Метод підвищення ефективності навігації засобу водного транспорту у складних умовах

Abstract

Масік І.П. Метод підвищення ефективності навігації засобу водного транспорту у складних умовах. – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук (доктора філософії) за спеціальністю 05.22.13 «Навігація та управління рухом». – Льотна академія Національного авіаційного університету МОН України, Кропивницький, 2019. Дисертаційна робота присвячена вирішенню актуального наукового завдання, пов’язаного з підвищенням ефективності навігації засобу водного транспорту у складних умовах, що має суттєве значення для підвищення рівня безпеки судноплавства, особливо в акваторіях з інтенсивним рухом суден. Наукова новизна одержаних результатів полягає в тому, що: удосконалено математичну модель ідентифікації навігаційної ситуації, яка на відміну від відомих, відрізняється формалізацією засобами нечіткої логіки не лише траєкторних властивостей засобів водного транспорту, що визначають їх зіткнення, але й можливостей особи, що приймає рішення, для розв’язання ситуації з урахуванням її дійсної небезпеки; одержав подальшого розвитку метод розпізнавання небезпечного зближення суден в акваторії з інтенсивним судноплавством, який на відміну від відомих, відрізняється застосуванням апарату нечітких множин для опису навігаційних ситуацій, гіллястою структурою і визначенням певної кількості рівнів небезпеки навігаційної обстановки, що дозволяє оперативно і точно визначити керуючі впливи судноводіям та операторам берегової системи управління рухом суден для переведення ситуації з найменшим рівнем небезпеки; одержав подальшого розвитку метод оперативного управління судном із застосуванням системи підтримки прийняття рішень, який на відміну від відомих, враховує основні фактори прийняття рішення: рівень кваліфікації судноводія в поєднанні з готовністю прийняття рішень; повноту інформації про розвиток ситуації, в якій знаходиться судно, і прогноз на час виходу із ситуації; поведінку зовнішнього середовища та її вплив на судно, та обмежує управління судном допустимим часом. Практичне значення одержаних результатів дозволяє:  підвищити рівень безпеки судноплавства, насамперед, в акваторіях з інтенсивним судноплавством;  парирувати нештатну ситуацію судноводієм ще до її переходу у критичну в умовах збурюючих впливів внутрішніх та зовнішніх дестабілізуючих факторів;  створити умови для побудови та подальшої безпечної експлуатації навігаційних помічників нових поколінь;  здійснювати порівняльний аналіз різних варіантів побудови систем управління рухом суден (СУРС) та на основі результатів аналізу надавати обґрунтовані рекомендації щодо вибору найкращого варіанта розв’язання навігаційної ситуації;  здійснювати підвищення показників ефективності існуючих систем до заданого рівня в умовах впливу дестабілізуючих факторів для забезпечення у разі необхідності оперативного парирування нештатної ситуації та формування відновлюючого управління. Основні результати досліджень рекомендується використовувати при розробці нових інтегрованих комплексів з високими вимогами щодо підтримання функціональної ефективності в умовах впливу внутрішніх та зовнішніх дестабілізуючих факторів, зокрема, в умовах інтенсивного судноплавства та плаванні в обмеженнях, створенні тренажерів для підготовки судноводіїв та підвищення їх кваліфікації при одночасному обмеженні додаткових витрат. Masik I.P. Method of increasing the efficiency of navigation of means of water transport in difficult conditions. – Manuscript. The Thesis submitted for the scientific degree of Doctor of Philosophy (engineering) (Candidate of Technical Sciences) on specialty 05.22.13 – Navigation and Traffic Control. – Flight Academy of National Aviation University. Kropyvnytskiy, 2019. The dissertation is devoted to the solution of the actual scientific problem related to improving the efficiency of navigation in difficult transport conditions, which is essential for improving the safety of navigation, especially in high-water areas. The scientific novelty of the obtained results is that: the mathematical model of navigation situation identification is improved, which, unlike the known ones, is distinguished by the formalization by means of fuzzy logic not only of the trajectory properties of the water transport means that determine their collision, but also of the possibilities of the person taking the decision to solve the situation taking into account its real danger; has received a further development the method of recognizing the dangerous approach of ships in the area with intensive navigation, which, in contrast to the known, differs in the use of fuzzy sets for describing navigation situations, branching structure and determining a certain number of levels of danger of navigational situation, which allows to determine and operators of the shore-based vessel traffic management system to translate the situation with the least danger; has received a further development the method of operational management of the vessel with the use of decision support system, which, unlike the known ones, takes into account the main factors of decision making: the level of qualification of the navigator in combination with the willingness to make decisions; completeness of information on the development of the situation in which the vessel is located and the forecast for the time of exit from the situation; the behavior of the environment and its effect on the vessel, and limits the management of the ship to allowable time. The practical value of the obtained results lies in solution of the scientific problem to improving the efficiency of navigation in difficult transport conditions, which is essential for improving the safety of navigation, especially in high-water areas, which allows:  to increase the level of navigation safety, first of all, in the areas with intensive navigation;  to parry the emergency situation of the navigator before its transition to the critical under conditions of disturbing influences of internal and external destabilizing factors;  create conditions for the construction and further safe operation of next generation navigation aids;  make comparative analysis of different options for building Vessel Traffic Management Systems and make sound recommendations based on the results of the analysis to choose the best solution for navigating the situation;  to increase the performance of existing systems to a given level in the conditions of destabilizing factors to ensure that in case of emergency emergency situation is parried and the restoration management is formed. The main results of the research are recommended to be used in the development of new integrated complexes with high requirements for maintaining functional efficiency in the conditions of influence of internal and external destabilizing factors, in particular, in the conditions of intensive navigation and navigation in restrictions, the creation of simulators for the preparation of navigators and their advanced qualifications costs.