автореферат диссертации по транспорту, 05.22.19, диссертация на тему:Управление состоянием судовых организационно-технических структур в рамках современной обобщенной концепции безопасного мореплавания

0050179»*

На правах рукрписи

. / /

Кузьминых Илья Сергеевич

УПРАВЛЕНИЕ СОСТОЯНИЕМ СУДОВЫХ ОРГАНИЗАЦИОННО-ТЕХНИЧЕСКИХ СТРУКТУР В РАМКАХ СОВРЕМЕННОЙ ОБОБЩЕННОЙ КОНЦЕПЦИИ БЕЗОПАСНОГО МОРЕПЛАВАНИЯ

Специальность 05.22.19 - эксплуатация водного транспорта, судовождение

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 9 ДПР 2012

Мурманск - 2012

005017994

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО "Мурманский государственный технический университет"

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Меньшиков Вячеслав Иванович Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Скороходов Дмитрий Алексеевич кандидат технических наук, доцент Позняков Сергей Иванович

Ведущая организация - ФГУП "ПИНРО"

Защита диссертации состоится "16" мая 2012 г. в 10 ч 00 мин на заседании диссертационного совета К 307.009.02 при Мурманском государственном техническом университете по адресу: 183010, г. Мурманск, ул. Спортивная, 13.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Мурманского государственного технического университета.

Автореферат размещен на сайте МГТУ www.mstu.edu.ru" ¿Г" апреля 2012 г. Автореферат разослан " 3 " апреля 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета //

доктор технических наук, доцент Е- Власов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. На долю современного мирового флота приходится до 90 % всех внешнеторговых перевозок грузов, а также миллионов пассажиров, свыше 80 % добычи потребляемой человечеством рыбы, морского зверя и различных морепродуктов. В недрах Мирового океана осуществляются добычи нефти, газа и иных полезных ископаемых, производство важных научных исследований, в том числе касающихся прогнозирования погоды и чрезвычайных природных явлений, осуществления охраны морской окружающей среды, проведения морских буксировок, ледокольных и лоцманских проводок, морского туризма, водного спорта и других видов деятельности.

Освоение Мирового океана всегда было неразрывно связано с проблемой обеспечения безопасности мореплавания. Несмотря на постоянное развитие методов, способов и технических средств обеспечения безопасности мореплавания, в море ежегодно терпят кораблекрушения более 200 крупных и несколько тысяч мелких судов. В таких кораблекрушениях погибает свыше 2 тыс. человек и теряется более 1 млн. т грузов, а в морскую среду попадает большое количество нефтепродуктов и других загрязняющих веществ.

Вопросам повышения безопасности на морском транспорте в рамках систем управления безопасностью (СУБ) судов посвящено большое количество исследований, выполненных: д-р техн. наук, проф. В. И. Меньшиковым; капитанами, канд. техн. наук А. Н. Анисимовым, Ф. Д. Кукуй, Д. М. Фургаса. В последней работе из этой области Д. М. Фургаса рассмотрел процесс функционирования СУБ в режиме самоорганизации для условий равновесия активизирующих и ингибиторных действий персонала в информационно-силовой цепи "назначенное лицо - капитан". Поэтому дальнейшее исследование функционирования СУБ, но с учетом срывов режима самоорганизации, реализуемого в рамках обобщенной концепции безопасности при системном подходе и алгоритмизации деятельности персонала, следует считать актуальной и практически важной задачей для современной морской индустрии.

Таким образом, разработка технологического обеспечения для управления состоянием безопасной эксплуатации судов и, в частности, состоянием их безопасности мореплавания, реализуемого в рамках обобщенной концепции безопасности, учитывающей требования девятой главы Международной Морской Конвенции "СОЛАС-74" и кодекса к ней (МКУБ), а также поло-

і N

жения "Формальной оценки безопасности" (ФОБ), является актуальной для морского судоходства.

Цель н задач» исследования. Целью исследования является разработка комплексного подхода к управлению безопасностью мореплавания в рамках современной концепции безопасной эксплуатации судов с привлечением системного подхода и процессной реализации этого управления.

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

1. синтезировать современную концепцию безопасности на море и выделить наиболее значимые ее компоненты, на основе которых должна быть реализована безопасная эксплуатация судов;

2. разработать технологию идентификации рисков в организационно-технической структуре судна и обосновать необходимость проведения такой идентификации с помощью только выделенных ресурсов;

3. разработать технологию управления рисками через ресурс в организационно-технической структуре судна при оптимизации количества выделенного и затрачиваемого ресурса;

4. составить вероятностную модель по оценке надежности функционирования судовой организационно-технической структуры (вахты) при ошибках контроля состояний компонент этой структуры;

5. составить бифуркационную модель критических ситуаций, возникающих на судне в процессе ошибочного использования технологии идентификации рисков и технологии управления этими рисками;

6. провести натурный эксперимент и подтвердить гипотезу о бифуркационных свойствах критических ситуаций по данным о несоответствиях, получаемых в процессе проведения внутреннего аудита.

Объектом исследования является судовая организационно-техническая структура управления состоянием безопасного мореплавания при наличии в ней технических отказов, информационных сбоев и ошибок "человеческого элемента".

Предметом исследования является процесс управления состоянием мореплавания судна, включающий использование технологии идентификации рисков и технологии управления рисками при оптимизации количества используемого ресурса.

Теоретической базой исследования является теория систем и процессная реализация этой теории при управлении состоянием безопасной эксплуатации судов в рамках современной концепции безопасности на море.

Научная новизна работы состоит в следующем:

1. разработана технология идентификации рисков в организационно-технической структуре судна и обоснована необходимость проведения такой идентификации с помощью только выделенных ресурсов;

2. разработана технология управления рисками через ресурс в организационно-технической структуре судна при оптимизации количества выделяемого и затрачиваемого ресурса;

3. составлена вероятностная модель по оценке надежности функционирования судовой организационно-технической структуры (вахты) при ошибках контроля состояний компонент этой структуры;

4. составлена бифуркационная модель критических ситуаций, возникающих на судне в процессе бесконтрольного и ошибочного использования технологий идентификации рисков и технологий управления этими рисками.

Теоретическая значимость заключается в разработке математического описания процесса функционирования судовой организационно-технической структуры управления состоянием безопасной эксплуатации при бесконтрольной и ошибочной деятельности судового персонала.

Практическая значимость работы. Результаты исследований в виде конкретных рекомендаций позволили усовершенствовать СУБиК судов компаний ОАО МТФ и ООО ЭКОСОЮЗ; сократить расходы на эксплуатацию флотов ООО ЭКОСОЮЗ и ОАО ММП при обеспечении безопасности на судах.

Личное участие автора состоит в получении научных результатов, отраженных в опубликованных работах и данной диссертационной работе, проведении натурного эксперимента.

Достоверность и обоснованность результатов, полученных в диссертационной работе, обеспечивается корректным использованием системного подхода, структурного анализа, дифференциального и интегрального исчисления, теории вероятности и статистики, а также подтверждается натурным экспериментом. Основой эксперимента являются измерения состояния безопасности судна, выполняемые при проводимом силами судового экипажа аудите.

Внедрение работы. Результаты исследований в виде конкретных рекомендаций использованы в Системе Управления Безопасностью и системе технического менеджмента судоходных компаний Северного бассейна, а также в учебном процессе в Мурманском филиале ГМА им. адм. С. О. Макарова при подготовке лиц штурманского состава.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы были представлены в виде докладов на международных научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава МГТУ (2008-2009 гг., г. Мурманск).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 работ, в том числе 3 статьи опубликованы в ведущих рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК для опубликования основных результатов диссертации на соискание ученой степени кандидата наук.

Основными научными положениями и результатами, выносимыми на защиту, являются:

1. технология идентификации рисков в организационно-технической структуре судна и обоснование необходимости проведения такой идентификации с помощью только выделенных ресурсов;

2. технология управления рисками через ресурс в организационно-технической структуре судна при оптимизации количества выделяемого и затрачиваемого ресурса;

3. бифуркационная модель критических ситуаций, возникающих на судне в процессе ошибочного использования технологий идентификации рисков и технологий управления этими рисками.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы и приложения. Общий объем диссертации 144 страницы. В приложении приведены результаты натурного эксперимента и акты внедрения, подтверждающие фактическое использование результатов исследования в производственном и учебном процессах.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность диссертационной работы, сформулирована цель и основные задачи исследования, изложена научная новизна, теоретическая и практическая значимость работы, основные положения и результаты исследования, выносимые на защиту.

В первой главе дано описание современной концепции безопасности мореплавания, пути формирования корпоративной культуры безопасности в компании, показаны принципы ее реализации с оценкой эффективности при системном подходе и алгоритмизации деятельности персонала СУБ в процессах управления состоянием эксплуатации судов компаний.

Для определения тенденций, в рамках которых должна совершенствоваться норма безопасности мореплавания, необходимо определить, что в настоящее время входит в такое понятие, как "концепция безопасности мореплавания".

Одной из важнейших компонент современной концепции безопасности на морском транспорте является системный подход к обеспечению безопасности, выражаемый в обязательном внедрении СУБ судов в структуры судоходных компаний. Не менее значимой компонентой современной концепции безопасности на морском транспорте является ФОБ - рациональный и систематизированный процесс определения рисков, связанных с судоходством, и сравнительной оценки стоимости выбора наиболее перспективных вариантов снижения этих рисков. ФОБ может использоваться как эффективное средство принятия решений о потенциальной опасности до возникновения серьезных аварийных ситуаций за счет рациональной и систематизированной деятельности персонала СУБ компании по определению рисков. Таким образом, ФОБ и СУБ необходимо рассматривать как составные части современной концепции безопасности, дополняющие утверждение о том, что "обеспечить абсолютную безопасность нельзя, но можно достичь приемлемого риска, при котором опасность минимальна".

Важной составляющей обеспечения безопасности мореплавания является культура управления безопасностью в компаниях. Безопасность обеспечивается лишь в том случае, когда все структурные подразделения и персонал компании выполняют требования нормативных документов, связанных с безопасностью, поэтому культуру безопасности следует рассматривать как

корпоративное понятие, как некую философию, которая должна поддерживаться на практике.

Каждая судоходная компания должна развивать собственную корпоративную культуру безопасности в соответствии со своими принципами и традициями путем внедрения новых технологий и социальных методов управления персоналом, привлечения как международных и региональных законодательных и нормативных актов, так и национальных требований. Следует учитывать, что существуют трудности в предсказаниях уровня, на котором будет находиться культура безопасности после внедрения тех или иных технологий, процедур, социальных методов управления и нормативных актов.

Общий показатель эффективности организационно-технической структуры СУБ компании, отражающий уровень безопасности мореплавания на ее судах, должен быть интегральным и характеризовать адаптивность этой структуры к решению поставленных перед СУБ задач. В качестве составных элементов в общий показатель эффективности должны входить характеристики подструктур, параметры элементов этих подструктур, программное обеспечение и многие другие компоненты. Но главными являются те показатели СУБ, которые определяют степень соответствия ее структуры реальным требованиям безопасности мореплавания, выражаемым в достаточности, неизбыточности и способности гибко реагировать на нежелательные изменения условий функционирования (свойство адаптивности по отношению к рискам). Структура СУБ, с одной стороны, должна обеспечивать минимизацию затрат на ее эксплуатацию, а с другой - давать возможность получать полную информацию о наличии рисков на ранней стадии их возникновения. Такой подход к структурированию СУБ и ее элементов должен соответствовать оптимальному критерию "эффективность-стоимость", поэтому рассмотрены различные варианты структурных моделей СУБ. При описании СУБ можно рекомендовать в зависимости от контекста пользоваться максимально полной структурой, а потом, выделяя наиболее значимые компоненты, влияющие на функционирование системы, формулировать рабочее описание модели, выбирать, обосновывать и задавать критерии эффективности функционирования СУБ компании и судна.

Выбор, обоснование, задание критериев эффективности функционирования СУБ и их расчет требуют привлечения специалистов в различных

областях знаний, имеющих необходимый опыт. Очевидный вывод о необходимости профессионального решения проблемы оценки эффективности и ее использования в процессе эксплуатации структур по обеспечению безопасности мореплавания может стать предпосылкой к образованию в составе СУБ компании некого коллектива специалистов. При этом основой деятельности этого коллектива должны быть:

- оценка состояния безопасности мореплавания на судах компании и выявление слабых мест;

- подготовка рекомендаций по совершенствованию структуры обеспечения безопасности мореплавания (концептуальный уровень);

- оценка затрат на модернизацию структуры.

Получаемые при реализации концепции ФОБ в рамках СУБ компании результаты анализа рисков могут эффективно использоваться при катего-рировании рисков по степени их потенциальной опасности и устойчивости на концептуальном уровне обеспечения безопасности, при нейтрализации последствий аварийных инцидентов, при разработке элементов корпоративной культуры безопасности.

Во второй главе приводится описание технологии идентификации рисков с их категорированием по степени потенциальной опасности и устойчивости, а также предлагаются к практическому использованию показатели оценки ее эффективности, составленные на основе алгоритма ФОБ с учетом минимизации затрат.

Руководство по ФОБ определяет рациональный и систематический подход к оценке рисков на средствах повышенной опасности в морской индустрии. Целями ФОБ являются снижение величины риска и оценка расходов и выгоды от решений, направленных на снижение этих рисков. Применение ФОБ особенно необходимо при оценке предложений по управлению безопасностью судна, которые имеют далеко идущие последствия для всей морской индустрии в смысле административных или правовых проблем, при этом возникающих. В руководстве это достигается путем представления ясных обоснований для предлагаемых управляющих мероприятий и возможностей сравнить разные их варианты. Иными словами, методы ФОБ позволяют создать прозрачный механизм принятия решений, что и является средством внедрения её концепции.

Поскольку риски, определяемые в рамках руководства по ФОБ, оцениваются с точки зрения их приемлемости, то должны быть заданы соответствующие критерии приемлемости. В настоящее время таких критериев, принятых на международном уровне, нет, но при условии, что они определены компанией и задокументированы в "Руководстве по управлению безопасностью", решениям, принятым на основе этих критериев, необходимо следовать на всех последующих этапах управления состоянием безопасности. Для оценки риска на первом шаге (идентификация потенциальных опасностей) обычно используются количественные показатели, позволяющие указать частоту нежелательных событий и тяжесть их последствий.

Если уровни рисков определены, то в рамках критерия приемлемости рисков можно составить типичную матрицу рисков, которая будет использоваться для последующей оценки потенциально опасного события. В матрицу могут быть подставлены коэффициенты, рассчитанные на основе статистических данных или суждений экспертной группы из состава СУБ компании.

Если учитывать принцип "минимальной избыточности", то можно представить технологию идентификации и классификации степени рисков Т, реализуемую в СУБ компании или судна как отображение:

Т:и*Яхв, (1)

где и - планируемая технологическая деятельность по идентификации и классификации рисков; К - цель технологий по идентификации и классификации рисков; С - ресурсы, необходимые для выполнения технологической деятельности.

Одним из наиболее часто встречающихся вариантов построения ресурсосберегающей технологии Г является равномерное распределение финансовых, материальных и кадровых ресурсов по всем объектам СУБ, несущим риски при эксплуатации судов. Такой вариант позволяет максимизировать уровень безопасности отдельных судов, но при этом общий уровень безопасности в судоходной компании не может быть максимальным. Следует направленно расходовать средства в самых опасных местах, тогда эффект может быть максимальным. Для СУБ кумулятивность расходования управленческого ресурса следует, в первую очередь, связывать с согласованностью взаимодействий объектов, входящих в структуру системы при реализации алгоритма ФОБ.

и

При определении общего ресурса можно выделить две значимые статьи расходов. Первая - расходы ресурса на внутренний и внешний аудит СУБ. Второй статьей расходов являются средства, выделяемые на повышение безопасности эксплуатации судов. Эти статьи достаточно противоречивы, поскольку уменьшение ресурса на получение информации о потенциальных опасностях ведет к неизбежному увеличению расходов на повышение уровня безопасности. Однако такое увеличение не гарантирует, что не появятся большие потери от необнаруженной опасности. Следовательно, организуя в системах морской безопасности технологию Т, необходимо вместе с контролем локальной и глобальной целостности предусмотреть оптимизацию суммарных затрат

Щ + Ш -> min, (2)

/ = 1

где N- количество опасных объектов,/ - текущие затраты на все виды аудита.

При известных зависимостях потерь от качества аудита, ограничениях, налагаемых свойствами опасного объекта ß е F и коэффициентах ранжирования опасностей минимизацией предложенного критерия можно оптимально перераспределить выделяемые ресурсы по статьям. В то же время, если из общей суммы ресурсов на повышение уровня безопасности вычесть затраты на осуществление экспертизы, то можно получить количество ресурса, который следует направить на реализацию технологии Т. Более того, распределение ресурса по опасным объектам СУБ также может быть оптимизировано. Для этого необходимо минимизировать критерий

N

Ц/и,- + J(m,)] -» min, (3)

/ = i

где мj - затраты на повышение безопасности эксплуатации отдельных объектов СУБ, а J(m,) - потери от выбора не лучшей технологии (из-за недостатка средств).

При известной зависимости потерь от эффективности технологии, заданных ограничениях, налагаемых на опасный объект т, = М„ коэффициентах ранжирования опасностей минимизацией критерия можно оптимально распределить выделяемые на обеспечение безопасности управленческие ресурсы.

Для исследования особенностей, которые возникают при идентификации доминирующих рисков, в главе предложен показатель субстандартности судна, который может быть использован для оценки эффективности применения технологии Т, составленной на основе алгоритма ФОБ. Для определения свойства устойчивости состояний судна предложен показатель эксплуатационной готовности, основанный на допущении, что вероятности двух простых событий Х(г, 1) с Х0 и Х(г, /) с X -Х0 могут быть определены из системы дифференциальных уравнений вида

с1Рй(1)/Ж =-1Рй{{) +

«ИР,(О/А = %Р0{1) - цР,(/),

где Р0({) - вероятность безопасного состояния судна Х(г, I) с Ха; Р\(() - вероятность субстандартного состояния судна Х(г, /) с X - Х0; Я = 1/7; Ц = 1/Т0 - частоты появления субстандартного и стандартного состояния судна при проведении проверок в культуре соответствия, соответственно.

Если учесть, что вероятность безопасного состояния судна лежит в пределах

О < Рй{1 = 0) < 1,

то решение системы

Ро(0 = [Т/(Т+То)]=к*, (4)

где значение к* можно назвать показателем эксплуатационной готовности к безопасной эксплуатации судна.

Из последнего выражения следует, что показатель эксплуатационной готовности к безопасной эксплуатации судна является стационарным значением функции Р0(() и определяется вероятностью безопасного состояния судна в любой момент времени. Исследование показывает, что вероятность поддержания безопасного состояния судна, оцениваемого в рамках культуры соответствия, может быть определена с помощью показателя к*.

В третьей главе приводится описание процесса оптимизации цепи взаимосвязей "идентифицированные риски - необходимые ресурсы - ресурсо-обеспеченные управления", которая должна быть положена в основу технологии управления рисками в СУБ компании через ресурсы.

Обеспечение безопасной эксплуатации судов теснейшим образом связано с оценкой и управлением рисками. Ресурсы - главная движущая сила в СУБ компании, обеспечивающая как безопасность мореплавания, так

и безопасную эксплуатацию судов компании в целом. Современные СУБ в морской индустрии опираются на три вида ресурсов: социальные, технические и организационные. Доступность этих ресурсов, уровень и степень их использования, способы распределения и технологии их потребления определяют как способность СУБ к реализации поставленных целей, так и потенциал развития самой системы.

Далее в главе под управлением состоянием мореплавания через ресурсы в общем случае понимается распоряжение судовым производственным процессом или социальным процессом в береговых подразделениях компании, которые являются систематизированными и подконтрольными, при этом ресурсами могут служить все доступные персоналу СУБ средства. В рамках таких определений управление рисками через ресурсы может быть представлено как систематизация и подконтрольность всех доступных ресурсов (технических, организационных, социальных) с целью максимизации какого-либо показателя эффективности СУБ.

Очевидно, что простое увеличение ресурсов не всегда способно привести к пропорциональному повышению эффективности управления рисками. Поэтому оптимизировать использование ресурсов и повысить эффективность управления состоянием безопасности мореплавания можно лишь путем разработки и внедрения технологий управления, включающих циклическую последовательность выбора "идентифицированные риски - необходимые ресурсы - ресурсообеспеченные управления". Применение метода управления через ресурсы способно упростить взаимоотношения в управленческой цепи компании "судовладелец - назначенное лицо компании -капитан судна", сбалансировать их права и возможности.

Для описания технологии управления рисками, включающей предложенную циклическую последовательность выбора, примем, что отображение Т при управлении рисками через ресурс реализуется на прямом произведении

Go х Qm X Gi X Qm X ... xG„x QU¡N в евклидовых пространствах

Со, Quь Gi Qui, •••, Gu, Qu.n

с элементами

go, quguqi, ••• ,gN,qN, где Gn и Qu.n- множества ресурсов и идентифицированных рисков с элементами gf/ и дм соответственно.

Для выбранных элементов gNiiqNъ главе были найдены включения gi е Вё1 ^о, ди gu ... , д,) с (7/, д, е ВЧ1 (яо, Яь - , Я,--1) £ 2иь (5)

которые интерпретируются как математические модели технологий управления идентифицированными рисками, составленные в пространстве ресурса

С?о х х бг х ... х Сдг, и компенсирующие предварительно объявленные риски.

Последнее включение, по сути, является ограничением на множество идентифицированных рисков д, в г момент времени. Выбранные сечения сохранят свой физический смысл даже в тех частных случаях, когда они будут независимыми от группы переменных, составляющих упорядоченные последовательности вида

<go, <?:, ,Як> или <£о, <7ь g^, ••■ \>,

где 1 <К<1

Например, при описании математических моделей управления рисками через ресурс допустимы следующие включения:

gi е ичд,

ЪеВ^,.,). (6)

Если множество Вц! (•) - одноточечное, то первое включение будет эквивалентно некоторому в общем случае нелинейному разностному уравнению. Значение координаты с/, в обоих случаях ограничено множеством Вд1 (•), зависящим от координаты ь Кроме того, будет существовать величина К0 (¿ь) являющаяся нижней гранью стоимостного функционала.

Выполненные исследования, показывают, что технологии управления рисками через ресурс могут включать оптимальный выбор ресурсов с учетом последовательности "идентифицированные риски - необходимые ресурсы". Составление технологий управления рисками через ресурс и выделение на их основе стратегий, учитывающих ограниченность таких ресурсов при минимизации стоимостных функционалов, целиком и полностью соответствуют концепции и руководству по ФОБ и не противоречат МКУБ.

Для цели учета зависимости "необходимые ресурсы - ресурсообеспе-ченные управления" зафиксированы допустимые состояния управлений Ц и состояния способности управленческого ресурса /?, при j е Ь, для чего были заданы множества Ц с С/ и Я, с К. Если любые множества Л, с Я

и 1]] с и используются для управления рисками с учетом заданной зависимости, то, отвечая условиям Л,- с Я] и 1>] с Ц; (неизменности), Я] с (7,- и СУ,- с Л;, (симметрии), они способны формировать отношение тождества вида

Л; = г/.

Выполнение требований адекватности во взаимосвязи "необходимые ресурсы - ресурсообеспеченные управления" будет реализовываться только тогда, когда связанные векторные пары гд) параметров множеств Ц и будут лежать в некотором наперед заданном ¿-размерном сфероиде V, т. е. Ц} = Ц, для г,*) е V, при] е Ь, к <= К.

Полученное условие, обеспечивающее динамический баланс между компонентами взаимосвязи, можно реализовать за счет оптимизации затрат, направляемых на реализацию выбора "ресурсообеспеченных управлений",

N

3 пр. ОПТ = £ Ооу + а, 1п (а,- / (6/0;))]. (?)

J- 1

где г0 и 50 - величины исходного параметра состояния способности управленческого ресурса и исходной стоимости ресурса; а - эмпирический коэффициент, эквивалентный постоянной времени для временных процессов, = Сак/, С0 - некоторый коэффициент, связывающий потери компании с состоянием способности ресурса, характеризуемого средним по компонентам значением г, 1у - коэффициент влияния у-й компоненты состояния способности на общее состояние способности управленческого ресурса.

При разработке технологий управления рисками в СУБ компании целесообразно привлекать в эту технологию оптимизированную по стоимости цепь отношений "идентифицированные риски - необходимые ресурсы -ресурсообеспеченные управления", которая, обеспечивая динамический баланс между компонентами, будет способствовать минимизации затрат, направляемых на управление состоянием безопасности судов компании.

В четвертой главе составлена бифуркационная модель критического состояния вахты, учитывающая последствия технических отказов, организационных сбоев и ошибок "человеческого элемента" и позволяющая оценить вероятности направленных переходов "критическое состояние - аварийное состояние" и "критическое состояние - эксплуатационное состояние".

При выполнении на судне требований технического резервирования может быть выполнена мгновенная реструктуризация системы несения вахты с мгновенным ее восстановлением. Соответствующую модель критического состояния можно представить в виде последовательной эволюционной диаграммы вида б (<2,Ц), где С) - вершины, а и - ребра направленного графа (рис. 1).

За начальные вершины графа приняты состояния эксплуатационного функционирования подсистем, образующих организационно-техническую систему вахты в целом. Нормальному функционированию "человеческого элемента" соответствует вершина <2\, а нормальному режиму функционирования организационной подсистемы -

\ V !

\ \ /

'© ¥ Рис. 1, Модель критических ситуаций при полном техническом резервировании

Вершины диаграммы <2%, бб и Q^, формируют механизм самоконтроля "человеческого элемента" и критичность состояния в системе несения вахты на судне. Вершина £>5 является нормальной формой механизма преодоления критического состояния, (9б соответствует принимаемым чрезвычайным мерам, а состояние Q^ отражает лишь предупредительные мероприятия. Ребра и б ¿/графа б {<2,11), представленные на рис. 1 в виде сплошных линий, фиксируют направленные переходы подсистем системы несения вахты из состояния в состояние. Ребра и е V направленного графа б (£),Ц) в виде пунктирных линий показывают эволюционные пути изменения состояния системы при наличии ошибок "человеческого элемента" и вариации организационных форм борьбы с критичностью. Поэтому управленческой ошибке "человеческого элемента" отвечает вершина £>2, сбою организационных средств - вершина 24. Конечные вершины направленного графа 0% и ()9 являются критическими состояниями системы (без последствий и с по-

следствиями) при полном резервировании технических средств и мгновенной реструктуризации с мгновенным восстановлением системы несения вахты.

Если принять, что критическое состояние системы без последствий, фиксируемое вершиной 0%, при котором возможен переход к эксплуатационному состоянию, реализуется лишь в случае привлечения дополнительных организационных мер, то эволюционную модель такого состояния можно представить как:

а = <2\ V е1,.

Критическое состояние системы, стремящееся к аварийной ситуации ({Зэ), определяется наличием ошибок управления, сбоями организационных мероприятий и не адекватностью привлечения профилактических или предупредительных мер. Модель аварийной ситуации на судне складывается так:

Вероятность перехода в устойчивые эксплуатационное или аварийное состояния зависит от отношения параметров эксплуатационных характеристик вахтенного процесса, идущего в организационно-технической системе к параметрам опасных факторов, действующих в ней. Поэтому составлены зависимости, с помощью которых можно найти вероятности появления состояний <2% и (Зд и определить интенсивность их протекания.

Если отклонить гипотезу о возможности полного технического резервирования, то в качестве модели, формирующей критические ситуации, можно использовать направленный граф С(Х, V) (рис. 2).

Рис. 2. Модель критических ситуаций при неполном техническом резервировании

Нормальному функционированию "человеческого элемента" соответствует вершина Х\, технических средств -Х3, организационных средств а вершины Хп и Х\0 отражают состояния нормального функционирования средств технической и организационной диагностики (включая механизм самоконтроля "человеческого элемента") организационно-технической системы несения вахты.

Управленческой ошибке "человеческого элемента" отвечает вершина Х2, отказу технических средств ~Х4, сбою организационных средств - Х6. Ребра V е К направленного графа Б (X, V) в виде пунктирных линий показывают эволюционные пути развития ситуаций при наличии ошибок "человеческого элемента", скрытых или ложных отказов и сбоев технических или организационных средств.

Вершины направленного графа Х%, Хд, Хи, Хп соответствуют состояниям средств диагностики при фиксации ложных или скрытых отказов и сбоев в технической и организационной подсистеме соответственно. Конечными вершинами эволюционной диаграммы (рис. 2) являются вершины Хи и Хи, которые определяют состояния критичности (с последствиями и без последствий) организационно-технической системы несения вахты в целом.

Первый вариант критической ситуации (без последствий), фиксируемый состоянием Хи, будет складываться при выполнении равенства

Хи — Х^ 14 V X1,4 V Х2и V ^14 V Л*14 V Х5М.

Вершина Хи соответствует критическому состоянию с последствиями (аварийной ситуации), которое определяется ошибками "человеческого элемента", отказами или сбоями технической или организационной подсистемы, а также отказами средств диагностики.

Модель критичности с последствиями можно записать так:

Применительно к составленной модели получены зависимости, с помощью которых можно найти вероятности появления состояний Хи и Хи и определить интенсивность, с которой будут наступать рассматриваемые события.

Рассмотренные модели критических ситуаций с последствиями и без последствий и полученные результаты по определению их вероятностей позволяют сформулировать общие представления о взаимосвязи трех основных состояний любой судовой организационно-технической структуры и составить модель этих взаимосвязей.

Взаимосвязь эксплуатационного, критического и аварийного состояний судовой системы представлена в виде направленного графа с циклической структурой вида G^, W) с вершинами —S и ребрами - W (рис. 3).

Основным устойчивым состоянием, отвечающим условиям безопасной эксплуатации судна, является эксплуатационное состояние, совпадающее с вершиной графа Л",. Свойство устойчивости эксплуатационного состояния, зафиксированного вершиной графа S\, иллюстрируется цикличностью (рис. 3).

Если при выполнении ключевых операций на судне действия факторов опасности создают реальную угрозу и не могут быть сбалансированы профилактическими и предупредительными действиями, то возникает двойственное критическое состояние, совпадающее с вершиной графа Si. Это состояние неустойчиво, так как, с одной стороны, способно при выполнении организационно-технических мероприятий вернуться в устойчивое эксплуатационное состояние S\ (критичность без последствий), а с другой стороны, когда принятые меры не адекватны действиям факторов опасности, может перейти в аварийное состояние, совпадающее с вершиной графа S} (критичность с последствиями).

Сутью критического состояния системы несения вахты является то, что для него характерно реальное или кажущееся нарушение функционирования системы, а также разрушение отдельных ее элементов. В случае кажущегося нарушения ее функционирования или разрушения элементов, возможно возвращение системы в безопасное эксплуатационное состояние. При истинном разрушении элементов или истинном нарушении режима функционирования системы, аварийное состояние уже необратимо. Свойство необратимости и устойчивости истинного аварийного состояния в эволюционной модели взаимосвязи (рис. 3) закреплено циклом при вершине графа 53. В истинном аварийном состоянии организационно-техническая система несения вахты обязана реагировать на разрушительные действия опасных факторов, но лишь для локализации и минимизации их последствий.

Рис. 3. Бифуркационная модель критического состояния вахты

Таким образом, если в судовой организационно-технической системе действия факторов опасности создают реальную угрозу эксплуатации судна, и такие действия не способны быть сбалансированными за счет привлечения технологий идентификации рисков и управления рисками через ресурс, то возникает бифуркационное критическое состояние системы. Составленные модели критических состояний и их вероятностные аналоги, с одной стороны, показывают способность системы в не зависимости от возможностей резервирования, реструктуризации и восстановления к бифуркациям, а с другой стороны, дают возможность оценить вероятности бифуркационных переходов. Основываясь на наблюдениях при проведении эксперимента, выдвинута апостериорная гипотеза, построенная на том, что основным состоянием судовой системы является критическое, а эксплуатационное и аварийное состояния - лишь предельные точки, к которым оно стремится, и составлена модель взаимосвязей состояний в системе.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. При разработке комплексного подхода к управлению безопасностью мореплавания в рамках современной концепции безопасности с привлечением системного подхода и процессной реализации этого управления учтен тот факт, что абсолютной безопасности в мореплавании не существует, но она может поддерживаться на определенном уровне.

2. Синтезированная современная концепция безопасности и разработанные математические модели технологий идентификации и управления рисками создают основу для комплексного подхода к обеспечению необходимого уровня безопасности на море, исходя из современных ресурсных возможностей компаний и экономической целесообразности.

3. Качество технологий по идентификации рисков в организационно-технической структуре судна можно характеризовать вероятностью поддержания безопасного состояния судна, оцениваемого в рамках культуры соответствия, с помощью составленного показателя готовности этой структуры.

4. Технологию управления рисками в организационно-технической структуре судна можно реализовать в рамках предложенного цикла "идентифицированные риски - необходимые ресурсы - ресурсообеспеченные управления" с учетом оптимизации количества выделенного и затрачиваемого ресурсов.

5. Разработанная вероятностная модель по оценке надежности функционирования судовой организационно-технической структуры при ошибках контроля состояний её компонент позволила составить бифуркационную модель критических ситуаций, возникающих на судне в процессе его эксплуатации.

6. Гипотеза о наличии бифуркационных свойств у критических ситуаций, возникающих на судне при ошибочном и бесконтрольном использовании технологий идентификации рисков и технологий управления этими рисками, подтверждена проведенным натурным экспериментом.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО МАТЕРИАЛАМ ДИССЕРТАЦИИ

1. Кузьминых, И. С. Адекватность ресурсов и управляющих действий в структурах безопасной эксплуатации судна / В. Я. Сарлаев, В. И. Меньшиков, И. С. Кузьминых // Вестн. МГТУ : Труды Мурман. гос. техн. ун-та. -2007. - Т. 10. - № 4. - С. 600-603.

2. Кузьминых, И. С. Показатели эффективности применения методов формальной оценки безопасности в структурах эксплуатации судов / И. С. Кузьминых, А. С. Кузьминых, М. А. Пасечников, В. И. Меньшиков, Н. Н. Морозов // Вестн. МГТУ : Труды Мурман. гос. техн. ун-та. - 2009. -Т. 12. -№1.-С. 17-19.

3. Кузьминых, И. С. Показатель готовности судна к безопасному ведению промысла / И. С. Кузьминых, М. М. Ерёмин, В. И. Меньшиков // Рыбное хозяйство. - Мурманск, 2012. -№ 1. - С. 79-81.

4. Кузьминых, И. С. Функционирование системы безопасной эксплуатации судов на аварийной стадии управления / Б. Л. Тропин, И. С. Кузьминых // Молодой Ученый. - Чита, 2008. - № 1. - С. 300-304.

5. Кузьминых, И. С. Неопределенность аварийной ситуации судна и ее переход в аварию / И. С. Кузьминых, Б. Л. Тропин // Мурм. гос. техн. ун-т. -Мурманск, 2008. - 5 с. - Деп. в ВИНИТИ 24.12.08, № 1001-В2008.

6. Кузьминых, И. С. Устойчивость состояний безопасности в структурах эксплуатации судов / И. С. Кузьминых, М. А. Пасечников, А. С. Кузьминых, В. В. Гнилозубенко // Наука и образование - 2008 : материалы междунар. науч.-техн. конф. (2-10 апр. 2008 г) [Электронный ресурс]. - Мурманск : МГТУ, 2008.-С. 739.

7. Кузьминых, И. С. Оценка качества управления судовым и береговым персоналом в системе управления безопасной эксплуатацией судов рыболовной компании / К. В. Пеньковская, И. С. Кузьминых, С. В. Помахо // Наука и образование - 2009 : материалы междунар. науч.-техн. конф. (1-9 апр. 2009 г) [Электронный ресурс]. - Мурманск : МГТУ, 2009. - С. 967.

8. Кузьминых, И. С. Математические модели критических ситуаций в СУБ судна и компании / И. С. Кузьминых, С. С. Лохов, В. И. Меньшиков // Мурм. гос. техн. ун-т. - Мурманск, 2012. - 41 с. - Деп. в ВИНИТИ 10.01.12, № 1-В2012.

Издательство МГТУ. 183010, Мурманск, Спортивная, 13. Сдано в набор 03.04.2012. Подписано в печать 04.04.2012. Формат 60x84'/i6. Бум. типографская. Усл. печ. л. 1,28. Уч.-изд. л. 0,99. Заказ 232. Тиране 100 экз.

Введение.

Глава. 1. Корпоративная культура безопасности мореплавания и ее формирование в компании с учетом современной концепции.

1.1. Культура безопасности и пути ее совершенствования.

1.2. Расширенная концепция безопасности и формирование корпоративной культуры безопасного мореплавания в компании.

1.3. Формальная оценка и алгоритм прогнозирования состояния мореплавания в компании.

1.4. Математическое описание структур, обеспечивающих безопасность мореплавания в рамках современных концепций.

Выводы к первой главе.

Глава. 2. Технология идентификации рисков, составленная в рамках формальной оценки безопасности.

2.1. Модель рисков и алгоритм их идентификации при оценке состояния безопасности мореплавания.

2.2. Ресурсы и технологии при идентификации рисков в рамках концепции ФОБ.

2.3. Показатели эффективности применения технологии идентификации рисков в структурах эксплуатации судов.

Выводы ко второй главе.

Глава. 3. Управление состоянием безопасности мореплавания через ресурсы.

3.1. Общие представления об управлении состоянием мореплавания.

3.2. Оптимизация взаимосвязи «риск - ресурс» в технологиях управления рисками в системах мореплавания.

3. 3. Адекватность ресурсов и управлений в структурах безопасной эксплуатации судна.

Выводы к третьей главе.

Глава. 4. Математические модели критических и аварийных ситуаций в СУБ компании и СУБ ее судов.

4.1. Механизмы функционирования ходовой вахты в критических ситуациях.

4.2. Оценка вероятности появления критических и аварийных ситуаций в системе судовой вахты при полном техническом резервировании с мгновенной реструктуризацией и мгновенным восстановлением.

4.3. Вероятность появления критических ситуаций при неполном резервировании и нереализуемости мгновенных реструктуризаций и восстановлений.

4.4. Модели взаимосвязи состояний в системе управления безопасностью мореплавания.

Существующая, хотя и не очень длительная, практика функционирования отечественных систем менеджмента безопасной эксплуатацией судов (СУБ) в судоходных компаниях показывает, что планируемые в ней стратегические процессы, связанные с реструктуризацией СУБ терпят неудачу скорее из-за ошибок на стадии внедрения концептуальных разработок, нежели при выполнении этих концептуальных разработок. Неудачное внедрение проектов реструктуризации, которые, как правило, существенно меняют сложившуюся организационную структуру СУБ и компании в целом, очень удобно объяснять недовольством и даже тайным сопротивлением новому проекту, как со стороны отдельных лиц, так и даже групп лиц, которые не заинтересованы в планируемых структурных преобразованиях. Однако такое объяснение не только не помогает разрешению поведенческих проблем, связанных с внедрением реструк-туризационных проектов, но и само является негативным феноменом, маскирующим истинные трудности в реализации инициатив, радикально меняющих структуру СУБ компании [18].

Если использовать публикации по менеджменту качеством [2], [35], [40], [51], [69], то можно отметить, что большинство из них, как правило, не дают четкого ответа по этой проблеме, а скорее грешат «белыми пятнами». Так, для обеспечения экспансии компании на международном рынке транспортных услуг, в этих публикациях просто не возможно из множества указаний относительно того, что следует делать в структуре СУБ, выбрать те действия, которые способны обеспечить успех. В публикациях можно достаточно часто встретить призывы использования нового подхода к теме «организация». Однако кроме замечаний о наличии нескольких «полей напряженности» или в нашем случае «полей рисков», которыми должна заниматься СУБ, в этих работах отсутствуют какие-либо положения, ведущие к «четкому» пониманию целенаправленного изменения в организационной структуре. Такие рекомендации не позволяют плодотворно использовать имеемые элементы теории стратегического менеджмента, поскольку они не опираются на конкретные представления о том, что именно следует изменять или развивать в существующей структуре СУ Б. Действительно, трудно четко сформулировать предложения по реструктуризации СУБ, если допустимо с различных позиций определять понятие системы менеджмента безопасной эксплуатацией. С одной стороны такую систему можно рассматривать, как «живое суперсущество», а с другой стороны, как - «коллектив иерархически подчиненных и договорено связанных индивидов и ресурсов» [18]. Именно поэтому все теоретические изыскания, используемые признанной организацией (Российским Морским Регистром), направляются этой организацией на то, чтобы пролить еще больше света в «черный ящик» название которого система менеджмента безопасной эксплуатацией судов компании [65]. По мнению международной морской общественности именно система менеджмента безопасной эксплуатацией судов компании способна обеспечить минимизацию рисков для людей, судов и окружающей морской среды при внешнеторговых перевозках грузов [3], [4], [5], [6], [11].

Актуальность. На долю современного мирового флота приходится до 90 % всех внешнеторговых перевозок грузов, а также миллионов пассажиров, свыше 80 % добычи потребляемой человечеством рыбы, морского зверя и различных морепродуктов. В недрах Мирового океана осуществляются добычи нефти, газа и иных полезных ископаемых, производство важных научных исследований, в том числе касающихся прогнозирования погоды и чрезвычайных природных явлений, осуществления охраны морской окружающей среды, проведения морских буксировок, ледокольных и лоцманских проводок, морского туризма, водного спорта и других видов деятельности.

Освоение Мирового океана всегда было неразрывно связано с проблемой обеспечения безопасности мореплавания. Несмотря на постоянное развитие методов, способов и технических средств обеспечения безопасности мореплавания, в море ежегодно терпят кораблекрушения более 200 крупных и несколько тысяч мелких судов. В таких кораблекрушениях погибает свыше 2 тыс. человек и теряется более 1 млн. т грузов, а в морскую среду попадает большое количество нефтепродуктов и других загрязняющих веществ.

Вопросам повышения безопасности на морском транспорте в рамках систем управления безопасностью (СУБ) судов посвящено большое количество исследований, выполненных: д-р техн. наук, проф. В. И. Меньшиковым; капитанами, канд. техн. наук А. Н. Анисимовым, Ф. Д. Кукуй, Д. М. Фургаса. В последней работе из этой области Д. М. Фургаса [77] рассмотрел процесс функционирования СУБ в режиме самоорганизации для условий равновесия активизирующих и ингибиторных действий персонала в информационно-силовой цепи "назначенное лицо - капитан". В этой работе представлено математическое описание элементов технологии управления состоянием судна по донесениям, поступающим с этого судна в береговое подразделение СУБ компании. Разработка элементов технологии управления состоянием судна начата с формирования представлений об организационно-технической системе в рамках девятой главы Международной конвенции СОЛАС-74 и Кодекса к ней. Использованное автором работы математическое описание совпадает с текстом МКУБ, и позволяет рассматривать СУБ компании, как элемент, принадлежащий к классу эквивалентности О,. Для исследования особенностей самоорганизации в СУБ из класса эквивалентности £"2 автором работы использовалась структура, которую с помощью последовательности множеств можно представить так: г| = (У, I, X, Я, и, О), где У - элементное множество организационно-технической системы, включающее социальный элемент, технические сооружения, а также информационные и управляющие связи между ними; I - система действий, правил и отношений, обеспечивающая стандартное состояние судна и структуры в целом; X — множество процессов, идущих в структуре г\; Я - множество целей управления; и - множество законов управления; (7 - множество управленческих ресурсов.

Наличие в принятой структуре множества управленческих ресурсов С и механизма функционирования Мц = Я х V позволило ввести понятие технологии управления состоянием судна в виде следующего отображения: Н2: {Ми, С} Тис.

Для математического описания элемента, ответственного за самоорганизацию в принятой структуре и реализующего в ней технологию управления состоянием безопасной эксплуатации судна в работе решается задача синтеза этого элемента. Эта задача включает в себя классификацию простейших элементов и связей между ними из множества структуры, оценку показателя их связанности и объединение выделенных элементов в единый элемент, ответственный за самоорганизацию структуры.

При решении задачи синтеза простейших элементов и их связей, оптимально выделенных с помощью индикаторной функции, в единый элемент было использовано понятие квазитранзитивности меры. Основой для синтеза являлись показатели попарной связанности, значения которых превышали установленный порог. В результате объединения простейших элементов из принятой структуры и связей между ними был найден элемент, обеспечивающий самоорганизацию СУБ и обладающий некоторой подструктурой r|0 е г|, которую можно задать так:

Ло = (Го, «Л где Y0 a Y, Jal- алгебраическая подсистема, включающая в себя некую алгебру действий, направленных на самоорганизованное поддержание стандартного состояния безопасности судна и структуры г| в целом.

В рамках заданной подструктуры на элементном множестве Г0 с помощью набора правил и отношений J может быть определен процесс, который является основой для самоорганизации структуры г) и может быть записан так: j

Yo —* X0i где подсистему J можно рассматривать как механизм, который отвечает за формирование самоорганизации в структуре г|.

Математическая модель синтезированного элемента с выбранной подструктурой из структуры г| представляется автором работы в виде направленного циклического графа (рис. 1). Качество функционирования механизма, ответственного за самоорганизацию структуры т|0, зависит от степени близости между реальными несоответствиями судна требованиям применимых конвенций и их информационными моделями, поступающими с судна в береговые подразделения СУ Б. Поэтому описание функционирования механизма, ответственного за самоорганизацию структуры г|, начато с разработки принципов, на которых должны базироваться сценарии, описывающие переход судна из состояния субстандартности в состояние стандартности.

Однако в выполненном описании сценариев функционирования судовых СУБ при переходах из состояния субстандартности в состояние стандартности автором не рассматриваются случаи, при которых может нарушаться режим самоорганизации, и СУБ формирует у судна аварийное состояние или состояние близкое к аварийному (критическое состояние). Поэтому дальнейшее исследование функционирования СУБ, но с учетом срывов режима самоорганизации, реализуемого в рамках обобщенной концепции безопасности при системном подходе и алгоритмизации деятельности персонала, следует считать актуальной и практически важной задачей для современной морской индустрии.

Таким образом, разработка технологического обеспечения для управления состоянием безопасной эксплуатации судов и, в частности, состоянием их безопасности мореплавания, реализуемого в рамках обобщенной концепции безо

Центр (назначенное лицо)

Механизм функционирования + ресурс

Сообщения

Рис. 1. Реализация Тис пасности, учитывающей требования девятой главы Международной Морской Конвенции "СОЛАС-74" и кодекса к ней (МКУБ), а также положения "Формальной оценки безопасности" (ФОБ), является актуальной для морского судоходства.

Цель и задачи исследования. Целью исследования является разработка комплексного подхода к управлению безопасностью мореплавания в рамках современной концепции безопасной эксплуатации судов с привлечением системного подхода и процессной реализации этого управления.

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

1. синтезировать современную концепцию безопасности на море и выделить наиболее значимые ее компоненты, на основе которых должна быть реализована безопасная эксплуатация судов;

2. разработать технологию идентификации рисков в организационно-технической структуре судна и обосновать необходимость проведения такой идентификации с помощью только выделенных ресурсов;

3. разработать технологию управления рисками через ресурс в организационно-технической структуре судна при оптимизации количества выделенного и затрачиваемого ресурса;

4. составить вероятностную модель по оценке надежности функционирования судовой организационно-технической структуры (вахты) при ошибках контроля состояний компонент этой структуры;

5. составить бифуркационную модель критических ситуаций, возникающих на судне в процессе ошибочного использования технологии идентификации рисков и технологии управления этими рисками;

6. провести натурный эксперимент и подтвердить гипотезу о бифуркационных свойствах критических ситуаций по данным о несоответствиях, получаемых в процессе проведения внутреннего аудита.

Объектом исследования является судовая организационно-техническая структура управления состоянием безопасного мореплавания при наличии в ней технических отказов, информационных сбоев и ошибок "человеческого элемента".

Предметом исследования является процесс управления состоянием мореплавания судна, включающий использование технологии идентификации рисков и технологии управления рисками при оптимизации количества используемого ресурса.

Теоретической базой исследования является теория систем и процессная реализация этой теории при управлении состоянием безопасной эксплуатации судов в рамках современной концепции безопасности на море.

Научная новизна работы состоит в следующем:

1. разработана технология идентификации рисков в организационно-технической структуре судна и обоснована необходимость проведения такой идентификации с помощью только выделенных ресурсов;

2. разработана технология управления рисками через ресурс в организационно-технической структуре судна при оптимизации количества выделяемого и затрачиваемого ресурса;

3. составлена вероятностная модель по оценке надежности функционирования судовой организационно-технической структуры (вахты) при ошибках контроля состояний компонент этой структуры;

4. составлена бифуркационная модель критических ситуаций, возникающих на судне в процессе бесконтрольного и ошибочного использования технологий идентификации рисков и технологий управления этими рисками.

Теоретическая значимость заключается в разработке математического описания процесса функционирования судовой организационно-технической структуры управления состоянием безопасной эксплуатации при бесконтрольной и ошибочной деятельности судового персонала.

Практическая значимость работы. Результаты исследований в виде конкретных рекомендаций позволили усовершенствовать СУБиК судов компаний ОАО МТФ и ООО ЭКОСОЮЗ; сократить расходы на эксплуатацию флотов ООО ЭКОСОЮЗ и ОАО ММП при обеспечении безопасности на судах. и

Личное участие автора состоит в получении научных результатов, отраженных в опубликованных работах и данной диссертационной работе, проведении натурного эксперимента.

Достоверность и обоснованность результатов, полученных в диссертационной работе, обеспечивается корректным использованием системного подхода, структурного анализа, дифференциального и интегрального исчисления, теории вероятности и статистики, а также подтверждается натурным экспериментом. Основой эксперимента являются измерения состояния безопасности судна, выполняемые при проводимом силами судового экипажа аудите.

Внедрение работы. Результаты исследований в виде конкретных рекомендаций использованы в Системе Управления Безопасностью и системе технического менеджмента судоходных компаний Северного бассейна, а также в учебном процессе в Мурманском филиале ГМА им. адм. С. О. Макарова при подготовке лиц штурманского состава.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы были представлены в виде докладов на международных научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава МГТУ (2008-2009 гг., г. Мурманск).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 работ, в том числе 3 статьи опубликованы в журналах из перечня ВАК, 1 статья - в научном журнале, 2 статьи депонированы и 2 статьи - в материалах международных научно-технических конференций.

Основными научными положениями, выносимыми на защиту, являются:

1. технология идентификации рисков в организационно-технической структуре судна и обоснование необходимости проведения такой идентификации с помощью только выделенных ресурсов;

2. технология управления рисками через ресурс в организационно-технической структуре судна при оптимизации количества выделяемого и затрачиваемого ресурса;

3. бифуркационная модель критических ситуаций, возникающих на судне в процессе ошибочного использования технологий идентификации рисков и технологий управления этими рисками.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы и приложения. Общий объем диссертации 144 страницы. В приложении приведены результаты натурного эксперимента и акты внедрения, подтверждающие фактическое использование результатов исследования в производственном и учебном процессах.

4.5. ВЫВОДЫ К ЧЕТВЕРТОЙ ГЛАВЕ

4.5.1. Для поддержания устойчивого состояния безопасности подконтрольных СУБ организационно-технических систем, существует явная необходимость создания такой математической модели надежности несения вахты на судне, которая учитывала бы в комплексе и технические отказы, и организационные сбои, и ошибки «человеческого элемента», а также получить соответствующие показатели надежности;

4.5.2. Предложенный нами подход к определению надежности организационно-технических систем несения вахты с оценкой вероятности появления критических и аварийных ситуаций позволяет реализовать такую необходимость, являя собой универсальную абстрагированную модель для любых судовых систем, при любом составе оборудования и выполняемых функциях, благодаря рассмотрению логических подсистем;

4.5.3. Такой подход способен обеспечить процесс прогнозирования эффективности вложения ресурса в поддержание состояния безопасности мореплавания, и позволяет делать выводы о путях модернизации различных систем несения вахты, повышать до определенного уровня надежность их функционирования в целом, использовать найденные экспериментально статистические эквиваленты функций распределения;

4.5.4. С надежностью судовых организационно-технических систем связана некоторая информационная неопределенность, влияющая на необратимость процесса перехода из критического состояния в аварийную ситуацию, при этом для устойчивого функционирования системы обязательным условием для обеспечения безопасности мореплавания является нахождение данной энтропийно-сти в заданных пределах;

4.5.5. Процессы переходов из критического состояния в аварийное или эксплуатационное состояния, протекающие в организационно-технических системах несения вахты, обладают бифуркационным свойством, зависящим от степени организованности судовой системы, которая может быть выражена числом несоответствий международным требованиям безопасности, что подтверждается проведенным экспериментом;

4.5.6. Взаимосвязь точки ветвления в критическом состоянии организационно-технической системы с количеством несоответствий судна требованиям к безопасности мореплавания, позволяет надёжно эксплуатировать суда не только с высокой, но и с низкой степенью организованности судовой системы, при условии нахождения в пределах определенного допустимого уровня (вычисляется экспериментально);

4.5.7. Данная закономерность может быть особенно полезна в случае временной не возможности восстановления отказавшей технической составляющей в судовой системе или для судоходных компаний, стремящихся отсрочить выделение ресурса на поддержание безопасности мореплавания (к примеру, до плановой постановки судна в док), при этом эксплуатируя суда без угрозы возникновения аварийных случаев.

122

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. При разработке комплексного подхода к управлению безопасностью мореплавания в рамках современной концепции безопасности с привлечением системного подхода и процессной реализации этого управления учтен тот факт, что абсолютной безопасности в мореплавании не существует, но она может поддерживаться на определенном уровне.

2. Синтезированная современная концепция безопасности и разработанные математические модели технологий идентификации и управления рисками создают основу для комплексного подхода к обеспечению необходимого уровня безопасности на море, исходя из современных ресурсных возможностей компаний и экономической целесообразности.

3. Качество технологий по идентификации рисков в организационно-технической структуре судна можно характеризовать вероятностью поддержания безопасного состояния судна, оцениваемого в рамках культуры соответствия, с помощью составленного показателя готовности этой структуры.

4. Технологию управления рисками в организационно-технической структуре судна можно реализовать в рамках предложенного цикла "идентифицированные риски - необходимые ресурсы - ресурсообеспеченные управления" с учетом оптимизации количества выделенного и затрачиваемого ресурсов.

5. Разработанная вероятностная модель по оценке надежности функционирования судовой организационно-технической структуры при ошибках контроля состояний её компонент позволила составить бифуркационную модель критических ситуаций, возникающих на судне в процессе его эксплуатации.

6. Гипотеза о наличии бифуркационных свойств у критических ситуаций, возникающих на судне при ошибочном и бесконтрольном использовании технологий идентификации рисков и технологий управления этими рисками, подтверждена проведенным натурным экспериментом.

123

1. Borodzicz, Edward. Risk, Crisis and Security Management / Edward Borodzicz. New York: Wiley, 2005. - 258 c.

2. Celic, Metis. Establishing an Integrated Process Management System (IPMS) in ship management companies / Metis Celic // Expert Systems with Applications, vol. 36, 2009. -C. 8152-8171.

3. Crockford, Neil. An Introduction to Risk Management (2 ed.) / Neil Crockford. Cambridge, UK: Woodhead-Faulkner, 1986. C. 18-21.

4. Dorfman, Mark S. Introduction to Risk Management and Insurance (9 ed.) / Mark S. Dorfman. Englewood Cliffs, N.J: Prentice Hall, 2007. 567 c.

5. Hopkin, Paul. Fundamentals of Risk Management / Paul Hopkin. Kogan-Page, 2010.-384 c.

6. Hubbard, Douglas. The Failure of Risk Management: Why It's Broken and How to Fix It / Douglas Hubbard. John Wiley & Sons, 2009. 46 c.

7. Improving the awareness of The Human Element in the Maritime Industry / The International Maritime Human Element Bulletin Issue No. 27, September 2011. -8 c.

8. Kontovas, Christos A. & Harilaos N. Psaraftis. Formal Safety Assessment: A Critical Review / Christos A. Kontovas, N. Psaraftis Harilaos // Marine Technology, vol. 46, No. 1, 2009. C. 45-59.

9. Lloyd's Register. The Human Element: An introduction / Lloyd's Register. -London, 2008.-24 c.

10. Mitroussi, Kiriaki. The evolution of the safety culture of IMO: a case of organizational culture change / Kiriaki Mitroussi // Disaster Prevention and Management, 12(1), 2003. C. 16-23.

11. United States Environmental Protection Agency. General Risk Management Program Guidance / United State Environmental Protection Agency, April 2004. -219 c.

12. Абчук, В. А. Теория риска в морской практике / В. А Абчук. Д.: Судостроение , 1983. - 152с.

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

14. Александров, М. Н. Безопасность человека на море / М. Н. Александров. JL: Судостроение, 1983. - 208 с.

15. Арнольд, В. И. Обыкновенные дифференциальные уравнения / В. И. Арнольд. 2-е изд. М.: Наука, 1975. - 240 с.

16. Аршакян, Д. Особенности управления социо-техническими системами в современных условиях / Д. Аршакян // Проблемы теории и практики управления. 1997.- №2. - С. 114-121.

17. Багримовский, К. А. Основы согласования плановых решений / К. А. Багримовский. М.: Наука, 1977. - 246 с.

18. Баскин, А. Компания и судно должны отвечать требованиям МКУБ / А. Баскин // Морской флот. 1996. - С. 17-18.

19. Белов, П.Г. Теоретические основы системной инженерии безопасности / П.Г. Белов. Киев: КМУ ГА., 1997. - 426 с.

20. Боровков, А. А. Теория вероятностей / А. А. Боровков. М.: Наука, 1976.-347 с.

21. Брайсон, А. Е. Прикладная теория оптимального управления. Оптимализация, оценка и управление / А. Е. Брайсон, Ю Ши Хо ; пер. с англ. Э. М. Макашова, Ю. П. Плотникова; под ред. А. М. Летова. М.: Мир, 1972. - 544 с.

22. Бурков, В. Н. Основы математической теории активных систем / В. Н. Бурков. М.: Наука, 1977. - 457 с.

23. Бусленко, Н. П. Моделирование сложных систем / Н. П. Бусленко. -М.: Наука, 1968.-355 с.

24. Вентцель, Е. С. Теория случайных процессов и ее инженерные приложения / Е. С. Вентцель, Л. А. Овчаров. М: Высш. школа, 2000. - 383 с.

25. Вилкас, Э. И. Решения: теория, информация, моделирование / Э. И. Вилкас, Е. 3. Майминас. М.: Радио и связь, 1981. - 357 с.

26. Воронин, А. Н. Сложные технические и эргатические системы: методы исследования / А. Н. Воронин, Ю. К. Зиатдинов, А. В. Харченко, В. В. Осташевский. Харьков, 1997. - 239 с.

27. Гафт, М. Г. Принятие решения при многих критериях / М. Г. Гафт. -М.: Знание, 1979.-467 с.

28. Гладышевский, М. А. Организационно-технические структуры, обеспечивающие безопасную эксплуатацию судна / М. А. Гладышевский, М. А. Пасечников, К. В. Пеньковская ; под общ. ред. В. И. Меньшикова. Мурманск : Изд-во МГТУ, 2008. - 212 с.

29. Гмурман, В. Е. Теория вероятностей и математическая статистика / В. Е. Гмурман. М.: Высш. Школа, 1987. - 499 с.

30. Гнеденко, Б. В. Математические методы в теории надежности / Б. В. Гнеденко, Ю. К. Беляев, А. Д. Соловьев. М.: Наука, 1965. - 524 с.

31. Гражданкин, А. И. Экспертная система оценки техногенного риска опасных производственных объектов / А. И. Гражданкин, П. Г. Белов // Безопасность труда в промышленности. 2000. - N 11. - С. 6-10.

32. Гуцалюк, А. И. Применение методов теории управления для выбора состава функционально необходимых элементов контура управления надежностью эргатических систем / А. И. Гуцалюк, Г. Г. Манынин (ред.). — Минск, 1993. —47 с.

33. Демин, С. И. Управление судном: Учеб. для вузов / С. И. Демин, Е. И. Жуков, Н. А. Кубачев и др.; Под ред. В. И. Снобкова. М.: Транспорт, 1991. -359 с.

34. Деруссо, П. Пространство состояний в теории управления / П. Деруссо, Р. Рой, Ч. Клоуз. М.: Наука, 1970. - 620 с.

35. Дерябина, М. Культура безопасности шаг в новое тысячелетие / М. Дерябина // Судоходство. - 2000. - С. 20.

36. Десять шагов по Внедрению Международного Кодекса ISM. Руководство. Бюро Веритас. Морское Отделение. DNS,1994. 7 с.

37. Доровской, В. А. Модели представления знаний в эргатическихсистемах / В. А. Доровской, В. М. Михайленко (ред.). Кривой Рог: Наука \ освгга, 1998.- 196 с.

38. Дынкин, Е. Б. Теоремы и задачи о процессах Маркова / Е. Б. Дынкин, А. А. Юшкевич. -М.: Наука, 1967. 369 с.

39. Евланов, Л. Г. Контроль динамических систем / Л. Г. Евланов. М.: Наука, 1972.-423 с.

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

41. Зубов, В. И. Теория оптимального управления / В. И. Зубов. Л.: Судостроение, 1966. - 351 с.

42. Иыуду, К. А. Оптимизация устройств автоматики по критерию надежности / К. А. Иыуду. М.: Энергия, 1966. - 134 с.

43. Колмогоров, А. Н. Об аналитических методах в теории вероятностей / А. Н. Колмогоров // Успехи математических наук. вып. 5. 1938. - С. 5-41.

44. Кузьминых, И. С. Показатель готовности судна к безопасному ведению промысла / И. С. Кузьминых, М. М. Ерёмин, В. И. Меньшиков // Рыбное хозяйство. Мурманск, 2012. - № 1. - С. 79-81.

45. Ладенко, И. С. Интеллектуальные системы в целевом планировании / И. С. Ладенко. Новосибирск: Наука, 1987. - 257 с.

46. Ланчуковский, В. Формальная оценка и прогнозирование безопасности технической эксплуатации судна / В. Ланчуковский // Судоходство. 2002. - С. 9-10.

47. Ли, Р. Оптимальные оценки, определение характеристик и управлений / Р. Ли. М.: Наука, 1966. - 567 с.

48. Логиновский, В. А. Ресурсы и безопасность на море / В. А. Логиновский // Эксплуатация водного транспорта, вып. 46. 2006. - С. 17-19 с.

49. Лоэв, М. Теория вероятностей / М. Лоэв. М.: ИЛ, 1962. - 286 с.

50. Лушников, Е. М. Теоретическое обоснование методов и средств обеспечения навигационной безопасности мореплавания / Е. М. Лушников // Автореф. дис. д-р техн. наук. СПб, 2000. - 46 с.

51. Международная конвенция ПДМНВ 78, СПб.: ЗАО ЦНИИМФ, 1966.- 552 с.

52. Международная конвенция по охране человеческой жизни на море 1974г. Консолидированный текст. СПб.: ЦНИИМФ, 1993. 757 с.

53. Международный кодекс проведения расследования аварий и инцидентов на море, СПб.: ЗАО ЦНИИМФ, 1988. 111 с.

54. Меньшиков, В. И. Элементы теории управления безопасностью судоходства / В. И. Меньшиков, В. М. Глущенко, А. Н. Анисимов. Мурманск: Изд-во МГТУ, 2000. - 242 с.

55. Перегуда, А. И. Вычисление показателей надежности комплекса объект- защиты система управления и защиты / А. И. Перегуда // Атомная энергия. -2001. - Т. 90, вып. 6. - С. 444 - 452.

56. Перегуда, А. И. Математическая модель надежности информационных систем / А. И. Перегуда, Р. Е. Твердохлебов // Методы менеджмента качества. -2004. № 6. - С. 39 - 44.

57. Песков, Ю. А. "Системы управления безопасностью" в международном судоходстве: Учеб. пос. 2-е изд., перераб. и доп. / Ю.А. Песков. Новороссийск: НГМА, 2001. - 320 с.

58. Прусс, В.М. Международно-правовые аспекты безопасности мореплавания / В. М. Прусс, В. Боёвич, Т. Р. Короткий. Одесса: Латстар, 2001. - 132 с.

59. Пугачев, В. С. Основы статистической теории систем управления / В. С. Пугачев, И. Е. Казаков, Л. Г. Евланов. М.: Машиностроение, 1974. - 367 с.

60. Райбман, Н. С. Построение моделей процессов производства / Н. С. Райбман, В. М. Чадеев. М.: Энергия, 1975. - 465 с.

61. Райбман, Н. С. Что такое идентификация / Н. С. Райбман. М.: Наука, 1970.- 120 с.

62. Рекомендации по организации штурманской службы на судах ММФ СССР (РШС 89). - М.: Мортехинформреклама, 1990. - 64 с.

63. Решетов, Н. Культура безопасности в судоходстве / Н. Решетов // Морской флот. 2000. - С. 18-19.

64. Ронжин, О. В. Информационные методы исследования эргатических систем / О. В. Ронжин. М.: Энергия, 1976. - 208 с.

65. Сейдж, П. Э. Идентификация систем управления / П. Э. Сейдж, Д. Л. Мелса. М.: Наука, 1974. - 289 с.

66. Система освидетельствования компаний на соответствие требований Международного кодекса по управлению безопасностью (МКУБ). Российский морской регистр судоходства. С-Петербург, 2005.

67. Соломин, Борис Александрович. Повышение эффективности взаимодействия человека-оператора с частично формализованной средой / Борис Александрович Соломин. Чебоксары, 2001. - 219 с.

68. Тоценко, В. Г. Методы и системы поддержки принятия решений: Алгоритмический аспект / В. Г. Тоценко // НАН Украины; Институт проблем регистрации информации. — К.: Наукова думка, 2002. — 382 с.

69. Тропин, Б. Л. Функционирование системы безопасной эксплуатациисудов на аварийной стадии управления / Б. Л. Тропин, И. С. Кузьминых // Молодой Ученый: Чита 2008. - Т. 1. № 1. - С. 300 - 304.

70. Тропин, Б. Л. Целостность систем эксплуатации судов компании с минимизацией избыточности ресурса / Тропин Б. Л., Кузьминых А. С., Меньшиков В. И. // Вестн. МГТУ: Труды Мурман. Гос. техн. Ун-т 2008. - Т. 11. №2. - С. 360-363.

71. Ту, Ю. Современная теория управления / Ю. Ту. М.: Машиностроение, 1971. -472 с.

72. Феллер, В. Введение в теорию вероятностей и ее приложения, т 1, 2 / В. Феллер. М.: Мир, 1967. - 435 с.

73. Фельдбаум, А. А. Основы теории оптимальных автоматических систем / А. А. Фельдбаум. М.: Наука, 1966. - 623 с.

74. Хазен, Э. М. Методы оптимальных статистических решений и задачи оптимального управления / Э. М. Хазен. М.: Советское радио, 1968. - 467 с.

75. Хенли, Э. Дж. Надежность технических систем и оценка риска / Э. Дж. Хенли, X. Кумамото. М.: Машиностроение, 1984. - 528 с.

76. Чистяков, В. Безопасность на море и ответственность капитанов / В. Чистяков // Судоходство. 2001. - С. 37-38.

77. Ширяев, А. Н. Вероятность / А. Н. Ширяев. М.: Наука, 1980. - 574 с.

78. Эйкхофф. Основы идентификации систем управления / Эйкхофф. М.: Мир, 1975.-359 с.

79. Юдин, Д. Б. Математические основы управления в условиях неполной информации / Д. Б. Юдин. М.: Советское радио, 1974. - 287 с.

80. Юдович, Б. А. Предотвращение навигационных аварий морских судов / Б. А. Юдович. М.: Транспорт, 1988. - 224 с.