Випуск №31

Пропонується утворювати антиколізійні стратегії з комбінованих Z-маневрів, включаючи їхні окремі випадки. Для врахування вимог МППСС використовувалися обмеження і ситуаційний підхід для виділення завчасних, безпечних, адекватних ситуації, рішучих маневрів розходження. Вид колізійної ситуації визначався в залежності від умов видимості, геометрії зближення власного судна і небезпечної цілі, навігаційних статусів цих суден. Допустимі по відстані розходження варіанти стратегій знаходилися за допомогою пов’язаних з центрами мас цілей областей небезпеки: зміщеного кругового домену та складеного з двох пів-еліпсів домену. У заходах, що допускаються МППСС у колізійних ситуаціях, за ступенем їх адекватності ситуації виділялися основні, резервні і нерекомендовані дії.

Для пошуку відповідного МППСС ефективного маневру для ухилення від зіткнення і повернення до початкових значень курсу і швидкості використовувався метод перебору. На кожному кроці перебору визначалася втрата ходового часу через ухилення від маршруту прямування та інші характеристики поточного варіанту маневру, а також належність цього варіанту до одної з виділених за ступенем адекватності ситуації множини. Після закінчення перебору найкращий за обраним критерієм на множині рекомендованих суттевих заходів варіант маневру вважався оптимальним для розходження. Коли ця безліч виявлялося порожней, оптимальний для уникнення зіткнення варіант знаходився на множині варіантів з нижчім ступенем адекватності ситуації. Критерії і обмеження для визначення найкращого варіанту на різних множинах бралися неоднаковими. Також був розроблений алгоритм чисельного визначення множини допустимих початків маневру для приходу на маршрут слідування до порту призначення після завершення комбінованого Z-маневру. Динаміка власного судна при плануванні маневрів враховувалася спрощено. Достовірність запропонованого методу перевірялася шляхом імітаційного моделювання процесів розходження суден.

Результати аналізу отриманої при переборі множині допустимих варіантів антиколізійної стратегії запам’ятовувалися. На їх основі була отримана діаграма, що істотно полегшує оператору вибір дій для розходження в режимі діалогу з системою.

Ключові слова: попередження зіткнень, комбінований Z-маневр, відповідність МППСС, метод перебору.

1. Tam C., Bucknall R., Greig A., (2009). Review of collision avoidance and path planning methods for ships in close range encounters. The Journal of Navigation, 62 (3): 455-476.
2. Huang Y., Chen, L., Chen P., Negenborn R.R., van Gelder, P.H.A.J.M. (2020). Ship collision avoidance methods: State-of-the-art. Safety Science. 121: 451–473.
3. Fışkın R, Kisi, H, Nasibov (2018). A research on techniques, models and methods proposed for ship collisions avoidance path planning problem / The International Journal of Maritime Engineering. 160(A2): 187-206.
4. Naeem W,  Henrique S. C.,  Hu L. (2016). A Reactive COLREGs-Compliant Navigation Strategy for Autonomous Maritime Navigation /10th IFAC Conference on Control Applications in Marine Systems: Trondheim, Norway: 207-213.
5. Hirayama K., Miyake K., Shiota T., Okimoto T. (2019). DSSA+: Distributed Collision Avoidance Algorithm in an Environment where Both Course and Speed Changes are Allowed /TransNav, the International Journal on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation, Vol. 13, No. 1: 117-123.
6. Kufoalor D. K. M., Johansen T. A., Brekke E. F., Hepsø A., Trnka K. (2020). Autonomous maritime collision avoidance: Field verification of autonomous surface vehicle behavior in challenging scenarios /Journal of Field Robotics. 37: 387–403.
7. Ramos M.A., Utne I.B., Mosleh A. (2019). Collision avoidance on maritime autonomous surface ships: Operators’ tasks and human failure events /Safety Science. 116: 33–44.
8. Szlapczynski R. & Szlapczynska J. (2017). Review of ship safety domains: Models and applications. Ocean Engineering 145: 277–289.
9. Xu Q., Wang N. (2014). A Survey on Ship Collision Risk Evaluation. / Promet – Traffic & Transportation, Vol. 26, No. 6: 475-486.
10. Wielgosz M. (2017). Ship Domain in Open Sea Areas and Restricted Waters: an Analysis of Influence of the Available Maneuvering Area. /TransNav, the International Journal on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation, Vol. 11, No. 1: 99-104.
11. Smolentsev S. V., Isakov D. V. (2019). A simple analytical model of ship movement. Vestnik Gosudarstvennogo universiteta morskogo i rechnogo flota imeni admirala S. O. Makarova 11.1: 7–21.
12. Salous M., Hahn A., Denker C. (2016). COLREGs-Coverage in Collision Avoidance Approaches: Review and Identification of Solutions /12th International Symposium on Integrated Ship’s Information Systems & Marine Traffic Engineering Conference. Hamburg: 1-10.
13. Zaccone R., Martelli M., Figari M. (2019). A COLREG-Compliant Ship Collision Avoidance Algorithm. – 18th European Control Conference (ECC). Napoli, Italy: 2530-2535.
14. Chiang H-N. L., Tapia L.  (2018). A RRT-based COLREGS-Compliant Motion Planner for Surface Vehicle Navigation / IEEE Robotics and Automation Letters. 3(3):2024 – 2031.
15. Łebkowski A., Śmierzchalski R., Gierusz W., Dziedzicki K. (2008): Intelligent ship control system. Transnav, the international journal on marine navigation and safety of sea transportation, vol. 2, No. 1: 63-68.

16. Vagushchenko A. A. & Vagushchenko L. L. (2020). Numerical method for selection of maneuvers to avoid collisions with several vessels. Science and Education a New Dimension. Natural and Technical Sciences, VIII (27), Issue 224: 74-80.

The analysis of the historical aspect of the development of the mathematical model for determining the abscissa of the pivot point of rotation is considered in the work. Three stages of model formation are described: according to the location of the transverse force that causes the ship to rotate; on the resulting transverse force of all influences of internal and external forces; on the tangential speed of the limbs of the vessel. The first stage of data generation is unsuitable for use in the maneuvering process due to the need to spend time on entering new data and performing calculations, as a result of which the information is delayed until a decision is made. The second stage requires the introduction of external and internal control forces, the calculation of their transverse component and the calculation of the equivalent of all transverse forces, to determine the abscissa of the pivot point.

The third stage is the most suitable for navigation purposes, because it receives the original data from the existing navigation device, requires minimal calculations, so it can be performed quickly, in the process of maneuvering and in time to execute the necessary commands to adjust the movement.

Based on the use of new methods for determining the abscissa of the pivot point developed a block diagram of the system of control and registration of the probable width of the shunting band, taking into account the characteristics of stability, speed of the vessel and angular velocity at constant speed and when turning.

Developed methods and techniques of using a given algorithm for planning and operation of the ship control system, including curved segments of the path, can significantly increase the safety of navigation. The use of information about the pivot point and planning the width of the maneuvering shift, allows you to detect the beginning of the curvilinear motion and adjust the controls to move along the planned trajectory.

The results can be used on ships in automatic mooring planning, as part of a pilot’s individual information device and in the development of a simulator for training navigators to perform navigation in compressed waters. The proposed device can be used in the training of captains, pilots and senior courses of maritime educational institutions of Ukraine.

Keywords: boundary yaw on a constant course, maneuvering shift, curvilinear motion, pivot point, characteristic linear size, probable width of maneuvering shift, operative control, admissible width of navigable water area.

1. Снопков В.И. Управление судном. /В.И. Снопков// – Санкт-Петербург: АНО НПО «Профессионал», 2004. -536 с.
2. Голиков В.В. Алгоритм определения положения полюса поворота морского судна/В.В. Голиков, С.Э. Мальцев. Научный журнал. -Херсон.: ХГМА, 2013. №1(8). С. 21 – 27.
3. Мальцев С.Е. Алгоритм определения положения полюса поворота при маневрировании. «Судноплавство: перевезення, технічні засоби, безпека»: Матеріали науково-методичної конференції – (Одеса, 14-15 листопада 2012 року.). – Одеса: ОНМА. ВидавІнформ, 2013. – С.106 – 110.
4. Мальцев С.Э. Устройство оценки полюса поворота по тангенциальным скоростям конечностей/ С.Э. Мальцев., В.В. Голиков. «Морські перевезення та інформаційні технології в судноплавстві»: Матеріали науково-методичної конференції – (Одеса, 18-19 листопада 2014 року.). – Одеса: ОНМА. ВидавІнформ, 2014. – С.172 – 176.
5. Товстокорый О.Н. Определение положения полюса поворота с помощью доплеровского лага//О.Н. Товстокорый, С.Э. Мальцев / Судовождение: Сб. научн. трудов //НУ «ОМА». Вып.26. Одесса: ИздатИнформ. 2016. – С.183 – 190.
6. Мальцев С.Э. Полюс поворота и его учет при маневрировании морского судна: монография/ С. Э. Мальцев, О. Н. Товстокорый. //–Херсон: ХГМА, 2016. -124 с.
7. Мальцев С.Е. Когнитивная система оценки положения полюса поворота судна с помощью эффективных алгоритмов. / С.Е. Мальцев //Eastern–European Journal of Enterprise Technologies. Natural and Technical Sciences. – 2018. V1 (19), issue –P.37 – 42.
8. Мальцев С.Е. Удосконалення інформаційного забезпечення процесу маневрування параметрами стану судна. // «Транспортні технології (морський та річковий флот): інфраструктура, судноплавство, перевезення, автоматизація», науково – технічна конференція, 14-15 листопада 2019 р. –Одеса: НУ «ОМА» 2019. – С. 129 – 131.
9. Патент 91006 UA. МПК(2014.01) G08G 3/00. Пристрій для інформаційного забезпечення маневрування морського судна. /Голіков В.В., Мальцев С.Е. Заявник Одеська національна морська академія. – № u2013 04429; заявлено 25.04.2013; опубліковано 25.06.2014, Бюл. № 12.
10. Патент 97227 UA. МПК G08G 3/02 (2006.01), В63В 43/02 (2006.01). Пристрій для інформаційного забезпечення процесу управління судном. /Мальцев С.Е., Товстокорий О.М., Бень А. П. Заявник Херсонська державна морська академія. – № u2014 07280; заявлено 27.06.2014; опубліковано 10.03.2015, Бюл. № 5.

Забезпечення належного рівня функціонування транспортних систем, вирішення економічних проблем за рахунок збільшення обсягів експорту та транспортних послуг – завжди актуальне питання. Через зростаючий попит на проектні перевезення вантажів із використанням морських вантажних перевезень, що є об’єктивно найкращим варіантом міжнародних перевезень з точки зору економічної складової економічної ефективності їх використання та його ролі у міжнародній торгівлі. Доставка проектних вантажів на великі відстані за допомогою морського транспорту користується великим попитом серед споживачів високотехнологічного обладнання та техніки, що ще більше збільшує частку в статистиці перевезень генеральних вантажів у цілому. Стаття присвячена пошуку оптимальних рішень, що дозволяють ефективно розвивати необхідні обсяги перевезень за мінімально можливих витрат, що на сьогодні є однією з головних проблем для зростання сектору морських транспортувань. Процес перевезень проектних вантажів з використанням морського транспорту пов’язаний із складністю масових та геометричних характеристик цих вантажів, що вимагає розробки нових методів та їх адаптації до технічних можливостей морських суден. Кожен випадок морського перевезення проектних вантажів вимагає ретельного планування та пророблення рейсу особливо щодо стадій завантаження, розміщення та закріплення великогабаритних та важких вантажних місць. Це, безумовно, призвело до поєднання рішень, які вимагають індивідуального підходу, застосування спеціальних прийомів та навичок, розроблення оптимальних схем доставки таких вантажів до транспортного вузлу та організації перевезень даного виду вантажів, і, звичайно, прийняття заходів для забезпечення безпеки транспортного процесу.

Ключові слова: проектні вантажі, процес транспортування, оптимальна схема доставки.

1. Pravdyn N., Vzaimodeystvye raznih vidov transporta, [Interaction of types of transport] / N. Pravdyn, V. Negriy, V. – Moscow: Transport, 1989. – 208 p.
2. Miloslavskaya S., (2001). Multimodalniye i intermodalnie perevozki. [Multimodal and intermodal transporation]. S.V. Miloslavskaya, К.I. Pluzhnikov // Uchebnoe posobyie. – Moscow. RosKonsult, 2001, 368 p.
3. Zemlyanskiy P., (2004). Suschnost i klassifikatsiya smeshannih perevozok. [Substance and classification of multimodal transportation]. Transpotnoe pravo – 3.
4. Peel D. A hidden Markov model approach for determining vessel activity from vessel monitoring system data / D. Peel, N. Good. // Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences. – 2011. (68). 1252–1264.
5. Melnyk О. (2020). Modelling of changes in ship’s operational condition during transportation of oversized and heavy cargo / S. Onyshchenko, О. Melnyk // Technology audit and production reserves.– 6/2(56). – pp. 66-70.
6. Melnyk O. (2020) Effectiveness assessment of non-specialized vessel acquisition and operation project, considering their suitability for oversized cargo transportation / M. Malaksiano, O. Melnyk // Transactions on Maritime Science. – 2020. – №1(9). 23-34.
7. Rusanova S., Onyshсhenko S. (2020). Development of Transport and Technological Process Options’ Concept for Goods Delivery with Participation of Maritime Transport. Technology audit and production reserves, 1 (2 (51)), 24–29. doi: http://doi.org/10.15587/2312-8372.2020.198373.
8. Onyshchenko S., Shibaev O. and Melnyk O. (2021). Assessment of Potential Negative Impact of the System of Factors on the Ship’s Operational Condition During Transportation of Oversized and Heavy Cargoes, Transactions on Maritime Science. Split, Croatia, 10(1). doi: 10.7225/toms.v10.n01.009.
9. Shramenko N., (2017). Methodological aspect of substantiating the feasibility of intermodal technology for delivery of goods in the international traffic. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 145-150.
10. Naumov V., (2020). Substantiating the Logistics Chain Structure While Servicing the Flow of Requests for Road Transport Deliveries. Sustainability 12, no. 4: 1635. https://doi.org/10.3390/su12041635.
11. Menukhova Т., (2017). Vremennie kriteryi dlya vybora shemi dostavki gruza. [Time criteria for selecting a shipping scheme]. TDR, (2), 150-152.
12. Semenov S., (2017). Vybor ratsionalnoy shemi dostavki gruzov v mezhdynarodnom soobschenii. [Selection of a rational scheme of cargo delivery in international shipping] / S. Semenov, S. Kravchenko, О. Shepit’ko, А. Vololazskiy // Visnik of the Volodymyr Dahl East Ukrainian National University (3) 190-194.
13. Blecker T. (2008). Management in logistics networks and nodes / T. Blecker, W. Kersten, C. Gertz. – Berlin: Erich Schmidt Verlag, (Concepts, technology and applications). p. 181 – 431.
14. Orkun G. (2017). Featured, Project and Specialized Cargo, Supply Chain Planning [e-source] / Gunen Orkun // MTS Logistics. – 2017. – Available at: https://www.morethanshipping.com/project-cargo-explained/).
15. Мelnyk О. (2020) Vessel selection prospects and suitability assessment for oversized cargo transportation. / М. Malaksiano, О. Melnyk // Scientific notes of Taurida National V.I. Vernadsky 31(70)2-1. 135-140.

Описані принципи дії електронних аналізаторів газового середовища, датчики яких реалізовані на основі польових транзисторів із структурою «метал-діелектрик-напівпровідник» з газочутливим затвором, оптоелектронних газових датчиків і магнітоелектронних датчиків. Наводяться схеми вимірювальних пристроїв, конструкції датчиків і вказані основні сфери застосування. Наводяться експериментальні характеристики дослідних зразків електронних аналізаторів газового середовища і структурні схеми вимірювальних пристроїв.

Завдання створення повністю електронних автоматичних вимірювальних пристроїв для контролю складу газового довкілля є особливо актуальним для автономних суден без екіпажу. Особливістю реалізації такого завдання є те, що вихідні сигнали вимірювальних пристроїв мають бути виключно електричними, електронними, сумісними з системами передачі даних берегових центрів, що управляють автономними суднами.

Відомі пристрої виміри складу газового середовища, виконані на основі тонких напівпровідникових плівок, нанесених на керамічну основу, мають високе енергоспоживання і обмежений термін служби із-за необхідності їх нагріву до температур 200 – 500 °C.

Перспективними є вимірювальні системи на основі польових транзисторів, виконаних по структурі «метал-діелектрик-напівпровідник» (МДП). Такі пристрої можуть використовуватися для контролю змісту водню. Застосування мостової схеми виміру на чотирьох таких транзисторах дозволило підвищити чутливість в 10-15 разів.

Оптоелектронні вимірювальні системи відрізняються підвищеною швидкодією і стабільністю показів за рахунок відсутності контакту атомів газу з електричними ланцюгами датчика. Запропонована схема для контролю вмісту аміаку в газовому середовищі судна.

Магнітоелектронний газоаналізатор на основі магніточутливого двохколекторного магнитотранзистора може бути застосований для вимірів концентрації кисню в газовому довкіллі на судні. Він дозволяє контролювати зміст газу і вимірювати його концентрацію за електрофізичними характеристиками самого газу. Зокрема, виміри відбуваються шляхом контролю величини відносної магнітної проникності газової суміші.

Абсолютно очевидно, що електронні аналізатори газового середовища для різних типів газів стануть обов’язковим атрибутом майбутніх автономних судів без екіпажа. Вони зможуть не лише замінити класичні газоаналізатори, але і дозволять, в режимі реального часу, оперативно інформувати операторів берегових центрів управління судами про поточну обстановку для ухвалення потрібних рішень по забезпеченню безпеки судноплавства.

Ключові слова: автоматизація судів, електронна передача даних, газоаналізатори, безпека судноводіння, навігація, судна без екіпажа.

1. Викулин И.М. Электронный компас для автономных судов без экипажа. / И.М. Викулин, Н.С. Михайлов, С.А. Михайлов // Судноводіння: Зб. наук. праць. / НУ «ОМА», Вип. 30. с. 43-51. – Одеса: «ВидавІнформ», 2020. DOI: https://doi.org/10.31653/2306-5761.29.2020.43-51
2. Burmeister H. C. Autonomous unmanned merchant vessel and its contribution towards the e-Navigation implementation: The MUNIN perspective/ H. C. Burmeister, W. Bruhn, О. J. Rоdseth, T. Porathe // International Journal of e-Navigation and Maritime Economy. — 2014. — Vol. 1. — pp. 1–13. DOI: 10.1016/j. enavi.
3. Jokioinen E. Remote and Autonomous Ships — The next steps / E. Jokioinen, J. Poikonen, M. Hyvönen, Kolu, [etc.]. — London: AAWA Position Paper, Rolls-Royce, 2016. — 88 р.
4. Vikulin M. Combined semiconductor injection magnetic field sensors for wireless information networks. / I.M. Vikulin, L.F.Vikulina, V.E.Gorbachev, N.S.Mikhailov // Radioelectronics and Communication Systems, 2020, Vol. 63, № 7, pp. 368-375. – Allerton Press. – N.-Y. – 2020.
5. Park B., Nah J., Choi J., Yoon I. “Robust Wireless Sensor and Actuator Networks for Networked Control Systems,” Sensors (Basel), Vol. 19, No. 7:1535, p. 1–28, 2019. DOI: 10.3390/s19071535.
6. Chen Z., Deng F., Fu Z., Wu “Design of an Ultra-low Power Wireless Temperature Sensor Based on Backscattering Mechanism,” Sensing and Imaging An International Journal, Vol. 19, No. 1, pp. 19–24, 2018. DOI: 10.1007/s11220-018-0207-x.
7. Luong S.; Lu C.C.; Yang J.W.; Jeng J.T. “A novel CMOS transducer for giant magnetoresistance sensors” Review of Scientific Instruments, Vol. 88, No. 2:025004, 2017 DOI: 10.1063/1.4976025.
8. Luong S., Tuan N.A., Tue N.A. “Exchange Biased Spin Valve-Based Gating Flux Sensor,” Measurement, Vol. 115, p. 173–177, 2018. DOI: 10.1016/j.measurement.2017.10.038.
9. LiR., Mi W.B., Bai H.L. “The contribution of distinct response characteristics of Fe atoms to switching of magnetic anisotropy in Fe₄N/MgO heterostructures,” Applied Physics Letters, Vol. 113, No. 13:132401, 2018. DOI: 10.1063/1.5048317.
10. Jibiki, Goto M., Tsujikawa M. et al. “Interface resonance in Fe/Pt/MgO multilayer structure with large voltage controlled magnetic anisotropy change,” Applied Physics Letters, Vol. 114, No. 8:082405, 2019. DOI: 10.1063/1.5082254.
11. Bichurin M.I., Petrov V.M., Petrov R.V., Tatarenko A.S. “Magnetoelectric Magnetometers,” in: Grosz A., Haji-Sheikh M., Mukhopadhyay S. (eds) High Sensitivity Magnetometers. Smart Sensors, Measurement and Instrumentation, Vol 19. Cham: Springer, pp 127–166. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-319-34070-8.
12. Ding, Huang L., Luo G. et al. “A resonant microcantilever sensor for in-plane multi-axis magnetic field measurements,” Journal of Micromechanics and Microengineering, Vol. 29, No. 6:065010, 2019. DOI: 10.1088/1361-6439/ab18ed.
13. Ichkitidze, Selishchev S., Telyshev D. “Combined Magnetic Field Sensor with Nanostructured Elements,” Journal of Physics Conference Series, Vol. 1182:012015, p. 1–9, 2019. DOI: 10.1088/1742-6596/1182/1/012015.
14. Luong S., Tuan N. A.; Tue N. A. et al. “Application of the flux bending effect in an active flux-guide for low-noise planar vector tmr magnetic sensors,” Vietnam Journal of Science and Technology, Vol. 56, No. 6, p. 714–722, 2018. DOI: 10.15625/2525-2518/56/6/12652.
15. Zhang, Hao Q., Xiao G. “Low-Frequency Noise of Magnetic Sensors Based on the Anomalous Hall Effect in Fe-Pt Alloys,” Sensors, Vol. 19, No. 16:3537, p. 1–6, 2019. DOI: 10.3390/s19163537.
16. Singh, Luo Z., Lu Z., et al. “Thermal stability of NDR-assisted anomalous Hall effect based magnetic device,” Journal of Applied Physics, Vol. 125, No. 20:203901, 2019. DOI:10.1063/1.5088916.
17. LuongS., Tuan N.A., Hoang Q.K. “Resolution Enhancement in Measuring Low-frequency Magnetic Field of Tunnel Magnetoresistance Sensors with AC-Bias Polarity Technique,” Measurement, Vol. 127, p. 512–517, 2018. DOI: 10.1016/j.measurement.2018.06.027.

The safety of marine navigation in coastal areas and narrow waters, which account for 80% of total navigational accidents, remains a pressing concern. These circumstances indicate the need to improve traditional and automated methods of passage planning and control of navigation and traffic management processes, based on the assessment of the actual navigation accuracy and navigation safety parameters. According to current industry recommendations, the main parameters of safe navigation are safety depth, safety contour, permissible cross-track limit, and accuracy of position fixing.

The analysis of accidents in recent years has shown certain overreliance on ECDIS. IMO has adopted the Guidance for Good Practice for the use of ECDIS, which emphasizes the importance of the operator’s ability to act in the event of failure, display data interpretation and identification of possible errors. The trend of ECDIS related groundings necessitates a more detailed analysis of the accidents causes, as well as further development of passage planning methods adopted for paperless navigation.

Statistics, based on grounding incident investigations, is not always sufficient for retrieving objective information and designing comprehensive solutions for improving the ECDIS training process for deck officers and development of methods aimed at reducing the grounding incident rate and improving the effectiveness of navigation. The research studies statistics on deck officers` errors made during training on bridge simulators equipped with ECDIS. The study shows that in event of the EPFS (Electronic Position Fixing System) failure the likelihood of grounding increases dramatically for all deck officers, irrespective of rank and experience, despite having fully functional radar and ECDIS in dead reckoning mode.

Key words: GPS, ECDIS, safety of navigation, ship grounding, navigational incident.

1. Admiralty Guide to the Practical Use of ENCs (NP231), 3rd Edition, 2019
2. Becker-Heins, Voyage Planning with ECDIS. Practical Guide for Navigators. Geomares Publishing, 2017.
3. Burenkov, O. Pipchenko, “Monitoring and identification of errors during training on ECDIS simulators”, Slovak international scientific journal: Vol. 1, №43, 2020, pp. 46 – 50
4. ECDIS Procedures Guide 2018 Edition, Witherby Publishing Group Ltd, 2018.
5. EMSA Annual Overview of Marine Casualties and Incidents 2019. URL: http://emsa.europa.eu/emsa-documents/latest/item/3734-annual-overview-of-marine-casualties-and-incidents-2019.html Accessed 20 May 2020
6. Idris Turna, Orkun Burak Öztürk, “A causative analysis on ECDIS-related grounding accidents”, Ships and Offshore Structures, 2019, DOI: 10.1080/17445302.2019.1682919 https://doi.org/10.1080/17445302.2019.1682919
7. IMO resolution A. 893 (21) Guidelines for Voyage Planning, 1999.
8. IMO resolution MSC 232 (82) Adoption of the Revised Performance Standards for Electronic Chart Display and Information Systems, 2006.
9. IMO MSC circ. 1503 ECDIS – Guidance for Good Practice, 2017.
10. INTERTANKO, Guide to Safe Navigation (Including ECDIS), 2017.
11. D. Nielsen, “How a ship´s bridge knows its position – ECDIS assisted accidents from a contemporary human factors perspective”, MSc Thesis, Lund University, Sweden, 2016.
12. Swift, T. J. Bailey, Bridge Team Management, 2nd ed. Nautical Institute, London, UK, 2004.
13. Zvonimir Lusic, Mario Bakota, Zoran Mikelic “Human errors in ECDIS related accidents”, Proceedings of the 7th International Maritime Science Conference, Solin, Croatia, 2017.
14. О. М. Буренков, О. Д. Піпченко, А. В. Алексішин, “Практичні особливості розрахунку параметрів безпечної глибини при використанні ЕКНІС”, Судноводіння: Зб. наук. трудів НУ ОМА, вип. 30, Одесса, ІздатІнформ, 2020, DOI: 10.31653/2306-5761.30.2020.16-26.
15. Л. Л. Вагущенко, А. Л. Вагущенко, Поддержка решений по расхождению с судами. Одесса: Феникс, 2010.
16. О. Д. Піпченко, В.В. Пернікоза, Ю.В. Казак, А.І. Бурчак, “Моделювання інцидентів при підготовці судноводіїв: зіткнення буксира і балкера”, Судноводіння: Зб. наук. трудів НУ ОМА, вип. 29, Одесса: ІздатІнформ, 2019. DOI: 10.31653/2306-5761.29.219.164-172.
17. О. Д. Піпченко, “Моніторинг та ідентифікація помилок під час навчання на навігаційних симуляторах”, Суднобудування №2 2020, НУК, 2019, DOI https://doi.org/10.15589/znp2020.2(480).1, 3 – 11.

Calculating the vessel’s path is one of the most important conditions in ensuring the safety of navigation. The calculation of the vessel’s path is a plan (program) of its movement to calculate the current coordinates. There are two ways to calculate the ship’s path: graphical and analytical. Graphical calculus is the maintenance of a sequential pad from a known starting point of a swimming vector. It is performed in the form of graphical constructions on nautical charts using only a meter, ruler and protractor. In turn, analytical calculus allows by mathematical calculation of the elements of the ship’s motion and the coordinates of the starting point to calculate the coordinates at a given time. The traditional scheme of calculation assumes the account of a drift and a current. The account of constant and tidal currents does not cause, as a rule, big difficulties. Traditionally, the angle and magnitude of the drift vector by the inverse method are taken into account, it does not provide for the accounting of vessel wear at the initial section of the route. The position of the vessel must be monitored continuously while the vessel is sailing. Observation is performed for this purpose. The frequency of observation is characterized by the allowable time of sailing on the account, which is the longest period of time at which the continuously increasing error of the vessel’s position does not exceed the set value.

It is indicated that the relevance of the work lies in the study of road losses when the vessel moves along the coordinate points of the corresponding line of the given course.

An algorithm is proposed for taking into account the flow vectors and wind-wave disturbances at the initial point of the ship’s path, assuming the module of the ship’s relative speed to be constant.  The paper presents a model for determining the elements of a ship’s motion in the form of an algorithm representing a sequence of assignment operators, and operators of input, printing and output, which make up a block diagram of its software implementation.

The article also provides an algorithm for calculating the modules and internal angles of a vector triangle formed as a result of observation. The last step was considered the return to the line of the ship’s track for the next period of time equal to one hour.  In this case, the module of the ship’s speed, the module and the direction of the vector of the total disturbance are preserved, and the ground speed of the ship is variable.

Keywords: ship, vector, speed, speed triangle, disturbance.

1. Голіков В.В. Координатний метод визначення коефіцієнту ефективності рискання судна/ В.В. Голіков, К.О. Сінюта / Матеріали науково-технічної конференції «Транспортні технології (морський та річковий флот): інфраструктура, судноплавство, перевезення, автоматизація» 12.11.2020-13.11.2020 – Одеса: НУ «ОМА». – 2020. – С.63.
2. Голиков В.В. Расчетная схема определения эффективности движения судна по заданной траектории при ветроволновых нагрузках / В.В. Голиков, А.А. Светлаков // Судовождение: сб. научн. тр. – 2010. – Вып.19. – Одесса: ОН- МА. – С.55 – 59.
3. Сінюта К.О. Координатний метод визначення шляхової швидкості судна по векторам та переміщенням відносної та переносної швидкостей [текст] / К.О. Сінюта // Судноводіння: Зб. наук. праць / НУ «ОМА» – Вип. 30. – Одеса: «ВидавІнформ», 2020. – С.117-124.
4. Кондратенко Ю.П. Алгометрическое обеспечение интеллектуальных систем для принятия решений в морской практике [текст] / Ю.П. Кондратенко, Г.В. Кондратенко, Д.А. Романов, И.В. Явишева // Судовождение: сб. научн. тр. – 2007. – Вып.13. – Одесса: ОН- МА. – С.107 – 116.
5. Мальцев А.С. Инверсный метод планирования траектории движения объектов управления [текст] / А.С. Мальцев // Судовождение: сб. научн. тр. – 2007. – Вып.13. – Одесса: ОН- МА. – С.124 – 131.
6. Орлов Е.О. Использование автоматической идентификационной системы для оценки погрешности измерения пеленгов судовыми РЛС [текст] / Е.О. Орлов // Судовождение: сб. научн. тр. – 2007. – Вып.13. – Одесса: ОН- МА. – С.131 – 138.
7. Кривий О.Ф. Нові математичні моделі поздовжніх гідродинамічних сил на корпусі судна [текст] / О.Ф. Кривий, Міюсов М.В. // Судноводіння: Зб. наук. праць / НУ «ОМА» – Вип. 30. – Одеса: «ВидавІнформ», 2020. – С.88-99.
8. Голиков В.А. Научные основы управления микроклиматом судна. – Одесса: ОГМА, 1990. – 321 с.
9. Vlachos D.S. Optimal ship routing based on wind and wave forecast // Application Numerical Analysis in Computational Mathematics. 2004. 1, N 2. 547–551.
10. Удосконалення методів вибору економічно вигідних і безпечних морських шляхів [Текст]: автореф. дис… канд. техн. наук: 05.22.16 / Голіков Володимир Володимирович; Одеська національна морська академія. – О., 2007. – 22 с.

В даний час головними напрямками вдосконалення засобів і методів судноводіння слід вважати перехід від автоматизацій пристроїв, процесів  і операцій до комплексної автоматизації ходового містка – створення інтегрованих систем навігації та контролю і управління судном, IHC які покликані знизити робоче навантаження на вахтового офіцера, забезпечити його необхідними даними для виконання своєчасних і ефективних  дій в умовах плавання, що змінюються. При цьому змінюються функції людини, яка несе вахту на містку, він стає оператором і взаємодіє ні з об’єктами контролю і управління, а з їх інформаційними моделями, на основі яких у нього формується ситуативна обізнаність. Якщо раніше вахтовий офіцер сам виконував вимірювання і розрахунки, необхідні для безпечного судноводіння, і міг певною мірою судити про надійність результатів, то тепер він змушений повністю довіряти засобам автоматики не маючи можливості перевірити їх показання альтернативним способом. Разом  з тим в навігаційних системах можуть виникнути несправності про які вахтовий офіцер дізнається через деякий  час.

Очевідно, що обладнання суден новітньою дорогою навігаційною технікою має давати відповідну віддачу – у вигляді підвищення безпеки плавання. Однак,  як свідчить практика, вдосконалення навігаційних засобів і устаткування містка, само по собі,  не привело до скорочення числа аварій на морі, в останні роки навіть намітилася тенденція до їх зростання. Розслідування ряда аварійних випадків і розробки авторитетних морських фахівців переконують в тому, що причиною інцидентів і подій із суднами все частіше стають різні порушення взаємодії елементів комплексу «вахтовий офіцер – ІНС».

Можна вважати що в зв’язку з високим ступенем автоматизації ходового містка виник новий негативно впливающий на безпеку фактор, який слід вивчати і враховувати виробникам і користувачам навігаційної техніки.

Деякі аспекти цієї проблеми і заходи щодо зниження ймовірності збоїв і відхилень у функціонуванні  названого комплексу, а також інші можливі напрямки, які сприяють зменшенню негативного впливу ергономічного чинника на безпеку експлуатації суден розглядаються в даній статті.

Ключові слова: ергономіка, система, помилки, безпека, інформація.

1. Guidelines for the investigation of Human factors in marine casualties and incidents (Res. IMO A. 884(20),23.11.1999).
2. Пипченко А. Д. Анализ аварийности мирового флота 2005-2015 // Судовождение: Сб. научн. трудов ОНМА, Вып. 27. – Одесса: ИздатИнформ, – С. 159-168.).
3. Crowch. Navigation the Human Element. MLB Publishing, Kent UK, 2013- 233 p.
4. Lutzhow. The Technologies Create when it Works. Maritime Technology and Human Integration on the ships Bridge. «Seaways» NI, June 2005.
5. Merkens H. Improving The Life at Sea. «Seaways», June 2003.
6. Ahvenjarvi. Poor Monitoring of the Navigation and steering Equipment Increases the Reaction Time in Fault Situation, 7-th Annual Assembly and Conference, Oct. 2006. The International Association of Maritime Universities.
7. Вагущенко Л. Л. Интегрированные системы ходового мостика. Одесса: Латстар, 2003 -170 с.
8. Guidance notes on the Application of Ergonomics to Marine Systems. Aug.,2013, ABS, -107 p.
9. Guidance notes on Ergonomic design of Navigation bridges. Oct. 2003, ABS, -103 p.
10. IMO MSC-MEPC.2/Circ.12/Rev.2 Revised Guidelines for Formal Safety Assessment (FSA) for Use in IMO Rule-Making Process, 2018.
11. EMSA Annual Overview of Marine Casualties and Incidents 2019. http://emsa.europa.eu/emsa-documents/latest/item/3734-annual-overview-of-marine-casualties-and-incidents-2019.html Accessed 20 Dec 2020

Як вказується у публікації, однією з найактуальніших проблем безаварійності судноводіння є забезпечення безпечного розходження суден при плаванні в стислих водах. По цій причині стислі райони плавання з інтенсивним рухом суден облаштовуються станціями управління рухом суден для контролю процесу судноводіння, які повинні мати в своєму розпорядженні сучасні засоби попередження зіткнення суден для забезпечення їх безпечного розходження. Причому такі засоби мають знижувати негативний вплив людського чинника оператора на оцінку ситуації зближення і вибір маневру розходження використанням методів автоматичного визначення стратегії  розходження суден при їх зовнішньому управлінні. Цим визначається актуальність розробки способу автоматичного визначення параметрів стратегії розходження суден зміною їх курсів.

У роботі приведено аналіз останніх досягнень і публікацій, в яких почато рішення розглянутої проблеми і виділення невирішених раніше частин. Показано, що для вирішення проблеми попередження зіткнень суден розроблено метод розходження шляхом зсуву на лінію паралельну шляху судна і метод гнучких стратегій розходження суден, який дозволяє формувати оптимальну стратегію розходження судна з декількома небезпечними цілями з урахуванням істотних чинників. Розглянуто стратегію екстреного розходження при надмірному зближенні суден.

В публікації описано алгоритм автоматичного визначення оптимального маневру розходження ухиленням одного судна и пасивним гальмуванням іншого з урахуванням динаміки суден. Причому для першого судна використовується модель поворотності з постійною кутовою швидкістю, за допомогою якої визначаються приріст координат судна за час повороту. Динаміка другого судна враховується його інерційно-гальмівними характеристиками.

Вибір курсу ухилення першого судна та швидкість пасивного гальмування другого судна розраховуються таким чином, що забезпечують їх розходження на дистанції найкоротшого зближення, яка дорівнює гранично – допустимій дистанції зближення.

В якості критерію оптимальності вибрано добуток приросту курсу   першого судна на приріст швидкості другого судна, який для оптимального маневру розходження має бути мінімальним.

В роботі приведено аналітичні вирази, які визначають модель  поворотності першого судна з постійною кутовою швидкістю і залежність часу переходного процесу та пройденої за цей час відстані в разі використання пасивного гальмування другим судном.

У публікації в якості прикладу наведена ситуація небезпечного зближення двох суден, для якої комп’ютерною імітаційною програмою були розраховані оптимальні параметри маневру розходження ухиленням першого судна та пасивним гальмуванням другого судна. Комп’ютерною програмою проводилося імітаційне моделювання процесу розходження суден з одержаними параметрами розходження, яке підтвердило коректність запропонованого методу автоматичного визначення оптимального маневру.

Ключові слова: безпека мореплавання, методи попередження зіткнення суден, зовнішнє управління процесом розходження, автоматичне визначення параметрів маневру розходження.

1. Цымбал Н.Н. Гибкие стратегии расхождения судов / Н.Н. Цымбал, И.А. Бурмака, Е.Е. Тюпиков. – Одесса: КП ОГТ, 2007. – 424 с.
2. Пятаков Э.Н. Взаимодействие судов при расхождении для предупреждения столкновения / Пятаков Э.Н., Бужбецкий Р.Ю., Бурмака И.А., Булгаков А.Ю. – Херсон: Гринь Д.С., 2015. – 312 с.
3. Бурмака И.А. Управление судами в ситуации опасного сближения / И.А. Бурмака., Э.Н. Пятаков., А.Ю. Булгаков – LAP LAMBERT Academic Publishing, – Саарбрюккен (Германия), – 2016. – 585 с.
4. Бурмака И.А. Экстренная стратегия расхождения при чрезмерном сближении судов / Бурмака И.А., Бурмака А. И., Бужбецкий Р.Ю. – LAP LAMBERT Academic Publishing, 2014. – 202 с.
5. Пятаков Э.Н. Способ расхождения судна с двумя опасными целями последовательными уклонениями/Пятаков Э.Н., Пятаков В.Э., Петриченко О.А. // Austria – science, Issue: 16, 2018.- С. 44-49.
6. Вагущенко Л.Л. Расхождение с судами смещением на параллельную линию пути / Л.Л. Вагущенко. – Одесса: Фенікс, 2013. – 180 с.
7. Kao Sheng-Long. A fuzzy logic method for collision avoidance in vessel traffic service / Kao Sheng-Long, Lee Kuo-Tien, Chang Ki-Yin, Ко Min-Der// Navig. 2007. 60, № 1, p. 17-31.
8. Lisowski J. Game and computational intelligence decision making algorithms for avoiding collision at sea/ Lisowski J. // of the IEEE Int. Conf. on Technologies for Homeland Security and Safety. – 2005. – Gdańsk. – Р. 71 – 78.
9. Statheros Thomas. Autonomous ship collision avoidance navigation concepts, technologies and techniques / Statheros Thomas, Howells Gareth, McDonald-Maier Klaus. // J. Navig. 61, № 1, p. 129-142.

This paper is devoted to the analysis of the updated requirements for maritime shipborn VHF and MF/HF equipment using digital selective calling (DSC) and to investigation of their implementation peculiarities in the GMDSS simulator Sailor TGS 6000. These requirements refer, first of all, improvements the human-machine interface (HMI) for handling radio communication equipment with DSC strictly according to operational procedures of Recommendation ITU-R M.541 and Radio Regulation which is intended DSC as a mandatory GMDSS procedure prior to the subsequent communications of all priorities providing by means special equipment.

DSC is one of the key subsystems of the GMDSS. However, from the beginning of the GMDSS implementation in 1999, practical problems of correct application DSC procedures were brought out. Due to the complexity of the hardware control and the variety of control panels for the equipment of different manufacturers, navigators often neglect the mandatory DSC procedures for establishing subsequent radio communication by radiotelephony or telex. In order particularly to overcome this problem, the International Telecommunication Union (ITU) has developed general requirements for HMI, which are implemented in the European DSC Equipment Standard of 2020 year. It is pointed ‘particularly’ because in this standard was considered the ways for improving DSC communication interface by dealt only with the DSC controllers themselves and had restricted possibilities for their improvements. The new approach had been worked out in National University “Odesa Maritime Academy” on the base of integration DSC communication equipment and navigation equipment which gives the real possibility for significant improvements operational properties DSC with realizing standard user interface. But this approach doesn’t yet represent in ITU standard. Right now working out such kind of standard is underway (preparing numbers of International Electronic Commission (IEC) standards). That is why in this article only existing technical standard (Recommendation ITU-R M.541) and corresponding EU standard are considered. Especially it’s concern of appearing the new possibilities in cancelling false distress alerts.

The features of radio communication DSC procedures were examined using Sailor TGS 6000 simulator (VHF DSC 6222 and MF/HF DSC 6301 transceivers). Particular attention is paid to the implementation of procedures for transmitting and receiving distress calls, as well as canceling false distress alerts when subsequent types of communication is telephony or telex.

The procedure of a multi-frequency distress alert in the MF/HF band has been analyzed under interaction with coast and ship stations that received the distress call. Attention is given to the automatic prompts and warnings for aimed to choosing correct actions and precaution improper intentions of the operator. The correct actions of the operator for cancelling false distress alerts when assigning the next type of radio communication (telephony and telex) are analyzed in detail. The examples demonstrate the advantages of the new HMI in terms of presentation the entire amount of information and templates for transmitting voice (text) cancellation messages. The importance of practical mastering of radio communication procedures with a new interface for performing correct actions in emergency situations is emphasized.

The addressed in the article issues are aimed, among other things, at helping cadets in theoretical and simulator GMDSS training, taking into account the new requirements for DSC equipment.

Keywords: GMDSS, VHF, MF/HF, interface, distress, false alert.

1. Model course 1.25 – General operators certificate for the global maritime distress and safety system. Course + Compendium. IMO. London, 2015.
2. Міжнародна Конвенція з охорони людського життя на морі 1974 року (МК СОЛАС-74). (Консолідований текст, змінений Протоколом 1988 року до ней, з поправками), – СПб.: АО “ЦНИИМФ”, 2021 г. – 1184 с.
3. Review and Modernization of the Global Maritime Distress and Safety System (GMDSS). Sub-Committee on Navigation, Communications and Search and Rescue, NCSR 1/Inf. 14, 25 April 2014.
4. IMO NCSR 6/11/1. First draft revision of resolution A.806(19). Submitted by Germany, 16 October 2018.
5. Recommendation ITU-R M.541 – Operational procedures for the use of digital selective-calling equipment in the maritime mobile service.
6. Recommendation ITU-R M.493-15 – Digital selective calling system for use in the maritime mobile service.
7. ETSI EN 300 338-2: Technical characteristics and methods of measurement for equipment for generation, transmission and reception of Digital Selective Calling (DSC) in the maritime MF, MF/HF and/or VHF mobile service; Part 2: Class A DSC, 2020.
8. Кошевий В.М., Купровський В.І., Шишкін О.В. Глобальний морський зв’язок для пошуку та рятування (GMDSS)підручник для студентів вищих навчальних закладів. – Одеса: Екологія, 2011. – 248 с.
9. Tetley, D. Calcutt. Understanding GMDSS The Global Maritime Distress and Safety System. Great Britain, 1994.
10. Пашенко О. Л. Радіостанція Sailor VHF DSC 6222. Експлуатаційні процедури радіозв’язку: навчальний посібник / О.Л. Пашенко, В.І. Купровський, О.В. Шишкін. – Одеса: НУ «ОМА», 2021. – 51 с.

Cyber security is becoming a top priority for world shipping. The paper investigates the latest cyber security reports, proving that navigation systems, port infrastructure, drilling rigs and on-board automated machinery can become extremely vulnerable to targeted cyber attacks. The analysis of today’s marine information systems vulnerabilities brings into focus that ship crews with no knowledge on how to recognize and deal with cyber attacks are the “weakest link” in the cyber chain. Given the lack of proper procedure for responding to a cyber threat or cyber incident, the paper discusses the need to develop a cyber security strategy for the training of shore and ship personnel. The examination of the latest known information on security vulnerabilities demonstrates the possibility of conducting risk identification for each ship information system with the determination of the security level and through the rating scale of 0.0 to 10.0.

The paper determines the processes of cyber resilience analysis for developing a response plan on any vessel. Considering that professionals have no opportunity to reach the ship for urgent maintenance or modernization of essential systems and software, the paper suggests basic cyber security management procedures that enable to understand whether a device regularly connected to the “Crew” local network or the ship’s network is detected, monitor the use of removable devices violating the safety rules, detect suspicious remote access to the ship’s network or operational technologies network, and detect unusual communication connections between the “endpoints” of ship systems.

The conclusions define the need to develop a cyber defence strategy, which takes into account the ship’s system vulnerabilities and is based on the comprehensive risk identification, cyber resilience analysis and development of a response plan, which will significantly reduce the risk of cyber attacks.

Keywords: safety of shipping, shipping risks, cyber-safety, cyber attacks, safety management system, information systems, information safety.

1. Maritime cyber-attacks up by 900% in three years. Available at: https://thedigitalship.com/news/maritime-satellite-communications/item/6706-maritime-cyber-attacks-up-by-900-in-three-years?utm_source=dlvr.it&utm_medium=linkedin (viewed on 2021-02-05)
2. The Guidelines on Cyber Security Onboard Ships, version 3.0, BIMCO, CLIA, ICS, INTERCARGO, INTERMANAGER, INTERTANKO, OCIMF, WSC and IUMI, 2018
3. IMO / Maritime cyber risk. Available at: www.imo.org/en/OurWork/Security/Pages/Cyber-security.aspx (viewed on 2020-12-31)
4. Shumilova K., Onishchenko O. ACTION PLANNING IN COMPREHENSIVE SHIPPING RISK IDENTIFICATION. The scientific heritage | International independent scientific journal. No 49 (2020). Р.1. – P. 40-46. ISSN 9215 – 0365.
5. NATIONAL VULNERABILITY DATABASE / Information Technology Laboratory / NIST, 2021. Available at: https://nvd.nist.gov/ (viewed on 2021-01-03)
6. Acronis опубликовала доклад о киберготовности, 2020. Режим доступу: https://www.itweek.ru/security/news-company/detail.php?ID=214578 (переглянуто 2021-02-05)
7. Schroedinger’s Pet(ya). 2017. Available at: https://securelist.com/schroedingers-petya/78870/ (viewed on 2020-11-20)
8. В большинстве компаний мира не верят в возможность успешного противостояния хакерам, 2020. Режим доступу: https://safe.cnews.ru/news/top/2020-09-22_v_bolshinstve_kompanij_mira (переглянуто 2021-01-15)
9. 10 самых впечатляющих кибератак в истории, 2020. Режим доступу: https://3dnews.ru/1009634/10-samih-vpechatlyayushchih-kiberatak-v-istorii (переглянуто 2020-12-19)
10. Уязвимости. Positive Technologies, 2021 [Електронний ресурс]. – Режим доступу: https://www.securitylab.ru/news/tags/ Positive+Technologies/ (переглянуто 2021-01-25)
11. Вильский Г.Б. Информационная безопасность судовождения: монография / Г. Б. Вильский. – Миколаїв: Видавництво ФОП Швець В. Д., 2014. – 336 с.

As stated in the article, ensuring the safety of navigation is one of the most important problems of accident-free navigation. Confined waters are characterized by navigational obstructions and heavy traffic, which create preconditions for emergencies.

One of the features of navigation in confined waters is the occurrence of situations of dangerous convergence of several targets, which requires the development of methods to ensure safe separation of ships in such situations. Therefore, the development of methods for controlling ships in situations of dangerous convergence, to which this article is devoted, is an urgent and promising scientific direction.

The article provides an analysis of the latest achievements and publications, in which the solution of this problem has been started and previously unresolved parts of the general problem are highlighted. It is shown that to prevent collisions, a method of flexible divergence strategies has been developed, which, with locally independent control of the divergence process, allows choosing the optimal divergence strategy for a ship with several dangerous targets, taking into account significant factors. The formalization of the COLREG-72 is also proposed and the interaction of ships in a situation of dangerous approach in the event of a collision threat is considered. Prevention of collision of ships by the method of displacement to a parallel track line is considered and a method of divergence of a ship with two dangerous targets by successive evasions from each of them is proposed.

The article shows the feasibility of developing an analytical system that uses the principle of external control of the discrepancy process and does not require the use of a VTS. Such a system can be implemented on the basis of ARPA and is located on each of the vessels, and from ARPA and AIS receive information about the surrounding vessels and the parameters of their movement. It is shown that the proposed analytical system should solve two sequential tasks. The first task is to form a group of dangerously approaching vessels in areas of intensive navigation, and the second is to automatically select a joint strategy for the divergence of a group of vessels by changing the movement parameters by methods of external control of the divergence process. The article discusses in detail the first task – the formation of a group of interacting ships in the event of a dangerous approach situation.

Three conditions are formulated that make it possible to include a vessel in a group of interacting vessels from the initial group, which are as follows: the vessels must approach each other, the situation of their convergence is dangerous, and the relative position of the vessels allows the use of a divergence maneuver by changing the course. Analytical expressions are obtained for each of the conditions and the procedure for the exchange of information for the formation of a group is given.

Keywords: safety of navigation, warning of collision of vessels, external process of divergence control, group of vessels.

1. Цымбал Н.Н. Гибкие стратегии расхождения судов / Н.Н.Цымбал, И.А.Бурмака, Е.Е. Тюпиков. – Одесса: КП ОГТ, 2007. – 424 с.
2. Пятаков Э.Н. Взаимодействие судов при расхождении для предупреждения столкновения / Э.Н. Пятаков, Р.Ю. Бужбецкий, И.А. Бурмака, А.Ю. Булгаков – Херсон: Гринь Д.С., 2015. – 312 с.
3. Пятаков Э.Н. Оценка эффективности парных стратегий расходящихся судов / Э.Н. Пятаков., С.И. Заичко // Судовождение: Сб. научн. трудов. / ОНМА, – Вып.15. – Одесса: «ИздатИнформ», 2008. – С. 166 – 171.
4. Вагущенко Л.Л. Расхождение с судами смещением на параллельную линию пути / Л.Л. Вагущенко. – Одесса: Фенікс, 2013. – 180 с.
5. Пятаков Э.Н. Способ расхождения судна с двумя опасными целями последовательными уклонениями/Пятаков Э.Н., Пятаков В.Э., Петриченко О.А. // Austria – science, Issue: 16, 2018. – С. 44-49.
6. Бурмака И.А. Экстренная стратегия расхождения при чрезмерном сближении судов / Бурмака И.А., Бурмака А. И., Бужбецкий Р.Ю. – LAP LAMBERT Academic Publishing, 2014. – 202 с.
7. Statheros Thomas. Autonomous ship collision avoidance navigation concepts, technologies and techniques / Statheros Thomas, Howells Gareth, McDonald-Maier Klaus. // J. Navig. 61, № 1, p. 129-142.
8. Lisowski J. The dynamic game models of safe navigation/ Lisowski J. // Advances in Marine Navigation and Safety of Sea Transportation. – 2007. – Р. 23 – 30.
9. Lisowski J. Intelligent safe ship control methods in collision avoidance/ Lisowski J. // of European Control Conference. – 2007. – Р. 1-6.
10. Imazu H. Evaluation Method of Collision Risk by Using True Motion / Imazu H.// TransNav, the International Journal on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation. 2017, Vol. 11, No. 1, p. 65-70.
11. Бурмака И.А. Управление судами в ситуации опасного сближения / И.А Бурмака., Э.Н Пятаков., А.Ю. Булгаков – LAP LAMBERT Academic Publishing, – Саарбрюккен (Германия), – 2016. – 585 с.

Розглянуто проблеми і практична методика розрахунку вібраційних прискорень в корпусах транспортних суден, що виникають при слемінгу на зустрічних курсових кутах до морського нерегулярного хвилювання. Слемінг чинить негативний вплив на режими експлуатації суден і вантажі які перевозяться в штормових умовах і це є однією з причин, за якими судноводії змушені знижувати швидкість або змінювати курс руху судна зі зростанням інтенсивності хвилювання. Струс корпусу судна і його вібрація при слемінгу надаватимуть небажані інерційні впливу на приладову, системну та конструктивну частини корпусів суден і вантажів, що перевозяться. Крім того, пружні коливання корпусу, накладаючись на цикли від хитавиці, будуть знижувати ресурс втомної міцності суднових конструкцій.

Проблема формулюється в межах моделі важкої ідеальної і нестисливої рідини. Повний гідродинамічний тиск, що діє на обшивку корпусу при зануренні носової частини судна під зустрічну хвилю визначається відомим інтегралом Коши-Лагранжа. Методика містить розрахунок гідродинамічного навантаження, що виникає при ударі носової частини судна о хвилю та розрахунок загальної пружної реакції корпусу на дію навантаження. Вона орієнтована на оцінку рівнів вібраційної складової прискорень, суднових конструкцій на інтервалах квазістаціонарних режимів нерегулярного хвилювання.

Продемонстровано що ударні навантаження від слемінгу днища в більш інтенсивні і більш короткострокові, ніж наступні за ними навантаження від бортового слемінгу. Однак останні, як правило, є більш енергоємними і тому здатні викликати більш інтенсивні пружні коливання корпусу в вертикальній площині після удару. При цьому виникають перші чотири балкові форми коливань корпусу, перша з яких є найбільш енергоємною. Доведено що при вирішенні практичних завдань метод головних координат є цілком придатним для розрахунків.

Ключові слова: морські судна, нерегулярне хвилювання, слемінг.

1. Ушкалов В.Ф., Сердюченко А.Н., Шерстюк А.К. Ускорения, возникающие при морской транспортировке ракет-носителей в условиях волнения и качки // Техническая механика. – 2006. – Вып. 2. – С. 20-31.
2. Ушкалов В.Ф., Сердюченко А.Н. Характеристика ветро-волновых режимов на маршруте транспортировки ракет-носителей из порта Украины к Экватору // Техническая механика. – 2007. – Вып. 1. – С. 20-36.
3. Knuuttila E., Matusiak J., Rantanen A. Wave-Induced Slamming Loads and Ship Response – Calculations and Measurements. // Helsinki, VTT Report. – 1985. – P. 71–121.
4. Washio Y., Takanabe H., Inone K. Study of Wave Loads by Full Scale Measurements of Large Ligth Alloy High-Speed Craft // Trans. W.- Jap. Soc. Naval Arch. – 1978. – Vol. 58. – P. 69-83.
5. Takemoto H., Hashizume Y. Full-scale measurement of wave impact loads and hull responses of ship in waves // J. Soc. Naval Arch. Japan. – 1985. – Vol. 158. – P. 256–269.
6. Lacey P., Edwards R. ARCO Tanker Slamming Study // Marine Technology. – 1993. – Vol. 30, № 3. – P. 135–147.
7. Ochi M.K., Motter L. E. Prediction of Slamming Characteristics and Hull Responses for Ship Design // SNAME. – 1973. – № 4. – 23 p.
8. Belik O., Price W.G. Comparison of slamming theories in the time simulation of ship responses in irregular waves // Int. Shipb. Progress. – 1982. – Vol. 3, № 4. – P. 173–187.
9. Yamamoto Y., Fujino M., Ohtsubo H., Fukasawa T. Disastrous Damage of a Bulk Carrier due to Slamming // J. Soc. Naval Arch. Japan.- 1983.- V. 154.- P. 516-524.
10. Yamamoto Y., Iida K., Fukasawa T., Murakami T. Structural damage analysis of a fast ship due to bow flare slamming // Int. Shipb. Progr. – 1985. – Vol. 34, № 369.
11. Proceedings of the International Ship and Offshore Structures Congress ISSC’03 / Committee II.1, Wave Loads. – USA, 2003. – P. 59–16.
12. Логвинович Г.В. Гидродинамика течений со свободными границами. – К.: Наукова думка, 1969.– 250 с.
13. Сагомонян А.Я. Проникание. – М.: Изд-во МГУ, 1974. – 298 c.
14. Otsubo H., Kohno Y. On the Maximum Pressures in the Water Impact of the Wedge Model // J. Soc. Naval Arch. Japan –1985. – Vol.157. – P. 403–408.
15. Yamamoto Y., Ohtsubo H., Kohno Y. Water Impact of Wedge Model // J. Soc. Naval Arch. Japan. – 1984. – Vol. 155. – P. 236–245.
16. Takemoto H. Water Impact Test of a Wedge with Rectangular Plates and its Analysis // J. Soc. Naval Arch. Japan. – 1984. – Vol.156. – P. 306–313.
17. Takemoto H., Watanabe I., Hashizume Y., Naoi T. On the Full Scale Measurement of Motions and Impact Loads of a High Speed Patrol Boat in Waves // Trans. W.- Jap. Soc. Naval Arch. – 1981. – № 61. – P. 167–179.
18. Watanabe I. Analytical Expression of the Hydrodynamic Impact Pressure by Matched Asymptotic Expansion Technique // Trans. W.- Jap. Soc. Naval Arch. – 1986. – № 71. – 77–85.
19. Howison S.D., Ockendon J.R., Wilson S.K. Incompressible water-entry problems at small deadrise angles // J.Fluid Mech. – 1991. – Vol. 222. – P. 215–230.
20. Korobkin A.A., Pakhnachev V.V. Initial Stage of Water Impact // Ann. Rev. Fluid Mech. – 1988. – Vol. 20. – P. 159–185.
21. Tanizawa K. Self-Similar Solution of Wedge Entry Problem by B.E.M. // J. Kansai Soc. Naval Arch. Japan. – 1985. – № 196. – 147–154.
22. Geers T.L. A Boundary-Element Method for Slamming Analysis // J. Ship Research. – 1982. – Vol. 26, № 2.– P. 117–124.
23. Takagi K., Naito S., Nakamura S. Computation of Nonlinear Hydrodynamic Forces on Two-Dimensional Body by Boundary Element Method // J. Kansai Soc. Naval Arch. Japan. – 1985. – № 197. – 31-38.
24. Kawakami M., Tanaka K., Michimoto J., Nitta S., Kanazawa M. On the Whipping Vibration due to Slamming of General Cargo Ship // Trans. W.- Jap. Soc. Naval Arch. – 1980. – № 60. – P. 45–
25. Бойцов Г.В., Кудрин М.А. Методика расчёта гидродинамических давлений от слеминга // Тр. Межд. Конф. памяти акад. Ю. Шиманского.- С.Пб., 1999. – С. 33–
26. Сердюченко А.Н. Динамика морских волн и судна в шторме с учетом нелинейных эффектов // Гидромеханика: Межвед. сборн. научн. тр. – К., 1998. – Т. 72. – C. 112–134.
27. Faltinsen O.M. On Seakeeping of Conventional and High-Speed Vessels // J. Ship Research. – 1993. – Vol. 37, № 2. – P. 87–101.
28. Dynamic Loading for Structural Analysis of Fine Form Container Ship Based on Non-Linear Large Amplitude Motions and Loads Method / Shiu Y-S., Chung J.S., Lin W.M., Zhang S., Engle A. // Trans. SNAME. – 1997. – Vol. 105. – P. 127–154.
29. Короткин А.И. Присоединенные массы судна: Справочник. – Л.: Судостроение, 1986. – 312 с.
30. Постнов В.А., Калинин В.С., Ростовцев Д.М. Вибрация корабля. – Л.: Судостроение, 1983. – 247 с.
31. Бишоп Р., Прайс У. Гидроупругость судов: Пер. с англ.– Л.: Судостроение, 1983. – 420 с.
32. Soares C.G. Transient response of ship hulls to wave impact // Int. Shipb. Progress. – 1989. – Vol. 36, № 406. – P. 137–156.

The article indicates that in order to control the position of the vessel, measurements of the navigation parameters are made, according to which its coordinates are calculated. In the case of redundant measurements, the coordinates are calculated by the least-squares method, which is effective only when the measurement errors are distributed according to the normal law. As studies of recent decades have shown, navigation measurement errors often do not obey the normal law, while the use of the least-squares method leads to a loss of coordinate accuracy. For this reason, it is necessary to analyze the possibility of calculating the coordinates of the vessel in the presence of redundant measurements by an alternative method using the orthogonal decomposition of the error distribution density.

The paper provides an analysis of the latest achievements and publications, in which the solution of this problem has been started and previously unsolved parts of the general problem are highlighted. It is shown that, as a result of the analysis of statistical data of errors of navigation measurements obtained in field observations, the distribution of errors of navigation measurements differs from the normal law. This is also evidenced by the analysis of statistical materials on the accuracy of determining the position of the vessel using a satellite radio navigation system receiver, which showed that the hypothesis on the distribution of random errors in determining latitude and longitude according to the Gaussian law is not correct.

Evaluation of the efficiency of the observed coordinates of the vessel in the presence of redundant lines of position is made and it is shown that with mixed distribution laws, the efficiency is less than one. The possibility of using mixed laws of two types and the generalized Puisson’s law for describing random errors of navigation measurements is shown.

It is shown that the dependence of the accuracy of the observed coordinates on the method of their calculation is determined by the laws of the assumed and actual distribution of the probabilities of measurement errors, and the accuracy estimate is determined using improper integrals, the expressions for which are given in the work. It is emphasized that if the assumed and actual laws of the distribution of the probabilities of measurement errors are different, then there is a loss of accuracy of the observed coordinates. An expression has been chosen to characterize the loss of precision.

At the expense of the accuracy of the observational coordinates of the vessel, it was considered that the function of the problem was determined by the law of another type. Obtained the equations for the given cases. The formula has been assigned to the accuracy of the accuracy for the normal deceit. Equations were also obtained for assessing the loss of accuracy in the form of the positioning of the observed coordinates using the additional method of orthogonal spreading of the line position. It is necessary to carry out the measurements of the accuracy for both types of data and the accuracy of the vessel coordinates, obtained by the method of victorious orthogonal distribution.

Keywords: navigation safety, methods of calculation of coordinates, loss of exactness, ortogonal decompositions.

1. Кондрашихин В.Т. Определение места судна / Кондрашихин В.Т. – М.: Транспорт, 1989. – 230с.
2. Hsu D. A. An analysis of error distribution in navigation / Hsu D. A. // The Journal of Navigation. – Vol. 32.- № 3. – P. 426 – 429.
3. Monteiro Luis. What is the accuracy of DGPS? / Sardinia Monteiro Luis, Moore Terry, Hill Chris. // J. Navig. 58, № 2, p. 207-225.
4. Алексейчук Б.М. Идентификация закона распределения погрешностей измерений / Алексейчук Б.М., Пасечнюк С.С. // Судовождение: Сб. научн. трудов. / ОНМА, Вып. 27. – Одесса: «ИздатИнформ», 2016 – С.
5. Астайкин Д.В. Оценка точности координат судна при избыточных измерениях/ Астайкин Д.В., Сикирин В.Е., Ворохобин И.И., Алексейчук Б.М. – Saarbrucken, Deutschland/Германия: LAP LAMBERT Academic Publishing, 2017. – 274 с.
6. Мудров В.М. Методы обработки измерений/ Мудров В.М., Кушко В.Л. – М.: Советское радио, 1976. -192 с.
7. Бурмака И.А. Оценка эффективности обсервованных координат судна при избыточных измерениях / Бурмака И.А., Астайкин Д.В., Алексейчук Б.М. // Вестник Государственного университета морского и речного флота им. адмирала С. О. Макарова. Санкт-Петербург. – 2016. – выпуск 1 (35). – С. 24 – 29.
8. Астайкин Д.В. Идентификация законов распределения навигационных погрешностей смешанными законами двух типов / Астайкин Д.В., Алексейчук Б.М. // Автоматизация судовых технических средств: науч. -техн. сб. – 2014. – Вып. 20. Одесса: ОНМА. – С. 3 – 9.
9. Сикирин В.Е. Описание навигационных погрешностей с помощью обобщенного распределения Пуассона/ Сикирин В.Е.// Судовождение: Сб. научн. трудов. /ОНМА, Вып. 26. – Одесса: «ИздатИнформ», 2016 – С. 152 – 156.
10. Ворохобин И.И. Разработка теории и методов оценки и повышения надежности судовождения: монография / Ворохобин И.И.- Одесса: НУ «ОМА», 2019 – 308 с.