Diagnostic system of perception of navigation danger when implementation complicated maneuvers.

Abstract

The article focuses on the question of automated decision-making analysis made by the operator in ergatic systems of critical infrastructures on the example of marine transport control in difficult navigation conditions. It is evident enough that the main criterion for an adequate perception of input information done by an operator is highly likely to predict the choice of behavioral decision-making strategies in discrete time conditions. However, the difficulty of mod-eling the operator’s actions is found to be lying in non-linear pattern of taking definite decisions in emergency situa-tions and deviations from the Codes and Rules.

У статті розглядається задача автоматизованого аналізу прийняття рішень оператором в ергатичних системах критичних інфраструктур на прикладі управління морським транспортом в складних навігаційних умовах. Основним критерієм адекватного сприйняття вхідної інформації оператором є прогнозування поведінкових стратегій прийняття рішень в умовах дискретного часу. Однак, складність моделювання дій оператора полягає у нелінійному формуванні рішень в умовах позаштатних ситуацій і відхилень від Кодексів і Правил. Мета. Метою дослідження є розробка математичного забезпечення модуля системи підтримки прийняття рішень (СППР) для ідентифікації класоутворюючих множин атомарних елементів що визначають факт спотворення сприйняття інформації про навігаційні ризики шляхом формального аналізу і прогнозу моделей поведінки оператора при управлінні судном. Метод. З метою автоматизації аналізу сприйняття небезпеки оператором, була побудована математична модель, яка ідентифікує факт спотворення сприйняття у вигляді простору ознак метаданих, що одержуються за допомогою обробки інформації навігаційних приладів. Фактором дезорієнтації оператора також може служити несення вахти на зміщеному містку, що істотно впливає на аналіз інформації для адекватного прийняття рішень. У зв'язку з порушенням синхронізації навігаційних приладів, таких як: РЛС, ARPA, АІС, ECDIS, особливо у випадках виходу з режиму автоматичного управління, виникає небезпечний прецедент що полягає у неготовності оператора сприйняти складність ситуації, внаслідок чого проведено формальний аналіз на предмет підвищення ризиків під час переходу у вказаних умовах. Також побудована імовірнісна модель сприйняття ситуації в умовах картежа похибок. Моделювання показало, що без чіткої ідентифікації факторів, що впливають на спотворення сприйняття оператора, неможливо визначити ступінь критичності навігаційної ситуації, тому узагальнених статистичних даних недостатньо і для результативної роботи СППР, тобто необхідна індивідуальна інформаційна модель кожного оператора. З метою аналізу сприйняття інформації оператором був розроблений тест, що визначає переваги при виборі стратегії керуючих впливів у вигляді виконання маневру при складних навігаційних умовах. Результати тестування, а також дані по проходженню локації дозволили виконати класифікаційний аналіз по 15 параметрам за допомогою штучних нейронних мереж і визначити межі відхилень у сприйнятті навігаційної небезпеки. У ядро СППР внесений ряд правил і алгоритмів, які включають: поле взаємодії, засоби синхронізації РЛС і НІС; фактична навігаційна небезпека в даній картографічній області; траєкторії руху суден і, як результат, моделювання імовірного відхилення у сприйнятті оператора. Результати. З метою підтвердження результативності розробленої СППР і запропонованих формальноаналітичних підходів був проведений експеримент із застосуванням навігаційного тренажера Navi Trainer 5000 (NTPRO 5000). Метадані експерименту за 2,5 року роботи навігаційних тренажерів і програмних засобів СППР дозволили ідентифікувати ймовірність відхилення в інформаційному сприйнятті небезпек і експортувати прогнозовані дані в нові для оператора локації і картографічні райони. Проведений експеримент підтвердив гіпотезу дослідження і показав доцільність трансформаційних змін даної СППР для виконання прогнозів можливих ризиків при управлінні судном шляхом аналізу інформаційної моделі оператора. Висновки. Представлені в дослідженні інформаційні та формально-аналітичні підходи, а також розроблені програмні засоби СППР дозволили виконати класифікацію стратегій прийняття рішень оператором при управлінні судном і спрогнозувати ймовірність катастрофічних наслідків. Проведені експерименти підтвердили доцільність запропонованих моделей і методів.