Випуск №35

У цій статті обговорюється точність координат позиції судна, розрахованих за допомогою методу найменших квадратів, за наявності надлишкових положень лінії (LP) протягом часу, припускаючи, що помилка LP розподілена нормально. Встановлено, що для нормального розподілу помилок метод найменших квадратів є методом максимальної правдоподібності, таким чином норма коваріаційної матриці позиційної помилки мінімізована, забезпечуючи найвищу точність координат розташування судна. Наведено результати натурних спостережень, де отримано експериментальні дані, що демонструють можливість зміни навігаційних параметрів. Після коригування навігаційних параметрів була проведена серія випробувань, загальна кількість яких перевищила 100. Аналіз цих результатів показує, що відхилення в навігаційній параметризації, досягнуті за обмежений інтервал часу, відповідають нормальному закону розподілу мінливості. Коригування параметрів на більшому інтервалі підлягають змінам законів зміни, причому ступінь потужності деякого нормального закону пропорційна інтервалу значення серії навігаційного параметра. Показано, що ефективність спостереження за координатами судна, розрахованими методом найменших квадратів, за часи надлишкового ЛП, похибки яких можуть бути розраховані за різними законами, менше одиниці. Щоб оцінити ефективність спостереження за координатами, отриманими з надто великих LP і проміжків за допомогою методу найменших квадратів, було виконано комп’ютерне моделювання. Під час цього моделювання значення ефективності порівнювалися з найвищими теоретично досяжними значеннями ефективності, як зазначено в статті, і різниця між ними у випадку високотехнологічних параметрів становила менше 22,0%. Проведене моделювання показало хорошу узгодженість між оцінками ефективності, отриманими з аналітичних виразів, і оцінками, отриманими з моделювання, тим самим підтверджуючи валідність аналітичного методу для оцінки ефективності спостережуваних координат, розрахованих методом найменших квадратів.

Ключові слова: навігаційна безпека, точність визначення координат, закон зміни та розподілу, імітаційне моделювання.

1. Pavić I. Analysis of Crowdsourced Bathymetry Concept and It’s Potential Implications on Safety of Navigation/ Pavić I., Mišković J., Kasum J., Alujević D.// TransNav, International journal on marine navigation and safety of sea transportation, Vol. 14, No. 3, pp. 681-686, 2020.
2. Malić E. A Method and a Model for Risk Assessment of GNSS Utilisation with a Proof-of-Principle Demonstration for Polar GNSS Maritime Applications/ Malić E., Sikirica N., Špoljar D., Filjar R.// TransNav, International journal on marine navigation and safety of sea transportation, Vol. 17, No. 1, pp. 43-50, 2023.
3. Džunda M., Čikovský S., Melniková L.: Model of the Random Phase of Signal E6 of the Galileo Satellite Navigation System/ Džunda M., Čikovský S., Melniková L. // TransNav, International journal on marine navigation and safety of sea transportation, Vol. 17, No. 1, pp. 61-68, 2023.
4. Džunda M. Model of the Signal of the Galileo Satellite Navigation System/ Džunda M., Čikovský S., Melniková L.// TransNav, International journal on marine navigation and safety of sea transportation, Vol. 17, No. 1, pp. 51-59, 2023
5. Džunda M. Model of the Motion of a Navigation Object in a Geocentric Coordinate System / Džunda M.// TransNav, International journal on marine navigation and safety of sea transportation, Vol. 15, No. 4, pp. 791-794, 2021.
6. Monteiro Luis. What is the accuracy of DGPS? / Sardinia Monteiro Luis, Moore Terry, Hill Chris. // J. Navig. 58, № 2, p. 207-225.
7. Кондрашихин В.Т. Определение места судна / Кондрашихин В.Т. – М.: Транспорт, 1989. – 230с.
8. Hsu D. A. An analysis of error distribution in navigation / Hsu D. A. // The Journal of Navigation. – Vol. 32.- № 3. – P. 426 – 429.
9. 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.
10. 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. 10-15.
11. 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.
12. 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.
13. Ворохобин И.И. Определение места судна при избыточных измерениях применением ортогонального разложения плотности распределения погрешностей навигационных измерений / Ворохобин И.И., Астайкин Д. В. // Austria – science, Issue: 11, 2018. – С. 39 – 44.
14. Мудров В.М. Методы обработки измерений/ Мудров В.М., Кушко В.Л. – М.: Советское радио, 1976. -192 с.
15. 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.

Дослідження присвячене виробленню пропозицій, що дають змогу з більшою повнотою враховувати вимоги, що висуваються до дій для розходження із суднами в різних ситуаціях. На основі аналізу методів забезпечення безпеки розходження встановлено, що найбільш відповідним варіантом завдання меж безпеки можна вважати домени цілей. Зазначено, що під час розходження на великих дистанціях під час утворення цих доменів слід ураховувати особливості власного судна і цілі. Перше судно під час розв’язання задач розходження в цьому разі розглядається як точка. Коли необхідно розходитися на невеликій дистанції, у доменах цілей розміри власного судна не враховуються. Воно уявляється прямокутником, зі сторонами, що дорівнюють його довжині та ширині. Зазначено, що найбільш відповідним шляхом для запобігання зіткненням з навігаційними перешкодами є використання в бортових системах попередження зіткнень меж безпечних пеленгів, відстаней, смуг руху, глибин (ізобат, контурів несудохідної області). Ці межі мають зберігатися в пам’яті системи попередження зіткнень. Запропоновано показник для визначення суттєвості зміни курсу або/та швидкості. Обрано спосіб і знайдено за його допомогою тривалість розрахунку маневру, за якої отримання результатів вважатиметься в реальному часі. Обґрунтовано необхідність під час автоматичного визначення виду ситуацій розходження пункт (b) у Правилі 14 COLREGs не брати до уваги, оскільки його врахування зменшує безліч наявних варіантів зближення суден з ризиком зіткнення на протилежних курсах. Представлено уточнений перелік бінарних ситуацій, що впливають на вибір маневрів у вільних водах за нормальної видимості. Запропоновано дії для розходження суден з механічним двигуном і з різним навігаційним статусом у вільних водах за нормальної видимості, які відповідають бінарним ситуаціям і не суперечать COLREGs. Було виділено і впорядковано за пріоритетом вісім типів зон допустимих дій для вибору маневрів за наявності рухомих і нерухомих перешкод. Варіант маневру вибирається в зоні з найвищим пріоритетом.

Ключові слова: уникнення зіткнень, домен небезпеки, бінарні ситуації, відповідність COLREGs, зони допустимих дій.

1. Ahmed, Y.A.; Hannan, M.A.; Oraby, M.Y.; Maimun, A. COLREGs Compliant Fuzzy-Based Collision Avoidance System for Multiple Ship Encounters. J. Mar. Sci. Eng. 9, 2021, 790.
2. Banaś P., Breitsprecher M.: Knowledge Base in the Interpretation Process of the Collision Regulations at Sea. TransNav, the International Journal on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation, Vol. 5, No. 3, 2011. 359-364,
3. Цымбал Н.Н., Бужбецкий Р.Ю. Формализация МППСС-72 в части координации взаимодействия судов при расхождении. Судовождение. № 12. 2006. 124 129.
4. Eriksen B-OH, Bitar G, Breivik M and Lekkas A.M/ Hybrid Collision Avoidance for ASVs Compliant With COLREGs Rules 8 and 13–17. Front. Robot. AI 7:11. 2020.
5. Hannaford, E., Maes, P. & Van Hassel, E. Autonomous ships and the collision avoidance regulations: a licensed deck officer survey. WMU J Marit Affairs 21, 2022. 233–266.
6. Huang, Y., Chen, L., Chen, P., Negenborn, R. R., & van Gelder, P. H. A. J. M. Ship collision avoidance methods: State-of-the-art. Safety Science, 121, 2020. 451-473.
7. Jesús A. García Maza, Reyes Poo Argüelles. COLREGs and their application in collision avoidance algorithms: A critical analysis. Ocean Engineering 261. 112029, 2022. 1-14.
8. Lazarowska, A. Review of Collision Avoidance and Path Planning Methods for Ships Utilizing Radar Remote Sensing. Remote Sens. 13, 2021. 3265.
9. Мальцев А.С., Тюпиков Е.Е., Ворохобин И.И. Маневрирование судов при расхождении. Одесса: Морской тренажерный центр, 2013, 304 с.
10. Perera L. P., Batalden B. M. Possible COLREGs Failures under Digital Helmsman of Autonomous Ships. OCEANS – Marseille, France, 2019.1-7.
11. Pietrzykowski Z., Malujda R. Applicability of fuzzy logic to the COLREG rules interpretation. Scientific Journals. Maritime University of Szczecin. 30(102). 2012. 109–114.
12. Salous M., Hahn A., Denker C. 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. 2016. 1-10.
13. Varas J. M., Hirdaris S., Smith R., Scialla P., Caharija W., Bhuiyan Z., Mills T., Naeem W., Hu L., Renton I., Motson D., Rajabally E. MAXCMAS Project – Autonomous COLREGs Compliant Ship Navigation. 16th International Conference on Computer and IT Applications in the Maritime Industries. – Cardiff, Hamburg, Technische Universität Hamburg-Harburg, – 2017. 454-465.
14. Wróbel K., Gil M., Huang Y., Wawruch R. The Vagueness of COLREG versus Collision Avoidance Techniques. – A Discussion on the Current State and Future Challenges Concerning the Operation of Autonomous Ships. Sustainability. 14, 2022, 16516.

З безперервним прогресом сучасної науки і техніки та зростаючими вимогами до морських транспортних засобів у різних областях інтелект і автоматизація суден стали загальною тенденцією. Автономне керування безпілотним надводним судном (БПНС) загалом охоплює планування траєкторії БПНС, керування відстеженням шляху та автономне керування уникненням зіткнень.Завдяки низькій вартості, невеликим розмірам, швидкій дії, розвідувальним можливостям та іншим перевагам, БПНС відіграють дуже важливу роль у повсякденному житті, реагуванні на надзвичайні ситуації та наукових дослідженнях. БПНС, як правило, складаються з платформи і системи корисного навантаження. Але в усьому процесі навігації БПНС автономна швартовка також є важливою частиною. А досліджень щодо алгоритму автоматичного швартування БПНС менше. Досконала технологія автономної швартовки БПНС може ефективно зменшити витрати на людські, матеріальні та фінансові ресурси, одночасно зменшуючи рівень аварій розумно та безпечно. Тому дуже важливо всебічно сприяти розвитку технології автономної швартовки та керуванню БПНС.

Ключові слова: Автономне безпілотне надводне судно (БПНС), автономна швартовка.

1. Мазур В. Ю., Боровик О. В. Функціональний аналіз варіантів створення єдиної системи висвітлення надводної обстановки на морській (річковій) ділянці в контексті забезпечення прикордонної безпеки //Збірник наукових праць Національної академії Державної прикордонної служби України. Сер.: Військові та технічні науки. – 2017. – №. 4. – С. 158-175.
2. Злобіна О. Перспективні напрямки вдосконалення підготовки майбутніх морських офіцерів у вищих військових навчальних закладах в умовах військових реалій //Вісник Національного університету” Чернігівський колегіум” імені ТГ Шевченка. – 2022. – Т. 174. – №. 18. – С. 60-65.
3. Дубов О. В., Петровський О. Г., Філоненко О. В. Москітний флот Військово-Морських Сил Збройних Сил України: перспективи та реалії //Збірник наукових праць Військової академії (м. Одеса). Технічні науки. – 2017. – №. 2. – С. 117-126.
4. Който Ж. Морські автономні надводні кораблі: Нові можливості та виклики в океанічному праві та політиці // Дослідження міжнародного права. – 2021. – Т. 97. – №. 1. – С. 19.
5. Kim T., Schröder-Hinrichs J. U. Research developments and debates regarding maritime autonomous surface ship: status, challenges and perspectives //New Maritime Business: Uncertainty, Sustainability, Technology and Big Data. – 2021. – С. 175-197.
6. Zhang X. et al. Collision-avoidance navigation systems for Maritime Autonomous Surface Ships: A state of the art survey //Ocean Engineering. – 2021. – Т. 235. – С. 109-380.
7. Бай X. та ін. Огляд сучасних досліджень і досягнень у галузі безпілотних надводних транспортних засобів // Журнал морської науки і застосування. – 2022. – Т. 21. – №. – С. 47-58.
8. Вагале А. та ін. Планування шляху та уникнення зіткнень для автономних наземних транспортних засобів I: огляд // Журнал морської науки і техніки. – 2021. – С. 1-15.
9. Лю К. та ін. Дослідження людино-машинної взаємодії для навігації морських автономних надводних кораблів: Огляд та розгляд // Інженерія океану. – 2022. – Т. 246. – С. 110-555.
10. Wang L. et al. State-of-the-art research on motion control of maritime autonomous surface ships //Journal of Marine Science and Engineering. – 2019. – Т. 7. – №. – С. 438.
11. Deling W. et al. Marine autonomous surface ship-a great challenge to maritime education and training //American Journal of Water Science and Engineering. – 2020. – Т. 6. – №. – С. 10-16.
12. Kurt I., Aymelek M. Operational and economic advantages of autonomous ships and their perceived impacts on port operations //Maritime Economics & Logistics. – 2022. – Т. 24. – №. – С. 302-326.
13. Zanella T. V. The Environmental Impacts of the” Maritime Autonomous Surface Ships”(MASS) //Veredas do Direito. – 2020. – Т. 17. – С. 367.
14. Chang C. H. et al. Risk assessment of the operations of maritime autonomous surface ships //Reliability Engineering & System Safety. – 2021. – Т. 207. – С. 107-324.
15. Akdağ M., Solnør P., Johansen T. A. Collaborative collision avoidance for maritime autonomous surface ships: A review //Ocean Engineering. – 2022. – Т. 250. – С. 110

У науковому дослідженні розглядається питання вивчення особливостей і визначення властивих величин систематичних помилок, які виникають при вимірюванні навігаційних глибин багатопроменевими ехолотами (БПЕ), усунення цих помилок з результатів вимірювань, що вимагає спеціальної організації та методики виконання випробувань БПЕ. Систематичні помилки навігаційних даних можуть впливати як на величину самої глибини, так і на її планове положення, і їх вплив слід оцінювати після дослідження кутових вимірів променями ехолота та калібрування. Калібрування багатопроменевих систем, а також вплив горизонтальних і вертикальних переміщень судна, значно важливіше і складніше в порівнянні з калібруванням однопроменевих систем. Для підтвердження достовірності даних багатопроменевого ехолота необхідно виконати контрольні тести на точність системи. Ці випробування бажано проводити на борту перед вимірюванням глибини. Для цього необхідно збирати дані, обробляти та редагувати їх у режимі реального часу. Для підтвердження того, що багатопроменеве дослідження відповідає вимогам точності, необхідне періодичне виконання точного калібрування та тестування. Випробування калібрування багатопроменевих ехолотів проводяться з метою мінімізації похибок, враховуючи час затримки збору даних, хвилювання моря та зміни курсу судна.

Ключові слова: багатопроменевий ехолот, систематичні похибки, калібрування датчиків, гідрографічні зйомки, рельєф морського дна, морська навігаційна карта, промірні галси, програмне забезпечення зйомки.

1. Посібник з гідрографії Міжнародної Гідрографічної організації, т. 1, т. 2 /МГО/ Монако – 2006 р./ 246 с., 303 с.
2. Симоненко С.В., Голодов М.Ф. Гідрографія моря. ДУ «Держгідрографія»/ Київ – 2015 р., практичний посібник – 296 с.
3. Інструкція по експлуатації БПЕ Sea Bat 8101, видавництво Reson, Данія – 2005 р. – 179 с.
4. Звіт про проведення калібрування БПЕ та перевірки вимірювань з використанням ОЕ. ДУ «Держгідрографія», Київ – 2020 р., – 85 с.
5. Алексишин В.Г., Симоненко С.В. Обеспечение навигационной безопасности плавания, ОНМА – Одесса, «Транслит», 2009 – 517 с.
6. Океанографический Атлас Черного и Азовского морей. Еремеев В.Н., Симоненко С.В., Голодов Н.Ф. – Киев.:ГУ «Госгидрография», 2009. – 356 с.
7. Симоненко С.В., Гладких І.І. Электронные навигационные карты / Симоненко С.В./ – учебное пособие, Одесса, ОНМА, 2007. 60 с.
8. Симоненко С.В., Гладких І.І. Картографические проекции / Симоненко С.В./ – учебное пособие, Одесса, ОНМА, 2007. 40 с.
9. Сорокин А.И. Гидрографические исследования Мирового океана / Сорокин А.И. – Л.: Гидрометиздат, 1980. – 287 с.
10. Национальна морская политика и гидрографические службы – Монако, МГО, 2002. – 34 с.
11. Гончаров В.П. Рельеф дна и глубинное строение Черноморской впадины. 1972 – М. вид. Наука. – 165 с.
12. Ильин Ю.П. Гидрометеорологические условия морей Украины. Том 1. Азовское море, Том 2. Черное море. Севастополь, 2012. – 420 с.
13. Роберт Дж.Урик. Основы гидроакустики. – Л, Судостроение, 1978 – 445 с.
14. Изаак И.Э. Общие принципы выполнения съемки рельефа дна многолучевым эхолотом. – Киев, Вестник Госгидрографии, 2006 – 15 с.
15. Правила гидрографической службы №4. Съемка рельефа дна, Л. – 1981 – 325 с.
16. Правила гидрографической службы №5. Составление и издание морских карт. Л. – 1989 – 338 с.
17. Коломийчук Н.Д. Гидрография. Л. – 1988 – 362 с.
18. Marine Environmental Assesment of the Black Sea / Working material / Regional Technical Co-operation Project RER / 2/003 – IAEA, Vienna, Austria, 2004 – 358 p.
19. Standart of Hydrographic Survey S-44 / Special Publications / IHO, Monaco – 2008 – 49 p.
20. Building and Projection/Rules of Hydrographic Survey. – Engineering US Army Department, 2004 – 125 c.
21. F. Blumberg, G.L. Mellor A description of a three-dimensional coastal ocean circulation model N. Heaps (Ed.), Three-dimensional Coastal Ocean Models, American Geophys. Union (1987), pp. 1-16.
22. Hydrographic Softwear Hypack, Training Notes – Presentations, Sample Projects – 2014. – HYPACK, inc. USA. P.85.
23. Shachac P., Chucwuma A., Parrish C. Satellite-derived Bathymetry, – Hydro International, IHO Monaco – 2013, p.16-19.
24. Mark Pronc, Exciting Applications for Lidar, – Hydro International, IHO Monaco – 2013, p.12-15.
25. Andrejev, K. Myrberg, A. Andrejev, M. Perttilä Hydrodynamic and chemical modelling of the Baltic Sea – a three-dimensional approach Meri – Report Series of the Finnish Institute of Marine Research, 42 (2000)
26. Tuomi, K. Myrberg, A. Lehmann The performance of the parameterisations of vertical turbulence in the 3D modelling of hydrodynamics in the Baltic Sea Cont. Shelf Res., 50–51 (2012), pp. 64-79
27. Armstrong, E.M., Wagner, G., Vazquez-Cuervo, J., Chin, T.M., 2012. Comparisons of regional satellite sea surface temperature gradients derived from MODIS and AVHRR sensors. Int. J. Remote Sensing 33 (21), 6639–6651.
28. Darkes, G., Spence, M., 2008. Cartography – An Introduction. The British Cartographic Society, London.
29. Wilmott, C.J., 1982. Some comments on the evaluation of model performance. Am. Meteorol. Soc. 63, 1309–1313.
30. Xing, J.X., Davies, A.M., 1998b. A three-dimensional model of internal tides on the Malin-Hebrides shelf and shelf edge. J. Geophys. Res. Oceans 103 (C12), 27821–27847. D. Aleynik et al. / Harmful Algae 53 (2016) 102–117 117
31. Chen, C., Beardsley, R.C., Cowles, G., 2011. An Unstructured Grid Finite-Volume Coastal Ocean Model: FVCOM User Manual. University of Massachusetts, Dart-mouth, USA p. 315.
32. Davies, A.M., Hall, P., 2002. Numerical problems associated with coupling hydrodynamic models in shelf edge regions: the surge event of February 1994. Math. Model. 26 (8), 807–831.
33. Holt, J.T., James, I.D., 2001. An s coordinate density evolving model of the northwest European continental shelf 1, Model description and density structure. Geophys. Res. 106 (C7) , 14,015-014,034.
34. Taylor, K., 2001. Summarizing multiple aspects of model performance in a single diagram. Geophys. Res. 106 (D7), 7183–7192.
35. Vanhoutte-Brunier, A., Fernand, L., Me ́nesguen, A., Lyons, S., Gohin, F., Cugier, P., 2008. Modelling the Karenia mikimotoi bloom that occurred in the western English Channel during summer 2003. Model. 210 (4), 351–376.

Вирішення задач курсової стабілізації судна, динамічного позиціонування, динаміки розходження судна, побудови ефективних тренажерів і автопілотів неможливі без використання адекватних математичних моделей динаміки судна. Наявність останнього також є необхідною умовою для вивчення різних суднових маневрів, зокрема, таких як циркуляція, зигзаг Кемпфа, уповільнення, розгін тощо. Удосконалення методів управління, в тому числі тенденції до повної автономності суден, зумовлює необхідність постійного вдосконалення математичних моделі корабельного силового комплексу. Загальна математична модель динаміки судна включає математичні моделі інерційних і неінерційних сил, що діють на судно. До останніх належать, зокрема, гідродинамічні сили, що діють на корпус судна, сили, викликані роботою рулів і гвинтів судна, аеродинамічні сили, що діють на корпус судна, і сили, викликані вітрильною установкою судна. Математичні моделі для неінерційних сил мають емпіричний багаторівневий характер, включають математичні моделі різних величин і параметрів і будуються на основі обробки експериментальних даних або методів обчислювальної гідродинаміки. Тому вдосконалення та доопрацювання кожної такої моделі призводить до вдосконалення математичної моделі в цілому і є важливим науковим і актуальним практичним завданням. Важливим завданням є також приведення зазначених математичних моделей до зручного для використання вигляду. Методами регресійного аналізу отримані нові адекватні, зручні в застосуванні, математичні моделі коефіцієнту упору гребного гвинта і коефіцієнту моменту на валу гребного гвинта, показано на конкретних прикладах їх відмінна узгодженість із відомими математичними моделями. Для основних типів комерційних суден наведенні числові значення коефіцієнтів моделей, та визначені значення відносної ходи нульового упору і нульового моменту на валу гребного гвинта. Це дало можливість отримати умову штатної роботи пропульсивного комплексу судна, якій повинні задовольняти швидкість судна і частота обертання валу гребного гвинта, для різних значеннях кута дрейфу і кутової швидкості. 

Ключові слова: математичні моделі, суднові гребні гвинти, коефіцієнт упору, коефіцієнт на валу гребного гвинта.

1. А. М. Басин, И.Я. Миниович, Теория и расчет гребных винтов. ГСИСП, Л. 1963.
2. А. Д. Гофман, Движительно-рулевой комплекс и маневрирование судна. Справочник, Л.: Судостроение. 1988.
3. О. Ф. Кривий, Методи математичного моделювання в задачах судноводіння, ОНМА, Одеса. 2015.
4. А. Ф. Кривой, М. В. Миюсов, “Математическая модель плоского движения судна при наличии ветродвижителей”, Судовождение, вып. 26, С.110-119, 2016.
5. А. Ф. Кривой, М. В. Миюсов, “Математические модели гидродинамических характеристик пропульсивного комплекса судна для произвольных углов дрейфа”, Судовождение, вып. 28, С. 88-103, 2018. DOI: 10.31653/2306-5761.27.2018.88-102
6. Кривий А. Ф., Міюсов М. В., “Нові математичні моделі повздовжніх гідродинамічних сил на корпусі судна”. Судноводіння, 2020, 30. С. 88-98 DOI: 10.31653/2306-5761.30.2020.88-98
7. Кривий, М. В. Міюсов, М. О. Кривий., “Математичне моделювання роботи суднових гвинтів при різних режимах маневрування.” Судноводіння, 2021, 32. C. 71-87 DOI: 10.31653/2306-5761.32.2021.71-87.
8. Кривий О.Ф., Міюсов М.В., Кривий М.О. “Математичне моделювання роботи суднових стерн при різних режимах маневрування.” Судноводіння, 2023, 34, 93-114, DOI: 10.31653/2306-5761.34.2023.93-114
9. М. В. Миюсов, Режимы работы и автоматизация пропульсивного комплекса теплохода с ветродвижителями, Одесса: ОГМА, ОКФА, 1996.
10. Р. Я. Першиц, Управляемость и управление судном, Л.: Судостроение, 1983.
11. В. К. Турбал, В. С. Шпаков, В. М. Штумпф, Проектирование обводов и движетелей морских транспортных судов, Л: Судостроение., 1983.
12. Aoki, I., Kijima, K., Furukawa, Y., Nakiri, Y., On the prediction method for maneuverability of a full scale ship, Journal of the Japan Soc of Nav. Archic. and Ocean Eng., 2006, 3, 157-165.
13. Altosole M., U. Campora, M. Figari, M. Laviola, M. Martelli, “A Diesel Engine Modelling Approach for Ship Propulsion Real-Time Simulators”, J. Mar. Sci. Eng., v. 7, 138. 2019. https://doi.org/10.3390/jmse7050138
14. Altosole M., Donnarumma S., Spagnolo V., and Vignolo S., “Performance Simulation of Marine Cycloidal Propellers: A Both Theoretical and Heuristic Approach.” Journal of Marine Science and Engineering, 2022, v. 10, no. 4: 505. https://doi.org/10.3390 /jmse10040505
15. Erhan Aksu, Ercan Köse, “Evaluation of Mathematical Models for Tankers Maneuvering Motions”, JEMS Maritime Sci, v.5 №1, pp. 95-109, 2017. DOI: 10.5505/jems.2017.52523
16. Blanke M., Lindegaard K.-P., Fossen T. I., Dynamic Model for Thrust Generation of Marine Propellers, IFAC Proceedings Volumes, Volume 33, Issue 21, 2000, Pages 353-358, https://doi. org/10.1016/S1474-6670(17)37100-8.
17. Bertram, V. Practical Ship Hydrodynamic, 2nd ed.; Elsevier Butterworth-Heinemann: Oxford, UK, 2012; p. 284.
18. Richard Biven, “Interactive Optimization Programs for Initial Propeller Design” University of New Orleans Theses and Dissertations. 1009. 2009. https://scholarworks.uno.edu/td/1009
19. Godjevac M, van Beek T, Grimmelius HT, Tinga T, Stapersma D. “Prediction of fretting motion in a controllable pitch propeller during service”. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part M: Journal of Engineering for the Maritime Environment. 2009;223(4):541-560. doi:10.1243/14750902JEME128
20. Carlton J. Marine propellers and propulsion. UK: Elsevier Science & Technology, 2007.
21. Inoe S., Hirano M., Kijima K., “Hydrodynamic derivatives on ship maneuvering”, Int. Shipbuilding Progress, v. 28, № 321, pp. 67-80, 1981.
22. Furukawa Y., Ibaragi H., Nakiri Y. and Kijima K., “Shallow water effects on longitudinal components of hydrodynamic derivatives”, 4th MASHCON, Hamburg – Uliczka et al. (eds)- Bundesanstalt für Wasserbau, 2016. DOI: 10.18451/978-3-939230-38-0_33
23. Kang D., Nagarajan V., Hasegawa K., et al, “Mathematical model of single-propeller twin-rudder ship”. J Mar Sci Technol, v. 13, pp. 207–222, 2008, https://doi.org/10.1007/s00773-008-0027-0
24. Kijima K., “Prediction method for ship maneuvering performance in deep and shallow waters. Presented at the Workshop on Modular Maneuvering Models”, The Society of Naval Architects and Marine Engineering, v.47, pp.121 130, 1991.
25. Kryvyi O. F., Miyusov M. V., “Mathematical model of hydrodynamic characteristics on the ship’s hull for any drift angles”, Advances in Marine Navigation and Safety of Sea Transportation. Taylor & Francis Group, London, UK., pp. 111-117, 2019.
26. Kryvyi O. F., Miyusov M. V., “The Creation of Polynomial Models of Hydrodynamic Forces on the Hull of the Ship with the help of Multi-factor Regression Analysis”, 8 International Maritime Science Conference. IMSC 2019. Budva, Montenegro, pp.545-555 http://www. imsc2019. ucg.ac.me/IMSC2019_ BofP. pdf
27. Kryvyi O. F., Miyusov M. V., “Construction and Analysis of Mathematical Models of Hydrodynamic Forces and Moment on the Ship’s Hull Using Multivariate Regression Analysis,” TransNav, the International Journal on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation, Vol. 15, No. 4, doi:10.12716/1001.15.04.18, pp. 853-864, 2021.
28. Kryvyi O., Мiyusov M., Kryvyi M. “Construction and Analysis of New Mathematical Models of the Operation of Ship Propellers in Different Maneuvering Modes.” Trans Nav, the International Journal on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation, Vol.17, №1, pp. 95-102, 2023, DOI 10.12716/1001.17.01.09
29. Kryvyi O., Мiyusov M., Kryvyi M. “Analysis of Known and Construction of New Mathematical Models of Forces on a Ship’s Rudder in an Unbounded Flow.” Trans Nav, the International Journal on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation, Vol.17, №4, pp. 831-839, 2023, DOI 10.12716/1001.17.04.09
30. G. Kuiper, The Wageningen Propeller Series. MARIN Publication 92-001, 1992.
31. Lee, H.Y., Shin, S.S., 1998. The prediction of ship’s manoeuvring performance in initial design stage, Practical Design of Ships and Mobile Units, 633–639.
32. Malecki, J. “Model of Propeller for the Precision Control of Marine Vehicle.” Solid State Phenomena. Trans Tech Publications, Ltd., November 2011. https://doi.org/10.4028/www. scientific.net/ssp.180.323.
33. Martelli M, Figari M, Altosole M, Vignolo S. “Controllable pitch propeller actuating mechanism, modelling and simulation. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers“, Part M: Journal of Engineering for the Maritime Environment. 2014, 228(1):29-43. doi:10.1177/1475090212468254
34. M.W.C. Osterveld and P. Van Ossanen. “Further computer-analyzed data of the Wageningen b-screw series”, Int. Ship. Progress, v. 22, №251, 1975.
35. Report of Research committee on standardization of mathematical model for ship maneuvering predictions (P-29), 2013, Japan Society of Naval Architects and Ocean Engineers (in Japanese). http://www.jasnaoe.or.jp/research/pcommittee_end.
36. Shang H., Zhan C., Liu Z., “Numerical Simulation of Ship Maneuvers through Self-Propulsion”, Journal of Marine Science and Engineering, 9(9):1017, 2021. https://doi.org/10.3390/jmse9091017
37. Shengke Ni, Zhengjiang Liu, and Yao Cai. “Ship Manoeuvrability-Based Simulation for Ship Navigation in Collision Situations” J. Mar. Sci. Eng. 2019, 7, 90; doi:10.3390/jmse7040090
38. S. Sutulo and C. Guedes Soares. Guedes, “Mathematical Models for Simulation of Maneuvering Performance of Ships” Marine Technology and Engineering, (Taylor & Francis Group, London), p 661–698, 2011.
39. Tarbiat S., Ghassemi H, Fadavie M., “Numerical Prediction of Hydromechanical Behaviour of Controllable Pitch Propeller”, International Journal of Rotating Machinery, vol. 2014, Article ID 180725, 7 pages, 2014. https://doi.org/10.1155/2014/180725
40. Minh Tran, Jonathan Binns, Shuhong Chai, Alexander L Forrest and Hung Nguyen. “A practical approach to the dynamic modelling of an underwater vehicle propeller in all four quadrants of operation” J Engineering for the Maritime Environment 2019, Vol. 233(1) 333–344 https://doi.org/10.1177/1475090217744906
41. Yoshimura Y., Masumoto Y., “Hydrodynamic Database and Manoeuvring Prediction Method with Medium High-Speed Merchant Ships and Fishing”, International Conference on Marine Simulation and Ship Maneuverability (MARSIM 2012) pp.494-504.
42. Yasukawa H., Yoshimura Y. “Introduction of MMG standard method for ship maneuvering predictions” J Mar Sci Technol, v. 20, 37–52pp, 2015. DOI 10.1007/s00773-014-0293-y
43. Yasuo Yoshimura, Masatoshi Kondo, “Tomofumi Nakano, et al. “Equivalent Simple Mathematical Model for the Manoeuvrability of Twin-propeller Ships under the same propeller-rps”. Journal of the Japan Society of Naval Architects and Ocean Engineers, v.24, №.0, p.157. 2016, https://doi.org/10.9749/jin.133.28
44. Wei Zhang, Zao-Jian Zou, “Time domain simulations of the wave-induced motions of ships in maneuvering condition”, J Mar Sci Technol, 2016, v. 21, pp. 154–166. DOI 10.1007/s00773-015-0340-3
45. Wei Zhang, Zao-Jian Zou, De-Heng Deng, “A study on prediction of ship maneuvering in regular waves” Ocean Engineering, v. 137, pp 367-381, 2017, http://dx.doi.org /10.10 16/j. oceaneng. 2017.03.046

У даній статті розглядається предметно-мовне інтегроване навчання (CLIL) як білінгвальний навчальний підхід, у якому морська англійська мова використовується для навчання та викладання, як предмету так і мови. У морській діловій практиці англійська мова використовується, як провідна мова, так як ця сфера потребує персоналу, що володіє англійською мовою. Наш досвід викладання курсантам-судноводіям у Національному університеті «Одеська морська академія» показує, що для досягнення професійної компетентності на рівнях експлуатації та управління, використання англійської мови, як основного комунікативного інструменту, курсанти повинні мати інтелектуальний потенціал, щоб трансформувати інформацію та ідеї, вирішити проблеми, засновані на їхньому усвідомленні ситуації. Ефективне предметне навчання має застосовуватися шляхом творчого мислення, вирішення проблем і когнітивних завдань. Судноводій повинен з’ясувати причину проблеми та процеси, які допоможуть йому вижити та врятувати судно, екіпаж, вантаж і фрахт. Методика аналізу основних причин (RCA) широко використовується в усіх сферах життя і науки як ефективний метод прогнозування, аналізу та узагальнення фактів і побудови чіткої парадигми для вирішення професійних завдань. Методика аналізу основних причин виявилася потужним інструментом запобігання втратам і дозволяє членам екіпажу виявити справжню причину нещасного випадку. Підхід до вирішення проблем зосереджується на аналітичній та когнітивній здатності судноводіїв знаходити правильне професійно-обґрунтоване рішення, засноване на хорошій морській практиці на борту судна.

Ключові слова: морська англійська мова, усвідомлення ситуації, мислення, завдання вирішення проблем, анамнез справи, креативне мислення, основна причина, розслідування аварій.

1. D. Coyle, P. H. Hood, and D. Marsh, Content and Language Integrated Learning. Cambridge, England: Cambridge University Press, 2010, p. 41.
2. O. Monastyrskaya and M. Chesnokova, “Content and Language Integrated Learning (CLIL) as a teaching approach for developing managerial skills (for Masters in Navigation curriculum),” in Joint Conference: “The new wave of excellence in maritime education and training”, International Maritime English Conference, IMEC-30, Manilla, 2018.
3. B. Andersen and T. Fagerhaug, Root cause analysis: simplified tools and techniques. Milwaukee, WI: ASQ Quality Press, 2006, pp. 1-19.
4. “Root Cause Analysis (RCA),” Available: https://quality-one.com/rca.
5. M. Chesnokova, O. Monastyrskaya, and J. Monastyrskaya, “Interactive Root Cause Analysis (IRCA) as a Practical Tool for Developing Management Skills (for Masters in Navigation),” in 19th Annual General Assembly (AGA) of the International Association of Maritime Universities (IAMU), Barcelona, 2018, pp. 129-136.
6. “STCW (Standards of Training, Certification, & Watchkeeping for Seafarers) including 2010 Manila amendments.” International Maritime Organization; 3rd ed., 2011 edition (March 31, 2011).
7. C. Hetherington, “Safety in shipping: the human element,” Journal of Safety Research, vol. 37, 2006, pp. 401-411.
8. “Statistics of Marine Accident,” Available: https://www.mlit.go.jp/jtsb/statistics_mar.html.
9. “201628 Collision and explosion kills nine. Mariners Alerting and Reporting Scheme. 19-May-2016.” Available: https://www.nautinst.org/resources-page/201628-collision-and-explosion-kills-nine.html.
10. G. Wells, Dialogic Inquiry: Towards a Sociocultural Practice and Theory of Education. Cambridge, England: Cambridge University Press, 1999, p. 81.

Морські автономні надводні судна мають як численні переваги, так і критичні небезпеки, на які необхідно звернути увагу на ранній стадії. Аварійність автономних суден під час рейсового циклу має підвищений рівень навігаційного ризику та впливу кібератак через велику кількість приймачів та передавачів системи контролю параметрів маневрування та керування координатами руху по запланованій траєкторії. Для організації безаварійної навігації необхідно виконувати високоточне планування координат шляху за допомогою методу точок траєкторії (ТП), який враховує геометрію шляху та характеристики судна. Після цього необхідно визначити інженерними засобами небезпечні зони, визначити тип навігаційних ризиків і спланувати шляхи управління їх рівнем, підготувати берегових операторів і системи автоматичного керування судном до маневрування в умовах ризиків, які можуть виникнути під час його використовувати. Вирішення цієї проблеми слід починати зі складання узагальненої таблиці навігаційних ризиків та їх процентної ймовірності та методів, які допоможуть уникнути ризиків. Одним із сучасних методів визначення ризиків є інженерний метод управління навігаційними ризиками, який визначає частоту виникнення різного роду ризиків і дозволяє забезпечувати превентивні методи безпечного використання автономних суден шляхом управління їх рівнем. У цьому дослідженні запропоновано методи визначення основних навігаційних ризиків, а також системи їх планування з метою забезпечення належного контролю. Отримані результати можуть бути використані для забезпечення навігаційної безпеки автономних суден, а також для вдосконалення методів планування та управління навігаційними ризиками за їх рівнем у контексті застосування автономних суден.

Ключові слова: навігаційні ризики, інженерний метод, планування безпеки точок траєкторії, управління рівнем безпеки автономних суден. 

1. Шумілова, К. В. Систематизований підхід до класифікації навігаційних ризиків рейсового циклу морського судна. Scientific Collection «Interconf» № 121, p.337-358, 2022.
2. Мальцев, А. С. Побудова криволінійних траєкторій маневрування методом відрізків. In The 9 th International scientific and practical conference “Science, innovations and education: problems and prospects” (April 6-8, 2022) CPN Publishing Group, Tokyo, Japan. 2022. 580 p. (p. 152).
3. Шумілова, К. В., Мальцев, А. С. «Управління індивідуальними навігаційними ризиками рейсового циклу морського судна» Науково-технічний збірник «Судноводіння» – Одеса: НУ «ОМА», 2022, Випуск 33. DOI: 10.31653/2306-5761.33.2022.128-142.
4. Xinyu Z., Chengbo W., Yuanchang L., Xiang C., Decision-Making for the Autonomous Navigation of Maritime Autonomous Surface Ships Based on Scene Division and Deep Reinforcement Learning. Sensors 2019, 19(18), 4055, doi: 10.3390/s19184055
5. Zhang, Y., Shao, S., & Zheng, S. 2018. Navigation risk assessment and control for unmanned surface vehicle. Journal of Navigation, 71(3), 568-585.
6. Xue Li, Poong Oh, Yusheng Zhou, Kum Fai Yuen. 2022. Operational risk identification of maritime surface autonomous ship: A network analysis approach Transport Policy Volume 130, January 2023, P. 1-14
7. J. de Vos, R.G. Hekkenberg, O.A.V. Banda. The Impact of Autonomous Ships on Safety at Sea – A Statistical Analysis. Reliability Engineering & System Safety Volume 210, 2021.
8. Chang, C-H, Kontovas, CA, Yu, Q and Yang, Z Risk assessment of the operations of maritime autonomous surface ships. Reliability Engineering and System Safety, 207. ISSN 0951-8320,2020
9. Valdez Banda, O.A., Goerlandt, F.,. A STAMP-Based Approach For Designing Maritime Safety Management Systems. Saf. Sci. 109:109-129, 2018
10. IMO. “Generic Guidelines For Developing IMO Goal-Based Standards. MSC.1/Circ.1394.” London, 2011.
11. IMO. “Revised Guidelines for Formal Safety Assessment (FSA) for Use in the IMO Rule-Making Process. MSC-MEPC.2/Circ.12.” London, 2013.
12. Tang, W., Chen, H., Yu, F., & Liu, H. Research on a security risk assessment model for unmanned surface vessels. Journal of Navigation, 72(5), 935-949, 2019.
13. Miller, A., Rybczak, M., Rak, A. Towards the Autonomy: Control Systems for the Ship in Confined and Open Waters Sensors 2021, 21(7), 2286, 2021.
14. MUNIN. Research in maritime autonomous systems project results and technology potentials. 2016.
15. Kongsberg. Autonomous ship project, key facts about YARA Birkeland. [Online]. URL: https://www.km.kongsberg.com/ks/web/nokbg0240.nsf/AllWeb/4B8113B707A50A4FC125811D00407045?OpenDocument (accessed December 7, 2018).
16. Jalonen R., Tuominen R., Wahlstrom M. Safe shipping with autonomous and remote controlled ships. 2017.
17. EMSA (European Maritime Safety Agency). Annual Overview of Marine Casualties and Incidents; EMSA: Lisbon, Portugal, 2018.
18. Perera, L.P.; Ferrari, V.; Santos, F.P.; Hinostroza, M.A.; Soares, C.G. Experimental evaluations on ship autonomous navigation and collision avoidance by intelligent guidance. IEEE J. Ocean. Eng. 2014, 40, 374–387.
19. Chae, C.J.; Kim, M.; Kim, H.J. A Study on Identification of Development Status of MASS Technologies and Directions of Improvement. Appl. Sci. 2020, 10, 4564.
20. Ramos, M.A.; Utne, I.B.; Mosleh, A. Collision avoidance on maritime autonomous surface ships: Operators’ tasks and human failure events. Saf. Sci. 2019, 116, 33–44.

Транспортування нафтових вантажів світовим танкерним флотом відбувається в різних кліматичних зонах зі значними коливаннями температури навколишнього середовища. При підвищенні температури нафтового вантажу збільшується його об’єм, що може призвести до збільшення ризиків розливу вантажу на палубу судна. Міжнародні конвенції та кодекси, що регулюють транспортування сирої нафти та нафтопродуктів, дозволяють використовувати лише 98% вантажомісткості танкера, решта 2% називають фактором безпеки, тобто запасом обсягу для непередбаченого розширення вантажу при плаванні в різних кліматичних зонах. З іншого боку, інтенсивність вантажних робіт при перевезенні різних видів вантажів, у тому числі наливних вантажів, призводить до підвищення ролі «людського фактору» в ергатичній системі судна. Скорочення чисельності суднових екіпажів призводить до накопичення втоми, відволікання уваги суднових операторів (судноводіїв) у процесі підвищення інтенсивності виконання вантажних операцій на судні. Значна частка аварій танкерного флоту відбувається внаслідок втрати контролю над об’ємом наливних вантажів, які приймаються в кожен танк судна. Відсутність у оператора точної інформації про стан заповнення кожного танку на поточний момент часу призводить до ризику переповнення для кожного окремого танку, що, у свою чергу, може спричинити вилив наливного вантажу, наприклад, нафтопродукту на палубу судна та на водну поверхню акваторії порту. Актуальність зазначених проблем зумовлює напрямок даного дослідження. Для постійного динамічного моніторингу відповідності параметрів танкера під час вантажних операцій, враховуючи параметри, які максимально задовольняють вимогам безпеки судноплавства та враховуючи всі обмеження, такі як гранично допустимі об’єми нафтових вантажів у танках, в даному дослідженні пропонується використання математичної моделі для реалізації системи автоматичного керування завантаженням танкера.   

Ключові слова: наливний вантаж, танкер, вимірювачі рівня, коефіцієнт безпеки, контроль завантаження, математична модель.  

1. International Safety Guide for Oil Tankers and Terminals (ISGOTT). [Online]. Available: http://www.marinedocs.co.uk/wp-content/uploads/2017/09/isgott-5TH-EDITION.pdf
2. International Convention for the Safety of Live at Sea (SOLAS 784/78). [Online]. Available: http://www.marinedocs.co.uk/wp-content/uploads/2016/10/SOLASS%20Consolidated%Edit ion%202014.pdf
3. International Maritime Dangerous Goods Code (SMDG Code). [Online]. Available: http: /asp.mot.gov.il/media/com_form2 content/documenrs/c3/a830/t27MSC%20406(96).pdf
4. V. D. Savchuk, V. M. Nazarenko, “Transportation of four types of petroleum products one tanker «JO PROVEL»,” in Abstracts of the 5th International scientific and practical conference “Modern science: innovation and prospects” (February 6-8, 2022), SSPG Publlish, Stockholm, Sweden. 2022. Рp 166-171. [Online]. Available: http://sci-conf.com.ua
5. V. D. Savchuk, D. I. Krat “Transportation of chemical cargo by chemical tanker,” in Abstracts of the 9th International scientific and practical conference “European scientific discussions” (July 18-20, 2021), Poteredellaragione Editore, Rome, Italy. 2021. Рp 112-118. [Online]. Available: http://sci-conf.com.ua
6. Description of types of sensors, liquid level meters. [Online]. Available: https://schemy.ru/info/lazernyj-datchik-urovnja-zhidkosti/ [Access date: 05/10/2022].
7. Description of types of sensors, liquid level meters. [Online]. Available: https://www.testrite.com.ua/aliconic_probes.html?gclid=Cj0KCQjwyYKUBhDJARIsAMj9lkEKp3cZLAWJf41zC_UGwFDy9l1pum4ZcpXluZIU4GYR6GliirlYyuIaAlBHEALwwcB [Access date: 10.05.2022].
8. Device for a laser liquid meter. [Online]. Available: https://findpatent.ru/patent/ 212/2125246.html [Access date: 11.05.2022].
9. Laser meters for bulk cargoes. [Online]. Available: http://www.skpcorp.ru/izmerenie-i-signalizatsiya-urovnya-zhidkikh-i-sypuchikh-sred/lazernye-urovnemery [Access date: 10.05.2022].
10. Radar and radar waveguide level gauges. [Online]. Available: https://www.youtube.com/ watch?v=gmvtfeTVguI [Access date: 05/10/2022].
11. В. М. Назаренко, В. Д. Савчук, “Автоматизація контролю вантажних операцій танкера,” в Матеріалах науково-технічної конференції «Судноводіння. морські перевезення та технології» (NAVIGATION, SIPPING AND TECHNOLOGY – NST-2022), 17-18 листопада 2022 р. Одеса, НУ «ОМА», 2022, С. 154-158.
12. V. M. Nazarenko, V. D. Savchuk, “System of automated control of tanker cargo operation,” Shipping & Navigation, vol. 33, pp. 85-93, 2022, DOI: 10.31653/2306-5761.33.2022.87-95.
13. V. M. Nazarenko, V. D. Savchuck, “Technological flowchart of the tanker loading process with oil cargo,” in Abstracts of the 11th International scientific and practical conference “Progressive research in the modern world”, (July 20-22, 2023) BoScience Publesher, Boston, USA. 2023. Pp. 45-53 [Online]. Available: http: // sci-conf.com.ua
14. Пат. 152855. Україна. МПК (2023.01), В63В 25/00, B65G 67/60, (2006.01). Система інформаційного забезпечення контролю завантаження танкера наливними вантажами / Назаренко В.М., Савчук В.Д.: заявник і патентовласник Національний університет «Одеська морська академія». – № u 2022 03242; заявл. 30.08.22; опубл.19.04.23. Бюл. № 16.

Одним із головних завдань Глобальної морської системи зв’язку у разі лиха та для забезпечення безпеки (GMDSS) є радіозв’язок у разі лиха. GMDSS використовує технології, включаючи супутникові та цифрові методи вибіркового виклику (DSC) у діапазонах середніх частот (MF), високих частот (HF) та дуже високих частот (VHF), щоб організувати передачу та прийом сигналів лиха в межах короткого періоду часу. Попередження про лихо має абсолютний пріоритет над усіма іншими передачами. Попередження про лихо є невід’ємною частиною процедур лиха. Зазвичай студенти не чітко розуміють обставини, за яких це виконується. Мета роботи – пояснити порядок виконнання ретрансляції оповіщення про лихо. У статті описано дослідження проінформованості діючих моряків та студентів морських навчальних закладів з питань сигналів про лихо та їх ретрансляції. З’ясувалося, що майже половина респондентів не володіють достатніми знаннями щодо ретрансляції сигналів про лихо. Це можна пояснити відсутністю практичного досвіду та теоретичної бази. Створення чіткої координації дій та алгоритму ретрансляції сигналу у разі лиха вимагає навчання на сучасному обладнанні зі зрозумілим інтерфейсом під керівництвом досвідченого інструктора. Слід зазначити, що третина респондентів були свідками лиха в реальному житті, тоді як ретрансляцію сигналу про лихо виконувала менша кількість опитаних. Тому є необхідність розглядати ці питання під час навчання. Збільшення навантаження та дефіцит часу диктують підвищені вимоги до знань судноводіїв. Тому в статті основна увага приділяється теоретичним основам ретрансляції сигнала про лихо та практичним навичкам його передачі за допомогою обладнання нового покоління Sailor. Розроблено та представлено на практичних прикладах чіткий алгоритм дій моряків при використанні обладнання. Особливу увагу приділено інтерфейсам VHF та MF/HF радіостанцій.

Ключові слова: DROBOSE, ретрансляції сигналів про лихо, ГМЗЛБ, ПХ/КХ, УКХ, ЦВВ

1. The Radio Regulations, ITU. Edition of 2020.
2. Recommendation ITU-R M.541-10 – Operational procedures for the use of digital selective calling equipment in the maritime mobile service. Edition of 2015.
3. Recommendation ITU-R M.493-15 – Digital selective-calling system for use in the maritime mobile service. Edition of 2019.
4. Lees, Graham D. Handbook for marine radio communication, sixth edition, p. 374, 2015.
5. Australian Global Maritime Distress and Safety System (GMDSS) Handbook, 10th edition, 2013.
6. International Telecommunication Union, 2015, Model Course 1.25, General Operator’s Certificate for the Global Maritime Distress and Safety System, 2015 Course and Compendium.
7. Tetley, D. Calcutt. Understanding GMDSS The Global Maritime Distress and Safety System. Great Britain, 1994.
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. 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.
10. Шишкін, О.В., Пашенко, О.Л. Нові вимоги до апаратури радіозв’язку з використанням цифрового вибіркового виклику. Судноводіння: Зб. наук. праць./ НУ «ОМА», 2021.
11. COMSAR-Circ.25 – Procedure for Responding to DSC Distress Alerts by Ships, 2001.
12. Lubcke, T., 2016. Inter-organizational simulation as a training opportunity for maritime search and rescue (SAR) missions, 7th International Conference on Applied Human Factors and Ergonomics (AHFE), doi: 10.13140/RG.2.1.4700.9520
13. Valčić, S., Škrobonja, A., Maglić, L., & Sviličić, B. (2021). GMDSS Equipment Usage: Seafarers’ Experience. Journal of Marine Science and Engineering, 9(5), 476, doi: 10.3390/jmse9050476
14. 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.
15. Шишкін О. В. Радіозв’язок у ПХ/КХ діапазонах. Радіостанція SAILOR MF/HF 6300: навчальний посібник / О.В. Шишкін, О.Л. Пашенко. – Одеса: НУ «ОМА», 2023. – 130 с.

Поточна робота присвячена вивченню останніх досягнень у моделюванні та симуляції, зокрема їх реалізації в морській освіті та підготовці (MET), наголошує на застосуванні прогресивних технологій, таких як розширена реальність (XR) і комп’ютерне моделювання, а також на інтеграції автентичних даних і сценаріїв у навчальні програми. Крім того, в даній статті критично оцінюються проблеми та труднощі, пов’язані з впровадження зазначених технологій у MET, розглядаються потенційні наслідки для морського сектору, міститься ретельний огляд як існуючого рівня інтеграції технологій моделювання в освітніх областях, так і рівня підготовки для різноманітних морських операцій. В роботі пояснюється яким чином прогресивні технології можуть підвищити безпеку та ефективність суден у морській галузі. У зв’язку з цим, також представлено й обговорено відгуки користувачів про включення віртуальної реальності в методику навчання на основі представлених симуляторів VR і пропонується концепція симулятора управління судном з декількома станціями.

Ключові слова: MET, XR, VR, розширена реальність, моделювання, безпека на морі, професійна морська підготовка.

1. UNCTAD (2021). Review of Maritime Transport 2021 (United Nations publication. Sales No. E.21.II.D.21. New York and Geneva.
2. Renganayagalu S., Mallam S. and Nazir S., “Effectiveness of VR Head Mounted Displays in Professional Training: A Systematic Review,” Technol. Knowl. Learn. 2021, pp (1–43).
3. Rahmalan H. et al., “Development of Virtual Reality Training for Fire Safety Education,” International Journal of Advanced Trends in Computer Science and Engineering, 2020, 9(4), pp. 5906 – 5912.
4. Cassola F., Pinto M., Mendes D., Morgado L., Coelho A. and Paredes H., “Immersive Authoring of Virtual Reality Training,” in Conference Proceedings: 2021 IEEE Conference on Virtual Reality and 3D User Interfaces Abstracts and Workshops, March 2021. DOI: 10.1109/VRW52623.2021.00199
5. Afridi A., Malik A.N., Tariq H. and Rathore F.A., “The emerging role of virtual reality training in rehabilitation,” Journal of the Pakistan Medical Association 2022, 72(1). DOI: 10.47391/JPMA.22-006
6. Gawecki W., Wegrzyniak M., Mickiewicz P., Gawłowska M.B., Talar M. and Wierzbicka M., “The Impact of Virtual Reality Training on the Quality of Real Antromastoidectomy Performance,” J. Clin. Med, 2020, 9, 3197. DOI: 10.3390/jcm9103197
7. Schreuder, HWR. Hospital Healthcare Europe 2014. Edition: 2014. Chapter: Theatre & Surgery. Publisher: Cogora Limited.
8. Markopoulos E., Lauronen J., Luimula M., Lehto P., Laukkanen S., “Maritime Safety Education with VR Technology (MarSEVR),” In Proceedings of the 2019 10th IEEE International Conference on Cognitive Infocommunications (CogInfoCom), Naples, Italy, 23–25 October 2019.
9. Bi Y., Zhao Z., “Application of VR Virtual Reality in Navigation Teaching,” In J. Phys.: Conf. Ser. 2020. DOI:10.1088/1742-6596/1648/3/032156
10. Leder R., Laudan M., “Comparing a VR Ship Simulator Using an HMD With a Commercial Ship Handling Simulator in a CAVE Setup,” In 23rd International Conference on Harbour, Maritime & Multimodal Logistics Modeling & Simulation, September 2021. DOI: 10.46354/i3m.2021.hms.001
11. Aylward K., Dahlman J., Nordby K., Lundh M., “Using Operational Scenarios in a Virtual Reality Enhanced Design Process,” Educ. Sci, 2021, 11, 448. DOI: https://doi.org/10.3390/educsci11080448
12. Templin T., Popielarczyk D., Gryszko M., “Using Augmented and Virtual Reality (AR/VR) to Support Safe Navigation on Inland and Coastal Water Zones,” Remote Sens. 2022, 14, 1520. DOI: https://doi.org/10.3390/rs14061520
13. Markopoulos E., Markopoulos P., Laivuori N., Moridis C., Luimula M., “Finger tracking and hand recognition technologies in virtual reality maritime safety training applications,” In Conference: 11th IEEE International Conference on Cognitive Infocommunications, 2020. DOI: 10.1109/CogInfoCom50765.2020.9237915
14. Markopoulos E., Luimula M., “Immersive Safe Oceans Technology: Developing Virtual Onboard Training Episodes for Maritime Safety,” Future Internet, 2020, 12, 80.
15. Markopoulos E., Kirane I.S., Piper C., Vanharanta H., “Green ocean strategy: Democratizing business knowledge for sustainable growth,” Advances in Intelligent Systems and Computing, Springer Science and Business Media: Berlin, Germany, 2019, 1026, pp. 115–125.
16. Spencer R., Byrne J., Houghton P., “The Future of Ship Design: Collaboration in Virtual Reality,” Project: Design Collaboration for Megastructures, 2019, pp. 500-504.
17. Vakil S.S., “Application of Augmented Reality (AR) / Virtual Reality (VR) Technology for Remote Maintenance of Autonomous Ships,” In Proceedings IAMU AGA21, Alexandria, Egypt, 2021, pp. 239-248.
18. Won J.‐h., Kim Y.S., “A Study on Visually Induced VR Reduction Method for Virtual Reality Sickness,” Appl. Sci. 2021, 11, 6339. DOI: https://doi.org/10.3390/app11146339
19. Saredakis D., Szpak A., Birckhead B., Keage H., Rizzo A., Loetscher T., “Factors Associated with Virtual Reality Sickness in Head-Mounted Displays: A Systematic Review and Meta-Analysis,” Front. Hum. Neurosci. 2020, 14:96. DOI: 10.3389/fnhum.2020.00096
20. Chang E., Kimb T.H., Yoo B., “Virtual Reality Sickness: A Review of Causes and Measurements,” International journal of human-computer interaction 2020, 36(17), pp. 1658–1682. DOI: https://doi.org/10.1080/10447318.2020.1778351
21. EMSA, Annual overview of marine casualties and incidents. European Maritime Safety Agency, 2021.
22. International convention on standards of training, certification and watchkeeping for seafarers (STCW). IMO: London, 2016.
23. Pipchenko O.D., Kovtunenko D., “A suggestion of an application of blended learning in MET through a harmonized STCW model,” TransNav, the International Journal on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation, 2020, 14(3), pp. 545-548. DOI:10.12716/1001.14.03.04.
24. Konon N., “Prospects for modern maritime education and training practices in terms of distance learning,” Shipping & Navigation, 2022, 33(1), pp. 54–66, DOI: 10.31653/2306-5761.33.2022.54-66.
25. Abercrombie J., “Seafarer Training in the Age of Autonomy,” In: Bauk, S., Ilčev, S.D. (eds) The 1st International Conference on Maritime Education and Development. Springer, Cham., 2021. DOI: 10.1007/978-3-030-64088-0_14
26. Vasiljević D., Vasiljević J., Ribarić B., “Artificial Neural Networks in Creating Intelligent Distance Learning Systems,” In: Bauk, S., Ilčev, S.D. (eds) The 1st International Conference on Maritime Education and Development. Springer, Cham., 2021. DOI: 10.1007/978-3-030-64088-0_18
27. Learnmarine [Online]. Available: https://learnmarine.com
28. Meta Quest – Testing and Performance Analysis [Online]. Available: https://developer.oculus.com/documentation/unity/unity-perf/
29. Pipchenko O. D., “Mathematical modelling of operation of the tug equipped with azimuthal thrusters,” Shipbuilding 2017, 2, pp. 13-19. DOI 10.15589/jnn20170202
30. Pipchenko O.D., Development of theory and practice for the risk management of complex navigational tasks. D.Sc. Thesis. Odessa, 2021, pp. 161-169. [Online]. Available: https://www.onma.edu.ua/wp-content/uploads/2016/09/Dyssertatsyya-Pypchenko-pechat.pdf
31. Pipchenko O.D., Tsymbal M., Shevchenko V., “Features of an ultra-large container ship mathematical model adjustment based on the results of sea trials,” TransNav, the International Journal on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation 2020, 14(1), pp. 163-170. DOI:10.12716/1001.14.01.20
32. Singla A., Guring S., Keller D., Ramachandra Rao R. R., Fremerey S., Raake A. “Assessment of the Simulator Sickness Questionnaire for Omnidirectional Videos,” In 2021 IEEE Virtual Reality and 3D User Interfaces (VR). https://doi.org/10.1109/vr50410.2021.00041
33. Pedram S., Palmisano S., Miellet S., Farrelly M., Perez P., “Influence of age and industry experience on learning experiences and outcomes in virtual reality mines rescue training,” Frontiers in Virtual Reality, 3, 2022. https://doi.org/10.3389/frvir.2022.941225
34. Huygelier H., Schraepen B., van Ee R., VandenAbeele V., Gillebert C. R., “Acceptance of immersive head-mounted virtual reality in older adults,” Scientific Reports, 9(1), 2019. https://doi.org/10.1038/s41598-019-41200-6

В даний час в океанському плаванні одним з резервних, а часто і єдиним є астрономічний спосіб визначення місця судна. Для спільного визначення широти і довготи місця з кінця XIX століття і по теперішній час використовується усього лише один навігаційний параметр – висота світила, хоча в морехідній астрономії теоретично можуть застосовуватися ще і інші навігаційні параметри – різниця висот, сума висот, азимут, різниця азимутів і так далі. На практиці не існує прийнятної методики для визначення широти і довготи місця судна по виміряній різниці висот світил. Однак існуючий метод ліній положення для прокладання ізоліній на навігаційній карті дозволяє розробити прийнятну для практики судноводіння методику визначення широти та довготи місця судна за виміряною різницею висот світил. У цьому дослідженні автором обґрунтована практична можливість визначення координат судна астрономічним способом по різниці висот світил, отриманим на основі роздільних вимірів висот світил навігаційним секстаном. Розроблений метод визначення координат місця судна по різниці виміряних висот світил дозволяє значно підвищити точність визначення широти і довготи місця судна за рахунок зменшення впливу випадкових погрішностей методу, обумовлених географічними координатами місця судна і положенням полюса освітленості світила на поверхні Землі, а також виключення впливу систематичних погрішностей виміру висот світил.

Ключові слова: морехідна астрономія, астрономічне визначення місця судна, різниця висот.

1. Красавцев Б.И. Мореходная астрономия: учебник для вузов. М.: Транспорт, 1986.
2. Гаврюк М.И. Астронавигационные определения места судна. М.: Транспорт, 1973.
3. Бобыр В.А., Райнов А.О. Чувствительность судовой эргатической функции определение места. Судовождение: Сб. научн. трудов / НУ ОМА, Вып. 27. – Одесса: «ИздатИнформ», 2017. – С. 15-25.
4. Кондрашихин В.Т. Теория ошибок и ее применение к задачам судовождения. М.: Транспорт, 1969.
5. Vulfovich B., & Fogile V. New ideas for celestial navigation in the third millennium. The Journal of Navigation, 2010, 63(2): 373-378. https://doi.org/10.1017/S0373463309990348
6. Hsu T.-P.; Weng G.-Y.; Chen C.-L.. A modified Sumner method for obtaining the astronomical vessel position. J. Mar. Sci. Technol. 2017, 25, 319-328.
7. Chih-Li C., Tien-Pen H., and Jiang-Ren C. A novel approach to determine the astronomical vessel position. Journal of Marine Science and Technology, 2003, 11(4): 221-235.
8. Ming-Cheng T. Genetic algorithm for solving celestial navigation fix problems. Polish Maritime Research, 2012, 19(3): 53-59, doi: 10.2478/v10012-012-0031-5
9. Pierros F. Stand-alone celestial navigation positioning method. The Journal of Navigation, 2018, 71(6): 1344-1362, doi: 10.1017/S0373463318000401
10. Nguyen Thai, D. (2022). Determining the ship’s position by the celestial altitude difference based on the least square method. Journal of Marine Science and Technology, 65(65), 05–09.
11. Zhang J., Yang J., Wang S., Liu X., Wang Y., and Yu X. A self-contained interactive iteration positioning and orientation coupled navigation method based on skylight polarization. Control Engineering Practice, 2021, 111: 104810, doi: 10.1016/j.conengprac.2021.104810
12. Van-Suong N., Nam-Kyun I. M., and Quang-Dan D. Azimuth method for ship position in celestial navigation. International Journal of e-Navigation and Maritime Economy, 2017, 7: 55-62, doi: 10.1016/j.enavi.2017.06.006
13. Lusic Z. Astronomical position without observed altitude of the celestial body. The Journal of Navigation, 2018, 71(2): 454-466, doi: 10.1017/S037346331700073X
14. Nguyen V. S. A novel approach to determine the ship position with an azimuth of celestial body and factors of ship route. International Journal of Civil Engineering and Technology, 2019, 10(2): 1162-1167.
15. Ющенко А.П., Лесков М.М. Навигация. М.: Транспорт, 1965.
16. Белобров А.П. Фазовые радионавигационные системы в гидрографии и океанологии. Л.: Гидрометеоиздат, 1961.
17. Попеко Г.П., Саломатин Е.П. Навигация. Курс кораблевождения. Л.: УГС ВМФ, 1961.
18. Баранов Ю.К. Использование радиотехнических средств в судовождении. М.: Морской транспорт, 1963.
19. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике для инженеров и учащихся ВТУзов. М.: Наука, 1980.
20. Бобыр В.А. Судовые эргатические функции: монография. К.: Кафедра, 2014.

Метою дослідження є розробка методу, який дає змогу підвищити точність класифікації надзвичайних ситуацій із судном в акваторії морського порту. Для досягнення мети дослідження запропоновано вдосконалений метод автоматизованої класифікації надзвичайних ситуацій із судном в акваторії морського порту в умовах детерміністичної невизначеності. Метод складається з методів формалізації та обробки знань щодо визначення класів надзвичайної ситуації із судном. Метод формалізації знань ґрунтується на формуванні множини чинників, що впливають на класифікацію надзвичайних ситуацій із судном в акваторії морського порту, на основі нечітких бінарних відношень несуворої переваги. Метод обробки знань ґрунтується на формуванні продукційних правил класифікації надзвичайних ситуацій із судном в акваторії морського порту за прогнозованими або поточними значеннями бажаних факторів у нечіткій постановці. Визначення функцій приналежності низки нечітких змінних до лінгвістичних змінних ґрунтується на обробці експертних даних, що подані матрицею бінарних відношень значень функції приналежності елементів області визначення лінгвістичних змінних. Порівняльна оцінка класів надзвичайних ситуацій із судном в акваторії морського порту, що розпізнаються, передбачає розв’язання багатокритеріальної задачі оптимізації за допомогою методу аналізу ієрархій. Як математичну модель визначення класів надзвичайної ситуації із судном в акваторії морського порту обґрунтовано логіко-лінгвістичну продукційну ієрархічну модель. Процес визначення класів надзвичайної ситуації описано за допомогою алгебраїчної моделі, найбільш близької до лінгвістичного опису. У разі недоцільності синтезу продукцій для зменшення кількості продукційних правил запропоновано використовувати метод нечіткої ідентифікації. Запропонований метод дозволяє підвищити точність класифікації надзвичайних ситуацій із судном в акваторії морського порту в умовах детерміністичної невизначеності.

Ключові слова: класифікація, морський порт, аналіз ієрархій, нечітка ідентифікація, логіко-лінгвістична продукційна ієрархічна модель, судно, клас надзвичайних ситуацій, нечітка змінна, лінгвістична змінна

1. Zou, Y.; Zhang, Y.; Ma, Z. Emergency Situation Safety Evaluation of Marine Ship Collision Accident Based on Extension Cloud Model. J. Mar. Sci. Eng. 2021, 9, 1370. https://doi.org/10.3390/jmse9121370.
2. Uğurlu Ö. et al. Analyzing collision, grounding, and sinking accidents occurring in the Black Sea utilizing HFACS and Bayesian networks //Risk analysis. – 2020. – Т. 40. – №. 12. – С. 2610-2638.
3. Gledić I., Mikulić A., Parunov J. Improvement of the Ship Emergency Response Procedure in Case of Collision Accident Considering Crack Propagation during Salvage Period //Journal of Marine Science and Engineering. – 2021. – Т. 9. – №. 7. – С. 737.
4. Піпченко О. Д. Розвиток теорії та практики управління ризиками при вирішенні комплексних навігаційних задач. – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.22.13 – Навігація та управління рухом (271 – річковий та морський транспорт). – Національний університет “Одеська морська академія”, м. Одеса, 2021.
5. Kaptan, M.; Uğurlu, Ö.; Wang, J. The Effect of Nonconformities Encountered in the Use of Technology on the Occurrence of Collision, Contact and Grounding Accidents. Reliab. Eng. Syst. Saf. 2021, 215, 107886.
6. Yildirim, U.; Ugurlu, O.; Basar, E.; Yuksekyildiz, E. Human Factor Analysis of Container Vessel’s Grounding Accidents. Int. J. Marit. Eng. 2017, 159, 89–98.
7. Parunov, J.; Prebeg, P.; Rudan, S. Post-Accidental Structural Reliability of Double-Hull Oil Tanker with near Realistic Collision Damage Shapes. Ships Offshore Struct. 2020, 15, 1–18.
8. Luis, R.M.; Teixeira, A.P.; Guedes Soares, C. Longitudinal strength reliability of a tanker hull accidentally grounded. Struct. Saf. 2008, 31, 224–233.
9. Primorac, B.B.; Parunov, J.; Soares, C.G. Structural Reliability Analysis of Ship Hulls Accounting for Collision or Grounding Damage. J. Mar. Sci. Appl. 2020, 19, 717–733.
10. Zhou, Z.; Zhang, Y.; Wang, S. A Coordination System between Decision Making and Controlling for Autonomous Collision Avoidance of Large Intelligent Ships. J. Mar. Sci. Eng. 2021, 9, 1202.
11. Zhang, L.; Wang, H.; Meng, Q.; Xie, H. Ship Accident Consequences and Contributing Factors Analyses Using Ship Accident Investigation Reports. Proc. Inst. Mech. Eng. Part O J. Risk Reliab. 2019, 233, 35–47.