DSpace 8
DSpace is the world leading open source repository platform that enables organisations to:
- easily ingest documents, audio, video, datasets and their corresponding Dublin Core metadata
- open up this content to local and global audiences, thanks to the OAI-PMH interface and Google Scholar optimizations
- issue permanent urls and trustworthy identifiers, including optional integrations with handle.net and DataCite DOI
Join an international community of leading institutions using DSpace.
The test user accounts below have their password set to the name of this software in lowercase.
- Demo Site Administrator = dspacedemo+admin@gmail.com
- Demo Community Administrator = dspacedemo+commadmin@gmail.com
- Demo Collection Administrator = dspacedemo+colladmin@gmail.com
- Demo Submitter = dspacedemo+submit@gmail.com
Communities in DSpace
Select a community to browse its collections.
Recent Submissions
Development of an intelligent system for enhancing mechanic readiness for the operation and repair of injectors with visualization of their 3d models
(Науковий вісник ХДМА, 2024-07-29) Носов П.С.; Nosov P.S.; Hudz A.M.; Ponomaryova V.P.
The problem of enhancing the readiness of marine engineers for the operation and repair of ship technical systems is relevant due to the difficulty of detecting faults and the need for timely diagnostics. The aim of this research is to develop and implement an intelligent system that improves marine engineer readiness by visualizing 3D models of injectors and using fuzzy diagnostic methods. The research includes the formation of a conceptual system description, the creation of a formal-logical structure of injector diagnostic rules based on symptoms, the development of 3D injector models, and decision-support software. The research employed methods of machine learning, automation, and fuzzy logic to improve diagnostic accuracy. The main functional elements of the system include: data input, where symptoms of injector faults are entered as a set of parameters; rule evaluation, which assesses the input data based on threshold values to determine the severity levels of symptoms; recommendation generation, where the system automatically generates recommendations based on rule evaluation; visualization of membership functions through the construction of graphs for each diagnostic rule; and 3D modeling, which involves creating 3D models of injectors for visualizing damaged components and facilitating the diagnostic process. Experiments have shown that the developed system reduces the risk of errors and increases the efficiency of injector repairs. Testing demonstrated that the speed of operations in injector repairs increased by 22.5%. The system automatically evaluates symptoms and generates recommendations for the marine engineer, ensuring timely fault detection. The practical significance of the system lies in its ability to reduce the impact of human factors on the operation of ship technical systems, enhancing overall reliability and safety. The system ensures operational flexibility, allowing the marine engineer to visually identify damaged injector components. The implementation of the intelligent system contributes to reducing the risk of emergency situations and optimizing the repair process. The theoretical significance lies in the introduction of new approaches to injector diagnostics using machine learning, automation, and 3D visualization. The use of fuzzy logic for symptom evaluation and recommendation generation ensures more accurate and reliable fault detection. The proposed methods can be adapted for diagnosing other components of ship technical systems, opening new prospects for further research. Проблема підвищення готовності механіка до експлуатації та ремонту суднових технічних систем є актуальною через складність виявлення несправностей та необхідність своєчасної діагностики. Метою цього дослідження є розробка та впровадження інтелектуальної системи, що підвищує готовність механіка шляхом візуалізації 3D моделей форсунок і використання нечітких методів діагностики. Для вирішення поставлених завдань дослідження було проведено кілька ключових етапів. Спочатку було сформовано концептуальний опис інтелектуальної системи підтримки прийняття рішень механіка, який включає введення даних про симптоми несправностей, оцінку цих симптомів на основі заданих правил, генерацію рекомендацій та візуалізацію функцій належності. Основні елементи функціоналу системи включають: введення даних, де симптоми несправностей форсунок вводяться у вигляді набору параметрів; оцінку правил, які оцінюють вхідні дані на основі порогових значень для визначення рівнів серйозності симптомів; визначення рекомендацій, де система автоматично генерує рекомендації на основі оцінки правил; візуалізацію функцій належності через побудову графіків функцій належності для кожного правила діагностики; 3D моделювання, що включає створення 3D моделей форсунок для візуалізації пошкоджених компонентів та полегшення процесу діагностики. Наступним етапом було створення формально-логічної структури правил для ідентифікації несправностей форсунок на основі симптомів. Кожне з 15 правил оцінює симптоми на основі заданих порогових значень. На завершальному етапі було розроблено програмний засіб із функцією нечіткого висновку для підтримки прийняття рішень оператора-механіка. Програмний засіб автоматично оцінює симптоми та генерує рекомендації. Крім того, було візуалізовано функції належності для кожного правила діагностики, що полегшує розуміння результатів та дозволяє розробникам покращувати та гнучко налаштовувати систему. Експерименти показали, що розроблена система дозволяє знизити ризик помилок та підвищити ефективність ремонту форсунок. Тестування показало, що швидкість операцій при ремонті форсунок зросла на 22,5%. Система автоматично оцінює симптоми та генерує рекомендації для механіка, забезпечуючи своєчасне виявлення несправностей. Система забезпечує оперативність та гнучкість у використанні, дозволяючи механіку візуально ідентифікувати пошкоджені компоненти форсунок. Впровадження інтелектуальної системи сприяє зниженню ризику аварійних ситуацій та оптимізації процесу ремонту. Запропоновані методи можуть бути адаптовані для діагностики інших компонентів суднових технічних систем, що відкриває нові перспективи для подальших досліджень. Подальші дослідження передбачають інтеграцію з іншими системами моніторингу та управління судном, а також розширення функціоналу для діагностики інших компонентів суднових технічних систем. Планується впровадження динамічного відображення процесів ремонту та віртуальних засобів доповненої реальності для підвищення ефективності підготовки механіків.
Method of automated identification of qualification parameters for marine operators under risk conditions
(Науковий вісник ХДМА, 2023-12-25) Nosov P.S.; Носов П.С.; Ponomaryova V.P.
The objective of the study is to enhance maritime safety by applying a method for identifying and predicting the qualification parameters of ship operators based on fuzzy logic. The core challenge of this research lies in the necessity to control internal uncertainty factors of ship operator actions and develop a system that identifies their qualification parameters to ensure safe decision-making in complex navigational conditions. The research methodology comprises: a) an algorithm for automatic data processing of ECDIS to reduce subjectivity in defining fuzzy membership functions related to navigational factors; b) formalization of the structure of fuzzy functions and establishment of a rule base for identifying risks in complex navigation scenarios; and c) simulation-based fuzzy modeling that investigates the influence of qualification parameters on the overall risk index of ship motion management. The research outcomes involve the development of an intelligent system predicting navigational risks in intricate maritime conditions. Through simulation modeling, it has been identified that ship operators' qualification parameters significantly impact the risk associated with vessel management. For instance, an increase in parameters across four indicators can elevate the overall risk by 15.8%, shifting the situation into a hazardous or critical category. The practical significance is manifested by the efficiency of automated ECDIS data processing, which reduced subjective errors and refined navigational risk prediction. The revealed influence of ship operators' qualification parameters on risk levels underscores the importance of individualized forecasts tailored to each operator. The practical value also lies in the potential to enhance maritime safety by precise risk prediction and management, considering the human factor of each operator. Future research will focus on integrating this method into other ship motion management systems, creating even more effective decision-support tools for operators under conditions of inherent uncertainty. Мета дослідження –підвищення безпеки мореплавства шляхом застосування методу ідентифікації та прогнозування кваліфікаційних параметрів операторів-судноводіїв на основі нечіткої логіки. Основна проблема дослідження полягає у необхідності контролю над внутрішніми факторами невизначеності дій оператора-судноводія та створення системи, яка ідентифікує його кваліфікаційні параметри для забезпечення безпеки прийняття рішень у складних навігаційних умовах. Методика дослідження включає в себе: а) алгоритм автоматичної обробки даних ECDIS для зменшення суб'єктивності у визначенні нечітких функцій приналежності відносно навігаційних факторів; б) формалізацію структури нечітких функцій та побудову бази правил для ідентифікації ризиків при керуванні судном у складних умовах плавання; і в) імітаційне нечітке моделювання, яке досліджує вплив кваліфікаційних параметрів на загальний показник ризику керування рухом судна. Результати дослідження полягають у створенні інтелектуальної системи, що прогнозує навігаційні ризики у складних умовах плавання. За допомогою імітаційного моделювання виявлено, що кваліфікаційні параметри операторів-судноводіїв істотно впливають на ризик при управлінні судном. Наприклад, підвищення параметрів за чотирма показниками може значно збільшити загальний ризик, на 15,8%, переводячи ситуацію в небезпечну або критичну категорію. Практична значущість представлена результативністю автоматизованої обробки даних ECDIS, яка зменшила суб'єктивні помилки та удосконалила прогнозування навігаційних ризиків. Виявлений вплив кваліфікаційних параметрів операторів-судноводіїв на рівень ризику підкреслює важливість індивідуалізації прогнозу, що адаптовано до конкретного оператора. Практична цінність також полягає в потенціалі поліпшення безпеки мореплавства завдяки точному прогнозуванню та управлінню ризиками, враховуючи людський фактор кожного оператора. Майбутні дослідження будуть направлені на інтеграцію методу в інші системи управління рухом судна, створюючи ще більш ефективні інструменти підтримки прийняття рішень оператора в умовах внутрішньої невизначеності.
Systemic approaches to rational management of functional marine technical systems and complexes
(Водний транспорт, 2023-12-12) Носов П.С.; Nosov P.S.
In the modern world of technology and innovative technical systems, the interaction between the human operator and automated control systems plays a crucial role in the safety and efficiency of navigation. Despite significant achievements in the field of automation, the human factor remains one of the most unpredictable elements in the ship's technical system management chain. This study is dedicated to analyzing and identifying the causes of destabilizing influences that the operator introduces when interacting with technical systems, as well as developing diagnostic approaches and optimizing these interactions. Rationality in management and its deviations due to the human factor can significantly affect the stability and safety of navigation. An important aspect of the study is the development of effective diagnostics for decision-making chains by operators, which can lead to an accumulation of destabilizing influences on ship systems at least in the long term. This implies a thorough in-depth analysis of the operator's decision-making processes and their consequences for the operation of technical systems. The proposed approach consists of integrating automated and ergonomic systems with a focus on a two-stage interaction, where the operator plays a critical role as the central element of a dual system. The primary task of such integration is to determine the optimal phases of the operator's rational action to ensure the reliability and stability of ship technical systems in response to internal and external uncertainty. Recognizing the importance of this task leads to the necessity of diagnosing the functionality of technical systems in an open-loop configuration, where the operator acts as a connecting link and exerts a direct influence on the management and operation processes of the vessel. The development of such diagnostic procedures requires a deep analysis of the interaction between the operator and ship systems, their operability, and decision-making in real operational conditions. This class of problems represents a new direction in the comprehensive analysis of human-machine systems, where the integration of two types of control has the potential to significantly improve the quality of operational parameters and overall safety of navigation. The results of this study may find wide application in the design and management of maritime transport systems and facilities, and also contribute to the development of advanced methods for training operators to work in the complex and dynamic conditions of modern navigation. Presentation of the Main Material. The research task thus arises to analyze approaches to identifying destabilizing influences from both the operator and automation tools, predict their operationalization levels at different stages of exploitation, and those that have complex control trajectories. У сучасному світі технологій та інноваційних технічних систем взаємодія між оператором-людиною та автоматизованими системами керування відіграє вирішальну роль у забезпеченні безпеки та ефективності навігації. Незважаючи на значні досягнення в галузі автоматизації, людський фактор залишається одним із найбільш непередбачуваних елементів у ланцюзі управління технічними системами судна. Це дослідження присвячене аналізу та виявленню причин дестабілізуючих впливів, які оператор вносить під час взаємодії з технічними системами, а також розробці діагностичних підходів і оптимізації цієї взаємодії. Раціональність у керуванні та її відхилення, спричинені людським фактором, можуть суттєво впливати на стабільність і безпеку навігації. Важливим аспектом дослідження є розробка ефективних методів діагностики ланцюгів прийняття рішень операторами, які можуть спричинити накопичення дестабілізуючих впливів на суднові системи, принаймні в довгостроковій перспективі. Це передбачає глибокий аналіз процесів прийняття рішень оператором і їхніх наслідків для функціонування технічних систем. Запропонований підхід полягає в інтеграції автоматизованих та ергономічних систем із фокусом на двоетапну взаємодію, де оператор відіграє ключову роль як центральний елемент подвійної системи. Основним завданням такої інтеграції є визначення оптимальних фаз раціональних дій оператора для забезпечення надійності та стабільності технічних систем судна в умовах внутрішньої та зовнішньої невизначеності. Усвідомлення важливості цього завдання зумовлює необхідність діагностики функціональності технічних систем у відкритій конфігурації, де оператор виступає сполучною ланкою та безпосередньо впливає на процеси управління та експлуатації судна. Розробка таких діагностичних процедур вимагає глибокого аналізу взаємодії між оператором і судновими системами, їхньої працездатності та прийняття рішень у реальних умовах експлуатації. Цей клас завдань представляє новий напрямок у комплексному аналізі людино-машинних систем, де інтеграція двох типів управління має потенціал значно підвищити якість експлуатаційних параметрів і загальну безпеку навігації. Результати цього дослідження можуть знайти широке застосування в проектуванні та управлінні морськими транспортними системами і об’єктами, а також сприяти розробці сучасних методів підготовки операторів для роботи в складних і динамічних умовах сучасної навігації. Виклад основного матеріалу. Таким чином, постає дослідницьке завдання аналізу підходів до виявлення дестабілізуючих впливів як з боку оператора, так і з боку автоматизації, прогнозування рівнів їхньої операціоналізації на різних етапах експлуатації та в умовах складних траєкторій управління.
Using redundant control to optimize control torque
(Technology audit and production reserves, 2023-06-16) Носов П.С.; Nosov P.S.; Грицук І.В.; Gritsuk I.V.; Bondarchuk A.; Bondarchuk O.
The object of research is the process of automatic control of the redundant structure of the vessel's executive devices for extreme rotation in the yaw channel. Traditionally, redundant structures have been used to improve the reliability of automated control systems and the maneuverability of vessels. At the same time, control redundancy can also be used to optimize control processes, thereby reducing fuel consumption, increasing control forces and moments, and reducing the time required to perform operations. This allows gaining advantages in movement over vessels not equipped with optimization modules. The paper considers the optimal management of the redundant structure of an offshore vessel, which ensures the rotational movement of the vessel around the center of rotation with the maximum angular velocity. As well as simultaneous maintenance of a given position or movement in the longitudinal and lateral channel, taking into account control restrictions. This problem is reduced to a nonlinear optimization problem with nonlinear and linear control constraints. The method, algorithmic and software of the module of extreme rotation of the vessel with a redundant structure of executive devices have been developed. The workability and efficiency of the developed method, algorithmic and software are verified by mathematical modeling in the closed circuit «Control Object – Control System». The results of the conducted experiment showed that the use of optimal control allows, in comparison with traditional methods of splitting controls, to increase the control moment and angular speed of rotation by 1.5–2 times. The obtained opportunities are explained by the use of a mathematical model of the redundant control structure and the optimization procedure for calculating optimal controls in the on-board computer of the automated system. The developed method can be used on vessels, provided it is integrated into the existing automated system of the on-board computer with an open architecture, to increase the capabilities of automatic traffic control. Об’єктом дослідження є процеси автоматичного керування надлишковою структурою виконавчих пристроїв судна для здійснення екстремального обертання у каналі рискання. Традиційно, надлишкові структури використовуються для підвищення надійності автоматизованих систем керування та маневрових можливостей суден. Разом з тим, надлишковість керування можна використовувати ще й для оптимізації процесів керування, зменшення, за рахунок цього, витрат палива, збільшення керуючих сил та моментів, зменшення часу на виконання операцій. Це дозволяє отримати переваги у русі над суднами, не оснащеними оптимізаційними модулями. У роботі розглянуті оптимальні керування надлишковою структурою офшорного судна, що забезпечують обертальний рух судна навколо центру обертання з максимальною кутовою швидкістю. А також одночасне підтримання заданого положення або руху у поздовжньому та боковому каналі, із врахуванням обмежень на керування. Дана задача зводиться до задачі нелінійної оптимізації з нелінійними та лінійними обмеженнями на керування. Розроблено метод, алгоритмічне та програмне забезпечення модуля екстремального обертання судна з надлишковою структурою виконавчих пристроїв. Працездатність та ефективність розробленого методу, алгоритмічного та програмного забезпечення перевірені математичним моделюванням у замкнутому контурі «Об’єкт керування – Система керування». Результати проведеного експерименту показали, що використання оптимального керування дозволяє, у порівнянні із традиційними методами розщеплення керувань, збільшити керуючий момент та кутову швидкість обертання у 1,5–2 рази. Отримані можливості пояснюються використанням математичної моделі надлишкової структури керування та оптимізаційної процедури обчислення оптимальних керувань у бортовому обчислювачі автоматизованої системи. Розроблений метод може використовуватися на суднах, за умови інтегрування в існуючу автоматизовану систему бортового обчислювача з відкритою архітектурою, для нарощування можливостей автоматичного керування рухом.
Improving safety of navigation by constructing a dynamic model of the navigator's actions in the conditions of navigation risks
(Transport Systems and Technologies, 2023) Носов П.С.; Nosov P.S.; Грицук І.В.; Gritsuk I.V.; Дягилева О.С.; Dyagileva O.S.; Масьонкова М.М.; Masonkova M.M.
This study tackles the complex task of constructing a dynamic model of a navigator, planning their experience trajectory, and making decisions under navigational risks in the maritime industry using automated control systems. the proposed mathematical model accounts for individual skills, experiences, and personalities, while considering unpredictable industry dynamics. the study asserts the importance of adaptable automated control systems capable of simulating navigation risk situations and determining suitable career and development paths. in addition, it discusses the importance of assessing external factors such as economic, technological, and regulatory changes and ensuring compliance with industry standards, data security, and privacy. the paper further emphasizes the necessity for scalability and flexibility, as well as the seamless integration of automated systems with existing organizational infrastructures. the study concludes that the proposed model, optimized for the ""safety of navigation"" parameter using the Pontryagin maximum principle, enhances recruitment processes, creates comprehensive professional profiles for seafarers, and supports career development. the paper suggests the potential of this model's application in other maritime and related professions, ultimately enhancing individualized training and operational efficiency. Це дослідження вирішує складне завдання створення динамічної моделі навігатора, планування його траєкторії досвіду та прийняття рішень в умовах навігаційних ризиків в морській промисловості з використанням автоматизованих систем управління. Запропонована математична модель враховує індивідуальні навички, досвід та особистісні риси, враховуючи непередбачувану динаміку галузі. Дослідження підкреслює важливість адаптивних автоматизованих систем управління, здатних моделювати ситуації навігаційного ризику та визначати відповідні кар'єрні та розвиткові шляхи. Крім того, обговорюється важливість оцінки зовнішніх факторів, таких як економічні, технологічні та регулятивні зміни, а також забезпечення відповідності стандартам галузі, захисту даних і приватності. В роботі також підкреслюється необхідність масштабування і гнучкості, а також інтеграції автоматизованих систем з існуючою організаційною інфраструктурою. У дослідженні робиться висновок, що запропонована модель, оптимізована за параметром ""безпека навігації"" за допомогою принципу максимуму Понтрягіна, покращує процеси набору, створює всеосяжні професійні профілі для моряків і сприяє розвитку кар'єри. У роботі наводиться припущення про потенціал застосування цієї моделі в інших морських та суміжних професіях, що в кінцевому результаті покращує індивідуальне навчання та оперативну ефективність.