За результатами досліджень підтверджено гіпотезу про існування множини початкових відносних позицій судна та цілі, для яких існують виправлення часу до моменту початку маневру, які забезпечують розходження з ціллю в заданій дистанції. Розроблено спосіб урахування інерційності судна у разі розрахунку параметрів маневру розходження, який дає змогу обчислити моменти початку повороту, що забезпечують розходження з ціллю в заданій дистанції найкоротшого зближення. Одержано спосіб розрахунку часових виправлень до моментів початку повороту судна на заданий курс відхилення, що враховують його інерційність. Запропоновано спосіб обчислення моментів часу початку маневру для динамічних моделей повороту судна другого та третього порядків з урахуванням стратегії кладки пера керма в процесі маневру. Наведено формули для розрахунку курсу відхилення в заданий момент початку маневру з урахуванням динаміки судна. Уточнено умову існування множини маневрів розходження, що враховує його інерційність.

  Скачати повний текст

Запропоновано моделі для уточнення прогнозу швидкості судна, методи корекції планового маршруту для розходження з суднами та забезпечення ефективного проходження через океан. Завдяки уточненням за спостереженнями у рейсах моделей для прогнозу швидкості досягаються поліпшення планування руху суден. Зазначено, що використання методу відображення впливу очікуваної погоди на швидкість судна в океані дозволяє без розрахунків знайти раціональний шлях до точки призначення. В розрахунок корекції шляху на океанському переході введено спрощення, що зменшує обсяги обчислень за використання генетичного алгоритму. Розроблено процедуру зміни маршруту для запобігання зіткнень з суднами, яка передбачає проведення повнішого обліку динаміки судна. Вона заснована на числовому прогнозі маневрів суден за нелінійною різницевою моделлю. Запропоновано метод відображення ситуацій зближення суден за допомогою зон небезпечних зміщень з лінії шляху, який спрощує вибір стратегій розходження з суднами.

  Скачати повний текст

На підставі результатів проведеного наукового дослідження підтверджено гіпотезу про можливість забезпечення високоточної обсервації судна за стислих умов плавання у разі сумісного використання інформаційних даних радіолокаційної станції та електронної карти. Вперше формалізовано кореляційний метод обсервації шляхом поєднання радіолокаційного зображення з зображенням електронної карти. Розроблено інтегральний спосіб уточнення закону розподілу вірогідності похибок радіолокаційних вимірювань у процесі плавання судна. З урахуванням специфіки кореляційного методу обсервацій удосконалено процедуру визначення ефективних координат судна та спосіб їх обчислення методом максимальної правдоподібності для нормального та змішаних законів розподілу вірогідності погрішностей вимірювань радіолокацій.

  Скачати повний текст

Обгрунтовано можливість забезпечення безпеки судноводіння шляхом зниження аварійності суден за умов плавання у стислих водах. Розроблено метод кількісної оцінки безпеки судноводіння. Для опису процесу управління судном використано модель ієрархічної системи прийняття рішень з трьома рівнями та розглянуто систему навігаційної інформації з основними функціональними характеристиками. Здійснено опис переміщення судна щодо програмної траєкторії руху за допомогою стохастичного процесу з дискретним часом. Для характеристики точності використано коваріаційну матрицю траєкторної похибки. Показано доцільність та універсальність застосування ортогонального розкладання одновимірної щільності під час формування двовимірної щільності розподілу траєкторної похибки, що підтверджено експериментальними результатами. За допомогою імітаційного моделювання доведено коректність нового методу кількісної оцінки безпеки судноводіння за обмежених умов.

  Скачати повний текст

Обгрунтовано рішення актуальної проблеми зниження аварійності суден внаслідок зіткнення шляхом визначення оптимальних маневрів розходження. За допомогою методів теорії координації виконано аналітичний опис керованого руху множини суден. З урахуванням одержаних результатів розроблено дворівневу ієрархічну модель координованої взаємодії суден, що небезпечно зближуються. Усі оточуючі судно цілі поділено на дві підмножини: збурювальних і незбурювальних цілей. Проведено ранжирування збурюваних цілей за ступенем небезпеки на базі використання відношення переваги. Здійснено формалізацію ситуативного збурення, викликаного декількома цілями, які небезпечно зближуються з судном, що оперує. Розроблено новий спосіб розходження суден, згідно з яким з множини навколишніх суден формуються послідовні групи, показано можливість розходження з кожною групою одним ухиленням. В маневрі розходження зі всією множиною суден наведено таку кількість ділянок ухилення, що дорівнює числу груп суден. На підставі результатів імітаційного моделювання підтверджено коректність запропонованого способу розходження суден.

  Скачати повний текст

Викладено результати теоретичних і експериментальних досліджень, спрямованих на підвищення безпеки судноводіння в гирлах рівнинних рік, під час плавання та маневрування у вузьких і складних для плавання ділянках рік. Основні дослідження виконано на прикладі Херсонського морського каналу та гирла ріки Дніпро. За отриманими результатами зроблено аналіз стану навігаційних об'єктів. Систематизовано дані та розроблено пропозиції щодо забезпечення безаварійного плавання в гирлових ділянках рівнинних рік. Наведено практичні рекомендації щодо плавання в порт Херсон і застосування методу траверсних відстаней, які забезпечують постійний контроль за місцем розташування судна під час плавання у вузьких місцях з використанням суднової РЛС. Доведено необхідність врахування елементів циркуляції під час маневрування у щільних водах і швартувань.

  Скачати повний текст

Удосконалено методику розрахунку мореплавного стану судна на хвилюванні. Розроблено дворівневу багатокритеріальну систему оцінки стану судна, змодельовану на базі теорії нечіткої логіки. Під час формування системи використана концепція оцінювання ризиків, що дозволила одержати у результаті аналізу різнорідних даних єдину оцінку стану судна у вигляді узагальненого рівня ризику. Це дозволило розробити методики пошуку оптимального режиму руху й оптимального трансокеанського маршруту. Для перевірки коректності й ефективності запропонованих методів розроблено відповідні алгоритми та програми. Натурні спостереження поведінки судна в шторм, контрольні розрахунки по розробленим програмам та імітаційним моделям планування й оперативної корекції маршруту за штормових умов дозволили підтвердити вірогідність одержаних результатів та ефективність запропонованих методів.

  Скачати повний текст

Підтверджено гіпотезу про існування маневрів безпечного розходження судна з ціллю на заданій дистанції найкоротшого зближення без попадання його траєкторії в область навігаційних небезпек, можливість якого визначається початковою позицією, параметрами руху суден, а також розташуванням навігаційних перешкод. Розроблено оптимальний спосіб розходження судна з ціллю у заданій дистанції найкоротшого зближення, який запобігає попаданню траєкторії судна в область навігаційних небезпек в районі його маневрування. Вперше встановлено, що існує три типи навігаційних небезпек: точкові, лінійні та складні розподілені, які мають різні аналітичні вирази в задачі вибору безпечного маневру розходження. Запропоновано математичну модель, що дозволяє визначити умову існування множини допустимих маневрів розходження за рахунок врахування навігаційних небезпек у районі плавання судна. Удосконалено метод розрахунку оптимального безпечного маневру розходження в районі з навігаційними небезпеками.

  Скачати повний текст

Запропоновано цільову функцію та виконано оптимізацію руху судна в акваторії порту за мінімумом відхилення його фактичної траєкторії від еталонної траєкторії загальної форми. Визначено та математично виражено декілька критеріїв обмеження, зокрема, припустимої швидкості судна та сили на швартові, балансу дистанцій, еталонного часу буксирувально-кантувальних операцій (БКО). Розроблено комплект типових технологічних карт БКО й імітаційну модель БКО, методику кількісного комп'ютерного тестування теоретичних знань і практичних навичок операторів за її проведення шляхом використання відповідних тренажерів.

  Скачати повний текст

Запропоновано спосіб урахування стисненості району маневрування за умов розходження суден, за яким під час оцінювання небезпеки зіткнення та вибору оптимального маневру відхилення використовуються зони безпеки еліптичної та прямокутної форм, що підвищує економічність маневру. Наведено алгоритм розрахунку оптимального розходження, на базі якого розроблено імітаційну модель процесу розходження у разі надмірного зближення суден. Створено комп'ютерну програму, що дає змогу моделювати процес маневрування суден. Розроблено рекомендації стосовно підвищення надійності маневру під час розходження суден.

  Скачати повний текст

Вперше одержано метод вибору оптимальної гнучкої стратегії розходження оперуючого судна з декількома небезпечними та суднами, що заважають, в якому враховано невизначеність у поведінці суден, нормативні вимоги Міжнародних правил запобігання зіткнень суден (МППЗС-72), динаміку судна і навігаційні перешкоди в районі маневрування. Розроблено теорію взаємодії декількох суден за умов небезпечного зближення на базі теорії динамічних n-керованих систем. Створено метод синтезу гнучких стратегій розходження, побудованих на мінімаксному підході, які не суперечать вимогам МППЗС-72 в частині маневрування. Наведено теоретичний опис керованих систем суден, які взаємодіють з урахуванням трьох системних станів, що реалізуються залежно від типу їх взаємодії. Вперше одержано математичну модель системи таких суден як ієрархічної багаторівневої системи прийняття рішень, яка дозволяє синтезувати стратегії переходу її з небезпечних відносно зіткнення станів у безпечні. Розроблено процедуру визначення векторного та матричного ситуативних збурень як кількісної характеристики ситуації небезпечного зближення та формалізації можливих типів взаємодії суден. Вперше запропоновано спосіб дослідження мінімальних динамічних систем з двох суден для одержання елементарних складових стратегій, з яких формуються гнучкі стратегії розходження в складних взаємодіях. Запропоновано метод утворення координаційного та реального каркасів, що описують складну взаємодію судна з навколишніми цілями в третьому системному стані та забезпечують формування гнучкої стратегії розходження. Вперше створено спосіб екстреного розходження судна за умов безпосередньої близькості та невизначеної поведінки небезпечної цілі з урахуванням динаміки судна. Обгрунтовано нову постановку складної оптимізаційної задачі, що включає систему трьох оптимізаційних задач з різними критеріями, які використовуються залежно від ступеня небезпеки зближення та враховують динаміку судна, наявність навігаційних перешкод, декількох цілей і суден, що заважають. Удосконалено спосіб вибору параметрів маневру розходження в другому стані динамічної системи з урахуванням таких суден, розроблено рекурентну процедуру об'єднання ряду множин неприпустимих курсів ухилення. Удосконалено спосіб урахування інерційності судна під час вибору маневру розходження курсом. З використанням експериментального матеріалу за поворотністю реальних суден та імітаційного моделювання створено точну та просту модель розрахунку поправок за інерційністю судна.

  Скачати повний текст

Запропоновано спосіб перевірки безпеки повороту на черговий програмний курс і вибору нового програмного курсу у випадку, якщо поворот на початковий курс призводить до небезпечного зближення хоча б з одним з навколишніх суден. Зазначено, що у разі вибору нового програмного курсу необхідно враховувати навколишні навігаційні небезпеки з тим, щоб запобігти небезпечному зближенню з ними. Проведено аналіз можливостей використовування для планування поворотів експериментальних даних натурних спостережень, що містять інформацію про циркуляції судна за різних кутів кладки керма та траєкторій одержування за тих самих кутів кладки керма. Наведено опис методики натуральних спостережень поворотів судна "Euro Squall" та результати проведеного експерименту. Оприлюднено результати експериментальної перевірки коректності методу виконання високоточного повороту судна. Для кожного повороту обчислено модуль неув'язки між розрахунковими й обсервованими координатами судна.

  Скачати повний текст

Створено алгоритм формування оптимальної системи навігаційного обладнання для стислих районів плавання суден. Запропоновано новий спосіб оптимального синтезу системи навігаційного обладання обмежених районів, який дозволяє поетапно формувати її фрагменти з урахуванням формалізованих характеристик стислого району, а також зсуву осьової лінії та рівня інформаційного навігаційного потенціалу даної території. Розроблено метод обчислення кількісної оцінки ефективності системи навігаційного обладнання стислого району та частотний спосіб його формалізації. Створено процедуру визначення характеристик точності бічного відхилення судна залежно від структури системи навігаційного обладнання стислого району та показників точності її компонентів. Запропоновано новий спосіб послідовного синтезу оптимальної за вартістю системи навігаційного обладнання стислого району.

  Скачати повний текст

Досліджено актуальну проблему забезпечення безпеки судноводіння за стислих умов плавання. Розроблено метод формування зони безпечного руху судна. Обгрунтовано основні чинники, які визначають форму та розміри зони безпечного руху судна, а саме: точність контролю місця судна та навколишніх цілей, його габарити й інерційно-гальмівні характеристики. Одержано відображення зони безпечного руху судна з простору відносного руху в простір істинного руху. Розглянуто суднові безпечні області, що мають форми круга, еліпса та прямокутника, для яких одержано аналітичні вирази перетворення в простір істинного руху. Розроблено процедуру врахування поворотності судна у разі формування його безпечної зони, що враховує математичну модель обертального руху судна, представлену диференціальними рівняннями зміни курсу залежно від кута перекладання керма (від першого до третього порядку). Запропоновано процедуру забезпечення безпечного плавання в обмежених водах з використанням зони безпечного руху судна. Процедура дозволяє розрахувати межові пеленги, а також курси судна, які забезпечують безаварійне ухилення судна за різних форм і розмірів безпечної суднової зони. Проведено імітаційне моделювання, завдяки якому підтверджено коректність і вірогідність результатів теоретичних досліджень.

  Скачати повний текст

Розроблено спосіб забезпечення необхідної точності плавання суден за заданими маршрутами шляхом застосування локальних систем навігаційного обладнання як прямого, так і оберненого типу, відмінний тим, що використовує принципи імітаційного моделювання й орієнтований на розробку інформаційної системи. Одержано спосіб забезпечення необхідної точності плавання суден за заданими маршрутами з використанням імітаційного моделювання. Удосконалено модель оцінювання точності місця судна розробкою способу забезпечення квазіправдоподібних оцінок за невідомих законів розподілу похибок навігаційних вимірювань системи. Вдосконалено метод визначення точності локальних навігаційних систем обсервації місця судна розробкою способу компенсації втрати точності в системах, похибки яких можуть мати змішані закони розподілу ймовірності.

  Скачати повний текст

Запропоновано узагальнену математичну модель радіолокаційного сигналу, відбитого від рухомого об'єкту. Розроблено нові методи сплайн-апроксимації часових послідовностей з урахуванням аналітичних зв'язків між їх детермінованими основами. Побудовано "розширену матрицю планування", яка модифікується відповідно до різних типів аналітичних зв'язків між часовими послідовностями, що апроксимуються сплайнами. Розроблено теорію сплайн-Фур'є перетворення на основі сплайн-апроксимації первісної та підінтегральної функцій з урахуванням аналітичного зв'язку між ними. Створено рекурентний та рекурентний сегментний алгоритми сплайн-апроксимації спектра з часової послідовності без попереднього розрахунку спектра. Реалізовано пристрій сплайн-Фур'є перетворення на програмованих логічних інтегральних мікросхемах. Розв'язано задачу розпізнавання зображень під час обробки телеметричних даних. Описано умови, потрібні для розв'язання цієї задачі. Знайдено формули для наближеного розрахунку математичного сподівання та середньоквадратичного відхилення статистик, які досліджуються, - кількості так званих "плям" спекл-структури хибного й істинного об'єктів.

  Скачати повний текст

За результатами досліджень установлено, що точність планування траєкторії маневрування за координатами характерних опорних точок, характеристиками гальмування та поворотності забезпечується шляхом визначення вихідної точки початку маневрування за координатами кінцевої (інверсний метод). Показано, що безпека управління рухом досягається вибором детермінованої стратегії за допомогою багатовекторного критерію узгодженості чинників руху (курсу, швидкості, моменту початку процесу маневрування, конфігурації траєкторії маневру, положення судна на карті) і психологічних характеристик оператора (аналізаторів, обробки інформації, швидкості інтелектуальних дій, антропометричних) під час руху судна. Швидкодія маневрування досягається багаторівневим структуруванням операторської діяльності за детермінованими алгоритмами з урахуванням моменту надмірного зближення та закономірності вибору максимального регулювального впливу за ситуацією розходження та характеристиками об'єкта управління.

  Скачати повний текст

Проаналізовано статистичні дані навігаційної аварійності у морських водах України та встановлено залежність між причинно-наслідковими зв'язками та похідними факторів впливу на навігаційну аварійність. Запропоновано для широкого впровадження розроблені алгоритм та методику оцінки точності визначення місця судна у робочій зоні систем навігаційного супроводження суден (СНСС). Узагальнено та структуровано якісні показники функціонування СНСС у зонах підвищеної обережності плавання, способи їх розрахунку для навігаційного супроводження за морськими шляхами у цих зонах. На базі формалізованої оцінки безпеки (FSA) розроблено алгоритми оцінки навігаційної безпеки мореплавства, дослідження якої здійснено для зони української частини Керченської протоки Азовського моря.

  Скачати повний текст

Описано розподіл похибок навігаційних вимірювань використано модель змішаних розподілів. Досліджено щільність розподілу середнього квадратичного відхилення в змішаних законах похибок навігаційних вимірювань і властивості, яким вони повинні відповідати. Одержано три сімейства щільності розподілу середнього квадратичного відхилення, що породжують явну щільність розподілу похибок вимірювання навігаційних параметрів. Показано, що ефективні оцінки обсервованих координат місця судна і їх коваріаційну матрицю можна одержати за допомогою двомірної щільності вектора похибки визначення місця судна. Вивчено можливість розробки моделі формування похибок, навігаційних вимірювань з використанням узагальненого розподілу Пуассона, яка може застосовуватися для опису системи незалежних і залежних похибок. Зроблено висновок, що похибки навігаційних вимірювань можуть бути розподілені не тільки за законом Гауса, але і по першому і другому типу змішаного розподілу.

  Скачати повний текст

Розроблено метод формування системи бінарної координації взаємодії суден під час розходження. Сформовано процедуру визначення ситуації небезпечного зближення декількох суден, яка базується на принципі мінімізації невизначеності аналізованої ситуації. Проаналізовано можливості синтезу системи формування стратегії розходження групи суден на підставі розробленої структури дворівневої ієрархічної системи, один з рівнів якої містить множину елементарних стратегій розходження суден, що становлять групу взаємодії, а інший рівень ієрархічної системи містить процедури формування загальної стратегії розходження з елементарних. У разі виникнення небезпечного зближення судна мають виконувтися сумісні дії для збільшення дистанції найкоротшого зближення. Зазначено, що сумісні дії суден, тобто їх парні стратегії розходження, які повинні враховувати зміну параметрів руху одного з суден, а також обох, є ефективнішими у разі більш значної зміни дистанції найкоротшого зближення за їх використання. Показано, що зміна дистанції найкоротшого зближення пропорційна приросту відносного курсу за тої ж початкової ситуації. Одержано залежності приросту відносного курсу від кожної з можливих парних стратегій розходження суден. Виявлено співвідношення між парними стратегіями розходження суден і відповідними їм ситуаціями максимального приросту дистанції найкоротшого зближення, які утворюють структуру ефективних систем бінарної координації.

  Скачати повний текст