Існує проблема ідентифікації суб'єктивної ентропії судноводія як показника негативного людського фактора на морському транспорті. Метою дослідження є побудова інформаційної системи ідентифікації негативних проявів людського фактора для забезпечення безпеки на морському транспорті. Мета роботи - проектування інформаційної системи що складається з двох рівнів, виявлення первинних факторів і виявлення вторинних факторів підвищення суб'єктивної ентропії судноводія. В рамках дослідження визначено фази діяльності судноводія, в яких виникають негативні прояви людського фактора, а саме під час позаштатних ситуацій. Визначено, що втрата концентрації уваги призводить до неадекватних ситуації дій з боку судноводія. Крім того, другою причиною можуть служити стресові ситуації, що впливають на рівень самоконтролю. Визначено простір факторів, що впливають на підвищення суб'єктивної ентропії судноводія у вигляді вектора що проявляються на першому рівні формальної системи. Проведена компоновка множин факторів, в результаті чого отримано формальний опис першого рівня системи. Завдання зводиться до багатокритеріальної оптимізації з метою знаходження множин оптимальних рішень. Важливим етапом в ході моделювання є оцінка похибки при знаходженні вектора і визначення нижньої грані можливості системи. Виконано формальний опис дій другого рівня системи і визначення векторів. Отримано максимально достовірне визначення векторів впливу на підвищення суб'єктивної ентропії судноводія на етапі другого рівня з урахуванням тимчасових витрат спрацьовування системи, що дозволяє визначити три режими роботи. Позначено вхідні дані для визначення режимів роботи системиу вигляді матриць поведінки судноводія під час позаштатних ситуацій. Формальні підходи були підтверджені імітаційний моделюванням із застосуванням навігаційного тренажера NTPRO 5000 і стали основою для побудови алгоритму формування u1084 моделі поведінки судноводія в різних ситуаціях. Висновки: запропоновані формальні підходи, моделі та алгоритми дозволять створити підставу для аналізу поведінки судноводіїв під час позаштатних ситуацій. Перспективами подальших досліджень може бути знаходження найбільш оптимальних методів інтелектуального аналізу людського фактора на основі реальних даних і даних тренажерної підготовки. Це дозволить визначати математичне очікування поведінки судноводіїв в нестандартних ситуаціях, а також при виконанні операцій з невисоким коефіцієнтом досвіду.

Розглянуто проблему ідентифікації проявів людського фактору у контексті корисності на морському транспорті під час позаштатних ситуацій. Мета дослідження - підвищення безпеки на морському транспорті засобами ідентифікації позитивного і негативного людського фактора, а також аналізу поведінкових реакцій що впливають на параметри переходу судна. Мета роботи - визначення підходів і побудови програмних засобів, для ідентифікації періодів прояву людського фактора судноводіїв під час позаштатних ситуацій. В межах дослідження визначені види прояву людського фактора у формі інтуїтивної (нелогічної) поведінки судноводія. Наведено залежність інтуїтивної поведінки, як реакції, що залежить від перевищення інформаційного порогу сприйняття службової інформації. Визначено, що розподіл інформаційного навантаження між членами вахтової служби істотно знизить інформаційний поріг судноводія в момент прийняття управлінських рішень. Встановлено, що етапом ідентифікації є визначення балансу інформаційних впливів на судноводія і його індивідуальних полярних реакцій. Визначено цикл поновлення моделі судноводія за допомогою аналізу його індивідуальної моделі поведінки попередньої інтелектуальної діяльності. Запропоновано формальний опис простору альтернатив і реакцій судноводія у вигляді полярних груп в момент управління судном. Розроблено програмне забезпечення, що дозволяє виконувати аналіз траєкторії управління судном на предмет виявлення зіткнень і ідентифікувати періоди виникнення інформаційного порогу судноводія. Аналіз траєкторій, дозволив зробити висновок, що судноводій перед зіткненням знаходився в полярних на предмет активності станах активний / пасивний, що прямо-пропорційно відбивалося на швидкості ходу судна, що підтверджує основну гіпотезу дослідження. У якості математичного апарату для розв'язання задачі класифікації індивідуальних реакцій судноводія запропоновано факторний аналіз і навчальна вибірка - більш ніж дев'ять типових ситуацій, що дозволяє адекватно визначати полярні реакції за принципом корисності. З метою підтвердження адекватності запропонованих формально-логічних підходів був проведений експеримент із застосуванням навігаційного тренажера Trainer Professional 5000 (NTPRO 5000). Результати експерименту, а також розроблене програмне забезпечення дозволили ідентифікувати тимчасові періоди прояву негативного людського фактора судноводія, викликані інформаційним перевантаженням і визначити його індивідуальні фактори-стимули. При цьому, момент виникнення позаштатної ситуації визначався шляхом аналізу траєкторії управління судном засобами обробки log-файлів серверу по проходженню локації "Босфор". Крім того, був розроблений алгоритм формування моделі судноводія і її поновлення на основі індивідуальних періодів негативного прояву людського фактора. Розглянуто особливості виникнення інформаційного дисбалансу між членами вахтової служби при виникненні позаштатної ситуації і особливостей його ідентифікації під час переходу судна. Наведені результати дозволять на якісно новому рівні підійти до аналізу проблеми впливу людського фактора на адекватні управлінські рішення судноводія.

Мета дослідження - дослідити траєкторії переміщення членів вахтової команди на морському транспорті, що призводять до зниження рівня безпеки, здійнити розробку формального апарату, а також програмно-апаратних засобів ідентифікації розташування членів вахтової команди під час виконання складних маневрів. У ході побудови математичної моделі розглянуто найбільш поширені схеми взаємодії членів вахти в момент виконання складних маневрів. Загальну задачу було розглянуто як серію вахтових взаємодій для розв'язання мікрозадач управління судном на певний момент. У результаті імітаційного моделювання визначено, що ключову роль виконує перший помічник капітана, який з найбільшою ймовірністю схильний відхилитися від інструкцій через надмірну активність або пасивність у діях. Розглянуто моделі взаємодії членів вахтової служби в межах багатоденного переходу судна. Дослідження свідчить, що утворення сталих взаємодій залежить від рівня досвіду та кваліфікації членів вахтової служби. Надмірно активне переміщення помічника капітана, а також дублювання функцій окремих членів вахтової служби негативно впливає на рівень безпеки під час управління судном. Запропоновано програмно-апаратні засоби, що надають змогу ідентифікувати розташування й переміщення членів вахтової команди, які призводять до відхилень від інструкцій несення вахти на морському транспорті. Уперше було розроблено програмно-апаратні засоби для аналізу переміщень членів вахтової служби, що надають змогу ідентифікувати порушення посадових інструкцій. На основі розроблених програмно-апаратних засобів ідентифікації розташування й переміщення членів вахтової команди з'являється можливість більш ефективно оцінювати дії курсантів-судноводіїв під час проходження практики на базі навігаційного тренажера NTPRO 5000 у Херсонській державній морській академії, Україна. Ці дослідження також можуть бути корисними під час вивчення дисципліни "Організація дій екіпажу в екстремальних умовах".

Розглянуто задачу автоматичного розходження з багатьма цілями, включаючи маневруючі. Об'єкт дослідження - процес автоматичного розходження з багатьма цілями, включаючи маневруючі. Предмет дослідження - метод і алгоритми, що реалізують процес автоматичного розходження з багатьма цілями, включаючи маневруючі. Мета роботи - розробка методу і алгоритмів автоматичного розходження з багатьма цілями, включаючи маневруючі, для модуля бортового контролера системи управління судном. Метод. Ця мета досягається періодичним, з тактом роботи бортового контролера, вимірюванням істинної швидкості судна і відносних швидкостей судна і цілей, усередненням виміряної інформації для видалення шумів, оцінкою істинних швидкостей цілей, побудовою, для отриманих оцінок істинних швидкостей цілей, областей допустимих управлінь розходженням з кожною ціллю шляхом чисельного перебору параметрів розходження (швидкості і курсу) на вузлах заданої сітки в області їх можливих змін, визначенням на вузлах сітки відносних швидкостей руху судна і цілей і перевіркою їх на не приналежність секторам небезпечних курсів, побудовою загальної області допустимих управлінь розходженням з усіма цілями шляхом об'єднання областей допустимих управлінь розходженням з кожною ціллю, вибором параметрів розходження із загальної області допустимих управлінь розходженням у відповідності із заданими критеріями. Це дозволяє розходитися з багатьма цілями, включаючи маневруючі, у повністю автоматичному режимі. Зміна критеріїв вибору параметрів розходження призводить до зміни поведінки судна при розходженні без зміни програмного коду. Результати. Розроблені метод та алгоритми реалізовані в програмному забезпеченні і досліджені шляхом вирішення задачі розходження з багатьма цілями, включаючи маневруючі, у повністю автоматичному режимі у замкнутій схемі з тренажером Navi Trainer 5000 для різних типів суден, цілей, районів плавання і погодних умов. Висновки: Експерименти підтвердили працездатність запропонованого способу і алгоритмів і дозволяють рекомендувати їх для практичного використання при розробці модулів автоматичного розходження з багатьма цілями, включаючи маневруючі, бортового контролера системи управління судном.

Розглянуто задачу автоматизованого аналізу прийняття рішень оператором в ергатичних системах критичних інфраструктур на прикладі управління морським транспортом в складних навігаційних умовах. Основним критерієм адекватного сприйняття вхідної інформації оператором є прогнозування поведінкових стратегій прийняття рішень в умовах дискретного часу. Однак, складність моделювання дій оператора полягає у нелінійному формуванні рішень в умовах позаштатних ситуацій і відхилень від Кодексів і Правил. Мета дослідження - розробка математичного забезпечення модуля системи підтримки прийняття рішень (СППР) для ідентифікації класоутворюючих множин атомарних елементів що визначають факт спотворення сприйняття інформації про навігаційні ризики шляхом формального аналізу і прогнозу моделей поведінки оператора при управлінні судном. З метою автоматизації аналізу сприйняття небезпеки оператором, була побудована математична модель, яка ідентифікує факт спотворення сприйняття у вигляді простору ознак метаданих, що одержуються за допомогою обробки інформації навігаційних приладів. Фактором дезорієнтації оператора також може служити несення вахти на зміщеному містку, що істотно впливає на аналіз інформації для адекватного прийняття рішень. У зв'язку з порушенням синхронізації навігаційних приладів, таких як: РЛС, ARPA, AIC, ECDIS, особливо у випадках виходу з режиму автоматичного управління, виникає небезпечний прецедент що полягає у неготовності оператора сприйняти складність ситуації, внаслідок чого проведено формальний аналіз на предмет підвищення ризиків під час переходу у вказаних умовах. Побудована імовірнісна модель сприйняття ситуації в умовах картежа похибок. Моделювання показало, що без чіткої ідентифікації факторів, що впливають на спотворення сприйняття оператора, неможливо вичзначити ступінь критичності навігаційної ситуації, тому узагальнених статистичних даних недостатньо і для результативної роботи СППР, тобто необхідна індивідуальна інформаційна модель кожного оператора. З метою аналізу сприйняття інформації оператором був розроблений тест, що визначає переваги при виборі стртегії керуючих впливів у вигляді виконання маневру при складних навігаційних умовах. Результати тестування, а також дані по проходженню локації дозволили виконати класифікаційний аналіз по 15 параметрам за допомогою штучних нейронних мереж і визначити межі відхилень у сприйнятті навігаційної небезпеки. У ядро СППР внесений ряд правил і алгоритмів, які включають: поле взаємодії, засоби синхронізації РЛС і НІС; фактична навігаційна небезпека в даній картографічній області; траєкторії руху суден і, як результат, моделювання імовірного відхилення у сприйнятті оператора. З метою підтвердження результативності розробленої СППР і запропонованих формально-аналітичних підходів був проведений експеримент із застосуванням навігаційного тренажера Navi Trainer 5000 (NTPRO 5000). Метадані експерименту за 2,5 року роботи навігаційних тренажерів і програмних засобів СППР дозволили ідентифікувати ймовірність відхилення в інформаційному сприйнятті небезпек і експортувати прогнозовані дані в нові для оператора локації і картографічні райони. Проведений експеримент підтвердив гіпотезу дослідження і показав доцільність трансформаційних змін даної СППР для виконання прогнозів можливих ризиків при управлінні судном шляхом аналізу інформаційної моделі оператора. Висновки: представлені в дослідженні інформаційні та формально-аналітичні підходи, а також розроблені програмні засоби СППР дозволили виконати класифікацію стратегій прийняття рішень оператором при управлінні судном і спрогнозувати ймовірність катастрофічних наслідків. Проведені експерименти підтвердили доцільність запропонованих моделей і методів.

Розглянуто задачу автоматичного розходження з багатьма цілями, включаючи маневруючі. Об'єкт дослідження - процес автоматичного розходження з багатьма цілями, включаючи маневруючі. Предмет дослідження - метод і алгоритми, що реалізують процес автоматичного розходження з багатьма цілями, включаючи маневруючі. Мета роботи - розробка методу і алгоритмів автоматичного розходження з багатьма цілями, включаючи маневруючі, для модуля бортового контролера системи управління судном. Метод. Ця мета досягається періодичним, з тактом роботи бортового контролера, вимірюванням істинної швидкості судна і відносних швидкостей судна і цілей, усередненням виміряної інформації для видалення шумів, оцінкою істинних швидкостей цілей, побудовою, для отриманих оцінок істинних швидкостей цілей, областей допустимих управлінь розходженням з кожною ціллю шляхом чисельного перебору параметрів розходження (швидкості і курсу) на вузлах заданої сітки в області їх можливих змін, визначенням на вузлах сітки відносних швидкостей руху судна і цілей і перевіркою їх на не приналежність секторам небезпечних курсів, побудовою загальної області допустимих управлінь розходженням з усіма цілями шляхом об'єднання областей допустимих управлінь розходженням з кожною ціллю, вибором параметрів розходження із загальної області допустимих управлінь розходженням у відповідності із заданими критеріями. Це дозволяє розходитися з багатьма цілями, включаючи маневруючі, у повністю автоматичному режимі. Зміна критеріїв вибору параметрів розходження призводить до зміни поведінки судна при розходженні без зміни програмного коду. Результати. Розроблені метод та алгоритми реалізовані в програмному забезпеченні і досліджені шляхом вирішення задачі розходження з багатьма цілями, включаючи маневруючі, у повністю автоматичному режимі у замкнутій схемі з тренажером Navi Trainer 5000 для різних типів суден, цілей, районів плавання і погодних умов. Висновки: Експерименти підтвердили працездатність запропонованого способу і алгоритмів і дозволяють рекомендувати їх для практичного використання при розробці модулів автоматичного розходження з багатьма цілями, включаючи маневруючі, бортового контролера системи управління судном.

Розглянуто задачу автоматизованого аналізу прийняття рішень оператором в ергатичних системах критичних інфраструктур на прикладі управління морським транспортом в складних навігаційних умовах. Основним критерієм адекватного сприйняття вхідної інформації оператором є прогнозування поведінкових стратегій прийняття рішень в умовах дискретного часу. Однак, складність моделювання дій оператора полягає у нелінійному формуванні рішень в умовах позаштатних ситуацій і відхилень від Кодексів і Правил. Мета дослідження - розробка математичного забезпечення модуля системи підтримки прийняття рішень (СППР) для ідентифікації класоутворюючих множин атомарних елементів що визначають факт спотворення сприйняття інформації про навігаційні ризики шляхом формального аналізу і прогнозу моделей поведінки оператора при управлінні судном. З метою автоматизації аналізу сприйняття небезпеки оператором, була побудована математична модель, яка ідентифікує факт спотворення сприйняття у вигляді простору ознак метаданих, що одержуються за допомогою обробки інформації навігаційних приладів. Фактором дезорієнтації оператора також може служити несення вахти на зміщеному містку, що істотно впливає на аналіз інформації для адекватного прийняття рішень. У зв'язку з порушенням синхронізації навігаційних приладів, таких як: РЛС, ARPA, AIC, ECDIS, особливо у випадках виходу з режиму автоматичного управління, виникає небезпечний прецедент що полягає у неготовності оператора сприйняти складність ситуації, внаслідок чого проведено формальний аналіз на предмет підвищення ризиків під час переходу у вказаних умовах. Побудована імовірнісна модель сприйняття ситуації в умовах картежа похибок. Моделювання показало, що без чіткої ідентифікації факторів, що впливають на спотворення сприйняття оператора, неможливо вичзначити ступінь критичності навігаційної ситуації, тому узагальнених статистичних даних недостатньо і для результативної роботи СППР, тобто необхідна індивідуальна інформаційна модель кожного оператора. З метою аналізу сприйняття інформації оператором був розроблений тест, що визначає переваги при виборі стртегії керуючих впливів у вигляді виконання маневру при складних навігаційних умовах. Результати тестування, а також дані по проходженню локації дозволили виконати класифікаційний аналіз по 15 параметрам за допомогою штучних нейронних мереж і визначити межі відхилень у сприйнятті навігаційної небезпеки. У ядро СППР внесений ряд правил і алгоритмів, які включають: поле взаємодії, засоби синхронізації РЛС і НІС; фактична навігаційна небезпека в даній картографічній області; траєкторії руху суден і, як результат, моделювання імовірного відхилення у сприйнятті оператора. З метою підтвердження результативності розробленої СППР і запропонованих формально-аналітичних підходів був проведений експеримент із застосуванням навігаційного тренажера Navi Trainer 5000 (NTPRO 5000). Метадані експерименту за 2,5 року роботи навігаційних тренажерів і програмних засобів СППР дозволили ідентифікувати ймовірність відхилення в інформаційному сприйнятті небезпек і експортувати прогнозовані дані в нові для оператора локації і картографічні райони. Проведений експеримент підтвердив гіпотезу дослідження і показав доцільність трансформаційних змін даної СППР для виконання прогнозів можливих ризиків при управлінні судном шляхом аналізу інформаційної моделі оператора. Висновки: представлені в дослідженні інформаційні та формально-аналітичні підходи, а також розроблені програмні засоби СППР дозволили виконати класифікацію стратегій прийняття рішень оператором при управлінні судном і спрогнозувати ймовірність катастрофічних наслідків. Проведені експерименти підтвердили доцільність запропонованих моделей і методів.

Розглянуті питання підвищення точності і надійності систем автоматичного керування рухом судна при значних відхиленнях вимірюваної сенсорами інформації у процесі маневрування судна та при відмовах сенсорів і виконуючих пристроїв. Об'єктом дослідження є процес автоматичного керування рухом судна при значних відхиленнях вимірюваної сенсорами інформації у процесі маневрування судна та при відмовах сенсорів і виконуючих пристроїв. Суб'єктом дослідження є метод і алгоритми підвищення точності і надійності систем автоматичного керування рухом судна при значних відхиленнях вимірюваної сенсорами інформації у процесі маневрування судна та при відмовах сенсорів і виконуючих пристроїв. Мета дослідження - розробка методу та алгоритмів підвищення точності і надійності систем автоматичного керування рухом судна при значних відхиленнях вимірюваної сенсорами інформації у процесі маневрування судна та при відмовах сенсорів і виконуючих пристроїв. Ця мета досягається за рахунок використання у бортовому контролері системи автоматичного керування рухом судна оцінювача параметрів вектору стану у каналі лінійного руху по даним вимірювання лінійної швидкості і переміщення; оцінювання параметрів вектору стану у каналі кутового руху по даним вимірювання кутової швидкості і переміщення, постійного контролю за достовірністю вимірюваної інформації шляхом її порівняння з отриманими оцінками параметрів вектору стану; коригування оцінок у каналі лінійного руху по виміряним сенсорами даним лінійної швидкості і лінійного переміщення, що пройшли перевірку; коригування оцінок у каналі кутового руху по виміряним сенсорами даним кутової швидкості і кутового переміщенні кутового положення), якщо його вимірювання відрізняються від оцінок на величину більшу допустимої, парирування відмови датчика у каналі кутового руху шляхом його відключення від оцінювача та подальшого оцінювання параметрів по інформації іншого датчика, що працює з ним у парі; формування відмови по управлінню у каналі лінійного руху (силової установки, автоматики або іншого виконуючого пристрою), якщо одночасно, або послідовно, через невеликий проміжок часу, зафіксована відмова обох датчиків (лінійної швидкості і лінійного переміщення), формування алярму про відмову управління у каналі лінійного руху; формування відмови по управлінню у каналі кутового руху (керма, приводів, інших виконуючих пристроїв), якщо одночасно або послідовно, через невеликий проміжок часу, зафіксовано відмову обох датчиків (кутової швидкості і кутового переміщення), формування алярму у каналі управління кутовим рухом. Даний метод та алгоритми дозволяють підвищити точність та надійність автоматичної системи керування рухом судна при значних відхиленнях вимірюваної сенсорами інформації у процесі маневрування та при відмовах сенсорів і виконуючих пристроїв. Висновки: результати проведеного математичного моделювання підтвердили працездатність та ефективність запропонованого методу і алгоритмів та дозволяють рекомендувати їх для практичного використання при розробці математичного забезпечення бортових контролерів систем автоматичного керування рухом суден, що працюють в умовах значних відхилень вимірюваної інформації у процесі маневрування та в умовах відмов сенсорів і виконуючих пристроїв.

Розглянуто підхід ідентифікації антиципації як важливої складової процесу прийняття рішень оператора на прикладі капітана далекого плавання в ергатичних системах критичних інфраструктур при управлінні морським транспортом. Розглянутий аспект антиципації операторів є складною формою людино-машинного взаємодії і вимагає розробки підходів та відповідних інформаційних засобів. Підхід щодо розробки засобів грунтується на інформаційному аналізі повного спектра траекторій прийняття рішень операторів в моменти виконання складних багатоетапних дій заснованих на прийнятій стратегії людино-машинної взаємодії. Такий підхід передбачає формування метрики здатної алгоритмічним способом відобразити простір варіантів в умовах комбинаторного передуявлення в термінах геометричної теорії груп на графі Келі. В рамках розробки підходу визначена математична модель збору та обробки експериментальних даних в ході аналізу бази даних навігаційних симуляторів. З метою підтвердження прийнятих формально-алгоритмічних підходів проведено імітаційне моделювання що формує траєкторію прийняття рішень оператора в критичних ситуаціях заснованих на трехфакторной моделі ERO-AEA-EAPI. Таким чином алгебраїчне і програмне представлення метричного простору прийняття рішень дозволяє апроксимувати складні людино-машинні взаємодії в умовах невизначеності і отримати підхід трансформації даних в знання про суб'єкта критичної інфраструктури - оператора. Висновки: формально-алгоритмічні підходи, представлені в дослідженні, в поєднанні з розробленими програмними засобами, підходи перетворення даних у метаданні про антиципацію операторів дозволили класифікувати і визначити індивідуальні стратегії прийняття рішень при управлінні судном що дало змогу прогнозувати ймовірність катастрофічних наслідків. Результативність запропонованого підходу і моделей була успішно обгрунтована за результатами автоматизованої обробки експериментальних даних.

The aim of the work is to develop a method for optimal control of handling operations with heavy lift cargo on sea vessels. Based on the review of scientific research in the field of loading heavy lift cargo, priority directions for improving the automated control systems for cargo handling operations on ships have been determined. Within a scientific hypothesis, it was proposed to synchronize solutions to the problem of ship propulsion control and automated control of heavy lift onboard cranes in order to improve the accuracy of loading processes. The paper analyzes the dynamic model of the "vessel - crane - cargo" system and the criteria of optimality in the problem of ship regulation-stabilization under minimization of loading time. An inverse loading algorithm has been developed, based on the principles of the loading control optimization with limiting the choice of motion by linear displacements and turns of the vessel. When executing the inverse algorithm, restrictions associated with the minimization of heeling moments in the "vessel - crane - cargo" system and restrictions associated with the maximum and minimum boom outreach are applied. The study determined the technical feasibility of achieving invariance in the cargo stabilization system with the inverse loading algorithm on heavy lift vessels. On the basis of the proposed method, simulation modeling of the ship loading process was carried out on simulators at the Kherson State Maritime Academy. The simulation modeling has shown that the use of the inverse algorithm will reduce the time of cargo operations by 50 - 70 percent and, as a result, reduce the risk of emergencies when loading the ship. It was also determined that the use of the inverse algorithm is appropriate for cargo of more than 100 tons.

Розглянуті питання підвищення точності автоматичного керування рухомим об'єктом з використанням математичної моделі вимірювача та спостерігаючого за похибками вимірювання пристрою у бортовому контролері системи керування. Об'єктом дослідження є процеси автоматичного керування рухомим об'єктом з математичною моделлю вимірювача та спостерігаючого за похибками вимірювання пристрою у бортовому контролері системи керування. Предметом дослідження є метод і алгоритми підвищення точності автоматичного керування рухомим об'єктом з математичною моделлю вимірювача та спостерігаючого за похибками вимірювання пристрою у бортовому контролері системи керування. Мета дослідження - підвищення точності автоматичного керування рухомим об'єктом. Дана мета досягається за рахунок використання у бортовому контролері системи керування математичної моделі вимірювача і спостерігаю чого пристрою, побудованого на її основі, оцінки корисної складової і систематичної похибки вимірювання, що залежить від параметрів руху об'єкта керування, використання для керування тільки корисної складової без систематичної помилки вимірювання. Розроблено метод і алгоритми підвищення точності автоматичного керування рухомим об'єктом за рахунок використання у бортовому контролері системи керування математичної моделі вимірювача і спостерігаючого пристрою, побудованого на її основі. Працездатність та ефективність розробленого методу і алгоритмів перевірені математичним моделюванням у середовищі MATLAB процесів керування рухомим об'єктом у замкнутій схемі із системою керування. Висновки: результати математичного моделювання підтверджують працездатність і ефективність запропонованого методу та алгоритмів і дозволяють рекомендувати їх для практичного застосування при розробці математичного забезпечення високоточних систем автоматичного керування рухом.

Мета статті - побудова моделі сприйняття штурманом складних ситуацій, де неузгоджені правила МППСС. У реальних умовах виникає протиріччя між вимогами міжнародних правил та високим трафіком морських перевезень. Особливі ускладнення у роботі судноводія виникають також під час виконання маневрів при розходженні суден з багатьма цілями, що також супроводжується факторами стресу та невизначеності. Такі обставини суттєво впливають на рівень безпеки під час переходу у проливах та небезпечних районах мореплавання. З метою більш глибокого аналізу було проведено ряд експериментів засобами морських навігаційних стимуляторів у рамках проведення тренажерної підготовки з кадетами що підтверджують гіпотезу статті про виникнення ситуаційякі змушують судноводія відхилятися від правил МППСС. Враховуючи даний факт було запропоновані моделі щодо визначення стратегії поведінки судноводіїв під час нестандартних ситуацій при розходженні з суднами у вузькостях. Для побудови даних моделей проведено формальний аналіз ситуацій, що дозволяє спроектувати систему підтримки прийняття рішень для зменшення ризиків та аварійності на морському транспорті. Визначено що під час виникнення помилок членами навігаційної вахти на капітанському містку при управлінні судном виникають несанкціоновані зміни ролей, коли член вахти тимчасово замінює іншого без дозволу капітана або старшого помічника. Таким чином формується стала реакція, що змушує в окремих випадках спотворювати як спектр уваги кожного учасника ситуації, так і сприяти розвитку практичних навичок щодо подолання складних ситуацій відповідно до кваліфікаційних вимог судноводія. Враховуючи складність навігаційної ситуації, а також можливість прояву несприятливих погодних умов та інтенсивність морського трафіку за розпорядженням капітана вахта може бути підсилена, що також впливає на модель поведінки кожного судноводія і формує його стратегію на майбутнє. Наведено формальні підходи, що враховують фактори швидкості руху судна, кваліфікацію штурмана і ситуації, що впливають на формування стратегій маневрування. Наведені ілюстрації показують складності і неоднозначні з точки зору правил обставини. Важливим фактором для прийняття рішень залишається здатність адекватного сприйняття ситуації штурманом. Наведено аргументацію на користь застосування навігаційних інформаційних систем ECDIS і AIS, наведені приклади, що вказують на труднощі прийняття рішень в момент скупчення великої кількості суден. Приведено залежність між сприйняттям службової інформації штурманом і виборі стратегій маневрування. Надано рекомендації з розробки системи підтримки прийняття рішень штурманів в складних навігаційних умовах. Запропоновано підходи застосування системи підтримки прийняття рішень, а також формування даних про штурмана.

Мета статті - розробка формальної моделі і її геометричної апроксимації, що дозволяє описати логіку розподілу уваги старшим помічникам капітана під час виконання маневрів з можливістю дискретного прогнозування. Аналіз експериментальних та статистичних навігаційних даних дозволяє стверджувати, що існує ряд факторів, що негативно впливає на результативність виконання маневрів судноводієм у складних умовах. Втрата контролю судноводія визначено фактом як випадковою зміною керуючих впливів при управлінні судном, так і траєкторією виконання складних маневрів. Розглянуто особливості поведінки судноводія із врахуванням макрорівня, що відображає індивідуальні стратегії формування його моделі. Для побудови даної моделі проведено аналіз міжнародних морських правил та ситуацій, що дозволило визначити формальну структуру і логічні принципи моделі, що наближені до реальних ситуацій при вирішенні навігаційних завдань. Зазначено ряд навігаційного обладнання у якості джерел інформації, які дозволяють визначити геометричну метрику запропонованої моделі. Наводяться формальні підходи, що враховують чинники індивідуальної схильності судноводія до сприйняття навігаційних ситуацій і пов'язаних з ними небезпек. Запропоновано просторову апроксимацію моделі у вигляді декартового куба, розділеного на вісім квадрантів з локальними системами координат, що дозволило об'єднати дані з розподілу уваги щодо восьми об'єктів згідно ПДМНВ-78. Таким чином з'являється можливість визначення центру уваги та частки уваги судноводія відповідно до кожного з квадрантів, що значно спростить аналіз його поведінки експертом під час аналізу складних навігаційних обставин на морському транспорті. Розроблені формально-логічні конструкції дозволяють відокремити стани моделі розподілу уваги в залежності від етапу виконання навігаційного завдання в рамках циклу. У зв'язку з цим, запропоновані підходи для прогнозування станів моделі за допомогою Марковських дискретних ланцюгів в умовах безперервного часу. Автоматизація прогнозу дозволила в режимі реального часу отримувати дані про швидкість сприйняття і обробки навігаційних даних для переходу у наступні стани з метою максимального зменшення можливості виникнення катастрофічних ситуацій на морському транспорті.

Запропоновано підхід аналізу реакцій оператора морської електронної навігації та автоматизованої ідентифікації негативного впливу його людського фактору в ергатичних системах управління морським транспортом. Запропоновано алгоритми зчитування інформації про результати людино-машинного взаємодії оператора у критичних ситуаціях при виконанні навігаційних операцій підвищеної складності. Мета дослідження - розробка підходу що дозволяє перетворити простір ознак щодо дій оператора у вигляді логіко-геометричного простору p-адичних систем, в результаті якого з'являється можливість ідентифікації рівня інтелектуальної діяльності оператора за допомогою автоматизованих засобів і спрогнозувати його динаміку для нівелювання критичних ситуацій. В межах підходу і з метою автоматизованої ідентифікації сегментованих результатів людино-машинної взаємодії описано метод перетворення детермінованих фрагментів інтелектуальної діяльності оператора в термінах p-адичних структур. Формально описані принципи деталізації, узагальнення, а також переходів у різні простори сприйняття навігаційної ситуації оператором. Проведено імітаційне моделювання що підтверджує доцільність запропонованого підходу і дозволяє на основі часових ідентифікаторів визначити індивідуальну структуру реакцій оператора. Отримані дані дозволяють виконувати прогнозування для типових ситуацій із застосуванням автоматизованих багатокритеріальних методів і засобів, що у свою чергу дає можливість ідентифікувати індивідуальні показники динаміки реакцій оператора у складній людино-машинній взаємодії. Результати. З метою підтвердження запропонованого формально-алгоритмічного підходу був проведений експеримент з використанням навігаційного симулятора Navi Trainer 5000 (NTPRO 5000). Автоматизований аналіз експериментальних серверних даних, даних відеоряду, дозволив ідентифікувати детерміновані дії оператора у вигляді метаданих траєкторії його реакцій в рамках просторів p-адичних структур. Результати моделювання із застосуванням автоматизованих нейронних мереж дозволили отримати часові ряди інтелектуальної діяльності оператора електронної морської навігації та з достатнім ступенем надійності виконувати прогноз подальших реакцій. Висновки: запропоновані формальні підходи дослідження, в поєднанні із розробленими автоматизованими засобами, а також алгоритмічними і методологічними пропозиціями дозволили на новому рівні підійти до вирішення проблеми автоматизованої ідентифікації негативного прояву людського фактора оператора електронною навігації. Результативність запропонованого підходу була обгрунтована за результатами автоматизованої обробки експериментальних даних і побудованих прогнозів.

Taking into account current trends in the development of ergatic maritime transport systems, the factors of the navigator's influence on vessel control processes were determined. Within the framework of the research hypothesis, to improve navigation safety, it is necessary to apply predictive data mining models and automated vessel control. The paper proposes a diagram of the ergatic vessel control system and a model for identifying the influence of the navigator "human factor" during navigation. Within the framework of the model based on the principles of navigator decision trees, prediction by data mining means is applied, taking into account the identifiers of the occurrence of a critical situation. Based on the prediction results, a method for optimal vessel control in critical situations was developed, which is triggered at the nodes of the navigator decision tree, which reduces the likelihood of a critical impact on vessel control. The proposed approaches were tested in the research laboratory "Development of decision support systems, ergatic and automated vessel control systems". The use of the Navi Trainer 5,000 navigation simulator (Wartsila Corporation, Finland) and simulation of the navigation safety control system for critical situations have confirmed its effectiveness. As a result of testing, it was determined that the activation of the system allowed reducing the likelihood of critical situations by 18 - 54 %. In 11 % of cases, the system switched the vessel control processes to automatic mode and, as a result, reduced the risk of emergencies. The use of automated data mining tools made it possible to neutralize the negative influence of the "human factor" of the navigator and to reduce the average maneuvering time during vessel navigation to 23 %.

Запропоновано підхід автоматизованої ідентифікації мотиваційної моделі навігаторів при управлінні морським транспортом. Запропоновано алгоритми вилучення даних в результаті людино-машинного взаємодії навігатора з електронними системами управління судном при виконанні навігаційних операцій підвищеної складності. Мета дослідження - застосування формального і алгоритмічного підходів до вилучення даних мотиваційної моделі навігатора для запобігання аварій на водному транспорті. Пропонується ідентифікація детермінованних проявів розумової діяльності навігаторів за допомогою візуальної концепції геометричної теорії груп. Такий підхід забезпечив наочне системо-логічне поєднання діагностичних методів що спрямовані на визначення мотиваційних центрів штурмана і процесів професійної діяльності, наприклад при виконанні маневрів. Ключовим показником ідентифікації вважається параметр активності штурмана "rpm_port", що впливає на швидкість судна і є маркером посилення його фізіологічної активності. Такий підхід корисний для ідентифікації тимчасових фаз при маневруванні, що явно вказують на зміну мотиваційного стану навігатора. Даний аспект був доведений на підставі результатів дендрограмми Уорда, кількох статистичних методів і прикладного програмного забезпечення. Отримані результати досліджень дозволяють прогнозувати мотиваційні стани навігатора у критичних ситуаціях. З метою підтвердження запропонованого формально-алгоритмічного підходу був проведений експеримент з використанням навігаційного симулятора Navi Trainer 5000. Автоматизований аналіз експериментальних даних дозволив сформувати мотиваційну карту навігатора і визначити модель прийняття рішень що впливають на процеси управління судном у складних ситуаціях. Висновок: запропоновані підходи дослідження дозволили автоматизувати процеси вилучення даних що вказують на принципи прийняття рішень навігатором. Результативність запропонованого підходу була обгрунтована за результатами автоматизованої обробки експериментальних даних і побудованих ознакових деревоподібних просторів прийняття рішень.

On the basis of empirical experimental data, relationships were identified indicating the influence of navigators' response to such vessel control indicators as maneuverability and safety. This formed a hypothesis about a non-random connection between the navigator's actions, response and parameters of maritime transport management. Within the framework of this hypothesis, logical-formal approaches were proposed that allow using server data of both maritime simulators and operating vessels in order to timely identify the occurrence of a critical situation with possible catastrophic consequences. A method for processing navigation data based on the analysis of temporal zones is proposed, which made it possible to prevent manifestations of reduced efficiency of maritime transport management by 22,5 %. Based on cluster analysis and automated neural networks, it was possible to identify temporary vessel control fragments and classify them by the level of danger. At the same time, the neural network test error was only 3,1 %, and the learning error was 3,8 %, which ensures the high quality of simulation results. The proposed approaches were tested using the Navi Trainer 5000 navigation simulator (Wartsila Corporation, Finland). The simulation of the system for identifying critical situations in maritime transport management made it possible to reduce the probability of catastrophic situations by 13,5 %. The use of automated artificial neural networks allowed defining critical situations in real time from the database of maritime transport management on the captain's bridge for an individual navigator.

Мета статті - визначення критерію надлишковості по управлінню та розрахунок його значення для різних типів суден і режимів плавання. Проведено короткий огляд літератури, з якого зроблено висновок, що надлишковість по управлінню в основному використовуєтьс я тільки як резервування для збільшення надійності, але не як засіб оптимізації управління. Показана залежність маневрових можливостей судна від значення по даного критерію та його важливість у класифікації. Запропоновано формулу розрахунку надлишковості по управлінню, а також розраховані значення надлишковості по управлінню для суден з різними схемами управління і режимами плавання.

Мета статті - формальний аналіз алгоритмів планування капітаном безпечних маршрутів у складних навігаційних ситуаціях на водному транспорті. Формальний і алгоритмічний аналізи на основі дерев прийняття рішень дозволили удосконалити ергатичні системи навігаційної безпеки і заздалегідь спрогнозувати ймовірні ризики морських аварій. Розглянуто підходи, що дозволяють алгоритмізувати процеси сприйняття навігаційних ситуацій капітаном. Водночас наведено формальний опис найбільш істотних елементів людського фактору капітана, що вливають на процеси планування маршрутів. Розглянуто питання, що пов'язані із сприйняттям складних навігаційних ситуацій капітаном, наводяться залежності від обсягу і багатопоточності вхідної інформації. З метою підтвердження фактичного впливу елементів людського фактору капітана на процеси планування безпечного маршруту була проведена низка експериментів із застосуванням навігаційного симулятора Navi Trainer 5000 і подальшого моделювання засобами Data Mining. В результаті моделювання були отримані типові конструкції планування маршрутів водного транспорту. Підтверджено адекватність побудованих моделей на прикладі фактору Fs3 - "погодні умови". Запропоновані підходи дозволять у подальшому розширити можливості прогностичних моделей можливих аварій на водному транспорті з вини людського фактору.