автореферат диссертации по радиотехнике и связи, 05.12.13, диссертация на тему:Надежность морской телекоммуникационной эрготехнической системы управления швартовкой крупнотоннажных судов

На правах рукописи

Карбовец Наталья Викторовна

НАДЕЖНОСТЬ МОРСКОЙ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННОЙ ЭРГОТЕХНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ШВАРТОВКОЙ КРУПНОТОННАЖНЫХ СУДОВ (на примере Новороссийского порта)

Специальность: 05.12.13 — Системы, сети и устройства телекоммуникаций

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Новороссийск - 2006

Работа выполнена в ФГОУ ВПО МГА имени адмирала Ф.Ф. Ушакова на кафедре "Радиосвязь на морском флоте" (г. Новороссийск)

Научный руководитель:

доктор технических наук,

профессор Демьянов Виктор Владимирович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор

кандидат технических наук, профессор

Попов Виктор Вениаминович Чернышев Валерий Михайлович

Ведущая организация: ФГУ "Администрация Морского

порта Новороссийск"

Защита состоится 28 апреля 2006 года в 1400 часов на заседании Диссертационного совета Д 223.007.01 при МГА имени адмирала Ф.Ф. Ушакова в аудитории Б-4 по адресу: 353918. г. Новороссийск, пр. Ленина, 93.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Морской Государственной академии имени адмирала Ф.Ф. Ушакова (г. Новороссийск, пр. Ленина, 93).

Автореферат разослан марта 2006 года.

Отзывы на автореферат присылать в двух экземплярах, заверенных печатью организации, секретарю Диссертационного совета Д 223.007,01 при МГА имени адмирала Ф.Ф. Ушакова по адресу: 353918. г. Новороссийск, пр. Ленина, 93.

Учёный секретарь Диссертационного совета Д 223.007.01 при МГА имени адмирала Ф.Ф. Ушакова

доктор технических наук, профессор ' (1 i) Бачище A.B.

Список сокращений и аббревиатуры

ГМССБ - Глобальная морская система связи при бедствии и для обеспечения безопасности

ГО - граница опасности

ДКСШ - дальномерно контролирующая система швартовки ЛСИГКС — Лазерная система швартовки крупнотоннажных судов РЭС - радиоэлектронные средства

SOLAS - Международная конвенция по охране человеческой жизни на

МТЭТС - морская телекоммуникационная эрготехническая система ТС - технические средства УКВ - ультракороткие волны ЦУ — центр управления ЧФ - человеческий фактор

море

РОС. НАЩ БИБЛ С.Пе 09

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы. В последние годы всё большее значение приобретают радиоэлектронные системы высокоточного определения и надёжного контроля местоположения судна как в прибрежных морских районах плавания с высокой интенсивностью судоходства, так и на установленных фарватерах акваторий портов и особенно на заключительном этапе судоза-хода, при швартовке судна к причалу. Особенность этого этапа швартовки заключается в том, что сближение судна с причалом осуществляется, как правило, с выключенным двигателем швартуемого судна при сильно стесненных условиях маневров, в результате чего судно при швартовке становится плохоуправляемым объектом. В связи с этим обеспечение безаварийной швартовки в значительной степени определяется действиями судоводителя, контролирующего технологию причаливания и принимающего решения но осуществлению процесса швартовки.

Комплекс мероприятий, предпринимаемых при решении вопросов точного и надежного определения местоположения судов, призван обеспечить предотвращение аварий судов, связанных с гибелью людей, грузов и загрязнением окружающей среды. Для повышения безаварийности судозахода наряду с повышением надежности технических средств (ТС), существенной проблемой при судозаходе и швартовке является соответствующее повышение надежности человека-оператора, осуществляющего управление судном. С действиями человека-оператора по управлению процесса швартовки связывают так называемый человеческий фактор (ЧФ). В данной работе в понятии человеческого фактора акцентируется внимание на психофизиологических особенностях человека, недоступности человеку высокой точности измерений, ограниченности временных реакций, проявляющихся в конкретных условиях его взаимодействия с объектом управления, а также на зависимости характеристик деятельности человека от особенностей используемого навигационного и радиоэлектронного оборудования [1]. В силу непрерывного слежения за постоянно меняющейся ситуацией, обработки большого количества информации и принятия важных управленческих решений, человек-оператор всегда оказывается ограниченным рамками резервного времени, что ведет к ошибкам, авариям и катастрофам. Техническая система, содержащая в качестве наиболее существенного элемента человека-оператора, образует эрготехническую систему. Под телекоммуникационной эрготехнической системой в данной работе понимается сложная система, состоящая из человека-оператора, радиоэлектронных средств (РЭС), технических средств, управляемых человеком в условиях действия факторов внешней среды и техногенных внешних воздействий, сопровождающих швартовку крупнотоннажного судна.

В настоящей работе исследуется надежность морской телекоммуникационной эрготехнической системы (МТЭТС), образующей технологический процесс швартовки судна к причалу, которая описывается в традиционных понятиях теории надежности - потоков отказов, восстановления, коэффициентов готовности и отказности, времен наработки на отказ и восстановления работоспособности и т.п.

В работе исследуются четыре определяющих параметра МТЭТС: сантиметровая точность определения дистанции г, до опасностей на акватории швартовки, скорость и ускорение судна в процессе швартовки и их соответствующая точность определения, и резервное время ^ для осуществления маневра последнего момента, ведущего к безаварийному причаливанию судна. С этой точки зрения в настоящем исследовании основное внимание уделено количественному анализу системной надежности эрготехнической системы управления швартовкой, содержащей человека-оператора и радиоэлектронные средства с целью наибольшего снижения вклада человеческого фактора в отказность МТЭТС.

Объект исследования - морская телекоммуникационная эрготехническая система, радиоэлектронные средства обеспечения безопасности мореплавания которой ориентированы на уменьшение отказов, связанных с человеческим фактором в МТЭТС при швартовочных операциях на акваториях портов.

Предмет исследования включает следующие компоненты: а) аналитическое исследование системной надежности морской телекоммуникационной эрготехнической системы управления швартовкой судов в портах; б) повышение надежности МТЭТС за счет радиотехнических систем, обеспечивающих снижение информационной нагрузки на человека-оператора и решение швартовных задач, недоступных человеку по быстроте принятия решения.

Цель исследования:

- системный подход к анализу надежности МТЭТС;

- анализ и математическое моделирование системной надежности процесса швартовки крупнотоннажных судов на ограниченной акватории, требующего радиоэлектронных средств поддержки решений оператора;

- максимальное снижение вклада человеческого фактора в ненадежность морской телекоммуникационной эрготехнической системы на основе принципа внешнего дополнения управленческой базы МТЭТС тонкими машинными решениями, недоступными оперативности человека.

Научная новизна защищаемых соискателем положений характеризуется следующими достижениями:

- разработана и обоснована методика определения системной надежности эрготехнической системы управления швартовкой с использованием современных радиоэлектронных средств поддержки решений оператора на базе исследования случайных процессов и повышения надежности эрготехнической системы управления швартовочными операциями;

- предложена методика анализа случайных процессов и количественного анализа системной надежности швартовочиого процесса с участием человека-оператора, использующего в качестве поддержки решений техническую подсистему, в частности лазерную систему швартовки крупнотоннажных судов (ЛСШКС);

- выполнен количественный анализ надежности двух составных частей МТЭТС (технического и человеческого элементов) с помощью разработанных компьютерных программ и современных программных средств для:

а) эрготехнической системы управления швартовкой судна к причалу без использования ЛСШКС, поддерживающей решения человека-оператора;

б) эрготехнической системы взаимодействия человека-оператора с радиоэлектронными средствами, включая использование ЛСШКС;

в) МТЭТС управления швартовкой судна к причалу с использованием ЛСШКС, поддерживающей решения человека-оператора.

- разработана модель оценки надежности человека-оператора МТЭТС с учетом введения понятия резервного времени.

Практическая значимость. Разработанные надежностные модели внедрены в практику работы ФГУ "Администрация Морского порта Новороссийск", а так же используются в учебном процессе, дипломном проектировании и аспирантской работе Морской Государственной академии имени адмирала Ф.Ф. Ушакова.

Лпробаиия работы. Основные результаты диссертации докладывались на региональных научно-технических конференциях и семинарах Морской Государственной академии имени адмирала Ф.Ф. Ушакова в 2000-05годах и на международной научной конференции в г. Пенза в 2003г.

Публикации. Представленная совокупность научных результатов и технических решений опубликована автором в монографии "Системная надежность морского радиоэлектронного оборудования" (г. Новороссийск); в 7 работах Сборника научных трудов НГМА (г. Новороссийск); в одной работе, опубликованной в Материалах Международной научной конференции «Компьютерное моделирование и информационные технологии в науке, инженерии и образовании» в г. Пенза; в двух работах, опубликованных в центральном журнале "Известия ВУЗов", (Северо-Кавказский регион) "Проблемы водного транспорта" (списка ВАК), а также в 2 работах Материалов четвертой новороссийской городской студенческой научной конференции «Студент - наука» (г. Новороссийск).

Личный вклад в научные разработки, защищаемые в диссертации, определяющий, т.к. основная часть научных результатов получена лично автором, и лишь часть — в соавторстве.

На защиту выносятся следующие основные положения:

1. Методика определения системной надежности эрготехнической системы управления швартовкой с использованием современных радиоэлектронных средств поддержки решений оператора на базе исследования случайных процессов и повышения надежности эрготехнической системы управления шварто вочными операциями;

2. Концепция применения методики анализа случайных процессов и количественного анализа системной надежности швартовочного процесса с участием человека-оператора, использующего в качестве поддержки решений техническую подсистему, в частности ЛСШКС;

3. Анализ надежности двух составных частей МТЭТС (технического и человеческого элементов) с помощью разработанных компьютерных программ и современных программных средств для:

а) эрготехнической системы управления швартовкой судна к причалу без использования ЛСШКС, поддерживающей решения человека-оператора;

б) эрготехнической системы взаимодействия человека-оператора с радиоэлектронными средствами, включая использование ЛСШКС;

в) МТЭТС управления швартовкой судна к причалу с использованием ЛСШКС, поддерживающей решения человека-оператора.

4. Объективированная модель надежности человека-оператора, недостаточная оперативность которого дополняется комплексом технических средств МТЭТС.

Содержание работы

В первой главе приведен аналитический обзор проблемы швартовки крупнотоннажного судна к стационарному причалу, влияние человека-оператора на осуществление процесса швартовки, а также возникающей при этом неопределенности информации, поступающей к человеку-оператору в процессе швартовки. Дается характеристика генезиса возникновения информационных неопределенностей на заключительном этапе судозахода. Делается вывод о необходимости снижения информационной нагрузки, повышения точности и достоверности поступающей информации путем введения систем поддержки операторских решений.

По данным статистики аварийных происшествий, наибольшее их количество среди всех видов аварийных случаев приходится на такие аварийные ситуации как навалы судов на причал (около 70%), большинство из которых происходит в процессе швартовных операций. В большинстве случаев это происходит из-за большого количества неструктурированной поступающей информации, что необходимо понимать как отсутствие необходимого количества информации, которая "зашумлена" другими видами несущественной информации, реже, из-за отказа радиоэлектронных средств. Это свидетельствует об особой роли РЭС, используемых оператором (лоцманом) в процессе швартовки судна (особенно крупнотоннажного) к причалу. Кроме того, в изучаемой проблеме важную роль играют такие факторы, как точность определения местоположения судна, так и своевременность, и правильность действий лоцмана, управляющего всем комплексом условий, связанных с процессом швартовки крупнотоннажного нефтеналивного судна.

Швартовка судна является заключительным этапом судозахода в порт и представляет одну из сложнейших и опасных операций. Сложность и опасность швартовных операций связана с необходимостью следовать судну к месту стоянки в портовых водах, в обязательно стесненных, в той или иной мере, естественными препятствиями, гидротехническими и другими сооружениями, представляющими навигационную опасность. В техническом аспекте швартовка, как особая ответственная, сложная и информационно насыщенная операция судозахода, требует тщательной подготовки человека-оператора (лоцмана) и соответствующего радиоэлектронного обеспечения с применением берегового контроля. В связи со сказанным, техническое обеспечение важнейшей, сложной и опасной последней фазы судозахода - операции швартовки крупнотоннажного нефтеналивного судна к причалу современными РЭС является актуальной технической задачей, а, учитывая важность и значимость человека-оператора в эрготехниче-ской системе швартовки еще и инженерно-психологической задачей.

На надежность рассматриваемой МТЭТС управления швартовкой существенное влияние оказывает человек-оператор (лоцман, швартующий судно к

причалу), поэтому необходим обстоятельный анализ надежности его работы. Следует отметить, что возникающие при швартовке опасности связаны, прежде всего, с ошибками и информационной перегрузкой оператора, использующего средства радиоэлектронного контроля при постановке судна к причалу в стесненных условиях, с его низкой управляемостью на завершающей стадии швартовки. В целом процесс швартовки судна образует особую информационную систему управления, включающую комплекс РЭС и человека-оператора (лоцмана, руководителя швартовки), образующих судовую эрготех-ническую систему. Говоря об эрготехнической системе, следует отметить, что еще с середины 20-го века намечено чёткое разделение всей системы на два подкомплекса - на технический элемент (ТЭ) и человеческий элемент (ЧЭ). Эрготехническая система управления швартовкой судна также позволяет аналогичное структурное разделение (см. рис.1)._

Рис I. Древняя (I) и современные (2,3) эрготехническяе модели реализации надежности судовождения, выраженной в относительных единицах коэффициента готовности Кг судна

выполнить безошибочный маневр с вероятностью 0<К,<1:

1 - без яоюяаомюн технических срсвлв феюш рдоаш судмодегелеы;

4 - то же дм квалнфщшрованяого судоводителя;

2 с использованием техиичеатх средств и принятием всех решений судоводителем;

3-е испоя^аявкмтсхмяеаотесрсдлвиотврсысяншммпыоттр^ >лрав-

лаяешяе решена,

5 - та же дот идеального автомата маневрирования (бп вмешаяелства судовозитега в решения автомата)

Именно эти уровни надёжности, выражающиеся коэффициентом готовности К, показаны на рис.1. стрелками (1-3). Методы управления судном в исторической перспективе использования технических средств выглядят следующим образом:

- визуальный, без технических средств (известен с древних времён), когда каждая вторая-третья швартовка заканчивается аварийным навалом;

- с техническими средствами, обеспечивающими высокую точность определения положения судна относительно причала Данные, поступающие от технических средств, осмысливаются судоводителем, вырабатывающим управленческие решения, по разным причинам, использующим только часть получаемых данных;

- с техническими средствами и использованием современных компьютерных средств, вырабатывающих оптимальные управленческие решения и исполняющихся под контролем оператора-судоводителя.

В связи со сказанным, и исходя из определения эрготехнических систем, представим рассматриваемый процесс швартовки как морскую течекоммуни-

кационную эрготехническую систему, так она включает в себя управляемый объект (судно), комплекс радиосредств, вспомогательные устройства, а также человека-оператора. При этом человек-оператор (капитан, лоцман), управляющий процессом швартовки является главным элементом системы. В целом эрготехническая система представляет собой сложную систему, включающую человека, в качестве основного элемента, технические устройства (средства деятельности), объект деятельности и среду, в которой находится человек [1].

Сложность осуществления безаварийной швартовки судна к причалу состоит также в потере им управляемости и пониженной маневренности судна. Одной из наиболее значительных особенностей крупнотоннажных судов, затрудняющих его управление, является устойчивость их параметров движения как прямолинейного, так и в режиме маневрирования. Для повышения маневренности судна в процессе швартовки, когда не используются главная машина и рулевое устройство судна, используются буксиры [2].

Таким образом, плохая управляемость судна при швартовке обусловлена как его пониженной маневренностью в стесненных условиях швартовки, так и наличием человека в системе управления. С точки зрения кибернетических систем системы, конечное положение которых трудно предсказуемо получили название плохоорганизованных систем. В соответствии со сказанным, в связи с пониженной маневренностью судна в стесненных условиях швартовки, а также ограниченностью и неопределенностью информации о положении судна и действиях буксиров, рассматриваемую эрготехническую систему швартовки судна к причалу необходимо рассматривать как гоюхоорганизованную, систему.

В главе также рассматривается возможность анализа формализованными методами морских объектов, информация о которых, неполна, и содержит в себе индетерминированные компоненты, которые в кибернетике обычно представляются в виде «черных ящиков». Важность рассмотрения таких систем общеизвестна: большинство действительно сложных объектов, как, например, сложные морские радиосети и их носители, можно изобразить только в виде структурных схем, содержащих в себе ряд «черных ящиков» - частей схемы, не поддающихся детерминистическому анализу причин и следствий и, следовательно, не поддающихся математическому или другому формальному описанию [3]. Тем не менее, мы должны управлять сложными системами, не имеющими детерминированного или вероятностного математического описания и содержащими существенные неопределенности.

Рассматривая процесс швартовки судна в контексте, рассмотренных понятий следует отметить, что этот важный для безопасности мореплавания в целом процесс состоит из ряда дискретных моментов, при этом положение судна в каждый следующий момент времени известно, но с большой долей неопределенности, несмотря на то, что судоводитель, руководитель швартовки, при выдаче рекомендаций буксирам руководствуется данными о положении судна с помощью радиоэлектронных средств (например, лазерной системы швартовки крупнотоннажных судов). При этом важную роль играет точность определения положения судна относительно причала, а также психологические особенности и состояния человека-оператора.

Приведенный обзор показывает, что при швартовке крупнотоннажного судна к причалу существует проблема, которая состоит в том, что необходимо обеспечение надежности МТЭТС управления швартовкой судна, а также точности определения местоположения швартуемого судна относительно причала. Также сделан вывод о том, что необходимо компенсировать информационную перегрузку человека в образованной эргатической системе, а также ошибки, допускаемые оператором в процессе швартовки судна.

Во второй главе приведено обоснование использования марковской модели с непрерывным временем и дискретными состояниями для оценки структурной надежности морской телекоммуникационной эрготехнической системы швартовки крупнотоннажного судна к причалу. Кроме этого, описаны технические средства реализации, используемые при швартовке крупнотоннажных судов на ограниченной акватории, особенности принятия решений человеком-оператором и возникающие ошибки при швартовке судна к причалу. Д ано обоснование применимости характеристик теории надежности для человека-оператора как основного элемента морской телекоммуникационной эрготехнической системы управления швартовкой судна.

Как отмечалось в первой главе, рассматриваемая эрготехническая система является плохоорган изо ванной. Здесь под термином плохой организованности понимается как сложный плохоуправляемый характер технологического процесса швартовки, так и точность определения координат местоположения швартуемого судна движущими внешними силами (буксирами). Таким образом, движение швартуемого судна в значительной степени содержит стохастическую компоненту. В представленной работе рассматриваемые процессы формализуем дискретным марковским процессом с непрерывным временем.

С учетом введенной модели конечное положение судна зависит только от его предыдущего положения, но не зависит от того, в каком положении находилось судно в начальный момент времени. Для определения надежности такой системы воспользуемся методами, как отмечено выше, теории марковских процессов. Исходя из сказанного выше, дадим точное определение. Марковским, называется случайный процесс с дискретными состояниями и непрерывным временем, если для любого момента времени I условные вероятности всех состояний системы N в будущем (при />/„), зависят только от того, в каком состоянии находится система N в настоящем (при / = ), но не зависит от того, каковы были состояния системы в прошлом (при 1 <г0).

Математическая модель содержит графическую компоненту в виде графа состояний процесса, описывающего эволюцию состояний рассматриваемой эрготехнической системы. Интенсивности отказов системы, соединяющие состояния графа обозначаются Я,, а интенсивности восстановления - . В соответствии с методом анализа марковских процессов для определения показателей надежности элементов системы составляются (по графу состояний) системы обыкновенных дифференциальных уравнений для вероятностей состояний, называемые уравнениями Колмогорова-Чемпена. Система

дифференциальных уравнений Колмогорова - Чепмена первого порядка записывается следующим образом [4]:

<=1,2,...,/*, (1)

ш 1-0

где /;(г)= />(г;Лг,) - вероятность того, что в момент времени 1>10 процесс будет находиться в состоянии Л,-.

/,(/) - интенсивности ухода из состояния ТУ,,

Я, (/)- интенсивности переходов между состояниями ЛГ, и Л^.

Система дифференциальных уравнений дополняется нормировочным

условием £/;(/) = !, (2)

1-0

где /'ДО - вероятность нахождения в 1-м состоянии; л +1 — число возможных состояний.

Все множество возможных состояний системы разбивается на две части: подмножество состояний и,, в которых система работоспособна, и подмножество состояний п2, в которых система неработоспособна. Тогда функция готовности системы будет:

А') = !>,('), (3)

м>

где Р,0) — вероятность нахождения системы в 1-м работоспособном состоянии.

Приведенная выше модель и характеристики надежности, как правило, используются для оценки надежности технических систем. Но как уже отмечалось ранее, рассматриваемая в данной работе система включает в качестве основного элемента человека-оператора В связи с этим обоснуем применимость характеристик теории надежности для человека-оператора.

В основе теории надежности лежат методы оценки случайных процессов, происходящих в технических устройствах и вызывающих отказы системы. Рассмотрено, насколько применимы такие методы при оценке деятельности человека-оператора (лоцмана) в морской эрготехнической системе управления швартовкой судна. Известно, что успешность работы оператора обусловлена множеством случайных факторов, связанных как с самим оператором, так и с техническими устройствами и условиями их взаимодействия. Поэтому можно считать, что человек-оператор в системе управления оказывается подверженным случайностям даже в большей степени, чем технические устройства, и к нему применим общий метод подхода, принятый в теории надежности [5].

При оценке надежности технических систем вводится понятие отказа. Под отказом технического устройства понимают событие, заключающееся в нарушении работоспособного состояния объекта [4]. Для человека-оператора же отказы могут быть окончательными и временными. Окончательным отказом человека-оператора является безвозвратная потеря технической квалификации. Временные отказы - это нарушения, ошибки, которые оператор допускает в процессе работы и в некоторых случаях может устранить. По природе возникновения отказы человека разделяются на следующие категории [5]:

- психологические отказы, проявляющиеся у оператора в неправильном восприятии информации (сенсорные ошибки), либо в неправильной оценке ситуации, в принятии ошибочного решения (логические ошибки), либо в неправильной реализации этого решения (ошибки исполнительных действий). Такие ошибки влекут за собой нарушение нормального функционирования системы или снижение эффективности ее применения;

- физиологические отказы, которые выражаются в возникновении таких устойчивых изменений в организме оператора, которые временно выводят его из работоспособного состояния;

- демографические отказы, которые проявляются в полной и безвозвратной потере оператором возможности выполнения возложенных на него функций.

Отказы человека подразделяются также на активные и пассивные. К активным отказам относятся ошибки в действиях, опознавании, выполнении инструкций, а к пассивным - ошибки, связанные памятью и вниманием оператора. Кроме того, отказы операторов, также как и отказы технических устройств, подразделяются на[1]:

- внезапные и постепенные (когда характеристики отклоняются от нормы скачком или плавно);

- полные и частичные (когда полностью или частично элемент системы перестает выполнять возложенные на него функции);

- явные и неявные (когда имеется или отсутствует информация о возникновении отказа).

Также отказы подразделяют по этапам их возникновения. Для технических устройств - это отказы, которые проявляются или в процессе работы, или профилактики, или контроля и т. п., для человека-оператора - это отказы, возникающие при приеме информации, ее переработке, выдаче команд и т. п.

Таким образом, в соответствии с выше приведенными определениями отказов оператора можно заключить, что между отказами человека и техники имеется много общего. В соответствии с этим отказы человека можно расценивать с тех же позиций, с каких определяются отказы технических устройств. Отказы оператора следует рассматривать только с позиций их влияния на систему. В соответствии со сказанным выше приведем определение понятия отказа человека-оператора. Отказ оператора эрготехнической системы - это событие, проявляющееся в действии (или бездействии) оператора, которое влечет за собой отклонение выходных параметров системы за допустимые пределы или нарушение норм, регламентирующих ее работу [5]. При этом отметим отличие между отказом оператора и отказом технического устройства. В техническом устройстве отклонение параметров за пределы технических условий, безотносительно от их влияния на систему, квалифицируются как отказ устройства. Для оператора же отказ заключается в его неправильных, ошибочных действиях по отношению к управляемой системе.

При оценке надежности технической части введена случайная функция времени безотказной работы. Для технических устройств такая характеристика удобна при оценке надежности, т.к. техническая система обычно выполняет од-

ни и те же функции. Деятельность же оператора, выполняющего разнообразные действия, характеризуется вероятностью безошибочного выполнения соответствующих управляющих действий. [1]. Надежность оператора при выполнении управляющих действий характеризуется также используемыми в теории надежности интенсивностью отказов Л(0, вероятностью безотказной работы P(t), средним временем безотказной работы т. К оценке деятельности оператора, а также всей эргсггехнической системы можно успешно применять и некоторые частные коэффициенты из теории надежности: коэффициент Кг или функция Г(1) готовности, учет условий эксплуатации, эффективность использования и др. С учетом сказанного выше, можно заключить, что методы теории надежно* ста можно использовать для количественной оценки надежности человека-оператора и эрготехнической системы в целом.

Далее во второй главе рассмотрены технические средства, необходимые для реализации процесса швартовки судна и описанные рассмотренной выше моделью. В процессе швартовки судна лоцман регулирует работу буксиров с помощью радиоэлектронных средств связи, в частности, носимой УКВ радиостанции, используемой в ГМССБ. Начиная с 1999 г., согласно конвенциям SOLAS, в соответствии с требованиями ГМССБ все морские суда должны быть в обязательном порядке оборудованы носимыми УКВ ГМССБ радиостанциями для аварийно-спасательных работ. УКВ - радиостанции работают в режиме телефонии, в выделенном для морской подвижной связи диапазоне частот 156,025 -162,025 МГц, и имеют до 55 частотных каналов, часть из которых используется для симплексной связи, другая часть - для дуплексной. Носимые радиостанции могут иметь любое число каналов, но при обязательном наличии 16-го -вызова и бедствия. Ведение обычных переговоров на 16-м канале запрещено -для этого выделены каналы №№ 6, 8, 9, 10, 13, 15, 17, 67, 69, 72. В частности, лоцман для переговоров с буксирами использует 6 канал. Мощность излучения носимых радиостанций - 5 Вт с возможностью ее уменьшения до 1 Вт. Технические характеристики носимой УКВ радиостанция позволяют использовать ее для осуществления связи лоцмана с операторами буксиров для согласования действий и обеспечения безаварийной швартовки судов.

Для снижения роли человеческого фактора на судах в процессе швартовки судна к причалу, в 2003 году на причалах нефтегавани Шесхарис установлена Лазерная система швартовки крупнотоннажных судов (ЛСШКС). В 7 частности, на причалах №1, №2, №6 и №7 нефтегавани Шесхарис смонтиро-

ваны и запущены в эксплуатацию оптиколокационные дальномеры на основе лазера "LASER DISTANCE SENSOR LD90-3HÍP" австрийской фирмы "RIEGL". Датчики снимают все параметры подходящего к пирсу танкера. Полученная информация поступает на центральный компьютер диспетчерской службы - скорость судна, высота волны, расстояние до причала с точностью до одного сантиметра (учитываются даже морские течения).

Лазерная система швартовки крупнотоннажных судов, разработанная совместно с компанией Marimatech AS, установленная на причалах нефтегавани "Шесхарис", является вспомогательной для лоцманской службы порта и

предназначена для повышения безопасности в процессе причаливания и швартовки судов, а также позволяет вести мониторинг их состояния после постановки к причалу. Лазерная система швартовки позволяет: обеспечить лоцмана информацией о дистанции до причала и скорости сближения, а также гидрометеорологической информацией; документировать параметры движения судна при швартовке, отшвартовке, а так же во время стоянки; выдать распечатку параметров подхода, стоянки и отхода судна; сохранить всю информацию в базе данных на жестком диске компьютера; производить мониторинг в процессе стоянки судна, фиксируя параметры стоянки и в случае превышения допустимых смещений относительно штатного места стоянки выдать предупреждение на экран монитора оператора диспетчерской службы; обслуживать необходимое количество мест швартовки крупнотоннажных судов.

Таким образом, во второй главе на основе статистических данных и экспертных опросов разработана математическая модель оценки надежности МТЭТС на базе модели марковских процессов; рассмотрена эрготехническая система управления швартовкой, в основу которой входит человек-оператор, радиоэлектронные средства и швартуемое судно; приведен вариант использования лазерной системы швартовки крупнотоннажных судов для повышения надежности швартовки судов.

В третьей главе выполнен анализ надежности сложной морской телекоммуникационной эрготехнической системы управления швартовкой крупнотоннажных судов с учетом различных вариантов надежностных схем системы. Проведен сравнительный анализ надежности эрготехнической подсистемы управления швартовкой судна без использования радиоэлектронных средств точного определения положения судна относительно причала, а также с учетом их введения с целью обеспечения поддержки операторских решений.

Ранее уже отмечалось, что швартовка судна к причалу является сложной и опасной технической операцией, требующей точности определения местоположения швартуемого судна, квалифицированных и своевременных действий лоцмана, управляющего процессом швартовки, а также надежности используемых лоцманом радиоэлектронных средств. Опасность, прежде всего, связана с тем, что процесс швартовки происходит в стесненных условиях, а также при малой управляемости швартуемого судна. Кроме того, лоцман, управляющий процессом швартовки, непрерывно следит за быстро меняющейся ситуацией, обрабатывает информацию, поступающую от РЭС, а также выполняет команды по швартовке судна. В связи с этим лоцман (руководитель швартовки), а также используемые им радиоэлектронные средства, как уже сказано выше, являются главными звеньями при швартовке судна к причалу. Поэтому особое внимание необходимо уделить оценке надежности эрготехнической системы управления швартовкой, включающего человека-оператора и используемые им при управлении судном радиоэлектронные средства. А также необходимо оценить насколько повышается надежность системы. В связи с этим была разработана надежностная модель радиоэлектронной подсистемы управления швартовными операциями, а также произ-

веден анализ ее надежности без использования лазерной системы швартовки крупнотоннажных судов и с учетом ее использования.

Вначале рассмотрена эрготехническая система управления швартовкой без использования средств точного определения положения судна относительно причала. На рис.2, приведена надежностная схема такой системы. Здесь элементы схемы имеют ненагруженный резерв. В качестве "резервного элемента" лоцмана выбран капитан судна, который в случае неспособности лоцманом выполнять свои функции может заменить его. В качестве РЭС связи, лоцман использует при швартовке носимую УКВ радиостанцию. На надежностной схеме, приведенной на рис.2, радиоэлектронные средства, в частности носимая радиостанция, представлена последовательным соединением приемника и передатчика. В соответствии с нормативными документами, имеется резервная радиостанция на случай отказа первой, поэтому на надежностной схеме представлена дублирующая радиостанция, включенная по способу замещения.

I----

РЭС сот я

Рис. 2. Надежностная схема эрготехнической системы управления швартовкой В соответствии с надежностной схемой, приведенной на рис.2 составлены граф состояний и система дифференциальных уравнений Колмогорова-Чемпена для вероятностей состояний рассматриваемой эрготехнической системы управления швартовкой судов. Функция готовности рассматриваемой системы определяется следующим образом:

ГО) =р„0)+Р10)+р20)+Р/0 +РМ), (4)

где Р00), Р,(1), Р/1), Р^О- ре(*) ~ вероятности нахождения системы в работоспособных состояниях.

1~0 20 30 ¿0 50 60

Рис. 3. Функция готовности эрготехнической системы управления швартовкой для различных иктенсивносгей отказов оператора: /- =7.2 10 21/час, Х„т =2-10"'¡/час, Дл,л=3-10н1 1/час,

2 - = 5-Ю"2 //час, Х„т = 2■ 10"61/час, ЯЛРг =3-10^ 1/час;

3 - А, = 9 4 • 10"1 1/час, Хп-и =2 К1/час, Лпрл =3-10"6 1/час

Далее в главе был рассмотрена морская телекоммуникационная эрготех-ническая система управления швартовкой, включающая человека-оператора (лоцмана), РЭС связи и радиоэлектронные устройства ЛСШКС, позволяющие повысить точность определения местоположение судна относительно причала. Надежностная схема такой системы приведена на рис.4. При этом, при выходе из строя ЛСШКС система сохраняет работоспособность, но к оператору (руководителю швартовки) не поступают данные о позиции судна относительно причала и он должен определять их визуально. Таким образом, часть функций оператора, в частности точное определение местоположения судна относительно причала, осуществляется с помощью ЛСШКС, что позволяет отстранить оператора от ряда действий, тем самым, уменьшая количество ошибок, которые он может допустить. При этом интенсивность отказов оператора снижается на величину у -1.3 -10"' 1/час. Величина у получена исходя из статистических данных по швартовке судов и навалам на причалы нефтегавани Шесхарис [б]. Надежностная схема рассматриваемой МТЭТС управления швартовкой судна представлена на рис.4.

-V

иэ-эжшмнаюстрм ЛСШКС

Рис. 4 Надежностная схема МТЭТС управления швартовкой судна с использованием ЛСШКС

В соответствии с надежностной схемой, приведенной на рис.4 составлены граф состояний и система дифференциальных уравнений Колмогорова-Чемпена для вероятностей состояний рассматриваемой МТЭТС управления швартовкой судов. Функция готовности рассматриваемой системы определяется, в соответствии с (3):

П')= /"„(О+ /",(') + Л(<)+ Л(')+ РЛ0+ Р.(/)+Л(0 + Л(') + Л.О+ я„(') + + /»„(/)+т>м(/)++ЛЛ0 + Р,Л<) + Р,Л0 + + Рх(1) + Р„0) + РА0 + Лл(<) + + РИ(/) +- + Р„(г) + />„(/) + Л, О + Л.(') + Лз(0 + Р»С) + Р«С) + Л, С) + + />,(0+ Р„(1)+ рш( 0 + ЛЛО + ЛгО + Ра(П + Ри(')+ Р.Л0+ Р«(0 + , (5) + Р„( о + р„0) + Рн(0 + Ри(0 + р3!(0 + />*(/) + Р„(Г) + ря(0 + />„(') +■ Рм(/)+ +- Ра(0 + Р<2(0+ Р«(')+ МО+ Р„(0 +/>«(') + Ра(/)+ Рта(')+М0+Р7,(') + + + Л5С) + Лб(') + ЛтС) + Рп( о + Р*Ю + Р,о(0 + рпС) + Ри(1) + р,ло + + Р» С) + Л, С) + Л| (0 + рм С) + Р» (0

где - вероят-

pю(txpжpíл0,p»^t),pss(0,pк^t),p^l),pя^txp„(.t),pм^t),pi,^tlpa^t),pю0)ъ

Рм ('), Р6, ('), ^ С), Л, ('). Рм С), Р„ (О, МО, Л, С), Л, (г), (/), />„ (г), Л, (о, />*('), ^ (О, С), ^ С), >•„(<>, />„(<>, Рю(0, П, С), С), Я* (О ности нахождения системы в работоспособных состояниях.

(1996

О 10 20 3 0 40 50 60 '»"»

Рис. 5. Функция готовности МТЭТС управления швартовкой судна с использованием ЛСШКС' I-Хп- =510"*/Лае, Хт = 5.4-Ю1//час; =4.3 10"* 1/час,Хт =5.5-10'' //«с;

2- А, =5-10-' //час. Л,,. =5-10''/час, д^ = 5.4 10"' '/час; хм = 4.3 иг4 //час-,Ада =5.5 10"5 ¡'час-,

3-Л, «9.410'1 '/час, =5 Ю-4//час, =5.410 Ч/час, = 4.3 10* //ч<ю;Ада =55 10 ' //чес

На рис.5, приведена функция готовности МТЭТС управления швартовкой судна для различных интенеивносгей отказов оператора (лоцмана).

Далее проведен сравнительный анализ характеристик функций готовности для рассмотренных выше эргатических систем (рис.6).

щ

I

в 10 20 30 <0 50 бо ,мш

Рис.6. Сравнительная характеристика функций готовности эрготехнической системы управления швартовкой с учетом использования и без использования ЛСШКС:

1 - функция готовности зрготехничсскоя системы управлении швартовкой,

2 - фужтся готовности эрготехнической системы взаимодействия лоцмана с радиоэлектронными средствами;

3 - функция готовности МТЭТС управления швартовкой с учетом использования ЛС1ШСС

Таким образом, как показывает проведенный анализ надежность морской эрготехнической системы управления швартовкой с введением системы поддержки операторских решений (ЛСШКС) повышается. Однако, уровень повышения надежности с помощью такой системы недостаточен для полного предотвращения возникновения аварийных ситуаций. При этом главной причиной такого незначительного повышения надежности остается влияние человека-оператора. Т.е

несмотря на кажущееся решение проблемы обеспечения лоцмана и береговых центров контроля высокоточными данными позиционирования судна относительно причала, а также скорости их сближения, подобная система имеет ряд особенностей, не позволяющих её считать окончательным решением технического аспекта проблемы безопасной швартовки. Поэтому необходимо рассматривать другие методы и средства, которые обеспечивали бы большую надежность, а, следовательно, и безаварийность выполнения швартовных операций.

Таким образом, в третьей главе, на основании разработанной модели и анализа швартовных операций, разработаны надежностные схемы и графы состояний эрготехнической системы управления швартовными операциями, а также осуществлен сравнительный анализ надежности эрготехнической системы управления швартовкой судна без использования лазерной системы швартовки крупнотоннажных судов, обеспечивающей поддержку операторских решений и с учетом ее использования. Проведенные расчеты относятся к стабильному стационарному режиму, что показывает такой уровень надежности, но при переходе к динамике швартовки появляется множество неучтенных факторов (течения, ветра, состояния человека-оператора и др.) при этом вычисленная надежность из-за этих факторов существенно снижается и для того, чтобы скомпенсировать это снижение необходимо проанализировать эти факторы, главный из которых - человеческий фактор.

В четвёртой главе определена надежность морской телекоммуникационной эрготехнической системы управления швартовкой крупнотоннажных судов с учетом имеющегося у оператора резервного времени в случае отвлечения его на другие объекты. Сделан вывод, в соответствии с проведенным количественным анализом, о главном элементе всей эрготехнической системы управления швартовкой крупнотоннажных судов, которым является человек-оператор. Предложен переход к более эргономичным и компактным вспомогательным системам, которые могли бы использоваться совместно с микрокомпьютером и находиться в руках лоцмана, а также иметь программное обеспечение советующего типа, тем самым, повышая надежность всей эрготехнической системы.

На рис. 7. приведена модель постановки судна к причалу и формирования резерва времени ^ для осуществления безопасного маневрирования. В этой модели каждому состоянию вектора скорости V маневрирующего судна предпосылается внезапная потенциальная опасность встречи судна (через некоторое время Г,) с одним из окружающих внешних объектов, случайно попадающих на линейное продолжение V. Время от момента наблюдения /-той потенциальной опасности до момента ее реализации обозначим Ти. С другой стороны, это тот текущий интервал времени, который отведён для осуществления всех необходимых процедур управления судном по предотвращению /той аварии, предсказываемой в момент г-го наблюдения состояния судна Все части цикла управления (• ■) судном, уводящего его от аварийных навалов, столкновений и т.п. и приводящего к цели (безопасной постановке к причалу), могут реализоваться судоводителем только на интервале Ти—г^У,, где г, — расстояние до препятствия; V, - скорость /-го элемента судна.

На рис.7.6) полный цикл управления тупр представлен суммой времён: /1 - переработки получаемой информации судоводителем; /2 - отвлечения судоводителя от данного направления опасности (например, от направления 1, 2, 3, 4 на направление Г, 2' на рис.7.а)); /3 - на срабатывание органов управления; и - отработки команд машинами и т.п. На рис.7 показан интервал времени т„ к, вхождение в который со скоростью Уи означает неизбежность аварии (н к), связанной с навалом носа судна Сш на корму судна С4 в точке 4, т.к. на участке 3-4 количество движения шс-У, судна не смогут преодолеть никакие маневры последнего маневра.

ния резерва времени для осуществления безаггасиого маневрирования при игаарговке Сш:

а) акватория швартовки, стеснении грающей опасностей (Ш), образованной цричалшой линией (П*-П*) и стоящим и (У5Я^(еиС1,С>С<);швчтамосущесталктаву«счмми(Б, яБ^;

б) ш мой яеро)т*>с™ сйлижгния нпсояой части судна < я с К) Для аажаого нштамения жйствует предпшктаиние, что точка Н сулга Си, в течение времени Т, сближается со скоростью К с точкой 4 на аорме снищете суд» С« (яомкшияа ¡а-юв)

В процессе швартовки судна к причалу оператор-судоводитель (лоцман) может допускать ошибки в управлении, зачастую ведущие к возникновению аварийной ситуации. При этом для устранения возникших ошибок оператору требуется некоторое резервное время. Обозначим время, в течение которого оператор обнаруживает возникновение опасности (появление ошибки), величиной г0, определяемым аналогично Ту^,, а время, которым располагает оператор для устранения ошибки и предотвращения аварийной ситуации, в частности, навала судна на причал - величиной г^, определяемой по формуле:

Вероятность отказа системы 0(го), обусловленная тем, что оператор отвлечется от управления на время /0, находится по формуле:

£?«.) = £\ (7)

.-I ,, о V

V*'

где к - число разрядов, на которые делятся возмущения и г^.

По последней формуле можно рассчитывать значения вероятности возникновения отказа системы дня различных периодов ухода оператора из управления .

На основе полученных данных с помощью программных средств было определено время цикла регулирования и значения его компонентов; для различных по величине возмущений были подсчитаны значения резервного времени; построена зависимость вероятность возникновения аварийной ситуации от времени отвлечения оператора (рис.8).

На рис.9 представлена зависимость функции отказности Гп(1а) эрготех-нической системы при швартовке танкера от времени отвлечения наблюдения за направлением опасности, расположенной вдоль вектора скорости на тот или иной участок траницы опасности (ГО). Видно, что при временах отвлечения судоводителя ¿¿>10 мин (а это соответствует средним временам достижения борта швартуемого судна (Сш) границы опасности), вероятность столкновения с ГО становится близкой к единице.

Существенный вывод из проделанных расчётов следует для области малых значений ¡о, т.к. он показывает перспективы снижения вклада человеческого фактора в причины аварийности на флоте при швартовках судов. Выше отмечалось, что современный уровень аварийности при швартовках определяется приблизительно одной аварией на несколько сотен швартовок; это явно низкий уровень надёжности технологий швартовки судов, когда оператор оценивает ситуацию визуально, обусловленный низкой точностью визуального определения расстояний от борга судна до ГО (причала или рядом стоящих судов), большими временами отвлечения /0 от наиболее опасных секторов встречи борта (особенно носа и кормы) с ГО и слабой информированностью судоводителя о текущем наиболее опасном направлении (секторе) назревающего отказа (навала).

навения расположены ш границе опасности (ГО) данной акватории (см. рис 7а))

Расчёты функции отказности Го@р) эрготехнической системы управления швартовкой от ¡а (от медлительности ЧЭ), приведённые на рис.9, отчётливо показывают, что большой вклад человеческого фактора в отказность эрготехнической системы при швартовке на сильно стеснённой акватории (кривая 1 на рис.9) соответствует временам отвлечения г0 порядка десятков секунд. Такой уровень отказности из-за влияния человеческого фактора достигнут в мире уже 30-40 лет тому назад и с тех пор практически не улучшается. Результаты работы убедительно указывают на основную причину такого застоя в технологии швартовок судов; она в невозможности обеспечения необходимых малых времён отвлечения /0: для вероятности отказа (навала) ~10_3 на стеснённой акватории швартовок с размером ¿го~1 мили времена отвлечения от каждого сектора опасности не должны превышать единиц секунд, а для ~10~4 - долей секунды. Такая быстрота сканирования секторов опасности вокруг судна недоступна человеку и настоятельно требует участия специальных наблюдательных технических средств швартовки с обработкой данных измерений с помощью систем советующего типа, быстро обрабатывающих поступающую информацию и выдающих оператору-судоводителю решения-подсказки оптимального управления судном в ходе всей процедуры швартовки.

Таким образом, в настоящей работе изложена новая методика расчёта вероятностной меры готовности сложной эрготехнической системы к безопасной швартовке судна в зависимости от абсолютной точности дальномеров, обслуживающих судоводителей. Советующие системы решают на резервном интервале времени (/,ра) задачи встречи каждого участка борта судна с опасным объектом и вырабатывают судоводителю оптимальную подсказку на очередной маневр. Из сказанного следует вывод, что для исключения аварийных случаев (навалов) необходимы технические средства, которые бы с повышенной скоростью реагировали на возмущение или препятствие на пути швартовки и практически мгновенно позволяли лоцману исправлять положение. Техническим вариантом такого решения может быть синтез точного измерителя дальности с компьютером, который был программирован на измерение всех параметров и выдавал бы мгновенную информацию лоцману в качестве совета. Кроме того, необходим переход к более эргономичным и компактным вспомогательным системам, которые могли бы использоваться совместно с микрокомпьютером и находиться в руках лоцмана, а также * иметь программное обеспечение советующего типа, что особенно важно в

наиболее опасной зоне швартовке, уже в 50-ти метрах от причала. С учетом вышесказанного возможно существенное повышение надежности всей эрготехнической системы в целом.

Таким образом, в четвертой главе была проанализирована морская телекоммуникационная эрготехническая система управления швартовкой крупнотоннажных судов и выделен, в качестве главного компонента человек-оператор. Определена надежность морской телекоммуникационной эрготехнической системы управления швартовкой крупнотоннажных судов с учетом имеющегося у оператора резервного времени в случае отвлечения оператора на другие объекты. Сделан вывод, в соответствии с проведенным количест-

венным анализом, о главном элементе всего эрготехнической системы управления швартовкой крупнотоннажных судов, которым является человек-оператор. Предложен переход к более эргономичным и компактным вспомогательным системам, которые могли бы использоваться совместно с микрокомпьютером и находиться в руках лоцмана, а также иметь программное обеспечение советующего типа, тем самым, повышая надежность всей эрготехнической системы.

Заключение и общие выводы

1. Разработана и обоснована методика определения системной надежности эрготехнической системы управления швартовкой с использованием современных радиоэлектронных средств поддержки решений оператора на базе исследования случайных процессов и повышения надежности эрготехнической системы управления швартовочными операциями;

2. Разработана концепция применения методики анализа случайных процессов и количественного анализа системной надежности швартовочного процесса с участием человека-оператора, использующего в качестве поддержки решений техническую подсистему, в частности ЛСШКС;

3. Выполнен анализ надежности двух составных частей МТЭТС (технического и человеческого элементов) с помощью разработанных компьютерных программ и современных программных средств для:

а) эрготехнической системы управления швартовкой судна к причалу без использования ЛСШКС, поддерживающей решения человека-оператора;

б) эрготехнической системы взаимодействия человека-оператора с радиоэлектронными средствами, включая использование ЛСШКС;

в) морской телекоммуникационной эрготехнической системы управления швартовкой судна к причалу с использованием ЛСШКС, поддерживающей решения человека-оператора.

4. Разработана объективированная модель надежности человека-оператора, недостаточная оперативность которого дополняется комплексом технических средств МТЭТС.

Цитированная литература

1. Дружинин Г .В. Анализ эрготехничес ких систем. - М.: Энергоатомиз-дат,1984. -160 е., ил.

2. Погосов С.Г. Швартовка крупнотоннажных судов, М., "Транспорт", 1975,176 с.

3. Ивахненко А.Г. Кибернетические системы с комбинированным управлением. 'Техника", К.,1986г.

4. Дружинин Г.В. Надежность автоматизированных систем. М.: Энерго-издат,1986.

5. Котик М.А. Краткий курс инженерной психологии. Учебное пособие. Таллинн: Изд. "Валгус", 1971. - 308 е.: ил.

6. Ерыгин В.В. Радиоэлектронные средства обеспечения безопасности швартовки крупнотоннажных судов в задаче снижения роли человеческого

фактора (на примере систем безопасности мореплавания в регионе порта Новороссийск), диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук, Новороссийск, 2005,156 с.

Список научных трудов, отражающих содержание диссертации

1. Лицкевич А.П., Демьянов В.В., Бойко А.И., Карбовец Н.В. Системная надежность морского радиоэлектронного оборудования, РИО МГА им. адм. Ф.Ф. Ушакова, Новороссийск, 2005 г., 185 с.

2. Карбовец Н.В., Бойко А.И. Асимптотические вероятности в исследовании сложных систем, РИО НГМА, Сб. научных трудов НГМА, выпуск 6, Новороссийск, 2001г., 6с.

3. Карбовец Н.В., Лицкевич А.П. Интерполирование интенсивностей постепенных отказов в марковской модели эксплуатационного процесса, РИО НГМА, Сб. научных трудов НГМА, выпуск 6, Новороссийск, 2001г., Зс.

4. Карбовец Н.В.Информационный подход к анализу качества и эффективности морских систем, РИО НГМА, Сб. научных трудов НГМА, выпуск 7, Новороссийск, 2002г.

5. Карбовец Н.В. Информационный подход к анализу качества и эффективности морских систем. "Студент — наука", материалы четвертой Новороссийской городской студенческой научной конференции (26 апреля 2002 года), Новороссийск, 2002г.

6. Карбовец Н.В. Повышение надежности человека-оператора в сложных морских системах с помощью радиоэлектронного контура контроля. Сб. научных трудов НГМА, выпуск 7,2002г.

7. Карбовец Н.В. О надежности человека-оператора в технологии регулирования ЭМО порта. Сб. материалов Международной научной конференции "Компьютерное моделирование и информационные технологии в науке, инженерии и образовании", Пенза 2003г.

8. Карбовец Н.В. Оценка вероятности безотказной работы системы регулирования ЭМО в порту с учетом надежности человека-оператора. Сб. научных трудов НГМА, выпуск 8,2003г.

9. Карбовец Н.В. Некоторые аспекты вероятностного анализа деятельности операторов береговых систем управления движением судов. Известия высших учебных заведений, Северокавказский регион, Проблемы водного транспорта, часть 1, технические науки, 2004г.

Ю.Карбовец Н.В. Моделирование работоспособности оператора морских радиоэлектронных систем. "Студент и наука - 2004", материалы пятой Новороссийской городской студенческой научной конференции, Новороссийск, 2004г.

11 .Карбовец Н.В. Прогнозирование вероятности возникновения критической ситуации в эргатической системе на примере швартующегося судна. РИО НГМА, Сб. научных трудов НГМА, выпуск 9, Новороссийск, 2004г.

*- 7 6 4? ^^

12. Юсупов Л.Н., Ерыгин В.В., Карбовец Н.В. Возможности оптической дальнометрии в швартовых операциях, РИО НГМА, Сб. научных трудов НГМД, выпуск 9, Новороссийск, 2004г.

1 З.Демьянов В.В., Лицкевич А.П., Карбовец Н.В.О дополнительности к неопределённостям эргатической системы швартовки судна. Известия высших учебных заведений, Северокавказский регион, Проблемы водного транспорта, часть 1, технические науки, 2005г.

Аннотация I

диссертации Карбовец Н.В. "НАДЕЖНОСТЬ МОРСКОЙ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННОЙ ЭРГОТЕХНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ШВАРТОВКОЙ КРУПНОТОННАЖНЫХСУДОВ (на примере Новороссийского порта)" В работе представлены исследования системной надежности морской телекоммуникационной эрготехнической системы управления швартовкой крупнотоннажных судов на ограниченной акватории, требующей, как доказывается, радиоэлектронных средств поддержки решений оператора, а также снижения вклада человеческого фактора в надежность эрготехнической системы. Соискателем лично и при непосредственном его участии разработана и обоснована методика определения системной надежности морской телекоммуникационной эрготехнической системы управления швартовкой; синтезирована модель марковских процессов и количественной оценки надежности эрготехнической системы управления швартовочными операциями. С помощью разработанных компьютерных программ и современных программных средств, сделан количественный анализ надежности системы управления швартовкой крупнотоннажных судов и разработана концепция применения марковской модели для количественного анализа системной надежности швартовочного процесса с участием человека-оператора, опирающегося на поддержку технической подсистемы (лазерной системы швартовки крупнотоннажных судов); определена надежность эрготехнической системы управления швартовкой крупнотоннажных судов с учетом имеющегося у оператора резервного времени на случай отвлечения оператора на другие объекты. В соответствии с проведенным количественным анализом сделан вывод, что главным элементом морской эрготехнической системы управления швартовкой крупнотоннажных судов является человек-оператор. Предложен переход к более эргономичным и компактным вспомогательным системам, которые могли бы использоваться совместно с микрокомпьютером лоцманом, как программное средство советующего типа, тем самым, повышая надежность всей эрготехнической системы.

В диссертации: листов 130; рис. - 24; табл. - 4; библиограф, ссылок - 107.

Формат 60x84 1/16. Тираж 100. Заказ 952. Отпечатано в редакционно-издахельском отделе

ФГОУ ВПО «Морская государственная академия им адм. Ф.Ф Ушакова» 333918, г. Новороссийск, пр. Ленина, 93

Введение Общая характеристика работы.

Глава 1. Проблемные аспекты надежности морской телекоммуникационной эрготехнической системы, образующейся при швартовке крупнотоннажных судов к причалу.

1.1. Проблемные аспекты постановки крупнотоннажного судна к стационарному причалу.

1.2. Морская телекоммуникационная эрготехническая система управления швартовкой судна как сложная человеко-машинная система.

1.3. Роль человека-оператора в выполнении швартовных операций.

1.4. Элементы неопределенности в процессе швартовки крупнотоннажного судна к причалу.

1.5. Краткие выводы по главе.

Глава 2. Разработка математической модели анализа надежности морской телекоммуникационной эрготехнической системы, образующейся при швартовке крупнотоннажных судов на ограниченной акватории, с учетом технических средств ее реализации.

2.1. Обоснование использования вероятностных методов для оценки надежности морской телекоммуникационной эрготехнической системы швартовки крупнотоннажного судна к причалу (на примере марковской модели).

2.2. Методологические особенности применения вероятностных моделей с дискретными состояниями.

2.3. Обоснование применимости методов теории надежности для человека-оператора как основного элемента морской телекоммуникационной эрготехнической системы управления швартовкой судна.

2.4. Управление швартовкой крупнотоннажных судов как телекоммуникационная эрготехническая система.

2.5. Особенности поведения человека, принятия им решений, возникающие ошибки при швартовке судна к причалу и их учет в моделировании надежности человека-оператора.

2.6. Радиоэлектронные технические средства обеспечения надежного процесса швартовки.

2.6.1. Носимая УКВ ГМССБ радиостанция, ее параметры и их учет в надежности эрготехнической системы.

2.6.2. Лазерная система швартовки крупнотоннажных судов, ее параметры и их учет в надежности эрготехнической системы

2.7. Краткие выводы по главе.

Глава 3. Количественный анализ надежности различных конфигураций сложной морской телекоммуникационной эрготехнической системы управления швартовкой судна и их сравнение.:.

3.1. Надежностная схема морской телекоммуникационной эрготехнической системы управления швартовкой судна.

3.2. Анализ надежности морской телекоммуникационной эрготехнической системы управления швартовкой судна без учета использования вспомогательных средств.

3.3. Анализ надежности морской телекоммуникационной эрготехнической системы управления швартовкой судна с учетом использования лазерной системы швартовки крупнотоннажных судов.

3.4. Сравнительный анализ надежности морской телекоммуникационной эрготехнической системы управления швартовкой судна с учетом использования вспомогательных радиоэлектронных технических средств и без их использования.

3.5. Краткие выводы по главе.

Глава 4. Оценка функциональной надежности морской телекоммуникационной эрготехнической системы управления швартовкой крупнотоннажных судов на ограниченной акватории (в динамическом режиме).

4.1. Особенности швартовки крупнотоннажных судов на ограниченной акватории.

4.2. Особенности движения судна к месту швартовки.

4.3. Подготовительные мероприятия и их роль для обеспечения надежной постановки судна к причалу.

4.4. Психологические особенности человека-оператора, осуществляющего швартовку крупнотоннажного судна к причалу на ограниченной акватории.

4.5. Временной фактор в осуществлении надежной швартовки с учетом стесненности акватории и отвлечения оператора на оценку обстановки.

4.6. Определение вероятностных характеристик морской телекоммуникационной эрготехнической системы управления швартовкой судов с учетом временного фактора.

4.7. Краткие выводы по главе.

Актуальность проблемы. В последние годы всё большее значение приобретают радиоэлектронные системы высокоточного определения и на- • дёжного контроля местоположения судна как в прибрежных морских районах плавания с высокой интенсивностью судоходства, так и на установленных фарватерах акваторий портов и особенно на заключительном этапе судозахода, при швартовке судна к причалу. Особенность этого этапа швартовки заключается в том, что сближение судна с причалом осуществляется, как правило, с выключенным двигателем швартуемого судна при сильно стесненных условиях маневров, в результате чего судно при швартовке становится плохоуправляемым объектом. В связи с этим обеспечение безаварийной швартовки в значительной степени определяется действиями судоводителя, контролирующего технологию причаливания и принимающего решения по осуществлению процесса швартовки.

Комплекс мероприятий, предпринимаемых при решении вопросов точного и надежного определения местоположения судов, призван обеспечить предотвращение аварий судов, связанных с гибелью людей, грузов и загрязнением окружающей среды. Для повышения безаварийности судозахода наряду с повышением надежности технических средств (ТС), существенной проблемой при судозаходе и швартовке является соответствующее повышение надежности человека-оператора, осуществляющего управление судном. С действиями человека-оператора по управлению процессом швартовки связывают так называемый человеческий фактор (ЧФ). В данной работе в понятии человеческого фактора акцентируется внимание на психофизиологических особенностях человека, недоступности человеку высокой точности измерений, ограниченности временных реакций, проявляющихся в конкретных условиях его взаимодействия с объектом управления, а также на зависимости характеристик деятельности человека от особенностей используемого навигационного и радиоэлектронного оборудования [1]. В силу непрерывного слежения за постоянно меняющейся ситуацией, обработки большого количества информации и принятия важных управленческих решений, человек-оператор всегда оказывается ограниченным рамками резервного времени, что ведет к ошибкам, авариям и катастрофам. Техническая система, содержащая в качестве наиболее существенного элемента человека-оператора, образует эрготехниче-скую систему. Под телекоммуникационной эрготехнической системой в данной работе понимается сложная система, состоящая из человека-оператора, радиоэлектронных средств (РЭС), технических средств, управляемых человеком в условиях действия факторов внешней среды и техногенных внешних воздействий, сопровождающих швартовку крупнотоннажного судна.

В настоящей работе исследуется надежность морской телекоммуникационной эрготехнической системы (МТЭТС), образующей технологический процесс швартовки судна к причалу, которая описывается в традиционных понятиях теории надежности - потоков отказов, восстановления, коэффициентов готовности и отказности, времен наработки на отказ и восстановления работоспособности и т.п.

В работе исследуются четыре определяющих параметра МТЭТС: сантиметровая точность определения дистанции г, до опасностей на акватории швартовки, скорость и ускорение судна в процессе швартовки и их соответствующая точность определения, и резервное время для осуществления маневра последнего момента, ведущего к безаварийному причаливанию судна. С этой точки зрения в настоящем исследовании основное внимание уделено количественному анализу системной надежности эрготехнической системы управления швартовкой, содержащей человека-оператора и радиоэлектронные средства с целью наибольшего снижения вклада человеческого фактора в отказность морской эрготехнической системы.

Объект исследования - морская телекоммуникационная эрготехниче-ская система, радиоэлектронные средства обеспечения безопасности мореплавания которой ориентированы на уменьшение отказов, связанных с человеческим фактором в МТЭТС при швартовочных операциях на акваториях портов.

Предмет исследования включает следующие компоненты: а) аналитическое исследование системной надежности морской телекоммуникационной эрготехнической системы управления швартовкой судов в портах; б) повышение надежности МТЭТС за счет радиотехнических систем, обеспечивающих снижение информационной нагрузки на человека-оператора и решение швартовных задач, недоступных человеку по быстроте принятия решения.

Цель исследования:

- системный подход к анализу надежности МТЭТС;

- анализ и математическое моделирование системной надежности процесса швартовки крупнотоннажных судов на ограниченной акватории, требующего радиоэлектронных средств поддержки решений оператора;

- максимальное снижение вклада человеческого фактора в ненадежность морской телекоммуникационной эрготехнической системы на основе принципа внешнего дополнения управленческой базы МТЭТС тонкими машинными решениями, недоступными оперативности человека.

Научная новизна защищаемых соискателем положений характеризуется следующими достижениями:

- разработана и обоснована методика определения системной надежности эрготехнической системы управления швартовкой с использованием современных радиоэлектронных средств поддержки решений оператора на базе исследования случайных процессов и повышения надежности эрготехнической системы управления швартовочными операциями;

- предложена методика анализа случайных процессов и количественного анализа системной надежности швартовочного процесса с участием человека-оператора, использующего в качестве поддержки решений техническую подсистему, в частности лазерную систему швартовки крупнотоннажных судов (ЛСШКС);

- выполнен количественный анализ надежности двух составных частей МТЭТС (технического и человеческого элементов) с помощью разработанных компьютерных программ и современных программных средств для: а) эрготехнической системы управления швартовкой судна к причалу без использования ЛСШКС, поддерживающей решения человека-оператора; б) эрготехнической системы взаимодействия человека-оператора с радиоэлектронными средствами, включая использование ЛСШКС; в) МТЭТС управления швартовкой судна к причалу с использованием ЛСШКС, поддерживающей решения человека-оператора.

- разработана модель оценки надежности человека-оператора МТЭТС с учетом введения понятия резервного времени.

Научная достоверность и обоснованность результатов. Научная достоверность и обоснованность результатов, защищаемых в настоящей работе, состоит в том, что все теоретические исследования и практические реализации основаны на использовании известных методических принципов современной науки (теорем, законов, методов): системного анализа, теории вероятностей, теории случайных процессов, теории марковских процессов, численных методов, методов инженерной психологии.

Практическая значимость. Разработанные надежностные модели внедрены в практику работы ФГУ "Администрация Морского порта Новороссийск", а так же используются в учебном процессе, дипломном проектировании и аспирантской работе Морской Государственной академии имени адмирала Ф.Ф. Ушакова.

Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались на региональных научно-технических конференциях и семинарах Морской Государственной академии имени адмирала Ф.Ф. Ушакова в 2000-05годах и на международной научной конференции в г. Пенза в 2003г.

Публикации. Представленная совокупность научных результатов и технических решений опубликована автором в монографии "Системная надежность морского радиоэлектронного оборудования" (г. Новороссийск); в 7 работах Сборника научных трудов НГМА (г. Новороссийск); в одной работе, опубликованной в Материалах Международной научной конференции «Компьютерное моделирование и информационные технологии в науке, инженерии и образовании» в г. Пенза; в 2 работах, опубликованных в центральном журнале "Известия ВУЗов", (Северо-Кавказский регион) "Проблемы водного транспорта" (списка ВАК), а также в 2 работах Материалов четвертой новороссийской городской студенческой научной конференции "Студент - наука" (г. Новороссийск).

Личный вклад в научные разработки, защищаемые в диссертации, определяющий, т.к. основная часть научных результатов получена лично автором, и лишь часть - в соавторстве.

На защиту выносятся следующие основные положения:

1. Методика определения системной надежности эрготехнической системы управления швартовкой с использованием современных радиоэлектронных средств поддержки решений оператора на базе исследования случайных процессов и повышения надежности эрготехнической системы управления швартовочными операциями;

2. Концепция применения методики анализа случайных процессов и количественного анализа системной надежности швартовочного процесса с участием человека-оператора, использующего в качестве поддержки решений техническую подсистему, в частности ЛСШКС;

3. Анализ надежности двух составных частей МТЭТС (технического и человеческого элементов) с помощью разработанных компьютерных программ и современных программных средств для: а) эрготехнической системы управления швартовкой судна к причалу без использования ЛСШКС, поддерживающей решения человека-оператора; б) эрготехнической системы взаимодействия человека-оператора с радиоэлектронными средствами, включая использование ЛСШКС; в) МТЭТС управления швартовкой судна к причалу с использованием ЛСШКС, поддерживающей решения человека-оператора.

4.Объективированная модель надежности человека-оператора, недостаточная оперативность которого дополняется комплексом технических средств МТЭТС.

Заключение и выводы

В работе представлены исследования надежности морской телекоммуникационной эрготехнической системы управления швартовкой крупнотоннажных судов на ограниченной акватории, требующей радиоэлектронных средств поддержки решений оператора, а также снижение вклада человеческого фактора в надежность эрготехнической системы.

В результате научного исследования вынесенной на защиту темы соискателем лично им и при непосредственном его участии:

- разработана и обоснована методика определения системной надежности эрготехнической системы управления швартовкой на базе синтеза модели марковских процессов и количественной оценки надежности эрготехнической системы управления швартовочными операциями;

- выполнен, с помощью разработанных компьютерных программ и современных программных средств, количественный анализ надежности системы управления швартовкой крупнотоннажных судов;

- разработана концепция применения марковской модели для количественного анализа системной надежности швартовочного процесса с участием человека-оператора, опирающегося на поддержку технической подсистемы (лазерной системы швартовки крупнотоннажных судов);

- определена надежность морской телекоммуникационной эрготехнической системы управления швартовкой крупнотоннажных судов с учетом имеющегося у оператора резервного времени в случае отвлечения оператора на другие объекты, а также сделан вывод, в соответствии с проведенным количественным анализом, о главном элементе всей эрготехнической системы управления швартовкой, которым является человек-оператор;

- предложен переход к более эргономичным и компактным вспомогательным системам, которые могли бы использоваться совместно с микрокомпьютером и находиться в руках лоцмана, а также иметь программное обеспечение советующего типа, тем самым, повышая надежность всей эрготехнической системы.

1. Дружинин Г.В. Анализ эрготехнических систем. М.: Энергоатомиздат,1984.- 160 е., ил.

2. Венскаускас К.К., Ильин.А.А. Принципы построения глобальной морской связи при бедствиях и для обеспечения безопасности мореплавания. М.: Мортехинформреклама, ЛВИМУ, 1988. 104с.

3. Демьянов В.В., Попов В.В. Научное осмысление опыта создания информационной сети ГМССБ на Юге России., Ростов-на-Дону (PAT РФ), Новороссийск (НГМА), 1999. 640 с.

4. Долматов Б.П., Попов В.В. Научные аспекты создания автоматизированных информационно-идентификационных систем безопасности мореплавания в портах южного бассейна России. М.: "РосКонсульт", 2001. - 496 с.

5. Причкин О.Б. Морская автоматическая идентификационная система (АИС). Учебное пособие. Владивосток. Мор. гос. ун-т, 2003. 100 с.

6. Погосов С.Г. Швартовка крупнотоннажных судов, М., "Транспорт", 1975, 176 с. ("Библиотечка судоводителя"), 47 рис., 38 табл., список лит. 17 назв.

7. Корнараки В.А. Маневрирование судов. М.: Транспорт, 1979. -128с — (Б-чка судоводителя).

8. Лоция Черного моря, С.-П., 1996.

9. Погосов С.Г., Борисов Е.В. Королева В.П. Обеспечение безопасности движения судов в портовых водах. М., ЦБНТИ, серия "Судовождение и связь", 1974.-42 с.

10. Земляновский Д.К. Теоретические основы безопасности плавания судов, М., "Транспорт", 1973.-224 с.

11. Душков Б.А., Королев A.B., Смирнов Б.А., Основы инженерной психологии. Учебник для студентов ВУЗов. М.: Академический проект; Екатеринбург: Деловая книга, 2002. 358 с.

12. Котик М.А. Краткий курс инженерной психологии. Учебное пособие. Таллинн: Изд. "Валгус", 1971. 308 е.: ил.

13. Губинский А.И. Надежность и качество функционирования эрга-тических систем. JL: Наука, 1982. 289 с.

14. Котик М.А., Емельянов A.M. Природа ошибок человека-оператора. М.; Транспорт, 1993. — 209 с.

15. Зараковский Г.М., Павлов В.В. Закономерности функционирования эргатических систем. М.: Радио и связь, 1987. 267 с.

16. Бодров В.А., Орлов В.Я. Психология и надежность: человек в системах управления техникой. М.; "ИПРАН", 1998. 198 с.

17. Стрелков Ю.К. Инженерная и профессиональная психология: Учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений. М.: Издательский центр «Академия»; Высшая школа, 2001. - 360с.

18. Мороз М. П., Чубаров И. В. Методология оценки и прогнозирования работоспособности человека-оператора. СПб: ГУП «Петроцентр», 2001 - 80с., ил.

19. Самонастраивающиеся системы. Справочник. Под общей ред. д.т.н., профессора П.И. Чинаева. Издательство "Наукова думка", Киев, 1969, 528 с.

20. Ивахненко А.Г. Кибернетические системы с комбинированным управлением. "Техника", К., 1986г.

21. Бир Стаффорд. Кибернитика и управление произвоством. ИИЛ, М.,1965. 258 с.

22. Шеннон К. Работы по теории информации и кибернетике. Пер. с англ. Изд-во иностранной литературы, Москва, 1963. - 832 с.

23. Дружинин Г.В. Надежность автоматизированных систем. М.: Энергоиздат, 1986. 345 с.

24. Базовский И., Надежность. Теория и практика, пер. с англ., М., 1965.

25. Теория надежности в примерах и задачах. Под ред. Дружинина Г.В., М.: Энергоатомиздат, 1985. 198 с.

26. Сборник задач по теории надежности (под редакцией Половко A.M. и Маликова И.М.), М.: Сов. Радио, 1972. 139 с.

27. Зеленцов В.А., Гагин A.A. Надежность, живучесть и техническое обслуживание сетей связи. МО СССР, 1991 169 с.

28. Рябинин И.А. Надежность и безопасность структурно-сложных систем. СПб.: Политехника, 2000. - 246 е.: ил.

29. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. М.: 1969. 456 с.

30. Дудник Б.Я., Овчаренко В.Ф. Надежность и живучесть систем связи. М.: Радио и связь, 1984 216 с.

31. Рябинин И.А., Черкесов Г.Н. Логико-вероятностные методы исследования надежности структурно-сложных систем. М.: Радио и связь, 1981.-264 с.

32. Гнеденко Б.В., Беляев Ю.К., Соловьев А.Д. Математические методы теории надежности. М.: Наука, 1965. 246 с.

33. Тихонов В.И., Миронов М.А. Марковские процессы. М., Советское Радио, 1977. 488 с.

34. Маликов И.М. Надежность судовой электронной аппаратуры и систем автоматического управления. Изд-во "Судостроение", Ленинград, 1967.-316с.

35. Глушань В.М., Механцев Е.Б., Косторниченко А.И. Расчет надежности по внезапным и постепенным отказам. Таганрог, ТРТИ, 1987. — 136 с.

36. Лицкевич А.П., Демьянов В.В. Прикладная теория надежности радиоэлектронного оборудования и морских информационных систем. Новороссийск: НГМА, 2000. 158 с.

37. Ястребенецкий М.А., Иванова Г.М. Надежность АСУ ТП. М.: Энергоатомиздат, 1989. - 230 с.

38. Половко A.M. Основы теории надежности. М.: Наука, 1964. -401 с.

39. Закорюкин В.Б. Методы обеспечения надежности АСУ. М., 1990-55 с.

40. Ярлыков М.С., Миронов М.А. Марковская теория оценивания случайных процессов. М.: Радио и связь, 1993. 464 с. - ил.

41. Острейковский В.А. Надежность оперативного персонала атомных станций. Учебное пособие по курсу «Надежность и безопасность атомных станций». Обнинск, 1991. - ИАТЭ, 189 с.

42. Черкесов Г.Н. Надежность аппаратно-программных комплексов. Учебное пособие. Спб.: Питер, 2005. - 479 е.: ил.

43. Лицкевич А.П., Демьянов В.В., Бойко А.И., Карбовец Н.В. Системная надежность морского радиоэлектронного оборудования, РИО МГА им. адм. Ф.Ф. Ушакова, Новороссийск, 2005 г., 184 с.

44. Губинский А.И., Суходольский Г.В. Понятие отказа в применении к человеку-оператору. "Инженерная психология в приборостроении". Изд. ЦНИИ информации и технико-экономических исследований в приборостроении М., 1967. 258 с.

45. Щебланов В.Ю., Бобров А.Ф. Надежность деятельности человека в автоматизированных системах и ее количественная оценка, Психологический журнал, том 11, №3, 1990, стр. 60-69.

46. Смирнов Б.А. Инженерно-психологическая оценка деятельности оператора в автоматизированных системах массового обслуживания // Эргономическое обеспечение автоматизированных систем. Минск, 1983. — 269 с.

47. Цибулевский И.Е. Ошибочные реакции человека-оператора. М.: Сов. радио, 1979.-206 с.

48. Зайцев B.C. Системный анализ операторской деятельности. М.: Радио и связь, 1990. 120 с.

49. Практикум по инженерной психологии и эргономике: Учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / Сергиенко С.К., Бодров В.А., Писа-ренко Ю.Э. и др.; Под ред. Стрелкова Ю.К.- М.: Издательский центр «Академия», 2003-400с.

50. Карбовец Н.В. О надежности человека-оператора в технологии регулирования ЭМО порта. Сб. материалов Международной научной конференции "Компьютерное моделирование и информационные технологии в науке, инженерии и образовании", Пенза 2003г. 3 с.

51. Карбовец Н.В. Некоторые аспекты вероятностного анализа деятельности операторов береговых систем управления движением судов. Известия высших учебных заведений, Северокавказский регион, Проблемы водного транспорта, часть 1, технические науки, 2004г. 6 с.

52. Забродин Ю.М. Процессы принятия решения на сенсорно-перцептивном уровне. В кн.: Проблемы принятия решения. - М.: Наука, 1976, с. 33-55.

53. Наатанен Ристо Внимание и функции мозга: Учеб. пособие/ Пер. с англ. под ред. E.H. Соколова. М.: Изд-во МГУ, 1998. - 560 с.

54. Бодров В.А., Медведев В.И. Анализ психофизиологических и психологических характеристик оператора. В кн.: Инженерная психология. -М.: Наука, 1977.- 190 с. •

55. Лукьянов А. Н., Фролов М.В. Сигналы состояния человека-оператора. М.: Наука, 1969. 234 с.

56. Эргономическое обеспечение автоматизированных систем. Сборник научных трудов. АН Белорусской ССР. Институт технической кибернен-тики, Минск, 1981. 150 с.

57. Герасимов Б.М., Тарасов В.А., Токарев И.В. Человеко-машинные системы принятия решений с элементами искусственного интеллекта, Киев, Наукова думка, 1993. 184 с.

58. Душков Б.А., Смирнов Б.А., Терехов В.А. Инженерно-психологические основы конструкторской деятельности. М.: "Высшая школа", 1990.-238 с.

59. Гасов В.М., Меньков A.B., Соломонов Л.А., Шигин A.B. Организация взаимодействия человека с техническими средствами АСУ. Книга 7. Системное проектирование взаимодействия человека с техническими средствами, М.: Высшая школа, 1991. 77 с.

60. Маньшин Г.Г., Барзилович Е.Ю., Воскобоев В.Ф. Методы профилактического обслуживания эргатических систем. Мн.: Наука и техника, 1983.-254 с.

61. Баранов Ю.К. Использование радиотехнических средств в морской навигации. Москва "Транспорт", 1978.

62. Обязательные постановления Морской Администрации порта Новороссийск с приписным портпунктом Анапа, портов Геленджик и Сочи. Новороссийск, 1998.

63. Резолюция ИМО А.762(18). Эксплуатационные требования к УКВ радиоэлектронной аппаратуре двусторонней связи спасательных шлюпок и плотов.

64. Лазерная система швартовки крупнотоннажных судов (ЛСШКС). Временные технико-эксплуатационные требования, № МФ-02-22/848-64, Москва, 2002 г.

65. Вопросы оптической локации. Под ред. P.P. Красовского. М. Советское радио. 1971.-256 с.

66. Кулагин C.B. и др. Оптико-механические приборы. М. Машиностроение. 1975. 399 с.

67. Юсупов Л.Н., Ерыгин В.В., Карбовец Н.В. Возможности оптической дальнометрии в швартовых операциях, РИО НГМА, Сб. научных трудов НГМА, выпуск 9, Новороссийск, 2004г. 7 с.

68. Пономарев В.Е. Человек и безопасность судовождения, М., "Транспорт", 1976.- 152 с.

69. Герман-Шахлы Ю.Г. Современные методы технического контроля безопасности перевалки нефти на морской транспорт. М., "РосКонсульт", 2002.-304 с.

70. Демьянов В.В., Лицкевич А.П., Попов В.В. Проблемы обеспечения качества больших морских информационных систем связи. — Новороссийск.: НГМА, 1997. 456 с.

71. Баскин A.C., Москвин Г.И. Береговые системы управления движением судов. М.: Транспорт, 1986.- 159 с.

72. Юдович А.Б. Анализ навалов судов (статистический анализ), сб. "Безопасность мореплавания", ЦБНТИ ММФ, №7, 1981г. 298 с.

73. Ю.Г.Герман-Шахлы, В.В.Демьянов. Точностные характеристики спутниковой навигационной системы в зонах швартовочного маневрирования судов: М., "Транспортное дело России", Спецвыпуск, 2003.

74. Карбовец Н.В., Лицкевич А.П. Интерполирование интенсивностей постепенных отказов в марковской модели эксплуатационного процесса, РИО НГМА, Сб. научных трудов НГМА, выпуск 6, Новороссийск, 2001г. 3 с.

75. Прохоренко В.А., Смирнов А.Н. Прогнозирование качества систем, изд. " Наука и техника", Минск, 1976. 354 с.

76. Карбовец Н.В. Повышение надежности человека-оператора в сложных морских системах с помощью радиоэлектронного контура контроля. Сб. научных трудов НГМА, выпуск 7, 2002г. 3 с.

77. Карбовец Н.В., Бойко А.И. Асимптотические вероятности в исследовании сложных систем, РИО НГМА, Сб. научных трудов НГМА, выпуск 6, Новороссийск, 2001г. 6с.

78. Райншке К., Ушаков И.А. Оценка надежности систем с использованием графов. М.; Радио и связь, 1981. 264с.

79. Карбовец Н.В. Оценка вероятности безотказной работы системы регулирования ЭМО в порту с учетом надежности человека-оператора. Сб. научных трудов НГМА, выпуск 8, 2003г. 6 с.

80. Надежность технических систем. Справочник / Ю.К. Беляев, В.А. Богатырев, В.В. Болотин и др. под ред. И.А. Ушакова. М.: Радио и связь, 1985 г. 608 е., ил.

81. Острейковский В.А. Теория надежности: Учеб. для ВУЗов/ В.А.

82. Острейковский -М.: Высш. шк., 2003. 463 е.: ил.

83. Хенли Э.Дж., Кумамото X. Надежность технических систем и оценка риска: Пер. с англ. B.C. Сыромятникова, Г.С. Деминой. Под общ. ред. B.C. Сыромятникова. -М.: Машиностроение, 1984. 528 е., ил.

84. Карбовец Н.В.Информационный подход к анализу качества и эффективности морских систем, РИО НГМА, Сб. научных трудов НГМА, выпуск 7, Новороссийск, 2002г. 6 с.

85. Соложенцев Е.Д. Сценарное логико-вероятностное управление риском в бизнесе и технике. СПб.: Издательский дом "Бизнес-пресса", 2004. - 432 е., рис. -70, табл. - 40, лит. - 118 наим.

86. Макаров И.В. Основы судовождения, 2-е изд., перераб. и доп. М.: "Транспорт", 1981.-200 с.

87. Дидык А.Д., Усов В.Д., Титов Р.Ю. Управление судном и его техническая эксплуатация: Учебник для мореходных училищ. М.: Транспорт, 1990.-320с.

88. Управление судном и его техническая эксплуатация / А.И. Щетинина, Г.М. Алексеев, Г.В. Евдокимов и др.; Под ред. А.И.Щетининой. М., "Транспорт", 1975. 608 с.

89. Резолюция ИМО А.529(13). Стандарты точности судовождения.

90. Кодекс торгового мореплавания Российской Федерации. № 127-ФЗ. 31.03.99г.

91. Левин В.И. Логическая-теория надежности сложных систем. М.: Энергоатомиздат, 1985. - 128 с.

92. Юдин Д.Б. Математические методы управления в условиях неполной информации, М.: "Советское радио", 1984г. 145 с.

93. Шор Я. Б., Статистические методы анализа и контроля качества и надежности, М., 1962. 154 с.

94. Баевский P.M. Физиологические методы в космонавтике. М.: Наука, 1965.-277 с.

95. Карбовец H.B. Информационный подход к анализу качества и эффективности морских систем. "Студент наука", материалы четвертой Новороссийской городской студенческой научной конференции (26 апреля 2002 года), Новороссийск, 2002г. - 2 с.

96. Карбовец Н.В. Моделирование работоспособности оператора морских радиоэлектронных систем. "Студент и наука 2004", материалы пятой Новороссийской городской студенческой научной конференции, Новороссийск, 2004г. - 4 с.

97. Теория прогнозирования и принятия решений. Учеб. пособие. Под ред. С.А. Саркисяна. М.: "Высшая школа", 1977. 351 е.: ил.

98. Гасов В.М. и др. Системное проектирование взаимодействия человека с техническими средствами. М.: "Высшая школа", 1991. - 144 с.

99. Карбовец Н.В. Прогнозирование вероятности возникновения критической ситуации в эргатической системе на примере швартующегося судна. РИО НГМА, Сб. научных трудов НГМА, выпуск 9, Новороссийск, 2004г. 7 с.

100. ГОСТ 27.301-95. Надежность в технике. Расчет надежности. Основные положения. -М.: Издательство стандартов, 1997. 15 с.

101. Клемин А.И., Емельянов B.C., Морозов В.Б. Расчет надежности ядерных энергетических устройств. Марковская модель. М.: Энергоиздат, 1982.-206с.

102. Коршунов Г.И. Обеспечение качества сложных систем. СПб.: С.-Петерб. гос. ун-т вод. комунникац., 2001 82 с.

103. Северцев H.A. Надежность сложных систем в эксплуатации и обработке. М.: Высшая школа, 1989. - 432 с.

104. Вентцель Е.С., Овчаров JI.A. Теория случайных процессов и ее инженерные приложения. Учеб. Пособие для втузов. - 2-е изд., стер. - М.: Высш. шк. 2000. - 383с.: ил.

105. Войнов К.Н. Прогнозирование надежности механических систем. — JL: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1978. 208 е., ил.

106. Руководство по научно-техническому прогнозированию. Пер. с англ. Под ред. д.э.н. Л.М. Громова. Москва, издательство "Прогресс", 1977.-351 с.

107. В будущем мы предполагаем использовать в наиболее расширенном варианте предложенные автором рекомендации, которые позволят минимизировать число аварийных навалов при швартовке крупнотонна^н^,оу^^к причалам.

108. Начальник ФГУ «АМП Н< б1кйиск»^!У&\ В.В. Ерыгин

109. Зам. начальника ФГУ « к.т.н., доцент

110. Подлинность по, Начальник отде. ФГУ «АМП Hcmiin1. О.Т. Зуйковна и О.Т. Зуйкова подтверждаю, наломн г- Артамонова

111. Министерство транспорта Российской Федерации Федеральное Агентство морского и речного транспорта

112. Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «МОРСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ИМЕНИ АДМИРАЛА Ф.Ф. УШАКОВА» 353918, Россия, г. Новороссийск, пр. Ленина, 93, МГА. Тел./факс (8617) 23-03-93

113. Надежность и техническая диагностика;

114. Техническая эксплуатация радиоэлектронного оборудования;

115. Информационные системы на транспорте.

116. Начальник факультета "Судовождения и радиоэлектроники" к.т.н., доцент1. Миронов A.B.