Registration Number
0825U002171, PhD dissertation
Status
Доктор філософії
Date
22-07-2025
popup.evolution
o
Title
Methods and models for improving the navigational safety of ships during transition planning
Author
Sergiy Dudchenko,
popup.head Dmytro Makarchuk
popup.opponent Oleg A. Onishchenko
popup.opponent Iryna Honcharuk
popup.review Oleksandr Sharko
popup.review Andrii Petrovskyi
popup.rada
Kherson State Maritime Academy
Description
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 275 – транспортні технології. Дисертацію виконано у Херсонській державній морській академії, Херсон. Подано на захист у Херсонську державну морську академію, Херсон, 2025.
У дисертаційній роботі виконано актуальне наукове завдання щодо розроблення методів та моделей підвищення навігаційної безпеки суден під час планування переходу шляхом розробки науково-методичного апарату комплексного аналізу та прогнозування стану навігаційної обстановки з урахуванням впливу суперечливих або недостатньо структурованих чинників.
Висока аварійність світового флоту, особливо у сфері навігації (60 - 70% від загального числа) є комплексною проблемою. Незважаючи на минулі десятиліття, кількість зіткнень та навалів залишається стабільно високою. Помилки судноводіїв, а саме нехтування правилами судноплавства, неправильна оцінка ризиків та недотримання швидкісного режиму, є причиною близько 80% морських інцидентів. Тому забезпечення навігаційної безпеки водного транспорту вимагає системного підходу.
Основоположним принципом безпечного судноводіння є ретельне планування маршруту. Традиційно судноводії використовують для цього навігаційні карти, як паперові, так і електронні. Згідно з міжнародними стандартами (STCW-78, SOLAS-74, A.893(19)), оптимальність обраного маршруту безпосередньо впливає на безпеку плавання. Проте, "ручне" планування маршруту має суттєві обмеження. Це пов’язано з суб’єктивністю оцінки судноводієм ризиків, а також складністю повного врахування судноводієм всіх факторів, що впливають на безпеку плавання. До них відносяться: дотримання міжнародних норм, маневрені характеристики судна, вплив гідрометеорологічних умов, особливості навігації в складних умовах обстановки тощо.
Ефективність вирішення проблеми залежить від функціоналу системи управління судном та здатності судноводіїв розробляти оптимальні стратегії планування маршруту, забезпечення безпеки та ефективного управління судном. Значні досягнення в науці та техніці останніх років, зокрема впровадження систем GNSS, AIS та ECDIS, дозволили автоматизувати збір та обробку даних про координати судна, навколишнє середовище та параметри руху, що значно підвищило якість навігаційного забезпечення та управління судном. Існуючі методи роботи з навігаційною інформацією не дозволяють повною мірою використовувати її потенціал. Необхідно розробляти нові підходи, які б дозволяли судноводіям швидко й ефективно виділяти найважливіші дані та приймати на їх основі оптимальні рішення.
Метою роботи є підвищення навігаційної безпеки суден під час планування переходу на основі використання знання-орієнтованих технологій.
Для досягнення поставленої мети було вирішено такі часткові завдання:
1) аналіз особливостей планування переходу суден в рамках вирішення завдань забезпечення навігаційної безпеки;
2) розробка математичної моделі навігаційної обстановки для планування гарантованої смуги проводки і планування оптимального маршруту переходу суден;
3) удосконалення методів підвищення навігаційної безпеки суден під час планування переходу;
4) оцінка ефективності удосконалених методів та моделей підвищення навігаційної безпеки суден під час планування переходу.
Об'єкт дослідження: процеси планування переходу суден в рамках вирішення завдань забезпечення навігаційної безпеки.
Предметом дослідження є методи та моделі планування переходу суден.
Наукова новизна одержаних результатів полягає в тому, що:
1) розроблено математичну модель навігаційної обстановки для планування гарантованої смуги проводки та планування оптимального маршруту переходу суден, основу якої, на відміну від відомих, складає формалізм дискретних дієвих систем з елементами нечіткого логічного виведення, що дозволяє підвищити оперативність і точність моделювання;
2) удосконалено метод формування безпечного оптимального щодо витрати палива маршруту переходу суден, який полягає у застосуванні математичного апарату нечітких множин та нечіткої логіки у процесі прийняття рішень та оцінки впливу погодних умов на ефективність руху при формуванні правил роботи клітинного автомату для побудови маршрутів руху судна;
3) модернізовано метод формування безпечного оптимального за часом руху маршруту переходу суден з урахуванням прогнозу погодних умов, який, на відміну від відомих, використовує математичний апарат нечітких множин та нечіткої логіки для визначення можливостей руху судна.
Використання запропонованого підходу дозволяє зменшити час підготовки даних про навігаційну обстановку в 4 рази порівняно з ручним способом і в 1,3 рази порівняно з існуючими автоматизованими системами; підвищити ймовірність своєчасного вирішення завдань інформаційного забезпечення на 70% порівняно з існуючими методами; підвищити коефіцієнт повноти врахування чинників на 16-34% порівняно з відомими методами.
Registration Date
2025-06-05
popup.nrat_date
2025-06-05 / 2026-07-15
