Пусть число ВС, находящихся в зоне маневра СС, равно L. Тогда вероятность Р () отсутствия столкновения при движении по рассматриваемой ТР очевидным образом представляется через вероятности P () (i=1,2,.L) отсутствия столкновения с каждым из встречных судов:
=
В свою очередь вероятность Р (i) может быть представлена через множество ситуаций возникающих при расхождении CC с i-ым ВС. Эти ситуаций образуют полную группу событий, а вероятность P ()имеет вид:
P () =
где — вероятность ситуации, — условная вероятность отсутствия столкновения при ситуации .
Содержанием jтой ситуации является последовательность возможных действий i-го ВС. Эти действия могут как соответствовать, так и не соответствовать МППСС. Вероятности ситуаций отражают доверие к различным действиям ВС. Причем в принятой концепции оценка доверия к одним и тем же действиям оказывается различной при различных дистанциях до ВС, а именно, при увеличении дистанции доверие уменьшается. В результате возможны случаи, когда, несмотря на то, что прогнозируется опасное сближение, ситуация признается неопасной из-за удаленности точки опасного сближения.
Справедливость такого подхода к оценке ситуаций представляется достаточно очевидной, поскольку, чем дальше ВС, тем больше вероятность изменения оперативной обстановки (как из-за маневрирования наблюдаемых ВС, так и из-за появления в зоне наблюдения новых ВС) и, как следствие, больше вероятность коррекции ранее составленного прогноза. Механизм учета этого фактора может быть различным. Например, можно воспользоваться представлением доверия к событию в виде интервала значений вероятности. В этом случае о степени доверия свидетельствует не только положение интервала на оси значений вероятности, но и его ширина, что требует использования при сопоставлении оценок доверия правил, принятых для интервальных величин. В частности, может быть использован подход, который проиллюстрируем на следующем примере.
Предположим, что при расхождении с некоторым ВС одним из прогнозируемых событий является маневр этого судна — МBC. Оценим вероятность р (MBC) этого события. Пусть при формировании ТР наблюдается некоторая зона, ограниченная радиусом D с центром в точке текущего местоположения СС (обычно D = 12−16 миль). При этом СС отделено от начала зоны маневрирования при расхождении с некоторым ВС дистанцией D, которую оно пройдет за время t. Введем следующие параметры модели расхождения: p — вероятность непоявления за время t в зоне наблюдения новых ВС, — вероятность выполнения маневра рассматриваемым ВС при условии непоявления в зоне наблюдения за время t новых ВС, — вероятность выполнения маневра рассматриваемым ВС при условии появления в зоне наблюдения за время t новых ВС. Тогда имеем:
p (MBC) = p + (1-p).
При этом для величины р может быть использовано соотношение:
;
значения, размещенные в базе данных, зависят от ситуации и определяются на основании морской практики.
Однако очевидно, что возможность оценивания величины принципиально отсутствует. Принимая во внимание, что ее значение лежит в диапазоне [0, I], приходим к неравенству:
p p (MBC) =p + 1 -p.
Отсюда следует, что если рассматриваемое ВС находится достаточно близко (), то интервал возможных значений р (МBC) практически стягивается в точку и р (МBC) =. В противном случае, когда ВС далеко, ширина интервала для р (МBC) приобретает большое значение (она равна 1 — р), что передает эффект малой достоверности соответствующего события.
Подход, использованный при построении модели судоводителей ВС, базируется на принципах мультиагентного подхода. Основным тезисом при этом является предположение о том, что судоводитель ВС руководствуется примерно теми же правилами, что и судоводитель СС (принцип RAO-логики). Основанием для такого подхода является факт существования МППСС. Этот тезис не предопределяет поведение ВС и не исключает возможность отклонений в его поведении от правил.
Рассмотрим множество событий в зоне анализа. Прежде всего, в это множество входят события «Опасность столкновения» (ОС) и альтернативное к нему «Отсутствие опасности столкновения» (). Первое из этих событий соответствует появлению прогноза о возможном сближении СС и ВС до дистанции, меньшей некоторой допустимой. Далее следуют события, отражающие действия ВС по маневрированию, — «Маневр» (МBC) и «Отсутствие маневра» (BC). Заметим, что при вычислении количественной оценки безопасности для этих событий предварительно оценивается тип ситуации расхождения (пересечение, обгон, противоположные курсы). Поскольку в результате неосмотрительных действий расходящиеся суда могут оказаться в области чрезмерного сближения и прибегнуть к маневрам последнего момента, то соответствующие события — МПМ и — также могут быть представлены в графе событий. Все перечисленные события отражают прогнозируемые действия и решения ВС. Завершает любую ситуацию один из возможных исходов — «Столкновение» (Сi) или «Отсутствие столкновения» ().
Заключение
Бурное развитие средств и технологии микроинформатики создали необходимые условия для строительства автоматизированных судов второго поколения. Архитектура информационно-управляющей системы «судна будущего» представляет структуру взаимосвязей технических средств и программного обеспечения, соединенных в цепи между собой вычислительных машин. Архитектурное построение системы базируется на следующих факторах:
1. Обеспечение надежности информационной системы. Оценка риска и возможностей повреждения системы приводит к необходимости выполнения ряда мероприятий и принципов:
— Функциональная автономия средств информации
— Независимость и модульный принцип построения оборудования
— Избыточность информации и дублирование некоторых видов оборудования
— Обнаружение погрешностей в передаче информации
— Постоянный контроль состояния цепей и контуров системы
— Установление надежного и безопасного порядка работы системы на случай возможных отказов.
2. Локализация систем автоматизированной обработки информации. Системы располагаются в специальных защищенных помещениях.
3. Выбор определенного носителя для передачи информации на расстояние.
Наиболее значимым модулем в архитектуре таких систем является модуль, ответственный за обеспечение своевременных и безошибочных решений при расхождении судов. Именно здесь в наиболее полной мере могут быть применены средства искусственного интеллекта, основанные прежде всего на теории распознавания образов и теории оптимального управления, подкрепленные самыми современными средствами вычислительной техники и программного обеспечения.
1. Международные правила предупреждения столкновений судов в море, 1972. Главное управление навигации и океанографии Министерства обороны РФ, 1996. № 9018 Р.
2. Автоматизация судовождения ⁄ А. А. Якушенков, К. Н. Денисов, В. Т. Кондрашихин, А. П. Ющенко. — М.: Транспорт, 2002. — 463 с.
3. Вагущенко Л. Л. Обработка навигационных данных на ЭВМ. — М.: Транспорт, 1985. — 144 с.
4. Дмитриев С. П., Колесов Н. В., Осипов А. В., Синтез траекторий расхождения судов, ГНЦ РФ-ЦНИИ «Электроприбор», № 3, 2007
5. Еремчук Н. И., Зубков Р. А. Предупреждение столкновений кораблей в море. — М.: Воениздат, 2003. — 224с.
6. Коккрофт А. Н., Ламейер Дж.Н. Ф. Толкование МППСС-72 Пер. с англ. Н. Я. Брызгина и Н. Т. Шайхутдинова; Под ред.Н. Я. Брызгина.
М.: Транспорт, 1981 — 280с.
7. Московцев Ю. П. // Системы управления и обработки информации: Науч.
техн. сб. / ФНПЦ «НПО «Аврора», СПб., 2000. — Вып. 1. — С. 61−68
8. Новые технические средства в судовождении ⁄ Под ред. А. А. Якушенкова. — М.: Транспорт, 2003. — 479 с.
9. Сазонов А. Е., Родионов А. И. Автоматизация судовождения. — М.: Транспорт, 1997. — 216 с.
10. Стафеев А. М. Судовые автоматизированные системы навигации. — М.: Транспорт,№ 5, 2007
11. Стокман Дж., Линда Шапиро Компьютерное зрение = Computer Vision. — М.: Бином. Лаборатория знаний, 2006. — С. 752
12. Судовые средства автоматизации предупреждения столкновений судов ⁄ Ю. Г. Зурабов, Р. Н. Черняев, Е. В. Якшевич, В. Я. Яловенко. — М.: Транспорт, 1995. — 205 с.
13. Яскевич А. П., Зурабов Ю. Г. Комментарии к МППСС-72. — М.: Транспорт, 1990 — 479с.
14. Green S., I. Hurst and B. Nangle (2001) Software Agents; a Review May 27. //http//www.cs.tcd.ie/research groups/iag/pubreview.
15. Shi Z., Q. Tian and Y. Li (2003) RAO Logic for Multiagent Framework. — Proc. of the hit. Workshop DAIMAS-03, June 15−18. S. Petersburg.
Еремчук Н.И., Зубков Р. А. Предупреждение столкновений кораблей в море. — М.: Воениздат, 2003. — 224с.
Международные правила предупреждения столкновений судов в море, 1972. Главное управление навигации и океанографии Министерства обороны РФ, 1996. № 9018 Р.
См там же
Яскевич А.П., Зурабов Ю. Г. Комментарии к МППСС-72. — М.: Транспорт, 2000 — 479с.
Коккрофт А.Н., Ламейер Дж.Н. Ф. Толкование МППСС-72 Пер. с англ. Н. Я. Брызгина и Н. Т. Шайхутдинова; Под ред.Н. Я. Брызгина.
М.: Транспорт, 2001 — 280с.
См там же
Еремчук Н.И., Зубков Р. А. Предупреждение столкновений кораблей в море. — М.: Воениздат, 2003. — 224с.
Еремчук Н.И., Зубков Р. А. Предупреждение столкновений кораблей в море. — М.: Воениздат, 2003. — 224с.
Сазонов А.Е., Родионов А. И. Автоматизация судовождения. — М.: Транспорт, 1997. — 216 с.
Судовые средства автоматизации предупреждения столкновений судов ⁄ Ю. Г. Зурабов, Р. Н. Черняев, Е. В. Якшевич, В. Я. Яловенко. — М.: Транспорт, 1995. — 205 с.
Автоматизация судовождения ⁄ А. А. Якушенков, К. Н. Денисов, В. Т. Кондрашихин, А. П. Ющенко. — М.: Транспорт, 2002. — 463 с.
Джордж Стокман, Линда Шапиро Компьютерное зрение — М.: Бином. Лаборатория знаний, 2006. — С. 752
Стафеев А. М. Судовые автоматизированные системы навигации. — М.: Транспорт,№ 5, 2007.
Новые технические средства в судовождении ⁄ Под ред. А. А. Якушенкова. — М.: Транспорт, 2003. — 479 с.
Стафеев А. М. Судовые автоматизированные системы навигации. — М.: Транспорт,№ 5, 2007
Стафеев А. М. Судовые автоматизированные системы навигации. — М.: Транспорт,№ 5, 2007
Московцев Ю.П. // Системы управления и обработки информации: Науч.
техн. сб. / ФНПЦ «НПО «Аврора», СПб., 2000. — Вып. 1. — С. 61−68
Московцев Ю.П. // Системы управления и обработки информации: Науч.
техн. сб. / ФНПЦ «НПО «Аврора», СПб., 2000. — Вып. 1. — С. 61−68
Московцев Ю.П. // Системы управления и обработки информации: Науч.
техн. сб. / ФНПЦ «НПО «Аврора», СПб., 2000. — Вып. 1. — С. 61−68
Дмитриев С.П., Колесов Н. В., Осипов А. В., Синтез траекторий расхождения судов, ГНЦ РФ-ЦНИИ «Электроприбор», № 3, 2007
Green S., I. Hurst and B. Nangle (1997) Software Agents; a Review May 27. //http//www.cs.tcd.ie/research groups/iag/pubreview.
Дмитриев С.П., Колесов Н. В., Осипов А. В., Синтез траекторий расхождения судов, ГНЦ РФ-ЦНИИ «Электроприбор», № 3, 2007
Shi Z., Q. Tian and Y. Li (2003) RAO Logic for Multiagent Framework. — Proc. of the hit. Workshop DAIMAS-03, June 15−18. S. Petersburg.
