Факультет психології, історії та соціології
Permanent URI for this collectionhttps://ekhsuir.kspu.edu/handle/123456789/248
Browse
5 results
Search Results
Item AUTOMATIC PREVENTION OF THE VESSEL’S PARAMETRIC ROLLING ON THE WAVE(2024) Kobets, V.; Zinchenko, S.; Tovstokoryi, O.; Nosov, P.; Popovych, I.; Попович, I.; Gritsuk, I.; Perederyi, V.Parametric resonance is one of the most dangerous phenomena that occurs during a storm. In the event of a parametric resonance, an undamaged and properly loaded vessel can capsize within seconds. The essence of parametric resonance is to change the parameters of the vessel as an oscillating system. In this case, the coefficients of the differential equations of the vessel model become functions of time. Parametric oscillations are observed at a certain ratio between the frequency of the external influence and the frequency of the system's own oscillations. Parametric resonance in the roll channel is especially dangerous, which leads to a sharp increase in the amplitude of the vessel's rolling, water entering the deck and inside the vessel's hull, loss of stability and possible capsizing. The existing methods of storming are not effective enough, which is due to the use of visual methods for estimating the parameters of turbulence and manual graphic constructions, significant time delays between obtaining data for calculation and determining safe parameters of motion, the lack of constant measurement of turbulence parameters and refinement of safe motion parameters, the difficulty of selecting the dominant factor from the system dangerous factors, intuitive assessment of the level of danger. The authors have developed a method of automatic avoidance of parametric resonance, which differs from existing methods in that it automates the processes of measurement and information processing, reduces delays in decision-making, reduces the influence of the human factor on control processes, reduces crew fatigue, reduces the risks of losing the vessel and cargo, and in general increases the navigation safety. The developed method can be used for both manual and automatic control. In the manual control mode, the shipmaster has the opportunity to use automatically measured information and the results of its processing - visualization of parametric resonance areas and the position of the phase point for making management decisions. In the automatic control mode, the system itself calculates and implements safe movement parameters, and the shipmaster only observes its operation. The obtained results are reproducible and can be used to develop the functionality of automated systems and/or automatic parametric resonance avoidance modules.Item CONTROL OF THE PIVOT POINT POSITION OF A CONVENTIONAL SINGLE-SCREW VESSEL(2023) Kobets, V.; Popovych, I. S.; Zinchenko, S.; Tovstokoryi, O.; Nosov, P.; Kyrychenko, K.; Попович, І. С.The issues of using the pivot point concept for the control of a conventional single-screw vessel are considered. The relevance of the task lies in the need for a more accurate assessment of the vessel's trajectory and the necessary area for maneuvering, since conventional single-screw vessels have low maneuverability, and their share in the total number of vessels exceeds 85%. For manual maneuvering of the vessel, using the pivot point, it is important to know the position of the pivot point relative to a fixed point of the vessel’s hull. Traditionally, this point was the gravity center/middle frame of the vessel. The disadvantage of the existing approaches to the calculation of the pivot point position was the use of a simplified calculation scheme ”gravity center – pivot point”, which did not take into account the dependence of the pivot point position on the rotation center position. In previous works, the authors of this article proposed the “gravity center – rotation center – pivot point” calculation scheme, which made it possible to more accurately estimate the pivot point position, taking into account the position of the rotation center. In the refined scheme proposed by the author, the pivot point position was determined relative to the moving rotation center, which is not convenient for manual control. In this article, for a single-screw conventional vessel, a formula and graphs of pivot point position relative to a fixed point on the vessel’s hull (gravity center/middle frame) are obtained, for the refined calculation scheme “gravity center – rotation center – pivot point”. The obtained formulas and graphs of the pivot point position relative to a fix point (gravity center/middle frame) allow us to use them both for automatic and manual control of the vessel’s movement. Mathematical modeling of a single-screw conventional vessel movement in the closed circuit “Control object – Control system” was carried out for the two considered calculation schemes. The simulation results showed that the use of the refined calculation schem allows for a 23% more accurate assessment of the vessel’s trajectory and the required maneuvering area.Item CONTROL OF THE PIVOT POINT POSITION OF A CONVENTIONAL SINGLE-SCREW VESSEL(2023) Zinchenko, S.; Kobets, V.; Tovstokoryi, O.; Kyrychenko, K.; Nosov, P.; Popovych, I. S.; Зінченко, С. М.; Кобець, В.; Товстокорий, О.; Кириченко, К. В.; Носов, П.; Попович, І. С.The article deals with the issue of reducing the maneuvering area of a conventional single-screw vessel due to the use, when determining controls, of the refined calculation scheme "gravity center – rotation center – pivot point".Item DEVELOPMENT AND EXPERIMENTAL STUDY OF ANALYZER TO ENHANCE MARITIME SAFETY(2021) Nosov, P.; Zinchenko, S.; P l o k h i k h, V .; Popovych, I. S.; P r o k o p c h u k, Y.; M a k a r c h u k, D.; Mamenko, P.; M o i s e i e n k o, V.; B e n, A .; Носов, П. С.; Зінченко, С. М.; Плохіх, В. В.; Попович, І. С.; Прокопчук, Ю. О.; Макарчук, Д. В.; Маменко, П. П.; Мойсеєнко, В. С.; Бень, А. П.On the basis of empirical experimental data, relationships were identified indicating the influence of navigators’ response to such vessel control indicators as maneuverability and safety. This formed a hypothesis about a non-random connection between the navigator’s actions, response and parameters of maritime transport management. Within the framework of this hypothesis, logical-formal approaches were proposed that allow using server data of both maritime simulators and operating vessels in order to timely identify the occurrence of a critical situation with possible catastrophic consequences. A method for processing navigation data based on the analysis of temporal zones is proposed, which made it possible to prevent manifestations of reduced efficiency of maritime transport management by 22.5 %. Based on cluster analysis and automated neural networks, it was possible to identify temporary vessel control fragments and classify them by the level of danger. At the same time, the neural network test error was only 3.1 %, and the learning error was 3.8 %, which ensures the high quality of simulation results. The proposed approaches were tested using the Navi Trainer 5000 navigation simulator (Wärtsilä Corporation, Finland). The simulation of the system for identifying critical situations in maritime transport management made it possible to reduce the probability of catastrophic situations by 13.5 %. The use of automated artificial neural networks allowed defining critical situations in real time from the database of maritime transport management on the captain’s bridge for an individual navigator. На основі емпіричних експериментальних даних були ідентифіковані зв’язки, що вказують на вплив реакцій навігаторів (судноводіїв) на такі показники управління судном як маневреність і безпека. Це сформувало гіпотезу про невипадковий зв’язок між діями навігатора, його реакціями та параметрами управління морським транспортом. У рамках зазначеної гіпотези були запропоновані логіко-формальні підходи, що дозволяють застосувати серверні дані як морських симуляторів, так і діючих суден морського транспорту з метою своєчасної ідентифікації виникнення критичної ситуації з ймовірними катастрофічними наслідками. Запропоновано метод обробки навігаційних даних, що заснований на аналізі темпоральних зон, який дозволив попередити прояви зниження результативності управління морським транспортом на 22,5 %. На основі кластерного аналізу і автоматизованих нейронних мереж вдалося виділити часові фрагменти управління судном і класифікувати їх відповідно до рівня небезпеки. При цьому тестова помилка нейронної мережі склала лише 3,1 %, а помилка навчання 3,8 %, що забезпечує високу якість отриманих результатів моделювання. Запропоновані підходи були апробовані із застосуванням навігаційного тренажера Navi Trainer 5000 navigation simulator (Wärtsilä Corporation, Фінляндія). Проведене імітаційне моделювання системи ідентифікації критичних ситуації під час управління морським транспортом дозволило зменшити ймовірність виникнення катастрофічних ситуацій на 13,5 %. Використання автоматизованих штучних нейронних мереж дозволило проводити ідентифікацію критичних ситуацій в режимі реального часу на основі бази даних управління морським транспортом на капітанському містку для індивідуального навігатора.Item NAVIGATION SAFETY CONTROL SYSTEM DEVELOPMENT THROUGH NAVIGATOR ACTION PREDICTION BY DATA MINING MEANS(2021) Popovych, I.; Nosov, P.; Zinchenko, S.; Ben, A.; Prokopchuk, Y.; Mamenko, P.; Moiseienko, V.; Kruglyj, D.; Попович, І. С.; Носов, П. С.; Зінченко, С. М.; Бень, А. П.; Прокопчук, Ю. О.; Маменко, П. П.; Мойсеєнко, В. С.; Круглий, Д. Г.Актуальність. Враховуючи сучасні тенденції розвитку ергатичних систем морського транспорту було визначено фактори впливу навігатора на процеси управління судном. В рамках гіпотези дослідження для підвищення безпеки судноводіння необхідно застосувати прогностичні моделі Data mining та автоматизацію управління рухом судна. Мета. Метою дослідження є розробка системи управління безпекою судноводіння на основі прогнозу дій навігатора в критичних ситуаціях, що дозволить знизити ймовірність виникнення критичних ситуацій під час виконання маневрів. Метод. Запропоновано схему ергатичної системи управління судном та модель ідентифікації впливу «людського фактору» навігатора під час судноводіння. У рамках моделі, що побудована на принципах дерев прийняття рішень навігатором, застосовано прогноз засобами Data mining з урахуванням ідентифікаторів виникнення критичної ситуації. За результатами прогнозу розроблено метод оптимального керуванні рухом судна у критичних ситуаціях що спрацьовує на вузлах дерева прийняття рішень навігатором та знижує імовірність критичного впливу на управління судном. Результати. Запропоновані підходи було апробовано у науково-дослідній лабораторії «Розробки систем підтримки прийняття рішень, ергатичних та автоматизованих систем управління рухом судна». Застосовування тренажеру Navi Trainer 5000 navigation simulator (Wärtsilä Corporation, Фінляндія) та імітаційне моделювання роботи системи управління безпекою судноводіння у критичних ситуаціях дозволила підтвердити її результативність. В результаті апробації було визначено, що активізація системи дозволила зменшити імовірність виникнення критичних ситуацій на 18–54 %. У 11 % випадків система переводила процеси керування рухом судна в автоматичний режим та, як наслідок, знизити рівень ризику виникнення аварійних ситуацій. Висновки. Використання автоматизованих засобів Data mining дозволило нівелювати негативний прояв «людського фактору» навігатора та зменшити середній час на виконання маневрів при куруванні судном до 23 %. Taking into account current trends in the development of ergatic maritime transport systems, the factors of the navigator's influence on vessel control processes were determined. Within the framework of the research hypothesis, to improve navigation safety, it is necessary to apply predictive data mining models and automated vessel control. The paper proposes a diagram of the ergatic vessel control system and a model for identifying the influence of the navigator human factor during navigation. Within the framework of the model based on the principles of navigator decision trees, prediction by data mining means is applied, taking into account the identifiers of the occurrence of a critical situation.Based on the prediction results, a method for optimal vessel control in critical situations was developed, which is triggered at the nodes of the navigator decision tree, which reduces the likelihood of a critical impact on vessel control. The proposed approaches were tested in the research laboratory Development of decision support systems, ergatic and automated vessel control systems. The use of the Navi Trainer 5,000 navigation simulator (Wartsila Corporation, Finland) and simulation of the navigation safety control system for critical situations have confirmed its effectiveness. As a result of testing, it was determined that the activation of the system allowed reducing the likelihood of critical situations by 18-54 %. In 11 % of cases, the system switched the vessel control processes to automatic mode and, as a result, reduced the risk of mergencies. The use of automated data mining tools made it possible to neutralize the negative influence of the "human factor" of the navigator and to reduce the average maneuvering time during vessel navigation to 23 %