Оптимізація керування рухом судна в штормових умовах

Розроблена евристична система оцінки стану судна може мати подальший розвиток як на транспортних засобах, так і в будь-якому виробничому процесі, у якому виникає необхідність пошуку оптимальних режимів управління на основі різнорідних і, можливо, неточних даних.

Отримані в роботі методики можуть бути використані як алгоритмічна основа програмного забезпечення бортових систем контролю мореплавності і систем вироблення рекомендацій на берегових центрах проводки. Відповідні імітаційні моделі та програми можуть бути використані в учбовому процесі з метою наочної демонстрації поведінки судна в штормових умовах і формування відповідних навичок у судноводіїв.

Практичні результати дисертаційного дослідження запроваджено на суднах компанії «В. ШИПС (Україна)» (акт від 27.05.2010 р.) та «КААЛБАЙ ШИПИНГ Україна» (акт від 14.06.2010 р.). Теоретичні результати роботи використовуються у навчальному процесі ОНМА (акт від 21.05.2010 р.), а також в ЦПАП ОНМА і ОМТЦ (акти від 14.05.2010 г.).

Особистий вклад здобувача. Усі наукові результати дисертації, які виносяться на захист, отримано самостійно. 5 статей з 7 опубліковано без співавторів.

Апробація результатів дисертації. Основні результати досліджень було докладено на наступних конференціях:

· Refinement of ship maneuvering mathematical model. AGA IAMU (Annual General Assembly of International Association of Maritime Universities), 2005, Malme (Sweden).

· On risk assessment and decision-making while controlling the ship in adverse weather conditions. AGA, IAMU, 2008, California Maritime Academy, San Francisco (USA).

· Моделирование качки судна с учетом колебаний поперечной остойчивости. Международная научно-практическая конференция в честь 80-летнего юбилея В.В. Козлякова. Одесса, 2008.

· О влиянии килевой и вертикальной качки на остойчивость судна. Науково-технічна конференція «Сучасні проблеми підвищення безпеки судноводіння». Одеса: ОНМА, 2008.

· Методика выбора оптимального пути судна в шторм. Науково-технічна конференція «Сучасні проблеми підвищення безпеки судноводіння». Одеса: ОНМА, 2009.

2. Основний зміст

У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертації, визначено мету та задачі дослідження, показано наукову новизну і практичне значення роботи.

В першому розділі наведено загальний аналіз аварійності світового флоту в період з 1997 по 2007 рр. На основі наведеного аналізу зроблено висновок, що істотна частина аварійних випадків на морському транспорті (за різними даними -- 18-26%) відбувається в штормову погоду. Аварії, причини яких були закладені на етапах планування та коригування вантажних операцій і морського переходу, викликані в основному помилками операторів (судноводіїв, планерів, служби метеопроводки та інших). В той же час основною причиною аварій на етапі морського переходу, коли судно вже знаходиться в тяжких штормових умовах, є обмежена кількість поточної та прогностичної інформації про стан погоди і судна. Зважаючи на це, стає явною необхідність удосконалення методів інформаційної підтримки судноводіїв під час управління судном в шторм. Останню передбачається здійснювати не тільки шляхом надання оператору необхідної вимірювальної та прогностичної інформації, але й шляхом вироблення відповідних рекомендацій щодо управління судном. При цьому загальну задачу вироблення рекомендацій можна розділити на дві підзадачі:

· пошук оптимального маршруту переходу з урахуванням довгочасного прогнозу погодних умов (планування);

· пошук оптимального режиму руху судна при поточному стані погоди (оперативне управління).

Стан досліджень першої проблеми на сучасний момент визначався, виходячи з робіт В.Г. Сізова, Ю.І. Нечаєва, С.С. Кубріна, S. Bijlsma, J. Journee, R. James та інших вчених, а другої - з робіт О.М. Крилова, М.Д. Хаскінда, І.К. Бородая і Д.А. Нєцвєтаєва, С.Н. Благовещєнського, А.Н. Холодиліна, Ю.В. Ремеза, В.Б. Ліпіса, Ю.І. Нечаєва, В.В. Луговського, В. А. Нєкрасова, В.В. Семенов-Тян-Шанського, Л.А. Козыря, T. Fossen, O. Faltisen, P. Kaplan, M. Ochi, F. Tasai, J. Journee, I. Clark, H. Capps та ін. Внаслідок цього було встановлено наступне.

· Під час планування трансокеанського маршруту найбільш прогресивними на сьогоднішній день є методики, що ґрунтуються на пошуку оптимального маршруту на спрямованому графі методом генетичних алгоритмів. При цьому виникає необхідність в удосконаленні алгоритму вироблення альтернативних маршрутів з метою підвищення з одного боку точності, з іншого боку -- швидкодії подібної методики.

· При плануванні трансокеанського переходу економічний фактор є переважним до тих пір, доки забезпечується припустимий рівень безпеки судна. Тому виникає необхідність в розробці способів адекватної оцінки ризиків під час вибору найбільш економічних маршрутів.

· Визначення параметрів хитавиці пов'язано з розрахунком специфічних режимів бортової хитавиці, таких як основний та параметричний резонанс, зниження остійності. Розрахунок кінцевих амплітуд хитавиці у цих режимах за найбільш точними «тривимірними» математичними моделями потребує надто великих обчислювальних затрат, що гальмує практичне застосування обчислювальних алгоритмів. Це викликає необхідність пошуку більш простих, але достатньо вірогідних способів розрахунку.

В другому розділі за результатами аналізу стану проблеми експлуатації судна в штормових умовах визначено основний напрям і методологія наукового дослідження.

За робочу гіпотезу прийнято, що підвищення безпеки і економічності управління рухом судна у штормових умовах можна досягти шляхом розробки більш досконалих методів і алгоритмів вибору оптимальних режимів руху і маршруту судна, враховуючи динаміку судна на морському хвилюванні, ризики з цим пов'язанні, та відповідні економічні фактори. Для її доведення і вирішення головної задачі було сформульовано і розв'язано чотири допоміжних.

Рішення першої з них пов'язано з аналізом існуючих методів математичного опису і моделювання поведінки судна на хвилюванні (емпіричні методи, методи теорії плоских перерізів, методи обчислювальної гідродинаміки) з метою отримання раціональної з позицій продуктивності і вірогідності моделі. Розглянуто переваги лінійного та нелінійного підходу до моделювання. Проаналізовано методи розрахунку складових цих моделей, з яких для вирішення поставленої задачі найбільш доцільними визнано методи, що ґрунтуються на базі теорії плоских перерізів.

Для розв'язання другої задачі - удосконалення методики розрахунку мореплавного стану судна на хвилюванні було виконано порівняльний аналіз існуючих методів. Визначено, що подальше удосконалення вищеназваної методики можливо шляхом застосування чисельних методів обробки експерименту, гідродинамічної теорії та математичного аналізу. Наприкінці цього етапу доцільно провести порівняння існуючих експериментальних даних з отриманими даними розрахунків.

Рішення третьої задачі полягає в розробці системи критеріїв, що дозволяють отримати інтегральну оцінку стану судна на хвилюванні з урахуванням факторів безпеки та економічності. Найбільш адекватно відобразити складну взаємодію різноманітних факторів під час плавання судна у штормових умовах дозволяють методи евристичного аналізу, статистичної обробки даних та нечіткої логіки.

Рішення четвертої задачі полягає у пошуку оптимального режиму руху судна в штормових умовах і оптимального трансокеанського маршруту. Для цього у першу чергу необхідно застосувати методи теорії управління та теорії оптимізації. Серед інших оптимізаційних методів для пошуку рішення у багатокритеріальному середовищі обрано метод генетичних алгоритмів.

Науковим результатом вирішення головної задачі є система методів вибору трансокеанського маршруту і режимів руху, на базі яких здійснюється планування і виконання морського переходу в оптимальних, з позицій економічності та безпеки, умовах.

Третій розділ присвячено математичному описанню хитавиці судна. З метою розрахунку параметрів хитавиці на основі синтезу моделей J. Journee (Delft Marine University, Голандія) і P. Kaplan'а (U.S. Coastguard, США), з доповнення деяких нелінійних змінних, отримано дві алгебраїчні системи рівнянь. Перша - лінійна модель в шести ступенях свободи має класичну, відповідно до теорії хитавиці, структуру і є базовою для розрахунку основних параметрів хитавиці. Перевагами лінійної моделі є наочність, багатофункціональність і достатньо висока швидкість розрахунків по ній. Основним її недоліком є неможливість урахування складних нелінійних явищ, таких як параметричний резонанс і зменшення остійності.

З метою вирішення цієї проблеми було запропоновано змінити лінійну модель шляхом введення змінної об'ємної водотоннажності , змінних моментів інерції і нелінійного відновного моменту, що залежить від параметрів кільової і вертикальної хитавиці, а також зміни конфігурації зануреної частини корпусу на хвилюванні:

де a_ij, b_ij, c_ij - коефіцієнти, що характеризують відповідно інерційну, демпфувальну і відновну складові моделі;

, , - кути кільової, бортової хитавиці та рискання;

x, y, z - поздовжнє, поперечне і вертикальне переміщення;

X_wi - зовнішні сили і моменти, викликані хвилюванням;

Під час синтезу моделей хитавиці необхідно було:

· аналітично апроксимувати форму корпуса судна;

· визначити для заданої конфігурації зануреної частини корпусу коефіцієнти демпфування та інерції;

· визначити збурюючі сили і моменті, що діють на судно;

· визначити відновні дії і моменти, що діють на судно.

Для апроксимації форми корпуса було обрано методи конформного відображення Льюіса і N-параметричного відображення і запропоновано спеціальний метод апроксимації за осадкою.

Для розрахунку коефіцієнтів потенційного демпфування та інерції були застосовані методи Тасаї для більшої частини перерізів корпусу і Франка для розрахунку перерізів складної форми і повністю занурених перерізів, а також напівемпіричний метод Ікеда для розрахунку в'язкісного демпфування.

Основна частина збурюючих сил і моментів розраховувалась в рамках теорії О.М. Крилова, з доповненням дифракційної складової відповідно до теорії М.Д. Хаскінда та модифікованої теорії пласких перерізів Ф. Тасаї.

Для розрахунку відновного моменту на хвилюванні запропоновано спеціальний метод, смисл якого полягає в пошуку центру величини зануреної частини корпусу судна з довільною посадкою на регулярному хвилюванні довільного напрямку, і наступному розрахунку відновного моменту за формулою:

де М_В - відновний момент, l - плече відновного моменту, B (x_B, y_B, z_B) - центр величини зануреної частини судна, G (x_G, y_G, z_G) - центр ваги судна.

Центр величини зануреної частини судна визначається як точка перетину трьох площин, що поділяють судно на вісім рівних об'ємів. Розрахунок кожної з координат центра величини здійснюється поетапно шляхом зміщення відповідної січної площини у фіксованій відносно тихої води системі координат і наступного порівняння об'ємів зануреної частини корпусу, розташованих по обидва боки від цієї площини.

Щоб знайти конфігурацію зануреної частини корпусу з довільною посадкою, необхідно було визначити криву перетину з профілем регулярного хвилювання. Для цього запропоновано рівняння виду:

.

де - осадки в заданому перерізі на хвилюванні правим і лівим бортом, Т_cw - осадка судна в даному перерізі на тихій воді, _a - амплітуда хвилі, _e - уявна частота хвилювання, - курсовий кут хвилювання, k - хвильове число, P(x_b, y_b, z_b) - точка на корпусі у зв'язаній системі координат.

Вираз є рівнянням з двома невідомими Т_w і y_b, розв'язати яке можна тільки числовим методом. Для цього необхідно представити форму корпусу аналітично. При цьому класичний метод конформного відображення виявляється неефективним, тому що для кожної нової осадки необхідно знов перераховувати коефіцієнти відображення. Розглядаючи можливі шляхи розв'язання цієї задачі, було запропоновано метод нейронного відображення по осадці, згідно з яким напівширина перерізу виражається наступним чином:

де N - розмірність нейрону, n = 1,…N, w,v,b - вагові коефіцієнти; H_fb - висота борту; z_min -перевищення перерізу над основною площиною; Т_s - осадка судна в даному перерізі.

Порівняння даних розрахунків за отриманими моделями і методами з даними експерименту в дослідному басейні і натурними спостереженнями хитавиці судна у відкритому морі, дозволили підтвердити адекватність об'єкту дослідження.

Основні результати цього розділу опубліковано в роботах [1, 2, 6, 7, 9].

В четвертому розділі наведено метод розрахунку найбільш значущих характеристик стану судна в умовах хитавиці, а саме: небезпечних режимів бортової хитавиці, інтенсивності слемінгу і заливання, а також втрати швидкості на хвилюванні. Параметри навантажень на корпус є також важливими під час оцінки стану судна, але їх розрахунок не є задачею цього дослідження, хоч це і не виключає можливості їх урахування під час оцінки стану судна і вирішення задачі вибору режимів плавання.

Бортова хитавиця. Дослідження проблеми показало, що зони небезпечної бортової хитавиці не завжди збігаються із зонами резонансних режимів руху судна, що обумовлено особливостями форми його корпусу, а також імовірнісними характеристиками хвилювання. Крім того, розрахунок бортової хитавиці за лінійною моделлю не дає коректних результатів для великих кутів нахилу, а розрахунок за нелінійною моделлю потребує значних обчислювальних витрат.

Щоб забезпечити вірогідність та швидкодію розрахунків виникла потреба в розробці спеціальної методики, що складається з наступних п'яти етапів:

1) розрахунок амплітуд хитавиці за лінійною моделлю для заданої системи нерегулярного хвилювання;

2) визначення резонансних режимів хитавиці з умови збігу частоти власних коливань та одиничної або подвоєної уявної частоти хвилювання;

3) розрахунок коливань остійності на хвилюванні на базі методики запропонованої в розділі 3;

4) визначення режимів несталої хитавиці за залежностями, апроксимованими на основі діаграми Айнса-Стрета;

5) розрахунок амплітуд бортової хитавиці при несталих режимах на регулярному хвилюванні за нелінійною моделлю.

Застосування даної методики дозволило зберегти коректність обчислювального алгоритму, скоротивши час його роботи майже в десять разів у порівнянні з повним розрахунком за нелінійною моделлю.

Для розрахунку інтенсивності слемінгу і заливання удосконалено метод Ліпіса-Кондрікова за рахунок більш точного обчислення амплітуд вертикальних коливань носу судна та його динамічного надводного борту за формулами Оші і Тасакі. У результаті аналізу вказаного та інших методів прийнято, що небезпечними під час слемінгу слід вважати такі удари, при яких динамічне навантаження перевищує несучу здатність пластин набору днища. Небезпечним запропоновано вважати заливання, при якому в момент, коли рівень води досягає кромки фальшборту, швидкість відносного переміщення перевищує задане порогове значення.

Втрата швидкості. При розрахунку втрати швидкості на хвилюванні пропонується спосіб, який базується на основі методів Боєзе (розрахунок додаткового опору на хвилюванні) та Ішервуда (розрахунок додаткового опору від дії вітру). При цьому навантаження двигуна, необхідне для підтримання заданої швидкості з урахуванням додаткового опору від вітру та хвилювання, запропоновано виражати через упор гвинта наступним чином:

,

,

де Т_w - упор гвинта, P_w - потужність двигуна, U - швидкість судна, - пропульсивний коефіцієнт, R_A - середня сила вітрового опору, R_W - середня сила хвильового опору, с - коефіцієнти апроксимуючої функції.

Основні результати цього розділу опубліковано в роботах [3, 10].

П'ятий розділ присвячено кінцевому етапу вирішення головної задачі дисертації - розробці системи оцінки мореплавного стану судна і алгоритмів вибору оптимального шляху і режимів руху.

З метою пошуку оптимального компромісу між економічною ефективністю рейсу та безпекою судна в шторм запропоновано застосувати концепцію оцінки ризиків.

Рівень ризику R запропоновано визначати як функцію імовірності виникнення небезпеки Р і ступеню наслідків А від дії вказаної небезпеки на досліджувану подію. При цьому Р визначається як імовірність досягнення визначених динамічних параметрів хитавиці, які можуть привести до негативних наслідків, пов'язаних з експлуатацією судна у штормових умовах. У свою чергу рівень наслідків А приймається постійним в той час як зміною параметрів управління судном оператор може впливати на ймовірність досягнення параметрів хитавиці, що лежать за межею практично припустимого ризику. Відповідно рівень ризику під час розв'язання задачі оперативного управління судном запропоновано виразити наступною функціональною залежністю:

,

де - імовірності досягнення заданих параметрів хитавиці судна, результатом яких може стати аналізована небезпечна ситуація.

Узагальнений рівень ризику на всій протяжності маршруту R_voyage запропоновано визначати з умови:

де R_n - рівень ризику на заданому відрізку маршруту.

З метою формалізації задачі оцінки ризику було використано методи теорії нечіткої логіки. На основі існуючих міжнародних критеріїв оцінки припустимих параметрів хитавиці судна і даних експертного опитування була побудована багатокритеріальна система оцінки ефективності виконання переходу (рис. 1).

Рис. 1. Модель системи оцінки ефективності виконання морського переходу: x₁…x_n - параметри хитавиці, S₁…S_n - відповідні оцінки; у₁…у_n - економічні показники, Е₁…Е_n - відповідні оцінки; R - рівень ризику, Е - рівень економічної ефективності, Z - цільова функція.

Алгоритм оцінки ефективності виконання переходу працює наступним чином. Параметри, які надходять на вхід моделі, проходять крізь підсистему нечіткого перетворення (ПНП) I-го рівня, в результаті чого на виході отримуємо оцінки по кожному із заданих критеріїв (наприклад, середня амплітуда бортової хитавиці: «незначна», «значна» чи «небезпечна»). При цьому оцінки представляються як лінгвістичними термінами, так і в заданому числовому діапазоні. При визначенні функцій належності граничні умови запропоновано формувати на основі існуючих міжнародних критеріїв хитавиці, а їх проміжні значення - шляхом апроксимації попередньо оброблених даних експертного опитування. Після цього отримані оцінки проходять ПНП II-го рівня, на виході якої отримуємо загальну оцінку по заданій умові (рівень ризику, економічність). На останньому етапі обчислень розрізняються дві схеми розрахунку. Схема (1) передбачає визначення цільової функції шляхом перетворення локальних чинників економічності та безпеки крізь ПНП ІІІ-го рівня, що використовується при оперативному виборі режиму руху судна. Схема (2) використовується при пошуку оптимального маршруту. Відповідно до цієї схеми цільова функція визначається шляхом перетворення ряду економічних чинників і отриманого за схемою (1) ряду рівнів ризику по всій протяжності маршруту.

Оптимальний маршрут запропоновано надавати як таку комбінацію відрізків шляху і навантажень двигуна, за якої час переходу Т не перевищує заданого Т_р, а робота, витрачена на перехід, найбільш близька до мінімальної при дотриманні умов безпеки. Вищевказане функціональне перетворення виражено в роботі наступним чином:

,

де U_safe - максимальна безпечна швидкість, за якої ризик несприятливої або аварійної події знаходиться в безпечних межах; Р - потужність головного двигуна (Р_max - потужність при максимальному навантаженні); Р(R_aw) - додаткова потужність, необхідна для підтримання заданої швидкості з урахуванням вітро-хвильового опору.

Результати досліджень, отримані в попередніх розділах, і організація вищеописаної системи оцінювання дозволили отримати узагальнену методику вибору оптимального маршруту і режимів руху судна у шторм і розробити оптимізаційні алгоритми.

Рис. 2. Блок-схема узагальненої методики вибору оптимального маршруту і режимів руху судна у шторм

Методика пошуку зводиться до наступного. До початку рейсу при відомому стані завантаження розраховуються параметри хитавиці судна Х на всьому діапазоні довжин хвиль, швидкостей судна і курсових кутів хвилювання (,U,). Під час вибору оптимального режиму руху по фактичному спектру хвилювання S і Х визначаються діаграми параметрів хитавиці на нерегулярному хвилюванні . Для заданих параметрів руху (U,) обчислюється значення цільової функції Z (рівень економічно виправданого ризику). Метою оптимізації у такому випадку є визначення мінімального значення Z за даних погодних умов, яке відповідає мінімально ймовірним ризику і відхиленню від запланованого маршруту. Пошук оптимального режиму руху запропоновано робити методом генетичних алгоритмів (ГА).

При рішенні задачі планування початковий маршрут Route(,) задається лінією ортодромії, визначаються оптимальне навантаження двигуна P_min і, відповідно, мінімальна робота судна А_min, необхідна для виконання переходу по тихій воді. Погодні умови на перехід задаються у вигляді багатомірних масивів даних з дискретністю, як правило, 1-2 х . Кожному вічку сітки, яка містить погодні дані, присвоюється порядковий номер, і після цього визначається приналежність заданих ділянок маршруту вічкам сітки. Для кожного маршрутного відрізку (1:N) розраховуються параметри хитавиці , оцінюється рівень ризику та визначається безпечна швидкість судна U. У випадку, коли безпечна швидкість на будь-якому з відрізків менше ніж задане мінімальне значення, алгоритм переходить на етап пошуку альтернативного маршруту, а якщо ні - розраховуються навантаження на двигун, необхідні для здійснення переходу P і визначається додатково затрачена робота . Метою оптимізації в даному випадку є визначення маршруту, на який буде витрачено мінімум додаткової роботи у прогнозованих погодних умовах.

Варіювання маршрутів запропоновано здійснювати шляхом завдання М проміжних шляхових точок - полюсів. Ділянки маршруту між полюсами будуються по ортодромії, і потім розбиваються на N локсодромічних відрізків пропорційно відстаням між полюсами. При М4 пошук оптимального маршруту запропоновано робити симплексним методом Нелдера-Міда, а при М>4 - методом генетичних алгоритмів, через обмеження симплексного методу кількістю шуканих коефіцієнтів.

Основними перевагами отриманої методики у порівнянні з існуючими є: використання комплексного підходу до задачі управління судном у шторм; система оцінки мореплавності судна і економічної ефективності рейсу, побудована на базі теорії нечіткої логіки і концепції оцінки ризиків з урахуванням існуючих міжнародних критеріїв, що дозволяє здійснювати адекватну оцінку ефективності виконання рейсу у багатокритеріальному середовищі в умовах невизначеності або неточності початкових даних; використання досить швидкодіючих і точних способів розрахунку мореплавного стану судна на хвилюванні, отриманих у результаті аналізу і наступного удосконалення існуючих методів розрахунку хитавиці судна.

Імітаційне моделювання, а також апробація отриманої методики безпосередньо на суднах дозволили підтвердити її ефективність та адекватність (рис. 3, 4).

Результати цього розділу опубліковано в роботах [4, 8, 11].

Рис. 3. Ілюстрація роботи алгоритму вибору оптимального режиму руху судна у шторм

Таблица 1 Форма оцінки стану судна на хвилюванні

Рис. 4. Ілюстрація роботи алгоритму вибору оптимального маршруту на прикладі переходу Галіфакс-Шербур

Порівняльна характеристика маршрутів

Коротша / альтернативна дистанції: 2242.5 / 2300.7 мильНаданий час переходу: 112.1 годин.

Середня швидкість мінімальна / фактична: 20 / 20.3 вузлів.Навантаження двигуна на тихої воді: 61%.

Позиції полюсів: 46.25 N 53.0 W // 48.0 N 50.0 W // 50.0 N 47.5 W

Таблица 2

Висновки

В дисертації теоретично обґрунтовано і практично апробовано новий підхід до рішення задач оцінки стану судна, планування і виконання процесу океанського переходу. Основною метою, поставленою в дисертації, стала мінімізація впливу штормових умов на судно шляхом покращення алгоритмічної бази бортових систем інформаційної підтримки судноводія за рахунок удосконалення існуючих і розробки нових способів розрахунку динаміки судна і оцінки його стану на хвилюванні. Запропоновано новий спосіб оцінки мореплавного стану судна по множині різнорідних критеріїв шляхом використання багаторівневої евристичної системи. Сформульовано метод отримання узагальненого рівня ризику як єдиного чинника оптимальності рішень при управлінні судном у шторм. Виходячи з гіпотези про мінімально-неминучі витрати, запропонована цільова функція, яка відображає ефективність обраного маршруту трансокеанського переходу. На базі вказаних розробок було отримано алгоритми пошуку оптимальних трансокеанського маршруту і режимів руху судна у шторм.

До найбільш істотних науково обґрунтованих результатів, отриманих у роботі, відносяться:

1. Метод апроксимації контуру перерізу корпусу по осадці двошаровою нейронною мережею, перевагами якого є практично повна відповідність апроксимованого контуру заданому, а також можливість значного збільшення швидкості розрахунку зміни конфігурації зануреної частини корпусу судна на хвилюванні.

2. Метод визначення відновного моменту, який дозволяє розрахувати коливання остійності судна при довільній посадці на регулярному хвилюванні довільного напрямку.

3. Нелінійна математична модель хитавиці судна, яка дозволяє спрогнозувати складні нелінійні явища, пов'язані з коливаннями остійності на хвилюванні, такі як параметричний резонанс та зменшення остійності.

4. Багаторівнева система оцінки ефективності управління судном в шторм, побудована на базі теорії нечіткої логіки і концепції оцінки ризиків.

5. Полюсний метод генерації альтернативних маршрутів, який полягає у варіюванні маршрутів шляхом додавання заданого числа додаткових шляхових точок - полюсів, і наступної генерації композитних маршрутів - найбільш адекватних для практичної реалізації під час виконання морського переходу.

Практичні результати дисертаційного дослідження (методика вибору трансокеанського маршруту і режимів руху судна у шторм) впроваджено на суднах компанії «В. ШИПС (Україна)» (акт від 27.05.2010 р.) та «КААЛБАЙ ШИПІНГ Україна» (акт від 14.06.2010 р.). Теоретичні результати роботи використовуються у навчальному процесі ОНМА при вивченні дисципліни «Теорія і практика управління судном» (акт від 21.05.2010 р.) та у ЦПАП ОНМА і ОМТЦ під час підвищення кваліфікації судноводіїв (акти від 14.05.2010 р.).

штормовий судно хвилювання

список опублікованих праць за темою дисертації

1. Пипченко А.Д. Создание упрощенной математической модели движения судна, управляемого рулем и винтом / А.Д. Пипченко // Судовождение: Сб. научн. трудов / ОНМА, Вып. 9. - Одесса: Феникс, 2005 - C. 75-81.

2. Пипченко А.Д. Уточнение математической модели движения судна / А.Д. Пипченко // Судовождение: Сб. научн. трудов / ОНМА, Вып. 10. - Одесса: Феникс, 2005. - C. 97-105.

3. Пипченко А.Д. О спектральном представлении резонансных режимов движения судна на волнении / А.Д. Пипченко // Судовождение: Сб. научн. трудов / ОНМА, Вып. 15. - Одесса: ИздатИнформ, 2008. - с. 160-165.

4. Нечаев Ю.И. Выбор оптимального курса судна в сложной гидрометеорологической обстановке / Нечаев Ю.И., А.Д. Пипченко, В.Г. Сизов // Судовождение: Сб. научн. трудов / ОНМА, Вып. 16. - Одесса: ИздатИнформ, 2009. - С. 105-118 (здобувачем виконано аналіз методів та моделей, які використовуються при оцінці та прогнозі динаміки судна).

5. Пипченко А.Д. Модель оценки оптимальности режима движения судна на волнении / А.Д. Пипченко //Судовождение: Сб. научн. трудов / ОНМА, Вып. 17. - Одесса: ИздатИнформ, 2009. - C. 146-154.

6. Pipchenko A.D. On the method of calculation of ship's transverse stability in regular waves / A.D. Pipchenko // Ships and offshore structures journal. Vol. 4, Issue 1, Mar 2009. - pp. 9-18.

7. Pipchenko A.D. Development of the Ship Dynamics Model on the Basis of an Artificial Neural Network / A.D. Pipchenko, D.S. Zhukov // IAMU №5, Vol. 1. Tokyo. Japan, 2007. - p p.23-31 (здобувачем розроблена модель динаміки судна на базі штучних нейронних мереж).

8. Pipchenko A.D. On risk assessment and decision-making while controlling the ship in adverse weather conditions / A.D. Pipchenko, D.S. Zhukov // Proceedings of the 9^th AGA, IAMU, California Maritime Academy, 2008 - pp.208 - 214 (здобувачем виконано аналіз алгоритму прийняття рішень на базі концепції «м'яких обчислень»).

9. Пипченко А.Д. Моделирование качки судна с учетом колебаний поперечной остойчивости / А.Д. Пипченко // Международная научно-практическая конференция в честь 80-летнего юбилея В.В. Козлякова / Под ред. Г.В. Егорова. - Одесса: издатель Николай Дубров, 2010. - С.223-228.

10. Пипченко А.Д. О влиянии килевой и вертикальной качки на остойчивость судна / А.Д. Пипченко // Матеріали науково-технічної конференції «Сучасні проблеми підвищення безпеки судноводіння». - Одеса: ОНМА, 2008. - С. 78 - 80.

11. Пипченко А.Д. Методика выбора оптимального пути судна в шторм / А.Д. Пипченко // Матеріали науково-технічної конференції «Сучасні проблеми підвищення безпеки судноводіння». - Одеса: ОНМА, 2009. - С.85-87.

Размещено на Allbest.ru