Моделі та методи аналізу і синтезу системи навігації та управління рухом суден на основі апріорних оцінок технічної ефективності

Abstract

Данік О.В. Моделі та методи аналізу і синтезу системи навігації та управління рухом суден на основі апріорних оцінок технічної ефективності. – Рукопис. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальність 05.22.13 «Навігація та управління рухом». – Льотна академія Національного авіаційного університету, Кропивницький, 2018. В роботі сформульовано і вирішено актуальне наукове завдання щодо удосконалення існуючих та розробки нових моделей та методів аналізу і синтезу системи навігації та управління рухом суден на основі апріорних оцінок технічної ефективності комплектуючих підсистем. Вперше розроблено модель визначення ефективності виконання завдання навігації та управління рухом судном безаварійних подій, яка відрізняється від подібних моделей представленням ефективності як функції показників ефективності комплектуючих підсистем. Застосування моделі дозволяє вирішити завдання аналізу та синтезу структури системи навігації та управління рухом судном в сучасних умовах. Удосконалено модель ефективності навігаційного комплексу та системи управління рухом судном безаварійних подій, яка відрізняється від існуючих урахуванням апріорних техніко-експлуатаційних характеристик комплектуючих підсистем. Застосування моделі дозволяє вирішити завдання формування алгоритму аналізу системи навігації та управління рухом судном в штатних та нештатних умовах експлуатації. Удосконалено метод структурного синтезу системи навігації та управління рухом судном безаварійних подій, який на відміну від існуючих застосовує інтелектуалізований підхід визначення поступки між ефективністю та вартістю з використанням параметричних моделей нечітких експертних висновків на основі нейронних мереж. Даник А.В. Модели и методы анализа и синтеза системы навигации и управления движением судов на основе априорных оценок технической эффективности. – Рукопись. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.22.13 «Навигация и управление движением». – Летная академия Национального авиационного университета, Кропивницкий, 2018. В работе сформулирована и решена актуальная научная задача, которая заключается в усовершенствованные существующих и разработке новых моделей и методов анализа и синтеза системы навигации и управления движением судов на основе априорных оценок технической эффективности комплектующих подсистем. Определено, возможности повышения эффективности и качества системы навигации и управления движением судна путем использования в моделях и методах известных априорно технико-эксплуатационных характеристик комплектующих подсистем. Таким образом, подтверждена актуальность решения поставленной научной задачи. В работе впервые разработана модель определения эффективности выполнения задачи навигации и управления движением судна безаварийных событий, которая отличается от подобных моделей представлением эффективности как функции показателей эффективности комплектующих подсистем. Применение модели позволяет решить задачу анализа и синтеза структуры системы навигации и управления движением судна в современных условиях. Усовершенствована модель эффективности навигационного комплекса и системы управления движением судна безаварийных событий, которая отличается от существующих учетом априорных технико-эксплуатационных характеристик комплектующих подсистем. Применение модели позволяет решить задачу формирования алгоритма анализа системы навигации и управления движением судна в штатных и нештатных условиях эксплуатации. Усовершенствован метод структурного синтеза системы навигации и управления движением судна безаварийных событий, который в отличие от существующих, применяет интеллектуализированный подход определения уступки между эффективностью и стоимостью с использованием параметрических моделей нечетких экспертных выводов на основе нейронных сетей. Реализация полученных в работе результатов позволяет проводить анализ различных вариантов систем навигации и управления движением, позволяет провести сравнительный анализ и определить по критерию "эффективность-стоимость" лучший вариант системы. Вместе с тем, предложенный научнометодический аппарат может использоваться в качестве теоретической базы для проведения синтеза системы навигации и управления движением речных и морских судов. Применение предложенных моделей и методов позволяет при решении задач синтеза структуры системы навигации и управления движением судна уменьшить стоимость до 15% по сравнению с вариантами, имеющие одинаковые показатели эффективности, а также повысить вероятность выполнения безаварийного судовождения на 10 – 12% при условии постоянного значение стоимости варианта системы. Danik O.V. Models and methods of analysis and synthesis of navigation systems and vessel traffic control based on a priori estimates of technical efficiency. –The manuscript. Dissertation for obtaining a scientific degree of the candidate of technical sciences in specialty 05.22.13 "Navigation and traffic control". – Flight Academy National Aviation University, Kropyvnytskyi, 2018. In the paper, an actual scientific task was formulated and solved for the improvement of existing and development of new models and methods for analysis and synthesis of the navigation system and vessel traffic control on the basis of a priori estimates of the technical efficiency of component subsystems. For the first time a model has been developed for determining the effectiveness of the task of navigating and controlling the motion of a ship of non-emergency events, which differs from similar models by representing efficiency as a function of indicators of the efficiency of component subsystems. Application of the model allows to solve the problem of analysis and synthesis of the structure of the navigation system and control of the movement of the vessel in modern conditions. The model of the effectiveness of the navigational complex and the system of traffic control of the accident-damping vessel is improved, which differs from the existing ones taking into account the a priori technical and operational characteristics of the components of the subsystems. Application of the model allows to solve the problem of forming the algorithm of the analysis of the navigation system and control the movement of the vessel in regular and non-standard operating conditions. The method of structural synthesis of the system of navigation and control of the motion of a vessel of non-emergency events is improved, which, unlike the existing one, uses an intellectualized approach for determining the concession between efficiency and cost using parametric models of fuzzy expert conclusions based on neural networks. Application of the method allows to reduce the cost of up to 15% in comparison with variants having the same performance indicators, as well as increase the probability of carrying out a trouble-free shipping at 10-12% at the condition of the constant value of the cost of the system variant, when solving the problems of synthesis of the structure of the navigation system and control of the movement of the vessel.