На правах рукописи
Пасечников Михаил Александрович
Организованность социотехнических систем судовождения
и методы ее поддержания с минимизацией
информационной загрузки человеческого элемента
Специальность 05.22.19 – Эксплуатация водного транспорта,
судовождение
Автореферат диссертации на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Мурманск - 2006
УДК. 656.61:681.5.075; 519.977.5 (043.3)
Работа выполнена в Федеральном государственном образовательном
учреждении высшего профессионального образования "Мурманский государственный технический университет" на кафедре судовождения.
Научный руководитель:
доктор технических наук, профессор Меньшиков Вячеслав Иванович
Официальные оппоненты:
доктор технических наук, профессор Румянцев Игорь Андреевич;
кандидат технических наук, доцент Брандт Роман Борисович
Ведущая организация: Мурманский филиал ФГУ "Российский морской регистр судоходства"
Защита диссертации состоится " " ____________ 2006 г. в ____ часов
на заседании диссертационного совета КМ. 307.009.02 в Мурманском государственном техническом университете по адресу: 183010, г. Мурманск, ул. Спортивная, 13
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Мурманского государственного технического университета.
Автореферат разослан " " __________ 2006 г.
Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные гербовой печатью учреждения, просим направлять в адрес ученого секретаря диссертационного совета.
Ученый секретарь диссертационного совета
доктор химических наук, профессор Деркач С. Р.
Общая характеристика работы
Актуальность. Техногенные катастрофы, несмотря на то что они являются более прогнозируемыми событиями, чем экологические катастрофы, могут нанести существенный ущерб судоходным компаниям. Несмотря на внедрение в практику судоходства передовых достижений науки и техники, использование при строительстве и оборудовании судов новейших технологий, ежегодно в море происходит большое число аварий
и аварийных случаев. Это обусловлено прежде всего наличием многочисленных факторов риска, определяющих судьбу как судна, так и его экипажа. Изучение данных факторов с целью прогнозирования и, по возможности, предупреждения возникновения экстремальных ситуаций, которые могут привести к авариям и аварийным случаям, – одна из важнейших задач, стоящих на современном этапе перед международными и национальными организациями, судоходными компаниями и экипажами судов.
Одним из основных направлений решения поставленной выше задачи является снижение влияния так называемого "человеческого фактора"
на аварийность в море.
Внедрение новейших технических средств судовождения естественным образом отделяет судоводителя от процесса поддержания заданного уровня безопасности мореплавания, так как он оказывается не в состоянии непосредственно контролировать этот уровень. Так, например, внедрение информационных и экспертных систем, с одной стороны, облегчает труд судоводителя, поскольку эти системы берут на себя часть управленческих функций. С другой стороны, чем больше информационных и экспертных систем входит в состав технических средств судовождения и чем сложнее их функции, тем острее ощущается потребность как в координировании работы технических средств, так и в интегрировании информации по безопасности мореплавания. Отсюда следует, что большое внимание необходимо уделять не только и не столько личным и деловым качествам судоводителя, но, главным образом, их проявлению в социотехнической системе при управлении состоянием безопасности мореплавания.
Таким образом, актуальность работы определяется значимостью исследования функционирования организованных социотехнических систем с одновременной минимизацией количества производственных рисков и информационной загрузки судоводителя при управлении состоянием безопасности мореплавания.
Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является разработка принципов планирования судовых ключевых операций, направленных на повышение эффективности управления состоянием безопасности мореплавания и поддержание этого состояния на уровне международных и национальных требований за счет снижения доли "человеческого фактора" в аварийности на море.
Для достижения поставленной выше цели в диссертационной работе необходимо было решить следующие основные задачи:
– составить модель социотехнической системы управления состоянием безопасной эксплуатации судов компании, основанную на допущении
о циклическом преобразовании производственной информации в управляющие действия, и дать физико-математическое описание принципа "экономии сознания" судоводителя при управлении состоянием безопасной эксплуатации;
– разработать процедуру нормирования внешних факторов, снижающих уровень безопасности судовой ключевой операции, и оценить надежность систем планирования судовых ключевых операций по принципу
позитивной и негативной полноты;
– составить модель гарантированного планирования безопасного
навигационного перехода судна, разработать модель сфероида навигационной безопасности, используемого при гарантированном планировании навигационного перехода, описать процесс поглощения поверхности сфероида при достижении судном его границы;
– составить физико-математическое описание оптимального поведения судоводителя при реализации "энергетического" принципа "экономии сознания" для случая плавания судна в заданной безопасной полосе положения;
– оценить достоверность изменения состояния безопасности навигации при плавании судна по заданному маршруту перехода и дать рекомендации по минимизации количества сообщений об этих изменениях, поступающих судоводителю от технических средств;
– ввести показатель полноты гарантированного планирования навигационного перехода, дать определение навигационному риску и сформулировать общие правила использования при гарантированном планировании информации относительно вариации точности глобальных технических средств судовождения;
– дать рекомендации по совершенствованию программного продукта технических средств судовождения, направленные на минимизацию количества ложных сообщений об изменении состояния безопасности навигации.
Объектом исследования является система управления безопасностью навигации на судне, отвечающая требованиям пятой главы Международной Конвенции СОЛАС-74, тексту Международной Конвенции ПДНВ-74/95 и кодексов к ней, а также национальным требованиям, которые сформулированы признанной организацией – Российским Регистром
Судоходства.
Предметом исследования является процесс производственного функционирования системы управления состоянием безопасности навигации, в рамках которого необходимо снизить информационную загрузку судоводителя за счет уменьшения количества сообщений об изменениях режима безопасного плавания судна по плановому навигационному маршруту.
Научная новизна работы состоит в следующем:
– решена задача описания социотехнической системы несения вахты на судне, основанной на циклическом преобразовании информации в силовые управляющие действия, и определения в этой системе
условий, при которых она может обладать свойствами наблюдаемости и управляемости;
– дано описание систем гарантированного планирования судовых ключевых операций и проведен анализ надежности этого планирования;
– даны рекомендации по минимизации информационной загрузки судоводителя при несении им ходовой вахты за счет снижения количества сообщений об изменении состояния безопасности навигации;
– даны рекомендации по совершенствованию программного обеспечения технических средств судовождения, направленного на минимизацию количества ложных сообщений об изменении состояния безопасности навигации.
Практическая значимость работы. Составлены рекомендации, направленные на минимизацию количества информации, поступающей судоводителю от технических средств для использования этой информации
в системах управления безопасной эксплуатацией судов компании. Рекомендации включены в руководства по планированию безопасного навигационного перехода судна для того, чтобы снизить информационную загрузку судоводителей при несении ими ходовой вахты. Кроме того, были разработаны и предложены к внедрению в учебный процесс методические указания по гарантированному планированию безопасных навигационных переходов.
Внедрение результатов. Результаты исследований в виде рекомендаций по минимизации информационной загрузки судоводителя были использованы в системах управления безопасной эксплуатацией судов компаний Северного бассейна и привлечены в учебный процесс при подготовке курсантов по специальности "Судовождение на морских путях", а также переподготовке морских специалистов на факультете повышения квалификации МГТУ.
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы были представлены в виде доклада на международной научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава МГТУ в 2005 г.
Публикации. Результаты исследований по теме диссертации опубликованы в восьми работах, в том числе в шести статьях, опубликованных
в рецензируемых журналах, входящих в перечень ВАК.
Объем и структура диссертации. Работа изложена на 141 странице машинописного текста, состоит из введения, четырех глав теоретических исследований, заключения, списка использованной литературы, включающего 105 наименований, и приложения. В приложении приведены акты внедрения, подтверждающие использование в учебном процессе результатов исследования.
|
