Для вирішення ГЗ2 було розроблено метод оцінки цілеспрямованості вибору рішення оператором при управлінні судном при маневруванні. Для кількісної оцінки безпеки маневрування запропоновано ввести глобальний інтегральний критерій багаточинної узгодженості психофізіологічних характеристик діяльності оператора і чинників руху. Локальні критерії узгодженості характеризують ступінь гармонізації кожної характеристики оператора із чинниками руху. Їх загальна кількість дорівнює 20. При узгодженості чинника руху з однією характеристикою оператора він приймає значення рівне 0,2, за відсутності - 0..

Узагальнені локальні критерії узгодженості - інформаційного аналізу (), пам'яті і мислення (), швидкості і надійності виконання інтелектуальних функцій () і антропометрія () характеризують ступінь узгодженості характеристик оператора зі всіма чинниками руху. При узгодженості одного чинника руху з відповідною характеристикою коефіцієнт дорівнює 0,2; двох - 0,4; трьох - 0,6; чотирьох - 0,8 і 1,0 при повному збігу.

Глобальний критерій узгодженості характеризує узгодженість характеристик зі всіма чинниками руху, у вигляді окремих коефіцієнтів. Якщо глобальний і узагальнені критерії рівні 1, це означає, що створюються передумови для його гарантованої безпеки. Залежність для визначення має вигляд:

, (20)

де - число характеристик оператора (); - число чинників руху (); - коефіцієнт ранжирування помилок оператора; - локальні коефіцієнти узгодженості. По залежності (20) була розроблена структурна схема алгоритму узгодження чинників руху і характеристик оператора.

У результаті вирішення ГЗ2 розроблено багатовекторний критерій узгодженості чинників маневрування і характеристик оператора, який характеризує цілеспрямованість вибору рішення при маневруванні.

Для підтвердження запропонованого критерію були проаналізовані результати розслідування аварій в інспекціях портового нагляду України і судових експертиз, виконаних автором. За 1978-2002 рр. на БДЛК і ХМК відбулися 173 події, у тому числі: аварій - 45; аварійних подій - 94; пошкоджень-34, посадок на мілину - 81; зіткнень - 26; навалювань - 30; пов'язаних із льодовою обстановкою - 20; відмова технічних пристроїв - 16. Причинами аварій являються: втрата орієнтації - 55; помилки в управлінні судном - 40; порушення МППСС і місцевих правил - 30; конструктивні недоліки і дефекти судна - 9; порушення ПТЕ- 8; форс-мажор - 31.

Узагальненою причиною аварій є відсутність алгоритмів діяльності судноводія при плаванні в обмежених умовах, а також відмова від лоцманської проводки як елементу навігаційної безпеки. Дослідження підтвердили коректність метода оцінки узгодженості чинників руху і характеристик оператора, і дозволили провести ранжирування помилок оператора по його психофізіологічним характеристикам: у 47% випадків причиною аварії були помилки аналізаторів; у 21% - із-за збоїв при обробці інформації; у 18% - із-за збоїв при прийнятті рішення і в 14% - моторні помилки, обумовлені працездатністю оператора.

Це означає, що рівень навику гармонізує з характеристиками оператора, і визначає успішність інтелектуальних дій по управлінню рухом при маневруванні.

У п'ятому розділі приведено рішення ГЗ3 - Розробка методів і прийомів забезпечення швидкодії перехідних станів при маневруванні, для чого розроблено способи й алгоритми управління рухом судна; алгоритми вирішення задач розходження на судні, у берегових ЗНО і концепцію рішення задачі розходження; результати дослідження закономірностей надмірного зближення; функціональну схему системи безпечного управління маневруванням і її структуру.

Для теоретичного обґрунтування шляхів організації управління рухом при вирішенні ЧЗ10 була використана теорія дослідження операцій і на підставі аналізу складу пристроїв ходового містка судна і функцій, які вони виконують, було запропоновано чотири способи управління рухом по заданій траєкторії - курсовий, курсовий з урахуванням визначення місця, курсовий по обуренню і курсовий комбінований. Для кожного способу була розроблена схема руху, функціональна схема системи управління і зв'язків між пристроями. Існуючі СУМ не мають у своєму складі підсистем розрахунку маневрових якостей судна, планування маневрів, розрахунку поправок на зовнішній вплив і коригування алгоритму управління при появі перемінних обмежень. Вибір способу управління проводять по умовах плавання, наявності часу для обробки інформації і швидкодії алгоритмів управління. У результаті вирішення ЧЗ10 розроблені способи управління рухом, які дозволяють оптимізувати склад елементів системи маневрування для підвищення її надійності.

Для розробки логічних структурних алгоритмів прийняття рішення при розгляді ЧЗ11 було виконано теоретичні дослідження методами аналітичної геометрії, теорії множин і систем для розробки методів коригування планової траєкторії при управлінні розходженням суден. При великій їх кількості завдання значно ускладнюється, і судноводій змушений вирішувати тільки оперативні задачі. Оцінку ситуації зміну відносного руху (ВР) запропоновано описувати трьома характеристиками: розташуванням других суден відносно курсу власного - справа чи зліва; величини курсового кута між лінією відносного руху (ЛВР) і діаметральною площиною свого судна - 900 , ; розташуванням ЛВР відносно власного судна (пересікає курс по носу, проходить через нас або пересікає лінію курсу по кормі). Зміну відносного руху будемо характеризувати двома параметрами: напрямком розвороту очікуваної лінії відносного переміщення (ОЛВР) відносно первісної ЛВР - по чи проти годинникової стрілки; зміною розташування ОЛВР по відношенню до власного - віддаляється від нас чи наближається. Метою всякого маневру для розходження полягає в тому, щоб ОЛВР віддалялась від нашого судна.

Рішення задачі розходження представляє собою комбінаторну процедуру розгляду відносного переміщення всіх сполучень із двох суден, ситуацій наближення і використовуваних маневрів . Для визначення числа сполучень необхідно обчислювати факторіали , і їх комбінацію по відомих залежностях

і , і

Кількість можливих маневрів власного і других суден дорівнює 16, а число можливих ситуацій наближення існує 18. При розходженні двох суден існує 288 ситуацій розходження і видів маневрування. При 20 судах число сполучень двох суден складає 190, а загальна кількість ситуацій і маневрів складає 54720.

Для прийняття рішення розроблено алгоритм обробки даних і видачі рекомендацій. Він наведений у вигляді “Каталогу ситуацій і видів маневру” в табличній і графічній формах і дозволяє вирішувати дві задачі - пряму і зворотну. Пряма задача дозволяє визначити зміну ВР при маневруванні власного судна, і вибрати маневр з урахуванням існуючих обмежень. Зворотна задача дозволяє визначити вид маневру другого судна по характеру зміни ОЛВР. Розроблений каталог представляє собою змістовну модель рішення задачі розходження, яка являється підставою для створення формалізованих моделей і системи підтримки прийняття рішень.

У результаті виконаних досліджень була удосконалена система УРС шляхом введення в координаційний центр нових пристроїв. Особливістю оцінки стану наближення в берегових ЗНО являється той факт, що задача вирішується в режимі істинного руху. З урахуванням того, що від АІС відомі курси і швидкості обох суден, отримані формули для розрахунку відстані і часу:

(21)

(22)

Визначивши значення параметрів найкоротшого наближення, можливо оцінити ситуацію взаємного розташування суден. Для рішення задачі розходження була розроблена концепція вибору маневру. При цьому відстань між судами у функції часу можливо записати як множину:

. (23)

Судно, виділене оператором БРЛС, для якого готовиться інформація, назвемо супроводжуваним. Позначимо відстань між супроводжуваним судном і другими через , а між БРЛС і судами через . Ситуацію Z(t) опишемо множинами:

. (24)

Уведемо позначення: Dзад - допустима дистанція наближення; , - безпечна ситуація розходження між взаємодіючими судами; ; - небезпечна ситуація розходження між взаємодіючими суднами. При надходженні інформації Z(t) про небезпеку зіткнення необхідно визначити вид безпечного маневру. Існує 8 видів стандартних маневрів власного судна і 8 маневрів другого судна. Після того як по каталогу вибрано вид безпечного маневру власного судна, необхідно оцінити небезпеку зіткнення для кожного сполучення. Опис ситуації наближення і маневрування проведемо для маневру зменшення швидкості власного судна , аналогічно було виконано для других маневрів

Позначимо: - безпечна ситуація взаємодіючих суден при зменшенні швидкості, - небезпечна ситуація при активному гальмуванні. Аналогічно опис використано для других маневрів.

(25)

Діапазон безпечних курсів завороту супроводжуємого судна для других суден існує для маневру повороту вліво, якщо він задовольняє нерівності:

;

;

,

де ; … діапазон безпечних курсів, - залежність курсу судна від часу при завороті. Аналогічно опис використано для других маневрів. Маневр являється безпечним, якщо в його складі не існує ні одної множинності НЕТ. Наприклад

. (26)

У результаті отримуємо діапазон завороту супроводжуємого судна для кожного другого:

. (27)

Діапазон курсів розходження з усіма суднами при маневрі повороту вліво:

. (28)

У результаті вирішення ЧЗ11 розроблені методи оцінки ситуації між суднами, визначення маневру курсом чи швидкістю, які можуть бути використані в БРЛС, судновій ЗАРП і в системах підтримки прийняття рішень.

Для розрахунку часу надмірного наближення і вибору виду маневру в момент надмірного наближення при вирішенні ЧЗ12 виконано теоретичні дослідження методами аналітичної геометрії і моделювання і розроблені способи оцінки ситуації між суднами, визначення маневру курсом чи швидкістю.

Коли ціль виявлена візуально або при допомозі РЛС несподівано на близькій відстані виконувати будь-які розрахунки неможливо, а зволікання з маневром приводить до тяжких наслідків. Такий маневр у теорії і практиці управління судном, отримав назву "маневр останнього моменту". При його виконані необхідно використовувати максимально можливі управляючі дії, а відповідно до Правила 2 МППСС-72, відпадає необхідність дотримуватися будь-яких правил, крім одного: вибрати такий маневр, котрий дозволяє уникнути зіткнення, або звести до мінімуму ушкодження.

Для опису процесу вибору маневру отримані аналітичні залежності (рис.5), які з урахуванням похибок вимірювань, геометричних розмірів суден, вірогідного маневру другого судна і навігаційного запасу були приведені:

(29)

(30)

(31)

де - відстань між судами в момент початку гальмування, повороту уліво чи вправо; Sтрм - гальмовий шлях для ЗП; ; Р - відносний курс, міняється від 0 до 180°; k - відношення швидкостей VA/VB; Dн- початкова відстань між суднами; q-курсовий кут; Дk - кут звороту, визначається по формулам: при qпб; при qпб; при qлб; при qлб; ММ- відстань від точки перетинання курсів до лінії безпечного руху, визначена із виразу: , Sнз - навігаційний запас; - коефіцієнти повороткості.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Час, необхідний для виконання маневру останнього моменту гальмуванням, поворотом уліво чи управо, визначається формулами:

;

;

(32)

Розроблені аналітичні моделі вперше позволяють описати логічний структурний алгоритм дій судноводія для управління рухом при розходженні на гранично малих відстанях. Отримані закономірності справедливі для усіх видів рухомих об'єктів - повітряних, морських і підводних. Однак для повітряних і підводних розрахунок потрібно виконувати у двох площинах. Вельми корисною буде візуалізація графічної схеми наближення для оперативного контролю ситуації розходження.

У результаті вирішення ЧЗ12 отримані закономірності маневрування при надмірному наближенні і розроблено пристрій попередження зіткнення суден.

Для синтезу системи гарантованої безпеки маневрування при вирішенні ЧЗ13 були виконані теоретичні дослідження алгоритмів управління судном.

Елементом, котрий реалізує функції управління системою являється інформаційно-управляючий пристрій, у склад якого входить людина оператор (ЛО). Система управління, ЛО й інформаційна підсистема працюють в умовах жорсткого дефіциту часу, і по конфігурації представляє собою комплекс із динамічною базою знань і інтегрованою системою їх представлення.

Система управління маневруванням має наступні ієрархічні рівні: розробка заданого алгоритму функціонування; вимірювання параметрів поточного стану елементів; аналіз ситуації й ухвалення рішення по коригуванню алгоритму; формування команди на приведення системи в заданий стан; адаптація; виконання команди.

Для управління маневруванням була розроблена система, структурна схема якої наведена на рис.6. Основним чинником, який визначає точки, через які повинно пройти судно, є жорсткі обмеження. На їх положення не впливають мінливі обмеження і зовнішні дії. Незбурений стан змінюється при появі мінливих обмежень, коли необхідно коригувати траєкторію, яка повинна враховувати як мінливі, так і жорсткі обмеження. Оскільки система відкрита, то зовнішні дії змінюють фактичну траєкторію руху. Для проводки судна по плановій траєкторії необхідно коригувати тільки алгоритм і спосіб управління, зберігаючи прогнозовану безпечну.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Усі процедури підготовки до роботи виконуються з використанням природного інтелекту, і лише в електронних картах використовуються кібернетичні пристрої. Розглянута узагальнена схема роботи системи управління процесом маневрування й обробки інформації, алгоритмом в операторній формі. Визначимо технологічний базис як повну сукупність технологічних операцій , що використовують для побудови процесу управління, де - об'єм базису. Скорочено технологічний базис управління процесом маневрування буде мати вигляд



де и - загальна кількість обчислювальних процедур і логічних операторів у технологічному базисі . Для позначення початкової декларативної інформації використаємо оператор В з індексом “0”, тобто .

При описі системи маневрування будемо розглядати три режими її роботи: підготовка системи до роботи; функціонування в режимі переходу; функціонування при виконанні морських операцій.

Позначимо процедури, які виконуються при підготовці системи до роботи:

В01 - операція по підбору карт і вивчення інформації з посібників;

FП1 - прийняття рішення про прокладку курсу на перехід на генеральній карті, вибір шляхових точок на шляхових картах на найближчі троє суток;

ВП2 - виконання операції розрахунку курсів, відстаней від початкової до ШТ;

FП2 - логічна умова перевірки безпечного плавання з урахуванням жорстких обмежень;

ВП3 - оператор розрахунку маневрених характеристик;

FП3 - оператор погодження навігаційних пристроїв і вводу даних;

ВП4 - оператор графічного зображення траєкторії руху при виконанні морської операції по швартуванні і при виході з порту в нульову шляхову точку;

FП4 - обговорення капітаном і штурманським складом плану маневрування.

Якщо перепланування дій не потребується, то результат дорівнює 1, у противному разі - 0. Логічна структура алгоритму (ЛСА) роботи судноводія при підготовці системи до роботи для маневрування в операторній формі можливо записати:

. (33)

Аналогічно була розроблена ЛСА роботи судноводія в процесі переходу

(34)

ЛСА роботи судноводія в процесі виконання морських операцій буде записана:

. (35)

У результаті вирішення ЧЗ13 розроблені принципи й отримані алгоритми які суттєво підвищують швидкодію операторської діяльності і дозволяють виконати синтез структури системи управління рухом для різних умов плавання, класу завдань і створити передумови для забезпечення гарантованої безпеки маневрування.

У шостому розділі розглянуті роль і місце результатів досліджень в системі управління маневруванням судна, тренажер судноводія й учбовий - комп'ютерний клас розрахунку маневрених характеристик, апаратний - програмний комплекс підготовки лоцмана для виконання безпечної проводки судна.

Для побудови системи гарантованої безпеки маневрування (СГБМ) уводяться нові елементи, функції яких інтегровані на всіх рівнях ієрархії. На нижньому рівні ієрархії працює кібернетична система забезпечення декларативними даними про маневрені властивості об'єкту управління. На підставі отриманих даних система планування траєкторії визначає моменти зміни режиму руху, і планує технологічні завдання для маневрування. При появі змінних обмежень система розходження передає процедурні дані для зміни заданого алгоритму управління процесом маневрування. Це забезпечує системі адаптованість алгоритму її роботи до умов плавання.

Досягається гарантована безпека за рахунок: введення запасу по потужності двигуна для управління швидкістю і куту перекладання руля при плануванні руху; визначення безпечної швидкості і вибору режиму руху за навігаційними умовами плавання і маневреними характеристиками; планування траєкторії руху і технології виконання морських операцій інверсним способом; прогнозу швидкості втрати керованості і контролю над здатністю судна забезпечувати заданий стан при зовнішньому впливі; урахуванням маневрених характеристик при плануванні траєкторії для того стану, при якому відбувається маневрування, і перерахунку їх для поточних положень органів управління; розрахунку маневрених характеристик для випадків плавання на мілководді і за наявності вітру; оцінки моменту надмірного зближення і поточного контролю над процесом розходження по поточній відстані між суднами і підготовку рекомендацій по управлінню і їх візуалізацію; використання методики оцінки небезпеки зіткнення при криволінійному русі власного і інших суден; введення нового виду маневрених характеристик - отримування повороту, пригальмовування і часу затримки повороту, а також їх врахування при плануванні моменту включення управляючих дій.

Запропонована концепція нової перспективної СГБМ принципово змінює підходи до забезпечення маневреними характеристиками судна, і розширює перелік даних про об'єкт управління. Основною відмінністю СГБМ у порівнянні із СУМ є той факт, що в ній існує інформація про параметри стану системи і знання того, як організувати безпечне управління маневруванням за рахунок удосконалення структури і функціональних зв'язків, чого не було в існуючій СУМ.

Алгоритм інтелектуальних дій судноводія при рішенні задач маневрування реалізований в апаратно-програмному комплексі “Панорама ТС”, розробленому в НДІ “Квант-Навігація”.

Багатофункціональний навігаційний тренажер “Літер Navy”, розроблений компанією “Літер” за участю автора, дозволяє проводити підготовку судноводіїв у морських учбових закладах, перепідготовку судноводіїв і лоцманів по таких напрямах: управління маневруванням судна; організація ходової навігаційної вахти; радіолокаційне спостереження і прокладка; застосування САРП; використання електронної картографії; проведення аварійно-рятівних операцій.

Розроблене програмно - математичне забезпечення учбового комп'ютерного класу дозволяє сформувати практичні навики по виконанню розрахунків маневрених характеристик не тільки для учбових цілей, але і для забезпечення реальних суден, оскільки точність експериментально - розрахункового методу їх визначення, відповідає вимогам національних і міжнародних нормативних документів ММО.

Для забезпечення формування навиків у лоцманів по управлінню процесом маневрування судна були розроблені моделі інформаційного забезпечення у вигляді - лоцманського паспорту району проводки і лоцманського плану маневрування.

Розглянута методика формування навиків по управлінню процесом маневрування дозволяє створити передумови для забезпечення гарантованої безпеки судноводіння при лоцманській проводці.

Результати виконаних досліджень дозволили побудувати теорію гарантованої безпеки маневрування за рахунок створення трьох рівневої інтегрованої системи управління, і обкреслити коло необхідних заходів для її реалізації.

Висновки

У дисертаційній роботі вирішена важлива проблема в науці судноводіння - створені теоретичні основи побудови системи гарантованої безпеки управління маневруванням і формалізовані моделі опису процесів руху і розходження, принциповою відмінністю яких є створення методології планування руху, що дозволяє забезпечити навігаційну безпеку.

Відмінність отриманих результатів від раніше відомих полягає в тому, що вперше запропоновані методи планування траєкторії маневрування по координатах характерних опорних точок, характеристиках гальмування і повороткості, оцінки узгодження параметрів руху і характеристик оператора і швидкодіючих алгоритмів його інтелектуальних дій при управлінні маневруванням.

Для вирішення поставленого завдання досліджені процеси маневрування: при виконанні морських операцій в обмежених умовах і у відкритому морі; при виконанні робіт по визначенню маневрених характеристик під час натурних спостережень; у натурних умовах на глибокій воді і на математичній моделі (ММ) при визначенні характеристик повороту; на ММ на мілководді при визначенні його впливу на маневрені властивості судна; при розходженні суден на імітаційних моделях для верифікації отриманих формалізованих моделей; при русі судна в дрейфі без ходу для оцінки параметрів його руху і визначення значення аеродинамічного коефіцієнта; при тренажерній підготовці курсантів і перепідготовки судноводіїв для формування сталого навику і оцінки психофізіологічних характеристик оператора по управлінню судном при розходженні.

На підставі виконаних автором теоретичних і експериментальних досліджень із проблем безпечного управління судном при маневруванні вперше отримані наступні наукові результати: установлено взаємозв'язок кута повороту, точок його початку, закінчення і перетину курсів, якого достатньо для планування траєкторії безпечного маневрування; показано як якість маневрування забезпечують процеси пригальмовування, отримання повороту і параметр часу затримки початку маневрування судна, які визначають класифікаційні ознаки характеристик об'єкту управління, методологію їх визначення, розрахунку і представлення даних, перелік недостатніх відомостей і прогнозування траєкторії гальмування і повороткості для часткових режимів ходу та перекладання руля; установлено, що безпечний режим руху лінійно залежить від дальності впевненого виявлення перемінних обмежень (інших суден) і визначається масогабаритними характеристиками керуємого судна; для морських операцій: постановки на якір, швартування у відкритому морі, при заходах в порт і під час розходження суден застосовано інверсний метод планування процесу маневрування, який відрізняється побудовою траєкторії з точки закінчення маневру до початкової точки початку руху з урахуванням інерційних властивостей; безпечне розходження оцінюється вектором відносного руху суден та маневром попередження зіткнення з урахуванням жорстких і перемінних обмежень по каталогу типових ситуацій і маневрів системи підтримки прийняття рішень; навігаційна безпека маневрування забезпечується детермінованими діями оператора гармонізованими з факторами руху, оцінка якої визначається векторним критерієм узгодженості; способи керування судном по маршруту руху: курсовий, курсовий з обсерваціями, курсовий з урахуванням зовнішнього впливу чи курсовий комбінований визначають кількість і якість навігаційної інформації і залежать від обмежень акваторії для маневрування, інтенсивності зовнішнього впливу і навігаційних умов плавання; наявність запасу управляючих ресурсів і постійна оцінка оператором стану судна шляхом порівняння аеро і гідродинамічних сил прикладених до корпусу і наявних засобів управління для їх компенсації забезпечують збереження керованості протягом маневрування; швидкодія роботи системи управління при маневруванні забезпечується оптимізацією операторської діяльності по логічним детермінованим алгоритмам.

Удосконалені: методика врахування запасу води під кілем на маневрування шляхом спрощеного методу обліку впливу мілководдя на параметри циркуляції і гальмування, згідно якого маневрені характеристики мілководдя визначаються по їх значенню на глибокій воді і запасу води під кілем; метод побудови траєкторії маневрування при швартуваннях у морі, відрізняючийся її прогнозуванням із точки закінчення сумісного руху до вихідної точки початку руху кожного з них з урахуванням їх інерційних властивостей і зовнішнього впливу; метод побудови траєкторії маневрування при швартуваннях в порту, відрізняючийся її прогнозуванням з точки закінчення руху у причалу до вихідної точки початку руху з урахуванням інерційних властивостей і зовнішнього впливу; методика оцінки закономірностей відносного руху і прийняття рішення по маневруванню, як основу системи підтримки прийняття рішень для коригування траєкторії руху судна; модель рішення задачі розходження при криволінійних траєкторіях суден шляхом оцінки відстані наближення в залежності від частоти вимірювання параметрів відносного руху.

Отримані наукові результати представляють собою рішення наукової проблеми створення теоретичних основ судноводіння і розробки адаптивних систем безпечного управління маневруванням. Практичне значення отриманих результатів полягає в тому, що вони використовуються при виконанні наукових досліджень, в учбовому процесі в морських навчальних закладах і на їх підставі можливо і необхідно розробляти нормативні документи України по організації безпечного судноводіння.

При виконані роботи поставлена мета досягнута, але не на всі питання отримана відповідь. Потребує подальшого дослідження питання узгодженості параметрів руху і характеристик оператора при маневруванні, отримання коефіцієнтів узгодженості для різних навігаційних приладів. Необхідна розробка технічних приладів для реалізації алгоритмів системи підтримки прийняття рішень.

список опублікованих робіт

1. Мальцев А.С. Безопасность мореплавания на промысловых судах. - Одесса.: Маяк, 1988. -72с.

2. Мальцев А.С. Управление движением судна. - Одесса: Весть, 1995.-235 с.

3. Мальцев А.С. Маневрирование судов при расхождении. -Одесса.: ОМТЦ, 2004. -212 с.

4. Кондрашихин В.Т., Бердинских Б.В., Мальцев А.С., Козырь Л.А. Справочник судоводителя по навигационной безопасности мореплавания. - Одесса: Маяк, 1990. - 167 с. Пошукувачем запропонована концепція, участь в написанні і наукове редагування.

5. Мальцев А.С. Обобщенная формализованная схема швартовки судна в море. //"Рыбное хозяйство". /Экспресс -инф. - М.: В/О"ЦНИРХ", 1986. Вып. 9.-С. 11-13.

6. Мальцев А.С. Выбор типоразмера кранца и места его установки при швартовке в море.//"Рыбное хозяйство"./Экспресс-инф. -М.:В/О "ЦНИРХ" 1986. Вып. 9-С.13-15.

7. Мальцев А.С. Формализация процесса швартовки в дрейфе. В кн."Безопасность мореплавания и ведения промысла". - Л.: Транспорт, 1987. Вып. 86. - С. 41-46.

8. Мальцев А.С. Куликов Г.Г. Графический метод расчета элементов поворота судна при плавании в стесненных условиях. //Морской транспорт. Серия "Судовождение и связь". / Экспресс-информация. - М.: В/О " МТИР", 1987. Вып. 4(199). - С. 11-15.Пошукувачем запроновано метод.

9. Мальцев А.С., Дыба В.Г. Гаврилов В.Н. Обработка, хранение, и выдача навигационной информации на суда с использованием ЭВМ. //Морской транспорт. Серия "Судовождение и связь". /Экспресс-инф.- М.: "МТИР", 1987. Вып. 2(197).-С. 11-15. Пошукувачем запропонована концепція.

10. Мальцев АС. Контроль качества работы судоводителей в море. В кн. "Безопасность мореплавания и ведения промысла". - Л.: Транспорт, 1987. Вып. 83.- С. 22 - 25.

11. Мальцев А.С. Сравнительная оценка способов представления инерционно-- тормозных характеристик. В кн. "Безопасность мореплавания и ведения промысла". -- Л.: Транспорт, 1987. Вып. 84, - С. 30-33.

12. Михайлянц М.А., Мальцев А.С., Гаврилов В.Н. Навигационную информацию на плечи ЭВМ. //Морской флот. -- 1987. № 11. --С. 29-30. Пошукувачем запропонована концепція і алгоритми обробки.

13. Мальцев А.С., Малушин В.И. Расчет ветроволновых потерь скорости судна. //Морской транспорт. Серия "Безопасность мореплавания"./Экспресс-инф. - М.: В/О "МТИР" 1988.Вып. 2(208). - С. 17-19. Пошукувачем запропонована концепція і виконана структурна ідентифікація моделі.

14. Мальцев А.С. Учет течения при плавании в стесненных водах. /Методы и технические средства безопасности мореплавания. /Сб. научн. тр. ЛВИМУ. - М.: В/О "МТИР",1988.- С. 31-34.

15. Мальцев А.С. Учет маневренных характеристик для обеспечения безопасности плавания. //Судостроение и судоремонт. /Сб. научн. трудов ОИИМФ. - М.: В/О "МТИР", 1989. - С. 29-31.

16. Мальцев А.С. Расчеты экстренного маневрирования. /Сб. научн. трудов Института проблем Управления А.Н.СССР. Вып. 16. -М. 1989. - С. 32-33.

17. Мальцев А.С., Куликов Г.Г., Тимофеев Н.А.. Выбор безопасной скорости по условиям плавания. //Морской транспорт. Серия "Судовождение, связь и безопасность мореплавания". /Экспресс- инф. - М.: В/О "МТИР", 1990. Вып. 12(241). - С. 1-7. Пошукувачем розроблено метод.

18. Мальцев АС., Тимофеев И.А. Учет маневренных характеристик -- основа безопасной швартовки в море. В кн. "Безопасность мореплавания и ведения промысла". -- Л.: Транспорт, 1991. Вып. 3(100). - С. 39-46. Пошукувачем розроблено інверсний метод планування морських операцій.

19. Мальцев А.С. , Мальцев Э.А. Решение задачи расхождения на маломерных судах. В кн. "Безопасность мореплавания и ведения промысла". - М.: Транспорт, 1991 Вып. 4(101). - С. 26-32. Пошукувачем розроблено метод окомірної оцінки ситуації на екрані РЛС.

20. Мальцев А.С. Интабли Мухаммед, Тимофеев И.А. Эксплуатационные маневренные характеристики морских судов. -- В кн. "Методы прогнозирования и способы повышения мореходных качеств судов и средств освоения океана". (ХХХУ Крылов. чтения, 1991). - Л.: Судостроение, 1991. - С. 42 - 43. Пошукувачом розроблена концепція забезпечення судна відомостями про його маневрені характеристики.

21. Мальцев АС, Тимофеев И.А., Куликов Г.Г. Поворот судна в стесненных водах. //Морской транспорт. Серия "Судовождение, связь и безопасность мореплавания". /Экспресс-инф. - М.:В/О "МТИР", 1991. Вып. 6(253).-С. 1-10. Пошукувачем розроблено метод планування повороту.

22. Мальцев А.С. Полюс поворота и управления судном //Современные проблемы судостроения и судоремонта: Сб. научн. трудов ОИИМФ. - М.: В/О "МТИР", 1991. - С. 41-46. Пошукувачем розроблена формалізована модель оцінки положення полюса повороту.

23. Мальцев А.С., Мальцев Э.А. Способ оценки опасности столкновения судов. //Судостроение и судоремонт: Сб. научн. трудов ОИИМФ. - М.: В/О "МТИР", 1992. - С. 129-133. Пошукувачем розроблено спосіб.

24. Мальцев А.С., Тимофеев И.А. Характеристики сдерживания поворота судна. //Судостроение и судоремонт: Сб. научн. трудов ОИИМФ. - М.: В/О "МТИР", 1992. - С. 133-139. Пошукувач автор ідеї, запропоновано маневр “несиметричний зігзаг”, виконано експеримент, обробка результатів, розробка моделей і формуліровка висновків.

25. Мальцев А.С. Интабли Мухаммед. Проблемы и перспективы лоцманской проводки. /Экспресс --инф. Сер. "Судовождение, связь и безопасность мореплавания". Вып. 7(290). - М.: В/О "МТИР", 1993. - С. 1-5. Автор ідеї розподілу обовязків і відповідальності між лоцманом і капітаном.

26. Мальцев А.С., Интабли Мухаммед. Договор о лоцманской проводке. Экспресс-- инф. Сер. "Судовождение, связь и безопасность мореплавания". Вып. 9(292).- М.: В/О "МТИР", 1993. - С.1-5. Пошукувач автор ідеї оформлювання договору про лоцманську проводку до початку її виконання.

27. Мальцев А.С., Шараф Мохамед. Составляющие количественного критерия оценки надежности навигации. /Экспресс -инф. Сер. "Судовождение, связь и безопасность мореплавания". Вып.6(313).-М.: "МТИР",1995.-С. 1-9. Пошукувач автор ідеї.

28. Мальцев А.С., Шараф Мохамед. Экстренное торможение в стесненных условиях с использованием перекладки руля. /Экспресс-- инф. Сер. "Судовождение, связь и безопасность мореплавания". Вып. 7(314). - М.: В/О "МТИР", 1995. - С. 1 -12. Пошукувач автор ідеї.

29. А.С. №1604046 СССР. Устройство для предотвращения столкновения судов. /А.С. Мальцев, В.И. Коваленко. -- Заявл. 11.05.88: Зарегистр. 1.06.1990. Пошукувач автор ідеї і формули винаходу.

30. Мальцев А.С. Информация капитану о маневренных свойствах судна.// Морской транспорт. Серия “Судовождение, связь и безопасность мореплавания”.-М.: В/О “МТИР”, 1996. Вып.12(331).-С. 1-12.

31. Мальцев А.С. Системы ближней навигации. - Одесса.: Судоходство,1998. Приложение №2. - С. 28-29.

32. Мальцев А.С., Таир Касимов. Вероятностная оценка опасного сближения судов.// Морской транспорт. Серия “Судовождение, связь и безопасность мореплавания”. -М.: В/О “МТИР”, 1998. Вып. 10 (353).-С.1-7. Пошукувач автор ідеї.

33. Мальцев А.С., Синяев В.А., Таир Касимов. Анализ методов оценки точности параметров расхождения судов. .// Морской транспорт. Серия “Судовождение, связь и безопасность мореплавания”. - М.: В/О “МТИР”, 1999. Вып. 4 (359). - С.1-7. Пошукувач автор ідеї.

34. Мальцев А.С. Система управления движением судна.//Судовождение. /Сб.научн. трудов ОГМА,. Вып.3. -Одесса, Латстар,2001. -С. 158-162.

35. Мальцев А.С., Стариков И.М. Психологические аспекты маневра последнего момента..//Судовождение. /Сб. научн. трудов ОГМА,. Вып.4. Одесса, Латстар,2002. -С 64-82. Пошукувач автор ідеї, методів розрахунку часу і відстані найкоротшого наближення і алгоритмів діяльності оператора.

36. Яркин П.И., Мальцев А.С., Калиниченко Е.В, Определение характеристик разгона и подтормаживания судна.// Вестник ОНМУ №13./Сб. научн. трудов ОНМУ. -Одесса, 2004. -С 63-71. Пошукувач автор ідеї.

37. Мальцев А.С., Назаров А.Г. Математическая модель нестационарного движения малого парусного судна.//Судовождение: Сб. научн. трудов/ ОНМА,. Вып.6. -Одесса: Феникс,2003. -С. 80-85. Пошукувач автор ідеї.

38. Мальцев А.С., Май Ба Линь. Выбор оптимального курса для расхождения судов при криволинейном движении // Судовождение:Сб. научн. трудов/ ОНМА,. Вып.7. -Одесса: Феникс,2004. -С. 47-57. Пошукувач автор ідеї, участь в моделюванні і формулюванні висновків.

39. Мальцев А.С, Романов Г.С., Гончаров Е.И., Вильский Г.Б. Подготовка лоцманов к управлению маневрами судна .//Судовождение :Сб. научн. трудов/ ОНМА,. Вып.8. -Одесса: Феникс,2004. -С. 63-76. Пошукувачем розроблена концепція підготовки лоцмана для проводки судна.

40. Мaltsev A.S. The ways of Enhancing the safety of Navigation// Collection of IAMU scientific works. //Rock port, USA.2002. Seс. II A -p. 16-26.

41. Мальцев А.С. Учет статистики по аварийности при проектировании систем управления движением судна. //Сб. тезисов докладов. Международная конференция “Безопасность мореплавания и ее обеспечение при проектировании и постройке судов”. Николаев УГМТУ, 2004. -С. 20-22

42. Мальцев А.С., Май Ба Линь. Декларативный патент Украины №62275 А на изобретение „Устройство для предупреждения столкновения судов”. Приоритет от 20.02.2003 г. Пошукувач автор ідеї і концепції розвязання задачі розходження в берегових ЗНО.

43. Бездольный В.В., Романов Г.С., Гончаров Е.И., Вильский Г.Б., Мальцев А.С. Декларативный патент Украины №3522 на полезную модель “Способ тренажерной подготовки лоцманов”. Приоритет от 02.04.2004 г. Пошукувач автор ідеї і концепції формування стійкого навику..

44. Бездольный В.В., Романов Г.С., Гончаров Е.И., Вильский Г.Б., Мальцев А.С. Декларативный патент Украины №5127 “Система управления движением су- дов”. Приоритет от 07.07.2004 г. Пошукувач автор ідеї і концепції розвязання задачі в БРЛС.

45. Мальцев А.С. Моделирование процесса маневрирования судна векторными дифференциальными уравнениями..//Судовождение:Сб. научн. трудов/ ОНМА,. Вып.9. -Одесса: Феникс,2005. -С. 62-68.

46. Мальцев А.С. Маневрирование подвижных объектов при чрезмерном сближении.//Судовождение :Сб. научн. трудов/ ОНМА,. Вып.10. -Одесса: Феникс,2005. -С. 76-86 .

47. Мальцев А.С. Интеллектуальные гибридные системы поддержки принятия решений при расхождении судов.//Судовождение :Сб. научн. трудов/ ОНМА,. Вып.11. -Одесса: ИздатИнформ,2006. -С. 74-86 .

48. Maltsev A.S. Five steps to assure navigational safety.//Collection of IAMU scientific works. -Dalian.: Maritime University Press. -2006. - P. 170-179.

49. Мальцев А.С., Голикова В.В. Динамика психофизиологических функций у курсантов и судоводителей при решении задач судовождения на радиолокационном тренажере. .//Актуальные проблемы транспортной медицины:Сб. научн. трудов/ УкрНИИ медицины транспорта.. Вып.1(7). Одесса: 2007. -С. 20-26 . Керівництво дослідженнями, обговорення результатів, формуліровка висновків.

АННОТАЦії

Мальцев А.С.Теорія і практика безпечного управління судном при маневруванні - Рукопись.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.22.16 - Судноводіння. -Одеська національна морська академія. -Одеса, 2007.

Дисертацію присвячено розробленню теоретичних основ побудови системи гарантованої безпеки управління маневруванням і формалізованих моделей опису процесів руху і розходження. Метою дослідження була розробка методів забезпечення гарантованої безпеки управління судном при виконанні морських операцій.

Для досягнення мети було розв'язано головні завдання розробки методів і прийомів планування маневрів, розробки методів забезпечення цілеспрямованості вибору рішення при управлінні і підвищення швидкості перехідних процесів за рахунок вибору способу управління рухом судна й алгоритмів інтелектуальної діяльності судноводія. Кожна із головних задач була розділена на часткові, рішення яких дозволило розробити інтегровану кібернетичну систему безпечного управління маневруванням і алгоритмів коригування руху при зміні зовнішніх умов.

При виконанні роботи використовувались як теоретичні так і експериментальні методи дослідження. Практична цінність отриманих результатів полягає в тому, що вони підвищують безпеку виконання морських операцій, за рахунок забезпечення належної інформаційної підтримки прийняття рішень при управлінні рухом судна.

Результати досліджень можуть бути використані та впроваджені при проектуванні нових моделей ЗАРП, при розробці експертних систем прийняття рішень при розходженні суден, при виконанні наукових досліджень, при розробці нормативних документів по мореплаванню. Закономірності маневрування при надмірному наближенні можуть використовуватися на повітряних суднах і підводних човнах. Результати досліджень використовуються в морських навчальних закладах України.

Ключові слова: інверсний метод, планування траєкторії, характеристики оператора, цілеспрямованість вибору, розходження, надмірне наближення, швидкодія, алгоритми, система, безпечне управління.

Мальцев А.С.Теория и практика безопасного управления судном при маневрировании - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.22.16 - Судовождение. -Одесская национальная морская академия. -Одесса, 2007.

Диссертация посвящена разработке теоретических основ построения системы безопасного управления маневрированием, а целью явилась разработка систем обеспечения навигационной безопасности.

Для достижения цели были решены главные задачи разработки методов и приемов планирования маневров, обеспечения целенаправленности выбора решения при управлении и повышения быстродействия переходных процессов маневрирования за счет выбора способа управления движением судна. Решение частных задач позволило: установить взаимосвязь угла поворота, точек его начала и окончания и пересечения курсов; определить траектории торможения для частичных режимов хода; уточнить характеристики поворотливости и торможения и методы учета внешних воздействий на них; разработать методы выбора режимов движения; разработать критерии интеллектуальных действий судоводителя при морских операциях в открытом море, стесненных условиях и при расхождении; разработать многовекторный критерий согласованности факторов движения и психофизиологических характеристик оператора, который позволил обосновать безопасное управление движением судна; предложить способы управления движением судна; обосновать методы управления при расхождении на судах и в береговых СНО; установить закономерности маневрирования при чрезмерном сближении и разработать устройство поддержки принятия решения; разработать структурные схемы системы управления, для обеспечения безопасного маневрирования.

Создана перспективная система гарантированной безопасности маневрирования за счет: запаса управляющих воздействий по скорости движения и углу перекладки при планировании движения; выбора безопасной скорости движения по навигационным условиям плавания, инерционно-тормозным характеристикам и поворотливости; планирования процесса движения инверсным методом; контроля над процессом движения, путем определения момента потери управляемости; обеспечения маневренными характеристиками при планировании траектории для того состояния, при котором происходит маневрирование, и перерасчете характеристик для текущих положений органов управления; расчета маневренных характеристик для случаев плавания на мелководье и при наличии ветра; оценки момента чрезмерного сближения и текущего контроля над процессом расхождения по относительному расстоянию между судами и выработки рекомендаций по выбору вида маневра; оценки опасности столкновения при движении на криволинейных траекториях; представления новых видов маневренных характеристик - одерживания поворота, подтормаживания и времени задержки поворота.

Практическая ценность работы заключается в том, что полученные результаты служат для повышения безопасного выполнения морских операций. Практическая значимость работы заключается в том, что разработанная теория и методы планирования движения позволили создать концепцию безопасного управления маневрированием судна. Результаты могут и должны быть использованы и внедрены: на судах для безопасного маневрирования и расхождения в стесненных условиях плавания; при проектировании новых моделей САРП; при разработке экспертных систем, обеспечивающих безопасное маневрирование и расхождение судов; для обучения и при создании обучающих программ и тренажеров; при выполнении научных исследований в морской академии; при разработке нормативных документов по мореплаванию; при разработке интеллектуальных адаптивных кибернетических устройств принятия решений в системах управления движением судов.

Закономерности маневрирования при чрезмерном сближении могут быть использованы на воздушных судах и подводных лодках. Инверсный метод формирования траектории движения может быть использован при посадке самолета на аэродром и палубу качающегося авианосца.

Ключевые слова: инверсный метод, планирование траектории, характеристики оператора, целенаправленность выбора, расхождение, чрезмерное сближение, быстродействие, алгоритмы, система, безопасное управление.

Maltsev A.S. The theory and practice of the safety ship handling while maneuvering. - Manuscript.

Thesis for a Doctor's degree competition on specialty 05.22.16 - Navigation. Odessa National maritime academy. -Odessa, 2007.

Thesis is devoted to development the theoretical base of building the system of safety handling guarantee and formalized models of the processes moving description and passing on. The aim of the study was the development of safety ship handling guarantee methods at carrying out sea operation.

For achievement of the purpose the main tasks of development of methods and receptions of planning the maneuvers, development of methods of maintenance of purposefulness of a choice of the decision were solved during ship handling and increase of speed of transients at the expense of a choice of a way of management of movement of a vessel and algorithms of intellectual activity navigator. Each of the main tasks was divided into individual tasks, which decision has allowed developing the integrated cybernetic system of safe ship handling and algorithms of updating of movement at change of external conditions.

At performance of work both theoretical and experimental methods of researches were used. The practical value of work consists in the matter that the received results serve for increase of safe performance of sea operations, at the expense of increase of information support of process of acceptance of the decisions. The practical importance of work consists in control systems of movement of a vessel - the developed theory and the methods of planning of process of movement have allowed creating the systematized concept of safe management maneuvering of a vessel at moving.

The results of researches can be used on the vessel, at new ARPA models designing, by development of expert systems of acceptance of the decision, at performance of scientific researches, by development of the normative documents on navigation. The laws maneuvering at the latest moment can be used on airplane and submarines. The results of researches are used at maritime institutions of Ukraine.

Key words: inverse method, planning of the trajectory, operator's characteristics, singleminded of the choice, divergence, close quarter situation, quickness, algorithms, system, safety handling.

Размещено на Allbest.ur

...