Методология обеспечения безопасности транспортных средств

Безопасность — сложнейшее социально-политическое и научно-техническое явление, смысл которого доступен на интуитивном уровне, однако, несмотря на широкое употребление этого понятия, его сущность исодержание остаются теоретически неисследованными. Определенная сложность в исследовании и решении проблем безопасности заключается в том, что непосредственное измерение безопасности невозможно.

В настоящее время проблемы безопасности существуют практически во всех областях деятельности человека. Результаты работ в данных областях знаний сформировались в виде Федеральных законодательных актов по вопросам безопасности применительно к отдельным направлениям деятельности. К одному из таких направлений относится безопасность транспорта, как составная часть национальной безопасности Российской Федерации.

Современный этап развития научной мысли в сфере проблем безопасности транспорта характеризуется попытками перехода от эмпирического к теоретическому уровню исследования, наличием предпосылок для создания концепции и теории безопасности: идеологических и методологических.

Основным государственным доктринальным и управленческим документом, определяющим содержание государственной политики в области обеспечения транспортной безопасности, программы ее реализации, формирующим и приводящим в действие механизм исполнения является Государственная концепция обеспечения транспортной безопасности. Концепция согласуется с государственными документами более общего характера в области безопасности, транспортной политики и иными, а именно:

Концепцией национальной безопасности РФ-1 Государственной стратегией экономической безопасности РФ;

— Транспортной стратегией РФ на период до 2020 года;

— международными соглашениями Российской Федерации.

Сегодня проблема безопасности начинает рассматриваться как важнейший аспект проектирования, создания и использования различных транспортных средств (ТрС), как наиболее уязвимой, с точки зрения безопасности, составляющей транспортных систем отдельных регионов и всей страны в целом. Это обусловливается, с одной стороны, сложностью структуры указанных объектов, а, с другой стороны, тем возможным ущербом, который может быть нанесен в случае их отказа, включая гибель пассажиров и экипажа ТрС, а также катастрофические последствия, связанные с повреждением перевозимых опасных грузов.

Дальнейшее повышение скоростей транспортных средств, резкое увеличение их количества, реализация новых принципов движения, совершенствование энергетических установок транспортных средств и средств обеспечения транспортировки и невозможность решения проблемы безопасности ТрС с ведомственных позиций, выдвигает на повестку дня вопрос о разработке основных направлений повышения безопасности современных транспортных средств.

Неудовлетворительное положение дел с аварийностью на транспорте настоятельно требует поиска новых подходов к обеспечению безопасности эксплуатируемых транспортных средств. Различным аспектам данных подходов посвящены исследования таких ведущих отечественных и зарубежных специалистов, как Ф. М. Кацман, В. В. Кобзев, И. М. Короткин, Е. А. Куклев, Ю. А. Лукомский, И. А. Рябинин, А. Е. Сазонов,.

1 Утверждена Указом Президента РФ от 10 января 2000 г. № 24.

2 Утверждена Указом Президента РФ от 29 апреля 1996 г. № 608 Одобрена Государственным Советом РФ 29 октября 2003 г.

Д.А.Скороходов, Х. Кумамото, Э. Хенли, представленные в работах [19, 53, 60, 66, 73, 108, 129, 133, 176].

В качестве организационных и технических мер, которые могут способствовать повышению уровня безопасности ТрС, можно рассматривать: повышение профессионального уровня лиц, осуществляющих управление и обслуживание транспортных средств, посредством совершенствования системы их обучения, включая регулярные занятия по повышению квалификации с последующей тренажерной отработкой практических эксплуатационных ситуацийповышение технических требований к транспортным средствам старше 10 лет, направленных на обеспечение необходимых параметров прочности конструкций ТрС и эксплуатационной надежности оборудования и систем с целью исключения аварийноопасных транспортных средств из эксплуатации, в том числе по причине высокой стоимости поддержания их должного технического состояниясоздание, внедрение и совершенствование систем управления безопасностью транспортных компаний, предназначенных для проведения необходимых организационных и технических мероприятий по улучшению способов управления и технического обслуживания ТрС, принадлежащих транспортным компаниям.

Однако только вышеперечисленных мер недостаточно для повышения уровня безопасности ТрС. В современных условиях возникает необходимость рассмотрения проблемы безопасности транспортных средств на качественно новой межведомственной основе, т.к. эффективное ее решение невозможно без создания соответствующего методологического обеспечения. При формировании теории и методов обеспечения безопасности ТрС необходимо использовать комплексный подход, включающий совместное рассмотрение результатов научных исследований и потребностей практики в интересах безопасности людей и грузов.

Быстрое, качественное и экономически эффективное решение проблемы обеспечения безопасности транспортных средств на протяжении всего периода их жизненного цикла возможно только на основе системных методологических принципов, объединенных современной технологией, используемой всеми организациями, участвующими в создании, эксплуатации и модернизации ТрС. Именно поэтому создание методологии обеспечения безопасности транспортных средств, включающей разработку методов и алгоритмов, безусловно, является актуальной темой исследования.

Резюмируя вышесказанное, можно сформулировать цель и задачи настоящего диссертационного исследования.

Целью диссертационной работы является решение научной проблемы повышения безопасности транспортных средств на основе использования принципа комплексной оценки безопасности, а также разрабатываемых теоретических методов и практических средств, реализующих данный принцип.

Для достижения поставленной цели потребовалось решить следующие научные задачи:

1. Разработка метода анализа и оценки безопасного состояния региональной транспортной системы.

2. Определение состава показателей и критериев эффективности функционирования региональной транспортной системы.

3. Разработка моделей функционирования региональной транспортной системы.

4. Разработка принципов комплексной теории оценки безопасности транспортных средств.

5. Разработка состава и структуры единой среды моделирования основных конструктивных элементов высокоскоростных транспортного средства и его подсистем, предназначенной для решения задач обеспечения конструктивной безопасности ТрС.

6. Разработка программного комплекса, как средства реализации метода обеспечения конструктивной безопасности высокоскоростного транспортного средства, и оценка его адекватности.

7. Разработка противоаварийного прогнозирующего алгоритма, как средства реализации метода повышения безопасности движения высокоскоростного транспортного средства, и моделирование работы предлагаемого алгоритма.

8. Разработка принципов построения и функциональных требований, предъявляемых к системе информационной поддержки принятия решений, как к средству повышения безопасности объектов транспортировки в местах их дислокации.

9. Разработка программного обеспечения тренажера по управлению движением высокоскоростного транспортного средства, как средства повышения безопасности персонала.

10. Разработка метода оценки эффективности системы управления безопасностью транспортной компании и программного обеспечения, реализующего предлагаемый метод.

В ходе решения указанных задач получены следующие основные результаты исследования, выносимые на защиту:

1. Динамическая модель экономического развития региона с учетом транспортной составляющей.

2. Принцип комплексной оценки безопасности транспортных средств и его составляющие.

3. Метод обеспечения конструктивной безопасности высокоскоростного транспортного средства и реализующий его программный комплекс.

4. Метод повышения безопасности объектов транспортировки в местах их дислокации.

5. Метод оценки эффективности системы управления безопасностью транспортной компании и реализующее его программное обеспечение.

Содержание и структура диссертационной работы определяется поставленными при решении вышеуказанных задач вопросами, j Диссертация объемом 473 страницы машинописного текста состоит из введения, семи глав, заключения, списка использованных источников из 177 наименованийсодержит 78 рисунков, 41 таблицу, а также 3 приложения.

ВЫВОДЫ ПО 7 ГЛАВЕ:

1. Использование различных систем обучения и тренинга, позволяющих сократить имеющийся разрыв теоретического и практического обучения, способствует существенному повышению безопасности персонала, который во многом зависит от уровня его знаний и тренированности. Высокая эффективность компьютерных тренажеров, с достаточно большой точностью моделирующих как систему управления, так и объект управления, обусловлена возможностью создания для обучаемого условий деятельности, максимально приближенных к реальным. Компьютерные тренажеры имеют ряд существенных преимуществ перед реальными тренажерами: затраты на изготовление и обслуживание программного продукта во много раз ниже тех же затрат для реального тренажерас помощью подобных программ можно легко реализовывать процессы, трудно поддающиеся моделированию на реальном тренажерепрограммный тренажер более гибок в настройке и изменении алгоритма его работы;

2. Разработанное программное обеспечение тренажера по управлению движением СГЖ имеет возможность отображения процесса движения судна в продольной и поперечной плоскостях, а также возможность отображения графиков изменения во времени соответствующих параметров состояния рассматриваемого объекта. Созданная программа отслеживает основные ошибки начинающих операторов, допущенные ими в процессе управления движением СГЖ, а также моделирует возможные аварийные ситуации не зависящие от оператора. Программа, являясь средством повышения безопасности персонала рассматриваемого вида ТрС, позволяет оператору-судоводителю приобрести навыки в управлении таким сложным высокоскоростным транспортным средством как судно на подводных крыльях, а также позволяет заменить полноразмерные дорогостоящие тренажеры.

3. Разработанный критерий оценки эффективности выполняемых судоходной компанией мероприятий, направленных на улучшение работы системы управления безопасностью, позволяет учитывать не только соответствие разработанной СУ Б СК требованиям МКУБ, но и фактический уровень безаварийности принадлежащих судоходной компании судов.

4. Проведенное анкетирование 9-ти ведущих Российских судоходных компаний позволило рассчитать значения коэффициентов важности каждой цели и соответствующих им подцелей СУБ СК для дальнейшего использования их в методе оценки эффективности системы управления безопасностью.

5. Разработанный метод, позволяющий на основе выбранного критерия оценить эффективность работы системы управления безопасностью транспортной компании, состоит из следующих этапов: на первом этапе определяется эффективность целей-средств РцС, т. е. определяется соответствие СУБ СК всем требованиям, предъявляемым к ней со стороны МКУБна втором этапе определяется эффективность целей-результатов РЦр, т. е. уровень безаварийности судов, принадлежащих судоходной компаниина третьем этапе определяется суммарная эффективность СУБ СК РСум ~ рцс * Рцр > которая, при условии эффективной работы судоходной компании в области обеспечения безопасности, должна быть максимально приближена к 1.

6. Разработанный метод оценки эффективности СУБ СК предусматривает возможность сравнения систем управления безопасностью различных транспортных компаний, а также возможность оценки мероприятий, направленных на улучшение отдельных требований Международного кодекса по управлению безопасностью. Кроме того, метод позволяет не только качественно, но и количественно оценивать эффективность системы управления безопасностью судоходной компании с учетом фактической аварийности принадлежащих ей судов. Предлагаемый метод и реализующее его программное обеспечение являются простым и надежным инструментом, который позволит как представителям службы освидетельствования Регистра судоходства, так и представителям судоходных компаний не только оценивать эффективность существующей системы управления безопасностью, но и определять возможные пути повышения уровня безопасности управления и обслуживания ТрС.

7. Разработанный метод оценки эффективности системы управления безопасностью судоходной компании и реализующее метод программное обеспечение прошли успешную апробацию в 5-ти ведущих Российских судоходных компаниях.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

В ходе диссертационной работы получены следующие результаты:

Теоретические результаты работы.

1. Разработана функциональная структура региональной транспортной системы, в состав которой включены объекты и субъекты транспортной деятельности. При этом к объектам транспортной деятельности отнесены элементы технико-технологического обеспечения транспортного процесса, в том числе:

— виды транспорта;

— коммуникации;

— инфраструктура или сфера обслуживания.

К субъектам, участвующим в транспортной деятельности отнесены:

— совокупность транспортных организаций и предприятий;

— трудовые ресурсы;

— органы управления и контроля.

Представлены определения каждой из составляющих предлагаемой структуры РТС. Показано, что потребителей транспортных услуггрузовладельцев и пассажиров — можно рассматривать как специфический элемент транспортной системы, влияющий на внутреннюю структуру ТС и ее элементов, а также на процессы, протекающие внутри ТС. Влияние потребителей транспортных услуг на ТС проявляется как в прямом виде через доходы от перевозок, так и в опосредованном виде через доходы от других элементов ТС, получаемых в процессе оказания дополнительных услуг (ремонт, обеспечение топливом, погрузка/разгрузка и др.).

2. Разработана обобщенная схема взаимодействия элементов транспортной системы, включающая комплекс потоков, состоящий из:

— информационных потоков;

— финансовых потоков;

— потоков услуг.

В результате анализа разработанной схемы сделан вывод о необходимости рассмотрения РТС как иерархической многоуровневой системы с различной внутренней структурой элементов, уровнем эффективности и с противоречивыми целями функционирования и развития. При этом в основу методов эффективного и безопасного управления функционированием РТС должна быть положена теория построения сложных организационно-технических систем, позволяющая получить описание РТС с заданной степенью детализации и решать задачи прогнозирования развития, безопасности функционирования РТС, построения эффективной структуры, анализа и оптимизации транспортных и информационных потоков.

3. Обоснована целесообразность использования в качестве метода оценки безопасности РТС метода «вероятностного анализа безопасности», позволяющего выполнить всестороннюю оценку риска аварий и связанных с ней угроз, анализ достаточности принятых мер по предупреждению аварии, по локализации и ликвидации последствий аварии. В основе предложенного метода лежит использование деревьев событий и деревьев отказов. Анализ безопасности функционирования РТС, таким образом, целесообразно осуществлять с помощью структурно-логических моделей.

4. Разработан новый комбинированный формальный аппарат анализа функционирования ТС, который позволил свести многоаспектный анализ ТС к многоуровневой совокупности формализмов, применение которых на каждом уровне декомпозиции вызывает интерпретацию решений, полученных на предыдущем, более абстрактном уровне. Благодаря своей универсальности, комбинированный формальный аппарат позволяет проводить декомпозицию как структур сложных организационно-технических систем, к которым относятся и ТС, так и протекающих в них процессов, а также процессов принятия решений по управлению этими системами. Получаемые при этом симплексы являются типовыми элементами, и описываются единым математическим языком. Этим обеспечивается системный подход к анализу функционирования РТС, что позволяет моделировать различные процессы, обеспечивая согласованное функционирование нижних уровней организационно-технических систем в зависимости от требований и ограничений верхних уровней.

5. Разработана замкнутая динамическая модель РТС как составляющей экономики региона в целом. Структура модели состоит из четырех блоков: хозяйственного, демографического, финансового, экологического. Хозяйственная деятельность характеризуется четырьмя основными секторами: промышленный, сельскохозяйственный, сервисный и транспортный. Динамика развития каждого из секторов на макроуровне описывается совокупностью дифференциальных и алгебраических уравнений первого порядка, построенных по принципу апериодических звеньев. При этом в соответствии с методом системной динамики, предполагается, что правая часть каждого из дифференциальных уравнений состоит из двух слагаемых, соотношение которых определяет рост или убывание соответствующей переменной. Связь между подмоделями, входящими в рассматриваемый регион, осуществляется через импорт, экспорт и транзит. Управление осуществляется путем распределения инвестиции в различные сектора экономики, т. е. перераспределения долей конечного продукта, произведенного фондообразующими отраслями экономики между различными сферамипромышленной, сельскохозяйственной, транспортной, сервисной, экологической, социальной.

Идеи, заложенные в предлагаемой модели экономического развития с учетом транспортной составляющей могут быть использованы как для построения моделей глобального развития единой транспортной системы.

РФ, так и для решения более частных задач развития транспортного комплекса конкретного субъекта федерации.

6. Разработаны структурные схемы динамической модели прогнозирования безопасного развития РТС. Схемы позволяют решать две задачи прогнозирования:

— прогнозирование объема перевозок в регионе в зависимости от характера изменения объемов перевозок, выполненных транспортом в предпрогнозном периоде, от динамики изменения валового внутреннего продукта (ВВП) и общественных производственных фондов (ОПФ), от характера изменения объемов капиталовложений в развитие промышленности, сервисных отраслей, транспорта и экологии, а также от изменения общей численности населения региона;

— определение необходимых пропорций капиталовложений в развитие промышленности, транспорта, экологии и фонда потребления в зависимости от требуемого объема перевозок в регионе, характера изменения ВВП и ОПФ, а также от изменения общей численности населения региона.

7. Разработаны критерии эффективности функционирования РТС, среди которых предлагается различать:

— функциональные;

— экономические;

— экологические;

— критерии безопасности;

— социальные;

— информационные.

Определен состав показателей, характеризующих каждый из предлагаемых критериев.

8. Определены возможные варианты организации логистического центра (ЛЦ) РТС с уточнением особенностей их структурного построения, а также с указанием функций нижнего и верхнего уровней рассматриваемых ЛЦ. Показан наиболее приемлемый, с точки зрения реальных возможностей организации, вариант его построения. Сформирован перечень моделей, которые описывают работу ЛЦ. В качестве средства моделирования структуры ЛЦ предложено использовать новую модификацию классического метода, т. е. модифицированную сеть Петри.

9. Разработана и представлена структура модифицированной сети Петри. Ее отличительным признаком является наличие атрибутов у меток сети. При этом количество и номенклатура атрибутов различных меток могут быть различными в зависимости от интерпретации меток. В процессе моделирования значения атрибутов могут изменяться. Для моделирования различных путей развития процессов при различных исходных данных осуществляется анализ не только расстановки меток во входных позициях, но и значений атрибутов этих меток. В соответствии с полученными результатами изменяются расстановка и значения атрибутов меток, как в выходных, так и во входных позициях. Модифицированные сети Петри предлагается описывать с помощью реляционной модели данных.

10. Разработаны и представлены сетевые модели, описывающие функционирование ЛЦ, а именно:

• модель формирования заявки на перевозку груза;

• модель заключения контракта на перевозку груза;

• модель составления маршрута движения;

• модель контроля движения транспортного средства;

• модель подтверждения факта доставки груза.

Для каждой из разработанных моделей приведено описание условий, переходов, а также условий срабатывания переходов.

11. Сформулировано понятие «безопасность транспортных средств», согласно которому безопасность необходимо рассматривать как комплексную характеристику транспортного средства, определяющую его способность осуществлять перевозку пассажиров и грузов без угрозы для жизни и здоровья людей, с соблюдением сохранности грузов, транспортного средства и окружающей среды. В соответствии с принятым определением, основным объектом теории безопасности транспортных средств является аварийная ситуация (случай), в результате которой возникает угроза для жизни или здоровья людей, сохранности грузов, транспортного средства и окружающей среды.

12. Разработана классификация факторов, влияющих на безопасность транспортных средств, среди которых выделены следующие группы факторов:

— факторы, оказывающие влияние на безопасность самого ТрС;

— факторы, влияющие на безопасность человека;

— факторы, влияющие на безопасность окружающей среды;

— факторы, влияющие на безопасность груза.

Определены состав и структура каждой из 4-х вышеуказанных групп факторов. Показано, что чем подробнее учитывается влияние факторов, тем точнее может быть получена количественная оценка уровня безопасности.

13. Обоснована целесообразность использования для количественной оценки уровня безопасности транспортных средств следующих показателей: а) статистических:

• общих — характеризующих безопасность независимо от причин аварийности. Показатели могут быть абсолютными и относительными;

• частных — характеризующих безопасность по конкретным причинам аварийности или по группе причин. Показатели могут быть абсолютными и относительнымиб) вероятностных — характеризующих вероятностный характер проявления большинства опасных факторовв) рйсковых — определяющихся как произведение вероятности возникновения потенциально опасных ситуаций и возможного ущерба от нихг) экспертных — характеризующих достигнутый уровень по сравнению с лучшими образцами или состояниями. Показатели определяются по результатам экспертной оценкид) субъективных — характеризующих ситуации, когда не представляется возможным проведение экспертизы или инструментального контроля в условиях эксплуатации.

14. Сформулирован принцип комплексной оценки безопасности транспортных средств, согласно которому процесс обеспечения безопасности ТрС необходимо рассматривать в виде совокупности четырех составляющих, а именно: конструктивной безопасности ТрСбезопасности движения ТрСбезопасности объектов транспортировки в местах дислокациибезопасности управления и обслуживания ТрС.

Сформулированный принцип, обладая универсальностью, может быть использован при рассмотрении любого вида транспорта.

15. Сформулирован системный подход к проблеме обеспечения конструктивной безопасности ТрС, а также обоснована целесообразность создания единой среды моделирования для решения вышеуказанной проблемы. С позиций обеспечения системности выработаны общие требования к среде моделирования и определена ее структура.

16. Определен состав конструктивных факторов, влияющих на динамические свойства высокоскоростного водного ТрС (на примере рассмотрения судна на подводных крыльях). Определены показатели, характеризующие эксплуатационные свойства рассматриваемого объекта и его безопасность. К таким показателям относятся показатели ходкости, мореходности, обитаемости, управляемости, устойчивости судна и прочности элементов несущего комплекса. Указанные показатели служат основой для оценки вариаций различных конструктивных элементов с точки зрения безопасности судна как высокоскоростного водного транспортного средства.

17. Обоснована необходимость создания единой комплексной компьютерной технологии, как средства реализации математического моделирования, являющегося эффективным методом оценки конструктивной безопасности ТрС на всех этапах его жизненного цикла.

18. Разработана структура обобщенной математической модели, предназначенной для решения комплекса задач системного обеспечения конструктивной безопасности высокоскоростного водного транспортного средства (на примере рассмотрения судна на подводных крыльях с произвольной крыльевой схемой). В основе разработанной модели лежит нелинейная математическая модель динамики пространственного движения высокоскоростного судна, как единой динамической системы с варьируемыми конструктивными характеристиками. Представлен математический аппарат для описания всех основных подсистем, входящих в предлагаемую модель.

19. Разработан машинноориентированный метод определения области устойчивых движений, рассмотренный на примере горизонтального движения судна на воздушной подушке и базирующийся на использовании второго метода Ляпунова. Метод позволяет достаточно точно аппроксимировать границу области устойчивых движений рассматриваемого объекта — области притяжения особой точки типа «устойчивый фокус» — эллипсом. Полученное выражение для границы области устойчивых движений СВП в горизонтальной плоскости является функцией от коэффициентов обобщенной математической модели объекта. Данный факт свидетельствует о том, что имея только лишь значения или закон изменения коэффициентов модели для любого другого ТрС, обладающего ограниченной областью устойчивости, и применяя полученные выражени, мы можем достаточно быстро и с большой степенью точности, не решая дифференциальные уравнения движения, определить область устойчивых движений рассматриваемого объекта.

20. Разработан метод прогнозирования возможности попадания ТрС в аварийные ситуации (на примере горизонтального движения СВП), позволяющий существенно повысить безопасность движения транспортных средств. Метод предполагает контроль и прогнозирование кинематических параметров движения ТрС с целью недопущения выхода вектора состояния рассматриваемого объекта за границу области устойчивых движений. Разработанный метод и реализующий его алгоритм, являясь универсальными, пригодны для любого транспортного средства, обладающего ограниченной областью устойчивости.

21. Сформулированы фазы зарождения и развития аварии на ТрС, подтверждающие необходимость организации предаварийного контролянаблюдения за состоянием источника опасности для обеспечения пожарной безопасности пассажиров и грузов. Кроме того, обоснована необходимость осуществления предаварийного газового контроля, основанного на измерении в помещениях ТрС концентраций реперных веществ, обработке результатов измерений с целью выявления фактов и причин их отклонения от установленных уровней и, в конечном итоге, принятия необходимых мер по предупреждению перехода источников опасности в аварийное состояние.

22. Представлен перечень признаков-предвестников загораний и взрывов в помещениях транспортных средств, а также перечень методов и средств их обнаружения, подтверждающие необходимость размещения современных средств раннего обнаружения пожара непосредственно в зоне потенциального источника его возникновения. Контроль динамики изменения теплового излучения поверхностей оборудования и температур воздушных потоков в помещениях ТрС позволит существенно сократить время обнаружения факта и места пожара и осуществить, в отдельных случаях, распознавание опасных локальных перегревов. При этом решение о возникновении пожароопасной ситуации необходимо принимать с учетом режимов работы оборудования каждого конкретного помещения.

23. Сформулированы недостатки существующих средств передачи информации в условиях пожара, а также достоинства электромагнитных волноводов, подтверждающие целесообразность использования последних для повышения безопасности объектов транспортировки в местах их дислокации при тепловых воздействиях.

24. Разработан метод оценки безопасности эвакуации пассажиров, позволяющий оценить время, которым располагает экипаж для проведения соответствующих мер по обеспечению безопасности людей и груза. С помощью предлагаемого критерия можно рассчитать «безопасное время» пребывания пассажиров в аварийном помещении, до наступления критических для людей температур и начала влияния отравляющих веществ, выделяющихся при горении.

25. Обоснована целесообразность использования системы информационной поддержки принятия решений (СИППР) руководителей по борьбе с авариями транспортных средств (БАТрС) в качестве эффективного средства повышения безопасности объектов транспортировки в местах их дислокации. Показано, что СИППР, основанная на компьютерной обработке и хранении информации, дает возможность разрешить противоречие между объемом информации, необходимой для решения задач БАТрС, и психофизиологическими возможностями человека по обработке этой информации и принятии решений.

26. Выполнена структуризация объектов ТрС, которая позволила разделить все объекты, с точки зрения борьбы за живучесть, на классы с их последующей декомпозицией. Обоснована целесообразность использования семантического языка при описании информационных моделей для решения задач борьбы за живучесть ТрС. Показано, что в общем случае описание моделей объектов ТрС должно содержать идентификаторы, функциональное, структурное, конструктивное, топологическое, организационное и информационное описание, а также описание состава, способов и видов управления.

28. Разработан критерий оценки эффективности выполняемых транспортной компанией мероприятий, направленных на улучшение работы системы управления безопасностью (на примере судоходной компании). Критерий позволяет учитывать не только соответствие разработанной СУБ СК требованиям МКУБ, но и фактический уровень безаварийности принадлежащих судоходной компании судов.

29. Разработан метод оценки эффективности СУБ СК, позволяющий не только качественно, но и количественно оценивать эффективность системы управления безопасностью судоходной компании с учетом фактической аварийности принадлежащих ей судов, т. е. позволяющий сравнивать системы управления безопасностью различных судоходных компаний, а также оценивать мероприятия, направленные на улучшение отдельных требований Международного кодекса по управлению безопасностью. Предлагаемый метод и реализующее его программное обеспечение являются простым и надежным инструментом, который позволит как представителям службы освидетельствования Регистра судоходства, так и представителям судоходных компаний не только оценивать эффективность существующей системы управления безопасностью, но и определять возможные пути повышения уровня безопасности управления и обслуживания водных ТрС.

В перспективе данный метод может быть применен не только для судоходной, но и для любой другой транспортной компании.

Практические результаты работы.

1. Разработано программное обеспечение единой среды моделирования, представляющее собой новый, современный, эффективный и удобный инструмент системного обеспечения конструктивной безопасности высокоскоростных ТрС (на примере рассмотрения судна на подводных крыльях). Представленное описание работы основных модулей программного обеспечения показывает, что при его использовании достигаются взаимосвязанность, повышение качества технических решений при существенном сокращении сроков и стоимости создания новых и модернизации существующих объектов рассматриваемого типа. Предлагаемая технология позволяет на основе заданных технических требований решать различные задачи системного обеспечения конструктивной безопасности высокоскоростных водных транспортных средств.

2. Проведена оценка адекватности разработанного программного комплекса, которая показала, что предлагаемая компьютерная технология обладает достаточной степенью точности для проведения исследовательских и оценочных испытаний проектируемого или модернизируемого судна на подводных крыльях и его систем управления движением. Кроме того, разработанное программное обеспечение позволяет решать целый комплекс различных задач, связанных с оценкой конструктивной безопасности СПК, а также с оценкой эффективности функционирования как всего судна, так и его отдельных подсистем. При этом решение многих прикладных задач стало возможным только с использованием разработанного программного обеспечения.

3. Проведено моделирование аварийной ситуации судна на воздушной подушке с использованием разработанного прогнозирующего алгоритма управления движением ТрС. Полученные результаты моделирования доказывают, что предлагаемый алгоритм позволяет предотвращать аварии ТрС, связанные с потерей его устойчивости, что свидетельствует о правильности построения разработанного алгоритма и подтверждают целесообразность его использования в дальнейшем для повышения безопасности движения ТрС.

4. Разработаны функциональные требования к системе информационной поддержки руководителя борьбы за живучесть водного ТрС, выделен перечень задач, решение которых необходимо автоматизировать, определены цель и принципы построения данной системы. Отдельно разработаны функциональные требования к СИП БЗЖ водного ТрС при ведении борьбы с пожаром. Показано, что программное обеспечение разработанной системы должно выполнять сохранение всех данных по аварии, принятых решений и результатов их реализации. Система должна не только обеспечить контроль, но и автоматизированное и дистанционное управление общесудовыми и противопожарными системами рассматриваемого ТрС.

5. Разработано программное обеспечение тренажера по управлению движением судна на подводных крыльях, позволяющее оператору-судоводителю приобрести навыки в управлении таким сложным высокоскоростным водным транспортным средством как судно на подводных крыльях, включая управление в аварийных ситуациях, имитация и проверка которых в реальных условиях невозможна, но важна с точки зрения безопасности управления судами.

6. Проведено анкетирование 9-ти ведущих Российских судоходных компаний (ООО «Волга-Нева», ЗАО «Енисейско-Невская судоходная компания», Государственное гидрографическое управление, ЗАО «Сибирско-Невская судоходная компания», ЗАО «Балтком», ЗАО «Енекс», ООО «Дуглас», ЗАО «КАМАК», ООО «Контур СПб»), по результатам которого были рассчитаны значения коэффициентов важности каждой цели и соответствующих им подцелей СУБ CK для дальнейшего использования их в предлагаемом методе оценки эффективности системы управления безопасностью.

7. Осуществлено обучение и проведена успешная апробация разработанного метода оценки эффективности системы управления безопасностью судоходной компании и реализующего его программного обеспечения в 5-ти ведущих Российских судоходных компаниях (ООО «Волга-Нева», ООО «Трансоил», ЗАО «Балтком», ООО «Лукоил-Калининградморнефть», ООО «Дуглас»).

Таким образом, на основании изложенного можно сделать вывод о том, что задачи настоящего исследования, поставленные во Введении, выполнены в полном объеме.

Использование результатов работы.

Диссертационное исследование проведено при поддержке Правительства Санкт-Петербурга, выраженной в 2-х грантах:

1. Грант комитета по науке и высшей школе Санкт-Петербурга для молодых кандидатов наук вузов и академических институтов, расположенных на территории Санкт-Петербурга, по теме: «Разработка алгоритма прогнозирования аварийных ситуаций, возникающих при движении высокоскоростных судов» — 2005 год (шифр гранта PD05−1.10−164, диплом АСП № 605 077);

2. Грант комитета по науке и высшей школе Санкт-Петербурга для молодых кандидатов наук вузов и академических институтов, расположенных на территории Санкт-Петербурга, по теме: «Разработка методики оценки эффективности системы управления безопасностью судоходной компании» — 2006 год (шифр гранта РБ06−2.0−163, диплом АСП № 606 069).

Разработанные в диссертации методы, модели, алгоритмы, а также реализующее их программное обеспечение использованы в 8-ми научно-исследовательских работах, выполненных при участии автора в Институте проблем транспорта РАН (ИПТ РАН) и на кафедре корабельных систем управления (КСУ) Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета (СПб ГЭТУ).

В учебном процессе результаты диссертации используются на кафедре КСУ СПб ГЭТУ при чтении курса лекций по дисциплине «Интегрированные системы управления кораблем», на кафедре организации пожаротушения и проведения аварийно-спасательных работ СПб УГПС МЧС РФ при проведении занятий по дисциплине «Пожарная тактика», а также на кафедре комплексных систем управления техническими средствами подводных лодок (КСУ ТС ПЛ) Военно-морского инженерного института (ВМИИ) при проведении практикума по дисциплине «Управление, сертификация и инновации. Теория автоматического управления».

Основные научные положения, а также теоретические и практические результаты диссертации докладывались и обсуждались на следующих всероссийских и международных научных конференциях и постоянно-действующих семинарах:

1) всероссийских конференциях по управлению движением кораблей и специальных аппаратов (ИПУ РАН). 1997, 1998, 2002, 2003гг.;

2) научно-технических конференциях молодых ученых. Санкт-Петербург, ЦНИИ «Электроприбор», 1999, 2000, 2002 гг.;

3) международных конференциях по морским интеллектуальным технологиям «Моринтех». Санкт-Петербург, 2001, 2003, 2004, 2005, 2008,2209, 2011 гг.;

4) международной научно-практической конференции «Терроризм и безопасность на транспорте». Москва, 2005 г.;

5) международной конференции «Организация и безопасность дорожного движения в крупных городах». Санкт-Петербург, 2002 г.;

6) международной конференции «Безопасность портов и мультимодальных транспортных систем». Санкт-Петербург, 2008 г.;

7) всероссийской научно-технической конференции «Перспективы развития транспорта России» (в рамках VIII Международной выставки и конференции «Нева 2005»). Санкт-Петербург, 2005 г.;

8) всероссийских научно-практических конференциях «Транспорт России: проблемы и перспективы». Москва, 2007, 2008, 2009, 2010, 2011 гг.;

9) российской научно-практической конференции судостроителей «Единение науки и практики — 2010». Санкт-Петербург, 2010 г.;

10) конференциях профессорско-преподавательского состава СПб ГЭТУ. Санкт-Петербург, 1996;2010 гг.;

11) общероссийском семинаре «Современные методы навигации и управления движением». Москва, ИПУ РАН, 2008 г.;

12) постоянно действующем семинаре секции «Проблем транспорта» Санкт-Петербургского дома ученых им. А. М. Горького, 2000 — 2011 гг.;

13) постоянно действующем семинаре «Системы обработки информации и управления». Санкт-Петербург, ИПТРАН, 2000 — 2011 гг.;

14) XXII общем заседании Академии навигации и управления движением. Санкт-Петербург, ЦНИИ «Электроприбор», 2006 г.

Основные теоретические и практические результаты диссертационной работы опубликованы в 4-х монографиях, в 27-х статьях, в том числе в 14-ти статьях, опубликованных в ведущих научных журналах и изданиях, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ, в 21-ой публикации материалов всероссийских и международных научных конференций и в 8-ми отчетах по НИР. Перечень работ представлен в списке используемых источников (диссертация) и в автореферате диссертационной работы.

Внедренческий аспект диссертации подтвержден 5-ю актами о внедрении.