Методика оценивания показателей функционирования эргатической системы управления морским судном тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.22.19, кандидат технических наук Воротынцева, Марина Георгиевна

• Воротынцева, Марина Георгиевна
• кандидат технических наук
• 2008

Оглавление диссертации кандидат технических наук Воротынцева, Марина Георгиевна

ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИЗ ОСОБЕННОСТЕЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ МОРСКИМ СУДНОМ И СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ОЦЕНИВАНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЕЕ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ

1.1 Анализ способов управления безопасностью мореплавания на современной этапе и особенностей применения технических средств системы управления морским судном.

1.2 Анализ особенностей функционирования системы управления морским судном в различных навигационных условиях.

1.3 Постановка задачи и основные направления исследования.

1.4 Выводы по разделу 1.

2. МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОЦЕНИВАНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ЭРГАТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ МОРСКИМ СУДНОМ ПРИ РЕШЕНИИ ЗАДАЧ СУДОВОЖДЕНИЯ.

2.1 Обоснование показателей функционирования эргатической системы управления морским судном и метода их оценивания.

2.2 Метод оценивания показателей функционирования ЭСУМС.

2.3 Алгоритм оценивания и исследования показателей функционирования эргатической системы управления морским судном.

2.4 Выводы по разделу 2.

3. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ОЦЕНИВАНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ЭРГАТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ МОРСКИМ СУДНОМ ПРИ РЕШЕНИИ ЗАДАЧ СУДОВОЖДЕНИЯ И ИХ АНАЛИЗ.

3.1 Структурно-эксплуатационные модели функционирования ЭСУМС при решении задач судовождения.^.

3.2 Базовые математические модели оценивания показателей функционирования системы управления морским судном и их анализ.

3.3 Обобщенные математические модели оценивания показателей функционирования эргатической системы управления морским судном и их анализ.

3.3.1 Обобщенные полумарковские математические модели.

3.3.2 Обобщенные марковские математические модели.

3.4 Комплексные математические модели оценивания показателей функционирования эргатической системы управления морским судном и их анализ.

3.4.1 Полумарковские комплексные математические модели.

3.4.2 Марковские комплексные математические модели.

3.5 Параметры обобщенной и комплексной моделей функционирования.!

3.6 Выводы по разделу 3.

4 СТРУКТУРА МЕТОДИКИ, АЛГОРИТМ, КОМПЬЮТЕРНАЯ ПРОГРАММА И РЕЗУЛЬТАТЫ ОЦЕНИВАНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ЭРГАТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ МОРСКИМ СУДНОМ.

4.1 Структура методики оценивания и исследования показателей функционирования эргатической системы управления морским судном.

4.2 Алгоритм и компьютерная программа оценивания показателей функционирования эргатической системы управления морским судном.

4.3 Анализ количественных результатов оценивания показателей функционирования ЭСУМС при различных навигационных условиях.

4.3.1 Анализ количественных результатов оценивания показателей функционирования ЭСУМС при совершении маневра.

4.3.2 Анализ количественных результатов оценивания показателей функционирования ЭСУМС при решении задач расхождения судов.

4.4 Использование количественных результатов оценивания показателей функционирования ЭСУМС при тренажерной подготовке судоводителей.

4.5 Разработка алгоритмов действий судоводителей в различных навигационных ситуациях и анализ результатов эксперимента.

4.5.1 Методика проведения экспериментальных исследований на навигационном тренажере.

4.5.2. Анкетирование судоводителей.

4.5.3. Разработка эталонных алгоритмов действий судоводителя при различных навигационных ситуациях.

4.6 Выводы по разделу 4.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Методика оценивания показателей функционирования эргатической системы управления морским судном»

Роль морского и речного транспорта в структуре мирового экономического рынка значительно возросла в настоящее время. Перевозка водным транспортом является наиболее дешевым видом перевозки, а зачастую и единственно возможной. На современном этапе отмечается непрерывное возрастание экономических связей между государствами, что ведет к интенсивному росту числа морских и других видов перевозок. Мировая морская торговля растет примерно на 4% в год. Возрастает количество судов, их водоизмещения и скорости. Увеличивается плотность транспортных потоков судов различных типов и назначения. Одновременно в море находятся 60-80% грузовых судов мирового флота, а также более 2 млн. человек- членов судовых экипажей и перевозимых пассажиров [32, 36, 54,104].

Обеспечение безопасного мореплавания охватывает широкий круг вопросов: улучшение мореходных качеств судов, качественная эксплуатация флота с точки зрения поддержания должного технического состояния и надлежащего уровня подготовленности судовых специалистов, внедрение новейших технических средств судовождения в системы управления морскими судами и т.д.

Усложнились условия плавания, возрос поток информации, которую штурман должен осмыслить и на ее основе быстро принять решение. Чрезмерная напряженность работы судоводителя дает предпосылки для возникновения аварийных случаев. Внедрение информационных технологий позволило освободить судоводителя от выполнения однообразных рутинных действий, снабдило его необходимой информацией в удобной и наглядной форме. В системах управления морскими судами (на ходовых мостиках судов) появились электронные карты, системы автоматической радиолокационной прокладки, радар-процессоры, приемоиндикаторы и судовые терминалы спутниковых систем навигации и связи, автоматические идентификационные системы, компьютерные системы для выполнения грузовых операций и многое другое. Несмотря на хорошую техническую оснащенность современных судов, судоводитель продолжает играть основную роль в правильной эксплуатации судового оборудования, обеспечивающего безопасность плавания. В существующей эргатической системе управления морским судном («человек + машина») именно за человеком-оператором (судоводителем) остается функция принятия решения.

Ежегодно в море сталкиваются примерно 1500 судов мирового флота (т.е. примерно одно из каждых 25 судов) и из них от 10 до 30 судов погибают. Вероятность столкновения зависит от целого ряда факторов. Большое значение имеет интенсивность судовождения. Распределение судов в мировом океане неравномерно, а сконцентрировано на основных судоходных путях, что создает чрезмерно высокую, даже для оборудованных по последнему слову техники судов, интенсивность движения в отдельных районах [32,34,61].

Наиболее существенно на вероятность столкновения судов влияет состояние видимости (ночь, туман, осадки). В условиях ограниченной видимости происходит основная часть всех столкновений, поэтому применение судовой радионавигационной аппаратуры (РНА) является обязательным для судоводителя. Анализ аварийности позволил установить, что в основном аварии происходят из-за: неправильной организации радиолокационной проводки и радиолокационного наблюдения; неумелого использования судовой РНА; ошибок радиолокационного опознавания; превышения скорости хода; неправильного маневрирования, то есть из-за ошибок эргатической системы управления морским судном (ЭСУМС) [54,63,110,116,127].

Безопасность движения судна зависит не только от опыта конкретного штурмана, знания им установленных правил и положений, но и умения судоводителем грамотно использовать радиоэлектронные средства обеспечения безопасности плавания в комплексе с другим навигационным оборудованием, входящим в систему управления морским судном.

Сложность и многообразие задач, решаемых ЭСУМС в различных навигационных ситуациях, ставит задачу оценивания показателей ее функционирования с учетом влияния различных факторов и динамики судна одной из важнейших в обеспечении безопасности судовождения.

Любые просчеты и недостатки в процессе создания и испытаний ЭСУМС вызывают в процессе эксплуатации увеличение экономических ресурсов на поддержание на заданном уровне показателей их функционирования. Чтобы исключить (или уменьшить) это, необходимо располагать современными методами оценивания показателей ЭСУМС и обоснования путей их обеспечения.

Широко используемый метод статистического анализа системы управления морским судном не в полной мере может быть пригоден для прогнозирования ее поведения в будущем и даже в настоящем, так как статистический материал имеется всегда лишь о прошлом [31,109,120]. Кроме того, как правило, невозможно исследовать поведение ЭСУМС в различных навигационных условиях, а также для проектируемых систем, а ведь именно на стадии проектирования и создания требуется так определить правила функционирования и выбрать параметры и стратегии использования, чтобы они обеспечивали максимум безопасности мореплавания судна [36,52,58,65,67,83].

Одним из наиболее эффективных путей обеспечения высокой безопасности мореплавания является совершенствование систем управления морскими судами, показатели функционирования которых необходимо оценивать не только с учетом их эксплуатационно-технических параметров, но и характеристик судоводителя, а также различных навигационных условий.

Вопросам обеспечения и повышения безопасности мореплавания и судовым системам управления посвящено немало работ [70,71,80,86,115,118,124], но в них, как правило, рассматриваются вопросы, касающиеся одного отдельного аспекта работы того или иного прибора, действия или условия (анализ роли курсоуказателей, надежности радиолокационной информации, влияние штормовой погоды и т.д.). Так в работах [64,66,67,70,85,86] рассматриваются вопросы учета влияния человеческого фактора на безопасность судна в отрыве от системы управления, опираясь только на статистические данные, что не позволяет количественно оценить как раздельное, так интегрированное воздействие различных факторов на показатели функционирования ЭСУМС в различных навигационных условиях. В целом же, оценивание показателей функционирования ЭСУМС и влияние на них различных факторов и путей их обеспечения не рассматриваются. Анализ известных автору результатов исследований [66,74,78,80,109,112] показал, что вопросы комплексного изучения эксплуатационных свойств, и прежде всего связанные с разработкой методического и математического аппаратов оценивания показателей функционирования ЭСУМС в различных навигационных условиях, не нашли должного отражения. Наличие же комплексного количественного оценивания показателей функционирования (ПФ) ЭСУМС позволит более объективно исследовать влияние различных факторов на них и находить рациональные пути их обеспечения и достижения требуемой безопасности мореплавания.

Заслуживает внимание работа [123], посвященная разработке методики оценивания готовности системы управления судном к решению задач расхождения судов. Однако в ней рассматривается только одно эксплуатационное свойство - готовность и только применительно к одному навигационному случаю - расхождение судов. Кроме того, эта работа базируется на марковских процессах, имеющие весьма жесткие ограничения по их применению, которые не всегда реализуемы при описании процессов функционирования ЭСУМС.

В связи с этим научной задачей, решаемой в диссертационной работе, является разработка метода и математических моделей оценивания показателей функционирования эргатической системы управления морским судном в различных навигационных условиях.

Актуальность выполненных в диссертационной работе исследований обусловлена: возросшей ролью безопасности судовождения морского транспорта и необходимостью повышения эффективности функционирования ЭСУМС; сложностью процесса функционирования ЭСУМС ввиду многообразия связей между ее элементами; отсутствием научных исследований по разработке теоретических основ оценивания показателей функционирования ЭСУМС; необходимостью внедрения в практику создания и эксплуатации ЭСУМС методов и математических моделей, позволяющих оценивать, прогнозировать ПФ

ЭСУМС и обосновать пути повышения безопасности мореплавания в различных навигационных условиях.

Разрешимость задачи определяется:

- опытом эксплуатации и совершенствования ЭСУМС, позволяющим проведение теоретических обобщений и получение новых практических выводов по оцениванию показателей функционирования ЭСУМС;

- практическим опытом судоводителей в применении судовой РНА при различных навигационных условиях;

- возможностью всесторонней проверки указанных обобщений и выводов с помощью современных математических методов и сравнения полученных результатов с данными исследования, проведенного при математическом моделировании и на радионавигационном тренажере.

Объектом исследования выступает эргатическая система управления морским судном. Предметом исследования является оценивание показателей функционирования эргатической системы управления морским судном.

Цель исследования заключается в разработке методики оценивания показателей функционирования эргатической системы управления морским судном в различных навигационных ситуациях в целях повышения безопасности судовождения.

Задачи исследования. Реализация поставленной цели исследования потребовала решения следующих задач:

1. Разработка методических основ решения научной задачи, включающие показатели функционирования ЭСУМС в различных навигационных ситуациях, метод и алгоритм их оценивания.

2. Разработка комплекса математических моделей оценивания показателей функционирования ЭСУМС в различных навигационных условиях и их программного обеспечения.

3. Построение структуры методики оценивания и исследования показателей функционирования ЭСУМС в различных навигационных условиях.

4. Разработка алгоритмов действий судоводителя в составе ЭСУМС в различных навигационных ситуациях.

5. Количественный анализ результатов оценивания и разработка рекомендаций по применению полученных методических основ, математических моделей оценивания и программного обеспечения при исследовании ПФ ЭСУМС, а также алгоритмов действий судоводителей в различных навигационных условиях.

Методы исследования. Решение поставленной в диссертации научной задачи проведено с использованием системного подхода и анализа, метода пространства состояний (МПС), базирующегося на полумарковских процессах (ПМП), теории вероятностей и математической статистики, теории математического моделирования и программирования.

В результате выполненных исследований получены следующие новые теоретические и практические результаты, выносимые на защиту:

1. Методические основы решения научной задачи, включающие показатели функционирования ЭСУМС в различных навигационных ситуациях, метод и алгоритм их оценивания.

2. Комплекс математических моделей оценивания показателей функционирования ЭСУМС в различных навигационных условиях и их программное обеспечение.

3. Структура методики оценивания и исследования показателей функционирования ЭСУМС в различных навигационных условиях.

4. Алгоритмы действий судоводителя в составе ЭСУМС в различных навигационных ситуациях.

5. Результаты оценивания и рекомендации по применению разработанных методических основ, математических моделей оценивания и программного обеспечения при исследовании (оценивании и прогнозировании) показателей функционирования ЭСУМС, а также алгоритмов действий судоводителей в различных навигационных условиях.

Совокупность этих результатов и представляет содержание методики оценивания показателей функционирования ЭСУМС. ;

Научная новизна и теоретическая значимость результатов, полученI ных в диссертации, заключается в следующем: а) обосновании и разработке методических основ оценивания ПФ ЭСУМС, включающих систему показателей, метод и алгоритмы их оценивания, и позволяющих разрабатывать математические модели оценивания (исследоваI ния) ее ПФ, учитывающие как влияние эксплуатационно-технических параметI ров, судоводителя, динамику в различных навигационных условиях, так и 1 смежных объектов, внешних условий плавания и т.д.; |

I I б) разработке математических моделей оценивания (ММО) ПФ ЭСУМС, 1 базирующихся на методе пространства состояний с использованием полумарковских и марковских процессов; в) построении методики оценивания ПФ ЭСУМС в различных навигационных условиях, позволяющей проводить разработку математических моделей, количественную оценку, прогноз этих показателей и обоснование путей их обеспечения с учетом основных ЭТХ ЭСУМС, особенностей и условий применения, режимов и динамики их функционирования.

Практическая значимость результатов состоит: а) в разработке программно-математического обеспечения оценивания и исследования ПФ ЭСУМС, включающего комплекс математических моделей, алгоритм и компьютерную программу; б) в проведении с использованием разработанных математических моделей оценивания ПФ ЭСУМС количественных исследований по оценке влияния основных эксплуатационно-технических характеристик (ЭТХ), условий, особенностей, режимов и динамики ее функционирования, а также судоводителя и разработке рекомендаций по их использованию при обосновании путей повышения безопасности судовождения; в) в разработке инженерной методики оценивания и исследования показателей функционирования ЭСУМС при различных навигационных условиях. г) в построении алгоритмов действий судоводителя в различных навигационных ситуациях и обобщении основных типичных ошибок судоводителей при реализации алгоритмов, что позволит использовать алгоритмы в тренажерной подготовке судоводителей, а также в экспертных системах.

Обоснованность и достоверность результатов, представленных в диссертации, базируется на: а) адекватном учете особенностей функционирования ЭСУМС при разработке методического и математического аппаратов оценивания их показателей функционирования; б) корректной и логической обоснованности принятых допущений при разработке математических моделей оценивания показателей функционирования ЭСУМС; в) использовании для решения научной задачи апробированного математического аппарата теории случайных полумарковских процессов; г) практической проверке работоспособности полученных математических моделей в ходе компьютерного эксперимента и сравнении отдельных результатов с результатами других исследователей; д) практической реализации на навигационном тренажере частных моделей оценивания показателей функционирования ЭСУМС и алгоритмов действий судоводителя при управлении судном в различных навигационных условиях.

Реализация результатов исследования.

Основные результаты исследования реализованы в учебном пособии «Дипломное проектирование», учебно-методических материалах, используемых в учебном процессе и тренажерной подготовке студентов МГАВТ, Каспийском филиале «МГА им адм. Ф.Ф. Ушакова» и в Астраханском речном училище -филиале ВГАВТ, а также слушателей повышения квалификации судоводительского состава и в Научно-техническом учебном тренажерном центре (г. Калининград); в сборниках научных трудов МГАВТ, в научном журнале «Вестник Астраханского государственного технического университета» (входит в перечень ВАК), а также в 3-х отчетах о НИР Минтранса РФ и в научных докладах на Международных форумах «Связь и навигация на море и реке», 4-й региональной НПК (г. Новороссийск) и научно-практических конференциях МГАВТ.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и получили одобрение на: научных семинарах кафедры «Судовождение» МГАВТ, научно-практических конференциях в МГАВТ (2004-2008гг), на 4-й региональной НПК (2005г, г. Новороссийск) и Международном форуме «Связь и навигация на море и реке» (2005-2006гг, г. Москва). Работа в целом апробирована на совместном заседании кафедр «Судовождение» и «Управление судном и ТСС» МГАВТ с привлечением специалистов других кафедр академии и внешних организаций (2008г).

Публикации. Материалы диссертационного исследования опубликованы в одном учебном пособии, 16 научных статьях, 9 тезисах научных докладов, 3 отчетах о НИР. Всего 29 научных трудов, из них печатных 26.

Структура и объем диссертационной работы. Работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников и 3 приложений. Она включает 174 страницы основного текста, 68 рисунков, 35 таблиц и список использованных источников из 135 наименований.

Заключение диссертации по теме «Эксплуатация водного транспорта, судовождение», Воротынцева, Марина Георгиевна

4.6 Выводы по разделу 4

1. Разработана структура методики оценивания и исследования показателей функционирования ЭСУМС при решении задач судовождения в различных навигационных ситуациях, позволяющая также определять влияние различных параметров на эти показатели, выделять наиболее эффективно управляемые параметры и намечать возможные пути их обеспечения. Кроме того, она может быть использована для получения информации при обосновании параметров ЭСУМС и путей их поддержания на требуемом уровне.

2. Разработан алгоритм и компьютерная программа для проведения количественного оценивания и исследования вероятностно- временных показателей функционирования ЭСУМС по полученным в работе математическим моделям, а также исследовать влияние как отдельных параметров, так и их совокупности на эти показатели, находить диапазоны значений параметров, обеспечивающих заданные значения показателей при функционировании ЭСУМС.

3. Проведен анализ количественных результатов оценивания показателей функционирования ЭСУМС с использованием полученной методики, математических моделей и компьютерной программы, который подтвердил работоспособность разработанных математических моделей для оценивания этих показателей при решении задач судовождения и позволил выявить состав наиболее управляемых параметров, определить их рациональные диапазоны значений, обеспечивающих наилучшие показатели функционирования ЭСУМС и наметить возможные пути достижения этих показателей.

4. Для наглядности влияния отдельных параметров на показатели функционирования ЭСУМС в работе приведены количественные результаты в виде таблиц и графических зависимостей, позволяющие проследить динамику изменения этих показателей и дающие представление о воздействии как отдельных параметров, так и их совокупностей на вероятностно — временные показатели функционирования ЭСУМС. При определении максимально возможного изменения (приращения) показателей функционирования ЭСУМС за счет того или другого параметра целесообразно совместное использование результатов, получаемых соответственно по базовой, обобщенной и комплексной и их частным моделям, а по величине изменений этих показателей и реальным возможностям определять необходимость того или иного пути изменения управляемого параметра в целях достижения требуемых показателей функционирования

5. При исследовании влияния на показатели функционирования ЭСУМС различных параметров, условий, режимов и динамики их применения в целях упрощения в первом приближении можно пользоваться марковскими математическими моделями, так как они более просты и позволяют проследить общий характер изменения показателей, но однако при этом получаются заниженные значения показателей на (10 -30)%. Для получения более достоверных значений показателей и учета различных законов распределений временных характеристик процессов функционирования ЭСУМС необходимо воспользоваться полумарковскими математическими моделями оценивания, так как они позволяют более адекватно описывать реальные процессы и проводить более достоверное оценивание показателей функционирования ЭСУМС.

6. Проведенные на навигационном тренажере исследования дали количественные результаты, сопоставимые с расчетными и подтверждающие работоспособность разработанных математических моделей оценивания показателей функционирования ЭСУМС при различных навигационных ситуациях. Рассчитанные с помощью математических моделей показатели позволили выявить состав наиболее «активных» управляемых параметров и наметить возможные пути достижения наилучших результатов при использовании ЭСУМС в различных навигационных условиях.

7. Разработаны алгоритмы действий судоводителя при решении задач судовождения в различных навигационных ситуациях и обобщены основные типичные ошибки судоводителей при реализации алгоритмов, что позволит использовать данные алгоритмы в тренажерной подготовке судоводителей, а также в экспертных системах.

172

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате выполненных автором исследований в рамках диссертационной работы сформулирована и решена научная задача - разработка метода и математических моделей оценивания показателей функционирования эрга-тической системы управления морским судном в различных навигационных ситуациях.

При этом были получены следующие научные результаты:

1. На основе проведенного анализа информационных источников и опыта судовождения сформулирована научная задача оценивания показателей функционирования эргатической системы управления морским судном (ЭСУМС) в различных навигационных ситуациях, что позволило определить приоритетные направления исследований по ее решению.

2. Обоснован и проведен выбор показателей функционирования ЭСУМС в различных навигационных ситуациях и метод их оценивания, базирующийся на теории управляемых полумарковских процессов.

3. Обоснована возможность количественного учета влияния различных факторов и динамики применения ЭСУМС на показатели ее функционирования в различных навигационных ситуациях.

4. В качестве методологической базы количественного оценивания показателей функционирования ЭСУМС и учета влияния различных факторов на них предложен метод пространства состояний с использованием полумарковских и марковских процессов.

5. Разработаны алгоритмы оценивания показателей функционирования ЭСУМС, базирующиеся на методе пространства состояний с использованием полумарковских и марковских процессов.

6. Получен комплекс математических моделей оценивания показателей функционирования ЭСУМС при решении задач судовождения в различных навигационных ситуациях, позволяющих проводить количественную оценку влияния как отдельных, так и совокупности различных факторов, характеристик судоводителя и динамики применения на показатели функционирования

ЭСУМС, а также прогнозировать и обосновывать требования к параметрам ЭСУМС, обеспечивающих необходимые значения показателей ее функционирования,

7. Разработаны алгоритмы действий судоводителя при решении задач судовождения в различных навигационных ситуациях и обобщены основные типичные ошибки судоводителей при реализации алгоритмов, что позволит использовать данные алгоритмы в тренажерной подготовке судоводителей, а также в экспертных системах.

8. Разработана методика оценивания показателей функционирования ЭСУМС в различных навигационных условиях, позволяющая проводить их количественную оценку, прогнозировать и обосновывать пути обеспечения требуемых их значений с учетом основных эксплуатационно-технических характеристик ЭСУМС, особенностей и условий их применения, а также судоводителя.

9. Создано программно - математическое обеспечение оценивания и исследования показателей функционирования ЭСУМС, включающего комплекс математических моделей, алгоритмов и компьютерную программу, реализуемую на ПЭВМ.

10. Проведены с использованием разработанных математических моделей оценивания количественные исследования показателей функционирования ЭСУМС, а также по оценке влияния отдельных эксплуатационно-технических характеристик, условий, режимов, динамики применения и судоводителя, разработаны рекомендации по их использованию при обосновании путей повышения безопасности судовождения. Количественные результаты оценивания позволяют сделать вывод о работоспособности и практической применимости разработанных метода, математических моделей оценивания показателей функционирования ЭСУМС и методики в целом.

11. Сравнительный анализ количественных результатов оценивания показателей функционирования ЭСУМС, полученных по марковским и полумарковским моделям позволил выявить ряд специфических особенностей: а) исследуемые параметры оказывают различное влияние на показатели функционирования (первая группа - с их увеличением показатели существенно возрастают, вторая группа - с их увеличением показатели существенно уменьшаются, третья группа - с их увеличением показатели изменяются несущественно). Это позволяет находить наиболее чувствительные параметры и оперативно управлять процессом обеспечения заданных значений интересуемых показателей функционирования; б) вероятностные показатели функционирования ЭСУМС, полученные по марковским и полумарковским моделям, как правило, существенно различаются в ту или другую сторону на (10-30)%, при чем для более сложных моделей функционирования эта разница возрастает. Поэтому следует иметь в виду, что использование марковских моделей дает заведомо заниженный или завышенный результат и не всегда соответствует действительности.

12. Разработаны алгоритмы действий судоводителя при решении задач судовождения в различных навигационных ситуациях и обобщены основные типичные ошибки судоводителей при реализации алгоритмов, что позволит использовать данные алгоритмы в тренажерной подготовке судоводителей, а также в экспертных системах.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Воротынцева, Марина Георгиевна, 2008 год

1. Адерихин И.В. Метод оценивания готовности РТС с учетом динамики функционирования. Ж. «Труды ВНИИР», №4, 1982, с. 105-114.

2. Адерихин И.В. Математические модели оценивания готовности эргатических судовых приемоиндикаторов спутниковых радионавигационных систем. М.; ЦБ НТИ Минтранса РФ, ИС Наука и техника на речном транспорте, №11, 1993, -с.15-28.

3. Адерихин И.В., Воротынцева М.Г. Оценивание влияния спутниковой навигации на показатели функционирования эргатической системы управления судном (тезисы доклада). Материалы II Международного форума «Навигация и связь на море и реке», М.; 2005.-2с.

4. Адерихин И.В., Воротынцева М.Г. Метод оценивания показателей готовности системы управления судном. Научный журнал «Вестник Астраханского государственного технического университета». Астрахань, Изд. АГТУ, №2, 2005.-с. 199-204.

5. Адерихин И.В., Воротынцева М.Г. Алгоритм оценивания и исследования готовности системы управления судном морского транспорта. Научный журнал «Вестник Астраханского государственного технического университета». Астрахань, Изд. АГТУ, №2, 2005. с. 194-198.

6. Адерихин И.В., Воротынцева М.Г. Методика оценивания показателей функционирования системы управления морским транспортным судном. Материалы 4 Региональной научной конференции, Новороссийск, 2005, -8 с.

7. Адерихин И.В., Воротынцева М.Г. Полумарковский алгоритм оценивания показателей функционирования системы управления морским транспортным судном. Материалы 4 Региональной научной конференции, Новороссийск, 2005. 6 с.

8. Адерихин И.В., Воротынцева М.Г. Способ повышения точности определения положения объектов морского и речного транспорта по радиосигналам спутниковой навигации. СНТ «Судовождение», М., МГАВТ, 2006, -10-14с.

9. Адерихин И.В., Воротынцева М.Г. Пути совершенствования международнойсистемы «КОСПАС-САРСАТ». Материалы III Международного форума «Навигация и связь на море и реке-2006», М.; 2006, -5-6с.

10. Адерихин И.В., Воротынцева М.Г. Полу марковский метод оценивания показателей функционирования эргатической системы управления морским транспортным судном (тезисы доклада). Материалы XXVIII НПК ППС и аспирантов МГАВТ, М., МГАВТ, 2006.-7-8с.

11. Адерихин И.В., Воротынцева М.Г. Стохастические моделирующие устройства процессов функционирования судовых приборов спутниковой радионавигации и связи, Сборник научных трудов МГАВТ «Судовождение», -М.; МГАВТ, 2006,-20-21с.

12. Адерихин И.В., Бородкина Е.С., Воротынцева М.Г. Организационные пути совершенствования международной системы «КОСПАС-САРСАТ», Сборник научных трудов МГАВТ «Судовождение», -М.; МГАВТ, 2006, с. 13-19.

13. Адерихин И.В., Бородкина Е.С., Воротынцева М.Г. Основные направления совершенствования международной системы «КОСПАС-САРСАТ».(тезисы доклада) Международный форум 28.2-2.3. 2006 г «Связь на море и реке», М., 2006. -с.8-9.

14. Адерихин И.В., Бородкина Е.С., Воротынцева М.Г. Совершенствование системы «КОСПАС-САРСАТ» в интересах судовой системы охранного оповещения. СНТ «Судовождение», М., МГАВТ, 2006, -23-26с.

15. Адерихин И.В., Бородкина Е.С., Воротынцева М.Г. Метод оценивания показателей эксплуатационных свойств судовой системы охранного оповещения международной системы «КОСПАС-САРСАТ». СНТ «Судовождение», М., МГАВТ, 2006,-11-13с.

16. Адерихин И.В., Воротынцева М.Г. Эксплуатационные модели функционирования эргатической системы управления морским судном в различных навигационных ситуациях. CHT «Судовождение», МГАВТ, 2008- 5-12.

17. Адерихин И.В., Воротынцева М.Г. Базовые математические модели оценивания показателей функционирования эргатической системы управления морским судном . CHT «Судовождение», МГАВТ, 2008- 13-18.

18. Адерихин И.В., Воротынцева М.Г. Обобщенные полумарковские математиIческие модели оценивания показателей функционирования эргатической системы управления морским судном. CHT «Судовождение», МГАВТ, 2008- 27-35.

19. Адерихин И.В., Адерихина Е.И., Бочаров Ю.В Обоснование показателей иметода оценивания готовности к применению судового навигационного автоматизированного комплекса. М.; ЦБ НТИ Минтранса РФ, ИС «Наука и техника на речном транспорте», №4, 1996, 33-39с.

20. Адерихина Е.И., Романов A.B., Бочаров Ю.В. Метод и модели оценивания влияния негативных воздействий на готовность сложных систем и комплексов. М.: ЦБ НТИ Минтранса РФ, ИС «Наука и техника на речном транспорте», №7,I1997, -8-18с.

21. Адерихина Е.И., Кирьяков С.С., Романов A.B. Метод учета влияния негативных воздействий на показатели эксплуатационных свойств сложных систем. М.: Сборник научных трудов МГАВТ, 1999, -77-87с.

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

23. Алексейчук М.С. Выбор оптимальной стратегии расхождения с учетом динамики оперирующего судна. В/О «МТИР», 1992. -4 8с.

24. Амундсен М., Кэртис С. Программирование баз данных на Visual Basic 5.0, М.: ЗАО Издательство БИНОМ, 1998. 896с.

25. Анализ и синтез системы человек-машина. Под ред. Прохорова А.И., Рига, 1973, -63с.

26. Баранов Ю.К. Использование радиотехнических средств в морской навигации. -М., Транспорт, 1988, -206с.

27. Белявский JI.C., Новиков B.C., Оленюк П.В. Обработка и отображение радиолокационной информации. М., Радио и связь, 1990, -232с.

28. Беляев Ю.К. Статистические методы обработки испытаний на надежность. М.: Знание, 1982, 97с.

29. Борисова Л.Ф. Мобильная система управления движением судов для обеспечения безопасности мореплавания на акватории с интенсивным судоходством. Диссертация на соиск. учен, степени к.т.н., Мурманск, 2005, -178с.

30. Боул А.Г., Джоунз К.Д. Пособие по использованию средств автоматической радиолокационной прокладки. Л. Судостроение, 1986. -128с.

31. Бульдяев М.А., Воротынцева М.Г. Использование АИС для решения задач судового и портового охранного оповещения (тезисы доклада). Материалы III Международного форума 28.2-2.3. 2006 г «Связь на море и реке-2006», М., 2006, 5с.

32. Вагущенко JI.JL, Стафеев A.M. Судовые автоматизированные системы навигации. -М.: Транспорт, 1989, -157с.

33. Вагущенко JI.JI. Интегрированные системы ходового мостика. Одесса, Лат-стар, 2003,-170с.

34. Вагущенко Л.Л. Судовые навигационно-информационные системы. Одесса, Феникс, 2004,- 302с.

35. Вагущенко Л.Л., Цымбал H.H. Системы автоматического управления движением судна. Одесса, Феникс, 2007,- 376с.

36. Васильев A.B. Управляемость судов. Л.: Судостроение, 1989, -320с.

37. Вентцель Е.С. Теория вероятностей М.: Наука, 1980. 576с.

38. Вентцель Е.С. Исследование операций М.: Наука, 1985. -388с.

39. Вентцель Е.С. Теория случайных процессов и ее инженерные приложения. М., Издательский центр «Академия», 2003. 432с.

40. Воротынцева М.Г. Оценивание влияния спутниковой навигации на готовность эргатической системы управления морским судном. Сборник научных трудов МГАВТ «Судовождение», -М.; МГАВТ, 2006, -с. 42-44.

41. Воротынцева М.Г. Алгоритм оценивания влияния спутниковой навигации на готовность и эффективность эргатической системы управления морским транспортным судном (тезисы доклада). Материалы XXVIII НПК ППС и аспирантов МГАВТ, М., МГАВТ, 2006. -с.6-8

42. Воротынцева М.Г. Алгоритм оценивания эксплуатационных показателей системы управления судном морского транспорта. — 8с. В учебном пособии Адерихин И.В., Федоров С.Е., Сальников А.И. Дипломное проектирование, Альтаир МГАВТ, 2008,-с.216

43. Гриияк В.М. Разработка и исследование моделей и методов решения задач: наблюдения в. современных' системах управления движением. Диссертация к.т.н., Владивосток, 2002, -178с:

44. Дегтярев В.Г. Аналитические методы исследования систем. Л.: ЛИТ-МО, 1986. -75с.

45. Демин С.И., Жуков Е.I I., Кубачев Н.А. Управление судном. М.: Транспорт. 2005. -360с.

46. Дмитриев В.И: Обеспечение безопасности плавания., -М.: ИКЦ «Академкнига», 2005. -374с.55; Душков Б.А., Ломов Б.Ф., Рубахин В.Ф; Основы инженерной психологии. М.: Высш. Шк., 1986. -287с.

47. Емельянов О. Электронные карты; в судовождении. Журнал «Морской флот» №1, 2006. с 26-29.

48. Ерыгин В.В. Радиоэлектронные средства обеспечения безопасности, швартовки крупнотоннажных судов в задаче снижения роли человеческого• фактора: Диссертация к.т.н., Новороссийск, 2005. -148с.

49. Зарудный В.И. Надежность судовой навигационной, аппаратуры. Л.: Судостроение, 1973. -136с.

50. Зеленин М.П. Эргономика на морском транспорте. —М.: Транспорт. 1980. -276с.

51. Земляновский Д.К., Калинин А.И. Безопасность плавания речных судов. М.; Транспорт, 1992.-143с:

52. Зайков В.И. Прогнозирование движения судов в системах управления иобеспечения безопасности судоходства. Докт. дисс., ЛВИМУ им. адм. С.О. Макарова, 1990.-320с.

53. Зинченко В.П., Мунилов В.М. Основы эргономики. М.: Изд-во МГУ, 1979. -342с.

54. Зурабов Ю.Г., Черняев Р.Н., Якшевич Е.В., Яловенко В.Я. Судовые средства автоматизации предупреждения столкновения судов. М.:Транспорт. 1985.-264с.

55. Катенин В.А., Дмитриев В.И. Навигационное обеспечение судовождения. -М.: ИКЦ «Академкнига», 2006, -372с.

56. Кацман Ф.М. Человеческий фактор в проблеме обеспечения безопасности судоходства. СПб: PAT, 2003. -150с.

57. Клименко В.Д. Разработка методов количественного учета влияния человеческого фактора на безопасность судна. Диссертация к.т.н., СПб.,2003.

58. Клименко В.Д Вероятностный подход к нормированию человеческого фактора. Морские информационные технологии- Сб. науч.тр., вып.2. СПб., «Эл-мор». 2002.-164с.

59. Клименко В.Д. , Сазонов A.A. Учет человеческого фактора в судоходных компаниях, Морские информационные технологии- Сб. науч.тр., вып.2. СПб., «Элмор». 2002.-164с

60. Кондратьев А.И. Оперативный выбор безопасности маневров последнего момента в судовых навигационно-информационных системах. Диссертация к.т.н., Новороссийск, 2002. -145с.

61. Кондратьев С.И. Теоретические основы управления крупнотоннажными судами по критериям безопасности и энергосбережения. Диссертация д.т.н., Новороссийск, 2004. -276с.

62. Кондрашихин В.Т. Теория ошибок и ее применение к задачам судовождения. -М: Транспорт. 1969. -256с.

63. Кондрашихин В.Т., Берлинских Б.В., Мальцев A.C., Козырь JI.A. Справочник судоводителя по навигационной безопасности мореплавания. Одесса: Маяк, 1990.-167с.

64. Котик М.А. Природа ошибок человека-оператора М.; Транспорт, 1993.-252с.

65. Красильщиков М.Н. Анализ и синтез сложных динамических систем. МАИ, 1991, -86с.

66. Куликов Г.Г., Флеминг П.Дж., Брейкин Т.В., Арьков В.Ю. Марковские модели сложных динамических систем: идентификация, моделирование и кон1троль состояния. -Уфа: УГАТУ, 1998, -103с.

67. Лобастов В.М. Использование электронных картографических систем в судовождении. -Владивосток: ДВГМА, 2000.I

68. Лукомский Ю.А., Чугунов B.C. Системы управления морскими подвижными объектами. Л.'Судостроение, 1988, -272с.

69. Лукомский Ю.А., Пешехонов В.Г., Скороходов Д.А. Навигация и управление движением судов. СПб., «Элмор». 2002.-360с.

70. Лушников Е.М. Теоретическое обоснование методов и средств обеспечения навигационной безопасности мореплавания. Докт. дисс. ГМА им. адм. С.О. Макарова, Санкт-Петербург,2000, -309с.

71. Макушин В.Г. Методика оценки социально-экономической эффективности внедрения эргономики. М.: Экономика, 1988. -132с.

72. Мальцев A.C., Мальцев Э.А. Оценка опасности столкновения при использовании САРП. Сборник тезисов докладов НПО «Квант», Киев, 1990,-174с.

73. Мальцев A.C., Шараф Мохаммед. Составляющие количественного критерия оценки надежности навигации. Морской транспорт. Сер. «Судовождение, связь и безопасность мореплавания». Экспресс-информация. М., В/О «МТИР», 1995. Вып. 6(313), с. 1-10.

74. Мамонова A.C. Современные подходы к регулированию безопасности мореплавания. Журнал «Морское право»№2,№3, 2005. с 12-20.

75. Матевосян В.Г., Олыпамовский С.Б. Анализ аварий танкеров и их предупреждение, М.: Мортехинформреклама. 1983, -36с.

76. Меньшиков В.И. Метрологическая надежность навигации с учетом неполноты информации. Докт. дисс., Санкт-Петербург, 1995. -197с.

77. Миронов В.Н., Тихонов В.И. Марковские процессы. М.: Наука, 1980. -442с.

78. Московцев Ю.П. Принципы создания АСУ ТП гражданских судов. Системы управления и обработки информации: Науч. -техн. сб. ФНПЦ НПО «Аврора», СПб., 2000, вып. 1.-е 61-68.

79. Найденов Е.В. Исследование процесса принятия решения судоводителем при расхождении судов (автореф. дис.). Л. ЛВИМУ, 1972. -20с.

80. Олынамовский С.Б, Исследование влияния возраста, стажа и образования судоводителей на безопасность плавания судов. Труды ГИИВТа, вып. 122.-Горький, 1972. с. 37-64.

81. Олынамовский С.Б., Перекрестов А.Н. Исследование расхождений крупнотоннажных судов в море. ЦБНТИ ММФ, серия "Безопасность мореплавания"^ вып. 2 (152), 1983, -с. 10-18.

82. Олынамовский С.Б., Владимиров В.В., Маричев И.В., Перекрестов А.Н. Алгоритмы решения задач прогноза динамики расхождения судов на микро-ЭВМ. / Сб. трудов ЦНИИМФ.- Л.: Транспорт, 1988, -с.21-39.

83. Олыпамовский С.Б., Удалов В.И. Предупреждение столкновений судов.-М.: ЦРИА "Морфлот", 1980, -22с.

84. Отчет о НИР. Проведение научно- технического сопровождения реконструкции и развития КСЭ ВВТ. Отв. испол. Адерихин И.В., испол. Воротынцева М. Г., М:, ЦНИИЭВТ, 2007, -145 с.

85. Паулаускас В.Ю. Дистанция начала маневра на расхождение судов в открытом море. Морской транспорт. Серия «Безопасность мореплавания». Экспресс-информация. М.: В/О «МТИР», 1985. Вып. 2(174). с. 16-18.

86. Применение аналитических методов в вероятностных задачах. Сб. научных трудов АН УССР, Под ред. Королюк B.C., Киев, 1986. -131с.

87. Першиц Р.Я. Управляемость и управление судном Л.: Судостроение, 1983. -272с.

88. Песков Ю.А. Использование РЛС в судовождении. М., Транспорт, 1996.-144с.

89. Песков Ю.А. Практическое пособие по использованию САРП. М., Транспорт, 1995. -224с.

90. Песков Ю.А. Системы управления безопасностью в международном судоходстве: Учебн. пособие. Новороссийск, НГМА, 2000. -322с.

91. Пилипенко A.B. Психологический анализ принятия решения судоводителями. Диссертация к.п.н., Владивосток, 2006. -146с.

92. Пономарев И.М., Трунин В.К., Шишкарева H.A. Формальная оценка безопасности танкеров: Науч. -техн. сб. РМРС №23. СПб,: Российский морской регистр судоходства, 2000.-336с.

93. Пономарев И.М. МКУБ и усиление безопасности на море. Журнал «Морской флот» №1, 2007. с 31.

94. Рекомендации по использованию радиолокационной информации для предупреждения столкновений судов. М.: В/О «Мортехинформреклама», 1991, -72с.

95. Решетов H.A. Формальная оценка безопасности. Науч. техн. сб. вып 20.-Ч.1.СП6.: Российский морской регистр судоходства, 1997.-179с.

96. Ричард А. Кейхилл. Столкновения судов и их причины. -М.: Транспорт, 1987. -240с.

97. Родионов А.И., Сазонов А.Е. Автоматизация судовождения. М.: Транспорт, 1992. -192с.

98. Сатаев В. В. Разработка адаптивных алгоритмов работы интеллектуального авторулевого, использующих динамические особенности неустойчивых на курсе судов. Диссертация к.т.н., Нижний Новгород, 2001. -142с.

99. Сильверстов Д.С. Полумарковские процессы и их приложения. К., Наукова думка, 1982. -242с.

100. Скворцов М.И., Тищенко В.Н., Верещагин С.А. Математическая обработка и анализ навигационной информации. -Владивосток; ТОВВМИ, 1997.

101. Скороходов C.B. Оценка характеристик навигационной безопасности плавания судна. Диссертация к.т.н. Новороссийск, 1998, -160с.

102. Снопков В.И., Копелько Г.И., Васильева В.Б. Безопасность мореплавания. М.: Транспорт, 1994, -247с.

103. Справочник по инженерной психологии. Под ред. Ломова Б.Ф., М.: Машиностроение, 1982, -368с.

104. Троеглазов А. П. Управление крупнотоннажным танкером при отказе рулевого устройства в штормовую погоду. Диссертация к.т.н., Новороссийск, 2005. -138с.

105. Ушаков H.A. Вероятностные модели надежности информационно-вычислительных систем. М.: Радио и связь, 1991. -132с.

106. Ушаков И.А. Оценка надежности систем с использованием графов. М.: Радио и связь, 1988, -209с.

107. Фигурнов В.Д. IBM PC для пользователя. Инфра-М.: 2006, -640с.

108. Чаплынский Н.А. Современные методы расчетов по безопасному расхождению судов в условиях ограниченной видимости. Калининград, ВИПК, 1983, -52с.

109. Чертов В.В. Методика оценивания готовности эргатической системы управления судном к решению задач расхождения. Диссертация на соиск. уч. степени к.т.н., МГАВТ, М., 2001.-172с.

110. Шараф Мохаммед. Обеспечение навигационной безопасности при расхождении судов в экстремальных условиях. Диссертация к.т.н., Одесская ГМА, Одесса, 1995, -328с.

111. Шибанов Г.П. Количественная оценка деятельности человека в системах человек-техника. М.: Машиностроение, 1983, -295с.

112. Широков А.П. Оптимизация функционирования эргатических систем. Методические указания.-Хабаровск: ДВГУПС, 1998.-46с.

113. Юдович А.Б. Предотвращение навигационных аварий морских судов. М.; Транспорт, 1988, -224с.

114. Юфа A.JI. Автоматизация процессов управления маневрирующими надводными объектами. Л., Судостроение, 1987, -288с.

115. Breedveld D. Radar simulator training for inland waterway shipping. The Journal of Navigation. Vol. 41. №1, 1987,-p. 25-31.

116. Chung K.L. Markov Chains with Stationary Transition Probabilities Springer, Berlin, 1960, (англ.) (Марковские цепи с постоянными (неподвижными, стационарными) переходными вероятностями).

117. Cailleux В. Le radar anticollision a la mer. Navigation, Vol. 32.№127, 1984. -p. 329-334.

118. Lachfhtlle G. Navigation accuracy For Absolute Positioning//System Implications and Innovative Applications of Satellite Navigatijn, AGARDLecture Series 207, 1996.

119. Lamb W.E. Calculation of the geometry of ship collision. The Journal of Navigation. Vol. 42. №2, 1989, p. 298-305.

120. Kwik K.H. Calculation of ship collision avoidance maneuvers: A simplified approach. Ocean Engineering. Vol. 16. №516, 1989, -p. 475-491.

121. Merchant Ship Search and Rescue Manual, IMO, London, 1993. -p. 240.