Безопасность в стандартной системе управления с учетом принципов формальной оценки состояния судна и влияния человеческого фактора
На правах рукописи
ФУРГАСА ДЕСАЛЕНЬ МЕРДАСА БЕЗОПАСНОСТЬ В СТАНДАРТНОЙ СИСТЕМЕ УПРАВЛЕНИЯ С УЧЕТОМ ПРИНЦИПОВ ФОРМАЛЬНОЙ ОЦЕНКИ СОСТОЯНИЯ СУДНА И ВЛИЯНИЯ ЧЕЛОВЕЧЕСКОГО ФАКТОРА Специальность 05.22.19 – Эксплуатация водного транспорта, судовождение
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук
Мурманск – 2011
Работа выполнена в ФГОУ ВПО "Мурманский государственный технический университет"
Научный консультант:
доктор технических наук, профессор Меньшиков Вячеслав Иванович
Официальные оппоненты:
доктор технических наук, профессор Копыльцов Александр Васильевич кандидат технических наук Калитенков Николай Васильевич
Ведущая организация: Закрытое Акционерное Общество (ЗАО) научно производственное предприятие (НПП) “ВЕГА”
Защита диссертации состоится "25" мая 2011 г. в 10 часов 00 мин на заседании диссертационного совета К 307.009.02 при Мурманском го сударственном техническом университете по адресу: 183010, г. Мур манск, ул. Спортивная,
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Мурманского государ ственного технического университета
Автореферат размещен на сайте МГТУ www.mstu.edu.ru «» _ 2011г.
Автореферат разослан "" _ 2011 г.
Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, доцент Власов А.Б.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность. Принятие Международной морской организацией де вятой главы Международной конвенции СОЛАС–74 и Кодекса к ней (МКУБ) – логичный и своевременный шаг международного сообщества, которое сознательно направляло усилия правительств морских государств на создание эффективных структур управления безопасной эксплуатацией судов и предотвращением загрязнения (СУБ). Однако, как показывают статистические данные, внедрение СУБ в компаниях, хотя и дало некото рый положительный результат, но все же не смогло существенно снизить аварийность на морском транспорте. Поэтому комитеты морской безопас ности и защиты морской окружающей среды при ИМО соответственно в мае и сентябре 1997 года приняли концепцию формальной оценки безо пасности (ФОБ) и предложили к использованию Временное руководство по применению этой концепции. Главная направленность концепции ФОБ состоит в переходе от управления состоянием судна по планам к технологиям управления этим состоянием. Таким образом, задачу, связанную с разработ кой теоретических и практических основ формирования технологий управле ния состоянием судна в рамках концепции ФОБ при наличии технических отказов, информационных сбоев и ошибок "человеческого элемента", вовле ченного в эту технологию, можно признать достаточно актуальной.
Цель исследования. Целью исследования является разработка техно логии управления состоянием судна при переходах из состояния субстан дартности в состояние безопасности, учитывающей отказы технических средств, ошибки "человеческого элемента" и неизбежный дефицит ресурс ного обеспечения.
Для достижения поставленной цели в диссертационной работе реша лись следующие основные задачи:
– составлялась организационно-техническая структура управления со стоянием эксплуатации судна, которая отвечает требованиям девятой гла вы Международной конвенции СОЛАС–74, Кодекса к ней и положениям концепции ФОБ;
– разрабатывалась методика последовательной идентификации и классификации элементов организационно-технической структуры и свя зей между ними, обеспечивающих функционирование механизма, ответст венного за поддержание состояния безопасности судна;
– формулировался перечень требований к сообщениям, поступающим с судна и используемым в "штабе" назначенного лица компании при со ставлении сценария обеспечения перехода судна из состояния субстан дартности в состояние безопасности;
– разрабатывалась математическая модель выбора оптимального по стоимости управленческого ресурса с согласованным ограничением на его затраты, способного реализовать требования концепции формальной оцен ки безопасности к адекватности между управлениями и этим ресурсом;
– оценивалась возможность оптимизации технологического процесса управления, обеспечивающего перевод судна из состояния субстандартно сти в состояние безопасности при выполнении действий, определенных в пространстве управленческого ресурса и структуре безопасной эксплуатации;
– составлялась математическая модель "ресурсных" рисков, возни кающих в процессе реализации технологии управления переходом судна из состояния субстандартности в состояние безопасности, для принятой структуры безопасной эксплуатации;
– оценивалась надежность реализации технологии управления пере ходом судна из состояния субстандартности в состояние безопасности при взаимодействии "человеческого элемента" с техническими средствами и наличии ошибок восприятия информации;
– оценивалась надежность реализации технологии управления перехо дом судна из состояния субстандартности в состояние безопасности, пред ставленной как последовательность действий, обеспеченных ресурсом, для случая сохранения мореходных качеств судна.
Объектом исследования является организационно-техническая структура, обеспечивающая эксплуатацию судна, отвечающую требовани ям международных конвенций СОЛАС–74, ПДНВ–74/95 и кодексов к ним, а также требованиям концепции формальной оценки безопасности.
Предметом исследования является процесс управления состоянием судна при переходе последнего из состояния субстандартности в состояние безопасности в соответствии с принципами концепции формальной оценки безопасности с учетом возможных технических отказов, информационных сбоев и ошибок "человеческого элемента".
Теоретической базой исследования являются требования, отражен ные в применимых Международных морских конвенциях и кодексах к ним, а также в нормативных актах и рекомендациях по внедрению и экс плуатации систем безопасной эксплуатации судов, разработанных Россий ским морским регистром судоходства как признанной организации.
Научная новизна работы состоит в следующем:
– предложена к использованию организационно-техническая структу ра управления переходом судна из состояния субстандартности в состоя ние стандартности, отвечающая требованиям Международной конвенции СОЛАС–74 и положениям концепции формальной оценки безопасности;
– составлена методика расчета оптимального по критерию стоимости управленческого ресурса с согласованными ограничениями на его затраты и адекватного управлениям, обеспечивающим перевод структуры и ее эле ментов из состояния субстандартности в состояние безопасности;
– разработана оптимальная математическая модель технологии под держания состояния безопасности, которая реализуется в пространстве управленческого ресурса, компенсирующего идентифицированные и клас сифицированные риски;
– предложена мера оценки рисков, обусловленных недостаточностью снабжения судна управленческим ресурсом, а также показана ее зависи мость от вида используемой функции выбора и условий, при которых ре шается задача планирования;
– составлена вероятностная модель, позволяющая оценить безопас ность реализации технологии управления состоянием судна при переводе его из субстандартного состояния в стандартное с учетом рисков недоста точности ресурса и влияния "человеческого фактора".
Теоретическая значимость заключается в разработке математиче ского описания функционирования СУБ при обеспечении переходов судна из субстандартного в стандартное состояние.
Практическая ценность работы состоит в разработке эффективных инженерных методов, обеспечивающих многопараметрический контроль параметров мореходного качества судна и его безопасную эксплуатацию.
Достоверность и обоснованность результатов, полученных в дис сертационной работе, обеспечивается корректным использованием сис темного подхода, структурного анализа, дифференциального и интеграль ного исчисления, теории вероятности и статистики, а также подтверждает ся натурным экспериментом, проведенным в реальных условиях функцио нирования СУБ компании.
Личное участие автора состоит в получении научных результатов, отраженных в опубликованных работах (в том числе в соавторстве), вклю чая анализ качества работы СУБ компании и разработку рекомендаций и технологий управления состоянием безопасной эксплуатации судов ком пании.
Реализация работы. Результаты исследований в виде конкретных ре комендаций предложены к использованию в практической деятельности систем менеджмента безопасной эксплуатацией судов компаний Северного бассейна.
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертаци онной работы были представлены в виде докладов на международных на учно-технических конференциях профессорско-преподавательского соста ва МГТУ (2006–2007 гг., г. Мурманск) и научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава МГА им. адм. С. О. Макарова (2008 г., Санкт-Петербург).
Публикации. По теме диссертации опубликовано девять работ, в том числе: три – в журналах из перечня ведущих рецензируемых науч ных журналов, рекомендуемых ВАК, одна статья в периодическом журна ле и пять – в материалах международных научно-технических и научно технических конференций.
Основные положения и результаты, выносимые на защиту:
- механизм самоорганизации в структурах безопасной эксплуатации судов;
- математическая модель механизма функционирования в самоорганизую щейся структуре безопасности;
- оценка надежности управления состоянием безопасности при взаимодей ствии «человеческого элемента» с техническими средствами;
- оценка сохранности мореходных качеств судна по результатам многопа раметрического контроля параметров его состояния безопасности.
Объем и структура диссертации. Работа изложена на 143 страницах основного текста, состоит из введения, двух разделов, заключения, списка использованной литературы, включающего 77 наименований. В приложе нии к диссертационной работе приведены данные натурного эксперимента и акты внедрения, подтверждающие фактическое использование результа тов исследования в производственном процессе.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обоснована актуальность диссертационной работы, сформулирована цель и приведен перечень задач исследования. Кроме того указывается, что аналитический обзор состояния исследования осу ществляется по мере изложения материала в разделах диссертационной работы.
В первом разделе представлено математическое описание элементов технологии управления состоянием судна по донесениям, поступающим с этого судна в береговое подразделение компании. Разработка элементов технологии управления состоянием судна начата с формирования пред ставлений об организационно-технической системе, которая в рамках девятой главы Международной конвенции СОЛАС–74 и Кодекса к ней за дается так:
Z mod, причем Z, (1) где – непротиворечивое и полное описание класса систем на естествен ном языке, включающее описание элементного множества системы, пра вил, по которым она функционирует, и процессов, идущих на этом эле ментном множестве.
Так как описание совпадает с текстом МКУБ, то признаки принад лежности к классу эквивалентности подлежат обязательному учету при проектировании и эксплуатации конкретной структуры СУБ.
Для исследования особенностей самоорганизации системы (1) в раз деле задана структура, которую с помощью последовательности множеств можно представить так:
= (Y, I, X, R, U, G), (2) где Y – элементное множество организационно-технической системы, включающее социальный элемент, технические сооружения, а также ин формационные и управляющие связи между ними;
I – система действий, правил и отношений, обеспечивающая стандартное состояние судна и структуры в целом;
X – множество процессов, идущих в структуре ;
R – множество целей управления;
U – множество законов управления;
G – множество управленческих ресурсов.
Наличие в структуре (2) множества управленческих ресурсов G и механизма функционирования MU = R U позволяет ввести понятие тех нологии управления состоянием судна в виде следующего отображения:
2: {MU, G} TUG. (3) Для описания элемента, ответственного за самоорганизацию структу ры (2) и реализующего в ней технологию (3), последовательно решается задача синтеза этого элемента. Эта задача включает в себя классификацию простейших элементов и связей между ними из множества структуры (2), оценку показателя их связанности и объединение выделенных элементов в единый элемент, ответственный за самоорганизацию структуры.
Оптимальная классификация простейших элементов структуры (2) и связей между ними проведена с помощью двухзвенной кусочно постоянной индикаторной функции вида 1, если Y1, T0() = 0, если Y2, где Y1, Y2 – классы простейших элементов и связи между ними, ответствен ные и не ответственные за самоорганизацию структуры соответственно.
Результаты классификации простейших элементов и связей между ними оценивались с помощью показателя оптимальности, записанного так:
min [P (T0) – Q (T0)]2, где P (T0) – вероятность безошибочной классификации элементов и связей между ними в структуре (2);
Q (T0) – вероятность классификации элемен тов и связей между ними в структуре (2) с привлечением экспертов.
При решении задачи синтеза простейших элементов и их связей, оп тимально выделенных с помощью индикаторной функции, в единый эле мент было использовано понятие квазитранзитивности меры. Основой для синтеза являлись показатели попарной связанности, значения которых превышали установленный порог. В результате объединения простейших элементов структуры (2) и связей между ними был найден элемент, обес печивающий самоорганизацию СУБ и обладающий некоторой структурой 0, которую можно задать так:
0 = (Y0, J, X0), (4) где Y0 Y, J I – алгебраическая подсистема, включающая в себя некую алгебру действий, направленных на самоорганизованное поддержание стандартного состояния судна и структуры в целом.
Математическая модель синтезированного элемента со структурой (4) в виде направленного циклического графа представлена на рис. 1.
Центр (назначенное лицо) Механизм Сообщения функционирования + ресурс Судно Реализация ТUG Рис. При заданной структуре (4) на элементном множестве Y0 с помощью набора правил и отношений J может быть определен процесс, который яв ляется основой самоорганизации структуры (2) и записывается так:
J Y0 X0, где подсистему J можно рассматривать как механизм, который отвечает за формирование технологии самоорганизации (3) структуры (2).
Качество функционирования механизма, ответственного за самоорга низацию структуры 0, зависит от степени близости между реальными не соответствиями судна требованиям применимых конвенций и их инфор мационными моделями, поступающими с судна в береговые подразделе ния СУБ. Поэтому описание функционирования механизма, ответственно го за самоорганизацию структуры, начато с разработки принципов, на которых должны базироваться сценарии, описывающие переход судна из состояния субстандартности в состояние стандартности. Сценарий перехо да из субстандартного состояния в стандартное представляет собой лин гвистическое описание такого перехода, которое с формальной точки зре ния можно записать так:
K ~ mod, где K – класс эквивалентности, удовлетворяющий множеству лингвисти ческих признаков, которые, в свою очередь, образуют модель перехода судна из состояния стандартности в состояние субстандартности.
Производственная деятельность в рамках множества признаков позволяет рассматривать ее как явление и определить структурой в виде тройки : (P, S, Q), где P – замкнутое элементное множество, включающее в себя перечень действий судовых специалистов, судовых механизмов и связи между ними;
S – правила, по которым должна выполняться операция перехода из состояния в состояние;
Q – операция, определяющая ход и возможные варианты развития процесса перехода из состояния субстандартности в стандартное состояние.
Первым этапом составления сценария перевода судна из состояния в состояние является определение и согласование терминов с целью недо пущения их неоднозначного толкования при использовании для описания последовательности действий.
Вторым этапом составления сценария является формирование эле ментного множества в рамках выполненной выше формализации произ водственной деятельности судна. С формальной точки зрения решение за дачи синтеза можно записать так:
S 1: Q P0.
Третий этап разработки сценария включает в себя элементы предва рительного анализа составленного лингвистического множества P0, кото рое сужается и, более того, подвергается некоторой универсализации, т. е.
Е 2: P0 P*, где E S – стандартные термины, составленные и принятые к использова нию в компании.
На четвертом этапе разработки сценария решается задача идентифи кации категорийных характеристик, объединяющих в классы эквивалент ности действия, определенные на множестве P*, которую можно записать следующим образом:
Е 3: P* Q*.
В основу методики формирования категорийных характеристик сце нария операции перевода судна из состояния субстандартности в безопас ное состояние положено предположение о том, что все специалисты имеют целостное представление о безопасном проведении этой операции:
4: Q* Q*N, (5) где Q*N, = Q*1 Q*2 Q*3... при N = const.
Для математического описания процесса формирования структурой механизма, ответственного за самоорганизацию СУБ и составленного в рамках сценария (5), примем, что X Rn – некоторый неопределенный вектор, характеризующий ситуацию, складывающуюся в процессе реали зации технологии (3) поддержания безопасного состояния судна в, где Rn – n-мерное векторное пространство;
X – обширное подпространство Rn, такое, что всевозможные реализации вектора заведомо принадлежат X.
Кроме того пусть задано некое компактное множество Q X, которое должно содержать любую реализацию вектора. Это компактное множе ство можно назвать сфероидом безопасной эксплуатации судна, в котором должны выполняться все действия, предусмотренные окончательным сце нарием (5).
Если модель механизма функционирования структуры рассматри вать как продукт деятельности обобщенного элемента и учитывать его как первую компоненту технологии поддержания состояния безопасности суд на (3), то в качестве второй компоненты необходимо принимать величину управленческого ресурса.
Примем, что при обеспечении судна, входящего в состав СУБ, управ ленческим ресурсом судовладелец вводит ограничения на затраты на его приобретение, которые не могут превышать некоего определенного и со гласованного значения s'пр. Иными словами, будем считать, что при выбо ре управленческого ресурса существует ограничение на затраты вида N s' (rj) s'пр, j= где s'(rj) – величина затрат на приобретение этого ресурса по отдельным компонентам;
rj – параметр состояния способности управленческого ре сурса.
Для согласованного выбора затрат на приобретение управленческого ресурса судовладелец должен строить свои отношения с назначенным ли цом компании так, чтобы они с помощью аппарата общей алгебры записы вались следующим образом:
u, v W (u, v) 2 u ~ v, где u – судовладелец;
v – назначенное лицо компании.
Составленный механизм функционирования и выбранный управлен ческий ресурс составляют основу технологии управления состоянием безопасной эксплуатации структуры (3) в режиме самоорганизации. По этому возникает необходимость исследовать возможность оптимизации в технологии (3) взаимосвязи между выделенным ресурсом и действиями, которые, в свою очередь, определены механизмом функционирования.
Примем, что задано некое непустое множество BN упорядоченных по следовательностей вида g0, q1, g1, q2,..., gN, qN. Каждую из этих последо вательностей можно рассматривать как реализацию процесса типа "ресурс gN – действие qN, направленное на компенсацию риска". Множество упоря доченных последовательностей BN ограничивает семейство допустимых технологий поддержания состояния безопасной эксплуатации:
gi Bgi (g0, q1, g1,..., qi) Gi, qi Bqi (g0, q1, g1,..., gi – 1) MU i.
Эти включения могут быть интерпретированы как математические модели судовых операций с механизмом функционирования в пространст ве управленческого ресурса G0 G1 G2... GN, с помощью которого компенсируются идентифицированные и классифицированные риски. По следнее включение, по сути, является ограничением на множество дейст вий qi в i-й момент. Если учесть допустимые реализации технологии и ог раничение на множество действий при поддержании состояния безопасной эксплуатации в режиме самоорганизации СУБ, то можно найти нижнюю грань стоимостного функционала W: BN R1, (6) который и будет определять оптимальность процесса "ресурс gN – дей ствие qN, направленное на компенсацию риска". Следовательно, техноло гии управления состоянием безопасной эксплуатации судов компании в режиме самоорганизации, учитывающие ограниченность управленческо го ресурса и минимизацию стоимостного функционала вида (6), не прихо дят в противоречие с положениями пункта 7 ISM Code.
Во втором разделе рассматривается возможность реализации техно логии управления состоянием безопасности в режиме самоорганизации СУБ с минимизацией рисков, обусловленных техническими отказами, ин формационными сбоями и ошибками "человеческого элемента", вовлечен ного в эту технологию.
Организация технологии управления состоянием безопасной эксплуа тации начинается с процедуры планирования деятельности структуры применительно к сложившимся судовым условиям и только в рамках сла боструктурированной проблемы. Поэтому программные средства адапта ции элементов технологии должны обладать гибкостью и допускать воз можность ручного планирования. Гибкость программного обеспечения за ключается в способности просто и быстро изменять условия задачи плани рования и алгоритм ее решения. Для составления или коррекции планового вектора технологии управления математическая модель планирования должна быть описана в понятных судовому персоналу терминах. При пла нировании существующая проблема недоверия к рекомендациям должна сниматься за счет того, что судовой персонал сам осуществляет ввод ос новной информации. Кроме того судовой персонал должен иметь возмож ность контролировать правильность ввода данных. Для обеспечения авто матической и ручной коррекции процесса решения задачи планирования деятельности судовой структуры безопасности программное обеспечение должно включать процедуры внесения изменений в исходные данные или решения с автоматическим пересчетом характеристик технологии. Также программное обеспечение должно содержать блоки анализа решений и устранения неразрешимости задачи.
Пусть технология управления состоянием эксплуатации (3) структуры безопасности после адаптации к судовым условиям описывается рекур рентной последовательностью Pn + 1 = L n, (7) где Р – стандартное состояние судовой структуры безопасности;
L – опера тор технологического процесса по поддержанию стандартного состояния 0;
– факторы, имеющие свойства параметров этого оператора G и определяющие характер использования оптимального по критерию стои мости с согласованным ограничением на затраты управленческого ресурса G.
При использовании технологии управления (3) необходимо исходить из следующей ситуации: задано множество Xmax факторов, влияющих на безопасную эксплуатацию судна, а различные подмножества X из мно жества Xmax должны выбираться экспертами компании для осуществления предварительного планирования, состоящего в выделении из X части фак торов, образующих подмножество Y0. Тогда для m-измеримого множества в (7) соотношение Y0 G способно обеспечивать определенные гарантии того, что составленный план управленческой технологии будет выпол няться в рамках принятых при планировании условий безопасной эксплуа тации. Однако практическая реализация соотношения 0 G является ма ловероятным, хотя и возможным событием и требует конкретизации с по мощью ограничения, записанного так:
0 G.
Мера ресурсного технологического риска для любого (G – 0) при не обходимом и достаточном ресурсе определяется так:
lim m(G – E) = (0), GE где (0) – мера нуль;
G – множество факторов, обеспечивающих безопас ность эксплуатации судна и составление плана технологического процесса управления;
Е – некоторое подмножество, которое функцией выбора F(•) не было отнесено ко множеству Y0.
Выбор факторов, определяющих безопасность эксплуатации судна, и совершенная функция выбора F(•) обеспечивают полноту планирования судовой технологии управления при адаптации к судовым условиям и тео ретически полное устранение ресурсных технологических рисков. Однако практическая реализация технологии управления (3) обладает свойством недостижимости минимизации ресурсных технологических рисков. При чиной этой недостижимости является "человеческий фактор".
Надежность реализации технологии управления состоянием судна за висит от достоверности базы данных и достоверности представления этой базы судовому специалисту. Так, при сопряжении датчиков информации с интегрированной системой отображения данных, по принципу "прямого" доступа недостоверность может быть определена с помощью граничных значений. Нижнее граничное значение вероятности достоверного пред ставления базы данных Р0 записывается так:
Р0 Р0*, где Р0 – вероятность состояния технического средства при нормальной ра боте всех простых систем;
Р0* – вероятность поступления судоводителю достоверной информации от системы индикации технического средства.
Оценку верхнего граничного значения вероятности Pn' можно опреде лить следующим образом:
Pn Pn', где Рn – вероятность отказа хотя бы одной "простой" системы и поступле ния судовому специалисту недостоверной информации;
Pn' – вероятность недостоверного формирования базы данных и недостоверного представле ния ее судовому специалисту при наличии отказов в "простых" контроль ных и управляющих системах.
Вариант сопряжения "простых" систем с программным обеспечением интегрированной системы отображения по многоуровневой ветвящейся структуре при прочих равных условиях имеет преимущества по сравнению с вариантом сопряжения со структурой "прямого" доступа, поскольку не требует значительного расширения списка функций линейных протоко лов связи.
Несвоевременное обнаружение технического или информационного сбоя влечет за собой появление управленческих ошибок. Поэтому плани рование и реализация технологии управления состоянием эксплуатации судна (3) должны быть зависимыми от функционирования датчиков ин формации, с помощью которых контролируется процесс, т. е.
J(·) : X X |P, где Р P0 – датчики информации, обеспечивающие в данный момент кон троль технологии поддержания состояния эксплуатации судна в рамках установленных правил J(•).
Помимо оценки достоверности базы данных, используемой в техноло гии управления, необходимо знать интервал времени, в течение которого пространство знаний "человеческого элемента" будет поставлять судовому специалисту ошибочные данные и неверные рекомендации. Оценка сред него интервала времени несоответствия пространства знаний реально складывающейся ситуации, подлежащая учету при реализации технологии управления состоянием эксплуатации судна, определяется так:
= B()d, где B() – функция распределения времени инерционности отображения данных.
Полученная оценка определяет интервал времени, в течение которого интегрированная система отображения данных не способна сформировать адекватное пространство знаний, отобразить реальную модель технологи ческого процесса и, следовательно, информационно поддержать процеду ры, минимизирующие управленческие ошибки в технологиях типа (3).
Рассмотренные принципы восприятия информации, составленные с учетом дополнительного структурирования пространства действий судо вого специалиста, могут быть использованы при разработке организацион ных моделей деятельности судоводителя, в частности, при составлении модели многопараметрического контроля параметров мореходных качеств и состояния безопасной эксплуатации судна.
Для разработки модели многопараметрического контроля параметров мореходных качеств и состояния безопасной эксплуатации судна исполь зовалась теорема о нижней доверительной границе вероятности безотказ ной работы системы, состоящей из последовательно соединенных элемен тов. В соответствии с этой теоремой для технологий, которые минимизи руют идентифицированные и классифицированные риски при минимуме экспериментальной информации, нижняя -доверительная граница вероят ности сохранности судном мореходных качеств равна:
Pн = (1 – )1/ I.
(min) Если статистическая корректность последнего выражения соблюдена, то верхняя граница уровня несоответствия мореходных качеств судна ус ловиям его безопасной эксплуатации с коэффициентом доверия не пре высит значения Q 1 – Pн = 1 – (1 – )1/ I.
(min) В свою очередь, составленная модель многопараметрического кон троля параметров мореходных качеств судна позволяет оценить мини мальный объем информации I(min), который необходим для осуществления диагностики технических средств и инструктирования членов экипажа, за действованных в судовой технологии управления. Этот объем зависит от общего числа операций N, образующих судовую технологию управления.
Пусть количество информации I() о том, что уровень несоответст вий Q мореходных качеств условиям безопасной эксплуатации судна с до верительной вероятностью попадает в интервал [0, Qв] или с вероятно стью 1 – – в интервал [Qв;
1]. Тогда количество информации при выпол нении интервального оценивания параметров, характеризующих мореход ные качества судна, можно найти так:
I() = – [(1 – )log(1 – ) + log()].
При этом связь между относительным объемом информации, полу чаемой в результате контроля операций технологии управления, и уровнем доверия к сохранению состояния безопасной эксплуатации судна можно получить так:
n /(N + 1) = 1 – (exp – I()).
Анализ последнего равенства показывает, что нет необходимости при выполнении технологии управления состоянием судна оперировать боль шими значениями коэффициента доверия, поскольку при увеличении уменьшается относительный информационный объем n/(N + 1) и соответ ственно доверительный интервал, содержащий "истинное" значение уров ня несоответствий Q [0, Qв]. Эффективность рассмотренной модели мно гопараметрического интервального контроля определяется тем, что нет не обходимости в обработке большого объема несоответствий мореходных качеств судна установленным значениям.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 1. Составленную математическую модель механизма самоорганиза ции при управлении состоянием безопасности судна необходимо рассмат ривать в виде реализации процесса «ресурс – действие», направленного на компенсацию рисков, причем сам процесс обладает рекуррентным свойст вом, а также учитывает отказы технических средств, ошибки "человече ского элемента" и неизбежный дефицит ресурсного обеспечения.
2. Эффективность механизма функционирования в самоорганизую щейся структуре должна оцениваться интегральной характеристикой, при чем главными в ней являются показатели, которые определяют степень со ответствия реальным требованиям безопасности эксплуатации – достаточ ности, неизбыточности и способности реагировать на изменения условий функционирования.
3. Решение задачи минимизации частоты и значимости технологиче ских рисков следует начинать с формирования представлений о структуре организационно-технической системы, которая в рамках процесса самоор ганизации способна обеспечивать поддержание стандартного состояния безопасной эксплуатации судна.
4. Надежность управления состоянием безопасности судна при взаи модействии «человеческого элемента» с техническими средствами зависит от надежности информационной базы данных, которую следует определять в рамках граничных условий, определенных через достоверность базы дан ных и их представление судовому специалисту.
5. Для снижения влияния "человеческого фактора" и решения про блемы минимизации ошибок в управленческой деятельности предложены два направления: создание комфортных условий эксплуатации техниче ских средств и эффективное использование пространства знаний.
6. Для оценки сохранности мореходных качеств судна при управле нии состоянием безопасности судна предложено использовать модель мно гопараметрического контроля мореходных качеств, выполняемого при ми нимальном объеме информации, которая включает лишь процедуру оцен ки состояния технических средств и время инструктирования членов эки пажа.
СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО МАТЕРИАЛАМ ДИССЕРТАЦИИ 1. Фургаса, Д. М. Условие стационарности состояния системы управ ления безопасностью морского судоходства / В. И. Меньшиков, Д. М. Фур гаса // Тезисы десятой научно-технической конференции, г. Мурманск, 20– 30 апр. 1999 г. / Гос. ком. РФ по рыболовству, Мурман. гос. техн. ун-т. – Мурманск, 1999. – С. 339–340.
2. Фургаса, Д. М. Устойчивость циклических пар состояний в систе мах управления безопасностью / В. И. Меньшиков, Д. М. Фургаса // Тези сы одиннадцатой научно-технической конференции МГТУ, Мурманск, 19– 29 апр. 2000 г. / Гос. ком. РФ по рыболовству, Мурман. гос. техн. ун-т. – Мурманск, 2000. – С. 425–426.
3. Фургаса, Д. М. Система управления с позиции целенаправленного действия / В. И. Меньшиков, А. И. Анисимов, Д. М. Фургаса // Вестн.
МГТУ : труды Мурман. гос. техн. ун-та. – 2000. – Т. 3, № 1. – С. 7–12.
4. Фургаса, Д. М. Особенности реализации оптимальности, заложен ной на этапе планирования навигационного процесса / В. И. Меньшиков, Д. М. Фургаса // Материалы всероссийской научно-технической конфе ренции "Наука и образование". – Мурманск : Изд-во МГТУ, 2002.– С. 664– 666.
5. Фургаса, Д. М. Проблема оптимизации механизма функционирова ния системы управления состоянием безопасности судов [Электронный ресурс] / Д. М. Фургаса, М. А. Лукин // Международная научно техническая конференции "Наука и образование – 2007", 4–13 апр. 2007 г. / ФГОУ ВПО МГТУ. – Электрон. текстовые дан. (18 Мб). – Мурманск : Изд во МГТУ, 2007. – 1 электрон. компакт-диск (CD-ROM). – Систем. требова ния: PС не ниже класса Pentium I ;
32 Мb RAM ;
свободное место на HDD 100 Мб ;
Windows 9х, ХР ;
дисковод CD-ROM 2х и выше. – Загл. с этикет ки.
6. Фургаса, Д. М. Структурный анализ контроля состояния эксплуа тации судна [Электронный ресурс] / М. А. Пасечников, Д. М. Фургаса, В.
В. Гнилозубенко // Международная научно-техническая конференция "Наука и образование – 2007", 4–13 апр. 2007 г. / ФГОУ ВПО МГТУ. – Электрон. текстовые дан. (18 Мб). – Мурманск : Изд-во МГТУ, 2007.– электрон. компакт-диск (CD-ROM). – Систем. требования: PС не ниже класса Pentium I ;
32 Мb RAM ;
свободное место на HDD 100 Мб ;
Win dows 9х, ХР ;
дисковод CD-ROM 2х и выше. – Загл. с этикетки.
7. Фургаса, Д. М. Модель многопараметрического контроля состоя ния безопасной эксплуатации судна и ее структурный анализ / А. И. Ани симов, В. И. Меньшиков, Д. М. Фургаса // Вестн. МГТУ : труды Мурман.
гос. техн. ун-та. – 2007. – Т. 10, № 4. – С. 594–599.
8. Фургаса, Д. М. Условия квазитранзитивности меры безопас ности на множестве ситуаций, образующих судовую ключевую операцию / В. И. Меньшиков, Д. М. Фургаса // Вестн. МГТУ : труды Мурман. гос.
техн. ун-та. – 2007. – Т. 10, № 4. – С. 604–605.
9. Фургаса, Д. М. Модель многопараметрического интервального контроля состояния эксплуатации судна / Д. М. Фургаса, М. А. Пасечни ков, В. И. Меньшиков // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальне го Востока. – 2009. – № 2. – С. 205–207.