автореферат диссертации по транспорту, 05.22.19, диссертация на тему:Разработка технологий выработки решений по предупреждению столкновений судов в море



4853685

Астреин Вадим Викторович

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЙ ВЫРАБОТКИ РЕШЕНИЙ НО ПРЕДУПРЕЖДЕНИЮ СТОЛКНОВЕНИЙ СУДОВ В МОРЕ

05.22.19 - Эксплуатация водного транспорта, судовождение

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

О 3 ОНЗ 2011

Новороссийск - 2011

4853685

Работа выполнена в ФГОУ ВПО «МГА имени адмирала Ф.Ф.Ушакова»

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Васьков Анатолий Семенович

доктор технических наук, профессор Клементьев Александр Николаевич;

кандидат технических наук, старший научный сотрудник Найденов Евгений Васильевич

Ведущая организация:

Государственная морская академия имени адмирала С.О. Макарова

Защита состоится

года на заседании диссертационно-

го совета Д.223.007.01 при Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Морская государственная академия имени адмирала Ф.Ф.Ушакова» в аудитории Б-1 по адресу: 353918, г.Новороссийск, прЛенина, 93.

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

Автореферат разослан « 2011 года.

О БИЛЛЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Акгуальность темы. Учитывая довольно высокий уровень аварийности мирового флота, становится очевидным, что особое значение приобретает проблема предупреждения столкновения судов. Ее решение методами автоматизации процессов приобрело особую актуальность в середине 70-х годов в исследованиях отечественных и зарубежных ученых благодаря интенсивному развитию вычислительной техники. Особый вклад в исследование этих .вопросов внесли А.И.Родионов и его школа, А.Е.Сазонов, А.В.Жерлаков, и другие.

Одним из путей снижения навигационных аварий из-за невыполнения Правил МППСС-72 является разработка автоматизированной системы выработки решений для предупреждения столкновений судов в море, основанной на принципах искусственного интеллекта. Такая система должна оказывать помощь судоводителю в осуществлении познавательных функций в анализе и оценке альтернативных вариантов действий и маневрирования судов с точки зрения их допустимости и эффективности.

Целью диссертации является анализ процессов, операций и действий по предупреждению столкновения судов когнитивными методами для формализации элементов Системы поддержки принятия решений (СППР) судоводителем по безопасному управлению судном на принципах искусственного интеллекта.

Область исследования - разработка методов, алгоритмов и элементов СППР судоводителем по предупреждению столкновения судов в море.

Объектом исследования является формализация процессов и операций по управлению судном в соответствии с МППСС-72.

Методы исследования. В основу теоретических и прикладных исследований диссертации положены результаты и достижения автоматизации процессов навигации и управления судном, международные и национальные нормы, теория информации, распознавания образов, принятия решений в нечетких условиях, методы когнитивного анализа систем.

Эмпирической базой обеспечения достоверности теоретических положений, выводов являются материалы натурных исследований, проведенные на крупнотоннажных танкерах водоизмещением 300 тыс. тонн «Front Duke» (2001), «Front Lady» (2002-2003), «Front Maple» (2003), «Chelsea» (2004), «Front Shanghai» (2005), «Front Duchess» (2006-2009).

Научная новизна исследований заключается:

- в когнитивном анализе структуры и работы СПСС для выявления «лингвистических неопределенностей», нечеткой терминологии правил (МППСС-72) и условий, их логической и семантической связей, разработке методов и алгоритмов выработки решений;

- в разработке классификаций «Информационного портрета судна», влиянии «Окружающей среды» на процесс предупреждения столкновения судов и методов их идентификации;

- в разработке структуры автоматизированной адаптивной СППР для предупреждения столкновения судов с «Моделью взаимодействия» подсистем, учитывающих входные параметры и различные факторы, их селективное влияние в ситуациях опасного сближения судов.

Теоретическая значимость полученных результатов заключается в создании современных научных технологий управления: «Нечеткое управление судном», «Цикл выработки решения по управлению судном», «Состояние Судна», «Информационный портрет состояния Судна» и др., расширяющих представление о выработке решения по предупреждению столкновения судов.

Практическая значимость научных результатов исследования состоит в том, что предложенные технологии дают возможность создания Адаптивной системы выработки решений (СВР) для предупреждения столкновения судов в море.

Достоверность и реализация результатов исследования. Достоверность результатов исследований подтверждается расчетами на натурных испытаниях крупнотоннажных судов для реальных условий плавания, внедрением в виде научно-технической продукции для предрейсовой подготовки судоводителей в ООО «Альфа Марин Крю Сервисес» (г.Новороссийск ул. Малоземельная д.4), в учебно-тренировочных программах судовладельческой компании «Enterprises Shipping and Trading S.A.» Греция, а также в учебном процессе МГА имени адмирала Ф .Ф .Ушакова.

Апробация результатов исследования. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на:

- на ежегодных региональных научно-технических конференциях (НТК) «Проблемы безопасности морского судоходства, технической и коммерческой эксплуатации морского транспорта» (Новороссийск, 2005-2010);

- «Frontline Quality Safety Seminar 2006» March 24-26 (Novorossiysk 2006);

- на НТК 28-29 августа 2006 года посвященной 20-летию со дня гибели теплохода «Адмирал Нахимов» «Современное состояние безопасности мореплавания на южных бассейнах России» (Новороссийск 2006);

- на первой международной НТК и шестой региональной НТК «Стратегия развития транспортно-логистаческой системы Азово-Черноморского бассейна. Проблемы безопасности морского судоходства, технической и коммерческой эксплуатации морского транспорта)) 14-17 сентября 2007 года (Новороссийск 2007);

- международной НТК «Водный транспорт России: Инновационный путь развития» 6-7 октября 2010 года (Санкт-Петербург 2010).

Публикации. Содержание диссертации опубликовано в 10 статьях, из них две - в изданиях рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем работы. Диссертация объем 152 страниц, включая 43 иллюстрации и 21 таблицу, состоят из содержания на 2 страницах, списка сокращений на 2 страницах, введения на 5 страницах, основной части из трех глав на 128 страницах, заключения на 2 страницах, списка литературы из 127 наименований источников, из них 18 на английском языке на 12 страницах.

На защиту выносятся:

- методы поэтапного когнитивного анализа процессов и операций Системы предупреждения столкновения судов (СПСС), формирования структуры и элементов базы знаний для принятия решений по управлению судном;

- формирование структуры и основных элементов Автоматизированной адаптивной системы выработки решений для предупреждения столкновения судов (СВР);

- «Модель взаимодействия» подсистем с учетом входных параметров и различных факторов, их селективное влияние в ситуациях опасного сближения судов. Определены тенденции влияния факторов на свойство стабильности СПСС.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

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

В первой главе дается анализ навигационных аварий, из которых 75% происходят из-за невыполнения МППСС-72; статистические данные причин и обстоятельств нарушений показаны на рисунке 1. Эти причины определяются как: ошибки судоводителей; вынужденное отступление от Правил; игнорирование Правил (действия по договоренности).

Традиционное видение решения проблемы аварийности флота строится на создании «защитных барьеров» в виде различных процедур компании по безопасности и защите окружающей среды, о которые ошибки человека должны «разбиваться». Считается, чем больше барьеров на пути ошибок человека, тем меньше вероятность возникновения аварии или инцидента, т.е. успех или неудача СПСС зависит от эффективности выполнения процедур компании.

Экстремальные условия

Ограниченные обстоятельства

Предотвращение столкновения

Другие ошибочные действия

Отсутствие опыта

ия«рпп1лппия«иа

Запоздалые действия

Неправильная оценка ситуации

Недостаточное наблюдение

Нежелание изменить курс

Пренебрежение. Игнорирование

20%

30%

40%

50%

Рисунок 1 - Причины невыполнения МППСС-72

Поэтому с технической точки зрения, уменьшение влияния «человеческою элемента» на выработку решений по предупреждению столкновения судов может достигаться созданием автоматизированных СВР, основанных на принципах искусственного интеллекта. Для этого ставятся задачи и этапы когнитивного анализа СПСС.

Во второй главе разрабатываются методы поэтапного когнитивного анализа для выявления причинно-следственных связей процессов и операций, уточнения смысла терминов и понятий, детализации и структурированности СПСС, на основе которого предлагаются принципы формирования структуры и элементов базы знаний СППР и решающих правил СВР но управлению судном.

В результате установленные неопределенности в СПСС, связанные с терминологией МППСС-72, их толкованием и выполнимостью для конкретного состояния судна, влиянием Окружающей среды, предлагается классифицировать и

разрешать методами, представленными на рисунке 2.

Рисунок 2- Классификация неопределенностей СПСС

Таким образом, СПСС можно отнести к классу нечетких систем и определить как совокупность правил и предосторожностей, требующихся обычной и хорошей морской практикой, обеспечивающих исключение рисков столкновения, и безопасное плавание судов в любых условиях, схема управления представлена на рисунке 3.

Рисунок 3 - Структурная схема управления судном в СПСС Основная задача Адггу-регулятора (нечеткого регулятора - судоводителя)

состоит в переводе количественной и качественной информации (фаззификация)

в форму лингвистических переменных, которые сравниваются с Правилами и с

помощью нечетких логических выводов (типа если ..., то...) принимается решение по управлению судном. Адаптация «нечеткого регулятора» осуществляется по ошибке регулирования выходной величиной У и значению текущего «критерия навигационной безопасности». Такой подход обеспечивает переход от отдельных числовых значений, характеризующих свойства процессов в СПСС, к интервалам элементов ситуации в соответствии с МППСС-72, на которых каждое значение переменных из терм-множеств определяется нечеткой степенью их принадлежности одному из свойств, на рисунке 4 функциональной зависимо-

Рисунок 4 - Термин «длина судна» на базовой переменной [20,460] метров

На рисунке 5 по «интервалам длин судов - Ь,» в зависимости от дальностей видимости огней - ср, слышимости свистка - у, диаметра циркуляции -тормозного пути - ЭЙОр 1 демонстрируются возможности маневра «последнего момента» в соответствии с Правилом 17, который представляется операциями включений факторов и интервалов с детализацией по размерам судов:

Ь е (р е у/ в О е051„р; (1)

и [12, 20]е <р! [12,20]е цг, [12,20]ей, [12,20]е [12,20]; (2) Ц [20,75]е <р2 [20,75]е щ [20,75]е02 [20, 75]е 0!1ор2 [20,75]; (3) ¿з [75,200] е ср3 [75,200] е щ [75,200] е 03 [75,200] е ВМр3 [75,200]; (4) Ь4 [200,460]е <р4200,460] е щ4[200,460]е 04[200, 460] е 0^200,460]. (5)

ДИСТД1*ЦИЯ, КО Г

Рисунок 5 - Графическое нахождение длин судов «последнего момента»

Распознавание снимает неопределенности о классе судна или уменьшает ее, причем возможно и до нуля (когда судно и его состояние идентифицируется однозначно). Идентификация состояния Судна в соответствии с когнитивной концепцией осуществляется на основе данных терминологии МППСС-72. При этом все причины и обстоятельства объединяются в понятие «фактор». Для встречи судов (Правило 17) существует свой особый набор факторов, определяющих их поведение и развитие, их взаимозависимость представляется семантической сетью в виде графа изображенного на рисунке 6.

Тормозной Дальность

Судно в путь слышимости

т,узу

Длина судна

Дальность

видимости

сигнала

маневроуказа

ния

Диаметр

Направление/

скорость

движения

циркуляции

Скорость судна

встречного судна

Рисунок 6 - Семантическая связь факторов Правила 17

Вершинами графа являются факторы, толщины сплошных линий указывают степень их влияния друг на друга, пунктирные линии - слабую взаимозависимость или отсутствие влияния. При правильном определении наиболее существенного фактора, Правила МППСС-72 и предписанные ими действия будут выполнены с высокой степенью определенности. Взаимосвязи факторов представляются логическими зависимостями и «дерева целей» типа:

если Lh... то Д; если L, и У6езотсиая,... то Dslop(6) где V6e30naC(m - безопасная скорость.

Выбор безопасной скорости, как главного фактора, является задачей нечеткого многофакторного анализа, функции которой зависят от поставленных целей, ограничений, команд на главный двигатель (ППХ, ПМХ,...СТОП) с коррекцией по сочетаниям альтернатив факторов и условий плавания:

^безопасная ~~ ^ О1 min /иbfp.fM.fw.fuKG fit—fr): (7)

Убезопасная = G ,П...Г<ЗпГС ¡П...Сш, (8)

где Vm;n - скорость судна, при которой происходит потеря управляемости;

fj - факторы (v;s- видимости, р- плотность движения, м - маневренных возможностей, w -погоды и моря, икс - глубины и осадки судна, R- навигационного оборудования, о - опасности и ограничения района плавания, F - вероятные); G, С - перечение множеств альтернатив и ограничений, соответственно; п - знак пересечения множеств.

Экспертные методы отыскания безопасной скорости по функции (7) с учетом (8) представляются вариациями состояний судна для факторов (0 - незначителен, 1- значительный) при обычной морской практике в таблице 1.

Таблица 1 - Выбор безопасной скорости по методу «истина-ложь»

х\ v„in fvis fp fw fw fuKC к fo fF Вариация Решение

1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 100000001 ППХ

2 1 1 1 0 0 0 0 0 1 111000001 ПМХ

3 1 1 1 1 0 0 0 1 1 111100011 СМХ

4 1 1 1 1 0 1 0 1 1 111101011 ММХ

5 1 1 1 1 1 1 0 0 1 111111001 СММХ

6 1 1 1 1 1 0 0 0 1 111110001 СТОП

Формализация понятия «Судно или объект» при классификации осуществляется функцией, значения вариаций факторов которой приведены в таблице 2

(фактор: 0 - отсутствует или незначителен, 1 - значителен):

А =№. (9)

где А - любое судно;

щ - факторы: длина и ширина, плавсредство, движители механический и парусный, огни, знаки и звуковые сигналы по МППСС-72, организация наблюдения, системы целсполагания и моделирования, принятия и реализации решений, соответственно.

Таблица 2 - Матрица «Судно или объект»

Факторы

01 02 01 0-1 0} Об 07 А* а» аю Он ап 011 Вариации Понятие

1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1111011111111 Судно

1 1 1 0 0 I 0 0 0 0 0 0 0 0 1110000000000 Объект

Термины, определяющие состояние судна, соответствующее возможному режиму движения - хода в МППСС-72, представляется функциональным выражением и матрицей в таблице 3:

(10)

где I- режим движения - хода;

| - функция признаков режимов движения (¡=1,...,6 - судно: «на ходу», «с механическим двигателем, имеющее ход относительно воды», «на мели», «на якоре», «ошвартовано», «с механическим двигателем на ходу, остановившееся и не имеющее хода относительно воды»);

§к- признак прочной связи с грунтом (к=1,2, 3: якорем, на мели, с причалом или корпусом другого судна);

У0, V - скорость судна относительно воды и грунта, соответственно. Приоритеты в МППСС-72 по возможности маневрировать имеют только одно из свойств, которые представляются выражением и матрицей маневренных возможностей судов в виде таблицы 4:

А, =/ГД [;,]); (11)

где А| - судно со специфическими возможностями маневрирования (¡=1,...,6): лишенное возможности управляться, ограниченное в возможности маневрировать, стесненное своей осадкой, занятое ловом рыбы, парусное судно, гидросамолет);

ц - признаки (¡=1,...,6) - по видам возможностей маневрирования судна и ] -списки факторов возможностей маневрирования.

Таблица 3 - Матрица - возможность передвижения судна

Факторы

А V» V 81 Вг 6э Огни Световые Сигналы Знаки Звуковые Сигналы Вариации Понятие

1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 ¡000001111 .Ь

1 I 1 0 0 0 1 1 1 1 1110001111 .12

1 0 0 1 0 0 1 1 1 1 1001001111 Ь

1 1 1 0 1 0 1 1 I 1 Ш010Ш1 М

1 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1000011010

1 0 1 0 0 0 1 1 1 101000Ш1 .¡6

Таблица 4 - Матрица маневренных возможностей судна

Факторы

А IV, гц 131 132 141 42 г$2 161 Вариации Понятие

1 1 0 0 0 0 0 0 0 110000000 А,

1 0 1 0 0 0 0 0 0 ¡01000000 А,

1 0 0 1 1 0 0 0 0 100110000 А3

1 0 0 0 0 1 1 0 0 100001100 А,

1 0 0 0 0 0 0 1 0 100000010 А,

1 0 0 0 0 0 0 0 1 100000001 А(

«Достаточное водное пространство» объединяется безопасной глубиной и расстоянием между судами, которое по стандартам маневренных качеств 1МО. принимает соответствующие численные значения

в = 2 + Ь)(иКС + Т) = (21x76Щ0.1Т+Т) = 1601/хЦТ, (12)

где Т, 1Ж.С - осадка и запас воды под килем судна.

При идентификации состояния Судна и создания его целостного образа используются информационные меры. Выбор одного судна из (X) одинаковых судов оценивается количеством информации (I) по формуле Хартли:

1 = ^2(Х). (13)

Количества данных - отличительных признаков конкретного судна измеряется количественной мерой информации Шеннона, следующей из формулы Хартли, но она не содержит семантического аспекта

х 1 Цх) = 2р(х,)\ />(*,) = — (Н)

,=1 л

где р(Х|) - вероятность выбора конкретного судна (х,),обладающего признаком ¡.

Поэтому в основе идентификации состояния Судна принимается семантическая мера информации А.А.Харкевича (//), которая определяет количество информации в ¡-м признаке о принадлежности к >му классу на основе апостериорного подхода, оценивающей степень целесообразности поведения судна

1/ = К- 1оя((А7АГ)/(ЛГДО); К = 1о§(1¥)/(ЬО8(2)ЬО8(Щ), (15) где / - индекс обозначает фактор: / <;' <М\ ] - индекс обозначает класс: / <} <\У\

IV, N - количество классов состояния Судна и суммарное количество признаков, обнаруженное у предъявленных судов по всем классам, соответственно; М- максимальный уровень сложности состояния Судна; М/ - количество встреч ¡-го признака у судна]-го класса;

- суммарные количества наблюдений {-го признака по всем классам и обнаруженных у судна )-го класса, соответственно;

К - коэффициент, переводящий количество информации в биты. По количеству информации (15) определяется целевое поведение судна:

> 0, способствует переходу в заданное состояние; I/ - < 0, препятству ет изменению существующего состояния;

= 0, отсутствует влияние фактора на перевод судна в другое состояние.

Для выявления взаимосвязей между факторами и состояниями Судна данные представляются в виде таблицы и матрицы абсолютных частот встреч признаков по классам, через которые вычисляются вероятности встречи ¡-го признака, его отношение к ]-му классу. В результате полученная матричная информационная модель отражает взаимосвязь между факторами состояния Судна и Окружающей среды; текущее и прошлые состояния Судна; управляющие факторы; прошлые, текущее и прогнозируемые состояния Окружающей среды; возможные будущие конечные состояния - разойтись на безопасном расстоянии. После задания целевого состояния - В5(:зопаснае получается «Информационный портрет состояния Судна», определяющий управляющие воздействия по Правилам маневрирования МППСС-72 для предупреждения опасности столкновения с учетом каждой группы факторов на рисунке 7.

Рисунок 7 - Информационный портрет состояния Судна

Исследования показывают противоречия стандартов маневренных качеств крупнотоннажных судов для выполнения МППСС-72 при внезапном обнаружении друг друга или когда привилегированное судно должно предпринимать действия по маневрированию (см. рисунок 5). Установлено, что в условиях «достаточного водного пространства» (12) наилучшим маневром «последнего момента» супертанкера является уклонение «Право на борт». Дистанция начала маневра между судами (0.иа,тра vi.cc) на острых курсовых углах определяется из рисунка 8:

Б

ManeepaVL.CC

= В А ■

ы(ИК„-ИПв)

На курсовых углах близких к 45° с учетом объединения пересечений множеств факторов, перечисленных в выражении (6), и эмпирического определения их значений получается Омнеери\>1сс > 2,0 миль.

В третьей главе рассмотрены основы построения автоматизированной СВР, которая состоит из функциональных подсистем идентификации и прогно-

зирования состояния судна, основанные на методах распознавания образов, СППР и координирующей стратегии взаимодействия подсистем на рисунке 9.

По входным параметрам системой строится Информационный портрет состояния судна с помощью выражений (1)—(15), прогнозируется будущее целевое состояние судна по критериям безопасности (Д„данное) основным бинарным координатором МППСС-72, отвечающим за расхождение и маневрирование судов рисунок 10. По выходным состояниям - классам распознавания и выходным параметрам - признакам идентифицируется полное состояние судна, на основе которого обеспечивается выбор управления, переводящего Судно в целевое состояние Г в соответствии с обобщенной схемой функционирования СВР на рисунке 11.

Рисунок 8 - Определение/).,

.чаисериУЪСС

Будущее состояние судна

Целевое управление Т = Т(У)

Подсистема выработки

управляющих решении

- Прогноз развития сближения судов

- Прогноз выполнения Правил

• Решение задачи выбора управления перевозящего судно в целевое состояние

Г=уг(Г\

Подсистема идентификации Идентификация состояния с}дна по его ВЫХОДНЫМ параметрам

Т = Г(Л.

Рисунок 9 - Модель Системы выработки решений

Условия плавания

Обстоятельства плавания

Состояние видимости

Рисунок 10 - Координатор маневрирования по МППСС-72

Алгоритм выработки управляющего воздействия функционирует с адаптивной моделью СВР, обучающейся учителем - экспертом, что позволяет выявить информационные зависимости между факторами и целевыми состояниями объекта управления под конкретные условия в результате решения следующих задач: - разработка описательной и классификационной шкалы для формализации процесса расхождения судов по основным факторам и признакам состояний судна в соответствии с диаграммой маневрирования таблица 5;

Кодирование | Наименование шкал градаций

Шкала 1 «Маневренные возможности встречного судна»

X 1 Судно с механическим двигателем

2 Привилегированное судно (лишенное возможности управляться )

Шкала 2 «Скоростные возможности встречного судна»

Y 3 Имеющее ход относительно воды

4 На якоре, на мели, ошвартовано

Шкала 3 «Курсовой угол обнаружения опасного судна»

z 5 30 град левого борта - 30 град правого борта

6 30 град правого борта - 60 град правого борта

7 60 град правого борта - 112.5 град правого борта

8 112.5 град правого борта - 150 град правого борта

9 150 град правого борта - 150 град левого борта

10 150 град левого борта - 67.5 град левого борта

11 67.5 град левого борта - 30 град левого борта

- формирование обобщенных образов состояний судна на основе обучающей выборки и определение действий судоводителя для уклонения от столкновения таблица 6;

Таблица б - Алгоритм действий судоводителя

N пп. Режим «Действия С5ЯОВодителя»

1 1 Поворот вправо 60-90 град.

2 2 Поворот вправо, пока судно не будет не менее 30 град слева по носу

3 3 Поворот влево, пока судно не будет по корме или почти по корме

4 4 Поворот влево, пока судно не будет по корме

5 5 Поворот влево около 30 град

6 б Поворот вправо, пока судно не будет по корме

7 7 Поворот вправо, пока судно не будет слева по траверзу

8 8 Стоп

9 9 Стоп\ Полный задний ход

10 10 Продолжать свой курс и скорость

- идентификация (распознавание) состояния судна по выходным параметрам обучающей выборки таблиц 5, 6 и создание специальных баз данных - «распознаваемой выборки», по которым формируется результат работы подсистемы идентификации;

X; ~г

Х4

1'

II -с У, У, У, У, I У, 1 1 Уь 1 У, —+— '—1—1 Ц_1 !_,_! 1_(_1

// = К-Ьоё ((Ы/М)/(Ы,МП)

Т = Т(Т). гН Г-Ч гН Г-Н гН Г-Н Г-Н /, 1, I, ь и /, 1111111 ■

Рисунок 11 — Обобщенная схема этапов функционирования

- классификация будущих возможных состояний судна, при различных вариантах управлений таблица 7;

N. пп Факторы Действия Лпп Факторы Действия

X У г X У г

1 1 3 5 19 15 1 3 5 1 9

2 1 3 6 29 16 2 3 6 2 9

3 1 3 7 39 17 2 3 7 3

4 1 3 8 49 18 2 3 8 4

5 1 3 9 5 19 2 3 9 5

6 1 3 10 6 20 2 3 10 69

7 1 3 11 79 21 2 3 И 79

1 4 5 1 5 22 2 4 5 1 5

9 1 4 6 25 23 2 4 6 25

10 1 4 7 3 7 10 24 2 4 7 3 7 10

11 1 4 8 10 25 2 4 8 10

12 1 4 9 10 26 2 4 9 10

13 1 4 10 1 6 10 27 2 4 10 1 6 10

14 1 4 11 1 7 10 28 2 4 11 1710

- определение влияния входных параметров обучающей выборки из таблицы 7 на перевод судна в различные состояния (обратная задача распознавания) и получение матрицы абсолютных частот появления каждого фактора при выборе действий по предупреждению опасности столкновения судов таблица 8;

Таблица 8 - «Матрица абсолютных частот»

Действия с>яоводителя

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

1 4 2 1 1 3 2 3 0 5 5

2 4 2 3 1 3 2 3 0 4 5

3 2 2 2 2 2 2 2 0 9 0

3 с. О н 4 6 2 2 0 4 2 4 0 0 8

5 4 0 0 0 2 0 0 0 2 0

6 0 4 0 0 2 0 0 0 2 0

7 0 0 4 0 0 0 2 0 1 2

£ 8 0 0 0 2 0 0 0 0 1 2

9 0 0 0 0 2 0 0 0 0 2

10 2 0 0 0 0 4 0 0 1 2

11 2 0 0 0 0 0 4 0 1 2

- сравнивая по целевым критериям навигационной безопасности возможные альтернативы развития, подсистема выработки управляющих воздействий принимает решение о наилучшем способе управления;- прогнозирование поведения судна при различных вариантах управляющих решений. Для оптимизации удаляются факторы, не имеющие прогностической ценности, готовится информационный портрет - выработки решения о более целесообразном маневре таблица 9, семантические сети и когнитивные диаграммы состояний судна;

Таблица 9 -Матрица информативностей

Действия судоводителя

1 7 3 4 5 6 7 8 9 10

1 -0.03 -0.51 -0.18 -0.03 -0.03 -0.03 -0.03 0 0.68 0.17

2 -0.03 -0.50 0.09 -0.03 -0.03 -0.03 •о.оз 0 -0.08 0.17

3 -0.04 0.08 -0.07 0.55 -0.02 0.08 -0.20 0 0.59 0

►Я ' 4 0.22 -0.05 . -0.21 0 0.14 -0.55 0.14 0 0 0.32

Р* 5 0.81 0 0 0 0.53 0 0 0 0.28 0

н 6 0 1.29 0 0 0.53 0 0 0 0.28 0

а < 7 0 0 1.05 0 0 0 0.45 0 -0.28 0.14

© 8 0 0 : 0 1.61 0 0 0 0 0.12 0.55

0 0 0 0 1.01 0 0 0 0 0.70

10 0.42 0 0 0 0 1.38 0 0 -0.11 0.32

И 0.25 0 0 0 0 0 0.92 0 -0.28 0.14

- суммируя количество информации по факторам (например, Х=1, У=3, г=5), для каждого действия и ранжируя их по убыванию, получается таблица 10, выбором из которой по убыванию ранга - количеству информации, получаются наилучшие действия судоводителя, таблица 11.

Таблица 10 - Расчет количества информации в действиях судоводителя, содер-

жащейся в системе факторов (Х=1, У=3, Ъ= 5)

Действия судоводителя

1 г 3 4 5 6 7 $ 9 10

X 1 -0.03 -0.51 -0.18 -0.03 -0.03 -0.03 -0.03 0 0.68 0.17

У . 3 -0.04 0.08 -0.07 0.55 -0.02 0.08 -0.20 0 0.59 0

ъ 5 0.81 0 0 0 0.53 0 0 0 0.28 0

Сумма 0.74 -0.43 -0.25 0.52 0.48 0.05 -0.23 0 1.55 0.17

Ранг 2 10 9 3 4 б 8 7 1 5

Таблица 11 - Выбор действий (при Х=1, У=3, Ъ=5)

Ранг Кол-во Информации Код Действия судоводителя

1 1.55 9 Стоп\ Полный задний ход

2 0.74 1 Поворот вправо 60-90 град.

3 0.52 4 Поворот влево, пока судно не будет по корме

4 0.48 5 Поворот влево около 30 град

5 0.17 10 Продолжать свой курс и скорость

6 0.05 б Поворот вправо, пока судно не будет по корме

7 0 8 Стоп

8 .-0.23 7 Поворот вправо, пока судно не будет слева по траверзу

9 -0.25 3 Поворот влево, пока судно не будет по корме или почти по корме

1 0 -0.43 г Поворот вправо, пока судно не будет не менее 30 град слева по носу

В качестве факторов влияющих на выработку решения может быть любое количество скоростных, маневренных, инерционных, гидрометеорологических, факторов технического состояния судна, критериев безопасности, состояния навигационного оборудования, судоводителя и т.д.

В заключение диссертации на основании результатов исследований, сформулированы следующие обобщенные выводы:

1. Установлены основные причины нарушений МППСС-72 в навигационных авариях: ошибки судоводителей при применении МППСС-72; вынужденное отступление от Правил; игнорирование (действия по договоренности) Правил судоводителями, которые указывают на необходимость автоматизации поддержки принятая решений судоводителем по управлению судном.

2. Разработано применение методики когнитивного анализа структуры, закономерностей накопления информации и взаимосвязей процессов, операций и действий по предотвращению столкновения судов и управлению судном. Выявлены свойства лингвистических неопределенностей. Это открывает новые подходы к построению автоматизированной системы поддержки принятия решений судоводителем и формированию основных ее элементов, а именно формализации базы знаний и решающих правил и алгоритмов со свойства адаптивности к изменениям, вызванным влиянием окружающей среды.

3. Сформулированы понятия «состояние Судна», «цикл выработки решения» на основе закономерностей его поведения от момента получения факта информации и до оказания управляющего воздействия. Установлено, что выработка решения по предупреждению столкновения судов осуществляется судоводителем на основании неполной информации. Недостаток информации является причиной отсутствия взаимообмена между судами и/или невозможности получения/учета вероятной и качественной информации.

4. Предложены принципы формирован™ целостного образа состояния Судна и критериев безопасности. Установлены семантические взаимосвязи факторов для предупреждения столкновения судов и методы разрешения неопределенностей на основе нечетких множеств и интервального подхода. На основе классификации маневренных возможностей судна, выявлены признаки, служащие идентификаторами классификации состояния судна.

5. Разработана методика формализации Базы данных о состоянии Судна в соответствии с терминологией и Правилами МППСС-72. С позиций информации о целостной системе факторов, получаемой о подсистемах судна, дано понятие «Информационный портрет судна». Созданные технологии позволяют

идентифицировать состояние судна и принимать решение о его эффективном управлении на основе методов оценки количества информации о признаках и факторах состояния судна и окружающей среды.

6. Выявлены противоречия требов аний стандартов маневренных качеств и Правил МППСС-72 для выполнения крупнотоннажными танкерами, подтвержденные расчетами.

7. Разработаны алгоритмы Системы Выработки решения для предупреждения столкновения судов, берущей на себя основные познавательные (когнитивные) операции, выполняемые судоводителем при системном познании ситуации предупреждения столкновения судов. Продемонстрирована технология их действия и выработки управляющих воздействий.

8. Сформулированы структура и задачи системы поддержки принятия решений-на основе координирующей стратегии процесса предупреждения столкновения судов, показаны принципы взаимодействия подсистем; типы бинарной координации для МППСС-72. Указаны технические системы являющиеся информационными источниками для создания СВР.

Публикации ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях, определенных ВАК Миноборнауки РФ

1 Астреин, В.В. Когнитивная концепция системы поддержки принятия решений предупреждения столкновения судов [Текст]/ В.В.Астреин, И.В.Маричев// Изв. Вузов. Сев.-Кавк. Регион. Техн. науки. Спецвыпуск. Проблемы водного транспорта,- Ростов-на-Дону, 2008.- C.23-27.-ISSN 0321-2653.(Индекс по перечню ВАК РФ 70716, ред. октябрь 2010).

2 Астреин, В.В. Построение информационной модели состояния судна [Текст]/

Естественные и технические науки №187(5).- М.: Изд. Спутник+, 2010.-С.497-500 ISSN 1684-2626.(Индекс по перечню ВАК РФ 42943, ред. октябрь 2010).

Другие публикации

3 Астреин, В.В. Анализ аварийности флота и развития СУБ [Текст]// Проблемы

безопасности морского судоходства, технической и коммерческой эксплуатации морского транспорта: материалы четвертой региональной НТК 19-21 сентября 2005 года.- Новороссийск: МГА им. адм. Ф.Ф.Ушакова, 2005.- С. 16-19.

4 Астреин, В.В. Анализ нарушений МППСС-72 [Текст]/ Сб. научн. тр. Вып. 11-

Новороссийск: МГА им. адм. Ф.Ф.Ушакова, 2006. - С.23-25.

5 Астреин, В.В. Лингвистические неопределенности МППСС-72 [Текст]/ Сб. на-

учн.тр. Вып. 11,- Новороссийск: МГА им. адм. Ф.Ф.Ушакоса, 2006.- С.240-242.

6 Астреин, В.В. Идентификация состояния судов [Текст]/ Стратегия развития транспортно-логистической системы азово-черноморского бассейна. Проблемы безопасности морского судоходства, технической и коммерческой эксплуатации морского транспорта. Материалы первой международной и шестой региональной НТК 14-17 сентября 2007 года,- Новороссийск: МГА им. адм. Ф.Ф.Ушакова, 2007,- С.24-25.

7 Астреин, В.В. Информационная модель выбора управляющего воздействия для предупреждения столкновения судов [Текст]/ Материалы Международной НТК «Водный транспорт России: Инновационный путь развития» 6-7 октября 2010 года,- С-Иб.: - изд-во С-Петербургского Университета водных коммуникаций, 2010. - С.407-409.

8 Астреин, В.В. Формирование информационной модели состояния судна [Текст]/ Журнал научных публикаций аспирантов и докторантов.- Курск, 2010,-№9(51).- С.123-128.- 1991-3087.

9 Астреин, В.В. Анализ выполнения Правила 15 МППСС-72 крупнотоннажны-

ми судам [Текст]/ Сб. научн. тр. Вып. 15.- Новороссийск: МГА им. адм. Ф.Ф.Ушакова, 2010. - С.61-63.

10 Астреин, В.В. Анализ маневра «последнего момента» крупнотоннажного танкера [Текст]/ Сб. научн. тр. Вып. 15.- Новороссийск: МГА им. адм. Ф.Ф.Ушакова, 2010. - С.63-65.

Формат 60x80 1416. Тираж 100. Заказ 1965 Отпечатано в редакционно-издательском отделе ФГОУ ВПО «Морская государственная академия имени адмиралаФ.Ф.Ушакова» 353918, г. Новороссийск, пр.Лешша, 93

Введение

1 Столкновения судов и технологии их решения

1.1 Причины невыполнения МШ1СС

1.2 Традиционное решение проблемы навигационных аварий

1.3 Решение проблемы навигационных аварий методами искусственного интеллекта

1.4 Основные этапы когнитивного анализа

1.5 Выводы

2 Когнитивный анализ Системы предупреждения столкновения и принципы формирования управляющих алгоритмов

2.1 Структура процессов СПСС

2.2 Принципы формирования базы данных

2.3 Принципы управление судном в СПСС

2.4 Идентификация состояния Судна

2.5 Формирование целостного образа состояния Судна

2.6 Формализация Базы данных о состоянии Судна

2.7 Критерии безопасного состояния Судна

2.8 Прогнозирование поведения Судна

2.9 Выработка решения по предупреждению столкновения судов

2.10 Анализ и разрешение лингвистических и семантических адекватностей и неопределенностей

2.11 Формирование нечетких алгоритмов для МППСС

2.12 Анализ особенностей выполнения Правил крупнотоннажными судами

2.13 Требования к условиям выполнения маневра и управления

2.14 Выводы

3 Основы построения автоматизированной СВР

3.1 Структура и элементы СВР

3.2 Технологии выработки управляющего воздействия

3.3 Технические возможности создания СВР

3.4 Выводы

Актуальность темы. Учитывая довольно высокий уровень аварийности мирового флота, становится очевидным, что особое значение приобретает проблема предупреждения столкновения судов. Одним из путей решения проблемы навигационных аварий является разработка Адаптивной автоматизированной системы выработки решений для предупреждения столкновений судов в море (СВР), основанной на принципах искусственного интеллекта. Цель создания такой системы — помощь судоводителю в осуществлении познавательных функций, в выработке решения в соответствии с установленными Правилами, в анализе и оценке одного или несколько альтернативных вариантов маневров для избежания столкновения судов с точки зрения их допустимости и эффективности.

Изучение степени разработанности проблемы показало, что практически все исследования на флоте рассматривают проблему навигационных аварий с точки зрения «гуманитариев» [4, 21, 31, 33, 54, 105, 108, 118, 124]. Результатом таких методов исследования является The International Safety Management Code (ISM Code) [119]. Он введен с 1 июля 2002 года для исполнения всеми моряками.

В СССР были выполнены значительные теоретические и прикладные исследования по автоматизации судовождения [20, 26, 71, 73, 77, 97, 101] по изучению динамических характеристик судов. IMO разработаны стандарты маневренных качеств некоторых судов [28].

Проблема автоматизации предотвращения столкновения судов приобрела особую актуальность в середине 70-х годов благодаря интенсивным попыткам развития вычислительной техники. Многообразные проблемы расхождения судов исследовались отечественными учеными в работах [13, 23, 49-51, 53, 54, 71-73, 8791, 93-96, 101-103]. Особый вклад в решение вопросов предотвращения столкновения судов внесли А.И.Родионов и его школа, А.Е.Сазонов, А.В.Жерлаков, с применением интеллектуальных систем С.В.Смоленцев и другие.

В работе [72] рассматривается управление судном при расхождении с опасносближающимися целями. Формализация МППСС-72 с помощью алгебры логики предложена в работе [73], а в работе [77] процесс расхождения судов формализован как управляемый марковский дискретный процесс. Решение задачи в ситуации обгона судов рассматривается методами пропорциональной навигации в [26]. Вопросам управления судна посвящены исследования [49, 50], а особенности г расхождения судов в стесненных условиях - в [51]. В исследованиях [87-90] предложена формализация некоторых ключевых понятий МППСС-72 с помощью методов теории вероятностей. В публикации [101] решается задача обгона по критерию минимума времени обгона и выхода в заданную точку с помощью методов оптимального управления с учетом требований МППСС-72. В работах [38, 97] задача поиска оптимальных значений позиционной стратегии сводится к задаче линейного программирования, для чего нелинейные ограничения по безопасности расхождения и учета навигационных опасностей линеаризуются. Применение дифференциальных игр к формализации процесса расхождения подробно рассмотрено в работе [122]. В восьмидесятые годы был выполнен ряд исследований [61, 68, 78, 103], посвященных применению метода нелинейной интегральной инвариантности для создания систем предупреждения столкновений. В 1985 году зарегистрировано изобретение системы предупреждения столкновения судов «Антикон» [19] со способом определения допустимых маневров методом нелинейной интегральной инвариантности. В работе [15] представлены методы управления движением судна и конфигурацией зоны навигационной безопасности, обобщены системные понятия безопасности мореплавания [16]. Сотрудниками Томского университета [38] предложен подход к решению задачи синтеза оптимального управления судном при расхождении методами теории оптимальных дискретных процессов. Показан способ обработки траекторных данных маневрирования судна [104], кинематические параметры которых используются при параметрической идентификации модели судна. В работе [102] описаны программный и позиционный принципы управления судном.

Учитывая теоретические исследования в области искусственного интеллекта [14, 18, 25, 27, 34-36, 59, 64-67, 70, 74, 81-85] и современный технический уровень получения навигационной и идентификационной информации, в настоящее время складываются условия перспективного развития новых технических методов и технологий решения задач предупреждения столкновения судов.

Целью диссертации является анализ процессов, операций и действий по предупреждению столкновения судов когнитивными методами для формализации элементов системы поддержки принятия решений (СППР) судоводителем по безопасному управлению судном на принципах искусственного интеллекта. Для этого решаются следующие задачи, которые представляют личный вклад автора и выносятся на защиту:

1. Анализ основных проблем столкновений судов и технологий их решения;

2. Разработка методов поэтапного когнитивного анализа процессов и операций Системы предупреждения столкновения судов, формирования структуры и элементов базы знаний для принятия решений по управлению судном;

3. Формирование решающих правил и основных компонентов СППР судоводителем по предупреждения столкновения судов;

4. Разработка методов классификации и идентификации «Состояние Судна», влияние «Окружающей среды», формирования «Информационного портрета состояния Судна» в процессах предупреждения столкновения судов;

5. Формирование структуры и основных элементов Автоматизированной адаптивной СПП для предупреждения столкновения судов;

6. Разработка «Модели взаимодействия» подсистем с учетом входных параметров и различных факторов, их селективное влияние в ситуациях опасного сближения судов. Определение тенденции влияния факторов на свойство стабильности СПСС.

Область исследования — разработка методов, математических моделей и элементов СППР судоводителем по предупреждению столкновения судов в море.

Объектом исследования является формализация процессов и операций по управлению судном в соответствии с МППСС-72.

Методы исследования. В основу теоретических и прикладных исследований диссертации положены результаты и достижения автоматизации процессов навигации и управления судном [1, 15, 16, 20, 25, 26, 38, 49-51, 53, 68, 71-73, 77, 78, 97, 101-103, 122-123], международные и национальные нормы [28, 29, 56, 57, 1148

117, 119, 120, 121, 125-127], теория информации, распознавания образов, принятия решений в нечетких условиях, когнитивный анализ систем [1, 12, 14, 18, 22, 24, 25, 27,30, 34-37, 40-48, 52, 55, 58-61, 64-67, 70, 74-76, 81-86, 98-100].

Эмпирической1 базой обеспечения достоверности теоретических положений, выводов являются материалы натурных исследований, проведенные на крупнотоннажных танкерах водоизмещением 300 тыс. тонн «Front Duke» (2001), «Front Lady» (2002-2003), «Front Maple» (2003), «Chelsea» (2004), «Front Shanghai» (2005), «Front Duchess» (2006-2009), «Energy Sprinter» (2010).

Научная новизна исследований заключается в:

- когнитивном анализе структуры и работы СПСС для выявления «лингвистических неопределенностей», нечеткой терминологии правил (МППСС-72) и условий, их логической и семантической связей, разработке методов и алгоритмов выработки решений;

- формулировке классификаций «Информационного портрета судна», влияниия «Окружающей среды» на процесс предупреждения столкновения судов и методов их идентификации; разработке структуры автоматизированной адаптивной СППР для предупреждения столкновения судов с «Моделью взаимодействия» подсистем, учитывающей входные параметры и различные факторы, их селективное влияние в ситуациях опасного сближения судов.

Теоретическая значимость полученных результатов заключается в создании современных научных технологий управления: «Нечеткое управление судном», «Цикл выработки решения по управлению судном», «Информационный портрет состояния Судна» и др., расширяющих представление о выработке решения по предупреждению столкновения судов.

Практическая значимость научных результатов исследования состоит в том, что предложенные технологии дают возможность создания Адаптивной системы выработки решений (СВР) для предупреждения столкновения судов в море.

Достоверность и реализация результатов исследования. Достоверность результатов исследований подтверждается расчетами на натурных испытаниях крупнотоннажных судов для реальных условий плавания, внедрением в виде научно-технической продукции для предрейсовой подготовки судоводителей в ООО «Альфа Марин Крю Сервисес» (г.Новороссийск ул. Малоземельская д.4), в учебно-тренировочных программах судовладельческой компании "Enterprises Shipping and Trading S.A." Греция, а также в учебном процессе МГА имени адмирала Ф.Ф.Ушакова.

Апробация результатов исследования. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на:

- на ежегодных региональных научно-технических конференциях (НТК) «Проблемы безопасности морского судоходства, технической и коммерческой эксплуатации морского транспорта» (Новороссийск, 2005-2010);

- семинаре норвежской судовладельческой компании Фронтлайн «Frontline Quality Safety Seminar 2006» March 24-26 (Novorossiysk 2006);

- на НТК 28-29 августа 2006 года посвященной 20-летию со дня гибели теплохода «Адмирал Нахимов» «Современное состояние безопасности мореплавания на южных бассейнах России» (Новороссийск 2006);

- на первой международной НТК и шестой региональной НТК «Стратегия развития транспортно-логистической системы Азово-Черноморского бассейна. Проблемы безопасности морского судоходства, технической и коммерческой эксплуатации морского транспорта» 14-17 сентября.2007 года (Новороссийск 2007);

- международной НТК «Водный транспорт России: Инновационный путь развития» 6-7 октября 2010 года (Санкт-Петербург 2010).

Публикации. Содержание диссертации опубликовано в 10 статьях, из них две - в изданиях рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем работы. Диссертация объем 152 страниц, включая 43 иллюстрации и 21 таблицу, состоит из содержания на 2 страницах, списка сокращений- на 2 страницах, введения на 5 страницах, основной части из трех глав на 128 страницах, заключения на 2 страницах, списка литературы из 127 наименований источников, из них 18 на английском языке на 12 страницах.

Основные результаты исследований, полученные в диссертации, можно сформулировать следующим образом:

1. Установлены основные причины нарушений МППСС-72 в навигационных авариях: ошибки судоводителей при применении МППСС-72; вынужденное отступление от Правил; игнорирование (действия по договоренности) Правил судоводителями, которые указывают на необходимость автоматизации поддержки принятия решений судоводителем по управлению судном.

2. Разработано применение методики когнитивного анализа структуры, закономерностей и взаимосвязей процессов, операций и действий по предотвращению столкновения судов и управлению судном. Выявлены свойства лингвистических неопределенностей. Это открывает новые подходы к построению Автоматизированной системы поддержки принятия решений судоводителем и формированию основных ее элементов, а именно формализации базы знаний и решающих правил и алгоритмов со свойства адаптивности к изменениям, вызванным влиянием окружающей среды.

3. Сформулированы понятия «состояние Судна», «Цикл выработки решения» на основе закономерностей его поведения от момента получения факта информации и до оказания управляющего воздействия. Установлено, что выработка решения по предупреждению столкновения судов осуществляется судоводителем на основании неполной информации. Недостаток информации является причиной отсутствия взаимообмена между судами и/или невозможности получения/учета вероятной и качественной информации.

4. Предложены принципы формирования целостного образа состояния Судна и критериев безопасности. Установлены семантические взаимосвязи факторов для предупреждения столкновения судов и методы разрешения неопределенностей на основе нечетких множеств и интервального подхода. На основе классификации маневренных возможностей судна, выявлены признаки, служащие идентификаторами классификации состояния судна.

5. Разработана методика формализации Базы данных о состоянии Судна в соответствии с терминологией и Правилами МППСС-72. С позиций информации о целостной системе факторов, получаемой о подсистемах судна, дано понятие «Информационный портрет состояния судна». Созданные технологии позволяют идентифицировать состояние судна и принимать решение о его эффективном управлении на основе методов оценки количества информации о признаках и факторах состояния судна и окружающей среды.

6. Выявлены противоречия требований стандартов маневренных качеств и Правил МППСС-72 для их выполнения крупнотоннажными танкерами, подтвержденные расчетами.

7. Разработаны алгоритмы Системы выработки решения для предупреждения столкновения судов, берущей на себя основные познавательные (когнитивные) операции, выполняемые судоводителем при системном познании ситуации предупреждения столкновения судов. Продемонстрирована технология их действия.

8. Сформулированы структура и задачи системы поддержки принятия решений на основе координирующей стратегии процесса предупреждения столкновения судов, показаны принципы взаимодействия подсистем; типы бинарной координации МППСС-72.

9. Предложены навигационные технические системы и системы обнаружения объектов, являющиеся информационными источниками для создания СВР.

Заключение

1. Астреин, В.В. Формирование информационной модели состояния судна Текст./ В.В.Астреин// Естественные и технические науки №187(5).- М.: Изд. Спутник+, 2010.-С.

2. Астреин, В.В. Анализ нарушений МППСС-72 Текст./ В.В.Астреин //Сб. научн. тр. ФГОУ ВПО «МГА им. адмирала Ф.Ф.Ушакова.- Новороссийск: МГА им. адм. Ф.Ф.Ушакова, 2006.- Вып. II.- С.23-25.

3. Астреин, В.В. Лингвистические неопределенности МППСС-72 Текст./ В.В.Астреин// Сб. научн. тр. ФГОУ ВПО «МГА им. адмирала Ф.Ф.Ушакова.-Новороссийск: МГА им. адм. Ф.Ф.Ушакова, 2006.- Вып. II.- С.240-242.

4. Астреин, В.В. Построение информационной модели состояния судна Текст./

5. В.ВАстреин.- Курск: Изд. Журнала научных публикаций аспирантов и докторантов, 2010.- №9(51) .- С. 123-128.

6. Астреин, В.В. Анализ выполнения Правила 15 МППСС-72 крупнотоннажнымисудам Текст./ Сб. научн. тр. Вып. 15.- Новороссийск: МГА им. адм. Ф.Ф.Ушакова, 2010. С.61-63.

7. Астреин, В.В. Анализ маневра «последнего момента» крупнотоннажного танкера Текст./ Сб. научн. тр. Вып. 15,- Новороссийск: МГА им. адм. Ф.Ф.Ушакова, 2010. С.63-65.

8. Алтунин, А. Е. Модели и алгоритмы принятия решений в нечетких условиях Текст./ А.Е.Алтунин, М.В.Семухин.— Тюмень: Изд-во Тюменского государственного университета, 2000. 352 с.

9. Бирюков, В.А. Судно в дрейфе судно на ходу Текст./ В.А.Бирюков// Журнал «Морской флот».- М., 1989. № 2.- С.26-29.

10. Васильев, В.И. Распознающие системы Текст./ В.И.Васильев. Киев: Науковадумка, 1983.-230 с.

11. Васьков, A.C. Методы управления движением судна и конфигурацией зоны навигационной безопасности Текст./ А.С.Васьков. Новороссийск: НГМА, 1997.-248 с.

12. Васьков, A.C. Системные понятия безопасности мореплавания Текст./

13. A.А.Васьков, А.С.Васьков, В.А.Васьков. Новороссийск: НГМА, 2006. - 17 с.

14. Виноградов, В.В. Об омонимии в русской лексографической традиции Текст./

15. B.В. Виноградов// Избранные труды. Лексография и лексикография. — М., 1977.1. C.288 294.

16. Вознесенский, A.C. Информационные критерии качества распознавания состояния объектов и выбор параметров для его осуществления Текст./142

17. А.С.Вознесенский// Журнал «Инженерное образование» 2004, сентябрь. — С. 23 -27.

18. Вычислительная система «Антикон» для предотвращения столкновения судов. A.C. 1136178. СССР. Ин-т кибернетики им. В.М. Глушкова.- 1985.

19. Душков, Б.А. Хрестоматия по инженерной психологии Текст./ Под ред. Б.А.Душкова. М.: Высшая школа, 1991. - 287 с.

20. Евстигнеев, Д.В. Использование когнитивных моделей при построении комплексной оценки территории Текст./ Д.В.Евстигнеев, Т.Н.Ледащева// Электронный журнал «Исследовано в России», [Интернет] htth://zhurnal.ape.relam.ru/articles/, 2003. С. 1592 - 1599.

21. Егоров, JI.M. О маневре последнего момента в случае нарушения судном принципов маневрирования Текст./ JT.M. Егоров// ЦБНТИ ММФ. Экспресс-информация. «Судовождение и связь», 1968, вып.4(22). -С 3-26.

22. Заде, Л. А. Понятие лингвистической переменной и его применение к принятию приближенных решений Текст. / JI. А. Заде. М.: Мир, 1976, - 165 с.

23. Зурабов, Ю.Г. Судовые средства автоматизации предупреждения столкновений судов Текст. Ю.Г.Зурабов и др. /. М.: Транспорт, 1985. 264 с.

24. Ивахненко, А. Г. Самообучающиеся системы Текст. / А. Г. Ивахненко -Киев.: Наукова думка, 1982. 143 с.

25. ИМО Резолюция MSC. 137(76). Стандарты маневренных качеств судов Текст. / ИМО Резолюция MSC.137(76). С-Пб., АОЗТ ЦНИИМФ, 2002.

26. ИМО Резолюция А.911(22). Единообразие ссылок на инструменты ИМО Текст. / ИМО Резолюция А.911(22). С-Пб., АОЗТ ЦНИИМФ, 2001.

27. Капица, С. П. Синергетика и прогнозы будущего Текст. / С. П. Капица, С. П. Курдюмов, Г. Г. Малинецкий М.: Наука, 1997, - 288с.

28. Кейхилл, Р. А. Столкновение судов и их причины Текст. / Кейхилл P.A.; Пер. с англ. М.: Транспорт, 1987. - 240 с.

29. Костин, А. Н. Автоматизация и человек : мечты и реальность Текст. / А. Н. Костин.: Электронный журнал «Компьютерра». [Интернет] http://www.computen-a.ru/, 2001. - 6 с.

30. Коккрофт, А. Н. Толкование МППСС-72 Текст. / А. Н. Коккрофт, Д. Н. Ламейер.: Пер. с англ. М. Транспорт, 1981.- 279 с.

31. Кратчфилд, Дж. Хаос Текст. / Дж. Кратчфилд, Дж. Фармер, Н. Паккард; пер. с англ. // Информ.- аналит. журн. «В мире науки» №2. — М., 1987.- С.16 - 28.

32. Криницкий, Н. А. Автоматизированные информационные системы Текст. / Н. А. Криницкий, Г. А. Миронов. М.: Наука, 1982.- 384 с.

33. Курдюмов, С. П. Нелинейная динамика и проблемы прогноза Текст. / С. П. Курдюмов, Г. Г. Малинецкий // М.: Вестник РАН. - 2001.- Т.71.- №3 - С. 210232.

34. Курдюмов, С. П. Синергетика — теория самоорганизации Текст. / С. П. Курдюмов, Г. Г. Малинецкий. М.: Наука, 1983. - 65 с.

35. Куликов, А.М. Оптимальное управление расхождением судов Текст. / А.Куликов, В. Подцубный // Судостроение. 1984. №12. -С 22-24.

36. Курпатов, А. В. Победить усталость Текст. / А. В. Курпатов. 5-е издание — С -Пб.: Нева, 2005. - 224 с. ISBN 5-7654-4363-Х.

37. Лефевр, В. А. Конфликтующие структуры Текст. / Лефевр В. А. — 2-е издание, переработанное и дополненное. М.: Советское радио, 1973. - 92 с.

38. Луценко, Е. В. Мастеру, звезда которого светит из будущего (беседы об искусстве превращения жемчуга в алмаз) Текст. / Е. В. Луценко // Краснодар: КубГАУ, 2003. 719 с. - Л 86 УДК 62-50: (075.8) С37.

39. Луценко, Е. В. Интеллектуальные информационные системы: Учебное пособие для студентов специальности: 351400 «Прикладная информатика (по отраслям)» Текст. / Е. В. Луценко // Краснодар: КубГАУ, 2004. 633 с. ISBN 5-94672-0600.

40. Максимов, В.И. Аналитические основы применения когнитивного подхода при решении слабоструктурированных задач Текст. / В.И. Максимов, Корноушенко Е.К. // Труды ИПУ, вып.2, 1998. С. 23-43.

41. Мальцев, А. С. Учет маневренных характеристик для обеспечения безопасности плавания Текст. /А. Мальцев // М.¡Судостроение и ремонт. - 1990. №5. -С. 2931.

42. Мальцев, А. С. Управление движением судна Текст. /А. Мальцев // Одесса: Весть, - 1995. - 230 с.

43. Мальцев А.С Выбор оптимального курса для расхождения судов при криволенейном движении Текст. /А. Мальцев, Май Ба Линь // Судовождение. -№7.- 2004. - С. 47-57.

44. Майклсен, Р. Экспертные системы. Реальность и прогнозы искусственного интеллекта Текст. / Р. Майклсен, Д. Мичи, А. Буланже.: Пер. с англ. М.: Мир, 1987.-182 с.

45. Меньшиков, В. И. Управление системой безопасности морского судоходства Текст./ В. И. Меньшиков, В. М. Глущенко // Вестник МГТУ, Том 1, N 1. М.: 1998.-С 13-16.

46. Микулинский, Е.А. Предупреждение столкновений судов в море Текст. / Е. А. Микулинский. М.: Транспорт, 1971. -88 с.

47. Миллер, Г. Магическое число семь плюс или минус два. О некоторых пределах нашей способности перерабатывать информацию Текст. / Г. Миллер // Инженерная психология М.: Прогресс, 1964. - С. 192 — 225.

48. Международные правила предупреждения столкновений судов в море 1972 (МППСС-72) Текст. : [сборник]. М.: РКонсульт, 2004. - 80с.

49. Международный свод сигналов (МСС-1965) Текст. : [сборник]. М.: Гидрограф. Упр. МО СССР, 1968. - 172 с.

50. Нариньяни, A.C. Недоопределенность в системах представления и обработки знаний Текст. / А. С. Нариньяни // Известия АН СССР. Техническая кибернетика. № 1.М., 1986-С. 3-28.

51. Николис, Г. Самоорганизация в неравновесных системах Текст. / Г. Николис, И. Пригожин. -М.: Мир, 1979.

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

53. Павлов, В.В. Инвариантность и автономность нелинейных систем управления Текст. /В.Павлов //-Киев : Наукова думка, 1971. - 272 с.

54. Песков, Ю. А. Использование PJIC в судовождении Текст. / Ю. А. Песков. М.: Транспорт, 1986. - 144 с.

55. Песков, Ю.А. «Системы управления безопасностью» в международном судоходстве Текст. / Ю. А. Песков.- Новороссийск: РИО НГМА, 2000.

56. Перегудов, Ф. И. Введение в системный анализ Текст. / Ф. И. Перегудов, Ф. П. Тарасенко. -М.: Высшая школа, 1989. 367 с.

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

58. Поспелов, Д. А. Знания и шкалы в модели мира Текст. / Д. А. Поспелов // Модели мира: сб. под ред. Д. А. Поспелова, М.: издат. Российская ассоциация искусственного интеллекта, 1997. - С. 69-87.

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

60. Положенцев, И.А. Эргатическая дифференциально-игровая система предупреждения столкновения судов Текст. /И. Положенцев // Кибернетика и вычислительная техника. 1980. №50. - С. 38 - 41.

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

62. Пригожин, И. Порядок из хаоса Текст.: новый диалог человека с природой / И. Пригожин, И. Стенгерс; пер. с англ. [Общ. ред. В. И. Аршинова, Ю. JI. Климонтовича и Ю. В. Сачкова]. — М.: Прогресс, 1986. — 471 с.

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

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

65. Родионов, А. И. Формализация принятия решений о маневре при расхождении судов Текст. /А.И. Родионов // Вычислительная техника на морском флоте. — М, Рекламбюро, 1975.- С. 10-16.

66. Ротштейн, А. П. Интеллектуальные технологии идентификации Текст. / А. П. Ротштейн. // II Всероссийская науч. конфер. «Проектирование научн. и инж. приложений в среде MATLAB»./ М, 2004. С. 112.

67. Рыжов, А. П. Степень нечеткости лингвистической шкалы и ее свойства Текст. /

68. A. П. Рыжов // Изд-во КГУ. Нечеткие системы поддержки принятия решений. -Калинин, 1989. С. 82-92.

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

70. Сазонов, А. Е. Марковская модель процесса расхождения судов Текст. /А. Сазонов, И. Козлова // Вычислительная техника на морском флоте. — М, Рекламбюро, 1975.-С. 3-10.

71. Сафин, И. В. Выбор оптимального маневра расхождения Текст. / И.Сафин // Автоматизация судовых технических средств. №7. — 2002. — С. 115-120.

72. Снопков, В. И. Управление судном: Учеб. для вузов Текст. / С. И. Демин, Е. И. Жуков, Н. А. Кубачев и др., Под ред. В. И. Снопкова.- М.: Транспорт 1991. -359 с. ISBN 5-277-00737-7.

73. Сидорченко, В. Ф. Капитан морского судна Текст. / В. Ф. Сидорченко, А. И. Скворцов.- СПб.: Юридический центр Пресс, 2001.- 307 с.

74. Симанков, В. С. Адаптивное управление сложными системами на основе теории распознавания образов Текст. / В. С. Симанков, Е. В. Луценко. Краснодар, Монография (научное издание) Техн. ун-т Кубан. гос. технол. ун-та, 1999. —318 с.

75. Симанков, В. С. Системный анализ в адаптивном управлении Текст. / В. С. Симанков, Е. В. Луценко., В. Н. Лаптев; Монография (научное издание); под науч. ред. В. С. Симанкова — Краснодар: Ин-т совр. технол. и экон. 2001, — 258 с. ISBN 5-8344-0007-8.

76. Симанков, В. С. Моделирование принятия решений в адаптивных АСУ сложными системами на основе теории информации Текст. / В. С. Симанков, Е.

77. B. Луценко // Ж-л : Информационные технологии, 1999. № 2. С. 8-14.

78. Симанков, В. С. Синтез адаптивных АСУ сложными системами с применением моделей распознавания образов Текст. / В. С. Симанков, Е. В. Луценко; Ж-л:

79. Автоматизация и современные технологии, №1, 1999. 11 с. Краснодар: 1998. Деп. в ВИНИТИ 18.09.98, №2839-В98.

80. Современная прикладная теория управления: Новые классы регуляторов технических систем / Под ред. A.A. Колесникова. Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2000. 4.1 Ш. - 656 с. ISBN 5-8327-0057-0

81. Спицнадель, В. Н. Основы системного анализа : учеб. пособие для вузов Текст. / В. Н. Спицнадель.-С-Пб.: Бизнес-пресса, 2000.- 326 с. ISBN 5-8110-0025-1.

82. Таратынов, В. П. Вероятность опасного сближения судов Текст. /В. Таратынов // Труды ЦНИИМФ. 1979. -№245 - С. 41-49.

83. Таратынов, В.П. Некоторые критерии безопасности судовождения в потоках судов Текст. /В. Таратынов //-Судовождение. №17. -1975. - С. 83-91.

84. Таратынов, В.П. Расчет момента «критического положения» судов и понятие «района непосредственной близости» Текст. /В. Таратынов // — Судовождение. -№16.- 1975.-С. 68-75.

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

86. Фатьянов, А. И. В ситуации обгона Текст./ А. И.Фатьянов// Журнал «Морской флот» 1988. № 2 -С.27.

87. Фатьянов, А. И. Действуй по правилу Текст./ А. И.Фатьянов// Журнал «Морской флот» 1979. № 2 -С.32.

88. Фатьянов, А. И. Действовать без промедления Текст./ А. И.Фатьянов// Журнал «Морской флот» 1985. № 2 -С.30-31.

89. Фатьянов, А.И. Столкновение результат безответственности Текст./ А. И.Фатьянов//Журнал «Морской флот» 1990. № И-С.14-15.

90. Фрейдзон, И. Р. Моделирование корабельных систем управления Текст. /И. Фрейдзон // — Л.: Судостроение, 1975. — 232 с.

91. Хабибуллин, Р. Ф. О концептуальных основах и архитектуре систем поддержки выработки решений Текст. / Р. Ф. Хабибуллин // Инф. бюлл. Ассоц. мат. прогр. № 8. Екатеринбург.: УрО РАН, 1999. - С. 269 - 270.

92. Харкевич, А. А. О ценности информации Текст. / А.А Харкевич // Проблемы кибернетики: Сб. науч. трудов. Вып. 4. -М.: Физматгиз, 1960. - С.53-57.

93. Херцбергер, Ю. Введение в интервальные вычисления Текст. / Ю. Херцбергер, Г. Аленфельд. М.: Мир, - 1987. - 360с.

94. Цаллагов Х,-Б.Н Безопасное расхождение судов при централизованном автоматизированном управлении Текст. /X. Цаллагов // Задачи автоматизации управления движением судов в районах интенсивного судоходства. М.: Ин-т Проблем Управления, - 1983. - С 29 - 39

95. Цымбал Н. Н. Гибкие стратегии расхождения судов Текст. /Н. Цымбал, И. Бурмака, Е. Тюпиков // Одесса: КП ОГТ, - 2007.- 424 с. ISBN 978-966-8128-96-7

96. Шептуха, Ю. М. К вопросу синтеза эргатической системы принятия решений о маневре безопасного расхождения судов Текст. /Ю. Шептуха // Кибернетика и вычислительная техника. 1989. №84. - С. 43-45.

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

98. Юдович, А. Б. Предотвращение навигационных аварий морских судов Текст. / А. Б. Юдович. М.: Транспорт, 1988.- 224 с. ISBN 5-277-00172-7.

99. Яскевич, А. П. Дополнительные комментарии к МППСС-72 Текст./ Яскевич А.П., Зурабов Ю.Г.// ЦБНТИ ММФ. Экспресс-информация. «Судовождение и связь», 1981, вып.4(134). -С 9-19.

100. Яскевич, А. П. О поправках к МППСС-72 Текст./ Яскевич А.П.// ЦБНТИ ММФ. Экспресс-информация. «Судовождение и связь», 1988, вып.3(209). -С 1417.

101. Яскевич, А. П. Комментарии к МППСС-72 Текст. / А. П. Яскевич, Ю. Г.

102. Зурабов. М.: Транспорт, 1990. - 479 с.

103. Якушенков, А. А. Развитие новых методов навигации и судовождения Текст./ A.A. Якушенков.// ЦБНТИ ММФ. Экспресс-информация. «Судовождение и связь», 1972, вып.2(48). 20 с.

104. Baillod, F. Collisions Why do they occur Text. / Cap. Francois Baillod the initiator of the UK Marine Accident Reporting Scheme (MARS) // Gard News. London.: The Nautical Institute (United Kingdom).- 2004. - № 173. - С 17-21.

105. Baptist, C. Tanker Handbook for Deck Officers Text. / Capt. C. Baptist. [eighth edition]. - Glasgow.: Brown, Son @ Ferguson Ltd., 2000. - 202 p. ISBN 0-85174-6721.

106. Burger, W. Radar Observer's handbook Text. / Extra Master. W.Burger . ninght edition - Glasgow.: Brown, Son @ Ferguson Ltd., 1998. - 446 p. ISBN 0-85174-597-0.

107. Bridge Procedure Gude Text. : [The International Chamber of Shipping (ICS)] : fourth edition — London.: Marisec Publications, 2007.- 114 p.

108. Convention on the International Regulations for Prevanting Collisions at Sea, 1972 (COLREG) Text.: fourth edition. London.: IMO publication, 2003. - 45 p. ISBN 92-801-4167-8.

109. Chart 5011 Text. : Symbols and abbreviations used on Admiralty paper charts : [2008 edition]. Taunton, United Kingdom (UK).: Admiralty charts and publication, 2008.- 73 p.

110. General requirements and performance standards for shipborne radiocommunications and navigational equipment Text. : IMO : 2008 edition London.: IMO publication, 2008. - 668 p. ISBN 978-92-801-4234-1.

111. Guidelines on fatigue Text. : IMO : 2001 edition London.: IMO publication, 2001.122 p. ISBN 92-801-5128-2.118 «Frontline Quality Safety Seminar 2006» Text. : Front Line Seminars. 2006 March 24-26. Novorossiisk.: Frontline., 2006.- 17 p.

112. ISM Code Text.: The International Safety Management Code : IMO. 2002 edition : Revised Guidelines on Implementation of the ISM Code by Administrations — London.: IMO publication, 2002.- 39 p. ISBN 92-801-5123-1.

113. IMO SMCP Text. : IMO Standard Marine Communication Phrases : IMO : 2002 edition-London.: IMO publication, 2002.- 116 p. ISBN 92-801-5137-1.

114. International Code of Signals Text. : IMO : 2005 edition London.: IMO publication, 2005.- 197 p. ISBN 92-801-4198-8.

115. Lisovski, I. A. Differential Game Model of Ship Control Process Text. / I.A. Lisovski //- Helsinky.: Link. Sei. and Appl. Automat. Contr. Vol 2, 1978. P. 15571603.

116. Safety at Sea International Text. : is published by Lloyd's Register Fairplay Ltd. — 2009, February - .- Derbyshire (United Kingdom).: Buxton Press Ltd. - monthly. — ISSN 1751-1984.87.

117. SOLAS Text. : Consolidated text of the International Convention for the Safety of Life at Sea, 1974, and its Protocol of 1988: articles, annexes and certificates : IMO : 2004 edition-London.: IMO publication, 2005.- 565 p. ISBN 92-801-4183-X.

118. STCW Text. : International Convention on Standards of Training, Certification and Watchkeeping for Seafarers, 1978, as amended in 1995 and 1997: IMO : 2001 edition-London.: IMO publication, 2001.- 277 p. ISBN 978-92-801-5108-4.

119. Swift, A. J. Bridge team management Text. / Capt. A. J. Swift. [second edition]. -London.: The Nautical Institute, 2004. - 118 p. ISBN 1-870077-66-0.