. 122.-Горький, 1972. с. 37-64.

81. Олынамовский С.Б., Перекрестов А.Н. Исследование расхождений крупнотоннажных судов в море. ЦБНТИ ММФ, серия "Безопасность мореплавания"^ вып. 2 (152), 1983, -с. 10-18.

82. Олынамовский С.Б., Владимиров В.В., Маричев И.В., Перекрестов А.Н. Алгоритмы решения задач прогноза динамики расхождения судов на микро-ЭВМ. / Сб. трудов ЦНИИМФ.- Л.: Транспорт, 1988, -с.21-39.

83. Олыпамовский С.Б., Удалов В.И. Предупреждение столкновений судов.-М.: ЦРИА "Морфлот", 1980, -22с.

84. Отчет о НИР. Проведение научно- технического сопровождения реконструкции и развития КСЭ ВВТ. Отв. испол. Адерихин И.В., испол. Воротынцева М. Г., М:, ЦНИИЭВТ, 2007, -145 с.

85. Паулаускас В.Ю. Дистанция начала маневра на расхождение судов в открытом море. Морской транспорт. Серия «Безопасность мореплавания». Экспресс-информация. М.: В/О «МТИР», 1985. Вып. 2(174). с. 16-18.

86. Применение аналитических методов в вероятностных задачах. Сб. научных трудов АН УССР, Под ред. Королюк B.C., Киев, 1986. -131с.

87. Першиц Р.Я. Управляемость и управление судном Л.: Судостроение, 1983. -272с.

88. Песков Ю.А. Использование РЛС в судовождении. М., Транспорт, 1996.-144с.

89. Песков Ю.А. Практическое пособие по использованию САРП. М., Транспорт, 1995. -224с.

90. Песков Ю.А. Системы управления безопасностью в международном судоходстве: Учебн. пособие. Новороссийск, НГМА, 2000. -322с.

91. Пилипенко A.B. Психологический анализ принятия решения судоводителями. Диссертация к.п.н., Владивосток, 2006. -146с.

92. Пономарев И.М., Трунин В.К., Шишкарева H.A. Формальная оценка безопасности танкеров: Науч. -техн. сб. РМРС №23. СПб,: Российский морской регистр судоходства, 2000.-336с.

93. Пономарев И.М. МКУБ и усиление безопасности на море. Журнал «Морской флот» №1, 2007. с 31.

94. Рекомендации по использованию радиолокационной информации для предупреждения столкновений судов. М.: В/О «Мортехинформреклама», 1991, -72с.

95. Решетов H.A. Формальная оценка безопасности. Науч. техн. сб. вып 20.-Ч.1.СП6.: Российский морской регистр судоходства, 1997.-179с.

96. Ричард А. Кейхилл. Столкновения судов и их причины. -М.: Транспорт, 1987. -240с.

97. Родионов А.И., Сазонов А.Е. Автоматизация судовождения. М.: Транспорт, 1992. -192с.

98. Сатаев В. В. Разработка адаптивных алгоритмов работы интеллектуального авторулевого, использующих динамические особенности неустойчивых на курсе судов. Диссертация к.т.н., Нижний Новгород, 2001. -142с.

99. Сильверстов Д.С. Полумарковские процессы и их приложения. К., Наукова думка, 1982. -242с.

100. Скворцов М.И., Тищенко В.Н., Верещагин С.А. Математическая обработка и анализ навигационной информации. -Владивосток; ТОВВМИ, 1997.

101. Скороходов C.B. Оценка характеристик навигационной безопасности плавания судна. Диссертация к.т.н. Новороссийск, 1998, -160с.

102. Снопков В.И., Копелько Г.И., Васильева В.Б. Безопасность мореплавания. М.: Транспорт, 1994, -247с.

103. Справочник по инженерной психологии. Под ред. Ломова Б.Ф., М.: Машиностроение, 1982, -368с.

104. Троеглазов А. П. Управление крупнотоннажным танкером при отказе рулевого устройства в штормовую погоду. Диссертация к.т.н., Новороссийск, 2005. -138с.

105. Ушаков H.A. Вероятностные модели надежности информационно-вычислительных систем. М.: Радио и связь, 1991. -132с.

106. Ушаков И.А. Оценка надежности систем с использованием графов. М.: Радио и связь, 1988, -209с.

107. Фигурнов В.Д. IBM PC для пользователя. Инфра-М.: 2006, -640с.

108. Чаплынский Н.А. Современные методы расчетов по безопасному расхождению судов в условиях ограниченной видимости. Калининград, ВИПК, 1983, -52с.

109. Чертов В.В. Методика оценивания готовности эргатической системы управления судном к решению задач расхождения. Диссертация на соиск. уч. степени к.т.н., МГАВТ, М., 2001.-172с.

110. Шараф Мохаммед. Обеспечение навигационной безопасности при расхождении судов в экстремальных условиях. Диссертация к.т.н., Одесская ГМА, Одесса, 1995, -328с.

111. Шибанов Г.П. Количественная оценка деятельности человека в системах человек-техника. М.: Машиностроение, 1983, -295с.

112. Широков А.П. Оптимизация функционирования эргатических систем. Методические указания.-Хабаровск: ДВГУПС, 1998.-46с.

113. Юдович А.Б. Предотвращение навигационных аварий морских судов. М.; Транспорт, 1988, -224с.

114. Юфа A.JI. Автоматизация процессов управления маневрирующими надводными объектами. Л., Судостроение, 1987, -288с.

115. Breedveld D. Radar simulator training for inland waterway shipping. The Journal of Navigation. Vol. 41. №1, 1987,-p. 25-31.

116. Chung K.L. Markov Chains with Stationary Transition Probabilities Springer, Berlin, 1960, (англ.) (Марковские цепи с постоянными (неподвижными, стационарными) переходными вероятностями).

117. Cailleux В. Le radar anticollision a la mer. Navigation, Vol. 32.№127, 1984. -p. 329-334.

118. Lachfhtlle G. Navigation accuracy For Absolute Positioning//System Implications and Innovative Applications of Satellite Navigatijn, AGARDLecture Series 207, 1996.

119. Lamb W.E. Calculation of the geometry of ship collision. The Journal of Navigation. Vol. 42. №2, 1989, p. 298-305.

120. Kwik K.H. Calculation of ship collision avoidance maneuvers: A simplified approach. Ocean Engineering. Vol. 16. №516, 1989, -p. 475-491.

121. Merchant Ship Search and Rescue Manual, IMO, London, 1993. -p. 240.