Математичне моделювання прогнозування природних явищ у професійній роботі моряка

Abstract

Основи наукових досліджень закладаються в період навчання судноводія у вищій школі. Як і в будь-якому технічному навчальному закладі, в Херсонській державній морській академії майбутньому моряку з першого курсу викладаються такі базові дисципліни як вища математика, фізика, інформаційні технології. Програми навчання, що базуються на компетентнісному підході до підготовки фахівців морського профілю, передбачають не просто освоєння курсантом тієї чи іншої дисципліни, а вміння використовувати отримані знання у своїй професійній діяльності. Матеріал даної статті присвячений такому важливому питанню як вибір стратегії управління судном на основі прогнозування природних явищ, проведеного за результатами статистичних спостережень за поведінкою середовища, яке оточує судно. Оскільки рішення задач аналізу і прогнозу пов'язане з застосуванням математичного апарату, вивчення цієї теми в рамках дисципліни «Інформаційні технології», при використанні можливостей електронних таблиць, спирається на математичні методи побудови рівнянь регресії, рішення систем алгебраїчних рівнянь, в більш складних випадках - рішення систем диференційних рівнянь в частинних похідних. Сучасний рівень розвитку інформаційних технологій і потужність різноманітного програмного забезпечення дозволяють насичувати матеріал навчальних дисциплін прикладними, професійно спрямованими завданнями, а використання апарату математичного моделювання надає можливість здобувачу вищої освіти бути спроможним вирішувати такі завдання. Основы научных исследований закладываются в период обучения судоводителя в высшей школе. Как и в любом техническом учебном заведении, в Херсонской государственной морской академии будущему моряку с первого курса читаются такие базовые дисциплины как высшая математика, физика, информационные технологии. Программы обучения, базирующиеся на компетентностном подходе к подготовке специалистов морского профиля, предусматривают не просто освоение курсантом той или иной дисциплины, а умение использовать полученные знания в своей профессиональной деятельности. Материал данной статьи посвящён такому важному вопросу как выбор стратегии управления судном на основе прогнозирования природных явлений, проведённого по результатам статистических наблюдений за поведением окружающей судно среды. Поскольку решение задач анализа и прогноза сопряжено с применением математического аппарата, изучение этой темы в рамках дисциплины «Информационные технологии», при использовании возможностей электронных таблиц, опирается на математические методы построения уравнений регрессии, решения систем алгебраических уравнений, в более сложных случаях – решения систем дифференциальных уравнений в частных производных. Современный уровень развития информационных технологий и мощность разнообразного программного обеспечения позволяют насыщать материал учебных дисциплин прикладными, профессионально направленными задачами, а использование аппарата математического моделирования дает возможность соискателю высшего образования быть способным решать такие задачи.

Purpose. This article focuses on the problem of choosing a ship management strategy based on the forecasting of natural phenomena made on the basis of the statistical observations results by the behavior of the ship’s environment. Methodology. We used maths methods of regression equations construction, mathematical apparatus to solving systems of algebraic equations, functional and graphical capabilities of the MS Excel table processor. Results. The article analyzed works of the domestic and foreign scientists on long-term forecasts. Two main areas of marine forecasts were explored also in depth: physical-statistical and hydrodynamic. Use of these forecasting methods in the professional training of a sailor was justified. A mathematical model and an algorithm to solving problem of forecasting the wave height depending on the wind speed and its duration were developed. Originality. The identity of the study is that specifics of preparing future sailors in the view of the formation of subject competencies in information technology was taken into account using the example of solving applied problems. The cadets practice in construction of information models, algorithms developing, evaluating of the obtained results, acquire a qualitatively new socially significant level of competence, and develop professional personality qualities when performing tasks of the curricula discipline. Practical value. The current level of information technologies development and accessibility of the wide range of software make it possible to fill the disciplines material with applied and professionally directed tasks, and the use of mathematical modelling allows the student to be able to solve such problems. Conclusions. Many navigation problems are reduced to solving equations (inequalities) or systems of equations that describe objects, natural phenomena or technological processes. The application of math modeling methods, forecasting the results of decision-making require the specialists to have a proper mathematical apparatus.