автореферат диссертации по транспорту, 05.22.19, диссертация на тему:Методы интеллектуальной поддержки маневрирования судна в стесненных водах

На правах рукописи

Васьков Виталий Анатольевич

МЕТОДЫ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ ПОДДЕРЖКИ МАНЕВРИРОВАНИЯ СУДНА В СТЕСНЕННЫХ ВОДАХ

Специальность: 05.22.19 - Эксплуатация водного транспорта, судовождение

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 3 ОКТ 2011

Новороссийск -2011

485724

4857240

Работа выполнена в ФГОУ ВПО «Морская государственная академия имени адмирала Ф.Ф.Ушакова»

Научный руководитель:

кандидат технических наук, доцент Мироненко Александр Анатольевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Логиновский Владимир Александрович

кандидат технических наук Попов Анатолий Николаевич

Ведущая организация:

ФГОУ ВПО «Морской государственный университет имени адмирала

Г.И.Невельского»

Защита состоится 28 октября 2011 года в 10.00 на заседании диссертационного совета Д.223.007.01 при Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Морская государственная академия имени адмирала Ф.Ф.Ушакова» в аудитории Б-1 по адресу: 353918, г.Новороссийск, прЛенина, 93.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «МГА имени адмирала Ф.Ф.Ушакова» (г.Новороссийск, пр. Ленина, 93).

Автореферат разослан 23 сентября 2011 года.

Ученый секретарь диссертационного Д.223.007.01, доктор технических на;

.В.Хекерт

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Одной из важнейших проблем и задан судоходства в различные периоды его развития является обеспечение безопасности мореплавания. Современные достижения науки и техники в разработке высоконадежных электронных систем навигации и управления судном позволяют автоматизировать процессы судовождения. Вместе с этим остается проблема "человеческого элемента", которая является причиной многих аварий и катастроф на море. По данным 1МО до 80% аварий связано с участием человека. Одним из путей уменьшения влияния человеческого элемента на процессы судовождения является передача части функций судоводителя системам навигации и управления с интеллектуальной поддержкой (СИП). Некоторым вопросам построения судовых СИП посвящены исследования С.В.Глушкова, Г.С.Осипова, С.В.Смоленцева, и других.

Исследования в области принципов СИП, и принятия решений указывают на необходимость разработки методов накопления и верификации баз знаний (БЗ), обеспечивающих оценку навигационной обстановки, формирование режимов маневрирования и методов принятия решений по управлению.

Целью диссертации является разработка методов и принципов формирования БЗ в автоматизированных навигационных СИП, обеспечивающих безопасные режимы маневрирования судна в стесненных водах. Для реализации этих целей осуществляется исследование и решение научных задач, результаты которых выносятся на защиту:

1. Принципы интеллектуальной поддержки принятия решений при плавании судна в стесненных водах на основе формирования математических моделей БЗ и решающих правил;

2. Математические модели навигационно-гидрографической обстановки и условий безопасности плавания, их взаимодействие на основе множественного анализа для формирования БЗ;

3. Методика формирования БЗ моделей допустимых программных движений и режимов маневрирования судна в стесненных (портовых) водах в

зависимости от условий плавания на основе теории нечетких множеств (ТНМ).

Объектом исследования является формализация БЗ программных движений и режимов маневрирования судна в стесненных водах как совокупность методов и средств навигации и судовождения.

Область исследования - разработка методов и СИП обеспечения безопасности плавания в современных условиях судоходства.

Методы исследования. Основой теоретических и прикладных исследований диссертации являются результаты и достижения автоматизации процессов навигации и управления судном, общей теории управления и оптимизации, СИП, ТНМ, вычислительных методов и моделирования на ЭВМ.

Эмпирической базой обеспечения достоверности теоретических положений, выводов являются экспериментальные материалы лоцманских проводок и маневрирования судов при швартовых операциях.

Научная новизна исследований, выдвигаемых на защиту:

1. Принципы формирования интеллектуальной поддержки принятия решений по маневрированию судна в стесненных водах при описании реальной ситуации и выработки рекомендаций судоводителю отличаются, использованием, наряду с формально-логическими схемами, методов ТНМ, что обеспечивает адекватность реальным мыслительным процессам судоводителя, изменениям окружающей навигационно-гидрографической обстановки и производственно-функциональной среды.

2. Модели БЗ навигационно-гидрографической обстановки районов и условий безопасности плавания отличаются множественно - аналитическим подходом к описанию ситуации, использованием аппарата строгих формальных и нечетких логик, что обеспечивает необходимые процедуры преобразования данных о навигационной обстановке, позволяет провести их четкую идентификацию и выработать рекомендации по управлению судном.

3. БЗ моделей о допустимых программных движениях и режимах маневрирования судна в стесненных водах на основе ТНМ отличаются возможностью накопления знаний о маневрах судна с помощью набора

коэффициентов для конкретного района плавания, что обеспечивает формирование вариантов безопасного маневрирования в зависимости от текущего состояния и обстановки.

Теоретическая значимость полученных результатов заключается в создании современных научных технологий формирования баз знаний СИП о моделях классификации районов и условий плавания, допустимых программных движениях и режимах маневрирования на основе нечетких правил для безопасного управления судном в стесненных водах.

Практическая ценность результатов заключается в доведении исследований до уровня алгоритмической реализации, на основе которых могут создаваться СИП планирования программных режимов движения и маневрирования судна в различных условиях плавания для судовых автоматизированных навигационных комплексов и береговых СУДС.

Обоснованность и достоверность полученных результатов обеспечивается: обобщением существующих информационных источников; использованием методов апробированного математического аппарата; практической проверкой выдвигаемых основных положений в ходе натурного эксперимента и моделирования на ЭВМ; апробацией основных положений на научно-практических конференциях различного уровня и в печатных изданиях.

Реализация результатов работы. Результаты диссертации относятся к Перечню критических технологий Российской Федерации (п.23) 'Технологии создания интеллектуальных систем навигации и управления", являются частью НИР кафедры Судовождения МГА имени адмирала Ф.Ф.Ушакова "Алгоритмизация и оптимизация процессов навигации и управления судном на основе перспективных технологий" (№ ГР 01201000122), "Разработка перспективных направлений создания и развития региональной системы безопасности мореплавания в Керченском проливе" (№ ГР 0120090700), программы для ЭВМ «Экспериментальная модель траектории судна (VslTrack)», Per. № 2011612461 (24.03.2011), внедрены при совершенствовании Правил и типовых схем маневрирования судов в портах Новороссийск и Туапсе.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы и ее отдельные результаты докладывались на ежегодных научно-технических конференциях МГА имени адмирала Ф.Ф.Ушакова 2005 - 2010 годах.

Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 13 изданиях, в том числе 9 статьях, 6 из которых в изданиях рекомендованных ВАК РФ, 3 отчетах по НИР, 1 зарегистрированной программе для ЭВМ.

Структура и объем работы. Общий объем диссертации 124 страницы включает содержание 2 страницы, перечень сокращений 4 страницы, введение 6 страниц, четыре раздела 100 страниц, заключение 2 страницы, список литературы из 121 наименования 10 страниц, 39 иллюстраций и 11 таблиц.

Содержание работы Во введении обосновывается актуальность темы, формулируется цель и задачи исследования, приводятся основные результаты работы.

В первой главе анализируются и формулируются основные системные понятия, определения процессов судовождения и видов деятельности по обеспечению безопасности мореплавания для выбора типов и принципов построения СИП и БЗ.

Для современного мореплавания и международных требований обязательного несения ходовой вахты судоводителем наиболее приемлемым вариантом реализации СИП являются экспертные системы (ЭС), обеспечивающие по принципу действия поддержку принятая решений, рис. 1.

I

База знаний

I С Л'довол»1Т*?.Ч1» 1

^^ж—

П о д с ист« мы ^у правления^

ЗГ '

Адаптация Самоо рга мизацй* Обучение

НЕ

Интеллектуальны ¿о ^ ^ I/ интерфейс Излюрн 1С.1И --ТГ— ~-----информации

Исиолннлс.чы1ыс\ УСТ | »О И у

Судно )

11а в ига а« ион на м^Ч Обс1а11<и»ка у

Рис.1 - Система интеллектуальной поддержки судовождения Иерархическая организация СИП управления целенаправленным движением судна обеспечивает решение класса задач, по принципу управления

«типовая ситуация - действие»:

1) адаптивно-ситуационное управление судном с поддержкой принятия решений на основе экспертных БЗ;

2) традиционные способы управления судоводителем (не заштрихованные блоки) или новый подход управления через интеллектуальный интерфейс с учетом экспертных БЗ и рекомендаций (заштрихованные блоки);

3) накопление опыта судоводителем по управлению в БЗ и обучение на основе рекомендаций системы.

Интеллектуальный интерфейс

обеспечивает взаимосвязь судоводителя с системой рис.2:

- адаптация к задаче управления судном, предметной среде, ситуации, данным;

- вывод данных, действий, объяснений по разрешению ситуации;

- взаимное обучение судоводителя и СИП.

Построение концептуальной модели судовождения в стесненных водах целесообразно осуществить на основе семантических сетей взаимосвязанных профессиональных понятий и знаний. Фреймовая модель по отношению к сетевой обеспечивает кластеризацию знаний. Моделирование рассуждений об основных понятиях и знаниях судовождения осуществляется с помощью ситуационного исчисления и языка логики предикатов. Нестрогие правила судовождения, предлагается реализовать на основе нечетких множеств.

Вторая глава посвящена методам формализации математической модели навигационно-гидрографической обстановки и условий безопасности плавания, установления принципов их взаимодействия. Районы плавания (РП) представляются множествами, операции над которыми являются исходным логико-математическим аппаратом формирования модели РП для СИП. Возможные варианты взаимодействия множеств водных пространств по маршруту плавания судна схематично представлены в виде рис.3.

Интеллектуальный интерфейс

^Механизм вывода^

I

База званий)

( База данных моделей)

Рис.2-Элементы управления СИП

Рис.3 - Взаимодействие множеств водных пространств: Б - бухты, заливы и т.п.; МОТ- море открытое; МЗА - море закрытое; НВВ-нефтяные вышки, т.п.; О- океан; П- порты, рейды и т.п.; ПР-проливы, т.п.

Математические модели РП имеют многоуровневую иерархию вариантов и комбинаций операций с элементами множеств водных пространств по маршруту плавания, индексированных по табл.1

РПк=РПг, РПКеРП(пРП/, РПкеРП;иРЩ РПке РПЛРЩ: РПК=>РПР (1) где РПК - область (множество) текущего района плавания; е, и, п, \ - знаки принадлежности, включения, объединения, пересечения, вычитания множеств, соответственно; ¡,] - номера типов РП.

Детализацию характеристик условий плавания (УП) судна в каждом РП можно представить в виде установленных путей, ограничений, регулируемых и специальных районов, времени суток, видимости и т.п., т.е. по группам и типам, фрагменты которых приведены в табл.2.

Тогда множества текущих УП будут определяться логическими соотношениями простых множеств различных районов, групп и типов УП и их сочетаний и взаимодействий: УП,к.УПтг, УП,кеУПт!пУЩ; УГГ1ке УП,ти УЩ; УП,кеУПт1\УЩ; (2) УП^-эУЩ; УП,„ еРПкпУП,к; УП,„еРПкиУП1к; УП1пеРПк=эУП1к, (3) где УП,К, УП,„- текущие УП без учета и с учетом особенностей РП: /,т-первые индексы - группы условий плавания; вторые индексы -условия плавания.

Безопасное пространство вокруг судна представляется в виде навигационных зон (НЗ) безопасности табл.3.

Таблица 1

Типовые районы плавания (РП)

№ Типовые районы

0 Океан

1 Море открытое

2 Море закрытое

3 Заливы, бухты и т.п.

4 Узкости проливы и т.п.

5 Фарватеры и т.п.

6 Рейды

7 Портовые акватории

8 Нефтяные вышки, и т.п.

Таблица 2 - Типовые условия плавания (УП)

Номер Группа УП. Тип УП.

группа типа

1 Гидрометеорологические

1 ветер

3 течение

4 видимость

5 особые явления (штормы и т.п)

2 Районы деятельности

3 якорные стоянки (ЯС)

3 Районы ограничения плавания

1 зона разделения движения (ЗРД)

2 мелководье (МВ)

4 Правовые ограничения

1 районы предупреждений (РПр)

5 Судовые щ'ти

1 фарватеры (Фв)

2 каналы (К)

Взаимосвязь различных НЗ безопасности и деятельности судна, подобно операциям с множествами РП и УЯ(1)-(3), представляются выражениями

НЗке НЗ,; Н3,е НЗ,пНЗ/, НЗке НЗ, иНЗу, НЗке #3,1 НЗ/, НЗК=>НЗ), (4) где г,у, к - номера названий навигационных зон безопасности судна. Таблица 3 - Зоны безопасности судна

Номер ИЗ-, Сокращение Название НЗ-,

1 Судно Судно

2 3КБ Зона конструктивной безопасности

3 ЗТЭБ Зона технико-эксплуатационной безопасности

4 ЗЧФ Зона человеческого фактора

5 ЗБС Зона безопасности судна

6 ЗМПМ Зона маневра последнего момента

7 ЗОС Зона опасности столкновения

8 ЗУ Зона уклонения

9 ЗНБ Зона навигационной безопасности

10 ЗРС Зона риска столкновения

11 ЗПВ Зона повышенного внимания

ЗБС обеспечивает функциональное взаимодействие 3КБ и ЗТЭБ, которые могут объединяться или включать друг друга, вместе пересекаясь с 34Ф влияния на процессы судовождения, т.е. представляются операциями над множествами НЗК рис.4: ЗБС = НЗЪ е К3КБ з ЗТЭБ] пЗЧФ. (5)

Рис.4 - Схема формирования ЗБС

ЗМПМ представляет важное понятие в соответствии с МППСС-72 и другими Правилами при принятии экстренных действий с целью уклонения судна от непосредственного или силового контакта с любым объектом в последний момент. Она включает множество ЗБС и пересекается с частью множеств ЗОС и ЗНБ, за исключением множества ЗУ в соответствии с рис.5 ЗМПМ = Щ, 6ЗПВ\(ЗРС^ЗУ); ЗМПМ = Н36 6ЗБСи(ЗОС\ЗУ);

ЗМПМ = ИЗ, е ЗНБ \ ЗУ. (6)

Взаимодействия составляющих ЗМПМ (6) показывают, что выполняются условия безопасности в виде полных множеств НЗ^зм (3КБ, ЗТЭБ, ЗБС, ЗНБ) или их частей. СИП и судоводитель должны иметь в виду, что при маневре последнего момента существует опасность столкновения, определяемая ЗОС, которая пересекается с множествами ЗМПМ, ЗНБ:

ЗОС = ИЗ7 е ЗНБ 1 ЗБС; ЗОС = ИЗ7 е (ЗМПМ I ЗБС)и ЗУ ; (7) ЗОСглЗМПМ; ЗОС с: ЗУ; ЗОСпЗНБ. (8)

Сформулированное понятие ЗНБ является объединяющим множеством условий безопасности плавания, включающим подмножества практически всех

ю

НЗК отдельных форм и видов деятельности, своевременных и надлежащих действий по управлению движением судна. Иерархия взаимных объединений и включений подмножеств НЗК в ЗИП представлена соотношениями ЗНБ = НЗчеЗШМ^ЗУ; ЗНБ=Н39еЗОСиЗБС; ЗНБ=Н39еЗПВ\ЗРС. (9)

ЗПВ включает все H3t.ii, что указывает на необходимость не только постоянного надлежащего наблюдения, но и повышенного внимания к объекту в ЗРС, пока судно не минует риск опасности столкновения

ЗПВ гэ ЗНБ э ЗУ и ЗРС и ЗМПМ и ЗБС и (ЗОС I ЗУ ); (10)

ЗРС = НЗЮ е ЗПВ\ЗНБ.

Выражения (1)-(Ю) показывают взаимодействие основных множеств, составляющих свойства РПК, У/7,*, условий безопасности НЗК, которые в целом характеризуют навигационную обстановку и надлежащие действия по обеспечению безопасности плавания судна. Эти множества, пересекаясь с подмножеством организационно-технических и правовых мероприятий (ОТПМ) определяют политику безопасности (ЛБ)

ПБ, е НЗк п РП„ п УП,к п ОТПМу. (11)

На основе этих определений формулируются утверждения, условия и задачи по обеспечению безопасности мореплавания.

Задача обеспечения безопасности плавании: Движение судна характеризуется векторами скоростей поступательного, вращательного перемещений, вокруг него имеется водное пространство, ограниченное произвольной поверхностью ЗНБ, все точки которой функционально связаны с ЦТ судна. Требуется организовать безопасное движение конфигурации судио-ЗНБ относительно ограждающих линий, т.е. обеспечить приведение ЗНБ к заданной относительной конфигурации, ее сохранение или изменение.

В третьей главе анализируются и систематизируются режимы маневрирования судов в стесненных водах для формирования БЗ СИП.

Обобщенными исходными знаниями навигационно-гидрографической обстановки являются навигационные карты, по которым детализации моделей

РП (!) для порта Туапсе (РПГу,те) представляется в виде зоны действия СУДС (РПсуддь подходов (РЛ5), якорных стоянок (РП417, РП41$, точки встречи лоцманов (ТВЛ), акватории (РП7) соотношениями соответствующих множеств

РП417пРП5=0; РЛ41апРЩ=в; РП4ПпРПш=0; РПпиРПъ=зТВЛ. (13)

Гидрометеорологические табличные сведения из лоций предлагается обрабатывать в БЗ моделями УП на нечетких множествах, в частности, повторяемости ветров, штормов, дальностей видимости имеют вид

УП,^{Оя,(1'1_х„УПи(Вм)}-, УЯ15 = {/,^_Х„УЛ15(<)}; УП,5=>УПи, (14)

где УПп, УП,4, УПц - повторяемости ветров, дальности видимости и штормов по табл.2, соответственно; Вм~ дальность видимости метеорологическая, мили; (- продолжительность штормов, часы;

Условие выявления местных течений (УПц) формулируется по правилу:

Политика безопасности маневрирования судна при входе в порт, обеспечивающей его необходимую управляемость и маневренность при минимальной скорости, из выражений (11) - (15) примет следующий вид

ПБ^^(РП5пРП1)^(ЗШ<В^пШ^Шпп(ОТПМ.^>Ут), (16)

где Вф - ширина подходного фарватера.

Обобщая правила плавания в п.Туапсе, Керченском проливе, п.Кавказ и условия безопасности (12)-(16), формируются принципы безопасности плавания в стесненных водах для БЗ СИП семантической сетью основных понятий и действий при маневрировании рис.б.

РПСудс=>РПТу,псс => (РП5 иРП1 <2 РП417 еРПм);

(12)

(Д,,). функции принадлежностей дальностей видимости и

штормов по месяцам в процентах или [04-1].

Правило 1:если"УП15>12 ч",то

О,„л 6 (мили)

—I—

Фв №... ИП°-ОИП°

0,„л 7 (мили)

±

Фв№... ИП'-ОИП°

Авария

Сообщение СУДС...

Перегрузочный рейд №...

* (мили) \

Правило 16 Уст. дорогу

Озад. 3 (Мили)

Правило 6

Правило 19 Огр.виднмость

Фв У«... ИП'-ОИП'

О >0,5 мили

Выход

4 (МОЛЫ)

X

Правило 16 Судам идущим с №... и его использующие

Порт .

Буксирное обслуживание

Швартовка

Смотры информацивнную карту

Рис.6 - Семантическая сеть прохода проливом и входа в порт:

Ттюс, Втах, ЬМ1а - максимальные значения осадки, ширины, длины судна; ТВЛ - точка встречи лоцманов; 5,—контрольные расстояния по Правилам

Механизмы логического вывода между понятиями и действиями семантической сети (Р^ представляются кортежем множеств простейших ситуаций (ПрС), действий переходов между ними, объектов предметной области, переменных и констант:

Р* - (■51/4,£>); (17)

где Б, А, О- множества ПрС, действий и объектов предметной области;

= " Подход кТВЛ"; Контроль местоположения"; з3=" Постановка на якорь"; $4="Отказ прохода проливам"; з5 =" Планирование маршрута"...; а, = направить; а2 = рекомендация; а3 = требование; а4 = запрос; а5 = изменить курс...;

(1а1 ~судна; (¡к2 = осадка;<1р3 =курс; йр4 =скорость; с/р5 = скорость, ¿^направлениетечения; <1р7=видимоспь; (1еН=направление, (1р9-сипа ветра; ¿кю = ТШ; <1кп =ФВК№...; с1аП =буксир; ¡1рП -отклонение-.; </рН = встречное; <1р!5 =увеличить; с1р,6 = уменьшить; йр„ =вправо...

Описание методов ограждающих линий (изолиний) и направлений в семантической сети осуществляется нечеткими множествами. Нечеткое множество, содержащее ограждающий пеленг (ИГ1„ - 2° с правого борта) разбивается на два подмножества: А1 - множество значений опасных пеленгов (ИП;<ИП„)\ А2 - множество неопасных пеленгов (ИП-, > ИП„)

А, = {...,1.8,1.9}; Аг = {2.0, 2.1 ...} , (18)

по которым в БЗ СИП формируются правила действий:

Правило 2:если"ИП0еА,",то"нет действий"; (19)

Правило 3:если"ИПа е А, ",то "отворот". (20)

Алгоритм принципа отворота реализуется представлением нечеткого множества кортежем значений пеленгов (18) и их функций принадлежности в интервале [0+1] рис.7, значение которой ближе к 1 указывает близость к опасному пеленгу:

/1 = {{1.4-,0),{155\0Л),{1.6%0.2),{1.Г,0.4),{1.8',0.5},{1.9-,0.8},{2.0М)}. (21)

^А(ИП)'

0.8

0.6

0.4

0.2 0 ип

1.3° 1.4° 1.5° 1.6° 1.7° 1.8° 1.9° 2.0° 2.1" ' Рис.7 - Нечеткое множество А, включающее ограждающий пеленг

Формирование знаний о режимах движения и маневрирования судов осуществлялся поэтапно: типовым схемам, данным лоцманов, траекторным и параметрическим измерениям с помощью СУДС и АИС на подходе к п.Туапсе и причалам рис.8. Анализ показывает, что суда следуют в пределах рекомендованной полосы. Это подтверждает ее обоснованность в качестве исходных параметров БЗ. Наблюдается разброс линейных скоростей движения судов до 4 узлов и режимов их изменения (за 5 миль от ТВЛ до раскантовки).

5

Рис.8 - АИС траектории подходов судов к п.Туапсе и причалу №4

Несовпадение траекторий и режимов маневрирования при высокой точности контроля движения (створы, СУДС, ВСР5) и однотипных условиях проводки указывает на необходимость формирования в БЗ безопасной полосы программных движений и режимов маневрирования судна.

В четвертой главе исследуются методы формирования знаний о допустимых режимах маневрирования судна в стесненных водах. Исходными элементами БЗ маневрирования при подходе к причалу является решение судоводителем интеллектуальных операций и задач: выбор исходной точки маневров; задание безопасной полосы движения и режимов маневрирования судна; выбор режимов работы движительно-рулевого комплекса, подруливающих устройств, буксиров для удержания судна в пределах безопасной полосы движения; определение наиболее благоприятного положения судна при касании с причалом. Далее используются знания Правил плавания, типовых схем маневрирования и экспериментальные траектории движения рис.9 (см. рис.8). Выделенным ХТ (1-6) траектории маневрирования в БЗ даются единообразные маневры и действия для СИП. При этом используется естественное разделение движений судна на прямолинейные и криволинейные, в соответствии с обстановкой (1)-(21), задачи решаются поэтапно:

1) построение генеральной траектории движения определенной точки на судне (например, ЦТ);

2) установление режима изменения курса судна (HDG') и направления вектора скорости относительно грунта (COG) в зависимости от пройденного расстояния отточки начала маневров (ХТ-1);

3) установление режима изменения линейной скорости судна относительно

грунта {SOG) в зависимости от пройденного расстояния от начальной точки.

В качестве базовой математической модели формирования знаний о движении и маневрировании судна предлагается аппроксимация экспериментальных данных совокупностью сигмоидальных функций:

где Р - промежуточная переменная и индекс, последовательно принимающие значения переменных программного движения ЦТ судна из кортежа COG, HDG, SOG, соответственно;

Pi, Рн- текущее и начальное значения переменных движения судна;

пр - количество маневров при движении COG, HDG, SOG, соответственно;

АРк - изменение COG, HDG, SOG ((+) - больше, (-) - меньше); Sp.b Si - пройденные расстояния от начальной точки (ХТ-1) до XT «маневра» и текущее, м;

Срк - коэффициент, определяющий режим изменения соответствующего параметра (COG, HDG, SOG) от перекладки руля, работы буксиров.

Сигмоидальная функция широко используются в СИП и обеспечивает: режимы роста, насыщения, замедления, характерные любым процессам в судовождении; удовлетворяет наиболее желаемым апериодическим переходным процессам; обладает свойством гладкости и непрерывности; позволяет конструировать нечеткие модели маневрирования судна и поэтапно аппроксимировать, обучать их к условиям плавания и швартовным операциям.

В первом приближении грубая оценка параметров модели программного движения (22) в БЗ СИП, на примере моделирования COG рис.10, может осуществляться на основе маневра изменения курса судна при переходе с одного прямолинейного участка движения на другой

где Р,„ РК - начальное и конечное (после маневра) значения соответствующего

iil^L. 2 '

(23)

параметра модели программных движений судна; 5,„ - расстояния, пройденные от ХТ-1 до начала маневра и окончания маневра, соответственно, м.

Рис.10 - Графики выбора коэффициентов модели COG по экспериментальным данным: 1 - удвоенное значение Ссоак, 2 - коэффициент Сссюл ~ п0 выражению (23), 3 - половина коэффициента Ссов,к

Коэффициент Spj соответствует средней точке графика переходного процесса, а Срк - градиентам параметров COG, HDG, SOG, представляет уравнение прямой, касательной к графику в средней точке маневра.

Уточнение параметров грубой модели (22) производится по отклонениям от экспериментальных данных методом наименьших квадратов. Результаты моделирования алгоритма и полной модели программных режимов движения (22) показывают работоспособность и согласуются с экспериментом рис.11.

Совместный учет векторов SOG, COG, HDG позволяет построить полосу проводки судна и оценить соответствие требованиям ПБ плавания (11), (16) или определить новые требования ПБ. Допустимые безопасные траектории и режимы маневрирования объединяются в виде безопасной полосы маневрирования (пучка траекторий), ограниченной справа и слева траекториями по результатам экспериментов (см. рис.8, кривые - 2, 4).

Для представления знаний о полосе возможных траекторий и диапазонов режимов изменения курса и скорости модель (22) дополняется нечеткими переменными в виде упорядоченных пар или кортежей с указанием значений подмножеств и соответствующих им функций принадлежности:

Рис. 11 - Моделирование режимов программного движения и маневрирования подхода судна к причалу по ХТ траектории

"с, (д^./ДЛ/^))

А „(у,, )»; (24)

где /%,, />,„, />„, - области параметра: левая, правая границы и рекомендованное

безопасное значения, соответственно; ДРкк, АРц, ДРкг - вариации параметра: больше, меньше и рекомендованные значения, соответственно; Зр.ы - позиции изменения параметра: позже, раньше и

рекомендованные, соответственно, м; УРки^Ри^Ркг - вариации градиентов параметра: больше, меньше и

рекомендованные, соответственно; ^(Р„р), ...,[1(ЧРи) - функции принадлежности соответствующих параметров.

Функций принадлежности параметров нечеткого множества (25) представляются разностью двух сигмоидальных функций, для формирования

19

ограничении справа и слева относительно генерального и среднего значения, определяемого полусуммами:

1 1

+ И-т((0,5{Рмг + Ря,)-Р1)к„)' (26)

я=ГР р 1,

где к„рр, к„р„ кигр, кнт к,ар, к„„ - коэффициенты кривизны для сигмоидальных функций задают ассиметричность возможных отклонений параметров влево (р) и право (х), от рекомендованного (г) для конкретного водного пространства (см. рис.8) рис.12.

ЭОС,

ССЮ,

Рис Л 2 - Моделирование процедуры нечеткого вывода (1 - ЦТ фигуры).

Наибольшие значения функций принадлежности (единица) указывают диапазон наиболее приемлемых значений управляемых переменных.

По каждому из индексов переменных получается БЗ нечетких правил о маневрировании вектором скорости перемещения судна относительно фунта в зависимости от значений 500„, ЧБОй.

Правило 1: если'' имеет значение", то'' С0(?ш имеет значение".

Праеило2: если" БОСп1 имеем значение" н" У^ОС,,, имеет значение", (27) то"АСОСы имеетзначение" и"£си имеетзначение".

есяи(50С, = 30Си„),т0(С0Сн = СОСкр);

если{50Ся = ЯОвиг),то(СОСи = С£>С„Л); (28)

еслы(5'0С„ = £ОС„,),то(СОС„ = СОС„,);

если($(Юн = $ОСи11)л(Ю(Юк =^Ов1г),то(йСОСк = ЛСОб^) л(&д = (29)

если[БЖ„ =50С„д)л(У50С, =У^ОСи),шй(ДСОС4 =ДСОС„)л(&, =

По правилам, если текущая скорость выше рекомендованной, то вектор перемещения должен быть ближе к левой границе безопасных траекторий, начало поворота дальше относительно рекомендованной позиции и угол поворота больше рекомендованного (см. рис.8, траектория 2) и т.п. При таком выборе будет свободное водное пространство в непредвиденных ситуациях, а больший угол поворота погасит скорость судна, за счет сил на корпусе.

Выбор режимов движения и маневрирования судна выполняется процедурами преобразования нечетких множеств в четкие числа управляющих действий с применением алгоритма Мамдани (см. рис.12):

1. Фаззификация - определения значений функций принадлежности нечетких множеств режимов маневрирования по исходным данным SOG¡ = 4,5 узл: ц(50Си/) = 0,85; ц(50<?„,) = 0,15; ц(56>СяЛ) = 0.

2. Агрегирование подусловий - объединение функций принадлежности выходной переменной неравных нулю для оценки истинности правил (28):

если (500, = $ОСи1),то(СООн = СООш)-, ^

если (50С„ = 50С„г),т0(С0С„ =СОС„).

3. Активация - нахождение по степени истинности подзаключений (30) и функциям принадлежности диапазонов значений СО С (см. рис.12, справа):

я'(СОС)„) = шт(0,«5;)и(СОСш);

= тт(0, ]5;р{СОвИГ).

4. Аккумуляция - объединение нечетких множеств по функциям принадлежности для каждой из выходных переменных (31) (см. рис.12, заштриховано):

/(СОС„) = ^(СОС„5)и/(СО(?„) (32)

5. Дефаззификация - процедура преобразования нечеткого множества переменной в четкое число, в данном случае СОС„, представляющее искомый режим маневрирования (см. рис.12, метод центра тяжести заштрихованной фигуры):

тя\{СОСн)

| сжц'{соан)(1соси \ ц'{соав)<1сосл

пи» (С0С„)

В заключение по результатам диссертационных исследований формулируются следующие выводы:

1. Дан анализ и предложены принципы построения СИП судовождения. Применение ЭС с участием в процессах принятия решений судоводителя является наиболее пригодным направлением развития СИП по перспективным нормативным требованиям мореплавания.

2. Предложены способы представления знаний СИП по судовождению. Сформированы принципы построения семантической сети принятия решений по управлению судном судоводителями, лоцманами и операторами СУДС в стесненных водах, которые могут быть реализованы в виде их математического обеспечения: фреймовых моделей, нечетких множеств, ситуационного исчисления и языка логики предикатов.

3. Разработаны технологии множественного анализа формирования математических моделей навигационной обстановки по маршруту судна для классификации РП, УП, формирования НЗ безопасности судна и ПБ плавания.

4. Формулируются основные направления построения нечеткой модели навигационной обстановки для процессов формирования программных режимов движений судна.

5. Экспериментальные данные маневрирования судов в п.Туапсе показывают многовариантность безопасных режимов движения, информации о которых может служить основой формирования БЗ СИП для стесненных вод.

6. Предложены принципы формирования БЗ о режимах маневрирования

судов на основе поэтапной технологии аппроксимации с помощью сигмоидальных функций. Исходное - грубое приближение оценивается по конфигурации района маневрирования в виде удобном для практического применения.

7. Формализованы нечеткие модели знаний о полосе допустимых программных движений и режимов маневрирования изменением курса и скорости судна с установлением взаимосвязи между переменными модели. Разработаны технологии и правила выбора параметров модели режимов маневрирования.

8. Предлагаемые технологии могут быть использованы судоводителями для практических целей, теоретических разработок при совершенствовании СУДС и проектировании автоматизированных навигационных комплексов с СИП, предназначенных для планирования программной траектории и режимов маневрирования судов в стесненных водах и швартовных операциях в портах.

Публикации в научных изданиях, определенных ВАК Миноборнауки РФ

1 Васьков, В.А. Некоторые принципы системы поддержки принятия решения в судовождении [Текст]/ В.А.Васьков, А.А.Мироненко// Изв. ВУЗов. Сев. - Кавк. Регион. Техн. Науки: Проблемы водн. трансп.- 2006.- Ч.1.- С.37-40. (Индекс 70416).

2 Васьков, В.А. Технологии множественного анализа формирования навигационной обстановки и маршрута судна [Текст]/ В.А.Васьков, А.А.Мироненко// Изв. ВУЗов. Сев.- Кавк. Регион. Техн. науки: Проблемы водного транспорта,- 2008,- С.35-38. (Индекс 70416).

3 Васьков, В.А. Построение программной траектории маневрирования судна при швартовке [Текст]/ В.А.Васьков, А.А.Мироненко// Эксплуатация морского транспорта.-2009.-№4(58).-С. 25-29. (Индекс36701).

4 Васьков, В.А. Поэтапная аппроксимация уравнений задания траектории движения судна [Текст]/ В.А.Васьков, А.А.Мироненко// Эксплуатация морского транспорта,- 2010. - № 3 (61). - С. 21 - 26. (Индекс 36701).

5 Васьков, В.А. Формализация знаний о маневрировании судна в портовых водах на основе нечетких функций [Текст]/ В.А.Васьков, А.А.Мироненко// Эксплуатация морского транспорта - 2010. -№ 2 (60). - С. 39 - 43. (Индекс 36701).

6 Васьков, В.Л. Формализация знаний о допустимых маневрах подхода судов к причалу [Текст]/ В. А.Васьков, А.А.Мироненко// Эксплуатация морского транспорта,- 2011. - № 2 (64). - С. 36 - 40. (Индекс 36701).

Другие публикации

7 Васьков, В.А. Системные понятия безопасности мореплавания [Текст]/

A.А.Васьков, А.С.Васьков, В.А.Васьков.- Новороссийск: НГМА, 2006 - Вып. 11,-С.76-81.

8 Васьков, В.А. Логико-математическая модель процесса судовождения [Текст]/ Курсант-наука 2006: сб. реф. академической научн. конф. курсантов. -Новороссийск: МГА им.адм. Ф.Ф Ушакова, 2007. - С.6.

9 Васьков, В.А. Логико-математическая модель навигационной обстановки [Текст]/ Студент-наука 2007: материалы УП-ой Новороссийской городской научно-практической конференции -Новороссийск: «СТМ ТОРГ», 2007- С. 83-86.

10 Разработка перспективных направлений создания и развития региональной системы безопасности мореплавания в Керченском проливе [Текст]: отчет о НИР (заключ.)/ МГА им. адм. Ф.Ф.Ушакова; рук. А.С.Васьков; исполн.: В.А.Васьков [и др.].-Новороссийск, 2008 - 195 с.-№ ГР 0120090700 - Инв. № 02.2.00900425.

11 Формализация знаний систем искусственного интеллекта в судовождении [Текст]: отчет о НИР (промежут.)/ МГА им. адм. Ф.Ф.Ушакова; рук. А.С.Васьков; исполн.: В.А.Васьков [и др.].- Новороссийск, 2009- 42 е.- № ГР 01201000122,-Инв.№ 02.2.01000089.

12 Концепция задания программных траекторий и режимов маневрирования судна в стесненных условиях плавания (швартовных операциях) [Текст]: отчет о НИР (промежут.)/ МГА им. адм. Ф.Ф.Ушакова; рук. А.С.Васьков; исполн.:

B.А.Васьков [и др.].- Новороссийск, 2011,- 48 с,- № ГР 01201000122.- Инв. №0201155514.

13 Экспериментальная модель траектории судна (УэПгаск) [Текст]: Программа для ЭВМ: Рег.№ 2011612461 (24.03.2011)/ А.А.Мироненко, В.А.Васьков; заявл. 06.12.10; опубл.20.06.11, 6kwi.RU ОБПБТ №2(75).

Подписано в печать19.09.П. Формат 60x80 1\16. Тираж 100. Заказ 2113 Отпечатано в редакционно-издательском отделе ФГОУ ВПО «Морская государственная академия имени адмирала Ф.Ф.Ушакова» 353918, г. Новороссийск, пр.Ленина, 93

Перечень сокращений

Введение

1 Методы интеллектуальной поддержки в системах судовояедения

1.1 Основные подходы представления знаний в судовождении

1.2 Анализ методов интеллектуальной поддержки судовояедения

1.2.1 Общая характеристика методов построения интеллектуальных систем

1;2.2 Характеристика динамической экспертной системы для судовождения

1.2.3 Принципы интеллектуальной поддержки судовояедения

1.3 Семантические модели представления знаний в судовождении

1.4 Фреймовая модель представления знаний в судовояедении

1.5 Ситуационное исчисление и язык логики предикатов рассуждений о предметной области—судовождении

1.6 Представление знаний по судовояедению на основе нечетких множеств

1.7 Выводы

2 Формирование базы знаний модели района плавания методами множественного анализа

2.1 Формирование и классификация множеств районов плавания

2.2 Формирование и классификация множеств условий плавания

2.3 Представление модели базы знаний зонами безопасности судна

2.4 Нечеткие модели баз знаний навигационно-гидрографической обстановки и условий плавания

3 Анализ и систематизация режимов маневрирования судов в стесненных водах'

3.1 Постановка задач программирования движений и режимов маневрирования судна

3.2 Исходные знания навигационно-гидрографической обстановки района плавания

3.3 Анализ режимов движения судов при подходе к порту

3.4 Анализ режимов движения судов в порту

4 Методы формирования знаний о режимах маневрирования судна в стесненных условиях

4.1 Принципы формализации знаний о построении программных движений судна в системах управления

4.2 Поэтапное формирование знаний о модели программного движения судна

4.3 Формализация знаний о допустимых маневрах в моделях программного движения судна

4.4 Выводы 111 Заключение 112 Список использованных источников

Перечень сокращений

АИС - Автоматическая информационная (идентификационная) система

Б - Бухта, залив и т.п.

БД - База данных

БЗ - База знаний

БМ - База моделей

ВПУ - Выносное причальное устройство

ВУ - Военные учения (район)

ГД - Главный двигатель

ГП - , Глубоководные пути

ГЭ - Гидроаэродром

ДП - Диаметральная плоскость (Двусторонние пути)

ДЭС - Динамическая экспертная система

3 - Дноуглубление, землечерпание и т.п.

ЗБС - Зона безопасности судна

3КБ - Зона конструктивной безопасности

ЗМПМ - Зона маневра последнего момента

ЗНБ - Зона навигационной безопасности

ЗОС - Зона опасности столкновения

ЗПВ - Зона повышенного внимания

ЗП - Запретные для плавания (районы)

31111 - Зоны прибрежного плавания

ЗРД - Зона разделения движения

ЗРС - Зона риска столкновения

ЗТЭБ - Зона технико-эксплуатационной безопасности

ЗУ - Зона уклонения

ЗЧФ - Зона человеческого фактора

ИВС- Информационно-вычислительная система

ИИ - Искусственный интеллект

ИнС- Интеллектуализированная система кд- Круговое движение

ЛПР- Лицо, принимающее решение — судоводитель мв- Мелководье

МЗА - Море закрытое мот- Море открытое

МППСС-72 - Международные правила предупреждения столкновений судов в море

НВ- Нефтяные вышки, платформы

НГ- Нечистый грунт

НЗ- Навигационная зона

НИР- Научно-исследовательская работа нм - Нечеткие множества

НП- Нефтяные промыслы нс- Нейронные сети о- Океан (отходы) оп- Ограничение плавания отпм- Организационно-технические и правовые мероприятия п- Порты, рейды и т.п.

ПБ- Политика безопасности пл- Проход подводных лодок по- Предметная область

1Ш- Пересечение путей

111111- Пакеты прикладных программ

ПР Проливы и т.п.

ПрС- Простейшая проблемная ситуация пс- Подводные сооружения (трубопроводы, кабеля и т.п.)

ПУ- Путевой угол

РеП- Рекомендованные пути

РЗ- Рыболовство запрещено

РЛ- Рыболовства (район)

РЛС- Радиолокационная станция

РП- Район плавания

РПД- Рекомендуемые полосы движения

РПр- Районы предупреждений

РСИ- Районы, которых следует избегать

САПР- Система автоматического проектирования сг- Свалка грунта сип- Система интеллектуальной поддержки солп- Свидетельство об освобождении от лоцманской проводки

СОР- Специальные охраняемые районы

СРД- Система разделения движения судов

СППР- Система поддержки принятия решений сс- Семантическая связь

СУБД- Система управления базами данных

СУДС- Система управления движением судов твл- Точка встречи лоцманов ткп- Точка конца поворота тнп - Точка начала поворота тсс- Технические средства судовождения

УП- Условия плавания

УсП- Установленные пути

Фв- Фарватеры хт- Характерные точки црдс- Центр регулирования движения судов цт- Центр тяжести судна эвм- Электронная вычислительная машина эс- Экспертная система яс- Якорные стоянки

ЯСЗ- Якорная стоянка запрещена

COG - Course over the ground

DGPS - Differential Global Positioning System

ECDIS - Electronic Chart Display and information System

GPS - Global Positioning System

HDG - Heading

IMO - International Maritime Organization

SOG - Speed over the ground

SOLAS-74 - International Convention for the Safety of Life at Sea, 1974 STCW-78 - International Convention on Standards of Training, Certification and Watchkeeping for Seafarers, 1978.

Актуальность темы. Одной из важнейших проблем ки задач судоходства в различные периоды его развития является обеспечение безопасности мореплавания. Эти проблемы', решались, и решаются различными- организационно-правовыми и техническими; мероприятиями; затрагивая; в< каждом случае- отдельные- аспекты: оценки точности-' информации и определения места судна; функционирования судового оборудования; применения? правил для предупреждения столкновений судов; разработки;систем навигации и управления судном и многие другие [Г, 3-7,.9-25, 28; 30; 37-40;42-46;-48-50-52; 53; 55-58, 61-65, 67-7 Г, 73-75; 77, 82-84,. 87-94у. 9699, 101-104, 106-110, 112-121]. " : ^ •

Все: эти< решения;, безусловно;; способствовали- повышению' безопасности мореплавания и уменьшению риска на. море. Однако интенсификация судоходства постоянно порождает новые проблемы мореплавания; . которые требуют также новых подходов и методов их решения. .

Современный, этап, развития, систем мореплавания характеризуется ^ существенными достижениями иауки и техники в. разработке, создании,, массовом: производстве высоконадежных. электронных систем навигации и управления судном, позволяющих автоматизировать процесс судовождения. '

Вместе с: этим остается проблема "человеческого?элемента", которая является причиной многих, аварий; "и катастроф на море, по данным 1МО до 80% аварий связано с участием человека. Наиболее часто причины этого типа аварий связаны с пренебрежениемПравиламииРекомендациямидляплавания,выбором'путисуднав непосредственной; близости от опасности, чрезмерной скоростью движения; неправильным учетом гидрометеорологических условий [45, 46, 58, 74, 82, 92].

Одним из путей решения проблемы безопасности мореплавания является уменьшение влияния человеческого элемента на процессы судовождения передачей части функций от человека-оператора (судоводителя) современным системам навигации и управления на основе искусственного интеллекта (ИИ). Это могут быть как простые, функции наблюдения и контроля, так и более интеллектуальные, связанные с выработкой решений по оценке и прогнозу навигационной обстановки, а также по управлению судном (как в обычных, так и в чрезвычайных ситуациях). Использование ИИ в 'судовождении ни в коей мере не ставит под сомнёние квалификацию человека,. находящегося на мостике,; а именно, подразумевается тесное; взаимодействие судоводителя и системы интеллектуальной поддержки (СРЩ) по принятию: обоснованных решений, особенно, в. сложной обстановке (при плавании в стесненных водах, сложных условиях, при возникновении; нештатных ситуаций на судне): Решению некоторых вопросов, построения? судовых: СИП; посвящены прикладные научные исследования [5-7, 9-14, 18, 23, 24, 67, 87, 88, 9093, 101, 103( 104, ;1 Об] и другие. . ' ; ; ; • ^ ' • ! , \

Исследования в области принципов построения ИИ и принятия решений [2, 6, 8, 14, 18, 29, 32,36, 41, 43, 51, 54, 60, 66, 67, 72, 76, 78-81, 85-88, 90-93, 95, 100* 103106, 111] указывают на необходимость разработки; методов накопления и верификации баз знаний (БЗ). БЗ должны обеспечивать оценку навигационной обстановки,', состояния, объекта : управления^ формирования/,'„" режимов маневрирования и методов принятия решений.

Перспективные направления развития технических средств навигации; и управления судном, определенные, SOLAS-74 (глава; V), открывают нормативные предпосылки разработки алгоритмов; формирующих .знания об автоматическом выборе маршрута и программных движениях судна. . '

В' настоящее время информация; в; навигационных: комплексах представляется как в виде отдельных элементов1 и систем, так и в интегрированной форме с электронной картой и с представлением траектории движения судна; [6, 9-11, 30, 39, 62, 63, 107, 114-120]. Использование электронных картографических навигационных информационных систем (ECDIS) дает ряд преимуществ по сравнению с бумажной морской навигационной картой, а именно, в хранении и представлении информации, автоматизации процессов работы с.картой и навигационной информацией [9, 11, 30].

Анализ функциональных возможностей уже действующих и проектируемых ECDIS [30, 114-117] показывает,. что их потенциальные возможности не используются, в полной мере для решения; задач судовождения и обеспечения безопасности мореплавания. В частности, информационная база ECD1S может. служить исходными данными для формирования специализированных БЗ для СИП судоводителя, направленных на реализацию решений задач безопасного маневрирования судна в стесненных (портовых) водах. Принципы и методы традиционного судовождения в виде разделения маршрута плавания на' этапы, различающиеся навигационно-гидрографическими условиями и . режимами маневрирования [4, 9-11, 13, 37, 49, 50, 53, 55, 57, 62, 63-65, 73, 74, 83, 94, 97-99] могут служить основой моделей формирования навигационной обстановки в БЗ. Целью диссертации является разработка методов и принципов формирования баз знаний в автоматизированных навигационных системах с интеллектуальной поддержкой, обеспечивающих безопасные режимы маневрирования судна в стесненных водах. Для реализации этих целей осуществляется исследование и решение научных задач, результаты которых выносятся на защиту:

1. Принципы интеллектуальной поддержки принятия решений при плавании судна в стесненных водах на основе формирования математических моделей баз' знаний и решающих правил;

2. Математические модели навигационно-гидрографической обстановки и условий безопасности плавания, их взаимодействие на основе множественного анализа для формирования баз знаний;

3. Методика. формирования баз знаний моделей допустимых программных ; движений и режимов маневрирования судна в стесненных (портовых) водах в зависимости от условий плавания на основе теории нечетких множеств. ^

Объектом исследования является формализация баз знаний программных движений и режимов маневрирования судна в стесненных водах как совокупность методов и средств навигации и судовождения.

Область исследования — разработка методов и систем интеллектуальной поддержки обеспечения безопасности плавания в современных условиях судоходства. ,

Методы исследования. Основой теоретических и прикладных исследований диссертации являются результаты и достижения автоматизации процессов навигации и управления судном [1, 3-7, 9-11, 13, 28, 37, 38, 40, 42-46, 49, 50, 52, 53,

55-58, 61-63, 67-71, 73-75, 77, 83, 84, 87-94, 96-99, 101-104, 106-110, 112-121], общей теории управления и оптимизации [31, ,59;. 95.], систем искусственного интеллекта [4, 8, 29, 32, 36, 41, 51, 60, 78-80, 85, 100], теории множеств и нечетких множеств [2, 26, 27, 54, 66, 72, 76, 81, 86, 105, 111], вычислительных методов [33-35, 47] и моделирования на ЭВМ.

Эмпирической базой обеспечения достоверности теоретических положений, выводов являются экспериментальные? материалы; лоцманских проводок и маневрирования: судов при швартовых операциях к причалам нефтерайона: порта Туапсе: .■"'.' . \ . •"■".•■' ;■.••:.

Научная новизна исследований, выдвигаемых на:защиту:

1. Принципы- формирования интеллектуальной поддержки принятия решений по маневрированию; судна в стесненных; водах при описании реальной ситуации и выработки рекомендаций судоводителю отличаются, использованием;- наряду с, формально-логическими схемами, методов- теории нечетких множеств, что-обеспечивает адекватность реальным мыслительным, процессам судоводителя; изменениям окружающей .навигационно-гидрографической обстановки и производственно-функциональной среды.

2. Модели баз знаний навигационно-гидрографической обстановки районов и условий безопасности плавания отличаются множественно - аналитическим подходом к описанию5 ситуации, использованием- аппарата строгих формальных и нечетких логик, что обеспечивает необходимые процедуры, преобразования данных о навигационной обстановке, позволяет провести их четкую . идентификацию и выработать рекомендации по управлению судном.

3 . Базы знаний моделей о допустимых программных движениях и режимах маневрирования судна в стесненных водах на основе теории нечетких множеств отличаются возможностью накопления знаний о маневрах судна с помощью набора коэффициентов для конкретного района плавания, что обеспечивает формирование вариантов безопасного маневрирования в зависимости от' текущего состояния и обстановки.

Теоретическая значимость полученных результатов заключается; в создании современных научных технологий формирования баз знаний СИП судоводителя о моделях классификации районов и условий плавания, допустимых программных движениях и режимах маневрирования на основе нечетких правил для безопасного управления судном в стесненных водах.

Практическая ценность диссертации заключается в доведении исследований до уровня алгоритмической реализации, на основе которых могут создаваться СИП для планирования программных режимов движения и маневрирования судна в различных условиях плавания в судовых автоматизированных навигационных комплексах и береговых системах управления движением судов (СУДС), а также системах управления другими видами транспорта.

Обоснованность и достоверность полученных результатов обеспечивается: проведением широких обобщений существующих информационных источников; использованием методов апробированного математического аппарата; практической проверкой выдвигаемых основных положений в ходе натурного эксперимента и моделирования на ЭВМ; апробацией основных положений работы на научно-практических конференциях различного уровня и в печатных изданиях.

Реализация результатов работы. Результаты диссертации относятся к Перечню критических технологий Российской Федерации (п.23) "Технологии создания интеллектуальных систем навигации и управления", являются частью госбюджетной НИР кафедры Судовождения МГА имени адмирала Ф.Ф.Ушакова "Алгоритмизация и оптимизация процессов навигации и управления судном на основе перспективных технологий" (№ ГР 01201000122), хоздоговорной НИР "Разработка перспективных направлений создания и развития региональной системы безопасности мореплавания в Керченском проливе" (№ ГР0120090700), входят в зарегистрированную ФГУ ФИПС программу для ЭВМ «Экспериментальная модель траектории судна (УБ1Тгаск)» (Свидетельство о регистрации № 2011612461).

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы и ее отдельные результаты докладывались на ежегодных научно-технических конференциях МГА имени адмирала Ф.Ф.Ушакова 2005 — 2010 годах.

Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 13 изданиях, в том числе 9 статьях, 6 из которых в изданиях рекомендованных ВАК РФ, 3 отчетах по НИР, 1 зарегистрированной в ФГУ ФИПС программе для ЭВМ.

Структура и объем работы. Общий объем диссертации 124 страницы включает содержание 2 страницы, перечень сокращений 4 страницы, введение 6 страниц, четыре раздела 100 страниц, заключение 2 страницы, список литературы из 121 наименования 10 страниц, 39 иллюстраций и 11 таблиц.

4.4 Выводы

Предлагаемая методика и модель формализации знаний о маневрировании судна позволит на основе безаварийных проводок и швартовки судов по высокоточным траекторным и параметрическим измерениям, производить накопление знаний системой управления в виде вариации нечетких параметров траектории, т.е. формировать экспертные базы знаний для судоводителей и лоцманов. Данная методика позволяет перейти от рекомендованной траектории, по которой на практике часто невозможно осуществить реальное движение судна из-за влияния множества факторов, к формированию допустимой безопасной полосы траекторий и взаимосвязанных допустимых безопасных режимов маневрирования курсом и скоростью судна. Рассматриваемый подход позволит комплексно и обобщенно учитывать практически все внешние и внутренние факторы и производить на их основе формализацию и накопление знаний экспертов (лоцманов, капитанов) по измеренным траекториям и режимам маневрирования курсом и скоростью судна. Кроме того, накапливаемая база знаний позволит производить постоянный анализ маневрирования судна и обучение персонала, что существенно повысит безопасность мореплавания. Предлагаемый подход и модель могут найти свое применение в обучающих тренажерных комплексах для судоводителей, а также при построении интеллектуальных систем управления судном.

Заключение

По результатам диссертационных исследований можно сформулировать следующие выводы:

1. Дан анализ и предложены принципы построения СИП в приложении к вопросам судовождения. Применение экспертных систем с участием в процессах принятия решений судоводителя является наиболее пригодным направлением развития СИП по перспективным нормативным требованиям мореплавания.

2. Предложены способы представления знаний СИП по судовождению. Сформированы принципы построения семантической сети принятия решений по управлению судном судоводителями, лоцманами и операторами СУДС в стесненных водах. Эти принципы могут быть реализованы в виде математического обеспечения с применением семантических сетей, фреймовых моделей, нечетких множеств, ситуационного исчисления и языка логики предикатов.

3. Разработаны технологии множественного анализа формирования навигационной обстановки по маршруту судна в качестве математических моделей для классификации районов, условий плавания, формирования зон навигационной безопасности судна и политики безопасности плавания.

4. Формулируются основные направления построения нечеткой модели навигационной обстановки для процессов формирования программных режимов движений судна.

5. Экспериментальные данные маневрирования судов в п.Туапсе показывают многовариантность безопасных режимов движения, информации о которых может служить основой формирования .баз знаний перспективных СИП для стесненных

ВОД.

6. Предложены принципы формирования баз знаний о режимах маневрирования судов на основе поэтапной технологии аппроксимации траекторий и режимов движения судна с помощью единообразных сигмоидальных функций. Исходное - грубое приближение оценивается по конфигурации района маневрирования в виде удобном для практического применения.

7. Формализованы нечеткие модели знаний о полосе допустимых программных движений и режимов маневрирования изменением курса и скорости судна с установлением взаимосвязи между переменными базовой модели. Разработаны технологии и правила выбора параметров модели режимов маневрирования.

8. Предлагаемые технологии могут быть использованы судоводителями для практических целей, теоретических разработок при совершенствовании СУДС и проектировании автоматизированных навигационных комплексов с искусственным интеллектом, предназначенных для планирования программной траектории и режимов маневрирования судов в стесненных водах и швартовных операциях в портах.

1. Акмайкин, Д.А. и др. Особенности маневрирования наливных судов в зависимости от параметров груза [Текст]/ Эксплуатация морского транспорта.- 2010. -№ 4(5 8).-С. 17-21.

2. Алтуннн, А. Е. и др. Модели и алгоритмы принятия решений в нечетких условиях [Текст].- Тюмень: Изд-во ТГУ, 2000. 352 с.

3. Афанасьев, Б.В. Формирование зоны навигационной безопасности Текст./ Б.В.Афанасьев, В.В.Афанасьев/ Методы и техн. ср-ва мор. Навигации. Сб. тр. ГМА им. адм. С.О.Макарова.- М.: Мортехинформреклама, 1993.- С.6-12.

4. Баранов, Ю.К. и др. Навигация [Текст]. СПб.: Лань, 1997.- 512 с.

5. Борисова, Л.Ф. Безопасность движения в виртуальной сети полос движения судов Текст./ Вестник МГТУ, 2004.- Т.7.- №1- С.б-13.

6. Бутов, A.C. Интеллектуализация систем управления транспортными комплексами Текст./ А.С.Бутов, Д.В.Гаскаков// Управление и информационные технологии на транспорте: Тез. Докл. международной НТК «ТРАНСКОМ-97».-СПб.: СПГУВК, 1997.- С. 3 5.

7. Быстров, A.B. Модель радиолокационной идентификации объектов специального назначения Текст./ А.В .Быстров, А.Ю.Кашканов, А.М.Орёл// Научный вестник. Сер. Прикладная математика. Информатика.- 2009.- №145.-С.123-126.

8. Вагин В.Н. и др. Достоверный и правдоподобный вывод в интеллектуальных системах [Текст]/ Под ред. В.Н.Вагина, Д.А.Поспелова.- М.: Физматгиз, 2004.- 704 с.

9. Вагущенко, Л.Л. Интегрированные системы ходового мостика Текст.-Одесса: Латстар, 2003.- 169 с.

10. Вагущенко, Л.Л. и др.. Системы автоматического управления движением судна [Текст].- Одесса: Латстар, 2002.- 310 с.

11. Вагущенко, Л. Л. и др.. Судовые навигационно-информационные системы [Текст].- Одесса: Феникс, 2004.- 302 с.

12. Васьков, A.A. Управление движением судна по траектории методами обратных задач динамики Текст.// Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион, техн. Науки.-2003.-С. 30-34.

13. Васьков, A.C. Методы управления движением судна и конфигурацией зоны навигационной безопасности Текст. — Новороссийск: НГМА, 1997. -248 с.

14. Васьков, A.C. Интеллектуальный интерфейс системы поддержки принятия решений судоводителем Текст./ А.С.Васьков, А.А.Мироненко// Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион, техн. науки: Проблемы водного транспорта. 2006. -Ч. I. — С. 41 — 42.

15. Васьков, A.C. Концепции зон навигационной безопасности (ЗНБ) в судовождении Текст./ А.С.Васьков, Ю.А.Песков// Сб. науч. тр. НГМА.-Новороссийск, 1997.- Вып.2.- С. 41 56.

16. Васьков, В.А. Логико-математическая модель процесса судовождения Текст./ Курсант-наука 2006: Сб. реф. академической научн. конф. курсантов. -Новороссийск: МГА им.адм. Ф.Ф Ушакова, 2007. с.6.

17. Васьков, В.А. Логико-математическая модель навигационной обстановки Текст./ Студент-наука 2007: Материалы VII-ой Новороссийской городской научно-практической конференции.- Новороссийск: «СТМ ТОРГ», 2007.-е. 83-86.

18. Васьков, В.А. Некоторые принципы системы поддержки принятия решения в судовождении Текст./ В.А.Васьков, А.А.Мироненко// Изв. ВУЗов. Сев. — Кавк. Регион. Техн. Науки: Проблемы водного транспорта. — 2006. — 4.1. С.37-40.

19. Васьков, В.А. Технологии множественного анализа формирования навигационной обстановки и маршрута судна Текст./ В.А.Васьков, А.А.Мироненко// Изв. ВУЗов. Сев.— Кавк. Регион. Техн. науки: Проблемы водного транспорта.- 2008- С.35-38.

20. Васьков, В.А. Построение программной траектории маневрирования судна при швартовке Текст./ В.А.Васьков, А.А.Мироненко// Эксплуатация морского транспорта. 2009. - № 4 (58). - С. 25 - 29.

21. Васьков, В.А. Поэтапная аппроксимация уравнений задания траектории движения судна Текст./ В.А.Васьков, А.А.Мироненко// Эксплуатация морского транспорта.- 2010. № 3 (61). - С. 21 - 26.

22. Васьков, В.А. Системные понятия безопасности мореплавания Текст./ А.А.Васьков, А.С.Васьков, В.А.Васьков.- Новороссийск: НГМА, 2006.- Вып. 11.-С.76-81.

23. Васьков, В.А. Формализация знаний о маневрировании судна в портовых водах на основе нечетких функций Текст./ В.А.Васьков, А.А.Мироненко// Эксплуатация морского транспорта 2010. - № 2 (60). - С. 39 — 43.

24. Васьков, В.А. Формализация знаний о допустимых маневрах подхода судов к причалу Текст./ В.А.Васьков, А.А.Мироненко// Эксплуатация морского транспорта.- 2011. № 2 (64). - С. 3 6 - 40.

25. Ваулин, Ю.В. Система моделирования и постобработки данных бортовых навигационных систем автономного подводного робота Текст./ Ю.В.Ваулин, Ю.Р.Дубровой// Подводные исследования и робототехника.- 2010.- №1(9).- С.22-28.

26. Верещагин, Н.К. и др. Лекции по математической логике и теории алгоритмов. 4.1.Начала теории множеств [Текст].- М.: МЦНМО, 1999.- 128 с.

27. Верещагин, Н.К. и др. Лекции по математической логике и теории алгоритмов. Языки исчисления [Текст].- М.: МЦНМО, 2000.- 291 с.

28. Викулин, П.В. Алгоритм безопасного движения судна по контрольным точкам маршрута Текст./ Журнал университета водных коммуникаций.- 2010.-Вып.1.- С.109-113.

29. Гаврилова, Т.А. Базы знаний интеллектуальных систем Текст./ Т.А.Гаврилова, В.Ф.Хорошевский.- СПб.: Питер, 2000.- 384 с.

30. Гагарский, Д.А. Обзор электронных картографических навигационных систем Текст./ Морской транспорт: Сер. «Судовождение, связь и безопасность мореплавания», 2001. № 6(387). — С. 1-5.

31. Гайдес, М.А. Общая теория систем. (Системы и системный анализ) Текст. -М.: ГЛОБУС-ПРЕСС, 2005.- 201 с.

32. Гаскаров, Д.В. Интеллектуальные информационные системы Текст. — М.: Высш. шк., 2003. 431с.

33. Гладкий, A.B. Введение в современную логику.- М.: МЦНМО, 2000.-291 с.

34. Горбатов, В.А. Фундаментальные основы дискретной математики.

35. Информационная математика Текст.- М.: Наука, 2000.- 544 с.

36. Гуц, А.К. Математическая логика и теория алгоритмов Текст.- Омск: Из-во Наследие. Диалог-Сибирь, 2003.- 108 с.

37. Девятков, В.В. Системы искусственного интеллекта Текст. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001.-352 с.

38. Дмитриев, В.И. и др. Навигация и лоция [Текст]/ Под ред.

39. B.И.Дмитриева.- М.: ИКЦ «Академкнига», 2004. — 471 с.

40. Драчёв, В.Н. Учет циркуляции при плавании в стесненных районах Текст.- Владивосток: 2008. — 104 с.

41. Дружевский С.А. Некоторые аспекты картографического обеспечения систем управления безопасностью мореплавания Текст./ С.А.Дружевский,

42. C.В.Егоров// Навигация и гидрография.- 2010.- №29.- С.54-64.

43. Задачи навигации и управления при стабилизации судна на траектории Текст./ С.П.Дмитриев, А.Е.Пелевин.- СПб.: ГНЦ РФ ЦНИИ «Электроприбор», 2004.- 160 с.

44. Заенцев, И.В. Нейронные сети: основные модели Текст. Воронеж: ВГУ, 1999.- 76 с.

45. Иванов, В.И. Анализ методов определения оптимальных маршрутов обследования множества пунктов Текст./ В.И.Иванов, Л.Ю.Сорокина// Геодезия и картография.- 1996.- №5.- С.28-31.

46. Калужский, А.Д. О готовности судна к выполнению задачи. Система информационной поддержки принятия решения Текст./ Морской сборник.- 2010.-№6.- С.24-35.

47. Киселев, Л.В. и др. О некоторых задачах динамики и управления пространственным движением АНПА [Текст]/ Подводные исследования и робототехника.- 2006.- №2.- С. 13-26.

48. Клименко, В.Д. Разработка методов количественного учета влияния человеческого фактора на безопасность судна Текст./ Автореф. дис. канд. техн. наук: 05.22.19.- СПб.- 2003.- 24 с.

49. Клименко, В.Д. Учет человеческого фактора в судоходных компаниях

50. Текст./ В.Д.Клименко, А.Е.Сазонов// Морские информационные технологии-СПб.: Изд-во «Элмор», 2002. -Вып.2.- С. 9-20.

51. Каазик, Ю.А. Математический словарь Текст. — Таллин: Валгус, 1985.296 с.

52. Концепция задания программных траекторий и режимов маневрирования судна в стесненных условиях плавания (швартовных операциях) Текст.: отчет о НИР (промежут.)/ МГА им. адм. Ф.Ф.Ушакова; рук. А.С.Васьков; исполн.:

53. B.А.Васьков и др..- Новороссийск, 2011.- 48 е.- № ГР 01201000122.- Инв. № 0201155514.

54. Кораблев, В.Г. Построение вспомогательной информационной системы швартовки крупнотоннажных судов Текст./ В.Г.Кораблев, Ю.И.Юдин,

55. C.В.Пашенцев// Эксплуатация морского транспорта — 2010. № 1 (59). - С. 19 — 22.

56. Корнараки, В.А. Справочник лоцмана.- М.: Транспорт, 1983.- 151 с.

57. Круглов, В.В. и др. Нечеткая логика и искусственные нейронные сети [Текст]. Физматлит, 2001. 224 с.

58. Лентарёв, A.A. Основы теории судопотоков Текст.- Владивосток: Интермор, 1995,- 76 с.

59. Лентарёв, А. А. Морские районы систем обеспечения безопасности мореплавания Текст.-Владивосток: Мор. гос. ун-т, 2004- 114 с.

60. Леоненков, A.B. Нечетое моделирование в среде MATLAB и fuzzyTECH Текст.- СПб.: БХВ-Петербург, 2003.- 736 с.

61. Мальцев, A.C. Управление движением судна Текст.— Одесса: Весть, 1995.-230 с.

62. Мамаев, К.П. Планирование и осуществление программной траектории движения судна при плавании в стесненных водах Текст./ Автореф. дис. канд. техн. наук: 05.22.16.- СПб.- 1992.- 22 с.

63. Мельников, Ю.П. и др. Радиотехническая разведка. Методы оценки эффективности местоопределения источников излучения [Текст].— М.: «Радиотехника», 2008.- 432 с.

64. Меньшиков, В.И. Минимизация навигационных рисков в эргатическойсистеме "интегрированная система мостика судоводитель" Текст./ В.И. Меньшиков, В.А.Чкония// Вестник МГТУ, 2002.- Т.5.- №2- С. 183-186.

65. Методы классической и современной теории автоматического управления. Т.З. Методы современной теории автоматического управления Текст./ Под ред. Н.Д.Егупова.- М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2000.- 748 с.

66. Минский М. Фреймы для представления знаний Текст.- М.: Энергия, 1979.- 152 с.

67. Мироненко, A.A. Формирование маршрута судна в автоматизированных навигационных комплексах Текст./ Автореф. дис. к-та. техн. наук: 05.22.19.- СПб.-2002.- 24 с.

68. Найман, B.C. и др. Электронные карты в морской навигации.- JL: ЦНИИ «Румб», 1998.- 134 с.

69. Некрасов С.Н. Теоретические основы автоматизации кораблевождения.-СПб.: СПбВМИ, 2002.

70. Общие правила плавания и стоянки судов в морских портах Российской Федерации и на подходах к ним Текст.: Приказ Минтранса России №140 от 20 августа 2009; рег.№ 14863 Минюста России от 24 сентября 2009.-М.-38 с.

71. Обязательные постановления администрации морского порта Туапсе Электронный ресурс. http://www.tuapseport.ru/template.asp?itemUid=26&subUid=26.

72. Орловский, С.А. Проблемы принятия решений при нечеткой информации Текст./ С. А. Орловский. М.: Наука, 1981.- 206 с.

73. Осипов, Г.С. Теоретические основы построения интеллектуальных систем управления загрузкой судна Текст./ Атореф. дис. д-ра техн. наук: 05.22.16.- СПб., 1997.- 48 с.

74. Павельев, А.Д. Определение положения полюса поворота и его учет при маневрировании судна Текст./ Автореф. дис. канд. техн. наук: 05.22.19.-Н.Новгород.- 2009.- 25 с.

75. Паринов, П.П. Новые способы обеспечения безопасного движения судов в Большом порту Санкт-Петербург и на подходах к порту Текст./ Автореф. дис. канд. техн. наук: 05.22.19.- СПб.- 2010.- 24 с.

76. Пашенцев, C.B. Идентификация некоторых маневренных характеристик судна по результатам натурных испытаний Текст./ Вестник МГТУ.- 2006.- Т.9.-№2.- С.246-252.

77. Пашенцев, C.B. Построение зоны навигационной безопасности объекта и его кинематических характеристик на основе обсервации двух разнесенных точек объекта Текст./ Вестник МГТУ.- 2000.- Т.З.- №1.- С.13-16.

78. Пегат А. Нечеткое моделирование и управление Текст.- М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2009. — 798 с.

79. Песков, Ю.А. Использование РЛС в судовождении Текст.- М.: Транспорт, 1986. 144 с.

80. Песков, Ю.А. Руководство по «Организации мостика» для судов Текст.: Т.1.- Новороссийск: НГМА, 2002.- 262 с.

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

82. Пивкин, В.Я. Нечеткие множества в системах управления Электронный ресурс./ В.Я.Пивкин, Е.ПБакулин, Д.И.Кореньков// Под ред. Ю.Н.Золотухина.-http://www.idisys.iae.nsk.su/fuzzybook/conterit.html.- 42 с.

83. Пламмер, К. Дж. Маневрирование судов в узкостях Текст.- Л.: Судостроение, 1986.- 80 с.

84. Поспелов, Г.С. Искусственный интеллект основа новой информационной технологии Текст. - М.: Наука, 1988.- 280 с.

85. Поспелов, Д.А. Ситуационное управление: теория и практика Текст. М.: Наука, 1986. - 288 с.

86. Попов, Э.В. Экспертные системы Текст.- М.: Наука, 1987. 288 с.

87. Прикладные нечеткие системы Текст./ К.Асаи, Д.Ватада, С.Иван и др.; под ред. Т.Тэрано, К.Асаи, М.Сугэно. М.: Мир, 1993. - 368 с.

88. Родионов, А.И. Автоматизация судовождения Текст./ А.И.Радионов, А.Е.Сазонов. М.: Транспорт, 1992. - 192 с.

89. Родионов, А.И. Алгоритмирование операцией управления судном Текст./ Судовождение на морском флоте. М, ЦРИА, Морфлот, - 1982.- С. 36-39.

90. Ротштейн, А.П. Интеллектуальные технологии идентификации: нечеткая логика, генетические алгоритмы, нейронные сети Текст.- Винница: УНИВЕРСУМ-Винница, 1999.- 320 с.

91. Рыжов, А.П. Элементы теории нечетких множеств и ее приложений Текст. М.: Диалог-МГУ, 1998. - 81 с.

92. Сатаев, В.В. Разработка адаптивных алгоритмов работы интеллектуального авторулевого, использующих динамические особенности неустойчивых на курсе судов Текст./ Автореф. дис. канд. техн. наук: 05.13.06.- Н. Новгород, 2001.- 24 с.

93. Седова, Н.А. Интеллектуальная система автоматического управления судном по курсу Текст./ Автореф. дис. канд. техн. наук: 05.22.19.- Владивосток.-2009.- 23 с.

94. Смирнов Е.Л. и др. Технические средства судовождения. Теория [Текст].- СПб.: Элмор, 2000.- 639 с.

95. Смоленцев, C.B. Теоретические основы построения судовых интеллектуальных систем управления Текст./ Автореф. дис. д-ра техн. наук: 05.22.16.-СПб.- 1995.-48 с.

96. Смоленцев, C.B. Применение динамической семантической сети для идентификации в интеллектуальных измерительных системах Текст./ Международная конференция по мягким вычислениям и измерениям. — СПб. -2000.- Т.2.- С.82-83.

97. Смоленцев, C.B. Человеческий фактор и пути обеспечения безопасности мореплавания с использованием динамических семантических сетей Текст./ Морские информационные технологии.— СПб.: Элмор, 2002. — Вып.2.- С. 4-8.

98. Смоленцев, C.B. Классифицирующая DNS-сеть Текст./ Эксплуатация морского транспорта.- 2009. — № 1 (55). С. 32 — 37.

99. Снопков, В.И. Управление судном Текст.— СПб: Профессионал, 2004.536 с.

100. Современная прикладная теория управления: Новые классы регуляторов технических систем Текст./ Под ред. A.A. Колесникова. Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2000. 4.1 III. - 656 с.

101. Сотников, И.И. Об одной постановке задачи о построении рационального маршрута движения судна и необходимых для его реализации управляющих воздействий Текст./ И.И.Сотников, Ю.И. Юдин, А.-В. И. Середа// Наука и техника транспорта.-2009.-№ 2.- С. 17-23.

102. Справочник гидрографа по терминологии Текст.- JL: ГУНиО, 1984.-286 с.

103. Таратынов, В.П. Судовождение в стесненных водах Текст.- М.: Транспорт, 1980. 172 с.

104. Удалов, В.И. и др. Управление крупнотоннажными судами [Текст]. — М.: Транспорт, 1986. 229 с.

105. Уоссерман Ф. Нейрокомпьютерная техника Текст.-М.:Мир, 1992.-118 с.

106. Федунов, Б.Е. Семантический облик баз знаний бортовых оперативно-советующих экспертных систем Текст./ Ивз. РАН ТиСУ, 2002.- № 1.- С. 112 119.

107. Фомин, Д.Н. Аппроксимация траекторий движения судов обобщенным локальным сплайном Текст./ Эксплуатация морского транспорта — 2010. — № 1 (59). -С.31-35.

108. Формализация знаний систем искусственного интеллекта в судовождении Текст.: отчет о НИР (промежут.)/ МГА им. адм. Ф.Ф.Ушакова; рук. А.С.Васьков; исполн.: В.А.Васьков [и др.].- Новороссийск, 2009 42 е.- № ГР 01201000122.- Инв. № 02.2.01000089.

109. Чкония В.А. Оптимальное использование пространств знаний в интеллектуальных системах судовождения Текст./ Автореф. дис. канд. техн. наук: 05.22.19. Мурманск, 2004.- 24 с.

110. Штовба С.Д. Проектирование нечетких систем средствами MATLAB Текст.- М.: Горячая линия — Телеком, 2007.- 288 с.

111. Щеголева, Н.Л. Стратегия построения систем распознаванияизображений объектов Текст./ Н.Л.Щеголева, О.И.Стукалов// Эксплуатация морского транспорта 2010. — № 1 (59). - С. 21 - 26.

112. Эксплуатационные требования к электронным картографическим навигационным информационным системам (ECDIS) Текст./ Резолюция IMO А.817(19).- СПб.: АОЗТ ЦНИИМФ, 1996. Сб. № 4.- С. 240 - 279.

113. Юдин, Ю.И. Математические .модели плоскопараллельного движения. Классификация и критический анализ Текст./ Ю.И.Юдин, И.И.Сотников// Весник МГТУ. 2006.- Том 9.- №2. - С.200-208.

114. Юдин, Ю.И. Моделирование выхода танкера в условную точку Текст./ Ю.И.Юдин, А.Ю.Юдин, Г.Ю.Мартюк// Весник МГТУ.- 2006.- Том 9.- №2 С.229-233.

115. Юдин, Ю.И. Обработка результатов натурных испытаний с учетом траекторных наблюдений судов Текст./ Ю.И.Юдин, Р.Г.Степахно// Весник МГТУ. -2002.- Том 5.- №2. С.213-218.

116. Яхъяева Г.Э. Нечеткие множества и нейронные сети Текст.- М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, БИНОМ. Лаборатория знаний, 2008.- 320 с.

117. Armstrong, М.С. Practical Ship-Handling. Glasgow Brown, Son & Ferguson, Ltd. 4-10 Darnley Street, G41 2SD, 1994.

118. Noureldin, A. ec. Performance Enhancement of Underwater Target Tracking by Fusing Data of Array of GPS Sonobuoys [Text]/ J. of Arab Inst, of Navigation.- Issue 23 December 2008. - P. 1-10.

119. Sorensen, A.J. ec. Design of a dynamic positioning system using modelbased control [Text]/ Control Eng. Practice.- 1996.-V.4.-No.3.-P.359-368.

120. Specification for chart content and display aspects of ECDIS S52. Monaco: IHB, 1996.

121. Zhao Jingsong, Wu Zhaolin, Wang Fengchen. Comments on ship domains Text./ J.of Navigation, 1993.- V.46.- 3.- p.422 436.