автореферат диссертации по транспорту, 05.22.19, диссертация на тему:Учет состояния способности к оптимизации связей в системах обеспечения безопасности мореплавания

э правах рукописи

Гладышевскнн Михаил Александрович

УЧЕТ СОСТОЯНИЯ СПОСОБНОСТИ К ОПТИМИЗАЦИИ СВЯЗЕЙ В СИСТЕМАХ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ МОРЕПЛАВАНИЯ

Специальность 05 22 19 - Эксплуатация водного транспорта, судовождение

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Мурманск - 2007

003062564

УДК 656 61 052 [517 977+519 17](043 33)

Работа выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования "Мурманский государственный технический университет" на кафедре судовождения

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Меньшиков Вячеслав Иванович Официальные оппоненты-

доктор технических наук, профессор Румянцев Игорь Андреевич кандидат технических наук, доцент Анисимов Александр Николаевич

Ведущая организация ОАО "Мурманское морское пароходство"

Защита диссертагцш состоится 'РУмая 2007 г в /5 часов на заседании диссертационного совета КМ307 009 02 в Мурманском государственном техническом университете по адресу 183010 г Мурманск, уп Спортивная, 13

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Мурманского государственного технического университета

Автореферат разослан апреля 2007 г

Ученый секретарь диссертационного совета доктор химических наук, профессор

Деркач С Р

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность Количественный и качественный рост мирового флота, бесспорно, отражается на состоянии безопасной эксплуатации, и большая часть аварий в мировом с>доходстве, так или иначе связана с состоянием эксплуатации судов, которое поддерживается как судовым экипажем, так и береговым персоналом судоходной компании

Уменьшение числа аварийных случаев, аварий и экологических катастроф напрямую зависит от эффективности менеджмента состоянием безопасной эксплуатации судов компании Такой менеджмент осуществляется в рамках социотехнических систем, стандарт которых приводится в девятой главе Международной Конвенции СОЛАС-74 и Кодексе к ней Анализ деятельности судоводителя в социотехнической системе "Вахта" показывает, что человеческий фактор должен считаться определяющим в процессе создания рисков экипажу, судну, его грузу и окружающей среде Снижение аварийности - это в первую очередь учет человеческого фактора, в частности, таких психофизических показателей, как усталость и информационная загрузка Автоматизация судовождения, с одной стороны, освобождает судоводителя от выполнения рутинных операций, а с дру-юй - повышает его информационную загруженность Снизить информационную загрузку судоводителя и обеспечить ему возможность наблюдения за окружающей обстановкой при одновременном повышении эффективности функционирования социотехнической системы в целом можно, если добиться оптимальности информационных и силовых связей в этой системе

Таким образом, задача, связанная с исследованием состояния способности связей в социотехнической системе к оптимальности и учетом состояния способности при планировании судовых ключевых операции является актуальной Решение указанной задачи позволит уже на этапе планирования учитывать способность связей системы к оптимальности и за счет повышения эффективности менеджмента состоянием эксплуатации судна уменьшать число аварийных случаев, аварий и экологических катастроф

Цель и задачи исследования Целью диссертационной работы является поиск путей оптимизации связей в социотехнической системе, которые должны учитываться при планировании безопасных судовых ключевых операций

Для достижения поставленной цели в диссертационной работе необходимо было решить следующие задачи

- составить модель преобразователя информации, поступающей судоводителю от подсистемы "Ходовой мостик", в команды на исполнительные технические средства, отвечающую свойству организованности, которое в данном случае рассматривается как информационная функция трех информационных переменных наблюдаемости, управляемости и транзитивности механизма выбора,

- оценить состояние способности к оптимизации информационных связей в социотехнической системе управления безопасной эксплуатацией судна, на основе оптимального выделения множества доминирующих сообщений из общего множества при заданной структуре порядка,

- оценить состояние способности к оптимальности силовых связей социотехническои системы, которое связано с периодичностью функционирования как самого преобразователя информации, так и с периодичностью действия внешних факторов,

- составить математическое описание процесса плавания и механизма функционирования социотехнической системы с учетом состояния способности к оптимальности информационных и силовых связей при плавании судна по заданному и безопасному маршруту в зависимости от информированности судового специалиста,

- составить математическое описание процесса оптимизации силовых связей в социотехнической системе при плавании судна по заданному и безопасному маршруту с использованием неавтономных технических средств судовождения

Объектом исследования является система управления безопасной эксплуатацией судов, отвечающая требованиям пятой главы Международной Конвенции СОЛАС-74, тексту Международной Конвенции ПДНВ-74/95 и кодексов к ней, а также национальным требованиям, которые сформулированы признанной организацией - Российским Регистром Судоходства

Предметом исследования является процесс планирования производственного функционирования системы управления состоянием безопасной эксплуатации и безопасной навшации, в рамках которого необходимо повысить эффективность управленческой деятельности судового специалиста

Научная новизна работы состоит в следующем

- показано, что состояние способности к оптимальности связей в социотехнической системе менеджмента безопасной эксплуатацией можно интерпретировать как информационную функцию от информационных переменных наблюдаемости, управляемости и устойчивости механизма выбора альтернатив,

- получено, что оптимальность информационных связей в социотех-нической системе зависит от применения принципа "экономии сознания", который реализуется, если множество поступающих судоводителю сообщений обладает структурой слабой непротиворечивости,

- показано, что оптимальность силовых связей в социотехнической системе определяется периодичностью преобразования навигационной или производственной информации в команды на управление техническими средствами судна,

- найдена зависимость механизма функционирования социотехнической системы от степени информированности судовых специалистов, осуществляющих планирование судовых ключевых операций

Практическая значимость работы. Результаты исследований в виде конкретных рекомендаций предложены к использованию в практической деятельности систем менеджмента безопасной эксплуатацией судов компаний Северного бассейна Кроме того, эти рекомендации могут быть включены в руководства по планированию безопасного навигационного перехода и использованы в учебном процессе при подготовке курсантов по специальности "Судовождение ", а также при переподготовке морских специалистов на факультете повышения квалификации МГТУ

Апробация работы Основные положения и результаты диссертационной работы были представлены в виде докладов на международных научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава МГТУ (2005-2007 гг , г Мурманск)

Публикации По теме диссертации опубликовано пять работ, в том числе две статьи опубликованы в журналах из перечня ВАК и три статьи - в материалах международных научно-технических конференций

Объем и структура диссертации Работа изложена на 120 страницах машинописного текста, состоит из введения, двух разделов, заключения, списка использованной литературы, включающего 87 наименований, и приложения В приложении приведены данные натурного эксперимента и акты внедрения, подтверждающие фактическое использование результатов исследования в учебном процессе

СОДЕРЖАНИЕ РАБО ГЫ

Во введении обоснована актуальность диссертационной работы, сформулирована цель и приведен перечень задач исследования Кроме того, во введении отмечается, что литерагурный обзор состояния исследования осуществляется по мере изложения материала в каждом разделе работы

В первом разделе рассматривается модель социотехнической системы "Вахта", условия ее организованности, а также пути оптимизации информационных и силовых связей этой модели Социотехническая модель системы управления представлена как результат взаимодеиствия мультимедийной подсистемы "Ходовой мостик" (технического элемента, состоящего из множества технических средств судна) и социального элемента, включающего судоводителя и подчиненную ему вахтенную службу судна Описание модельного процесса взаимодействия элементов в рассматриваемой социотехнической системе сведено к тому, что технический элемент формирует поток производственных сообщений / о текущем состоянии безопасной эксплуатации, а социальный элемент (судоводитель), обрабатывая полученные сообщения, преобразует их в поток силовых команд, поступающих на объект, в виде /0

С топологической точки зрения рассматриваемый процесс взаимодействия представляет собой цикл преобразования навигационной информации в силовые управляющие действия Поток навигационных сообщений I поступает социальному элементу по закону Рт(Х, где X - среднее число сообщений в единицу времени, т - число сообщений в рассматриваемом

промежутке времени I Кроме того, социальный элемент, обрабатывая полученное множество сообщении, преобразует эти сообщения в поток управлений мгновенного исполнения /0 по закону Др, г), где р - среднее число преобразований сообщений в управления состоянием безопасности мореплавания на рассматриваемом промежутке времени I

Информационные переменные наблюдаемость и управляемость для сильно связанных социотехнических систем всегда ассоциируются с решением диагностических задач и задач подстановки соответственно Поэтому целесообразно процесс информационного преобразования навигационной и производственной информации в команды на управление техническими средствами судна связывать с вероятностью возникновения очереди на преобразование сообщений из потока / в поток /0 команд мгновенного управления В общем случае вероятность появления такой очереди Ь(к, р) зависит от дву\ определяющих параметров X - среднего числа сообщений в потоке I, поступающих судоводителю от приборов, информационных, информационно-измерительных и экспертных систем, и р. -среднего числа преобразований сообщений в мгновенные команды на управление состоянием безопасной эксплуатации из потока /0 Соотношение определяющих параметров в выражении Ь(Х, р) и будет определять свойства наблюдаемости и управляемости в рассматриваемой социотехни-ческои системе в целом

Если соошошеиие параметров X и р в Ь(Х, р) таково, что имеет место отношение вида

ЦХ, р) > 0, (1)

то социотехническая система управляема, способна функционировать в реальном масштабе времени, а социальный элемент - судоводитель способен с помощью силовых воздействии на объект управления обеспечить поддержание текущего состояния безопасной эксплуатации в заданных пределах

Далее было принято, что судоводителю поступает неординарный пу-ассоновский поток сообщений от мультимедийной системы, интенсивность которого обратно пропорциональна количеству уже имеющихся у него производственных сообщений Кроме того, каждое сообщение, когорое поступает судоводителю, преобразуется по экспоненциальному закону с параметром р в целенаправленное действие Очевидно, что длина очереди ^ сообщений, поступающих дня преоб-разования, является однородной цепыо Маркова, что позволяет, используя марковские свойства

длины очереди, уравнение Колмогорова - Чепмена и переходные вероятности, сформулировать условие

X «(х, (2)

при выполнении которого обеспечивается отношение вида (1), определяющее свойство управляемости социотехнической системы

Обеспечить выполнение условия (2) в социотехнической системе "Вахта" можно только за счет "реального" или "мнимого" изменения среднего числа навигационных сообщений в единицу времени, поступающих судоводителю в виде информационного потока / от мультимедийной подсистемы "Ходовой мостик"

Реальное изменение величины X можно связать, к примеру, с дальнейшим совершенствованием метода планирования судовых ключевых операций, а также с разработкой такого программного обеспечения информационных и экспертных систем судовождения, входящих в состав мультимедийной подсистемы "Ходовой мостик", которое было бы способно сводить к минимуму число ложных навигационных сообщений В свою очередь, "мнимое" изменение среднего числа навигационных сообщений, циркулирующих в звене мультимедийная подсистема - судоводитель, возможно при реализации принципа "экономии сознания", реализуемого в процессе перераспределения информации между сознанием и подсознанием человека

Если условие временного резервирования (2) выполнено, то для введенной модели социотехнической системы "Вахта" можно составить и модель "управленческой деятельности" судоводителя (последовательности индивидуальных выборов) в этой системе Модель "управленческой деятельности" судоводителя в дополнение к свойствам наблюдаемости и управляемости способна придать социотехнической системе "Вахта" свойство устойчивости

Для разработки модели "управленческой деятельности" в разделе использовалась структура, представленная в виде упорядоченной семерки множеств

Е = <б,1,Х,/,П,Ф,Г>, (3)

где 5— множество альтернатив,

/ - множество требуемых видов упорядочения альтернатив, X— множество свойств альтернатив, /- отображение £ в X,

П - множество сообщений, поступающих судоводителю от мультимедийной подсистемы "Ходовой мостик", Ф - множество функций выбора, которые выражены через отношение

предпочтения в X, Г"сЛ - полный набор сообщений, используемый судоводителем для решения конкретной задачи навигационной безопасности и выделенный ему с привлечением принципа "экономии сознания" Введенная структура (3) обеспечивает устойчивость "управленческой деятельности" за счет использования квазитранзитивного механизма выбора альтернатив Квазитранзитивность механизма выбора в первую очередь обусловлена условием временного резервирования (2)

Устойчивый квазитранзитивный механизм выбора у судоводителя при управлении им состоянием эксплуатации судна, вводящий в структуре (3) квазипорядок на множестве альтернатив управления, можно записать так

ср*(ш) = Е иТг [со], (4)

где Е - отношение равенства, Тг - отношение транзитивности

Полученное выражение (4) описывает лишь необходимое условие устойчивого "управленческого поведения" судового специалиста, которое будет возникать при решении им конкретной управленческой задачи по поддержанию заданного уровня безопасной эксплуатации судна в со-цио-технической системе "Вах1а" Причем особенностью такого поведения является то, что у судоводителя при выполнении им обязанностей "управляющего" элемента формируется стереотип выбора альтернатив 9*(со), который является "мажорантой" по отношению к любой последовательности функций индивидуального выбора ф(со)

Для придания свойства достаточности условию устойчивого "управленческого поведения" судоводителя (4) необходимо выполнение еще одного основополагающего условия

йсГСЙ, (5)

где Г - множество сообщений со, которые поступают судовому специалисту и на котором мажорированная последовательность функций индивидуального выбора ф(ш) применительно к решению конкретной эксплуатационной задачи

Для решения задачи оптимизации информационных связей в социо-технической системе "Вахта" будем считать, что на множестве П для всех возможных сообщений со, Ъ 6 П, существует система бинарных отношений

- строгого предпочтения —

Р = {>, И, -} со >Ъ «V 1=1, т со, > Ь, 3/ со, > Ь„ (6)

- несравнимости -

Р={>, ДГ,~} аМЬ<=>31и12 (о,1>Ьл(й,г<Ьа, (7)

- эквивалентности -

Р={>,Ы,~} со 1=1, т со, = Ь, (8)

Тогда с учетом системы отношений (6)-(8) задачу оптимизации информационных связей в социотехнической системе "Вахта" можно связать с задачей оптимальной идентификации подмножества Г и рассматривать подмножество Г как результат объединения сообщений, в некотором смысле "наиболее предпочтительных" При этом в зависимости от конкретики решаемой управленческой задачи содержание понятия "наиболее предпочтительные" сообщения может определяться самой конкретикой, выраженной, например, через множество приоритетов Кроме того, вполне естественно принимать и учитывать информацию о множестве приоритетов, строя модель векторного выбора Гсг£2 на предположении об однородности этих приоритетов, причем приоритеты можно считать однородными, если они безразмерные

При решении управленческой задачи в социотехнической системе "Вахта" судовому специалисту поступает от мультимедийной подсистемы "Ходовой мостик" конечное множество информационных сообщений Ф = {со = (соь , сот)} Пусть, кроме того, задан вектор приоритетов К = {А'ь , Кт}, который определяет порядок "наиболее предпочтительных" сообщений в информационной базе П, поступающей судовому специалисту, причем со, является оценкой векгора со по приоритету К, Тогда заданная структура предпочтений (6}-(8) фиксируется в следующем виде про каждый из некоторого подмножества приоритетов т)

известно, что он обладает следующим свойством - если сообщение со превосходит сообщение Ъ по приоритету К, (со, > й,), то сообщение со не может оказаться менее предпочтительным, чем сообщение Ь по совокупности всех приоритетов Приоритеты, обладающие этим свойством, являются наиболее важными, а все сообщения, отвечающие этим приоритетам, будут составлять множество Г с О, которое и обеспечивает формирование

и

стереотипа <р*(а>) выбора альтернатив Этот стереотип является "мажорантой" по отношению к любой последовательности функций индивидуального выбора ф(ш) Сообщения из множества Л = Q \ Г сравниваются лишь по оставшимся приоритетам, среди которых в силу наличия системы бинарных отношений также существуют приоритеты, обладающие структурой предпочтений Продолжая такого рода рассуждения, можно получить разбиение множества приоритетов К на непересекающиеся подмножества A'-=i,ui,.,u L, (9)

Натурный эксперимент, проведенный на судие в процессе несения ходовой вахты, подтвердил гипотезу о наличии приоритетных сообщений на множестве Г Поэтому далее в разделе рассматривается возможность оптимизации информационных связей между мультимедийной подсистемой "Ходовой мостик" и судовым специалистом с учетом множества приоритетов (9) Для этой цели дополнительно будем считать, что приоритетность (9) сообщений ю из множества Г "хорошо" определена

Состояние оптимальности информационных связей между объектом управления и судоводителем в социотехнической системе "Вахта" с учетом системы отношений (6)-(8) и приоритетов (9) можно выразить так

Гу= {vefi |3*coefi со > ?-и} ~> max,

г

1де иеГ' - сообщения недоминирующего характера, вывод которых из обращения в информационных связях социотехнической системы оптимизирует эту связь, обеспечивая минимальную информационную загрузку вахтенного судоводи геля

Решая далее задачу вероятностной оценки мощности подмножества Г*, а именно оценки математического ожидания числа сообщений M[Card TJ], образующих это подмножество, получим возможность оценить количество

Card Г = Card Q. \ MfCard Г9] доминирующих сообщений, необходимых судоводителю для решения конкрешой производственной задачи

Кроме того, использование в процессе управления состоянием безопасной эксплуатации судна только доминирующих сообщений повышает эффективность и организованность социотехнической системы при минимизации информационной загрузки судоводителя

После получения условий, при которых социотехническая система обладает свойством оптимальности информационных связей, далее в разделе рассматривается влияние индивидуальных качеств судоводителя на его "управленческое поведение", поддерживающее это свойство Оценка влияния выполнена в рамках структуры Е (Л/, где Л' - нервно-психическая сфера, в которой осуществляется акт "управленческого поведения" С использованием принятых за основу парамегров множества состояний структуры Е, при фиксации параметров нервно-психической сферы 5 была составлена модель качественной оценки "управленческой деятельности" Для расширенного временного интервала "управленческая деятельность" судоводителей эквивалентна функционированию системы с переменной структурой В этом случае общим подходом к описанию управленческой деятельности судоводителя являются принцип "экономии сознания" и принцип постоянного самоконтроля

Для определения условий оптимальности силовых связей в социо-технической системе "Вахта" было принято допущение о том, что определена линейная функция эффективности В, выраженная через величину эффективности в единицу времени Ъ Кроме того, вероятность события, заключающегося в появлении за малое время Ы необходимости вмешательства судоводителя в функционирование объекта управления, равна величине ХЫ. +0(Л?) при X > 0 При обращении к объекту управления судовой специалист взаимодействует с ним случайное время т, с функцией распределения Ф(т) и конечным математическим ожиданием <т>, причем вероятность идентификации состояния судна судоводитель равна ц Если вероятность "правильного" функционирования цепи "опрос - распознавание - силовое действие" составляет величину Л, а функция трудовых затрат равна Щт), то математическое ожидание величины В] <Вр- = ЬШ7(1 -РР0) /31(1+ Р(Р0 - Рд)) Тогда с учетом последнего выражения средняя величина разности эффекта и трудозатрат на один интервал управления может быть определена так

<А;> = <В?> - <//(т)>, где <Н(т)> - математическое ожидание трудозатрат человеческого элемента В свою очередь максимум величины <Д„> определяется отношением ЬИд / ХН(т) > 1,

которое обеспечивает "правильную" взаимосвязь "судоводитель - объект" и выражается в регулярности обращений человека к техническим средствам управления или к членам судовой вахты

Во втором разделе рассматривается практическая реализация состояния способности к оптимальности информационных и силовых связей в социотехнической системе "Вахта" при поддержании заданного уровня безопасности навигации

Для разработки практических рекомендаций по созданию и поддержанию состояния способности к оптимальности информационных и силовых связей в разделе был выполнен анализ литературных источников, который позволил выделить доминирующие признаки, характеризующие особенности траекторного движения судна Так, при движении судна по заданному маршруту с постоянной скоростью (океаническое плавание), когда действие внешних и внутренних факторов не нарушает общей устойчивости движения, доминирующим признаком является признак линейности Этот признак позволяет формировать механизм функционирования социотехнической системы в рамках линейной алгебраической системы с учетом максимальной априорной информированности судоводителя При маршрутном плавании (плавание в условиях стесненных вод) с постоянным изменением характера и параметров движения судна доминирующим является признак нелинейности, который способствует тому, что информированность судового специалиста снижается до минимума

С учетом степени информированности судоводителя в разделе выполнено исследование особенностей формирования механизма функционирования социотехнической системы управления состоянием мореплавания При этом под механизмом функционирования социотехнической системы управления состоянием навигации понималось прямое векторное произведение целевой функции и предварительной прокладки судна, составленной в виде спектра курсов, связанных поворотными точками и локализованных в сфероиде навигационной безопасности

При разработке общих принципов механизма функционирования социотехнической системы "Вахта", используемого для поддержания безопасного состояния навигации, был принят ряд допущении В частности, было введено допущение относительно класса навигационных процессов, подлежащих планированию и последующей реализации В качестве эле-

мента такого класса использовался математический объект, который можно представить дифференциальным уравнением вида

Л7сЙ = .Р(У, С/, СО (Ю)

с конечными связями, записанными так

У(/0) = У0(О, С <£, С{¥(П)^)> 0, Я(У(0, и(о, Ш 0 ^ 0, /?№), О - шш (11)

Дифференциальное уравнение (10) и конечные связи (11) в данном случае представлены в векторном виде и помимо вектора фазовых координат У (состояния исполнительной прокладки), вектора управлений и (предварительной прокладки) и времени I содержат еще вектор ^ возможных возмущений Введенные возмущения С, явно входят в начальные условия Ко, в векторную функцию О, задающую цель управления, в смешанные ограничения II ив некоторый скалярный критерий качества управления Я, подлежащий минимизации

В рамках введенного определения механизма функционирования со-циотехнической системы "Вахта" и математического объекта с конечными связями механизм (10)-(11) модель функционирования этой системы при управлении состоянием навигации можно записать так

(12)

Среди компонент вектора возмущений С входящего в выражение (12), могут быть как постоянные параметры систематического характера, так и функции времени Однако далее будем считать, что, несмотря на то что одна и та же компонента С может одновременно входить во все отношения типа (11), при этом 70, б и И содержат только параметры, а среди аргументов Ей Нмогут быть как параметры, так и функции

Кроме того, необходимо отметить, что дополнение конечных связей (11) ограничениями вида

Н{Щ,Щ), «о,0>о является особенностью решения морской гранспортной задачи при плавании судна в условиях навигационных рисков и ограниченности сверху управленческих ресурсов

Очевидно, что при любой степени информированности судовых специалистов механизм функционирования социотехнической системы (12) допускает возможность выхода состояния навигации за пределы установленных и безопасных границ (полосы положения) Информацию о выходе

текущего состояния за установленные безопасные границы судоводитель получает от технической подсистемы "Ходовой мостик", которая предоставляет ему базу данных, составленную из информационных векторных или скалярных функций и представленную мультимедийным способом

Основу базы данных, привлекаемых для выбора управлений, составляют информационные доминанты, которые инициируют механизм выбора целенаправленных корректирующих действий Механизм выбора корректирующих управлений ограничен механизмом функционирования социотехническои системы и включает в себя последовательное решение таких задач, как идентификация отклонения состояния, его классификация и выбор корректирующего управления Поэтому далее в разделе рассматриваются принципы формирования информационных доминант, которые оповещают судоводителя о нарушениях состояния безопасности навигации при ведении обсервационного счисления пути судна и запускают у вахтенного помощника механизм выбора корректирующих управлении

Для оценки количества информации, привлекаемой в процессе планирования безопасного плавания судна по навигационному маршруту, в разделе использовался такой показатель, как эпсилон-энтропия Величина эпсилон-энтропии рассматривалась как информационная емкость обсервационного счисления пути судна Другими словами, величина эпсилон-эшропии определяет то минимальное количество информации, при наличии которого требования к обеспечению состояния безопасности навигации могут быть выполнены Причем величина эпсилон-энтропии, с помощью которой можно оценить минимально необходимое количество информации, обеспечивающее заданный уровень безопасности навигации, определяется как

где 1{\У, 7) - количество информации, е - величина, учитывающая плановую точность обсервационного счисления пути судна, § - величина, которая при выбранной метрике р{2, IV), например такой, как р{2, Щ = {2- IV}2, может быть найдена следующим образом

I I

2 }¥

Если требования к плановой точности обсервационного счисления заданы в виде стандартного эллипса погрешностей, то величина эпсилон-энтропии будет равна

//¿г) = 1оа (13)

где = жае ЬЕ - площадь эллипса распределения погрешностей обсервационного счисления, принятая на этапе планирования безопасного навигационного маршрута

Анализ, информационного обеспечения плавания судна по заданному маршруту с привлечением обсервационного счисления и учетом выражения (13) показывает, что удовлетворить заданным на этапе планирования требованиям к точности удержания судна в заданной полосе положения можно, для чего следует выполнить условие

1(Щ>Пе(Ъ (14)

Условие (14) является лишь необходимым и не обладает признаками достаточности, поскольку количество информации является только интегральной оценкой и не учитывает ни форму, ни ориентацию стандартного эллипса погрешностей Если далее принять во внимание неравенство

то можно получить более доступное для визуализации и восприятия в интеллектуальной эргатической системе контроля безопасности навигации неравенство, записанное так

Я(Л) <//(£), (15)

где Я(с) = 1о^2 2е5е, Н(ц) = 1о£2 2е5'п - дифференциальные энтропии плановой и текущей точности обсервационного счисления пути судна

Сформулированный информационный подход к решению задачи обеспечения безопасного илавания судна в заданной полосе положения органически связан с существующими методами оценки безопасности навигации Однако для случая обсервационного счисления пути судна такой подход позволяет обеспечить организацию принципиально новой методики мультимедийного контроля, которая ориентирована уже на интеллектуальную эргатическую систему "судоводитель - технические средства судовождения" Действительно, если использовать мультимедийный способ представления базы навигационных данных, в частности сообщение о навигационном событии, определенном только в системе отношений (<, =, >) и записанном так

А(П,е) =^[Я(г!)<Я(Е)], (16)

сообщение (16), выделенное и классифицированное судоводителем среди других сообщений, отображаемых в виде информационных навигационных функций, можно принимать в качестве информационной доминанты, которая и должна запускать механизм выбора корректирующих управлений, обеспечивающих поддержание заданного уровня безопасности навигации Механизм выбора корректирующих управлений, который запускается только одной информационной доминантой вида (16) и преобразует только минимально необходимое множество сообщений

А(т|, с) сГ с а,

будет обеспечивать оптимальную по минимуму информационной загрузки судоводителя связь "технические средства судовождения - база навигационных данных с мультимедийным способом отображения - судоводитель" в социотехнической системе управления состоянием навигации

Практическая реализация контроля навигационного события (16) требует, чтобы в программном обеспечении технического средства судовождения была предусмотрена процедура сбора такого количества текущей информации, которое было бы не меньше, чем величина эпсилон-энтропии Н(е), закладываемая на этапе планирования навигационного маршрута

Для того чтобы оценить возможность оптимизации силовых связей в социотехнической системе "Вахта" в разделе рассмотрена неизбыточная система, состоящая из N корректирующих команд, которые передаются судоводителем через вахтенную службу на технические средства (объект управления) для поддержания заданного уровня безопасности навигации Прием вахтенной службой любого г-го сообщения (гй^, включающего в себя суть команды на корректирующие управляющие действия, является периодическим процессом, который можно характеризовать в общем случае частотой со, и фазой ср, обращения судоводителя к персоналу вахтенной службы

Во время просмотра конкретного мультимедийного представления базы навигационных данных судоводитель получает полную информацию о параметрах состояния безопасности, но лишь ту, которая отображается в этой базе и соответствует принятым им сообщениям (16) Кроме того, можно принять, что при просмотре конкретного представления базы навигационных данных информация о параметрах состояния безопасности навигации, содержащаяся в других сообщения технических средств судоводителю неизвестна, т с мультимедийная система отображения

подсистемы "Ходовой мостик" построена таким образом, что повторный доступ к этой базе невозможен

Примем, что общее время, затрачиваемое судоводителем на просмотр базы навигационных данных, равно /„ а функции распределений интервалов времени, в течение которых параметры состояния безопасности навигации, являясь квазистационарными, обеспечивают возможность фиксации уровня рисков, подчиняются показательному закону с известными или частично известными коэффициентами Х2, , Хп Кроме того, пусть индикация информационных векторных и скалярных функций при отображении их в подсистеме "Ходовой мостик" достаточно "хорошо" воспринимается судоводителем, а его обращение к базе навигационных данных достаточно "быстрое", причем такое, что за время просмотра достоверность информации о состоянии безопасности навшации во всей системе из N сообщений, которые преобразуются также в N корректирующих управлений, не изменяется Тогда в рамках введенных выше допущений задачу по оптимизации силовых связей в социотехиической системе при плавании судна по заданному и безопасному маршруту можно решить, если обеспечить нахождение величин глобального периода просмотра данных из системы отображения подсистемы "Ходовой мостик" Для информационных доминант вида (16) значения глобального оптимального интервала подачи команд на управление техническими средствами судна можно найти так

П<тахю„ (17)

причем величина (17) доставляет минимум функционалу

N

1У°(П) 1,Е(-П /©,))/ П (18)

<= 1

Полученный оптимальный глобальный период (17) подачи команд мгновенного исполнения в общем случае может быть получен с помощью перебора конечного числа точек числовой оси Методика решения включает в себя следующие операции

- по результатам эмпирических наблюдений рассчитывается максимальный период управленческих действий судоводителя среди всех периодов обращения к базе навигационных данных.

- вычисляются значения 1У°(П) в точках, причем таких, что

'ЛПо<^со1,<По,прн(у= 1,2, ,Л0, (19)

- отыскивается величина ггап IV0 среди всех N вычисленных значений ^(П) и принимается в качестве оптимального глобального периода П0пт,

- производится нормирование периодов подачи команд на управление при известном оптимальном глобальном периоде ГТопт

Следует заметить, что при определении величины глобального периода управляющих действий, передаваемых на технические средства, ограничения, используемые в этом разделе при решении задачи (17), (18), не являются обязательными

Решение задачи (17), (18) показывает, что оптимальным в плане максимума эффективности от "правильного" использования силовой взаимосвязи "вахтенный судоводитель - персонал вахтенной службы - технические средства" и поддерживающим состояние безопасной навигации является регулярный поток команд мгновенного исполнения Причем значение глобального оптимального интервала П, характеризующего регулярность обращений, определяется путем решения экстремальной задачи с учетом кратности периода и ограничений на область его определения Выбор глобального оптимального интервала П, доставляющего максимум функционалу (18) и отвечающего условиям неравенства (19), будет определять границу экономической целесообразности функционирования взаимосвязи "вахтенный судоводитель - персонал вахтенной службы -технические средства" в социотехнической системе управления состоянием навигации

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1 В социотехнической системе управления, обладающей свойством организованности и состоянием способности к оптимальности информационных и силовых связей, существуют пути повышения эффективности качества управления состоянием безопасности эксплуатации судна

2 Состояние способности к оптимизации информационных связей в социотехнической системе управления состоянием безопасной эксплуатации судна определяется наличием в общем множестве сообщений, связывающих технические средства и судоводителя, подмножества информационных доминирующих сообщений

3 Выбор подмножества доминирующих сообщений из общего информационного множества может быть выполнен, если общее множество обладает системой отношений, включающей отношения строго предпочтения, несравнимости, эквивалентности, и свойством непротиворечивости

4 Найдено, что состояние способности к оптимальности силовых связей в социотехнической системе при управлении состоянием безопасной эксплуатации по критерию минимума временных потерь поддерживается как за счет периодичности преобразования судовой информации в управления, так и периодичности действия факторов внешней среды на судно

5 Механизм функционирования социотехнической системы с учетом состояния способности к оптимальности информационных и силовых связей при плавании судна по заданному и безопасному маршруту должен включать в себя представления о подмножестве информационных доминант, обеспечивающих поддержание заданного уровня состояния безопасности навигации и степени информированности судоводителя

6 Решена задача оптимизации силовых связей в социотехнической системе при плавании судна по заданному и безопасному маршруту путем определения величины глобального периода просмотра базы данных из системы отображения подсистемы "Ходовой мостик"

7 Значение глобального оптимального интервала, определяющего периодичность подачи команд на управление техническими средствами судна, находится путем решенияя экстремальной задачи с минимизацией временных потерь

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО МАТЕРИАЛАМ ДИССЕРТАЦИИ

1 Гяадышевский, M А Современные интеллектуальные методы в системе управления безопасностью судов / MA Гладышевский, В И Меньшиков // Наука и образование - 2003 материалы Междунар науч- те\н конф (Мурманск, 2-16 апреля 2003 г) / Мурман roc техн ун-т - Мурманск, 2003 - Ч 5 - С 14-15

2 Гладышевский, M А Навигационный мостик как мультимедийная система / M А Гладышевский, В И Меньшиков // Наука и образование -2005 материалы Междунар науч-техн конф (Мурманск, 6-14 апр 2005 г ) / Мурман гос техн ун-т - Мурманск, 2005 - Ч 7 - С 85-87

3 Гладышевский, M А Оптимальность взаимосвязей в социо-техиической системе управления состоянием безопасной эксплуатации судна / M А Гладышевский, В И Меньшиков // Вести МГТУ тр Мурман гос техн ун-та - 2006 - Т 9, № 2 - С 260-268

4 Гладышевский, M А Организованность социо-технической системы, обеспечивающей поддержание заданного уровня состояния безопасной эксплуатации судна / В И Меньшиков, M А Пасечников, К В Меньшикова, M А Гладышевский // Вести МГТУ тр Мурман гос техн ун-та -2006 -Т 9, №2 - С 268-281

5 Гладышевский, M А Приоритетность навигационных сообщений при оптимизации информационного взаимодействия СТС "ВАХТА" / В И Меньшиков, M А Гладышевский // [Электронный ресурс] / МГТУ Электр текст дан (16 Мб) Мурманск МГТУ, 2006 - Междунар науч-техн конф "Наука и образование-2006" (Мурманск, 4-12 апр 2006 г) -С 953-955 - (НТЦ "Информрегистр" № 0320501517, св 7081 от 28 11 2005 г )

Издательство МГТУ 183010 Мурманск, Спортивная, 13 Сдано в набор 02 04 2007 Подписано в печать 02 04 2007 Формат 60х84'/,6 Бум типографская Уел печ п 1,39 Уч -пзд л 1,09 Заказ 175 Тираж! 00 экз

Введение.

Раздел 1. Оптимальность информационных и силовых связей в социотехнической системе, поддержания заданного уровня состояния безопасной эксплуатации судна.

1.1. Особенности деятельности судоводителя на ходовом мостике современного судна.

1.2. Наблюдаемость и управляемость в социотехнической системе "Вахта".

1.3. Физико-математическое описание принципа "экономии сознания".

1.4. Устойчивость "управленческой деятельности" судоводителя в социотехнической системе "Вахта".

1.5. Структура предпочтений на множестве сообщений, поступающих к человеку от технических средств судовождения.

1.6. Оптимизация информационного взаимодействия между объектом управления и оператором социотехнической системы "Вахта".

1.7. Модель механизма выбора альтернатив судоводителем социотехнической системе "Вахта".

1.8. Оптимизация силового взаимодействия между оператором и объектом управления в социотехнической системе "Вахта".

Выводы к первому разделу.

Раздел. 2. Практическая реализация оптимальности связей в социотехнической системе при поддержании заданного уровня безопасности навигации.

2.1. Математическое описание процесса плавания судна по заданному и безопасному маршруту.

2.2. Механизм функционирования социотехнической системы при плавании судна по заданному и безопасному маршруту.

2.3. Информационные доминанты обсервационного счисления пути судна при плавании по заданному и безопасному маршруту.

2.4. Практическая реализация оптимальности связей социотехнической системы при плавании судна по заданному и безопасному маршруту.

Выводы ко второму разделу.

Прогресс в области разработки и эксплуатации сложных технических систем связан с заметными успехами в области их надежного функционирования. Этому способствует появление исследований, в которых оценивается влияние технических систем на органы человека, которые формируют целые направления как в области проектирования технических устройств под человека-оператора, так и в области разработки элементов поведения человека-оператора, повышающих надежность функционирования социотехнической системы в целом. Интерес к таким направлениям исследований связан в первую очередь с тем, что увеличение надежности функционирования социотехнической системы сдерживается "человеческим фактором" или, в терминологии Международной морской организации (IMO), - "человеческим элементом". Поэтому следует признать весьма актуальным дальнейшее наращивание исследований формирования элементов поведения человека-оператора как при восприятии им информации, поступающей от мультимедийных систем отображения, так и при управлении состоянием сложного объекта, особенно в критических ситуациях. Необходимость выполнения таких исследований можно подкрепить следующими статистическими данными, приводимыми World Casualty Statistics and Lloyd's Casualty Week Publication за период с 1994 по 2004 год. В результате аварий мирового флота погибли 6 693 человека, при этом было потеряно 2 225 средних и крупных судов. Соотношение причин морских аварий в мировом флоте с 1999 по 2004 гг. можно привести в виде следующего перечня: опасный крен - 3,95 %; потеря водонепроницаемости -3,11 %; погодные явления - 1,43 %; пожары, взрывы - 13,65 %; повреждения - 1, 44 %; опрокидывания - 3,62 %; навалы - 3,66 %; столкновения - 14, 78 %; технические причины - 17,05 %; кораблекрушения - 23,22 %; разрушения - 10,28 %; остальные виды - 3,81 %.

Поэтому в данной работе объектом исследования будет являться социо-техническая система, отвечающая за поддержание принятого уровня безопасной эксплуатации судна (безопасности навигации) при выполнении производственного процесса и включающая в себя мультимедийную подсистему "Ходовой мостик" и судоводителя во главе организованной судовой вахты.

Следует обратить особое внимание на применяемый автором диссертации термин «мультимедийная подсистема "Ходовой мостик"». Под этим термином здесь и далее следует понимать подсистему в контуре управления, которая является объединением двух систем представления навигационных данных, в частности интегрированной системы отображения информации от технических средств судовождения и системы обзора, используемой судоводителем для непосредственного контроля окружающего пространства.

Современный уровень оснащенности судна приборами, информационными, информационно-вычислительными и экспертными системами, которые вместе с системой обзора образуют на рабочем месте судоводителя единую мультимедийную подсистему, требует всесторонней и специализированной подготовки судовых специалистов. Такая подготовка должна учитывать, что средства автоматизации отдаляют специалиста от непосредственного контакта с объектом управления. Кроме того, постоянное снижение численности судовых экипажей, усиливая роль "человеческого элемента", приводит к тому, что возникает необходимость в минимизации влияния ошибок от принятия неверного решения одним членом экипажа на общее состояние безопасности эксплуатации в аварийных ситуациях. Требование минимизации такого влияния соответствует позиции IMO, изложенной в ее резолюции А.850 (20), согласно которой адекватность действий в тех или иных условиях должна исключать ошибки одного человека, влияющие на безопасную эксплуатацию судна в целом.

В современных социотехнических системах человек-оператор является не только самым ненадежным, но и самым непредсказуемым звеном. Каково будет поведение судового специалиста в опасной ситуации, зависит от множества системообразующих факторов, таких, например, как установочные, мотивационные, личностные факторы. Действительно, психика человека -это наиболее совершенный и тонкий, но в то же время наиболее "ранимый" аппарат приспособления человека к реалиям окружающей среды.

В социотехнических системах средства отображения информации о состоянии объекта управления должны учитывать не только чувствительность анализаторов или характеристик восприятия человека-оператора, но и процессы предвидения, и формирование программы действий, составленной в виде технической подсказки, характерной для экспертных систем. Особенностью судовой социотехнической системы является то, что в ней функции человека-оператора исполняет целый экипаж со специализированной индивидуальной подготовкой его членов, поэтому ошибка при принятии решения одним членом экипажа должна быть сведена к минимуму для предотвращения аварийной ситуации. Например, в резолюции ИМО А.850 (20) отмечается, что эффективные действия по исправлению ситуаций, возникающих в результате аварий на море, требуют глубокого понимания значимости вовлеченного "человеческого элемента".

Если учитывать диапазон деятельности судоводителя как управляющего элемента социотехнической системы и его текущие психико-физические свойства, то возникает необходимость в исследовании установившегося режима функционирования социотехнической системы типа "Вахта" в целом. Такие исследования должны выполняться с целью определения в этой системе состояния организованности, выраженного через свойства наблюдаемости, управляемости и устойчивости при оптимальности информационных и силовых связей между судоводителем и техническими средствами.

Как следует из анализа деятельности судоводителя в социотехнической системе "Вахта", человеческий фактор должен считаться определяющим в процессе создания рисков экипажу, судну, его грузу и окружающей среде. Снижение аварийности - это в первую очередь учет особенностей человеческого фактора, в частности, таких его психофизических показателей, как усталость и информационная загрузка. Автоматизация судовождения, с одной стороны, освобождает судоводителя от выполнения рутинных операций, а с другой - повышает его информационную загруженность. Поэтому решить задачу по снижению информационной загрузки судоводителя можно путем передачи части функций по управлению и обработке информаци техническому средству, обладающему достаточно сложным тезаурусом [33]. Это обеспечит судоводителю возможность реализовать принцип "экономии сознания" за счет минимизации количества отвлечений на действительные и ложные сообщения о появлении навигационных рисков, что позволит ему осуществлять свою основную производственную деятельность - наблюдение за окружающей обстановкой. Снизить информационную загрузку судоводителя и обеспечить ему возможность наблюдения за окружающей обстановкой при одновременном повышении эффективности функционирования социо-технической системы в целом можно, если добиться оптимальности информационных и силовых связей в этой системе.

Целью данной диссертационной работы является исследование возможности построения оптимальных связей в организованной (наблюдаемой, управляемой и устойчивой) социотехнической системе при управлении состоянием безопасной эксплуатации судна и поддержании этого состояния на уровне существующих международных и национальных требований за счет снижения роли "человеческого фактора".

Учитывая актуальность выбранного направления исследования и цель исследования, в диссертационной работе необходимо было решить следующие задачи:

- составить модель преобразователя информации, поступающей от подсистемы "Ходовой мостик", в команды на исполнительные технические средства, отвечающую свойству организованности, которое в данном случае рассматривается как информационная функция трех информационных переменных: наблюдаемости, управляемости и транзитивности механизма выбора;

- оценить состояние способности к оптимизации информационных связей в социотехнической системе управления безопасной эксплуатацией судна, которое основано на оптимальном выделении множества доминирующих сообщений из общего множества при заданной структуре порядка;

-оценить состояние способности к оптимальности силовых связей социотехнических систем, которое связано как с периодичностью функционирования самого преобразователя информации, так и с периодичностью действия внешних факторов;

-составить математическое описание процесса плавания и механизма функционирования социотехнической системы с учетом состояния способности к оптимальности информационных и силовых связей при плавании судна по заданному и безопасному маршруту в зависимости от информированности судового специалиста;

-составить математическое описание процесса оптимизации силовых связей в социотехнической системе при плавании судна по заданному и безопасному маршруту с использованием неавтономных технических средств судовождения.

Решение перечисленных выше задач последовательно излагается в разделах диссертационной работы и в соответствующем порядке выносится на защиту.

Выводы ко второму разделу

1. Движение судна по заданному маршруту в общем случае можно характеризовать двумя доминирующими признаками. Первым признаком является признак линейности, когда судно движется по маршруту постоянным курсом с постоянной скоростью, а действие внешних и внутренних факторов не нарушает общей устойчивости движения. В качестве второго доминирующего признака можно принять инверсию первого — нелинейность движения, которая характерна для маршрутного плавания судна в стесненных водах.

2. Управление состоянием безопасного навигационного процесса и соответственно обеспечение безопасности навигации можно рассматривать как циклическую деятельность судовых специалистов по преобразованию имеющейся у них априорной и апостериорной информации в силовые целенаправленные действия, направленные на изменение состояния объекта.

3. Гарантированная оценка качества управления состоянием навигационного процесса зависит от степени неопределенности, при которой осуществляется планирование механизма функционирования социотехнической системы, управляющей состоянием безопасности навигации.

4. Для выделения информационной доминанты, оповещающей судового специалиста о нарушениях уровня безопасности навигации, при ведении непрерывного контроля состояния навигации с помощью неавтономной информационно-вычислительной системы обсервационного счисления пути судна, можно воспользоваться понятием эпсилон-энтропии.

5. Для практической реализации контроля навигационных событий требуется, чтобы в программном обеспечении технического средства судовождения была предусмотрена процедура сбора такого количества текущей информации, которое было бы не меньше, чем величина эпсилон-энтропии, закладываемая на этапе планирования навигационного маршрута.

6. Задача оптимизации силовой связи в социотехнической системе при плавании судна по заданному и безопасному маршруту может быть решена путем определения величины глобального периода просмотра данных из системы отображения подсистемы "Ходовой мостик". Значение глобального оптимального интервала подачи команд на управление техническими средствами судна определяется путем решения экстремальной задачи по критерию минимума временных потерь.

109

Заключение

Объектом исследований, выполненных в данной диссертационной работе, является социотехническая система управления безопасной навигацией на судне, отвечающая требованиям пятой главы Международной Конвенции COJIAC—74, тексту Международной Конвенции ПДНВ-74/95 и кодексов к ней, а также национальным требованиям, которые сформулированы признанной организацией - Российским Регистром Судоходства. В то же время к предмету исследований работы следует отнести процесс управления состоянием безопасной эксплуатации (безопасности навигации), в рамках которого необходимо оптимизировать информационные и силовые связи и соответственно повысить общее качество управления социотехнической системой в целом при одновременной минимизации информационной згруз-ки судоводителя.

В ходе выполнения автором исследований, направленных на общее повышение эффективности управления состоянием безопасной эксплуатации судов компании, были получены новые научные результаты, котрые могут быть сформулированы следующим образом:

-решена задача описания организованной (наблюдаемой, управляемой и устойчивой) социотехнической системы несения вахты на судне, основанной на циклическом преобразовании информации в силовые действия, и дано описание механизма выбора при идентификации, классификации и управлении как "склеенной" последовательности или скользящего режима действий судоводителя;

-разработано математическое обоснование выбора оптимальных информационных и силовых связей, которые, работая в оптимальном режиме, способны повысить общее качество управления состоянием безопасной эксплуатации судна, например, при использовании, в процессе управления гарантированного механизма функционирования при плавании по маршруту;

-предложены практические рекомендации по реализации оптимальности информационных и силовых связей социотехнической системы управления состоянием безопасности навигации за счет выделения информационной доминанты, присущей обсервационному счислению, и периодичности подачи команд мгновенного исполнения, реализующих корректирующие действия;

- показано, что состояние способности к оптимальности связей в социотехнической системе менеджмента безопасной эксплуатацией можно интерпретировать как информационную функцию от информационных переменных: наблюдаемости, управляемости и устойчивости механизма выбора альтернатив;

- найдено, что оптимальность информационных связей в социотехнической системе связана с принципом "экономии сознания", который реализуется, если множество поступающих судоводителю сообщений обладает структурой вложения;

-определено, что оптимальность силовых связей в социотехнической системе определяется периодичностью преобразования навигационной или производственной информации в команды на управление техническими средствами судна;

-показана зависимость механизма функционирования социотехнической системы от степени информированности судовых специалистов, осуществляющих планирование судовых ключевых операций.

Результаты исследований в виде конкретных рекомендаций предложены к использованию в практической деятельности систем менеджмента безопасной эксплуатацией судов компаний Северного бассейна. Кроме того, эти рекомендации могут быть включены в руководства по планированию безопасного навигационного перехода, использоваться в учебном процессе при подготовке курсантов по специальности "Судовождение на морских путях", а также при переподготовке морских специалистов на факультете повышения квалификации МГТУ.

Результаты исследований в виде рекомендаций по минимизации информационной загрузки судоводителя были использованы в системах управления безопасной эксплуатацией судов компаний Северного бассейна и включены в учебный процесс при подготовке курсантов по специальности "Судовождение на морских путях", а также переподготовке морских специалистов на факультете повышения квалификации МГТУ.

Подтверждение использования теоретических результатов настоящего исследования в практических целях и результаты проведенного натурного эксперимента приводится в приложении к диссертационной работе.

112

1. Алексишин, В. Г. Расчет допустимого бокового уклонения от оси створа / В. Г. Алексишин // Записки по гидрографии. — 1986. — № 216. -С. 12-15.

2. Амелин, В. С. О критерии минимума ширины ходовой полосы / В. С. Амелин, Л. Н. Тримонов // Тр. НИИВТ. 1979. - № 147. - С. 111-113.

3. Айзерман, М. А. Некоторые аспекты общей теории выбора лучших вариантов / М. А. Айзерман, А. В. Малишевский // Автоматика и телемеханика. 1981. - № 2. - С. 65-83.

4. Аркин, В. И. О нахождении оптимальных управлений / В. И. Аркин, В. А. Колеманов, А. Н. Ширяев // Тр. МИАН им. В. А. Стеклова. М., 1964. -Т. 71.-С. 21-25.

5. Арпиайнен, В. А. К вопросу о предварительной штурманской прокладке рейса / В. А. Арпиайнен // Судовождение : сб. науч. тр. / ЛВИМУ. 1979. - Вып. 24. - С. 39 - 44.

6. Бабич, О. И. Приближенный расчет навигационной безопасности / О. И. Бабич // Мор. трансп. Сер. Судовождение и связь : экспресс-информ. / Мортехинформреклама. 1986. - Вып. 10 (195). - С. 15-19.

7. Баранов, А. А. Исследование траекторий движения судов с целью повышения безопасности прохождения разводных пролетов ленинградских мостов / А. А. Баранов // Технические средства судовождения и связь : сб. науч. тр. / ЛИВТ. Л., 1988. - С. 42^8.

8. Баранов, Ю. К. Определение места судна с помощью навигационных спутников / Ю. К. Баранов. 3-е изд., перераб. и доп. - М. : Транспорт, 1988.-208 с.

9. Барзилович Е. Ю. Надежность авиационных систем / Е. Ю. Бар-зилович, В. Г. Мезенцев, М. В. Савенко. М. : Транспорт, 1982. - 182 с.

10. Баскин, А. С. Береговые системы управления движением судов / А. С. Баскин, Г. И. Москвин. М. : Транспорт, 1986. - 159 с.

11. Баскин, А. С. Нормирование осадки судов в морских портах / А. С. Баскин, Р. А. Попков // Судовождение : сб. науч. тр. / ЛВИМУ им. адм. С. О. Макарова. 1977. - Вып. 22. - С. 104-111.

12. Баскин, А. С. Расчет проходной посадки при плавании на мелководье / А. С. Баскин // Мор. трансп. Сер. Безопасность мореплавания : экспресс-информ. / Мортехинформреклама. 1984. - Вып. 5 (165). - С. 13— 18.

13. Болдырев, В. С. Методы математической статистики в гидрографии и кораблевождении / В. С. Болдырев ; Воен. мор. ордена Ленина и Ушакова Академия. Л. : б. и., 1982. - 182 с.

14. Бухановский, И. Л. Радиолокационные методы судовождения / И. Л. Бухановский. М.: Транспорт, 1970. - 240 с.

15. Ваганов, Г. И. О соотношении габаритов судового хода и толкаемых составов / Г. И. Ваганов. М. : Реч. транспорт, 1962. - 24 с. — (Труды ГИИВТ; вып. 42).

16. Ваганов, Г. И. Тяга судов : методика и примеры выполнения судовых тяговых расчетов / Г. И. Ваганов, В. Ф. Воронин, В. К. Шанчурова. М. : Транспорт, 1986. - 199 с.

17. Вагнер, В. В. Теория отношений и алгебра частичных отображений / В. В. Вагнер // Теория полугрупп и ее приложения / Саратов, гос. ун-т. — Саратов, 1965. Вып. 1. - С. 3-178.

18. Вагущенко, Л. Л. Точность и надежность квазиоднородных процессов движения по маршруту : атореф. дис. д-ра техн. наук / Л. Л. Вагущенко ; Одес. высш. инж. мор. уч-ще. Одесса, 1990. - 39 с.

19. Вагущенко, Л. Л. Описание отклонения судна от траектории в результате действия ненаблюдаемых при счислении факторов / Л. Л. Вагущенко, Д. Н. Коваленко // Кибернетика и вычислительная техника : сб. науч. тр. Киев, 1979. - Вып. 46. - С. 66-69.

20. Вагущенко, Л. Л. Теоретический метод оценки траекторных характеристик / Л. Л. Вагущенко, Д. Н. Коваленко, Ю. Н. Козаченко ; Одес. высш.инж. мор. уч-ще. Одесса, 1990. - 9 с. - Рус. - Деп. в В/О Мортехинформ-реклама, № 1092 - мф.

21. Вагущенко, Л. Л. Обработка навигационных данных на ЭВМ / Л. Л. Вагущенко. М.: Транспорт, 1985. - 144 с.

22. Васьков, А. С. Сравнение методов определения ширины полосы движения судна / А. С. Васьков, К. П. Мамаев, С. В. Скороходов ; Новорос. высш. инж. мор. уч-ще. Новороссийск, 1987. - 41 с. - Рус. - Деп. в В/О Мортехинформреклама, № 725 - мф.

23. Вейхман, В. В. Нахождение вероятного места при определении по трем звездам / В. В. Вейхман // Мор. флот. 1966. — № 8. - С. 19-21.

24. Венцель, Е. С. Теория вероятностей / Е. С. Вентцель. М. : Наука, 1969.-576 с.

25. Веселова, Г. П. Стохастическое квантование и статистический анализ случайных процессов / Г. П. Веселова, Ю. И. Грибанов. М. : Энерго-атомиздат, 1991. - 152 с.

26. Виленкин, С. Я. Статистическая обработка результатов исследования случайных функций / С. Я. Виленкин. М.: Энергия, 1979. - 320 с.

27. Воронов, А. А. Устойчивость, управляемость, наблюдаемость / А. А. Воронов. -М.: Наука, 1979. 336 с.

28. Гафт, М. Г. Принятие решений при многих критериях / М. Г. Гафт. М. : Знание, 1979. - 347 с.

29. Герасимов, А. С. Применение информационного подхода к решению задач оценки и повышения надежности навигационной информации : автореф. дис. канд. техн. наук / А. С. Герасимов ; Одес. высш. инж. мор. уч-ще. Одесса, 1987. - 23 с.

30. Головников, В. И. Основы организации работы флота и портов /

31. B. И. Головников, А. Е. Суколенков, В. К. Шанчуров ; под. ред. А. Е. Суко-ленкова. М.: Транспорт. - 383 с.

32. Голубев, А. И. Радиолокационная проводка судна на прямолинейных участках пути с латеральной системой навигационного оборудования / А. И. Голубев // Тр. ГИИВТ. 1987. - Вып. 223. - С. 86-93.

33. Голубев, А. И Радиолокационные методы судовождения на внутренних водных путях / А. И. Голубев. М. : Транспорт, 1989. - 191 с.

34. Груздев, Н. М. Оценка точности морского судовождения / Н. М. Груздев. М.: Транспорт, 1989. - 191 с.

35. Денисов, А. С. О погрешностях при производстве траления / А. С. Денисов, JI. Е. Курочкин // Записки по гидрографии. 1987. - № 219.1. C. 15-21.

36. Дынкин, Е. Б. Теоремы и задачи о процессах Маркова / Е. Б. Дынкин, А. А. Юшкевич. М. : Наука, 1967. - 231 с. - (Теория вероятностей и математическая статистика).

37. Ершов, А. А. Теоретические основы и методы решения приоритетных проблем безопасности мореплавания : автореф. дис. д-ра техн. наук / А. А. Ершов. СПб., 2000. - 44 с.

38. Жданюк Б. Ф. Основы статистической обработки траекторных измерений / Б. Ф. Жданюк. М.: Сов. радио, 1978. - 384 с.

39. Железное, И. Г. Сложные технические системы : оценка характеристик / И. Г. Железное. М.: Высш. шк., 1984. - 119 с.

40. Жовинский, А. Н. Инженерный экспресс-анализ случайных процессов / А. Н. Жовинский, В. Н. Жовинский. М.: Энергия, 1979. - 112 с.

41. Звонков, В. В. Судовые тяговые расчеты / В. В. Звонков. М. : Реч. транспорт, 1956. - 326 с.

42. Иванов, Б. Е. Основы расчета перекрытия соседних полос обследования / Б. Е. Иванов // Записки по гидрографии. 1969. - № 1(180). - С. 2225.

43. Игнатович, Э. И. Расчет величины судового хода / Э. И. Игнатович // Мор. трансп. Сер. Безопасность мореплавания и ведение промысла : экс-пресс-информ. / Мортехинформреклама. 1986. - № 8. - С. 56-62.

44. Идзима, Ю. Метод расчета ширины подходного канала / Ю. Идзима, К. Хоидэ // Нихон кокай гаккай ромбонсю. 1973. — № 50. -С. 91-103.

45. Инструкция по навигационному оборудованию (ИНО-76). JI. : ГУНиО, 1977. - 285 с.

46. К вопросу о навигационных запасах глубины под килем судна при плавании в каналах и на мелководье / Ю. JL Воробьев и др. // Мор. трансп. Сер. Судовождение и связь : экспресс-информ. / Мортехинформреклама. -1986. Вып. 9 (194). - С. 1-18.

47. Ковалев, А. П. К вопросу о проседании судна на мелководье и в канале // Мор. трансп. Сер. Безопасность мореплавания : экспресс-информ. / Мортехинформреклама. 1984. - Вып. 5(165). - С. 19-22.

48. Коваленко, Д. Н. Исследование траекторных характеристик судов / Д. Н. Коваленко // Судостроение и судоремонт : сб. науч. тр. / ЦРИА Морфлот. М., 1978. - Вып. 10. - С. 50-54.

49. Коваленко, Д. Н. Определение безопасной ширины канала / Д. Н. Коваленко ; Одес. высш. инж. мор. уч-ще. Одесса, 1983. - 120 с. - Рус. - Деп. в В/О Мортехинформреклама, № 201 - мф.

50. Кондрашихин, В. Т. Теория ошибок и ее применение к задачам судовождения / В. Т. Кондрашихин. М.: Транспорт, 1979. - 112 с.

51. Кондрашихин, В. Т. Определение места судна по высотам трех светил / В. Т. Кондрашихин // Мор. флот. 1967. - № 3. - С. 23-25.

52. Кондрашиин, В. Т. Определение места судна / В. Т. Кондрашихин. -2-е изд. перераб. и доп. М. : Транспорт, 1989. - 230 с.

53. Кондрашихин, В. Т. Распределение погрешностей навигационных измерений / В. Т. Кондрашихин // Записки по гидрографии. — 1986. — № 215. -С. 14-21.

54. Коломийчук, Н. Д. Гидрография / Н. Д. Коломийчук. JI. : ГУНиО, 1975.-470 с.

55. Корнараки, В. А. Маневрирование судов / В. А. Корнараки. М. : Транспорт, 1979. - 128 с.

56. Коханов Э. В. Исследование просадки судов, движущихся по мелководному фарватеру / Э. В. Коханов, А. И. Лабин // Теория и практика модернизации судов / ОИИМФ. Одесса, 1981. - С. 15-21.

57. Кубачев Н. А. Некоторые вопросы безопасности плавания по каналам и фарватерам / Н. А. Кубачев, А. С. Калашников, Б. П. Смокотин // Судовождение : сб. науч. тр. / ЛВИМУ им. адм. С. О. Макарова. 1977. -Вып. 22.-С. 97-104.

58. Куликов, Е. И. Методы измерения случайных процессов / Е. И. Куликов. М.: Радио и связь, 1986. - 272 с.

59. Куприянов, Н. П. Советы штурману при плавании по фарватерам и в узкостях / Н. П. Куприянов // Мор. сб. 1969. - № 2. - С. 12-15.

60. Ларичев, О. И. Наука и искусство принятия решения / О. И. Ларичев. М. : Наука, 1979. - 200 с. - (Сер. "Наука и технический прогресс") (Критерии альтернативы).

61. Лентарев, А. А Навигационные критерии безопасности плавания / А. А. Лентарев ; ДВВИМУ. Владивосток, 1988. - с. - Рус. - Деп. в В/О Мортехинфориреклама, № 907 - мф.

62. Лентарев, А. А Теоретическая зависимость ширины фарватера от состава судопотока и условий плавания / А. А. Лентарев ; ДВВИМУ. — Владивосток, 1988. 97 с. - Рус. - Деп. в В/О Мортехинформреклама, № 906 - мф.

63. Лесков, М. М. Навигация / М. М. Лесков, Ю. К. Баранов, М. И. Гав-рюк. М.: Транспорт, 1986. - 360 с.

64. Логиновский, В. А. Применение преобразований подобия для анализа навигационной информации : автореф. дис. д-ра техн. наук /

65. B. А. Логиновский. СПб., 1991. - 47 с.

66. Лопырев, И. Н. Исследование некоторых показателей качества процесса управления курсом речного судна : автореф. дис. канд. техн. наук / И. Н. Лопырев ; ЛИВТ. Л., 1971. - 17 с.

67. Луконин, В. П. Методы математической статистики в кораблевождении (навигации) / В. П. Луконин. Л.: ВМА, 1987. - 285 с.

68. Лушников, Е. М. Теоретическое обоснование методов и средств обеспечения навигационной безопасности мореплавания : автореф. дис. д-ра техн. наук / Е. М. Лушников. СПб., 2000. - 46 с.

69. Львовский, Е. Н. Статистические методы построения эмпирических формул / Е. Н. Львовский. М. : Высш. шк., 1987. - 285 с.

70. Маркин, Н. С. Основы теории обработки результатов измерений / Н. С. Маркин. -М. : Изд-во стандартов, 1991. 176 с.

71. Международная конвенция о подготовке и дипломировании персонала рыболовных судов и несении вахты : (ПДНВ-Р 95). СПб. : ЦНИИ МФ, 2000. - 192 с.

72. Меньшиков, В. И. Неопределенность в текущем месте судна / В. И. Меньшиков / Мурман. гос. акад. рыбопромысл. флота. Мурманск : Изд-во МГАРФ, 1994. - 130 с.

73. Меньшиков, В. И. Метрологическая надежность навигации с учетом неполноты информации : автореф. дис.,. д-ра техн. наук /

74. B. И. Меньшиков. СПб., 1995. - 40 с.

75. Мороз, А. А. Учет рыскливости корабля и суммарного угла сноса при проходе узкости / А. А. Мороз // Мор. сб. 1983. - № 5. - С. 49-52.

76. Олыпамский, С. Б. Организация безопасности плавания судов /

77. C. Б. Олыпамский, Д. К. Землянов, И. А. Щепетов. М. : Транспорт, 1979. -213 с.

78. Попов, П. П. Удержание судна на заданном удалении от проложенного направления / П. П. Попов // Записки по гидрографии. 1984. -№214.-С. 27-29.

79. Пугачев, В. С. Теория вероятностей и математическая статистика /

80. B. С. Пугачев. М.: Наука, 1979. - 496 с.

81. Рекомендации по организации штурманской службы на судах Минморфлота СССР : (РШС 89). - М. : В/О Мортехинформреклама, 1990. -64 с.

82. Розанов, Ю. А. Введение в теорию случайных процессов / Ю.А. Розанов. М.: Наука, 1982. - 128 с.

83. Сборник Резолюций Международной морской организации по вопросам судовождения. М.: В/О Мортехинформреклама, 1989. - 68 с.

84. Скворцов, М. И. Систематические погрешности в судовождении / М. И. Скворцов. -М. : Транспорт, 1980. 168 с.

85. Смирнов, В. П. Теория вероятностей и математическая статистика в приложении к геодезии / В. П. Смирнов, Д. А. Белугин. М. : Недра, 1969.-324 с.

86. Тихонов, В. И. Марковские процессы / В. И. Тихонов, М. А. Миронов. М.: Сов. радио, 1977. - 488 с.

87. Томсон, П. В. К вопросу о безопасности плавания в прибрежной полосе / П. В. Томсон // Судовождение : сб. науч. тр. / ЛВИМУ им. адм.

88. C. О. Макарова. 1976. - Вып. 19. - С. 178-181.

89. Экспериментальное исследование изменений посадки морских судов при движении на мелководье и в канале / Ю. JI. Воробьев и др. // Судовождение и судоремонт / Одес. ин-т инж. мор. флота. Одесса, 1967. -Вып. 1.-С. 45-61.

90. Ющенко, А. П. Способ наименьших квадратов / А. П. Ющенко. — JL : Мор. трансп., 1956. 164. с.

91. ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЙЙИЕ

92. Эксперимент проводился на навигационном мостике танкера "Neveska Lady" в Северо-Западной части Индийского океана, Сингапурском и Малаккском проливах.1. Описание судна:

93. Название судна: Номер ИМО: Порт приписки: Тип судна:

94. Мощность установки: Дедвейт:

95. Длинна наибольшая: Ширина наибольшая: Год постройки:1. Neveska Lady"93064571. Monroviaхимический/нефтеналивной танкер8 310 кВт.46 684 мт.182 м.32 м.2005.1. Описание эксперимента

96. Эксперимент состоял из 24 разновременных наблюдений продолжительностью от 1 до 2 часов, в течение которых фиксировалась частота обращения вахтенного помощника к техническим средствам судовождения в процессе несения навигационной вахты.

97. Измерения производились для 4 случаев комбинация факторов видимости и близости до навигационной- открытое море, хорошая видимость;- открытое море, ограниченная видимость;- стеснённые воды, хорошая видимость;- стеснённые воды, ограниченная видимость.

98. Для исключения влияния производственного опыта судового специалиста, измерения производились на вахтах каждого из Зх помощников капитана (СПКМ, 2ПКМ, ЗПКМ) для каждой из 4 ситуаций, с последующим усреднением данных.t

99. На Рис.1, приведена схема размещения источников информации на ходовом мостике «Marcela Lady».

100. Рис.1.Схема размещения источников информации на ходовом мостике.

101. Результат камеральной обработки полученных в ходе эксперимента данных представлен в виде табл. 1.