Система безпечного управління рухом і запобіганням зіткнення безекіпажного судна в межах контрольованої акваторії

Abstract

В магістерській кваліфікаційній роботі розглядається проблема формалізації міжнародних правил запобігання зіткненню судів (МППЗС-72) у системах підтримки прийняття рішень судноводія. Запропоновано фреймову модель подання правил МППЗС-72, що спрощує подальше використання правил в процесі опису навігаційних ситуацій у системі підтримки прийняття рішень. Також виконано огляд різних методів розходження безекіпажних суден, реалізованих вітчизняними та зарубіжними фахівцями. Автори розглянутих досліджень для розходження безекіпажних суден пропонують використання різних методів, серед яких методи штучних потенційних полів, підхід швидкісних перешкод, інтервальне програмування, нечітка логіка, алгоритми оптимального взаємного запобігання зіткнень, нейронні мережі з різноманітними методами оптимізації, комбіновані алгоритми. Облік гідродинамічних характеристик судна, дотримання «Міжнародних правил попередження зіткнення суден у морі» (МППЗС-72) та обхід статичних перешкод розглядаються не у всіх дослідженнях. Звертається увага на те, що у всіх розглянутих публікаціях облік вітру, течій та морського хвилювання відсутній. Багато з представлених досліджень мають результати симуляцій у комп'ютерному середовищі, але лише у поодиноких випадках містяться дані щодо проведення натурних випробувань. В основній частині роботи досліджено проблему оцінки навігаційної ситуації в акваторії. Важливим аспектом цієї проблеми є побудова коректних прогнозів руху всіх суден в акваторії. Зазначається, що прогноз траєкторії руху судна може бути побудований з використанням маршруту цього судна та його математичної моделі. Параметри математичної моделі конкретного судна та його маневрені характеристики можуть бути отримані з бази даних за параметрами: тип судна – розмірення, проте для побудови коректної траєкторії руху судна потрібно знати його маршрут. Якщо судно не передає свій маршрут засобами системи АІС, то його визначення становить значну складність. У разі відсутності інформації про маршрут судна, його пропонується будувати з використанням непрямої інформації. На основі інформації про акваторію з ЕКДІС будується навігаційний граф, що представляє всілякі шляхи, якими судно може рухатися по даній акваторії безпечно, не порушуючи місцеві правила плавання. Розглянуто низку небезпек та пов'язаних з ними ризиків при впровадженні безекіпажних засобів водного транспорту. Для оцінки ризику застосування нових технологій запропоновано використовувати ступінь достовірності технології, що використовується, і рівня автономності технології. Спектр методів аналізу ризиків включає 31 метод, вибір яких залежить від багатьох чинників.