Повышение эффективности мониторинга эксплуатационного состояния средств навигационного оборудования в прибрежной зоне тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.12.13, кандидат наук Шейкин, Трифон Юрьевич

• Шейкин, Трифон Юрьевич
• кандидат наук
• 2014

Оглавление диссертации кандидат наук Шейкин, Трифон Юрьевич

Оглавление

Введение

1. Проблемы современных систем мониторинга СНО

1.1. Средства навигационного оборудования как объект мониторинга

1.2. Классификация технологий передачи данных в системах мониторинга СНО

1.3. Технология беспроводных сенсорных сетей

2. Проектирование коммуникационной инфраструктуры системы

мониторинга СНО на базе технологии сенсорных сетей

2.1. Структурная надежность коммуникационной инфраструктуры

системы мониторинга СНО

2.2. Энергетическая эффективность коммуникационной инфраструктуры

системы мониторинга СНО

2.3. Математическая модель задачи оптимального размещения шлюзов

в сенсорной сети

2.4. Алгоритм определения пригодности схемы размещения шлюзов

2.5. Методика проектирования коммуникационной инфраструктуры системы мониторинга СНО на базе технологии сенсорных сетей

3. Обеспечение надежности сети системы мониторинга СНО

3.1. Методика обеспечения двусвязности сети

3.2. Влияние методики обеспечения двусвязности на размер множества

вариантов размещения шлюзов

4. Обеспечение энергетической эффективности системы мониторинга СНО

4.1. Точный алгоритм

4.2. Генетический алгоритм

4.3. Алгоритм муравьиной колонии

4.4. Экспериментальная оценка алгоритмов оптимизации

Заключение

Список сокращений и условных обозначений

Список литературы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение эффективности мониторинга эксплуатационного состояния средств навигационного оборудования в прибрежной зоне»

Введение

Актуальность: Задача безопасности мореплавания является одним из приоритетных направлений развития международного морского сообщества. Современные задачи развития морского флота России и его инфраструктуры требуют новых подходов в решении с использованием достижений бурно развивающегося технического прогресса. Например, в настоящий момент существует проблема становления Северного морского пути, как трансконтинентальной Евро-Азиатской судоходной магистрали в Арктике [47], что требует серьезного обновления инфраструктуры системы обеспечения навигационной безопасности в данном регионе. Средства навигационного оборудования (СНО) являются неотъемлемой частью подобной системы и, как правило, испытывают повышенное воздействию внешней среды, поэтому аппаратура, устанавливаемая на таких знаках, больше подвержена различным повреждениям и выходу из строя. Таким образом, появляется необходимость минимизировать как вероятность, так и время обнаружения отказа аппаратуры навигационного знака. Для своевременного обнаружения или предупреждения выхода из строя объекта СНО целесообразно применять систему мониторинга эксплуатационных параметров. В данной работе предлагается использование современных технологий передачи данных в системах мониторинга СНО и их эффективное применение.

В настоящее время технология беспроводных сенсорных сетей (СС) на основе реактивного протокола маршрутизации Ad-hoc On-demand Distance Vector (AODV) достаточно широко распространена в различных системах мониторинга. Сенсорной сетью называют множество датчиков (сенсоров), объединенных между собой радиоканалом. В предлагаемом исследовании рассматривается возможность применения сенсорных сетей, а именно эффективная реализация их потенциала в коммуникационной инфраструктуре системы мониторинга СНО, что требует глубокого понимания достоинств и недостатков функциональных характеристик данной технологии. Ключевая особенность передатчиков сенсорной сети заключается в самоорганизации и возможности ретрансляции сообщений между узлами. Соответственно, ретрансляция сообщений позволяет сократить мощность и получить сверхмалое энергопотребление передатчиков, что является важным параметром для СНО с автономными источниками питания. Недостатком технологии сенсорных сетей является то, что с сокращением излучаемой мощности уменьшается радиус действия передатчика. В случае применения сенсорных сетей в крупномасштабных системах мониторинга существует вероятность возникновения проблем, связанных с отсутствием связи между некоторыми сегментами сети из-за большого расстояния между навигационными знаками. Исключение подобных проблем возможно путем применения более мощных передатчиков, которые могут

выполнять функции шлюзов сети. Например, могут использоваться передатчики сотовой связи или УКВ-модемы. Таким образом, построение коммуникационной инфраструктуры систем мониторинга СНО на базе технологии сенсорных сетей с применением шлюзов является перспективным направлением развития.

Как правило, средства СНО оснащены автономными источниками питания и располагаются в труднодоступных местах, поэтому важными показателями эффективности системы мониторинга СНО являются рациональное использование энергетического ресурса объектами и надежность системы передачи данных. В сенсорной сети существует вероятность потери связи с исправными узлами в случае выхода из строя промежуточных узлов ретрансляторов и отсутствия альтернативных маршрутов доставки отчетов к шлюзу. Таким образом, очевидна необходимость в обеспечении некоторой степени надежности сенсорной сети. Количество энергии, потребляемой узлами, зависит не только от аппаратной платформы и функциональных настроек сети, но и от схемы размещения шлюзов, т.к. в СС узлы затрачивают энергию на передачу собственных сообщений и их ретрансляцию от других узлов. Соответственно необходимо разместить шлюзы таким образом, чтобы при передаче данных в сети узлы ретрансляторы расходовали допустимое количество энергии. Эффективное применение технологии сенсорных сетей в данной работе заключается в обеспечении некоторой степени надежности и энергетической эффективности сети навигационных знаков путем оптимального размещения шлюзов. В настоящий момент отсутствуют как критерии оптимальности подобных сетей, так и методики их проектирования. Таким образом, актуальность тематики исследования заключается в необходимости разработки методики, позволяющей проектировать эффективную коммуникационную инфраструктуру системы мониторинга СНО на базе технологии сенсорных сетей с применением шлюзов, учитывающей ее основные достоинства и недостатки. При малой размерности задачи размещения шлюзов в сенсорной сети, оптимальное решение можно найти путем перебора всех допустимых вариантов решений. Однако при росте размера задачи время, необходимое для поиска решения, будет расти экспоненциально.

В настоящее время известны работы таких исследователей в области технологии беспроводных сенсорных сетей, как С.С. Баскаков, В.А. Мочалов, М.М. Комаров, М. Дарги. Также следует отметить работы М. Дориго, Д. Голдберга, Дж. Холланда, Ю.А. Кочетова, В.М. Курейчика, Т.В. Левановой в области применения биологических механизмов поиска при решении оптимизационных задач. В то же время до сих пор не разработаны алгоритмы, позволяющие найти оптимальное размещение шлюзов для сенсорных сетей на основе реактивного протокола АОЭУ для системы мониторинга навигационных знаков с учетом обеспечения требуемой степени надежности и энергоэффективности сети за приемлемое время.

Таким образом, разработка полиномиального алгоритма для предлагаемой задачи является актуальной.

Цель работы: Повышение эффективности коммуникационной инфраструктуры системы мониторинга СНО, основанной на технологии беспроводных сенсорных сетей с применением шлюзов путем разработки алгоритмов оптимального размещения шлюзов в сети. Задачи работы:

— проанализировать технологии передачи данных, используемые в системах мониторинга СНО;

— сформулировать критерии эффективности беспроводной сенсорной сети для задач мониторинга навигационных знаков;

— разработать методику проектирования коммуникационной инфраструктуры системы мониторинга СНО, основанной на технологии беспроводных сенсорных сетей с использованием шлюзов;

— разработать математическую модель задачи оптимального размещения шлюзов;

— разработать алгоритмы для задачи оптимального размещения шлюзов;

— разработать программное обеспечение для реализации исследуемых алгоритмов;

— провести вычислительный эксперимент для анализа производительности разработанных алгоритмов.

Научная новизна:

— разработана методика проектирования коммуникационной инфраструктуры системы мониторинга СНО на базе технологии беспроводных сенсорных сетей с применение шлюзов;

— разработана математическая модель задачи оптимального размещения шлюзов в сенсорной сети, где критериями оптимальности являются энергоэффективность и структурная надежность сети;

— предложена методика определения минимально и максимально возможного количества шлюзов для двусвязных компонент и блоков графа при обеспечении двусвязности сети;

— предложена реализация концепций генетического алгоритма для решения задачи оптимального размещения шлюзов;

— предложена реализация концепций алгоритма муравьиной колонии для решения задачи оптимального размещения шлюзов.

Теоретическая и практическая значимость работы: Предложенные методики обеспечения двусвязности сети позволяют сохранить связь с исправными навигационными знаками в случае выхода из строя любого одного узла сети или шлюза и, соответственно, обеспечить высокую степень надежности сети системы мониторинга СНО. Разработанные в результате диссертационного исследования эвристические алгоритмы оптимального размещения шлюзов

позволяют спроектировать коммуникационную инфраструктуру системы мониторинга СНО за приемлемое время, где уровень потребления энергии передатчиками навигационных знаков в процессе эксплуатации не превышает заданного значения. Таким образом, появляется возможность увеличения времени автономной работы сети без замены элементов питания навигационных знаков.

Методы исследования: Метод комбинаторной оптимизации, теория графов, методы целочисленного линейного программирования, теория дискретной оптимизации, теория надежности сетей, теория сложности алгоритмов, теория множеств. Основные положения, выносимые на защиту.

— Разработанная методика проектирования коммуникационной инфраструктуры системы мониторинга СНО на базе технологии беспроводных сенсорных сетей с применение шлюзов позволяет размещать аппаратуру шлюзов в сенсорной сети с учетом критериев энергоэффективности и структурной надежности.

— Предлагаемая методика определения минимально и максимально возможного количества шлюзов в двусвязных компонентах и блоках графа при обеспечении двусвязности сети позволяет сократить множество допустимых вариантов решений задачи.

— Реализация концепций алгоритма муравьиной колонии и генетического алгоритма для ЫР-полной задачи размещения шлюзов в сети навигационных знаков с учетом критериев энергоэффективности позволяет получать решения близкие к оптимальным за приемлемое время, что подтверждается результатами проведенных вычислительных экспериментов.

1 Проблемы современных систем мониторинга СНО

На современном этапе развития систем навигационного обеспечения судоходства, в условиях повышенных требований безопасности, возникает задача отслеживания эксплуатационного состояния средств навигационного оборудования в режиме реального времени с помощью системы мониторинга и минимизации материальных затрат на ее установку и обслуживание. Бурное развитие технологий беспроводной передачи данных создает условия для совершенствования функциональных характеристик оборудования во многих отраслях производства. Технология сенсорных сетей нашла широкое применение в системах мониторинга в различных сферах человеческой деятельности, в том числе в области передачи эксплуатационной информации от средств навигационного оборудования. В настоящий момент существует ряд требований к системам мониторинга навигационных знаков [92], однако отсутствуют методики проектирования оптимальной коммуникационной инфраструктуры подобных систем, учитывающие современный уровень развития технологий беспроводной передачи данных. Применение эффективных методик проектирования, как правило, дает возможность существенно снизить финансовые и энергетические затраты в процессе эксплуатации системы мониторинга СНО. Тем не менее, на этапе проектирования системы могут возникнуть вопросы, требующие глубокого понимания принципов функционирования оптимизируемого объекта, а также ключевых особенностей взаимодействия его компонентов.

Повышение эффективности или оптимизация некоторого технического объекта требует системного подхода в изучении фундаментальных закономерностей его развития, а также анализа характерных достоинств и недостатков различных форм его реализации [54]. Такйм образом, данный раздел будет посвящен описанию характеристик и проблем оптимизируемого объекта, т.е. коммуникационной инфраструктуры системы мониторинга СНО на базе технологии сенсорных сетей. В первом подразделе будет дано общее представление о средствах навигационного оборудования, приведена классификация навигационных знаков, а также требования к системам мониторинга СНО. Во втором подразделе будет проведен обзор различных технологий передачи данных в системах мониторинга СНО. В третьем подразделе будут отмечены основные технические характеристики и принципы действия технологии беспроводных сенсорных сетей.

1.1 Средства навигационного оборудования как объект мониторинга

Средства навигационного оборудования, являются важной частью навигационной системы морских портов и рек. Безопасность судовождения достигается за счет бесперебойного действия береговых и плавучих СНО, развития и совершенствования применяемых технологий в соответствии с современными требованиями морского флота. Подходы к портам и акватории портов, как правило, оборудованы маяками, светящими знаками, радиомаяками и звукосигнальными установками. Основным требованием к светящему морскому навигационному знаку является обеспечение необходимой дальности видимости огня в ночное и сооружения в дневное время суток. Дальность видимости и проблесковая характеристика светооптического аппарата СНО, как правило, указываются в описании «Огни и знаки» соответствующего бассейна.

Средства навигационного оборудования испытывают существенное воздействие внешней среды в процессе эксплуатации. Это обусловлено большими перепадами температур в течение года, действием шквалистого ветра, повышенной влажностью окружающей среды и соленостью воды. В замерзающих бассейнах, где навигация продолжается с помощью ледокольного флота, огни береговых навигационных знаков работают, как правило, круглый год, а плавучие знаки летней схемы ограждения заменяют ледовыми буями или светящими знаками, которые испытывают сильное механическое воздействие в период движения льдов. В виду того, что большинству навигационных знаков приходится работать в очень жестких климатических условиях, появляется необходимость организации наблюдения за их состоянием.

При планировании маршрута судоводитель рассчитывает, что СНО на его пути будет функционировать в соответствии с существующими регламентирующими документами и картами. В случае выхода автоматической аппаратуры СНО из строя или нарушения заданной проблесковой характеристики огня должны быть оповещены соответствующие власти. Не менее важна минимизация времени от момента выхода из строя навигационного знака до момента обнаружения поломки и оповещения мореплавателей. Выход из строя СНО может привести к навигационным происшествиям различной степени тяжести. Под навигационными происшествиями понимаются случаи, связанные с посадкой корабля на мель, касанием грунта, ударами о подводные препятствия или сооружения, обрывом подводного кабеля или трубопровода. Во всех случаях неизбежны значительные финансовые убытки.

В большинстве регионов России автоматизированный мониторинг средств навигационного оборудования развит крайне слабо. Сотрудникам морских портов или гидрографических предприятий приходится визуально отслеживать их состояние. В зависимости от количества береговых и плавучих знаков, интенсивности и характера

судоходства устанавливаются соответствующие формы обслуживания СНО. Начальник укрупненного путевого поста со своим личным составом обеспечивает бесперебойную работу СНО в пределах обслуживаемого участка. Кроме того, к задачам наблюдения за состоянием и сохранностью СНО привлекаются капитаны судов, которые обязаны проверять правильность расстановки и действия плавучих предостерегательных знаков, а также соответствие их характеристик указанных в «Огнях и знаках» и на навигационных картах. В случае обнаружения неполадок они обязаны составить донесение соответствующим властям. Капитан судна, нанесший какое-либо повреждение плавучему знаку, обязан немедленно сообщить об этом с указанием координат, наименования знака и характера повреждения [25]. К сожалению, такой способ отслеживания эксплуатационного состояния навигационных знаков не всегда является эффективным, так как надежность и целостность информации низки. Высока зависимость от своевременности оповещения. Иначе выражаясь, на процесс обнаружения неисправности большое влияние оказывает человеческий фактор. Кроме того, визуальное наблюдение за функционированием навигационных знаков требует от гидрографических предприятий содержания крупного штата сотрудников, что не является эффективным подходом с финансовой точки зрения. •

Для своевременного обнаружения неполадок используют устройства, регистрирующие состояние основных функциональных блоков наблюдаемого объекта и передающие эту информацию на пульт централизованного наблюдения. В центре мониторинга СНО выполняется обработка полученных данных и оповещение ответственных лиц. Таким образом, организация удаленного мониторинга является рациональным подходом в обеспечении бесперебойной работы навигационных знаков.

По месту и способу постановки навигационные знаки делятся на береговые и плавучие. Береговые навигационные знаки являются сооружениями, устанавливаемыми на жесткой грунтовой поверхности, например, на молах, пирсах и дамбах. К береговым СНО относятся различные навигационные створы, огни и маяки. Навигационным маяком называется капитальное сооружение башенного типа отличительной формы и окраски. В зависимости от назначения маяки оборудуются светооптическими аппаратами кругового или направленного действия. Навигационный огонь представляет собой световой прибор, устанавливаемый на естественных объектах или неспециальных сооружениях, например, на пирсах, зданиях или башнях. Навигационным створом называется сооружение башенного типа со щитом отличительной формы, над которым устанавливается топовая фигура. Створы позволяют строго придерживаться оси канала или фарватера, а также предназначены для указания безопасного прохода между мелями и рифами. Конструктивно створы состоят из двух или трех знаков и делятся на линейные, прицельные, щелевые и перспективные.

Плавучие навигационные знаки представляют собой сооружения, способные держаться на воде и связанные с грунтом при помощи якорного устройства [55]. К плавучим СНО относятся буи, вехи, бакены и плавучие маяки. Плавучий маяк является специальным судном отличительной окраски, сохраняющим свое местоположение с помощью якорного устройства. Для обеспечения необходимой дальности видимости плавучего маяка независимо от качки судна светоизлучающий элемент всегда должен быть направлен горизонтально, поэтому светотехническая аппаратура крепится на мачте с помощью специального подвесного механизма. Буй является металлическим сооружением, как правило, шарообразной, конической или цилиндрической формы с надстройкой. Конструктивно буй состоит из топовой фигуры, ажурной фермы для установки светооптической аппаратуры, противовеса, удерживающего буй в вертикальном положении, якорного устройства и рулевого устройства для противодействия вращению, пенала для хранения источника питания. На некоторых буях устанавливают звукосигнальную аппаратуру или пассивный радиолокационный отражатель. По функциональному назначению выделяют три типа буев: морские, канальные, ледовые. Веха представляет собой шест, закрепленный на специальном поплавке, прикрепленном тросом к якорному грузу. На верхнем конце вехи устанавливается топовая фигура отличительной формы и цвета. На некоторые вехи устанавливают радиолокационный отражатель или светооптическую аппаратуру. В зависимости от размера различают морские, рейдовые и бухтовые вехи.

Система плавучего ограждения МАМС формируется из плавучих СНО и предусматривает пять типов знаков. Морские каналы и фарватеры ограждают латеральными знаками, которые выставляют по принципу ограждения их сторон. Латеральные знаки устанавливают по обеим сторонам канала (фарватера) попарно, но в зависимости от местных условий они могут быть выставлены по одному в шахматном или ином порядке. Для ограждения навигационных опасностей предназначены кардинальные знаки. Знаки выставляют вокруг опасности по принципу ограждения ее относительно сторон света. Кардинальные знаки выставляют в одном, нескольких или во всех секторах одновременно. Знаки отдельных опасностей малых размеров предназначены для ограждения опасностей малых размеров, окруженных со всех сторон глубинами, обеспечивающими безопасное, в навигационном отношении плавание. Опасность считают малых размеров, если она вписывается в окружность радиусом до 100 м. Осевые знаки предназначены для обозначения осей фарватеров и рекомендованных путей. Как правило, осевые знаки применяют на фарватерах, когда район плавания на значительном протяжении не имеет навигационных опасностей. Знаки специального назначения предназначены для ограждения или обозначения специальных районов или объектов, на которые имеются ссылки в навигационных пособиях и положение которых показано на картах.

В зависимости от особенностей района постановки и вида ограждаемой опасности перечисленные типы знаков могут быть применены как каждый самостоятельно, так и в различных комбинациях, включающих все или несколько типов одновременно. Таким образом, на площади в несколько квадратных миль могут располагаться десятки навигационных знаков.

Для работы электрических компонентов навигационного знака необходима электроэнергия. Аппаратура береговых знаков, главным образом, получает питание от сети напряжения 220 В. Береговые СНО, которые находятся в отдаленных труднодоступных районах, а также плавучие СНО, как правило, обеспечиваются автономными источниками питания на основе аккумуляторных батарей и фотоэлектрических установок («солнечных панелей»). Береговые знаки могут иметь дополнительные источники питания, например дизельную электростанцию или ветрогенератор [28, 91].

В зависимости от функционального назначения навигационный знак оснащается различными типами светотехнического оборудования. Энергопотребление навигационного фонаря зависит от мощности светооптического аппарата, силы света, излучаемого цвета, количества излучающих элементов, проблесковой характеристики, режима работы в светлое время суток. По данным [28, 66, 67, 68] характеристики энергопотребления круговых навигационных фонарей разных производителей приведены в таблице 1.1.

Таблица 1.1 — Характеристики навигационных фонарей

Название Производитель Дальность видимости*, мили Напряжение питания, В Мощность потребления в режиме проблеска, Вт Мощность потребления в режиме паузы, мВт

БЭПА-5М Техномарин 3,6 — 5,6 9 — 32 5,8 3

БЭПА-5Р Техномарин 3,6 — 5,6 5 — 32 3,6 3

ФСН-03МР Навител 4,5 — 5,4 5,2 — 30 6,5 28

ФЭН-90МЛ 780 РЗ ТСК 3 6,5 — 18 7,2 48

ЬЕО-155 БаЫк 6,5 — 8,5 9 — 30 6 12

УР-ЬЕЭ БаЫк 2 — 6 9 — 30 6 12

* — при коэффициенте прозрачности атмосс )еры 0,74 — 0,85

Общее энергопотребление светящих СНО определяется длительностью работы светотехнической аппаратуры в режиме проблеска и паузы, которая задается проблесковой характеристикой. В соответствии с [49], существует девять режимов проблесковых характеристик навигационных знаков. Характеристики режимов приведены в таблице 1.2.

Таблица 1.2 — Проблесковые характеристики навигационных фонарей

№ Вид характеристики в формате: проблеск + (пауза) = период, с

1 0,5+(0,5)+0,5+(1,0)+ 0,5+(6,0) - 9,0

2 0,5+(0,5)+0,5+(0,5)+ 0,5+(7,5) = 10,0

3 0,5+(0,5)+0,5+(0,5)+0,5+(0,5)+0,5+(0,5)+0,5+(0,5)+0,5+(0,5)+0,5+(0,5)+0,5+(0,5)+ +0,5+(6,5) = 15,0

4 0,5+(0,5)+0,5+(0,5)+0,5+(0,5)+0,5+(0,5)+ 0,5+(0,5)+0,5+(0,5)+ 2,0+(7,0) = 15,0

5 0,5+(0,5)+ 0,5ЦЗ,5) = 5,0

6 0,5+(0,5) = 1,0

7 0,5+(2,5) = 3,0

8 0,5+(4,5) = 5,0 - - .

9 2,0+(4,0) = 6,0

При известной проблесковой характеристике и энергопотреблении фонаря в режимах проблеска и паузы среднее энергопотребление фонаря Робщ может быть рассчитано следующим

образом

^ Р +t Р

Робщ = " "", 0.1)

пер

где ^ — время работы в режиме проблеска за период;

Рпр — мощность потребления фонаря в режиме проблеска;

/я — время работы в режиме паузы за период;

Рп — мощность потребления фонаря в режиме паузы;

КеР — период проблесковой характеристики.

Для повышения надежности системы мониторинга СНО и возможности анализа причин отказа наблюдаемых объектов параметры эксплуатационного состояния СНО могут быть разделены на несколько групп по степени значимости:

Статус. Параметр используется для индикации событий в период нормальной работы навигационного знака. Например, включение светооптической аппаратуры с наступлением темного времени суток. Подобные сигналы, как правило, принимают значения «включено»/ «отключено».

Состояние. Параметр используется для индикации выхода или предстоящего выхода из строя оборудования. Такие сообщения называются сигналами тревоги и имеют вид «норма», «предупреждение» и «авария». Возможно разделение состояний на большее количество уровней.

Аналоговые сигналы. Данный уровень мониторинга применим более сложными системами мониторинга, так как позволяет отслеживать плавно изменяющиеся значения таких параметров как ток, напряжение и температура. Результаты измерений преобразуются в цифровой вид и отправляются в наблюдательный центр для дальнейшей обработки. При анализе данного типа информации обслуживающий персонал может выявлять отклонения и определять события, которые привели к отказу оборудования. Установка ограничений на определенные параметры позволит сформировать сигнал тревоги в случае выхода значений за обозначенные пределы. Таким образом, возможно определение начинающегося процесса деградации элементов, что позволит предупредить отказ устройства и повысить работоспособность устройства в целом.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Шейкин, Трифон Юрьевич, 2014 год

Список литературы

1. Акимов Е.В. Проектирование рациональной топологии беспроводных сенсорных сетей: автореф. дис. ... канд. техн. наук : 05.12.13 / Акимов Евгений Вячеславович — Москва, 2010. — 23 с.

2. Алгоритмы и программы решения задач на графах и сетях/Нечепуренко М.И., Попков В.К., Майнагашев С.М. и др. — Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1990. — 515 с. — ISBN 5-02028614-1.

3. Александров Д.А. Алгоритм муравьиной колонии для задачи о минимальном покрытии // Методы оптимизации и их приложения: Тр. XI Междунар. Байкальск. шк.-семинара. Иркутск, 1998, —Т. 3, —С. 17-20.

4. Алексеева Е.В. Алгоритмы локального поиска для задачи о р-медиане с предпочтениями клиентов: дис. ... канд. физ.-мат. наук : 01.01.09 / Алексеева Екатерина Вячеславовна — Новосибирск, 2007. — 92 с.

5. Алексеева Е.В. Построение математических моделей целочисленного линейного программирования. Примеры и задачи: Учеб. Пособие / Новосиб. гос. ун-т. — Новосибирск, 2012, — 131с.

6. Асанов М.О., Баранский В.А., Расин В.В. Дискретная математика: графы, матроиды, алгоритмы: Учебное пособие. 2-е изд., испр. и доп. — СПб.: Лань, 2010. — 368 с. : ил. — (Учебники для вузов. Специальная литература). — ISBN 978-5-8114-1068-2.

7. Баскаков С., Оганов В. Беспроводные сенсорные сети на базе платформы MeshLogic // Электронные компоненты. — 2006. — №8. — С. 65-69.

8. Баскаков С.С. Беспроводные системы сбора данных на базе радиочастотных модулей ML-Module-Z // Беспроводные технологии. — 2009. — №1. — С. 46-49.

9. Баскаков С.С. Оценка энергопотребления беспроводных узлов в сетях MeshLogic // Беспроводные технологии. — 2010. — №1. — С. 28-31.

10. Берж К. Теория графов и ее применения.: Пер. с франц. — М.: Издательство иностранной литературы, 1962. — 320 с.

11. Берзин Е.А. Элементарные решения неэлементарных задач на графах / Под ред. А.Н. Кудинова,— Тверь: ТГТУ, 2005. — 136 с.

12. Берцун В.Н. Математическое моделирование на графах. Часть 1: Учебное пособие. — Томск: Изд-во НТЛ, 2006. — 88 с. — ISBN 5-89503-312-1

13. Валеева А.Ф., Аглиуллин М. Н. Алгоритм муравьиной колонии для задач двухмерной упаковки: результаты вычислительного эксперимента // Методы оптимизации и их приложения: Тр. XIII Междунар. Байкальск. шк.-семинара. — Иркутск, 2005 — Т. 1. — С. 429-434.

14. Гладких О.Б., Белых О.Н. Основные понятия теории графов: Учебное пособие. — Елец: ЕГУ им. И.А. Бунина, 2008. — 175 с.

15. Гладков Л.А., Курейчик В.В., Курейчик В.М. Генетические алгоритмы / Под ред. В.М. Курейчика. — 2-е изд., испр. и доп. — М. : Физматлит, 2006. — 320 с.

16. ГОСТ 27.002-89 Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения. — М.: Изд-во стандартов, 1990. — 38 с.

17. Грантмахер Ф.Р. Теория матриц. — 4-е изд. —М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1988. — 552 с. — ISBN 5-02-013722-7.

18. Гэри М., Джонсон Д. Вычислительные машины и труднорешаемые задачи . — М.: Мир, 1982. —411 с.

19. Джонс М.Т. Программирование искусственного интеллекта в приложениях.: Пер. с англ. — М.: ДМК Пресс, 2004. — 312 е.: ил. — ISBN 5-94074-275-0.

20. Домнин JI.H. Элементы теории графов: учеб. пособие. — Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2007. — 144 с.

21. Ермолаев С.Ю. Муравьиные алгоритмы оптимизации // Инфокоммуникационные технологии. — 2008. — Т. 6, №1. — С. 23-29.

22. Ермолаев С.Ю. Разработка алгоритмов размещения базовых станций на основе методов оптимизации для сетей беспроводного доступа: автореф. дис. ... канд. техн. наук : 05.12.13 / Ермолаев Сергей Юрьевич— Самара., 2010. — 16 с.

23. Жевак A.B. Моделирование и оптимизация сбора данных в беспроводной сенсорной сети на основе фиксированного расписания: автореф. дис. ... канд. техн. наук : 05.13.18 / Жевак Алексей Владимирович. — Уфа, 2008. — 16 с.

- 24.-Зыков A.A. Основы теории.графов. — М: Наука, гл. ред. физ. мат. лит., 1987. — 384 с.

25. Инструкция по техническому обслуживанию средств навигационного оборудования морских подходных каналов и акваторий портов : РД 31.6.07-2002 : утв. ТК 318 Морфлот 17.06.04. - Ростов-на-Дону, 2004. — 136 с.

26. Карманов M.JI. Протокол маршрутизации для ad-hoc сетей // Вестник ЮУрГУ. — 2009. — №26. —С.47-51.

27. Карпов Д.В. Пастор A.B. О структуре ^-связного графа // Записки научных семинаров ПОМИ. — 2000. — Т. 266 — С. 76-106.

28. Каталог продукции Sabik / SAB IK OY. — СПб. : МФИН, 2011. — 148 с.

29. Комаров М.М. Разработка и исследование метода энергетической балансировки беспроводной стационарной сенсорной сети с автономными источниками питания: автореф. дис. ... канд. техн. наук : 05.12.13 / Комаров Михаил Михайлович — Москва, 2012. — 21 с.

30. Кормен Т., Лайзерсон Ч., Рнвест Р., Штайн К. Алгоритмы: построение и анализ, 2-е издание.: Пер. с англ. — М.: Вильяме, 2005. — 1296 е.: ил. — ISBN 5-8459-0857-4

31. Кочетов Ю. А. Методы локального поиска для дискретных задач размещения: дис. ... д-ра физ.-мат. наук : 05.13.18 / Кочетов Юрий Андреевич — Новосибирск, 2009. — 267 с.

32. Кристофидес Н. Теория графов: алгоритмический подход.: Пер. с англ. — М.: Мир, 1978.2— 427 с.

33. Курейчик В.М. Генетические алгоритмы и их применение. — 2-е изд., доп. — Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2002. — 242 с.

34. Леванова Т.В., Лореш М.А. Алгоритмы муравьиной колонии и имитации отжига для задачи ор-медиане // Автоматика и телемеханика. — 2004. — №3. — С.80-88.

35. Леванова Т.В., Усько О.В. Алгоритм муравьиной колонии для одной задачи размещения с ограничениями на мощности производства // Вестник УГАТУ. — Уфа, 2010. — Т. 14, №2 (37). — С. 202-208.

36. Липский В. Комбинаторика для программистов.: Пер. с польск. — М.: Мир, 1988. — 200 с.

37. Майника Э. Алгоритмы оптимизации на сетях и графах.: Пер. с англ. — М.: Мир, 1981. — 324 с.

38. Макконелл Дж. Основы современных алгоритмов, 2-е изд.: Пер. с англ. — М.: Техносфера, 2004. — 368 с. — ISBN 5-94836-005-9.

39. Математическая энциклопедия: В 5 т. / Под ред. И.М. Виноградова. — М.: Советская энциклопедия, 1977. — Т. 1: Абак - Гюйгенса принцип. — 576 с.

40. Мониторинг параметров ФЭС СНЗ балтийского, северного и дальневосточного регионов [Электронный ресурс] : Примеры применения сетей iB-регистраторов / НТЛ ЭлИн. — Электрон, дан. — Режим доступа: http://www.elin.ru/fíles/pdf/iB-Net/App iB-Net l.pdf. — Данные соответствуют 2012 г.

41. Морской порт Санкт-Петербург [Карта] : Финский залив : Невская губа / Главное управление навигации и океанографии Министерства обороны Российской федерации. — Нов. изд. 11.11.2000 :зак. 5028. — СПб., 2001. — Масштаб 1:10000

42. Мочалов В.А Алгоритм размещения транзитных узлов в сенсорной сети // Информационные технологии. — 2009. — №10. — С. 18-23.

43. Мочалов В.А. Алгоритм оценки надежности структуры сенсорной сети // Информационно-управляющие системы. — 2009. — №5. — С. 61-66.

44. Мочалов В.А. Алгоритмы увеличения общего времени работы сенсорной сети до момента ее отказа // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. — М.: НАУЧТЕХЛИТИЗДАТ, 2010. — №7. — С. 12-19.

45. Мочалов В.А. Разработка и исследование алгоритмов построения отказоустойчивых сенсорных сетей: автореф. дис. ... канд. техн. наук : 05.12.13 / Мочалов Владимир Анатольевич — М.,2011.— 21 с.

46. Нгуен М.Х. Применение генетического алгоритма для задачи нахождения покрытия множества // Труды Института системного анализа РАН. — М, 2008. — №33. — С. 206-219.

47. Николаева А.Б. Северный морской путь: проблемы и перспективы // Вестник Кольского научного центра РАН. — 2011. — №4. — С. 108-112.

48. Огни и знаки Балтийского моря / Под ред. М.В. Антроповой. — СПб.: ЦКФ ВМФ, 2001. — 236 с.

49.-Описание системы плавучего ограждения в водах России / Система МАМС, регион А. адм. № 9028. — СПб: изд-во ГУНиО, 2002. — 16 с.

50. Оре О. Графы и их применение.: Пер. с англ. — М.: Мир, 1965. — 174 с.

51. Пападимитриу X., Стайглиц К. Комбинаторная оптимизация: алгоритмы и сложность. : Пер. с англ. — М.: Мир, 1984. — 512 с.

52. Пархоменко П.К., Ольховский А.Г. Удаленный мониторинг источников питания светящих навигационных знаков // Мобильные системы. — М., 2007. — №9. — С. 46-50.

53. -Пастор A.B. Структурные свойства ^-связных графов: дис. ... физ.-мат. наук: 01.01.09 / Пастор Алексей Владимирович. — Санкт-Петербург, 2002. — 93 с.

54. Попов Е. В. Технический объект и предмет технических наук // Философские вопросы технического знания: сб. науч. тр. — М.: Наука, 1984. . — С. 22-39.

55. Правила гидрографической службы №26 / Морские плавучие предостерегательные знаки. Буи // Главное управление навигации и океанографии. — Ленинград, 1984. — 368 с.

56. Прокопьев A.B. Разработка и исследование моделей нагрузки в беспроводных сенсорных сетях: автореф. дис. ... канд. техн. наук : 05.12.13 / Прокопьев Андрей Владимирович— Санкт-Петербург, 2012. — 19 с.

57. Разработка автоматизированной системы сигнализации и мониторинга состояния РИТЭГов светящих навигационных знаков для гидрографической службы РФ [Электронный ресурс] : Примеры применения сетей iB-регистраторов / НТЛ ЭлИн. — Электрон, дан. — Режим доступа: http://www.elin.ru/files/pdf/iB-Net/App iB-Net 2.pdf. — Данные соответствуют 2012 г.

58. Райншке К., Ушаков И.А. Оценка надежности систем с использованием графов / Под ред. И.А. Ушакова. — М.: Радио и связь, 1988. — 208 е.: ил. — ISBN 5-256-00004-7.

59. Рутковская Д., Пилиньский М., Рутковский Л. Нейронные сети, генетические алгоритмы и нечеткие системы: Пер. с польск. — М.: Горячая линия - Телеком, 2006. — 452 е.: ил. — ISBN 5-93517-103-1.

60. Самарский A.A., Михайлов А.П. Математическое моделирование: Идеи. Методы. Примеры. — 2-е изд., испр. — М.: Физматлит, 2001. — 320 с. — ISBN 5-9221-0120-Х.

61. Свами М., Тхуласираман К. Графы, сети и алгоритмы: Пер. с англ. — М.: Мир, 1984. — 455 е.: ил.

62. Система дистанционной сигнализации и мониторинга состояния РИТЭГов светящих навигационных знаков Финского залива [Электронный ресурс] : Примеры применения сетей iB-регистраторов / HTJI ЭлИн. — Электрон, дан. — Режим доступа: http://www.elin.ru/files/pdf/iB-Net/App iB-Net 3.pdf. — Данные соответствуют 2012 г.

63. Татт У. Теория графов: Пер. с англ. — М.: Мир, 1988. — 424 е., ил. — ISBN 5-03-001001-7.

64. Технические характеристики системы автоматической идентификации, использующей многостанционный доступ с временным уплотнением каналов в полосе ОВЧ морской подвижной службы / Сектор радиосвязи МСЭ. — Женева, 2010. — (Рекомендация МСЭ-R М.1371-4). — 142 с.

65. Уилсон Р. Введение в теорию графов.: Пер. с англ. — М.: Мир, 1977. — 208 с.

66. Фонарь БЭПА-5. Паспорт / ЗАО «Техномарин». — СПб, 2013. — (Р315-000-000 ПС). — 18 с.

67. Фонарь светодиодный навигационный ФСН-03МР (морской, речной). Паспорт / ЗАО «Навител». — СПб, 2013. — 16 с.

68. Фонарь электрический навигационный ФЭН-90МЛ. Технические условия / 780-й Ремонтный завод технических средств кораблевождения. — СПб, 2008. — 16 с.

69. Форд Л., Фалкерсон Д. Потоки в сетях.: Пер. с англ. — М.: Мир, 1966. — 276 с.

70. Харари Ф. Теория графов.: Пер. с англ. — М.: Мир, 1973. — 301 с.

7-1___Ходашинский-И.А.^Дудин_П.А.,_Лавыгина,А.В,Зиоинспириртанные^_етодь1_

параметрической идентификации нечетких моделей // Доклады ТУСУРа. — Томск, 2007. — №2 (16). —С. 81-92.

72. Штовба С.Д. Муравьиные алгоритмы // Exponenta Pro. — 2003. — №4. — С. 70-75.

73. Штовба С.Д., Ермолаев С.Ю., Карташевский В.Г. Размещение базовых станций беспроводных широкополосных сетей с помощью муравьиного алгоритма оптимизации // Оптико-електронш шформацшно-енергетичш технологи. — 2001. — Т. 21, №1. — С 156-162.

74. Aids to Navigation - A Global Approach : Maximising the potential of AIS / 17th IALA Conference. — Report. — Cape Town, 2010.

75. Aids to Navigation : Monitoring & control systems / Pharos Marine Automatic Power Inc. -Houston: Rushton&Johnson, [1994?].

76. ATONIS [Электронный ресурс] : AtoN Transponder / Pharos Marine Automatic Power. — Электрон, дан. — Режим доступа:

http://www.automaticpower.com/products/catalog/API%20ATONIS%20Broc%20PH%20.pdf. — Данные соответствуют 2012 г.

77. Automation of lighthouses [Электронный ресурс] / Northern Lighthouse Board. — Электрон, дан. — Режим доступа: http://www.nlb.org.uk/ourlights/automation.htm. — Данные соответствуют 2012 г.

78. Bullnheimer В., Hartl R., Strauß С. A new rank based version of the Ant System. A computational study // Adaptive Information Systems and Modelling in Economics and Management Science. — 1997,—№1.-14 p.

79. Dargie W., Poellabauer C. Fundamentals of wireless sensor networks: theory and practice. — Chichester: Wiley, 2010. — 311 p. — ISBN 978-0-470-99765-9

80. Dorigo M., Maniezzo V., Colorni A. The ant system: An autocatalytic optimizing process // Technical report №91-016. — 1991. —21 p.

81. Dorigo M., Stützle Т. Ant Colony Optimization. — Cambridge: The MIT Press, 2004. — 321 p.

82. Dorigo M., Stützle Т. Ant colony optimization. Artificial ants as a computational intelligence technique // IRIDIA - Technical Report Series. — 2006. — TR/IRIDIA/2006-023. — 12 p.

83. GSM [Электронный ресурс] = Global system for Mobile Communication / Tideland Signal Corporation. — Электрон, дан. — 2012. — Режим доступа: http://www.tidelandsignal.com/web/html/data-sheets/2012/GSM_RevO 1 _Low.pdf

84. Hohberg W. The decomposition of graphs into ^-connected components // Discrete Mathematics. — North Holland, 1992.—№109.— P. 133-145.

-85.-IEEE-Std-802..15.4-2006_Standard-forJnfoirnation-technoto __

information exchange between systems - Local and metropolitan area networks - Specific requirements Part 15.4: Wireless Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specification for Low-Rate Wireless Personal Area Networks (WPANs). — New York: 2006. — 323p.

86. Monitoring [Электронный ресурс] / Northern Lighthouse Board. — Электрон, дан. — Режим доступа: http://www.nlb.org.uk/StandardPage.aspx?id=870&terms=Sule+Skerry+Canna. — Данные

Режим доступа: http:// соответствуют 2012 г.

88. MTU200 INMARSAT Monitoring Unit [Электронный ресурс] / MSM. — Электрон, дан. — Режим доступа: http://www.mesemar.com/EN/pdf/MTU200-INMARSAT_Monitoring Unit.pdf. — Данные соответствуют 2012 г.

89. MTU300 Monitoring unit via Radio [Электронный ресурс] / MSM. — Электрон, дан. — Режим доступа: http://www.mesemar.com/EN/pdf/MTU300-Radio Monitoring Unit.pdf. — Данные соответствуют 2012 г.

90. NavLink [Электронный ресурс] : A Marine Aids to Navigation Remote Monitor and Control System / Tideland Signal Corporation. — Электрон, дан. — Houston, 2006. — Режим доступа: http://www.tidelandsignal.com/web/html/data-sheets/aug-2008/NavLink-R3.pdf

91. Product catalogue 2007-08: Aids to Marine Navigation / Sealite. — Somerville: Sealite Pty. Ltd., 2007, — 104 p.

92. Remote Monitoring and Control AtoN / IALA. — 2nd edition. — Saint Germain en Laye, 2009. — (Guideline №1008). — 27 p.

93. Slater P.J. A classification of A-connected graphs // Journal of Combinatorial Theory. — 1974. Vol. 17, —P. 257-282.

94. SRM [Электронный ресурс] = Satellite Remote Monitoring / Tideland Signal Corporation. — Электрон, дан. — 2007. — Режим доступа: http://www.tidelandsignal.com/web/html/data-sheets/aug-2008/SRM-R0.pdf

95. Stützle Т., Hoos H. MAX-MIN Ant System and local search for the traveling salesman problem // IEEE International Conference on Evolutionary Computation. — 1997. — P. 309-314.

96. Telemetry Solutions for CALM Bouys [Электронный ресурс] / Pharos Marine Automatic Power.

— Электрон, дан. — Режим доступа:

-http://-www.automaticpower.com/products/catalog/Jelemetry-%20Solutions%20for%20_CA ys.pdf. — Данные соответствуют 2012 г.

97. Visual Light Navigation and Telematics Solutions [Электронный ресурс] / Cybernetica AS. — Версия 4. — Электрон, дан. — Tallinn, 2008. — (Document; M-9-43). — Режим доступа: http://www.cvber.ee/home/Navigation%20Svstems/dokumendifailid/Visual%20Lights%20and%20Tel ematics.pdf.

98. V-Track V-03 Informer [Электронный ресурс] / Tideland Signal Corporation. — Электрон, дан.

- Houston, 2009. — Режим доступа: http://www.tidelandsignal.com/web/html/data-sheets/2009/V-03%20Informer Rev02.pdf

99. XBee 865/868 LP RF Modules / Digi International Inc. — Minnetonka, 2012. — (Hardware: S8, Firmware: 8059). — 105 p.