Mathematical and information provisions of bridge team training control systems

Abstract

Despite considerable efforts and resources, expended on soft-, hardware and organizational facilities for navigators’ development, it is required to increase the level of navigators’ skills, familiarize them with the functions and limitations of ship’s equipment. Building a harmonized cooperation between the members of bridge team is one of the most important tasks even for the well-educated and skilled in ship handling officers. A problem of sea transportation safety improvement through increased quality of navigators’ simulator training is considered in current article. A critical review of IMO model courses and their use for the tasks of navigators’ simulator training was performed. These recommendations pursue the purpose of standardization and unifying the bridge team training in accordance with STCW 1978/ 2010 convention. The main navigational tasks were classified, their formalized form end solutions represented. Because time constant and time of delay do not depend on the decision’s responsibility level, it is possible to consider them as the characteristics of a definite Bridge Team member. These descriptions are determined by the simple experiments of reaction on the known signals and it is possible to get the model of Bridge Team behavior depending on the decision-making risks and external indignations. It was suggested to use safe sailing probability function as the criterion of navigator’s competence. The essential point in the article is the transition from partial criteria for evaluating the navigators’ work to the assessment of the average risk as a single criterion, which makes it possible to assess objectively the prospects of using a definite vessel crew. The implementation of a risk minimization strategy leads to a sequence of steps which allows to achieve an optimally safe trajectory. It was suggested to use Pontryagin’s maximum principle on an optimum route plan, thus the task turned to the standard task of optimum operation speed of the linear system. A structure of optimal solution for bridge team simulator training is defined. A training complex structure consisting of visualization complex, where an external situation is designed, Bridge Team members’ workplaces, data bases of vessels’ dynamics models, navigation database, bases of indignations models and instructor’s workplace was suggested. Незважаючи на значні зусилля і ресурси, витрачені на програмні, апаратні та організаційні засоби для розробки навігаторів, необхідно підвищити рівень навичок навігаторів, ознайомити їх з функціями і обмеженнями суднового устаткування. Побудова злагодженої співпраці між членами команди містка є однією з найбільш важливих завдань навіть для добре освічених і кваліфікованих фахівців з управління судами. У даній статті розглядається проблема підвищення безпеки морських перевезень за рахунок підвищення якості навчання на тренажерах навігаторів. Було проведено критичний огляд модельних курсів ІМО і їх використання для задач навчання на тренажерах навігаторів. Ці рекомендації мають на меті стандартизації та уніфікації підготовки команди містка відповідно до конвенції STCW 1978/2010. Основні навігаційні завдання були класифіковані, представлені їх формалізовані кінцеві рішення. Оскільки постійна часу і час затримки не залежать від рівня відповідальності рішення, їх можна розглядати як характеристики певного члена команди Bridge. Ці описи визначаються простими експериментами з реагування на відомі сигнали, і можна отримати модель поведінки Bridge Team в залежності від ризиків прийняття рішень і зовнішніх збурень. Було запропоновано використовувати функцію ймовірності безпечного плавання в якості критерію компетентності штурмана. Важливим моментом в статті є перехід від часткових критеріїв оцінки роботи штурманів до оцінки середнього ризику як єдиного критерію, який дозволяє об'єктивно оцінити перспективи використання певного екіпажу судна. Реалізація стратегії мінімізації ризику призводить до послідовності кроків, що дозволяють досягти оптимально безпечної траєкторії. Було запропоновано використовувати принцип максимуму Понтрягіна для оптимального плану маршруту, тому завдання перетворилася в стандартну задачу оптимальної швидкості роботи лінійної системи. Визначено структуру оптимального рішення для тренування на бридж-команді. Запропоновано структуру навчального комплексу, що складається з комплексу візуалізації, де проектується зовнішня ситуація, робочі місця членів Bridge Team, бази даних динамічних моделей суден, навігаційна база даних, бази моделей обурення і робоче місце інструктора. Несмотря на значительные усилия и ресурсы, затраченные на программные, аппаратные и организационные средства для разработки навигаторов, необходимо повысить уровень навыков навигаторов, ознакомить их с функциями и ограничениями судового оборудования. Построение согласованного сотрудничества между членами команды мостика является одной из наиболее важных задач даже для хорошо образованных и квалифицированных специалистов по управлению судами. В данной статье рассматривается проблема повышения безопасности морских перевозок за счет повышения качества обучения на тренажерах навигаторов. Был проведен критический обзор модельных курсов ИМО и их использования для задач обучения на тренажерах навигаторов. Эти рекомендации преследуют цель стандартизации и унификации подготовки команды мостика в соответствии с конвенцией STCW 1978/2010. Основные навигационные задачи были классифицированы, представлены их формализованные конечные решения. Поскольку постоянная времени и время задержки не зависят от уровня ответственности решения, их можно рассматривать как характеристики определенного члена команды Bridge. Эти описания определяются простыми экспериментами по реагированию на известные сигналы, и можно получить модель поведения Bridge Team в зависимости от рисков принятия решений и внешних возмущений. Было предложено использовать функцию вероятности безопасного плавания в качестве критерия компетентности штурмана. Важным моментом в статье является переход от частичных критериев оценки работы штурманов к оценке среднего риска как единого критерия, который позволяет объективно оценить перспективы использования определенного экипажа судна. Реализация стратегии минимизации риска приводит к последовательности шагов, позволяющих достичь оптимально безопасной траектории. Было предложено использовать принцип максимума Понтрягина для оптимального плана маршрута, поэтому задача превратилась в стандартную задачу оптимальной скорости работы линейной системы. Определена структура оптимального решения для тренировки на бридж-команде. Предложена структура учебного комплекса, состоящая из комплекса визуализации, где проектируется внешняя ситуация, рабочие места членов Bridge Team, базы данных динамических моделей судов, навигационная база данных, базы моделей негодования и рабочее место инструктора.