Диплом, курсовая, контрольная работа
Помощь в написании студенческих работ

Расширение возможностей информационного обеспечения швартовки с использованием системы лазерного контроля

Диссертация: Расширение возможностей информационного обеспечения швартовки с использованием системы лазерного контроля
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Современный этап развития систем безопасности мореплавания характеризуется существенными достижениями науки и техники в разработке, создании, массовом производстве высоконадёжной техники судовой навигации, радиосвязи, автоматизации и информатизации судовождения и судопроводки в сложных условиях инфраструктуры акваторий портов, проливов, каналов, и т. п. С введением в действие спутниковых систем… Читать ещё >

Содержание

  • Введение
  • Общая характеристика работы
  • Глава 1. Особенности процесса швартовки и анализ информаци- ^ онных возможностей лазерной системы контроля
    • 1. 1. Особенности процесса швартовных операций в стесненных условиях
    • 1. 2. Особенности лазерной дальнометрии
    • 1. 3. Анализ информационных возможностей лазерной системы швартовки танкеров
    • 1. 4. Возможности программного обеспечения системы лазерного ^ контроля
  • Краткие
  • выводы по главе
  • Глава 2. Математическая модель прогноза завершения циклов ре- 27 гулирования скорости сближения танкера с причалом
    • 2. 1. Определение и анализ временных параметров процесса 27 швартовки в условиях мешающих отклонений
    • 2. 2. Синтез вероятностной модели и оценка возникновения отклонений параметров швартовки танкеров от портовых 32 нормативов
    • 2. 3. Оценка времени компенсации дестабилизирующих возмущений методом сетевого планирования
  • Краткие
  • выводы
  • Глава 3. Обработка статистической информационной базы пара- 44 метров лазерной системы контроля
    • 3. 1. Статистическая база оценки влияния человеческого элемента при сближении судна с причалом
    • 3. 2. Синтез вектора возмущения скорости швартовки судна 52 полиномиальной аппроксимацией её тренда
    • 3. 3. Анализ и количественные оценки статистической базы параметров швартовки лазерной системы дальнометрии
    • 3. 4. Статистические исследования временной базы циклов ре- ^ гулирования
  • Краткие
  • выводы
  • Глава 4. Компьютерное моделирование процесса сближения тан- 85 кера с причалом
    • 4. 1. Определение вероятности отклонения параметров швартовки от портовых нормативов
    • 4. 2. Особенности сближения с причалом носа и кормы судна
    • 4. 3. Модель однофакторного дисперсионного анализа сближения оконечностей судна с причалом
    • 4. 4. Методика прогнозирования параметров сближения судна с причалом
    • 4. 5. Система контроля и анализа сближения судна с прича
  • Краткие
  • выводы

Расширение возможностей информационного обеспечения швартовки с использованием системы лазерного контроля (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Современный этап развития систем безопасности мореплавания характеризуется существенными достижениями науки и техники в разработке, создании, массовом производстве высоконадёжной техники судовой навигации, радиосвязи, автоматизации и информатизации судовождения и судопроводки в сложных условиях инфраструктуры акваторий портов, проливов, каналов, и т. п. С введением в действие спутниковых систем морской навигации: американской GPS. российской ГЛОНАСС, системы управления движением судов (СУДС), системы обеспечения безопасности мореплавания (ГМССБ) была достигнута глобальность охвата ими всего мирового океана. С последними разработками подсистем дифференциальных поправок DGPS и ДГЛОНАСС морские системы навигации получили субметровую точность определения местоположения любых морских объектов, оснащенных соответствующим транспондером автоматизированной информационно — идентификационной системы (АИС).

Проблема безопасности, как известно, обуславливается как минимум двумя основными факторами: действиями экипажа (человеческий элемент) и надежностью функционирования техники (технический элемент). В идеальном варианте правильные действия экипажа и хорошее техническое состояние судна сводят на нет возможность ситуаций, требующих особого внимания.

Исторически международное морское сообщество подходило к вопросу безопасности на море, имея в виду, в основном, техническую сторону. Традиционным считалось применение технических и технологических решений в целях повышения безопасности и сведения к минимуму инцидентов на море. Суда оснащались современными техническими средствами навигации и связи, радиолокационными станциями и средствами автоматической радиолокационной прокладки, электронными картографическими и навигационно-информационными системами и т. п. Однако, как отмечается в документах ИМО, «несмотря на технические новшества, серьезные аварии и инциденты продолжают происходить» [1]. Статистика инцидентов на море, произошедших в последнее время, вынудил международное морское сообщество постепенно отойти от одностороннего подхода, сфокусированного на технических требованиях к конструкции и оборудованию судна, и обратить внимание на роль человеческого элемента в безопасности на море. Было выявлено, что в условиях участия человека во всех аспектах деятельности на море, включая проектирование, изготовление, управление, эксплуатацию, техническое обслуживание и ремонт, почти во все инциденты на море вовлечен человеческий элемент. Число таких случаев, связанных с человеческим элементом, стабильно удерживается на уровне 70−80% [1, 8, 9, 74, 75- 81, 97, 98].

Следует отметить, что на морском и речном транспорте, как и на других видах транспорта, большая роль отводится человеку-оператору, осуществляющему управленческие действия (оператор-судоводитель, оператор СУДС и т. д.) и оказывающему существенное влияние на безопасность судоходства, т. е. человеческому элементу. Понятие человеческого элемента включает в себя: психофизиологические свойства человека, зависимость характеристик деятельности человека от особенностей используемого технического оборудования, и т. д. В целом, психологический анализ особенностей операторской деятельности представлен в ряде фундаментальных работ Зараковского Г. М., Стрелкова Ю. К., Бодрова В. А., В .Я. Орлова, Котика М. А., Голикова Ю. А., Костина.

A.Н. и др.

Применительно к задаче безопасности швартовки в работах Демьянова.

B.В., Попова В. В., Ерыгина В. В., Долматова Б. М., и др. сделаны выводы о том, что сантиметровая точность измерений расстояний недоступна ни человеку, при визуальном определении расстояний, ни техническим средствам навигации с помощью РЛС или оптических средств. Сантиметровая точность определения положения центра тяжести и концевых точек судна на ограниченной акватории в процессе швартовных операций доступна специальным портовым лазерным системам, действующим только в зоне каждого отдельного причала. Поскольку последние начали внедряться в портах мира с 2002;го года, и их распространение займёт некоторый период времени, то внедрение лазерных систем швартовки, в Новороссийске такая система уже развёрнута у причалов нефтетерминалов «Шесхарис», будет одним из факторов снижения субъективного воздействия человеческого фактора и повышения безопасности при выполнении операций швартовки больших морских судов в портах. Так же в работах акцентируется внимание на недоступности человеку высокой точности измерений, ограниченности временных реакций, проявляющихся в условиях его взаимодействия с объектом управления. В силу большой информационной нагрузки при непрерывном слежении за постоянно меняющейся ситуацией, обработки большого количества информации, принятие решений и, как следствие, возникающей усталости оператор-судоводитель может допускать ошибки, приводящие к возникновению аварийных ситуаций и авариям. Все эти факторы информационной перегрузки операторов оказываются в опасной зоне значений для безопасности судопроводки по акваториям больших портов, каким, например, является порт Новороссийск. Исследования в области рассматриваемой проблематики показывают, что технические системы высокоточного определения и надежного контроля местоположения судна в районах плавания с высокой интенсивностью судоходства, и особенно на заключительном этапе судозахода, при швартовке, приобретают все большее значение.

Необходимость повышения безопасности определяется все большим увеличением сложности современных танкеров. Эта проблема наиболее актуальна на современном этапе, решаемая внедрением таких технических систем, которые на основе выработанных рекомендаций предоставляют поддержку в принятии решения судоводителям в ситуациях с неявно выраженными параметрами. Перспективы применения таких систем открывают на морском транспорте, где человеческий элемент играет существенную роль, новые информационные возможности, для совершенствования процессов судовождения.

В соответствии с этим актуальной задачей информационного обеспечения процесса швартовки является исследование неиспользованной базы пространственно-скоростных параметров, сформированных лазерной системой контроля путём расширения её возможностей.

Для решения этой задачи необходимо: б обработать и преобразовать статистическую информационную базу дистанций до причала и скоростей судна при швартовке, сформированную специализированной программой.

ЭОСКМАЗТЕЯ" — разработать математическую модель прогноза завершения циклов регулирования при сближении судна с причаломразработать методику и алгоритм формирования значений времён циклов регулирования скорости сближения судна с причаломразработать методику определения резервного времени и прогнозной дистанции в процессе швартовкипредложить систему, расширяющую поддержку судоводителя в принятии решения в ситуациях с неявно выраженными параметрами, в виде индикатора безопасности.

Заключение

и выводы.

В работе представлены исследования возможностей системы лазерного контроля путём включения неиспользованной информационной базы пространственно-скоростных параметров сближения судна с причалом для повышения безопасности швартовки. Проведенные исследования показали, что расширение возможностей информационного обеспечения швартовки, с применением системы, выдающей рекомендации в виде резервного времени и прогнозируемой дистанции снижает вероятность ошибок за счет уменьшения влияния человеческого фактора В итоге безопасность процесса швартовки повышается.

В результате научного исследования вынесенной на защиту темы при непосредственном участии соискателя:

— изучены характерные циклы замедления-ускорения оконечностей танкера при швартовке и введено понятие времени цикла регулирования, характерного для данного типа судна;

— обработана и преобразована база пространственно-скоростных параметров швартовки, сформированных специализированной программой «БОСКМАЭТЕК»;

— разработана математическая модель прогноза завершения циклов регулирования сближения судна с причалом;

— предложена методика формирования, и алгоритм анализа базы значений времён циклов регулирования скорости сближения судна с причалом;

— разработана методика определения резервного времени и прогнозной дистанции при швартовке;

— предложена система, расширяющая поддержку судоводителя в принятии решения в ситуациях с неявно выраженными параметрами.

Показать весь текст

Список литературы

  1. В.И. Обеспечение безопасности плавания: Учеб. пособие для вузов водного транспорта. М.: ИКЦ «Академкнига», 2005.
  2. Герман-Шахлы Ю. Г. Современные методы технического контроля безопасности перевалки нефти на морской транспорт. Учеб. Пособие.-М.: РКонсультант, 2003.
  3. A.M., Цурбан А. И. Швартовые операции морских судов. М.: Транспорт, 1987.
  4. A.C. Управление движением судна и конфигурацией зоны навигационной безопасности. Новороссийск, НГМА, 1996.
  5. С.Г. Швартовка крупнотоннажных судов. М.: Транспорт, 1975.
  6. С.Г. Безопасность плавания в портовых водах. М.: Транспорт, 1977.
  7. Лазерная система швартовки крупнотоннажных судов (ЛСШКС). Временные технико-эксплуатационные требования, № МФ-02−22/848−64, Москва, 2002.
  8. Н.В. Надежность морской телекоммуникационной эрготех-нической системы управления швартовкой. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Новороссийск 2006.
  9. В.В. Радиоэлектронные средства обеспечения безопасности швартовки крупнотоннажных судов в задаче снижения роли человеческого фактора (канд. дисс.). Новороссийск, РИО МГА, 2005.
  10. Ю.Резолюция ИМО А.529(13). Стандарты точности судовождения.
  11. М.А., Емельянов A.M. Природа ошибок человека-оператора. М.: Транспорт, 1993.
  12. Общие правила плавания и стоянки судов в морских портах Российской Федерации и на подходах к ним. Изд.З. Издание главного Управления навигации и океанографии Министерства обороны Российской Федерации, 1993.
  13. Сборник обязательных распоряжений по морскому торговому порту Новороссийск (с приписным портопунктом Анапа) и морскому торговому порту Геленджик. Морская Администрация порта Новороссийск, 2005.
  14. Демьянов В. В, Лицкевич А. П., Карбовец Н. В. Интеллектуальное дополнение человеческого элемента эргатической системы швартовки судна. Статья, Спецвыпуск «Проблемы водного транспорта». Ч.1, 2006.
  15. Вагущенко JI. JL Судовые навигационно-информационные системы. Одесса, Фенкс 2004.
  16. Ю.А., Пешехонов В. Г., Скороходов Д. А. Навигация и управление движением судов. Санкт-Петербург, «Элмор», 2002.
  17. Е.Л., Яловенко A.B., Перфильев В. К., Воронов В. В., Сизов В. В. Технические средства судовождения. Том 2. Учебник для вузов.-СПб.: 2Элмор", 2000.
  18. В.М., Меньков A.B., Соломонов Л. А., Шиган A.B. Организация взаимодействия человека с техническими средствами АСУ. Книга 7. Системное проектирование взаимодействия человека с техническими средствами, М.: Высшая школа, 1991.
  19. М.А. Краткий курс инженерной психологии. Учебное пособие. Таллинн: Изд. «Валгус», 1971.
  20. А.Б. Предотвращение навигационных аварий морских судов.— 2-е изд., доп-М.: Транспорт, 1988.
  21. Ю.Б., Попов Ю. Б. Портовая буксировка. Технология и безопасность. -М.: Транспорт, 1991.
  22. П.Г. Системный анализ и моделирование опасных процессов в техносфере. Учеб. Пособие для студ. высш. учеб. заведений — М.: Издательский центр «Академия», 2003.
  23. Автоматизированные системы управления / В. Д. Скугарев, A.A. Феду-лов, О.В. Щербаков-М.: Воениздат, 1981.
  24. Н.П. Моделирование сложных систем. М., Наука, 1968 г.
  25. М.С. Исследование систем управления. Учебное пособие. -СПб.: Изд-во Михайлова В. А., 2006.
  26. .А., Королев A.B., Смирнов Б. А. — Основы инженерной психологии. Учебник для студентов вузов. М.: Академический Проект- Екатеринбург: Деловая книга, 2002.
  27. Инженерно-психологическое проектирование АСУ / Под.ред. А. И. Прохорова. Киев: Будивельник, 1973.
  28. В.Ф. Инженерная психология и синтез систем отображения информации. М.: Машиностроение, 1982.
  29. Г. И. Анализ и оптимизация систем управления пилотируемых летательных аппаратов. М.: Машиностроение, 1981.
  30. A.M., Козубовский В. М. Введение в инженерную психологию. Минск: МВИЗРУ, 1970.
  31. Ю.Г., Пухов В. А., Степанов В. Н. Эргономика управления в ан-тропотехнических системах. М.: МО СССР, 1979.
  32. Ю.Г. Оператор технические средства: Обеспечение надежности. М.: Воениздат, 1985.
  33. В.Ф., Нафтульев А. И., Рубахин В. Ф. Организация труда операторов: инженерно психологические проблемы. М.: Экономика, 1978.
  34. Эргономика в определениях / Под ред. В. М. Мунипова. М.: ВНИИТЭ, 1980.
  35. B.C. Системный анализ операторской деятельности. Москва «Радио и связь» 1990.
  36. Г. Г., Барзилович Е. Ю., Воскобоев В. Ф. Методы профилактического обслуживания эргатических систем. Под ред. П. И. Ящерицина, Минск «Наука и техника» 1983.
  37. .А., Смирнов Б. А., Терехов В. А. Инженерно-психологические основы конструкторской деятельности.Москва «Высшая школа» 1990.
  38. Росторгуева Н. Ю, Демьянов В. В. Методика проведения экспериментально статистического анализа данных о характеристиках человека-оператора при стационарном режиме работы СЧМ. // Сборник научных трудов НГМА выпуск 10.
  39. Росторгуева Н. Ю, Демьянов В. В. Методика проведения экспериментально статистического анализа данных о характеристиках человека-оператора для нестационарного режима работы СЧМ. // Сборник научных трудов НГМА выпуск 10.
  40. В.П. Программа STATISTICA для студентов и инженеров.— 2-е изд. М.: КомпьютерПресс, 2001.
  41. Г. И. Математические методы в экономике. Учебно-методическое пособие. М.: Изд-во РДЛ 2004.
  42. Н.Ю. Методика определения времени решения операторских задач в компьютеризированных системах. // Сборник научных трудов НГМА выпуск 9.
  43. В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика. Учеб. Пособие для вузов. Изд. б-е, стер. — М.: Высш.шк., 1998 г.
  44. М. А. Емельянов A.M. Природа ошибок человека — оператора. М.- Транспорт, 1993.
  45. В.П. МАТЬАВ. Изд. ПИТЕР, Санкт-Петербург, 2001.
  46. Н.Ю., Юсупов Л. Н., Демьянов В. В. Синтез вектора возмущения скорости швартовки судна полиномиальной аппроксимацией её тренда. Сборник научных трудов ФГОУ ВПО «МГА имени адмирала Ф.Ф. Ушакова» выпуск 12.
  47. В.В. Обеспечение безопасности мореплавания и порядка в порту: Тезисы доклада на 2-м Всероссийском совещании капитанов морских торговых портов.
  48. Н.Ю. Анализ и количественные оценки статистической базы параметров швартовки лазерной системы дальнометрии. // Сборник научных трудов ФГОУ ВПО «МГА имени адмирала Ф.Ф. Ушакова» выпуск 12.
  49. Ю.К. Инженерная и профессиональная психология: Учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений. — М.: Издательский центр «Академия" — Высшая школа. 2001.
  50. В.А., Орлов В. Я. Психология и надежность: человек в системах управления техникой. М.: „ИПРАН“, 1998.
  51. .А. Инженерная психология., Киев. Головное издательство издательского объединения „Вища школа“ 1979.
  52. Инженерная психология. / под ред. Г. К. Середы, Киев. Головное издательство издательского объединения „Вища школа“ 1976.
  53. П.П., Шалаев Ю. Н. Эргономические приемы выявления резервов эффективности судовых систем. — Севастополь: ВСНТО, 1988 г.
  54. Н.Ю. Статистическое исследование распределения временной базы циклов регулирования скорости швартовки вероятностной модели отказа системы „человек-машина“. // Сборник научных трудов ФГОУ ВПО „МГА имени адмирала Ф.Ф. Ушакова“ выпуск 12.
  55. Е.С., Овчаров Л. А. Теория случайных процессов и ее инженерные приложения. — Учеб. Пособие для втузов.— 2-е изд., стер. — М.: Высш.шк. 2000.
  56. В.Е. Руководство к решению задач по теории вероятностей и математической статистике: Учеб. пособие для студентов втузов — 3-е изд., перераб. И доп. — Высш. школа, 1979.
  57. Н.Ю., Юсупов Л. Н., Демьянов В. В. Компьютерное моделирование аварийной ситуации при швартовке судна в условиях дестабилизирующих возмущений. // Сборник научных трудов ФГОУ ВПО „МГА имени адмирала Ф.Ф. Ушакова“ выпуск 12.
  58. А.Д. Математические методы психологического исследования. Анализ и интерпретация данных. Учебное пособие. — СПб.: Речь, 2004.
  59. Д., Турбина Е. МаЙтсас! для студентов. Популярный самоучитель. СПб.: Питер, 2005.
  60. В.В. Демьянов, А. П. Лицкевич, Н. В. Карбовец. Интеллектуальное дополнение человеческого элемента эргатической системы швартовки судна. Статья, Спецвыпуск „Проблемы водного транспорта“. Ч. 1, 2006.
  61. Проблемы психологической поддержки человека-оператора / Под ред. Ю. М. Забродина. Саратов: СГУ, 1983.
  62. В.А., Мироненко A.A. Некоторые принципы системы поддержки принятия решения в судовождении. Статья, Спецвыпуск „Проблемы водного транспорта“. 4.1, 2006.67."Искусственный интеллект» и психология, /под ред. О. К. Тихомирова. М.: Наука 1976.
  63. В.А., Мироненко A.A. Интеллектуальный интерфейс системы поддержки принятия решений судоводителем. Статья, Спецвыпуск «Проблемы водного транспорта». 4.1, 2006.
  64. К.С., Сныткин А. Г. Опыт классификации форм отображения информации на экранах дисплеев // Тезисы докладов всесоюзной конференции «Диалог человек ЭВМ». Л.:ЛИАП, 1982.
  65. П.К. Философский смысл соотношения естественного и искусственного интеллекта. «Вопросы философии» выпуск 6, 1973.
  66. Н. Кибернетика. М., 1968.
  67. A.A. Активное обучение в высшей школе: контекстный подход. М.: «Высшая школа» 1991.73 .Леонтьев А. Н. Автоматизация и человек. «Психологические исследования», вып. 2, М., 1970.
  68. Т.В., Плонский А. Ф. Человеческий элемент первопричина морских катастроф. Статья, Спецвыпуск «Проблемы водного транспорта». 4.1, 2006.
  69. Кацман Ф, Баскаков С. Роль и место аварийного планирования в системе комплексной безопасности морской транспортировки СПГ. Статья. Морской флот № 6, 2006.
  70. А. Для предотвращения аварий необходимо техническое наблюдение за судами. Статья. Морской флот № 8,1997.
  71. С. 82-я сессия КБМ ИМО: безопасность на море. Статья., Морские вести России № 1−2, 2007.
  72. В., Главное снижение аварийности. Статья, Морские вести России № 1−2,2007.
  73. В.В. Анализ аварийности флота и развития СУБ. Сборник научных трудов НГМА, вып. 10, Проблемы безопасности морского судоходства, технической и коммерческой эксплуатации морского транспорта, Новороссийск 2005.
  74. Аварии и катастрофы: предупреждение и ликвидация последствий / В. А. Котляревский и др. М.: Изд-во «Ассоциация строительных вузов», 1995.
  75. Предупреждение крупных аварий. Практическое руководство: Пер. с англ. -М.:"Рарог", 1992.
  76. П.Г. Моделирование опасных процессов в техносфере. М.: Изд-во АГЗ МЧС, 1999.
  77. М.А. О защите морских судов от боры в Новороссийском порту. Гидрометиздат, М. 1996.
  78. Системный анализ и принятие решений: словарь- справочник. Учеб. пособие для вузов / Под ред. В. Н. Волковой, В. Н. Козлова. М.: Высш. школа, 2004.
  79. В.Н., Денисов A.A. Основы теории систем и системного анализа. СПб.: Изд-во СП6ГТУ, 2003.
  80. В.А., Долятовская В. Н. Исследование систем управления. Учебно-практическое пособие. -М.: ИКЦ «МарТ», 2003.
  81. .З. и др. Системный подход в организации управления. М.: Экономика, 1983.
  82. Системный анализ как направление исследований / Е. П. Голубков. М.: Наука, 1977.
  83. Ф. Теория графов. М.: Мир, 1973.
  84. Д.М., Хомяков П. М. Основы системного анализа —М.: Изд-во МГУ, 1996.
  85. Р.Н., Зурабов Ю. Г. Особенности внедрения и применения автоматической информационной системы. Морской транспорт. Серия «Судовождение, связь и безопасность мореплавания». Экспресс-информация. Выпуск 9(376). Москва. Мортехинформреклама.
  86. В.Е. Выбор и обоснование инвестиций и новой техники. Новороссийск, 1996.
  87. Н.И., Николаева Л. Л. Сборник задач по экономике морских перевозок: Учеб. Пособие.- Одесса: Фешкс, 2005.
  88. Охрана судов и портовых средств в рамках Международного кодекса ОСПС: учеб. пособие /О.Т. Зуйков, С. Н. Ярышев, В. В. Перевозов, В. А. Миронов.- Новороссийск: НГМА, 2004.
  89. В.И., Пантина Т.А.Экономическая оценка инвестиций на водномтранспорте /Под. ред. проф. В. И. Краева. СПб.: Изд-во СПбГПУ, 2003.
  90. Узловые вопросы внедрения системотехники в практику научно-производственных объединений / А. Г. Скоробогатов, М. В. Макаров. материалы IV Всесоюзного симпозиума. Л.: Судостроение, 1980.
  91. К оценки эффективности многокритериальных систем /В.М. Брук, В. И. Николаев.- Изв. АН СССР. Техническая кибернетика, № 4, 1979.
  92. И.М. Совершенствование системы показателей эффективности и качества. М.: Экономика, 1980.
  93. ЮЗ.Лицкевич А. П., Росторгуева Н. Ю. Надежность системы управления движением судов с резервом времени. Известия высших учебных заведений Северо-Кавказский Регион. Технические науки. Спец. выпуск Проблемы водного транспорта. 4.1. Ростов-на-Дону. РГУ 2004.
Заполнить форму текущей работой

На отлично!