Моделі та методи інтелектуалізації експлуатації суден в критичних умовах (стр. 6 )

Розраховано що, задача рульового високошвидкісного водного транспортного засобу при парируванні наслідків нештатної ситуації має наступні характеристики: середній час рішення τ = 2,3 с; середньоквадратичне відхилення часу рішення σ = 0,4 с; імовірність безпомилкового рішення Р = 0,91. Середній час вирішення даної задачі без застосування інтелектуалізованої системи у штатному режимі становить 3,7 с, при середньоквадратичному відхиленні 0,7 с. Тобто доведено зменшення часу на прийняття рішення в період критичних ситуацій до 40%, або, при незмінному часі, підвищити ймовірність прийняття вірних рішень на 15–20 %.

ВИСНОВКИ

В результаті дисертаційних досліджень, виконаних автором, вирішено актуальне наукове завдання удосконалення існуючих та розробки нових моделей та методів інтелектуалізації експлуатації суден в критичних умовах, заснованих на методах штучного інтелекту та інженерії знань. Дане наукове завдання має важливе значення для теорії і практики побудови інтелектуальних транспортних систем, а саме, розроблення методів підвищення ефективності експлуатації засобів транспорту та їх функціональних систем в нештатних ситуаціях. Відсутність аналогічних рішень в наший країні і за кордоном робить результати досліджень пріоритетними.

На підставі проведених досліджень зроблені наступні висновки:

1.  Дослідження показали що транспорт, як інфраструктурна галузь, з метою сприяння швидкому розвитку країни має розвиватися випереджальними темпами. Очікується, що у 2020 році обсяги перевезення вантажів збільшаться порівняно з 2008 роком на 43,1 %, переробка вантажів у державних морських торговельних портах – на 43,2 %, обсяги пасажирських перевезень – на 30,4 %, що становитиме 10867,3 млн. пасажирів. Але на даний час транспортний сектор економіки України у цілому задовольняє лише базові потреби у перевезеннях: рівень безпеки експлуатації не відповідають сучасним вимогам.

2.  Аналіз причин транспортних подій свідчить, що біля 70 % відбувається внаслідок впливу, так званого, «людського фактору», це обґрунтовує необхідність автоматизації та комп’ютеризації процесів експлуатації засовів морського та водного транспорту. В сучасних умовах існує багато напрямків розвитку транспортних засобів, але найбільш перспективним є впровадження інтелектуальних систем. Це пов’язано з тим, що в більшості нештатних ситуацій відсутня апріорна інформація про можливі зовнішні впливи та дестабілізуючи фактори.

3.  Аналіз світового досвіду впровадження інтелектуальних транспортних систем свідчить про можливість значного підвищення ефективності та якості адаптивного управління рухом суден в нештатних умовах експлуатації. Таким чином, незважаючи на стрімкий розвиток теорії штучного інтелекту взагалі, актуальним є наукове завдання якому присвячена дана дисертаційна робота.

4.  Вперше розроблена модель гарантованого адаптованого безпечного управління рухом засобів морського та водного транспорту, яка базується на технології структурного моделювання складних динамічних систем. Дана технологія системо-аналогового моделювання має наступні переваги:

конструктивний формальний процес забезпечення подібності, адекватності та ефективності відображення багатомірних динамічних об’єктів у вигляді комп’ютерних розрахункових моделей базується на уніфікованих структурних матрицях, які не мають похибок та викривлень стосовно цілей розв’язку задач;

гетерогенна та різноманітна фізична природа складної динамічної системи в умовах зміни структури впливів факторів навколишнього середовища відображується в стандартизованій формі структурних матриць, які дозволяють моделювати нелінійні операції, процеси, перетворення та явища на всіх рівнях ієрархічної складності;

чітка структуризація та стратифікація взаємозв’язків та взаємовпливів у єдиній складній динамічній моделі забезпечує повноту реального узгодження вхідних та вихідних параметрів по кожному елементу, блоку, модулю, комплексу та підсистемі, які нелінійним чином реагують на зміни балансів у контактних зонах цілісної природної системи, коли її ядро відчуває збурення, відмови та інші нештатні впливи, врахування яких дозволяє раціональним чином запобігати чи ухилятись від загроз, досягаючи цілей безпеки життя, екологічної безпеки довкілля та економічної безпеки від реалізації транспортних перевезень у складних обставинах;

прості стандартизовані процедури системо-аналогового моделювання складних динамічних систем гарантують ефективний розв’язок задач практики за рахунок синергетичного отримання загальної мети та всіх цілей даної конкретної інтелектуальної транспортної системи у реальних складних обставинах, які є загрозою безпеки руху під час траєкторного управління запланованим маршрутом.

5.  Удосконалена модель гарантованого адаптованого безпечного управління рухом засобів морського та водного транспорту формується як відкрита система. Принципові компоненти єдиного програмно-апаратного комплексу на кожному ієрархічному рівні діагностики та контролю нормативних та стаціоналізованих станів забезпечують вхідний та вихідний контроль для формування поточних управлінських рішень та реалізації процесів самонавчання, самоконтролю, самодіагностики та самореорганізації у наслідок накопичення нових закономірностей безаварійного маневрування у надзвичайних, форс-мажорних обставинах. Застосування моделі дозволяє вирішити завдання підвищення рівня безпеки експлуатації суден в критичних умовах.

6.  Удосконалений метод нечіткого виведення знань при забезпеченні принципів інтелектуалізації експлуатації суден в критичних умовах базується на ідеї побудови графу блоків інтелектуальної системи на основі упорядкованості процесів управління та ієрархії підпорядкованості різних блоків (модулів) системи управління при їх функціонуванні, та реалізує схему дедуктивного виведення на основі застосування запропонованих алгоритмів. Дані алгоритми враховують ієрархічну організацію інтелектуальної транспортної системи та нечіткість даних, що дозволяє здійснювати прийняття рішень на основі інформації різнорідних джерел в умовах динамічної зміни цілей управління у реальному часі.

7.  Запропонований підхід до побудови інтелектуалізованої системи експлуатації судна в критичних умовах дозволяє:

підвищити інтелектуальний рівень системи експлуатації судна, що дає змогу скоротити час на вирішення завдань управління у змінному інформаційному середовищі особливо у період нештатних ситуацій;

створити інженерну методику побудови інтелектуальної інформаційно-керуючої системи, орієнтованої на широкий клас завдань організаційного і технічного управління;

розробити програмний комплекс автоматизації процесу побудови інтелектуальних інформаційно-керуючих систем суден з урахуванням специфіки і характеру вирішуваних управлінських завдань.

8.  Застосування в інтелектуалізованої системі експлуатації судна запропонованих наукових результатів дозволяє зменшити час на прийняття рішення в період критичних ситуацій до 40%, або, при незмінному часі, підвищити ймовірність прийняття вірних рішень на 15–20 %. При цьому підвищення ефективності експлуатації здійснюється лише за рахунок удосконалення математичного та програмного забезпечення інформаційної системи судна.

9.  Достовірність результатів дисертаційних досліджень підтверджується коректністю використання математичного апарату і збігом результатів теоретичних і експериментальних досліджень. У якості кількісної оцінки достовірності результатів моделювання процесів експлуатації судна використовується середньоквадратичне відхилення часу прийняття рішення оператором з використанням інтелектуалізованої системи. За результатами моделювання середньоквадратичне відхилення часу прийняття рішення становить не більше 15 % від абсолютного значення часу прийняття рішення оператором.

10.  Мета дослідження щодо розробці моделей та методів інтелектуалізації експлуатації суден, які забезпечують гарантований рівень безпеки руху в критичних умовах досягнута і всі часткові завдання вирішені повністю. Наукові результати досліджень є внеском в розвиток методів підвищення ефективності експлуатації засобів транспорту та їх функціональних систем, а також методів і технічних засобів автоматизації та комп'ютеризації процесів експлуатації в умовах ризику та невизначеності.

11.  Основні результати дисертаційних досліджень можуть бути використані дослідно-конструкторськими організаціями та підприємствами транспортної галузі при розробці або удосконаленні програмних засобів інтелектуалізованих транспортних систем.

12.  Напрямками подальших досліджень у зазначеній галузі можуть бути:

створення та модифікація бібліотек моделей поведінки інтелектуальних систем для своєчасного та ефективного реагування на виникаючі зміни середовища;

розробка нових методів та алгоритмів логічного виводу знань;

розробка засобів автоматизованого проектування інтелектуальних транспортних систем.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1.  Cоболевський і траєкторного управління рухом високошвидкісними транспортними засобами в зонах підвищеного ризику небезпечних подій / , Г. Г. Cоболевський, І. В. Тихонов // Вісник Національного транспортного університету. – 2013. – Випуск 28. – С. 36–43.

2.  Cоболевський нечіткого виведення при забезпеченні принципів інтелектуалізації експлуатації суден в критичних умовах/ // Телекомунікаційні та інформаційні технології. – 2014.– №. 2. – С. 80–89.

3.  Cоболевський і реалізації засобів діагностики та контролю процесів навігації та управління рухом об’єктів транспорту/, , В. Л. Міронова// Водний транспорт. – 2013. – Вип. 3(18). –С.7–14.

4.  Cоболевський гарантування рівнів безпеки руху водних транспортних засобів в сучасних умовах / , , І. В. Тихонов // Водний транспорт. – 2013. – Вип. 1(16).– С. 7–13.

5.  Cоболевський іональний розподіл функцій в ергатичних системах навігації та управління рухом високоточних транспортних засобів з метою гарантування підвищеного рівня безпеки у кризисних ситуаціях / , В. Л. Міронова, Г. Г. Cоболевський, І. В. Тихонов //Наука і техніка Повітряних Сил Збройних сил України. – 2013. – Вип. 1(10). – С. 189-193.