автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.18, диссертация на тему:Моделирование автоматического маневрирования пожарного судна

МЧСРОССИИ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ИНСТИТУТ ГОСУДАРСТВЕННОЙ ПРОТИВОПОЖАРНОЙ СЛУЖБЫ

МОДЕЛИРОВАНИЕ АВТОМАТИЧЕСКОГО МАНЕВРИРОВАНИЯ ПОЖАРНОГО СУДНА

05.13.18 - математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Направахрукописи

Санкт-Петербург - 2005

Работа выполнена на кафедре пожарной тактики в Санкт-Петербургском институте Государственной противопожарной службы МЧС России

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор, заслуженный деятель науки Республики Дагестан Жуков Юрий Иванович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор, заслуженный работник высшей школы Российской Федерации Кадулин Владимир Елизарович; кандидат технических наук, доцент Исаков Сергей Львович

Ведущая организация:

Военно-морской институт радиоэлектроники им. А. С. Попова (Санкт-Петербург)

Защита состоится «О^ » ^Лл^ООЪА_2005 г. в часов на

заседании диссертационного совета К 205.003.03 по защите диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук в Санкт-Петербургском институте ГПС МЧС России по адресу: 196105, Санкт-Петербург, Московский проспект, дом 149.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского института ГПС МЧС России (196105, Санкт-Петербург, Московский проспект, дом 149).

Автореферат разослан 2005 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета К 205.003.03

кандидат технических наук, доцент

I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Пожары на транспортных средствах и особенно на водных видах транспорта характеризуются быстротой развития и требуют использования всех возможных сил и средств, для их локализации и ликвидации. Как правило, на речных и морских судах собственных сил и средств борьбы с возникшим пожаром недостаточно для его эффективного тушения. Одним из направлений повышения эффективности борьбы с пожарами на водных видах транспорта является использование специальных пожарных судов.

По сравнению с наземной пожарной техникой пожарные суда при выполнении своих функций обычно испытывают воздействия внешней среды: течения, ветер, волнение водной поверхности, которые существенно снижают эффективность использования имеющихся на них систем пожаротушения и средств спасения людей.

Для уменьшения негативного влияния перечисленных факторов необходимы согласованные действия сил и средств, управляющих движением пожарного судна, то есть экипажа и системам судовой автоматики.

Диссертационное исследование посвящено решению задач автоматизации управления движением пожарного судна в экстремальных ситуациях (течения, ветер, волнение водной поверхности, огневое и тепловое воздействие пожара, и т.п.) при выполнении им задач по тушению пожаров на различных видах водного транспорта и береговых объектах.

Цель диссертационной работы - повышение эффективности использования специальной пожарно-технического вооружения в условиях тушения пожаров на средствах водного транспорта и береговых объектах путем разработки математических моделей и исследование с их помощью режимов автоматического управления движением пожарных судов.

Объект исследования - математические модели управляемого движения пожарного судна, в том числе виртуальные динамические модели, позволяющие организовать оптимальные траектории маневрирова-

ния пожарного судна для эффективного использование его пожарно-технического вооружения (ПТВ).

Предмет исследования - управляющие функции, обеспечивающие автоматическое управление маневрированием пожарного судна в экстремальных ситуациях и эффективное использование судовых пожарно-технических систем.

Научная задача, решаемая в диссертационной работе заключается в разработке математических моделей, в том числе и виртуальных динамических методик их использования, направленных на повышение эффективности применения судовых пожарно-технических систем в экстремальных условиях тушения пожара на водных видах транспорта и береговых объектах.

Научная новизна диссертационного исследования состоит в том, что применительно к современным требованиям эффективной борьбы с пожарами на водных видах транспорта и береговых объектах, использовались во взаимодействии виртуальные динамические и традиционные математические модели управляемого движения пожарного судна, обеспечившие решение задачи его автоматического маневрирования и эффективного использования специального ПТВ.

Методы исследования. При разработке основных положений диссертационной работы использовались методы математического моделирования, математического анализа, численные методы решения гетерогенных уравнений, методы виртуального динамического моделирования.

На защиту выносятся следующие основные результаты диссертационных исследований:

1. Математические модели управляемого движения пожарного судна для различных режимов его маневрирования.

2. Алгоритмические и программные реализации математических моделей для исследования режимов автоматического маневрирования

пожарного судна при тушении пожара на водном транспорте и береговых объектах.

3. Методика построения виртуальной динамической модели пожарного судна для использования в специальном компьютерном тренажере.

Научно-практическая ценность полученных результатов диссертационного исследования заключается в использовании разработанных математических моделей и их программных реализаций для:

оценки возможностей перехода существующих пожарных судов на использование автоматических систем управления их маневрированием в условиях тушения пожара на водных видах транспорта и береговых объектах;

определения оптимальных по критерию быстродействия маневров пожарного судна, обеспечивающих максимально эффективное использование его пожарно-технического вооружения;

использования при проектировании и производстве новых образцов пожарно-технических судов;

создания компьютерных тренажеров, максимально приближенных к имитации тушения пожара на водных видах транспорта, благодаря использованию виртуальных динамических моделей.

Математические модели управляемого движения пожарного судна позволяют комплексно оценивать проектные решения на ранних стадиях разработки автоматических систем управления, обеспечивающих качественное маневрирование судна в процессе тушения пожара.

Использование программных реализаций математической модели позволяет на современном уровне организовать подготовку экипажа пожарного судна для выполнения им задач в экстремальных ситуациях, как в части управления маневрированием, так и в части эффективного использования специального пожарно-технического вооружения и систем спасения людей.

Результаты диссертационного исследования внедрены в учебном процессе Санкт-Петербургского института ГПС МЧС России, отдельные положения данной работы вошли в состав нормативно-методических документов Главного управления МЧС России по Ленинградской области и Главного управления МЧС России по Санкт-Петербургу.

Результаты диссертационного исследования реализованы автором в отчете по НИР: «Характеристика пожаров на кораблях и судах, находящихся в эксплуатации. Логическая поддержка кораблей и судов с позиции обеспечения их высокой пожарной безопасности. Часть 1. Математические модели управляемого движения пожарного катера при тушении пожаров на судах и кораблях находящихся в портах, гаванях» (С. Петербург Институт ГПС МЧС России 2005 год).

Апробация исследования. Научные результаты, полученные в исследовании, докладывались и обсуждались с 2003 по 2005 год на заседаниях кафедры пожарной тактики, а также на следующих научно-практических конференциях:

1) Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы прогнозирования чрезвычайных ситуаций», Москва, Всероссийский центр мониторинга и прогнозирования чрезвычайных ситуаций «Антистихия», 23 октября 2002 г.;

2) межвузовском научно-практическом семинаре «Новые информационные технологии в управлении подразделениями Государственной противопожарной службы МЧС России», Санкт-Петербург, Санкт-Петербургский институт Государственной противопожарной службы МЧС России, 29 апреля 2003 г.;

3) региональной научно-практической конференции «Защита транспортных систем от актов незаконного вмешательства и проведения спасательных работ в чрезвычайных ситуациях», Санкт-Петербург, Академия гражданской авиации, 14 мая 2003 г.;

4) международной научно-практической конференции «Проблемы обеспечения безопасности при чрезвычайных ситуациях», Санкт-Петербург, Санкт-Петербургский институт Государственной противопожарной службы МЧС России, 14-15 октября 2003 г.;

5) Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы прогнозирования чрезвычайных ситуаций», Москва, Всероссийский центр мониторинга и прогнозирования чрезвычайных ситуаций «Антистихия», 22-23 октября 2003 г.;

6) международной научно-практической конференции «Международный опыт подготовки специалистов пожарно-спасательного профиля», Санкт-Петербург, 20-21 января 2004 г.;

7) научно-практической конференции «Новые технологии в деятельности органов и подразделений МЧС России», Санкт-Петербург, 26 мая

2004 г.;

8) международной научно-практической конференции «Проблемы обеспечения безопасности при чрезвычайных ситуациях», Санкт-Петербург, 27-28 октября 2004 г.;

9) международном научно-практическом семинаре «Применение современных методов и форм методической работы в подготовке специалистов пожарно-спасательного профиля», Санкт-Петербург, 9 февраля

2005 г.;

10) 16-й Всероссийской научно-технической конференции "Экстремальная робототехника", Санкт-Петербург, 11-13 апреля 2005 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 14 печатных работ.

Обоснованность и достоверность результатов исследования обеспечены применением современной научной методологии, использованием апробированных математических методов, а также практической проверкой и реализацией основных положений и выводов.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из списка сокращений и условных обозначений, введения, четырех глав, заключения и списка использованной литературы (источников), а также 2-х приложений. Работа содержит 178 печатную страницу, включая: 4 таблицы, 96 рисунков в том числе: 20 графиков, 4 блок-схемы алгоритмов 25 структурных схем моделирования.

II. ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается выбор темы диссертации, ее актуальность, цели, задачи, объект и предмет исследования, основные методы исследования, научная новизна и положения, выносимые на защиту, а также апробация и реализация результатов диссертационного исследования.

В первой главе проведены исследование и анализ причин возникновения пожаров на суднах.

Эффективность борьбы с пожаром в большой степени зависит от времени обнаружения, местонахождения очага пожара и от особенностей конструкции судна. Выбор огнетушащего вещества зависит от свойства горящих материалов, а выбор способа тушения - от места нахождения пожара.

Борьбу с пожарами в значительной мере затрудняет: наличие людей на судне, большая горючая нагрузка в каютах и в трюмах, сложность планировки судна, опасные грузы. Если позволяют условия, то в качестве эффективного специализированного средства для борьбы с пожарами на воде и береговых объектах используют пожарные суда.

К таким судам предъявляются специальные требования, к которым можно отнести:

достаточную скорость для быстрого подхода к горящему объекту водного транспорта или береговому объекту;

наличие эффективных средств борьбы с пожарами на морских и речных объектах;

высокую маневренность для обеспечения эффективного управления пожарно-техническим вооружением;

необходимую автономность для обеспечения тушения длительных пожаров.

Выполнение перечисленных требований требует создания и исследования математических моделей его управляемого движения для минимизации расхода энергии и обеспечения эффективного маневрирования с целью возможно быстрой ликвидации пожара.

Результаты подобных исследований необходимы для создания перспективных и модернизации существующих пожарных судов и придания им новых свойств, обеспечивающих эффективную борьбу с пожарами на водных и береговых объектах.

Тенденция сокращения команды на современных кораблях и судах распространяется и на специальные пожарные суда и требует повышения уровня автоматизации их основных систем.

Эффективность работы таких судов зависит от согласованности его маневров в районе горящего объекта с работой средств пожаротушения. Для обеспечения такой согласованности необходимо обеспечить высокий уровень автоматизации процессов управления маневрированием пожарного судна, что также является одной из основных задач диссертационного исследования.

Основными задачами системы управления движением пожарного судна являются:

своевременный, возможно быстрый подход к горящему морскому, речному или береговому объекту;

точная локализация основного очага пожара на горящем объекте; быстрое маневрирование для обеспечения эффективного использования противопожарных средств;

соответствующее маневрирование для обеспечения собственной безопасности в процессе тушения пожара на горящем объекте.

Обеспечение выполнения перечисленных и сопутствующих им задач является сложной научно-технической проблемой, решение которой предлагается выполнить с использованием средств виртуального динамического моделирования.

При использовании такого подхода в большинстве случаев, возможно, обойтись при создании сложных технических систем без натурных испытаний, что значительно сокращает сроки и снижает стоимость разработки подобных систем.

Обеспечение своевременного сосредоточения необходимых сил и средств, правильное определение решающего направления боевых действий на пожаре и успех тушения пожара в значительной мере достигается за счет проведения комплекса эффективных научно-обоснованных мероприятий, направленных на успешное решение задач по организации противопожарных действий на основе информации, оперативно и достоверно характеризующей условия возникновения и развития пожара на водном объекте.

Оптимальность работы пожарного судна при тушении пожара на морском или береговом объекте может быть достигнута использованием такой тактики борьбы с пожаром, при которой организация и порядок действий всех категорий участников тушения, способы и приемы ликвидации горения с учетом имеющихся средств и конкретной обстановки, управление маневрированием пожарного судна и его средствами пожаротушения позволяют успешно выполнить задачу по тушению пожара в кратчайшие сроки и с минимальным ущербом.

Анализ ущерба от пожаров на морских судах (зарегистрировано 58 случаев за последние 11 лет) свидетельствует о необходимости существенного повышения эффективности использования систем и средств пожаротушения для предотвращения пожаров

и

Таким образом, в 1-й главе диссертации:

1. Рассмотрена статистика пожаров объектов, расположенных на воде, приведены количественные характеристики основных причин возникновения пожаров на судах, сделан вывод о недостаточности собственных сил и средств борьбы с пожаром на горящем судне в ситуациях неполной численности его экипажа, которые имеют место при разгрузке / погрузке на судне, в случае ремонта судна и т.п.

2. Приведены особенности развития пожара на судах различных типов: сухогрузных, наливных, пассажирских и даны количественные оценки скорости распространения пожара на таких судах.

3. Проведен анализ применяемых способов борьбы с пожарами на судах и показана необходимость использования специальных сил и средств борьбы с такими пожарами.

4. Приведены характеристики пожарного оборудования кораблей и судов специального назначения, ориентированных на тушение пожаров объектов расположенных на воде. Сделан вывод, что для эффективного использования противопожарного оборудования необходимо согласованное, совместное использование маневренных свойств его носителя, то есть пожарного судна, с судовыми средствами пожаротушения.

Для изучения способов эффективного совместного использования пожарного оборудования и маневренных характеристик его носителя предложено использовать математическое моделирование.

Во второй главе рассмотрены теоретические основы построения математических моделей свободного, управляемого движения пожарного судна и его маневрирования в условиях случайных воздействий внешней среды.

В качестве математической модели свободного движения пожарного судна рассматривается следующее выражение:

АО = 1ЖО + в12ю,(0)Ж + Л

О)

(0 = IК ЖО + «22® Д0)Л +

о

Пожарное судно описывается матрицей Л =

ты которой получены исходя из геометрических, массовых (весовых) и гидродинамических характеристик судна, и где Р - угол дрейфа

(скольжения), ® у - угловая скорость.

Уравнения управляемого движения пожарного судна принимается в виде выражения (2), где описание динамики пожарного судна дополнено уравнением связи и одной из разновидностей управляющих функций:

Исследовались управляющие функции для пожарных судов с различными характеристиками. Первая группа линейных функций управления представлена в таблице 1.

Выделение измеряемых, задаваемых параметров и параметров, определяющих качество управляемого движения пожарного судна позволило построить структуру системы автоматического управления его маневрированием и подготовить математические модели объекта управления для их реализации средствами вычислительной техники.

(2)

Зв (0 = К¥ 0(0 - У^) + КШу (о, (0)

Таблица 1

Линейные функций управления пожарными судами

Маневр объекта управления (ОУ) Измеряемый параметр Заданный параметр Управляющая функция Параметр, определяющий качество управления

1. Циркуляция Узооаннол Юу

2 Выход ОУ на заданный курс У(!) Ч*заданное К у

3. Стабилизация курса ОУ ¥ (О, <°У У^заданно! + Kat-ay( t)

В качестве примера на рис. 1 представлена структура реализации математической модели отображения траектории движения пожарного судна.

СЮ-

ВЕТТ/ЧВ

о>

Р5|®

V

ЕН>

Produce Оагпв

ProdudS IntegratoG

[ 1

ksi

J -КЮ

VELOCITY

Integrator

Рис 1. Структура реализации математической модели отображения траектории движения пожарного судна

Описание нелинейной математической модели процесса управляемого движения пожарного судна представлено в виде системы уравнений

(3).

dfi(t)

dt

de>y(t)

dt

dy(t) .

axlP(t)+aaar(t) + aa8Ht) = a2lfi(t)+ a22o(t)+ aaSS(t)

dt y U„, •«,(')

K" -w{t),ecm 0,если _Ч> я < V (t) < V в - К" t если _ у (f) - V н

Si =*.,-(£/.,(0-У.,.. )

в™' SIGN {KV(UV (/) - U ^ )+К U (/))

^г =

(3)

Л

i£ dt

= V-(cos P(t) cos jp(f) + sin ^(/)sin y(O) = V ■(- cos /5 (f ) sin у (I) + sin /3 (t) cos if (/))

*.'(<) = *яV -¿/(О

Система уравнений (3) дополняется следующими начальными условиями:

*=о; жо) = л; ®у(0) = ®,<>; К0)=1к,;£(0)=& <г(о)=с0.

Кроме объекта управления, здесь представлены математические модели измерителей кинематических параметров и исполнительного устройства, как основные компоненты, описывающие систему автоматическую управления движением пожарного судна, а также вспомогательные уравнения, позволяющие регистрировать положение судна в процессе его маневрирования.

Таким образом, в главе изложены вопросы построения математических моделей управляемого движения пожарного судна. Разработанные математические модели реализованы в виде программных модулей, которые отлажены на тестовых исходных данных. Программные средства могут быть использованы для исследования эффективности применения пожарного судна с целью тушения пожаров на судах и других объектах, расположенных на воде.

В качестве основных результатов, приведенных в данной главе, можно выделить следующие:

выполнен анализ существующих математических моделей для описания свободного и управляемого движения пожарного судна;

обоснована методика построения математической модели маневрирования пожарного судна при тушении пожара на горящем судне или другом объекте, расположенном на воде;

построена математическая модель управляемого движения пожарного судна и ее программная реализация, которые могут быть использованы для исследования эффективности тушения пожаров на судах и береговых объектах.

Обоснована возможность создания вероятностной математической модели управляемого движения пожарного судна, позволяющей исследовать эффективность тушения пожаров на воде с использованием его пожарно-технического вооружения в условиях случайных возмущающих воздействий на судно в виде течений, ветровых и волновых возмущений.

Третья глава посвящена разработке методик исследования различных режимов маневрирования пожарного судна, обеспечивающих рациональное использование его противопожарного оборудования.

Рис. 2. Структура математической модели и результаты исследования режима свободного движения пожарного судна

В качестве исходной исследовалась модель свободного движения пожарного судна (результаты которого представлены на рис. 2).

В качестве следующего этапа исследований рассматривалась математическая модель идеального управляемого движения пожарного судна, описываемая уравнениями:

В(0 = /(аиВ(0 + а^) + а135в(1))Л + В0

и^) = 1(а21В(0 + 322«^) + а235вО))(Й + (4)

Пример результатов исследования такой модели представлен на рис. 3.

0 <М) = Щада»ш Г

Рис 3 Динамика изменения параметров пожарного судна

Отдельный этап исследований был посвящен маневрированию пожарного судна по замкнутой траектории движения, что имеет место при подходе к горящему объекту и выбору позиции для применения противопожарных средств.

На рис. 4 приведена рассчитанная траектория обхода пожарным катером виртуального горящего объекта, а система уравнений (5) описывает математическую модель, которая использовалась для воспроизведения такой траектории.

Блок-схема алгоритма, описанного системой уравнений (5), приведена на рис. 5.

Рис. 5. Блок-схема алгоритма управляемого движения пожарного судна по замкнутой траектории

Результаты исследования этого режима маневрирования пожарного судна представлены на рис. 6 и позволяют сделать вывод о том, что использование такой модели не позволяет обеспечить возврат пожарного судна в точку начала его маневрирования, так как здесь не учитываются особенности построения его системы управления.

Рис. 6. Траектория движения пожарного судна, полученная в результате использования упрощенной модели

С:<*Ш* <*и» > Ч1«—| ' £|[о»и:'»«-г»_____

Рис. 7. Структура уточненной модели маневрирования пожарного судна

Использование уточненной модели, приведенной на рис. 7, позволило получить результат, совпадающий с представленным на рис. 4.

В четвертой главе представлена методика разработки виртуальной динамической модели для процесса ликвидации пожара на судне с использованием пожарного судна и результаты этой разработки.

Фрагмент виртуальной динамической модели участников рассматриваемого процесса приведен на рис. 8.

Рис. 8. Подход пожарного судна к горящему сухогрузу - фрагмент виртуальной

динамической модели процесса тушения пожара

По итогам этой главы можно сделать следующие выводы:

1. Проведен анализ инструментальных средств, используемых для построения виртуальных динамических моделей.

2. Сделан вывод о целесообразности на данном этапе использования универсальных средств построения 3D - моделей сложных технических систем, в качестве альтернативы специализированным средствам.

3. Предложена методика использования пакета 3DMAX в качестве инструмента разработки 3D - модели пожарного судна и других объектов, отображающих процесс тушения пожара на воде.

4. Разработаны анимационные 3D - модели: пожарного судна, сухогруза, как объекта возгорания, процесса взаимодействия этих моделей,

отражающего тактику использования имеющихся на катере противопожарных средств.

5. Сформулированы предложения по использованию разработанных виртуальных динамических моделей в компьютерных тренажерах, предназначенных для решения задач оптимального использования пожарно-технического вооружения пожарного судна для ликвидации пожаров объектов расположенных на воде или на берегу.

В заключении излагаются основные итоги работы. Перечисляются полученные научные и практические результаты, раскрывается степень их достоверности и новизны. Рассматривается значение полученных результатов для теории и практики, приводятся сведения о возможности внедрения и практическом использовании полученных научных результатов.

III. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ Теоретическая и научно-практическая значимость полученных результатов определяется их перспективностью при создании систем автоматического управления пожарным судном и пожарным катером-роботом, которые могут использоваться для ликвидации пожаров на судах и береговых объектах.

В процессе проведенных исследований в диссертационной работе представляют научную и теоретическую ценность следующие результаты:

математические модели управляемого движения пожарного судна для различных режимов его маневрирования;

алгоритмические и программные реализации математических моделей для исследования режимов автоматического маневрирования пожарного судна при тушении пожаров на водном транспорте и береговых объектах;

методика построения виртуальной динамической модели пожарного судна и использование последней в специальном компьютерном тренажере.

Научные положения в исследовании подтверждены согласованностью теоретических выводов с результатами многочисленных компьютерных экспериментов. Результаты исследования могут быть использованы в практической деятельности соответствующих служб Министерства морского и речного флота, Военно-морского флота, Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий, в научно- исследовательских работах, в системе профессиональной подготовки сотрудников пожарной охраны и курсантов учебных заведений данных министерств.

IV. Основные опубликованные работы по теме диссертации:

1. Дзнеладзе Э.Э., Жуков Ю.И., Малыгин И.Г. Математические модели тушения пожаров на воде с использованием пожарного катера // Проблемы обеспечения безопасности при чрезвычайных ситуациях. Материалы международной научно-практической конференции. Санкт-Петербург, 14-15 октября 2003 г. СПб.: СПбИ ГПС МЧС России, 2003. 0,3/0,1 п.л.

2. Дзнеладзе Э.Э., Жуков Ю.И., Малыгин И.Г., Смольников А.В. Математические модели тушения пожаров на воде с использованием пожарного судна // Вестник Санкт-Петербургского института ГПС МЧС России №3 (6). СПб.: СПбИ ГПС МЧС России. 2004. 0,5/ 0,15 п.л.

3. Дзнеладзе Э.Э., Жуков Ю.И., Малыгин И.Г., Смольников А.В. Виртуальное динамическое моделирование - современное средство проектирования сложной пожарной техники. М.: Пожаровзрывобезопас-ность, №2,2005. 1,0/ 0,25 п.л.

4. Дзнеладзе Э.Э. Виртуальное динамическое моделирование основных функций пожарного катера // Материалы международной научно-

практического семинара «Применение современных методов и форм методической работы в подготовке специалистов пожарно-спасательного профиля», 9 февраля 2005 г. СПб.: Санкт-Петербургский институт ГПС МЧС России, 2005. 0,3 п.л.

5. Дзнеладзе Э.Э., Жуков Ю.И. Виртуальная динамическая модель пожарного катера-робота // Труды 16-й Всероссийской научно-технической конференции «Экстремальная робототехника», 11-13 апреля 2005 г., Санкт-Петербург. СПб.: Государственный научный центр России - ЦНИИ робототехники и технической кибернетики. 2005. 0,3/ 0,15 п.л.

6. Дзнеладзе Э.Э., Жуков Ю.И., Малыгин И.Г., Смольников А.В. Виртуальная модель маневрирования пожарного катера-робота при тушении пожаров на суднах и судах // Вестник Санкт-Петербургского института ГПС МЧС России №2 (9), 2005 г. СПб.: СПбИ ГПС МЧС России. 2005. 0,8/0,2 п.л.

Подписано в печать 02.06.2005

Печать офсетная. Объем 1,0 п.л.

Формат 60x84 Тираж 100 экз.

Отпечатано в Санкт-Петербургском институте ГПС МЧС России 196105, Санкт-Петербург, Московский проспект, д. 149

О 9 2005

у

1607

Введение.

Глава 1. Особенности развития и тушения пожаров объектов, расположенных на воде

1.1. Статистика основных причин пожаров объектов, расположенных на воде и особенности их развития.

1.2. Анализ средств и способов тушения пожаров на судах.

1.3. Использование кораблей и катеров для тушения пожаров на судах различных типов.

Вывода по главе 1.

Глава 2. Математические модели движения пожарного судна

2.1. Детерминированные математические модели движения пожарного судна.

2.2. Вероятностные математические модели движения пожарного судна.

Выводы по главе 2.

Глава 3. Исследование режимов управляемого движения пожарного судна

3.1 Методы численного интегрирования в задаче моделирования управляемого движения пожарного судна.

3.2. Автоматическое управление пожарным катером в режиме сближения с объектом тушения.

3.3. Управление движением пожарного судна в режиме обхода объекта тушения.

3.4. Реализация математических моделей управляемого движения пожарного судна в системе МАТЬАВ.

3.5. Решение задачи автоматизированного управления движения пожарного судна по замкнутой территории заданного вида.

Выводы по главе 3.

Глава 4. Виртуальное динамическое моделирование основных функций пожарного судна

4.1. Особенности методики построения ЗБ-модели пожарного судна.

4.2. Виртуальное моделирование движения пожарного судна.

Выводы по главе 4.

Актуальность работы - пожары на транспортных средствах и особенно на водных видах транспорта характеризуются быстротой развития и требуют использования всех возможных сил и средств для их локализации и ликвидации. Как правило, на речных и морских судах собственных сил и средств борьбы с возникшим пожаром недостаточно для его эффективного гашения. Одним из направлений повышения эффективности борьбы с пожарами на водных видах транспорта может служить использование специальных пожарных катеров и судов.

По сравнению с наземной пожарной техникой пожарные суда при выполнении своих функций обычно испытывают воздействия внешней среды: течения, ветер, волнение водной поверхности, которые существенно снижают эффективность использования имеющихся на них средств.

Для уменьшения негативного влияния перечисленных факторов необходимы согласованные действия сил и средств, управляющих движением пожарного судна, с силами и средствами пожарной техники.

Диссертационное исследование посвящено решению задач автоматизации управления движением пожарного судна в экстремальных ситуациях при выполнении им задач тушения пожара на различных видах водного транспорта.

Цель диссертационной работы - разработка математических моделей и исследование с их помощью режимов автоматического управления движением пожарных судов для повышения эффективности использования специальной пожарной техники ГПС МЧС России в условиях тушения пожаров на средствах водного транспорта.

Объект исследования - разновидности математических моделей управляемого движения пожарных судов, в том числе виртуальные динамические модели, позволяющие организовать оптимальные траектории маневрирования пожарного судна для эффективного использование его пожарных сил и средств.

Предмет исследования - управляющие функции, обеспечивающие автоматическое управление маневрированием пожарного судна в экстремальных ситуациях и эффективное использование судовых пожарно-технических систем ГПС МЧС России.

Научная задача, решаемая в диссертационной работе, заключается в разработке математических моделей, в том числе и виртуальных динамических и методики их использования, направленных на повышение эффективности применения судовых пожарно-технических систем в экстремальных условиях тушения пожара на водных видах транспорта.

Научная новизна диссертационного исследования состоит в том, что впервые, применительно к современным требованиям эффективной борьбы с пожарами на водных видах транспорта, предложено использовать во взаимодействии виртуальные динамические и традиционные математические модели управляемого движения пожарного судна, обеспечивающие решение задачи автоматического маневрирования и эффективного использования его специальной пожарной техники.

Методы исследования. При разработке основных положений диссертационной работы используются методы математического моделирования, математического анализа, численные методы решения гетерогенных уравнений, методы виртуального динамического моделирования.

На защиту выносятся следующие основные результаты диссертационных исследований:

1. Математические модели управляемого движения пожарного судна для различных режимов его маневрирования.

2. Алгоритмические и программные реализации математических моделей для исследования режимов автоматического маневрирования пожарного судна при тушении пожара на водном транспорте.

3. Методика построения виртуальной динамической модели пожарного судна и использование последней в специальном компьютерном тренажере.

Научно-практическая ценность полученных результатов диссертационного исследования заключается в использовании разработанных математических моделей и их программных реализаций для:

- оценки возможностей перехода существующих пожарных катеров и судов на использование автоматических систем управления их маневрированием в условиях тушения пожара на водных видах транспорта;

- определения оптимальных по критерию быстродействия маневров пожарного судна, обеспечивающих максимально эффективное использование его пожарной техники;

- создания компьютерных тренажеров, максимально приближенных к имитации тушения пожара на водных видах транспорта, благодаря использованию виртуальных динамических моделей.

Математические модели управляемого движения пожарного судна позволяют комплексно оценивать проектные решения на ранних стадиях разработки автоматических систем управления, обеспечивающих качественное маневрирование судна в процессе тушения пожара.

Использование программных реализаций математической модели позволяет на современном уровне организовать подготовку экипажа пожарного судна для выполнения им задач в экстремальных ситуациях, как в части управления маневрированием, так и в части эффективного использования специальной пожарной техники.

Результаты диссертационного исследования внедрены в Санкт-Петербургском институте ГПС МЧС России и Санкт-Петербургском государственном морском техническом университете. Кроме того, отдельные положения данной работы вошли в состав нормативно-методических документов Главного управления МЧС России по Ленинградской области и находятся в стадии реализации.

Апробация исследования. Научные результаты, полученные в исследовании, докладывались и обсуждались с 2003 по 2005 год на заседаниях кафедры пожарной тактики, а также на следующих научно-практических конференциях:

1) Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы прогнозирования чрезвычайных ситуаций», Москва, Всероссийский центр мониторинга и прогнозирования чрезвычайных ситуаций «Антистихия», 23 октября 2002 г.;

2) межвузовском научно-практическом семинаре «Новые информационные технологии в управлении подразделениями Государственной противопожарной службы МЧС России», Санкт-Петербург, Санкт-Петербургский институт Государственной противопожарной службы МЧС России, 29 апреля 2003 г.;

3) региональной научно-практической конференции «Защита транспортных систем от актов незаконного вмешательства и проведения спасательных работ в чрезвычайных ситуациях», Санкт-Петербург, Академия гражданской авиации, 14 мая 2003 г.;

4) международной научно-практической конференции «Проблемы обеспечения безопасности при чрезвычайных ситуациях», Санкт-Петербург, Санкт-Петербургский институт Государственной противопожарной службы МЧС России, 14-15 октября 2003 г.;

5) Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы прогнозирования чрезвычайных ситуаций», Москва, Всероссийский центр мониторинга и прогнозирования чрезвычайных ситуаций «Антистихия», 2223 октября 2003 г.;

6) международной научно-практической конференции «Международный опыт подготовки специалистов пожарно-спасательного профиля», Санкт-Петербург, 20-21 января 2004 г.;

7) научно-практической конференции «Новые технологии в деятельности органов и подразделений МЧС России», Санкт-Петербург, 26 мая 2004 г.;

8) международной научно-практической конференции «Проблемы обеспечения безопасности при чрезвычайных ситуациях», Санкт-Петербург, 27-28 октября 2004 г.;

9) международном научно-практическом семинаре «Применение современных методов и форм методической работы в подготовке специалистов пожарно-спасательного профиля», Санкт-Петербург, 9 февраля 2005 г.;

10) 16-й Всероссийской научно-технической конференции "Экстремальная робототехника", Санкт-Петербург, 11-13 апреля 2005 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 14 печатных работ.

Выводы по 4 главе.

Проведен анализ инструментальных средств, используемых для построения виртуальных динамических моделей.

Сделан вывод о целесообразности на данном этапе использования универсальных средств построения ЗО - моделей сложных технических систем, в качестве альтернативы специализированным средствам.

Предложена методика использования пакета ЗБМАХ в качестве инструмента разработки ЗБ - модели пожарного судна и других объектов, отображающих процесс тушения пожара на воде.

Разработаны анимационные ЗБ - модели : пожарного судна, сухогруза, как объекта возгорания, процесса взаимодействия этих моделей, отражающего тактику использования имеющихся на катере противопожарных средств.

Сформулированы предложения по использованию разработанных виртуальных динамических моделей в компьютерных тренажерах, предназначенных для решения задач оптимального использования сил и средств пожарного судна для ликвидации пожаров объектов расположенных на воде или на берегу.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Настоящая диссертационная работа направлена на совершенствование научно-методического обеспечения проектирования сложной пожарной техники и , в частности, систем автоматического управления пожарными катерами и кораблями.

Теоретические аспекты диссертационных исследований основываются на принципах системного анализа в области сложных технических систем, на применении методов математического моделирования, в том числе виртуальных динамических моделей.

На этой основе в процессе проведения исследований получены следующие научные и практические результаты:

1. Математические модели управляемого движения пожарного корабля для различных режимов его маневрирования.

2. Алгоритмическое и программное обеспечение математических моделей для исследования режимов автоматического маневрирования пожарного корабля при тушении пожаров объектов, расположенных на воде или на берегу.

3. Методика построения виртуальной динамической модели пожарного катера и принципы использования последней в специальном компьютерном тренажере

Разработанные в диссертационной работе методика, модели , алгоритмы и программы учитывают современный зарубежный и отечественный опыт создания новой пожарной техники , а именно:

- комплексную автоматизацию процессов, связанных с управлением как объектами-носителями пожарного оборудования ,так и самим оборудованием;

- использование современных разновидностей моделирования, в том числе виртуальных динамических моделей, позволяющих значительно снизить затраты на разработку новых или модернизацию существующих сложных пожарно-технических систем;

- использование интерактивных программных средств для параметрического анализа математических моделей пожарно-технических систем.

Научно-практическая ценность полученных результатов диссертационных исследований заключается в использовании разработанных математических моделей и их программных реализаций для:

- оценки возможностей перехода существующих пожарных катеров и судов на использование автоматических систем управления их маневрированием в условиях тушения пожара на водных видах транспорта;

- определения оптимальных по критерию быстродействия маневров пожарного корабля , обеспечивающих максимально эффективное использование его пожарной техники;

- создания компьютерных тренажеров, максимально приближенных к имитации тушения пожара на водных видах транспорта , благодаря использованию виртуальных динамических моделей .

Результаты диссертационного исследования внедрены в Санкт-Петербургском институте ГПС МЧС России .Кроме того, отдельные положения данной работы вошли в состав методических документов Главного управления МЧС России по Санкт-Петербургу и Главного управления МЧС России Ленинградской области и находятся в стадии реализации.

Апробация исследования. Научные результаты, полученные в исследовании, докладывались и обсуждались с 2003 по 2005 год на заседаниях кафедры пожарной тактики, а также на следующих научно-практических конференциях:

1) Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы прогнозирования чрезвычайных ситуаций», Москва, Всероссийский центр мониторинга и прогнозирования чрезвычайных ситуаций «Антистихия», 23 октября 2002 г.;

2) межвузовском научно-практическом семинаре «Новые информационные технологии в управлении подразделениями Государственной противопожарной службы МЧС России», Санкт-Петербург, Санкт-Петербургский институт Государственной противопожарной службы МЧС России, 29 апреля 2003 г.;

3) региональной научно-практической конференции «Защита транспортных систем от актов незаконного вмешательства и проведения спасательных работ в чрезвычайных ситуациях», Санкт-Петербург, Академия гражданской авиации, 14 мая 2003 г.;

4) международной научно-практической конференции «Проблемы обеспечения безопасности при чрезвычайных ситуациях», Санкт-Петербург, Санкт-Петербургский институт Государственной противопожарной службы МЧС России, 14-15 октября 2003 г.;

5) Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы прогнозирования чрезвычайных ситуаций», Москва, Всероссийский центр мониторинга и прогнозирования чрезвычайных ситуаций «Антистихия», 2223 октября 2003 г.;

6) международной научно-практической конференции «Международный опыт подготовки специалистов пожарно-спасательного профиля», Санкт-Петербург, 20-21 января 2004 г.;

7) научно-практической конференции «Новые технологии в деятельности органов и подразделений МЧС России», Санкт-Петербург, 26 мая 2004 г.;

8) международной научно-практической конференции «Проблемы обеспечения безопасности при чрезвычайных ситуациях», Санкт-Петербург, 27-28 октября 2004 г.;

9) международном научно-практическом семинаре «Применение современных методов и форм методической работы в подготовке специалистов пожарно-спасательного профиля», Санкт-Петербург, 9 февраля 2005 г.;

10) 16-й Всероссийской научно-технической конференции "Экстремальная робототехника", Санкт-Петербург, 11-13 апреля 2005 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 14 печатных работ.

1. Брушлинский H.H. Моделирование оперативной деятельности пожарной службы. М.: Стройиздат, 1981. 96 с.

2. Брушлинский H.H. Системный анализ деятельности Государственной противопожарной службы. М.: МИНЬ МВД России, 1998. 255 с.

3. Брушлинский H.H., Кафидов В.В., Козлачков В.И. и др. Системный анализ и проблемы пожарной безопасности народного хозяйства. М.: Стройиздат, 1988. 413 с.

4. Перечень документов по вопросам преобразования Государственной противопожарной службы МВД России в Государственную противопожарную службу МЧС России. М.: МЧС, 2002.

5. Матюшин A.B., Порошин A.A. Статистический анализ ресурсного обеспечения ГПС // О создании Государственной пожарно-спасательной службы. Материалы научно-практической конференции. Москва, 25-26 апреля 2002 г. М.: ФГУ ВНИИПО МЧС России, 2002. С. 141.

6. Чуприян А.П. Совершенствование процесса управления Государственной противопожарной службой мегаполиса (на примере г. Санкт-Петербурга). Дисс. на соискание ученой степени кандидата технических наук. СПб.: СПб университет МВД России, 2001. 178 с.

7. Бурков В. Н., Кондратьев В. В. Механизмы функционирования организационных систем. М.: Наука, 1981. С. 14.

8. Бурков В. Н., Кондратьев В. В., Цыганков В. В., Черкашин А. М. Теория активных систем и совершенствование хозяйственного механизма. М.: Наука, 1984.

9. Бурков В.Н., Данев Б., Енолеев А.К., Кондратьев В.В. Большие системы. Моделирование организационных механизмов. М.: Наука, 1989.

10. Кондратьева Т. В., Константинова Н. В. Учет активности человека в организационных системах / Механизмы функционирования организа-ционных систем. Теория и приложения: Сборник трудов

11. ИПУ. Вып. 29. M.: ИПУ АН СССР, 1982. С. 98 108.

12. Смолян Г. Д., Тоболев К. В. Человеческий фактор в системах управления. М.: Знание, 1994.

13. Бурков В.Н. Основы математической теории активных систем. М.: Наука, 1984.

14. Малыгин И.Г., Кадулин В.Е. Разработка и внедрение новых информационных технологий управления в УВД (штабы подразделений ОВД). Отчет о НИР. СПб.: СПбУ МВД России. 1998. 42 с.

15. Гермейер Ю.Б., Моисеев H.H. О некоторых задачах теории иерархических систем управления / Проблемы прикладной математики и механики. М.: Наука, 1971. С. 41-54.

16. Fire engineering. 1985, Vol.138, N 10, p. 30-41.

17. Fire engeneerse journal. 1988, Vol.48, N 150, p. 27-29.

18. Fire engineering. 1988, Vol.141, N 2, p. 8.

19. Брушлинский H.H., Коробко В.Б., Коломиец Ю.И. Организация пожарной охраны в ФРГ // Пожарное дело. 1992. N 1-6. с .44-45.

20. Брушлинский H.H., Соколов C.B. Пожарная охрана Нью-Йорка. //

21. Пожарное дело. 1991. N 9. С.42-44.

22. Политика пожарной охраны Великобритании / Пер. ст. из журн. British Fire Service Association Journal. 1980. Vol.6. N 4. p. 1.

23. Майка А. Разработка мероприятий и рекомендаций по совершенствованию деятельности аварийно-спасательных подразделений государственной пожарной охраны г. Варшавы: Автореферат.к. т. н. М.: ВИПТШ МВД РФ, 1992. 19 с.

24. National Fire Protection Association. 1987, 28 p.

25. Жуков Ю.И., Малыгин И.Г., Смольников А.В. Применение функционального моделирования в деятельности Государственной противопожарной службы // Вестник Санкт-Петербургского института ГПС МЧС России №2(5). СПб.: СПбИ ГПС МЧС России. 2003.0,5/ 0,2 п.л.

26. Приказ МВД РФ от 18 ноября 1996 г. № 609 «Об объявлении решения Коллегии МВД России от 29.10.1996 г. № 6 КМ «Об обеспечении единой технической политики в системе МВД и о концепции деятельности научно-производственного объединения «Техника» МВД России».

27. Приказ МВД РФ от 23 июня 1995 г. № 238 «О повышении эффективности научно-исследовательской деятельности в системе МВД РФ».

28. Приказ МВД РФ от 23 июня 1995 г. № 239 «О совершенствовании правового регулирования научно-исследовательской деятельности в системе МВД РФ».

29. Лопухин М.М. ПАТТЕРН метод планирования и прогнозирования научных работ. М.: Советское радио, 1970.

30. Методика программного прогнозирования науки и техники. М.: ГКНТ при СМ СССР, 1971.

31. Молчанов H.H. Оценка конкурентоспособности наукоемкой продукции / Л.: Вестник ЛГУ. 1991. Сер.5. Вып.З (№19). с. 43 48.

32. Корнеев А.Ю., Николаев C.B. Методический подход к оценке качества нового вооружения / Проблемы военной науки. Сб. научных трудов ЦВНУ. М.: МО РФ, 1994. Вып. 2. с. 60 65.

33. Кругликов А.Г. Системный анализ научно-технических нововведений. М.: Наука, 1991. 120 с.

34. Брахман Т.Р. Многокритериальность и выбор альтернативы в технике. М.: Радио и связь, 1984. 288 с.

35. Курносов В.И., Лихачев A.M. Методология проектных исследований и управление качеством сложных технических систем. СПб.: Изд. "ТИ-РЕКС", 1998. 495 с.

36. Райзберг Б.А., Кузнецов A.C., Зельман И.М. Качество исследований и разработок в машиностроении. М.: Машиностроение, 1988. 223 с.

37. Никифоров А.Д., Бойцов В.В. Инженерные методы обеспечения качества. М.: Изд. стандартов, 1987. 384 с.

38. Гмошинский В.Г., ФлиорентГ.И. Теоретические основы инженерного прогнозирования. М: Наука, 1983. 303 с.

39. Морозов Л.М., Петухов Г.Б., Сидоров В.Н. Методологические основы теории эффективности. Л.: ВИКИ, 1982. 235 с.

40. Казанцев А.К., Майданчик Б.И. Справочное пособие по анализу деятельности научных организаций. М.: Финансы и статистика. 1989. 304 с.

41. ГОСТ 23554.1 81. Экспертные методы оценок. Общие положения. М.: Изд. стандартов, 1981.

42. Росин М.Ф., Булыгин B.C. Статистическая динамика и теория эффективности систем управления. М.: Машиностроение, 1991. 311 с.

43. Ланнэ A.A., Улахович Д.А. Многокритериальная оптимизация. Л.: ВАС, 1984. 94 с.

44. Теория прогнозирования и принятия решений / Под ред. С.А. Саркисяна. М.: Высшая школа, 1987. 351 с.

45. Мушик Э., Мюллер П. Методы принятия технических решений. М.: Мир, 1990. 208 с.

46. Бурков В.Н., Новиков Д.А. Как управлять проектами. М.: Синтег, 1997.

47. Кузьмицкий A.A., Новиков Д.А. Организационные механизмы управления развитием приоритетных направлений науки и техники. Предпринт. М.: ИПУ РАН, 1993

48. Аоки М. Ведение в методы оптимизации. М.: Наука. 1977. 344с.

49. Акулич И.Л. Математическое программирование в примерах и задачах. М.: Высш. шк. 1993. 336с.

50. Ашманов С.А. Линейное программирование. М.: Наука. 1981.

51. Балашевич В.А. Основы математического программирования. Мн.: Выш. шк. 1985. 173с.

52. Беллман Р., Дрейфус С. Прикладные задачи динамического программирования. М.: Наука. 1965.

53. Банди Б. Методы оптимизации. Вводный курс. М.: Радио и связь.1988.

54. Банди Б. Основы линейного программирования. М.: Радио и связь.1989. 176с.

55. Вентцель Е.С. Исследование операций. М.: Советское радио. 1972.

56. Виславский М.Н. Линейная алгебра и линейное программирование. Мн.: Выш. Шк. 1966.

57. Гасс С. Линейное программирование (методы и приложения). М.: Физматгиз. 1961.

58. Гольштейн Е.Г., Юдин Д.Б. Новые направления в линейном программировании. М.: Советское радио, 1966.

59. Гольштейн Е.Г., Юдин Д.Б. Задачи линейного программирования транспортного типа. М.: Наука, 1969. - 382с.

60. Габасов Р.Ф., Кириллова Ф.М. Методы оптимизации. Мн.: Изд. бел. гос. ун. 1981.350с.

61. Гуревич Т.Ф. Лущук В.О. Сборник задач по математическому программированию. М.: Колос. 1977.

62. Данцит Дж. Линейное программирование, его обобщения и приложения. М.: Прогресс. 1977.

63. Евтушенко Ю.Г. Методы решения экстремальных задач и их применение в системах оптимизации. М.: Наука. 1982. 432с.

64. Калихман И.Л. Линейная алгебра и программирование. М.: Высш. шк. 1967.

65. Калихман И.Л. Войтенко М.А. Динамическое программирование в примерах и задачах. М.: Высш. шк. 1979.

66. Капустин В.Ф. Практические занятия по курсу математического программирования. Л.: Изд-во ЛГУ. 1976.

67. Карандаев И.С. Решение двойственных задач в оптимальном планировании. М.: Статистика. 1976.

68. Карманов В.Г. Математическое программирование. М.: Наука. 1975.

69. Карпелович Ф.М., Садовский Л.Е. Элементы линейной алгебры и линейное программирование. М.: Наука. 1967.

70. Кузнецов A.B., Новикова Г.Н., Холод Н.И. Сборник задач по математическому программированию. Мн.: Выш. шк. 1985. 143с.

71. Кузнецов A.B., Сакович В.А., Холод Н.И. Высшая математика. Математическое программирование. Мн.: Выш. шк. 1994.

72. Кузнецов A.B., Холод Н.И. Математическое программирование. Мн.: Выш. шк. 1984.

73. Кузнецов A.B., Холод Н.И. Костевич JI.C. Руководство к решению задач по математическому программированию. Мн.: Выш. шк. 1978.

74. Кузнецов A.B., Сакович Н.И., Холод Н.И. и др. Сборник задач и упражнений по высшей математике. М. математическому программированию. Мн.: Выш. шк. 1995.

75. Кузнецов А.Н., Кузубов В.И., Волощенко A.B. Математическое программирование. М.: Высш. шк. 1980.

76. Моисеев H.H., Иванилов Ю.П., Столярова Е.М. Методы оптимизации. М.: Наука. 1978. 352с.

77. НитИ.В. Линейное программирование. М.: Изд-во МГУ. 1978.

78. Полунин И.Ф. Курс математического программирования. Мн.: Выш. шк. 1975.

79. Поляк Б.Т. Введение в оптимизацию. М.: Наука. 1983. 384с.

80. Сакович В.А. Исследование операций. Мн.: Выш. шк. 1985.

81. Taxa Хэмди. Введение в исследование операций: В 2-х кн. М.: Мир. 1985.

82. Фурунжиев Р.И., Бабушкин Ф.М., Варавко В.В. Применение математических методов и ЭВМ: Практикум. Мн.: Выш.шк. 1988. 191с.

83. Хедли Дж. Нелинейное и динамическое программирование. М.: Мир. 1967.

84. Хаммельблеу Д. Прикладное нелинейное программирование. М.: Мир. 1975. 534с.

85. Юдин Д.Б., Гольштейн Е.Г. Линейное программирование. Теория и конечные методы. М.: Физматгиз. 1963.

86. Branch М.А., T.F. Coleman, Y. Li. A Subspace, Interior, and Conjugate Gradient Method for Large-Scale Bound-Constrained Minimization Problems. SIAM Journal on Scientific Computing, Vol. 21, Number 1, pp. 1-23,1999.

87. Byrd R.H., R.B. Schnabel, and G.A. Shultz. Approximate Solution of the Trust Region Problem by Minimization over Two-Dimensional Subspaces. Mathematical Programming, Vol. 40, pp. 247-263, 1988.

88. Coleman T.F. and Y. Li. On the Convergence of Reflective Newton Methods for Large-Scale Nonlinear Minimization Subject to Bounds. Mathematical Programming, Vol. 67, Number 2, pp. 189-224, 1994.

89. Grace A.C.W. Computer-Aided Control System Design Using Optimization Techniques. Ph.D. Thesis, University of Wales, Bangor, Gwynedd, UK, 1989.

90. Schittowski K. NLQPL: A FORTRAN-Subroutine Solving Constrained Nonlinear Programming Problems. Annals of Operations Research, Vol. 5, pp. 485-500, 1985.

91. Абрахин С.И., Лапшин B.B., Прокошев В.Г., Трифонова Т.А., МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ РАЗЛИВА НЕФТИ НА ОСНОВЕ ЧИСЛЕННОГО РАСЧЕТА ДВУМЕРНОГО ОТКРЫТОГО ПОТОКА С ПОДВИЖНЫМИ ГРАНИЦАМИ ,Х Всероссийская научно-методическая конференция "Телематика'2003".

92. Zhang Y. Solving Large-Scale Linear Programs by Interior-Point Methods Under the MATLAB Environment. Department of Mathematics and Statistics, University of Maryland, Baltimore County, Baltimore, MD, Technical Report TR96-01, July, 1995.

93. Дзнеладзе Э.Э., Жуков Ю.И. "Виртуальная динамическая модель пожарного катера-робота", Труды 16-й Всероссийской научно-технической конференции "Экстремальная робототехника",2005г., 6 стр.