Введение Появление и постоянное развитие глобальных навигационных спутниковых систем с дифференциальным режимом, а также технологий автоматической цифровой радиосвязи и систем наглядного отображения навигационной обстановки (систем электронной картографии) открывают огромные перспективы в обеспечении навигационной безопасности плавания судов [1]. Революция в навигационных и информационных технологиях создала базу для разработки и внедрения систем нового поколения, способных обеспечивать безопасность мореплавания - это универсальные автоматические идентификационные системы (АИС). Как известно, одним из основных источников навигационной информации как для судов, так и для береговых служб является радиолокатор [2]. Однако при определенных условиях использования он обладает рядом недостатков: малая дальность обнаружения целей, особенно небольших по размерам; сильное влияние помех от моря или атмосферных явлений; недостаточная разрешающая способность; ограничения из-за особенностей прохождения лучей (цель не видна за препятствиями); применение алгоритмов фильтрации, затрудняющее распознавание маневров цели. Одним из перспективных путей устранения этих недостатков и является использование информации от АИС при обеспечении безопасности мореплавания. Обеспечение безопасности мореплавания при использовании АИС и полной информированности судоводителя Обеспечение безопасности мореплавания с привлечением навигационной информации от АИС дополняет основную навигационную информацию, поступающую к судоводителю от интегрированной системы ходового мостика [3]. Общая схема эргатической системы управления состоянием безопасности мореплавания и взаимосвязь «человеческого элемента» с датчиками навигационной информации представлены на рисунке. Пусть в эргатической системе управления безопасностью мореплавания судна определен «человеческий элемент» - судоводитель P, действующий в информационном пространстве своего рабочего места, которое образуется с помощью информационной системы интегрированного ходового мостика и АИС. Схема эргатической системы управления состоянием безопасности мореплавания и взаимосвязь «человеческого элемента» с датчиками навигационной информации В данном случае «человеческий элемент», обрабатывающий навигационную информацию, принимающий решения и подающий команды для разрешения проблемных ситуаций, можно представить как объект, заданный отображением вида P : A · U → X, (1) где X - множество команд, подаваемых «человеческим элементом» в систему управления состоянием судна; U - множество сообщений от АИС u Î U, поступающих к судоводителю для ознакомления и принятия решений для разрешения проблемных ситуации сгенерированных АИС; A - множество изменяющихся параметров a Î A навигационных ситуаций, поступающих к судоводителю от информационной системы интегрированного ходового мостика [4]. Пусть задана целевая функция системы управления безопасностью мореплавания судна, которая определяется как выходной функцией «человеческого элемента», так и глобальной функцией безопасной эксплуатации судна вообще. Эти функции для эргатической системы управления состоянием судна могут быть записанные как z(a, u) = Z(a, P(a, u)), z : A · U · X → Λ. Кроме того, пусть известна функция допустимых требований τ, которые способны перевести любую опасную ситуацию, определенную с помощью множеств A, U, в соответствие с целевой функцией Λ или с формальной точки зрения способны обеспечить переходы вида A Λ, U Λ. Для выбора механизма разрешения проблемы и фиксации при этом стереотипа поведения судоводителя было принято, что доминирующими при формировании этой ситуации могут быть сообщения u Î U, поступающие на рабочие места «человеческого элемента» от АИС. Тогда, решая задачу идентификации, «человеческий элемент» должен выбрать такие наиболее опасные сообщения от АИС u*Î U, при всех изменяющихся параметрах a Î A, которые допускали бы выполнение неравенства, записанного как z(u*, a) > τ(a). (2) Необходимо также отметить, что выбор опасного сообщения u* «человеческим элементом» в виде (2), будет положительным лишь в том случае, когда значения глобальной функции безопасности существенно превзойдут заданный уровень требований τ(a) при " a Î A. Разрешение проблемных ситуаций при последовательном появлении угроз Если «человеческий элемент» (1), разрешает проблемную ситуацию путем реакции на сообщение u*Î U от АИС, то его действия должны обязательно учитывать состояние внешней среды, параметры которой определены на множестве A0 Í A. При отсутствии неопределенности в состояниях внешней среды выбор сообщения от АИС, не создающего опасную ситуацию, можно свести к оптимизационной задаче, которая будет определяться парой z, u0 при u0 Î U0 Í U, где целевая функция зависит от выходной функции «человеческого элемента» P0 : A0 · U0 → X0 и функции безопасности при эксплуатации судна z : A0 · U0 · X0 → Λ. При такой постановке задачи ее решение можно записать следующим образом: z(u0*) = min z(u0), где u0* - сообщение от АИС, которое отвечает условию (2), и считается удовлетворительно выбранным судоводителем. Если же при решении задачи идентификации «человеческий элемент» вынужден оперировать такими сообщениями от АИС u0 Î U, при всех изменяющихся параметрах a Î A, которые допускают только выполнение неравенства, записанного как z(u0, a) < τ(a), (3) то это неравенство свидетельствует о том, что информация от АИС не включает каких-либо сообщений об угрозах безопасности мореплавания [5]. Следовательно, переходы при оценках сообщений от АИС от неравенства (2) к неравенству (3) и наоборот влекут за собой изменения в деятельности судоводителя. Так, если выполняется неравенство (2), то судоводитель обязан приступить к разрешению проблемных ситуаций, обусловленных сообщениями u0* Î U от АИС. При полной информированности судоводителя в стереотипе его поведения главенствующим является процесс X0 последовательного привлечения элементов из стандартного алфавита команд, принятого в культуре управления судовой компании. В то же время, при выполнении неравенства (3), главенствующим процессом стереотипа поведения «человеческого элемента» является организация наблюдения за окружающей средой или, другими словами, контроль изменений параметров наблюдаемого множества A (рис.). Аналогичным образом можно получить условия, при которых «человеческий элемент» в условиях полной определенности должен ориентироваться на развитие опасной ситуации, обусловленной только изменениями параметров среды. В этом случае «человеческий элемент», разрешая проблемную ситуацию, должен реагировать на изменения параметров a*Î A, и в его действиях обязательно следует учитывать состояние сообщений U0 Í U, поступающих от АИС. Соответствующее переключение характера деятельности судоводителя, аналогично выражениям (2) и (3), следует связывать с выполнением одного из двух неравенств вида z (a*, u) > τ(u), (4) z (a0*, u) < τ(u). (5) При полной информированности судоводителя и выполнении требований неравенства (4), процесс X0 должен представлять последовательность команд в терминах стандартного алфавита, принятого в культуре управления судовой компании. Эта последовательность отвечает такому стереотипу поведения судоводителя, который должен быть использован при разрешении проблемной ситуации, обусловленной опасными изменениями в параметрическом множестве. В то же время, при выполнении неравенства (5), процесс разрешения проблемной ситуации не организуется, а главенствующим в стереотипе поведения «человеческого элемента» (4) является процесс наблюдения за информацией, которая поступает судоводителю от информационной системы интегрированного ходового мостика и от АИС. Разрешение проблемных ситуаций при параллельном появлении угроз Более сложным при условии полной информированности судоводителя является разрешение проблемной ситуации, когда одновременно появляются опасно изменяющиеся параметры среды и опасные сообщения от АИС. В этом случае одновременно реализуются неравенства (2) и (4), а судоводитель должен выбрать такую альтернативу, при которой судно в меньшей степени будет подвергаться угрозе. В качестве основы для выбора стереотипа поведения судоводителя при одновременной реализуемости неравенств (2) и (4) и условия U0 Ç A0 A0 = Æ можно рекомендовать к практическому использованию процедуру сравнения результатов разрешения проблемных ситуаций. Результат от разрешения проблемной ситуации Y1(G), появившейся в связи с угрозой, поступившей от АИС, записывается как отображение вида Σ1 : X0 · U0 → Y1(G). (6) Результат же от разрешения проблемной ситуации Y2(G), связанной с опасными изменениями в параметрическом множестве A0, будет соответствовать отображению Σ2 : X0 · A0 → Y2(G). (7) Для сравнения результатов (6), (7) и выбора стереотипа поведения судоводителя при условии полной информированности можно использовать как систему отношений порядка, так и систему отношений предпочтений. Систему с отношениями порядка целесообразно привлекать в тех случаях, когда результаты разрешения являются физическими величинами. В тех же случаях, когда результаты разрешения определены на заданном интервале, наиболее приемлемым является использование систем с отношениями предпочтений. Заключение Полученные результаты могут быть положены в основу разработки процедур управления состоянием безопасности мореплавания, реализуемых в рамках эргатических систем, в состав которых входят несколько независимых источников информации. Предложенные рекомендации по выбору приоритетных стереотипов поведения судоводителя при разрешении проблемных ситуаций могут быть использованы в руководствах по несению ходовой навигационной вахты.