Registration Number
0825U000756, PhD dissertation
Status
Доктор філософії
Date
22-04-2025
popup.evolution
o
Title
Methods for Developing Automated Ship Steering Systems Based on a Navigator Qualification Model
Author
Viktoriіa P. Ponomaryova,
popup.head Nosov Pavlo S.
popup.head Оlena S. Dyahyleva
popup.opponent Olena Tymoschuk
popup.opponent Yurii Lebedenko
popup.review Kostiantyn Tymofeiev
popup.review Andrii Petrovskyi
popup.rada
Kherson State Maritime Academy
Description
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 151 «Автоматизація та комп'ютерно-інтегровані технології». — Херсонська державна морська академія Міністерства освіти і науки України, Херсон 2024.
Сучасне судноплавство перебуває на перехресті інформаційних інновацій та викликів, що зумовлені зростанням складності навігаційних умов. Попри впровадження сучасних навігаційних систем, таких як ECDIS, AIS і автоматичного пілотування, людський фактор залишається основною причиною більшості аварій на морському транспорті.
Аналіз аварій (EMCIP Navigation Accidents-Summary report) показав, що з 573 зафіксованих інцидентів найбільш поширеною причиною залишаються дії людини (447 випадків, або 78,0%), з яких 37,0% становлять зіткнення, 30,0% – посадка на мілину та 11,0% – контакт. Наступними за поширеністю є аварії, спричинені іншим судном (78 випадків, 13,6%), серед яких 6,3% – посадки на мілину, 4,9% – зіткнення та 2,4% – контакт. За ними слідують відмови систем чи обладнання (44 випадки, 7,7%), де 3,7% припадають на посадку на мілину, 2,1% – на зіткнення і 1,9% – на контакт. Нарешті, у 4 випадках (0,7%) причину аварії не вдалося встановити.
Ключовою проблемою є відсутність інтегрованого підходу до оцінки та прогнозування кваліфікаційних параметрів судноводіїв у реальному часі. Підґрунтям для визначення цих параметрів слугують положення державного кваліфікаційного іспиту зі спеціальності «Морський та внутрішній водний транспорт» (синхронізовані з IMO-модельними курсами та затверджені наказом МОН №1067 від 01.09.2023), а також вимоги STCW (Розділ A‑VIII/2) і ISM Code (п. 1.2.2) щодо належної організації вахтової служби, управління ресурсами та запобігання людським помилкам. Відтак, постає потреба у розробці методів створення автоматизованих систем керування рухом судна на основі кваліфікаційних даних про судноводія.
Головною ідеєю дослідження є гіпотеза, що застосування методів та засобів автоматизованого керування судном, заснованих на інтелектуальних системах з нечіткою логікою, для оцінки та відновлення кваліфікаційних параметрів моделі судноводіїв, дозволить зменшити вплив людського фактора на процеси навігації.
Головне завдання дослідження полягає у створенні кваліфікаційної моделі судноводія, яка враховує технічні, когнітивні та поведінкові аспекти, модулів для оцінки рівня небезпеки, ідентифікації кваліфікаційних параметрів їх відновлення та аналізу дій у критичних ситуаціях.
Задачі дослідження:
1. Провести аналіз існуючих методів та засобів управління кваліфікаційною складовою морських організаційно-технічних систем, зокрема ідентифікації кваліфікаційних параметрів, які впливають на ефективність функціонування систем, і розробці структурно-логічних схем та моделей керування.
2. Розробити та обґрунтувати кваліфікаційну модель судноводія для автоматизованого управління судном, яка інтегрує технічні, когнітивні та поведінкові аспекти, що включатиме методи оцінки рівня кваліфікації, прогнозування навігаційних ризиків і прийняття рішень в умовах невизначеності, а також створення когнітивного модуля для аналізу інтуїтивних дій.
3. Розробити метод автоматизованої ідентифікації та оцінки кваліфікаційних параметрів судноводіїв у складних навігаційних умовах на основі систем нечіткого виведення, що передбачатиме формалізацію функцій належності для ключових навігаційних факторів, створити базу нечітких правил та провести імітаційне моделювання для оцінки впливу кваліфікаційних параметрів на загальний ризик навігації.
4. Розробити програмне забезпечення, яке реалізовуватиме алгоритми розробленого комплексного методу, що забезпечить послідовний функціонал, включатиме розробку модуля для автоматизованої OCR-обробки зображень ECDIS, модуля для порівняння даних та геолокацій з метою аналізу навігаційної інформації, модуля для візуалізації географічних даних на карті, а також модуля підтримки прийняття рішень для судноводія.
Об'єктом дослідження є процеси визначення кваліфікаційної моделі судноводія при керуванні рухом судна.
Предметом дослідження є моделі і методи створення автоматизованих систем керування рухом судна на основі кваліфікаційної моделі судноводія.
Наукове значення отриманих результатів полягає у розробці комплексного методу та нових підходів до автоматизованого керування судном і підтримки прийняття рішень судноводієм, які інтегрують технічні, когнітивні та поведінкові аспекти у кваліфікаційну модель судноводія.
Практичне значення отриманих результатів полягає у використанні розроблених методів і програмних засобів для створення автоматизованих систем керування рухом судна та систем підтримки прийняття рішень судноводієм, які працюють у режимі реального часу. Впровадження цих систем дозволяє інтегрувати інтелектуальні алгоритми, такі як нечітка логіка та нейронні мережі, з існуючими навігаційними системами, зокрема ECDIS, що знижує вплив людського фактору на процеси навігації.
Registration Date
2025-03-06
popup.nrat_date
2025-03-06 / 2026-07-15
