Випуск №37

У роботі розглянуто проблему підвищення точності позиціонування та енергоефективності самохідних плавучих бурових установок (СПБУ) в умовах зовнішніх збурень морського середовища. Запропоновано математичну модель системи керування рушіями СПБУ з використанням параболічного регулятора з нечутливою зоною, що дозволяє зменшити амплітуду і частоту керуючих впливів без втрати точності стабілізації. Проведене моделювання у середовищі MATLAB/Simulink підтвердило ефективність пропонованої системи керування: зменшення похибки позиціонування до 17 % і покращення швидкодії на 12 % порівняно з традиційним ПІ-регулятором системи позиціонування. Застосування запропонованого підходу забезпечує зниження витрат енергії, тому, що не відпрацьовуються над-малі зміни позиції судна, підвищується безпека морських бурових операцій та відкриваються перспективи для інтеграції у сучасні та новітні автономні системи позиціонування морських платформ і суден офшорного флоту.

Ключові слова: самохідна бурова платформа, параболічний регулятор, нечутлива зона, курсова стабілізація, динамічне позиціонування, енергоефективність, зовнішні збурення, адаптивне керування, морські технології, моделювання, бурові роботи, автономні системи, морське середовище, ПІ-регулятор.

1. Suzuki, R., Ohashi, K., & Ueno, M. (2023). Estimation of steady wave forces and moment acting on an obliquely moving ship in short waves, and its application in a manoeuvring simulation. Applied Mathematical Modelling, 125, 261-292. https://doi.org/10.1016/j.apm.2023.08.046
2. Tian, R., Zhang, X., & Liu, X. (2024). Identification modeling of ship manoeuvring motion based on ISSA-SVR. Ocean Engineering, 313, 119364. https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2024.119364
3. Zhang, M., Kim, D., Tezdogan, T., & Yuan, Z. (2024). Time-optimal control of ship manoeuvring under wave loads. Ocean Engineering, 293, 116627. https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2023.116627
4. Park, J., Lee, D., Park, G., Rhee, S. H., Seo, J., & Yoon, H. K. (2022). Uncertainty assessment of outdoor free-running model tests for maneuverability analysis of a damaged surface combatant. Ocean Engineering, 252, 111135. https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2022.111135
5. Liu, D., Gao, X., & Huo, C. (2022). Motion planning for unmanned surface vehicle based on a maneuverability mathematical model. Ocean Engineering, 265, 112507. https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2022.112507
6. Liu, J., Chua, K. H., Taskar, B., Liu, D., & Magee, A. R. (2023). Virtual PMM captive tests using OpenFOAM to estimate hydrodynamic derivatives and vessel maneuverability. Ocean Engineering, 286, 115654. https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2023.115654
7. Zhang, J., Guo, Z., Zhang, Q., Shang, Y., & Zhang, L. (2023). Turning and zigzag maneuverability investigations on a waterjet-propelled trimaran in calm and wavy water using a direct CFD approach. Ocean Engineering, 286, 115511. https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2023.115511
8. Dong, Z., Ding, Y., Liu, W., Hu, Z., Lu, S., & Liu, Y. (2025). Maneuverability parameter identification of a water-jet USV based on truncated weighted LSSVM integrated with adaptive mutation PSO algorithm. Ocean Engineering, 321, 120474. https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2025.120474
9. Kim, D., Song, S., & Tezdogan, T. (2024). Assessing the influence of sudden propulsion loss on a ship’s manoeuvrability in various wave heights utilizing CFD. Ocean Engineering, 311, 119022. https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2024.119022
10. Gu, Y., Zhou, L., Ding, S., Tan, X., Gao, J., & Zhang, M. (2022). Numerical simulation of ship maneuverability in level ice considering ice crushing failure. Ocean Engineering, 251, 111110. https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2022.111110
11. Himaya, A. N., Sano, M., Suzuki, T., Shirai, M., Hirata, N., Matsuda, A., & Yasukawa, H. (2022). Effect of the loading conditions on the maneuverability of a container ship. Ocean Engineering, 247, 109964. https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2021.109964
12. Sarigul, D. O., Celik, C., Kinaci, O. K., Sarioz, K., & Goren, O. (2025). A system-based approach to estimate manoeuvring performance of naval ships supported by captive tests in regular waves. Ocean Engineering, 321, 120378. https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2025.120378
13. Meng, Y., Zhang, X., Zhang, X., Duan, Y., & Guedes Soares, C. (2025). Nonlinear identification of surface ship manoeuvring motion model and its control application. Ocean Engineering, 321, 120432. https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2025.120432
14. Li, S., Liu, C., Chu, X., Zheng, M., Wang, Z., & Kan, J. (2022). Ship maneuverability modeling and numerical prediction using CFD with body force propeller. Ocean Engineering, 264, 112454. https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2022.112454
15. Zhou, H., Wei, Z., & Hu, W. (2025). Hydrodynamic performance and maneuverability design for a compound eVTOL configuration based unmanned aerial underwater vehicle. Ocean Engineering, 319, 120210. https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2024.120210
16. Yoshimura, Y., Terada, D., Sano, M., & Yasukawa, H. (2023). Effects of strut cover and lower vertical fin in podded propulsion units on ship maneuverability. Applied Ocean Research, 141, 103807. https://doi.org/10.1016/j.apor.2023.103807
17. Liu, Y., An, S., Wang, L., Liu, P., Deng, F., Liu, S., Wang, Z., & Fan, Z. (2024). Maneuverability prediction of ship nonlinear motion models based on parameter identification and optimization. Measurement, 236, 115033. https://doi.org/10.1016/j.measurement.2024.115033
18. Melnyk, O., Onishchenko, O., Shibaev, O., Konoplov, A., Storchak, O. (2024). The Role and Relevance of Support Fleet Deployment in Marine Operations and Offshore Technologies. In: Shukurov, A., Vovk, O., Zaporozhets, A., Zuievska, N. (eds) Geomining. Studies in Systems, Decision and Control, vol 224. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-031-70725-4_18
19. Melnyk, O., Onishchenko, O., Volianskaya, Y., Yaremenko, N., Volaynskyy, S. (2024). Increasing Maneuverability and Positioning of Self-Propelled Drilling Platforms Using Driving Modules. In: Shukurov, A., Vovk, O., Zaporozhets, A., Zuievska, N. (eds) Geomining. Studies in Systems, Decision and Control, vol. 224. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-031-70725-4_20
20. Onyshchenko, S., Kravchenko, O., Melnyk, O., Steba, A., Nykytyuk, P. (2024). Enhancing the Optimal Fleet Management and Offshore Marine Operations in Subsea Resource Technologies. In: Shukurov, A., Vovk, O., Zaporozhets, A., Zuievska, N. (eds) Geomining. Studies in Systems, Decision and Control, vol. 224. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-031-70725-4_19
21. Bogachenko, Y., Vorokhobin, І., Burmaka, І., Melnyk, O.  Onishchenko O. (2024). Dynamic positioning systems: mathematical modeling and control algorithms. Shipping & Navigation, vol. 36, pp. 20-29. https://doi.org/10.31653/2306-5761.36.2024.20-29

Для запобігання навігаційним аваріям необхідно здійснювати безперервний контроль місцезнаходження судна з високою точністю. Це забезпечується використанням надлишкових ліній положення (ЛП), випадкові похибки яких можуть підкорятися не лише нормальному закону розподілу, а й змішаним законам двох типів. Якщо координати судна обчислюються не методом максимального правдоподібності, точність результатів може бути втрачена. Це особливо актуально в прибережних та внутрішніх водах, де застосовуються кореляційні навігаційні системи, а також у зонах зі слабким покриттям супутникових систем, де використовуються альтернативні засоби контролю положення судна. Мета роботи — оцінити ефективність визначення координат судна при їх обчисленні методом максимального правдоподібності за умови, що випадкові похибки навігаційних вимірювань підпорядковуються нормальному закону, а використовується модель похибок змішаного типу першого виду. Отримано аналітичні вирази для обчислення ефективності координат та проведено чисельне інтегрування за методом Сімпсона. Враховуючи, що значення випадкової похибки, яка підкоряється змішаному закону першого типу, практично не перевищує ±6 середньоквадратичних відхилень, інтегрування виконувалося в цих межах для нормалізованої похибки. Результати підтверджують доцільність застосування методу максимального правдоподібності в умовах змішаного закону першого типу.

Ключові слова: навігаційна безпека, ефективність координат, змішані закони розподілу першого типу.

[1] D. A. Hsu, “An analysis of error distribution in navigation”, The Journal of Navigation, Vol. 32, no. 3. pp. 426 – 429, 2003.
[2] В.Т. Кондрашихін. Визначення місцезнаходження судна. М.: Транспорт, 1989.
[3] В.Є. Сікірін. “Опис навігаційних похибок за допомогою узагальненого розподілу Пуассона”, Судноводіння, Вип. 26, С. 152–156, 2016.
[4] Д.В. Астайкін, В.Є. Сікірін, І.І. Ворохобін, Б.М. Алєксєйчук. Оцінка точності координат судна за умов надлишкових вимірювань. Saarbrucken, Deutschland: LAP LAMBERT Academic Publishing, 2017.
[5] I. Vorokhobin, O. Haichenia, V. Sikirin and I. Fusar, “Application of Orthogonal Decomposition of Mixed Laws’ Density Distribution of Navigational Measurement Errors”, In the 25th International Scientific Conference Transport Means 2021 Sustainability: Research and Solutions, 06.10, 2021, pp. 477-481.
[6] I. Vorokhobin, O. Haichenia, V. Sikirin and V. Severin, “Determination of the Law of Probability Distribution of Navigation Measurements”, In the 24th International Scientific Conference Transport Means 2020 Sustainability: Research and Solutions, 30.09,2020, pp. 707-711.
[7] D. Astaykin, A. Golikov, A. Bondarenko, O. Bulgakov, “The Effectiveness of Ship’s Position Using the Laws of Distribution of Errors in Navigation Measurements”, In the 24th International Scientific Conference Transport Means 2020 Sustainability: Research and Solutions, 30.09.2020, pp. 662-666.
[8] Б.М. Алєксєйчук, “Залежність точності обсервації від суттєвих чинників та шляхи її покращання”, Судноводіння, Вип. 36, DOI: 10.31653/2306-5761.36.2024.10-19, С. 10-19, 2024.
[9] Luis Monteiro, “What is the accuracy of DGPS?”, J. Navig. vol. 58, no. 2, pp. 207-225, 2005.
[10] R. Bober, P. Grodzicki, Z. Kozlowski and A.Wolski, “The DGPS system improve safety of navigation within the port of Szczecin”, In the 12 Saint Petersburg International Conference on Integrated Navigation Systems, 23.05, 2005, pp. 192-194.
[11] І.О. Бурмака, Б.М Алєксєйчук, “Точність координат визначення місця судна, розрахованих методом найменших квадратів, у разі надмірних вимірів”, Судноводіння, Вип. 35, DOI: 10.31653/2306-5761.35.2023.10-21, С. 10-21, 2023.
[12] В.М. Мудров, В.Л. Кушко. Методи обробки вимірів. М.: Радянське радіо, 1976.
[13] В.В. Степаненко. “Ефективність оцінки параметрів ситуації небезпечного зближення суден “, Судноводіння, Вип. 2, С. 201 – 209, 2000.7, no. 4, doi:10.12716/1001.17.04.15, pp. 887-893, 2023.
[14] Kubo Masayoshi, Sakakibara Shigeki, Hasegawa Yoshimi and Nagaoka Tadao.”Research of method of calculation of probability of collision of ship with the rectangular bull of bridge at tearing down by wind and flow”, Jap. Inst. Navig. no. 104, pp. 225-233, 2001.
[15] E. Malić, N. Sikirica, D.Špoljar and R Filjar. “A Method and a Model for Risk Assessment of GNSS Utilisation with a Proof-of-Principle Demonstration for Polar GNSS Maritime Applications”, TransNav, International journal on marine navigation and safety of sea transportation, vol. 17, no. 1, doi:10.12716/1001.17.01.03, pp. 43-50, 2023.
[16] M. Džunda, S. Čikovský and L. Melniková. “Model of the Signal of the Galileo Satellite Navigation System”, TransNav, International journal on marine navigation and safety of sea transportation, vol. 17, no. 1, doi: 10.12716/1001.17.01.04, pp. 51-59, 2023.
[17] M. Džunda, S. Čikovský and L. Melniková. “Model of the Random Phase of Signal E6 of the Galileo Satellite Navigation System”, TransNav, International journal on marine navigation and safety of sea transportation, vol. 17, no. 1, doi:10.12716/1001.17.01.05, pp. 61-68, 2023.
[18] M. Džunda. “Model of the Motion of a Navigation Object in a Geocentric Coordinate System”, TransNav, International journal on marine navigation and safety of sea transportation, vol. 15, no. 4, doi:10.12716/1001.15.04.10, pp. 791-794, 2021.
[19] I. Pavić, J. Mišković, J. Kasum and D. Alujević. “Analysis of Crowdsourced Bathymetry Concept and It’s Potential Implications on Safety of Navigation”, TransNav, International journal on marine navigation and safety of sea transportation, vol. 14, no. 3, doi:10.12716/1001.14.03.21, pp. 681-686, 2020.
[20] W. Filipowicz. “Position Fixing and Uncertainty”, TransNav, the International Journal on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation, vol. 17, no. 4, doi:10.12716/1001.17.04.15, pp. 887-893, 2023.

Стаття присвячена питанням створення та розвитку систем підтримки прийняття рішень (СППР) у сфері навігації. Запропоновано класифікацію СППР за сферами практичного застосування та визначено особливості їх побудови. Розроблено класифікацію методів прийняття рішень у навігації за класами задач, що розв’язуються, і визначено особливості практичного використання кожної групи методів. Визначено структуру циклу інформаційної взаємодії між особою, яка приймає рішення, та СППР, проаналізовано окремі його фази. Показано перспективність використання моделі особи, що приймає рішення, у складі СППР для підвищення ефективності обміну інформацією та процесів прийняття рішень. Розроблено загальну структуру СППР і запропоновано використання чотирьох-етапного циклу реалізації процесу прийняття рішень з диференційованим застосуванням різних груп методів і джерел вхідних даних на кожному етапі. Визначено пріоритетні напрями використання СППР та систем штучного інтелекту в навігації, а також перспективи їх подальшого розвитку.

Ключові слова: системи підтримки прийняття рішень, методи прийняття рішень, судноводіння, безпека судноплавства, управління судном, людський фактор, модель судноводія.

[1] Бень А. П. Системи підтримки прийняття рішень в судноводінні: сучасний стан та перспективи подальшого розвитку. Науковий вісник Херсонської державної морської академії. 2024. № 1 (28). С. 152–162. https://doi.org/10.33815/2313-4763.2024.1.28.152-162
[2] Бень А.П. Методи прийняття рішень з управління рухом суден в інтелектуальних навігаційних інформаційних системах. Науковий вісник Херсонської державної морської академії. 2024. № 2 (29). С. 99-110. https://doi.org/10.33815/2313-4763.2024.2.29.099-110
[3] Мальцев А. С., Бень А. П. Системи підтримки прийняття рішень щодо управління рухом судна // Монографія. Херсон : Видавництво ХДМА, 2019. 244 с.
[4] Бень А.П., Паламарчук И.В. Принципи побудови систем підтримки прийняття рішення судноводія у рамках концепції e-Navigation. Науковий вісник Херсонської державної морської академії. 2015. № 2 (13). С. 19-24.
[5] Lazarowska A. A trajectory base method for ship’s safe path planning/ 20th International Conference on Knowledge Based and Intelligent Information and Engineering Systems, Procedia Computer Science 96 (2016), pp. 1022-1031. https://doi.org/10.1016/j.procs.2016.08.118.
[6] Lisowski J. Dynamic games methods in navigator decision support system for safety navigation. Advances in Safety and Reliability. 2005. Vol. 2. Р. 1285-1292.
[7] Timchenko V., Kondratenko Y., Kreinovich V. Decision Support System for the Safety of Ship Navigation Based on Optical Color Logic Gates // Information Technology and Implementation (IT&I-2022), pp. 42–52.
[8] Krata P., Kniat A., Vettor R., Krata H., Guedes Soares C. The Development of a Combined Method to Quickly Assess Ship Speed and Fuel Consumption at Different Powertrain Load and Sea Conditions. TransNav, the International Journal on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation. 2021. Vol. 15, № 2. Р. 437–444. https://doi.org/10.12716/1001.15.02.23.
[9] Cai Y., Wen Y.Q.: Ship Route Design for Avoiding Heavy Weather and Sea Conditions. TransNav, the International Journal on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation. 2014. Vol. 8, № 4. Р. 551-556. https://doi.org/10.12716/1001.08.04.09.
[10] Паламарчук І. В. Моделювання розходження суден в системі підтримки прийняття рішень судноводія. Науковий вісник Херсонської державної морської академії. 2020. № 1 (22).С. 45-53. https://doi.org/10.33815/2313-4763.2020.1.22.045-053.
[11] Якусевич Ю. Г., Тришин В. В., Дорофєєва З. Я. Побудова навігаційної системи судна на основі сучасних інформаційних технологій. Кібернетика та системний аналіз. №4(70). 2021. C. 83–88. https://doi.org/10.30748/zhups.2021.70.12.
[12] Aylward K., Weber R., Lundh M., MacKinnon S. N., Dahlman J. Navigators’ views of a collision avoidance decision support system for maritime navigation. The Journal of Navigation 75: 5, 2022. 1035–1048. https://doi.org/10.1017/S0373463322000510.
[13] Нікольський В. В., Нікольський М. В., Накул Ю. А. Система підтримки прийняття рішень по завантаженню великотоннажного контейнеровозу. Наукові праці ЧДУ ім. Петра Могили. Серія: “Комп’ютерні технології”. 2016. Вип. 271. Т. 283. С. 60–63.
[14] Kebedow K. G., Oppen J. Including Containers with Dangerous Goods in the Multi-Port Master Bay Planning Problem. MENDEL. 2018. vol. 24. no. 2. Р. 23-36. https://doi.org/10.13164/mendel.2018.2.023.
[15] Carlo H. J., Vis I. F. A., Roodbergen K. J. Transport operations in container terminals: Literature overview, trends, research directions and classification scheme. European Journal of Operational Research. 2014. vol. 236, no. 1. Р. 1–13. http://dx.doi.org/10.1016/j.ejor.2013.11.023.
[16] Rodriguez-Molins M., Salido M.A., Barber F. Intelligent planning for allocating containers in maritime terminals. Expert Systems with Applications. 2012. Vol. 39(1). Р. 978–989. https://doi.org/10.1016/j.eswa.2011.07.098.
[17] Yishan L., Zhiqiang G., Jie Y. et al. Prediction of ship collision risk based on CART. IET Intelligent Transport Systems. 2018. Vol. 12. Issue 10. pp. 1345-1350. https://doi.org/10.1049/iet-its.2018.5281.
[18] Dugan S. A., Skjetne R., Wróbel K., Montewka J., Gil M., Utne I. B. Integration Test Procedures for a Collision Avoidance Decision Support System Using STPA. TransNav, the International Journal on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation. 2023. Vol. 17, № 2. Р. 375–381. https://doi.org/ 10.12716/1001.17.02.14.
[19] Huang Y., Chen L., Chen P., Negenborn R. R., Van Gelder PHAJM. Ship collision avoidance methods: state-of-the-art. Safety Science, 2020,121, Р. 451–473. https://doi.org/10.1016/j.ssci.2019.09.018.
[20] Li Y., Song G., Yip T.-L., Yeo G.-T. Fuzzy Logic-Based Decision-Making Method for Ultra-Large Ship Berthing Using Pilotage Data J. Mar. Sci. Eng. 2024, 12, 717. https://doi.org/10.3390/jmse12050717.
[21] Pietrzykowski Z., Wołejsza P., Borkowski P. Decision support in collision situations at sea. J. Navig. 2017. Vol. 70. P. 447–464. https://doi.org/10.1017/S0373463316000746.
[22] Koyama T. and Yan J. An expert system approach to collision avoidance, 8th Ship Control System Symposium, Hague, 1987.
[23] Smeaton G. , Coenen F. Developing an intelligent marine navigation system. Computing & Control Engineering Journal. 1990. Vol. 1. Issue 2. P. 95-103. https://doi.org/10.1049/cce:19900024.
[24] Вагущенко Л. Л. Суднові навігаційно-інформаційні системи. Одеса: НУ “ОМА”, 2016. 238 c.
[25] Вагущенко Л.Л., Вагущенко А.Л. Підтримка рішень щодо розходження з судами: Фенікс, 2010. – 229 с.
[26] Лелеко Н.В. Шляхи підвищення якості взаємодії оператора із системою динамічного позиціонування. Науковий вісник Херсонської державної морської академії. 2018. № 1 (18). С. 27–33.
[27] Nosov P.S., Ben A.P., Safonova A.F., Palamarchuk I.V. Approaches going to determination periods of the human factor of navigators during supernumerary situations. Науковий журнал «Радіоелектроніка, інформатика, управління». 2019. № 2 (49). https://doi.org/10.15588/1607-3274-2019-2-15.
[28] MacKinnon S. N., Weber R., Olindersson F. and Lundh M. Artificial Intelligence in Maritime Navigation: A Human Factors Perspective/In book: Advances in Human Aspects of Transportation, N. Stanton (Ed.): AHFE 2020, AISC 1212, pp. 429–435. https://doi.org/ 10.1007/978-3-030-50943-9_54.
[29] Zhang M. Big data analytics methods for collision and grounding risk analysis in real conditions: framework, evaluation, and applications. Aalto University; Doctoral thesis, 2023, 202 р.р.
[30] IMO. Guidelines for formal safety assessment (FSA) for use in the imo rule-making process. London, UK: International Maritime Organization – MSC/Circ.1023- MEPC/Circ.392, 2002.
[31] ISO. ISO 31000:2018. Risk management – guidelines. International Organization for Standardization, 2018.
[32] IMO. Convention on the international regulations for preventing collisions at Sea, 1972 (COLREGs).
[33] IMO. Maritime safety committee POLARIS – proposed system for determining operational limitations in ice. In: Submitted by the International Association of Classification Societies, MSC 94/3/7,9th Session, Agenda 3, September 12; 2014. 2014.
[34] IMO. Outcome of the regulatory scoping exercise for the use of maritime autonomous surface ships (MASS) – MSC.1-Circ.1638, London, UK. 2021.
[35] Du L, Goerlandt F, Kujala P. Review and analysis of methods for assessing maritime waterway risk based on non-accident critical events detected from AIS data. Reliability Engineering and System Safety, 200, 2020, 106933. https://doi.org/10.1016/j.ress.2020.106933.
[36] Tunçel A. L., Yüksekyıldız E., Akyuz E., & Arslan O. Probability-based extensive quantitative risk analysis: collision and grounding case studies for bulk carrier and general cargo ships. Australian Journal of Maritime & Ocean Affairs, 2021. 15(1), 89–105. https://doi.org/10.1080/18366503.2021.1994191.
[37] Başhan, V., Demirel, H. & Gul, M. An FMEA-based TOPSIS approach under single valued neutrosophic sets for maritime risk evaluation: the case of ship navigation safety. Soft Computing, 24, 2020, 18749–18764. https://doi.org/10.1007/s00500-020-05108-y.
[38] Bünyamin Kamal, Erkan Çakır, Data-driven Bayes approach on marine accidents occurring in Istanbul strait, Applied Ocean Research, 2022, Volume 123, 103180. https://doi.org/10.1016/j.apor.2022.103180.
[39] Axel Hörteborn, Jonas W. Ringsberg, A method for risk analysis of ship collisions with stationary infrastructure using AIS data and a ship manoeuvring simulator, Ocean Engineering, 2021, Volume 235, 109396. https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2021.109396.
[40] Leveson N. G. Engineering a safer world: systems thinking applied to safety. The MIT Press, 2016. p. 560.
[41] Kujala P., Hänninen M., Arola T., Ylitalo J. Analysis of the marine traffic safety in the Gulf of Finland, Reliability Engineering & System Safety, Vol. 94, Issue 8, 2009, pp. 1349–1357. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ress.2009.02.028.
[42] Wu B., Yip T. L., Yan X., Soares C. G. Review of techniques and challenges of human and organizational factors analysis in maritime transportation. Reliability Engineering and System Safety, 2022, 219:108249. https://doi.org/10.1016/j.ress.2021.108249.
[43] Sang Jin Kim, Mihkel Kõrgersaar, Nima Ahmadi, Ghalib Taimuri, Pentti Kujala, Spyros Hirdaris, The influence of fluid structure interaction modelling on the dynamic response of ships subject to collision and grounding, Marine Structures, Vol. 75, 2021, 102875. https://doi.org/10.1016/j.marstruc.2020.102875.
[44] Abudu R., Bridgelall R. Autonomous Ships: A Thematic Review. World 2024, 5, Р. 276–292. https://doi.org/10.3390/world5020015.
[45] Yan X., Li C., Liu J., You X., Wang S., Ma F. Architecture and key technologies for new generation of waterborne transportation system. Journal of Transportation Systems Engineering and Information Technology, 2021, 21(5):22. https://doi.org/10.16097/j.cnki.1009-6744.2021.05.003.

Ультракороткохвильовий (УКХ) радіозв’язок залишається ключовим елементом забезпечення безпеки судноплавства та ефективності навігації. Зі стрімким розвитком інформаційно-комунікаційних технологій і впровадженням стратегії електронної навігації (e-navigation), затвердженої ІМО, системи радіозв’язку поступово переходять до цифрового формату. Зокрема, модернізація Глобальної морської системи зв’язку під час лиха та для забезпечення безпеки (GMDSS) передбачає впровадження цифрових каналів у діапазоні УКХ. Одним з ключових інноваційних рішень є система обміну даними в УКХ-діапазоні (VDES), що забезпечує високу швидкість передавання інформації та широкий діапазон покриття, включно з супутниковим. У статті розглянуто етапи розвитку морського УКХ-зв’язку — від радіотелефонії до сучасних цифрових систем, таких як AIS, ASM і VDES. Особливу увагу приділено принципам обміну даними через наземні та супутникові канали, розгортанню нових сервісів безпеки на морі, підвищенню ефективності судноплавства, питанням кібербезпеки, нормативно-технічному супроводу та економічно доцільній модернізації AIS до рівня VDES. Результати дослідження стануть корисними для наукових і прикладних розробок, підготовки курсантів морських спеціальностей та підвищення кваліфікації фахівців галузі.

Ключові слова: УКХ система обміну даними, автоматична ідентифікаційна система, повідомлення спеціального призначення, е-навігація, глобальний морський зв’язок лиха та безпеки, цифровий вибірковий виклик.

[1] Dimakopoulou A., Rantos K. Comprehensive Analysis of Maritime Cybersecurity Landscape Based on the NIST CSF v2.0 // Journal of Marine Science and Engineering. – 2024. – Vol. 12. – Article 919. – DOI: 10.3390/jmse12060919
[2] G1139 – The Technical Specification of VDES. Guideline / IALA. – Ed. 3. – 2019. – URL: https://www.e-navigation.nl/sites/default/files/1139-ed.3-the-technical-specification-of-vdes_june-2019.pdf
[3] G1181 – VDES VHF Data Link (VDL) Integrity Monitoring. IALA Guideline. – Ed. 1.0. – 2023. – URL: https://www.iala.int/product/g1181-vdes-vdl-integrity-monitoring
[4] Golaya A. P., Yogeswaran N. Maritime communication: From flags to the VHF Data Exchange System (VDES) // Maritime Affairs. – 2020. – DOI: 10.1080/09733159.2020.1845456
[5] Goudossis A., Katsikas S. K. Towards a secure automatic identification system (AIS) // Journal of Marine Science and Technology. – 2018. – Vol. 24, № 6. – P. 410–423. – DOI: 10.1007/s00773-018-0561-3
[6] IMO. Resolution MSC.496(105). Amendments to the SOLAS Convention. – 2022.
[7] International Maritime Organization. Guidance on the Use of AIS Application Specific Messages: SN.1/Circ.289. – 2010.
[8] International Telecommunication Union. Radio Regulations. – Vol. 1. – 2024.
[9] Karahalios H. Appraisal of a Ship’s Cybersecurity efficiency: the case of piracy // Journal of Transportation Security. – 2020. – Vol. 13. – P. 179–201. – DOI:10.1007/s12198-020- 00223-1
[10] Kessler G. C. Protected AIS: A Demonstration of Capability Scheme to Provide Authentication and Message Integrity // TransNav. – 2020. – Vol. 14, № 2. – P. 279–285.
[11] Korcz K. Some Aspects of the Modernization Plan for the GMDSS // TransNav. – 2017. – Vol. 11, № 1.
[12] Koshevyy V., Shyshkin O. Standardization of Interface for VHF, MF/HF Communication Using DSC within Its Integration with INS in the Framework of e-Navigation Concept // TransNav. – 2019. – Vol. 13, № 3. – P. 593–596.
[13] Lázaro F., Raulefs R., Wang W. et al. VHF Data Exchange System (VDES): an enabling technology for maritime communications // CEAS Space Journal. – 2019. – Vol. 11. – P. 55–63. – DOI: 10.1007/s12567-018-0214-8
[14] Li M., Zhou J., Chattopadhyay S., Goh M. Maritime Cybersecurity: A Comprehensive Review // IEEE Trans. on Intelligent Transportation Systems. – 2024. – URL: https://arxiv.org/abs/2409.11417
[15] Meland P. H. et al. A Retrospective Analysis of Maritime Cyber Security Incidents // TransNav. – 2021. – Vol. 15, № 3. – P. 519–530.
[16] Molina N., Cabrera F., Tichavska M. An Overview About the Physical Layer of the VHF Data Exchange System (VDES) // EUROCAST 2019 Conference Proceedings. – 2019. – P. 67–74.
[17] Moltsen L. Overseas satellite VDES development plans and international alliances. – 2024. – URL: https://vdes.jp/site/wp-content/uploads/2024/05/Sternula-Lars-Moltsen.pdf] Deng, W., Ma, X., & Qiao, W. (2024). A novel methodology to quantify the impact of safety barriers on maritime operational risk based on a probabilistic network. Reliability Engineering & System Safety, 243, 109884. https://doi.org/10.1016/j.ress.2023.109884
[18] Moltsen L., Pielmeier S. AIS 2.0 – A New Maritime Telecommunications Network // Autonomous Ships Conference. – 2022. – 31 March–1 April. – London. – URL: https://www.sternula.com/wp-content/uploads/2022/09/2022-04-01-AIS-will-be-an-IoT-network-1.pdf
[19] Recommendation ITU-R M.1371. Technical characteristics for an automatic identification system using TDMA. – 2014.
[20] Recommendation ITU-R M.2092-0. VHF Data Exchange System. – 2015.
[21] Recommendation ITU-R M.2092-1. VHF Data Exchange System. – 2022.
[22] Recommendation ITU-R M.493-15. Digital selective-calling system. – 2019.
[23] Report ITU-R M.2231-1. Use of Appendix 18 to the Radio Regulations. – 2014.
[24] Report ITU-R M.2435-0. Technical studies on the satellite component of the VHF data exchange system. – 2018. – URL: https://www.e-navigation.nl/sites/default/files/r-rep-m.2435-2018-pdf-e.pdf
[25] Shyshkin O. Cybersecurity Providing for Maritime Automatic Identification System // IEEE ELNANO 2022 Conference Proceedings. – Kyiv, 2022. – P. 736–740.
[26] Walter M. et al. Visualisation of cyber vulnerabilities in maritime human-autonomy teaming technology // WMU Journal of Maritime Affairs. – 2025. – Vol. 24. – P. 5–31. – DOI: 10.1007/s13437-025-00362-z
[27] Westbrook Tegg. Lethal empowerment and electronic crime: A focus on radio-frequency interference capabilities // Security and Defence Quarterly. – 2025. – DOI: 10.35467/sdq/196515
[28] Wimpenny G., Lázaro F., Šafář J., Raulefs R. A pragmatic approach to VDES authentication // NAVIGATION. – 2025. – Vol. 72, № 1. – DOI: 10.33012/navi.681
[29] Wu Z. et al. Application Prospects and Challenges of VHF Data Exchange System (VDES) in Smart Fisheries // J. Mar. Sci. Eng. – 2025. – Vol. 13. – Article 250. – DOI: 10.3390/jmse13020250

Особливістю роботи допоміжних вітрорушіїв є їх сумісна робота із головною силовою установкою, яка забезпечує передачу ефективної потужності на гребні гвинти. Збільшення при цьому швидкості судна спричиняє зміну швидкості і напрямку відчутного вітру, і, як наслідок, аеродинамічних сил на вітрорушіях. Отже, виникає нагальна потреба провести дослідження залежності тяги і потужності вітрорушіїв різних типів від швидкості судна при різних вітрових умовах, абстрагуючись при цьому від конкретного типу судна. В даній роботі, на основі запропонованого підходу, проведено математичне моделювання аеродинамічних показників вітрорушіїв від швидкості судна і напрямку істинного вітру. Показана суттєва залежність енерговіддачі вітрорушіїв від значення швидкості судна. Отримані залежності тяги і потужності вітрорушіїв від відносної швидкості судна при різних значеннях аеродинамічної якості вітрорушіїв. Отримані також залежності відносної швидкості судна, при якій досягається максимум потужності вітрорушія, від його аеродинамічної якості і напрямку істинного вітру. Показано, як залежать тяга і потужність вітрорушія від відносної швидкості судна на курсі фордевінд. Знайдені співвідношення напрямку істинного вітру, аеродинамічної якості вітрорушіїв і швидкості судна, при яких потужність вітрорушіїв буде досягати максимального значення.

Ключові слова: пропульсивний комплекс судна, швидкість судна, швидкість і напрям вітру, вітрорушій, аеродинамічні характеристики, тяга і потужність вітрорушія.

[1] М. В. Міюсов, Режими роботи та автоматизація пропульсивного комплексу теплохода з
вітродвигуном. Одеса: ОДМА, ОКФА, 1996 г.
[2] О. Ф. Кривий, Методи математичного моделювання в задачах судноводіння, ОНМА,
Одеса. 2015.
[3] М. В. Міюсов, О. Ф. Кривий, “Методи оптимізації режимів роботи суднового
пропульсивного комплексу”, Суднові енергетичні установки, no. 8, pp. 39–48, 2003.
[4] О. Ф. Кривий, М. В. Міюсов, “Математическая модель плоского движения судна при
наличии ветродвижителей”, Судноводіння, № 26, С.110-119, 2016.
[5] T. Fujiwara, G. Hearn, F. Kitamura, et al. “Sail–sail and sail–hull interaction effects of hybrid-sail assisted bulk carrier”. J Mar Sci Technol, vol. 10, pp. 82–95, 2005. https://doi.org/10.1007/s00773-005-0191-4.
[6] I. M. Viola, M. Sacher, J. Xu, F. Wang. “A numerical method for the design of ships with wind-assisted propulsion”, Ocean Engineering, vol. 105: pp. 33-42, 2015. https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2015.06.009.
[7] P. Kindberg Wind-powered auxiliary propulsion in cargo ships. Helsinki Metropolia University of Applied Sciences. Bachelor of Engineering Environmental engineering. 2015. https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2015090914465
[8] Qiao Li, at all. “A study on the performance of cascade hard sails and sail-equipped vessels”, Ocean Engineering, vol. 98, pp. 23-31, 2015. https://doi.org/10.1016/ j.oceaneng.2015.02.005.
[9] M. Bentin, at all. “A New Routing Optimization Tool-influence of Wind and Waves on Fuel Consumption of Ships with and without Wind Assisted Ship Propulsion Systems”, Transportation Research Procedia, vol. 14, pp. 153-162, 2016. https://doi.org /10.1016/j.trpro.2016.05.051
[10] I.S. Seddiek, N.R. Ammar, “Harnessing wind energy on merchant ships: case study Flettner rotors onboard bulk carriers”, Environ Sci Pollut Res, vol.28, pp. 32695–32707, 2021. https://doi.org/10.1007/s11356-021-12791-3
[11] G. Atkinson, H. Nguyen, J. Binns & D. Pham, “Considerations regarding the use of rigid sails on modern powered ships”. Cogent Engineering, vol. 5, no.1, 2018. https://doi.org/ 10.1080/23311916.2018.1543564
[12] G. Atkinson, & J. Binns, “Power profile for segment rigid sail”, Journal of Marine Engineering & Technology, vol. 17, no. 2, pp. 99–105, 2018. https://doi.org/10.1080/20464177.2017.1319997
[13] G. Atkinson, “Analysis of lift, drag and CX polar graph for a 3D segment rigid sail using CFD analysis”, Journal of Marine Engineering & Technology, vol. 18, no.1, pp.36–45, 2019. https://doi.org/10.1080/20464177.2018.1494953
[14] O. F Kryvyi, M. V. Miyusov (2019). Mathematical model of hydrodynamic characteristics on the ship’s hull for any drift angles. Advances in Marine Navigation and Safety of Sea Transportation. CRC Press: 111-117. https://doi. org/10.1201/9780429341939
[15] R. Lu, & J. W. Ringsberg, “Ship energy performance study of three wind-assisted ship propulsion technologies including a parametric study of the Flettner rotor technology”, Ships and Offshore Structures, vol. 15, no. 3, pp. 249–258. 2020. https://doi.org/10.1080/17445302.2019.1612544
[16] N. I. B. Ariffin and M. A. Hannan, “Wingsail technology as a sustainable alternative to fossil fuel,” IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 788 012062. 2020. Doi: 10.1088/1757-899X/788/1/012062
[17] J. Cairns, at all. “Numerical optimisation of a ship wind-assisted propulsion system using blowing and suction over a range of wind conditions,” Ocean Engineering, vol. 240, 2021, https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2021.109903.
[18] O. Kryvyi, M. V. Miyusov, “Construction and Analysis of Mathematical Models of Hydrodynamic Forces and Moment on the Ship’s Hull Using Multivariate Regression Analysis,” Trans Nav, the International Journal on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation, vol. 15, no. 4, pp. 853-864, 2021. doi:10.12716/1001.15.04.18
[19] K. Wang, et al. “Joint energy consumption optimization method for wing-diesel engine-powered hybrid ships towards a more energy-efficient shipping”, Energy, Elsevier, vol. 245(C). 2022. DOI: 10.1016/j.energy.2022.123155.
[20] Y. Wang, et al. “Analysis on the Development of Wind-assisted Ship Propulsion Technology and Contribution to Emission Reduction”, IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci, 2022, 966 012012. DOI 10.1088/1755-1315/966/1/012012
[21] N. R. Ammar & I. S. Seddiek, ‘Wind assisted propulsion system onboard ships: case study Flettner rotors”, Ships and Offshore Structures, vol. 17, no. 7, 1616–1627. 2022. https://doi.org/10.1080/17445302.2021.1937797
[22] De. C. Beukelaer, “Tack to the future: is wind propulsion an ecomodernist or degrowth way to decarbonise maritime cargo transport”, Climate Policy, vol. 22, no. 3, pp. 310–319, 2022. https://doi.org/10.1080/14693062.2021.1989362
[23] J. V. Kramer, S. Steen, “Sail-induced resistance on a wind-powered cargo ship”, Ocean Engineering, vol. 261, 111688, 2022. https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2022.111688.
[24] O. Kryvyi, M. V. Miyusov, M. Kryvyi, “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, no. 1, pp. 853-864, 2023. doi:10.12716/1001.17.01.09
[25] O. Kryvyi, M. V. Miyusov, M. Kryvyi, “Analysis of Known and Construction of New Mathematical Models of Forces on a Ship’s Rudder in an Unbounded Flow Analysis,” Trans Nav, the International Journal on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation, vol. 17, no. 4, pp. 831-839, 2023. DOI:10.12716/1001.17.04.09
[26] M. Reche-Vilanova, H. Hansen, &, H. B. Bingham. “Performance Prediction Program for Wind-Assisted Cargo Ships,” J Sailing Technol, vol. 6, pp. 91–117, 2021. doi: https://doi.org/10.5957/jst/2021.6.1.91
[27] Thies, F., & Ringsberg, J. W. Wind-assisted, electric, and pure wind propulsion – the path towards zero-emission RoRo ships. Ships and Offshore Structures, 18(8), 2023. 1229–1236. https://doi.org/10.1080/17445302.2022.2111923
[28] M. Ghorbani, P. Slaets, J. Lacey, “A numerical simulation tool for a wind-assisted vessel verified with logged data at sea”, Ocean Engineering, vol. 290, 116319, 2023, https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2023.116319
[29] Cong Wang, at all. A novel cooperative optimization method of course and speed for wing-diesel hybrid ship based on improved A* algorithm, Ocean Engineering, 302, 2024, 117669, https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2024.117669.
[30] М. В. Міюсов, О. Ф. Кривий, “Оптимальне управління комбінованим пропульсивним комплексом судна з вітрорушіями”, Судноводіння, вип. 36, с. 116 – 130, 2024. DOI: 10.31653/2306-5761.36.2024.116-130

У статті розглядаються виклики, пов’язані з навігацією суден у звужених водах, де наявність мілин, мілководдя та інтенсивний рух значно підвищують ризик навігаційних небезпек. Помилки у вимірюваннях та маневруванні додатково створюють загрозу зіткнень і посадки на мілину. У таких умовах навігатор формує ментальну модель, що поєднує інформацію про положення судна, запланований маршрут, небезпеки, рухомі об’єкти та навігаційні засоби. Цей обсяг даних часто перевищує когнітивні можливості людини, що може призводити до помилок у прийнятті рішень і, як наслідок, до аварій. Щоб запобігти цьому, необхідно розробити методи комплексного врахування навігаційних ризиків і представлення їх у зручному для сприйняття вигляді, який сприятиме безпечному прийняттю рішень. Однією з основних вимог є візуальне відображення точності навігації в межах зони руху судна. Це дозволяє вчасно коригувати маршрут і зменшити похибки у визначенні положення судна. Для кожної ділянки, розмір якої співмірний із розмірами судна, потрібно розраховувати векторну похибку відносно її центру, використовуючи різні поєднання навігаційних орієнтирів і обираючи найбільш точну оцінку координат. Також зазначено, що використання стандартних гірокомпасів під час маневрування у прибережних водах призводить до інерційних похибок і бічного відхилення судна від заданого маршруту, що потребує врахування в інформаційній системі. У роботі наведено аналітичні вирази, які описують основні чинники виникнення навігаційних ризиків.

Ключові слова: навігаційна безпека, фактори навігаційних аварій, поле точності, навігаційна ситуація.

[1] 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.
[2] Вагущенко Л.Л., Розходження з суднами зміщенням на паралельну лінію шляху, Одеса: Фенікс, 2013.
[3] Jesús A., García Maza, Reyes Poo Argüelles, “COLREGs and their application in collision avoidance algorithms: A critical analysis”, Ocean Engineering, nn. 261, pp. 1-14, 2022.
[4] Lisowski J., “Dynamic games methods in navigator decision support system for safety navigation”, Advances in Safety and Reliability, Vol. 2, pp. 1285-1292, 2005.
[5] Lisowski J. “Game control methods in navigator decision support system”, The Archives of Transport, Vol. XVII, nn. 3, pp. 133-147, 2005.
[6] Eriksen B-OH., Bitar G., Breivik M. and Lekkas A.M., “Collision Avoidance for ASVs Compliant With COLREGs Rules 8 and 13–17”, Front. Robot. , 2020.
[7] Lisowski J., “Game and computational intelligence decision making algorithms for avoiding collision at sea”, Proc. of the IEEE Int. Conf. on Technologies for Homeland Security and Safety, 2005, pp. 71 – 78.
[8] Ahmed Y.A., Hannan M.A., Oraby M.Y., A. Maimun, “COLREGs Compliant Fuzzy-Based Collision Avoidance System for Multiple Ship Encounters”, J. Mar. Sci. Eng, nn. 9, 2021.
[9] Statheros T., Howells G., McDonald-Maier K., “Autonomous ship collision avoidance navigation concepts, technologies and techniques”, J. Navig., v. 61, nn. 1, pp. 129-142, 2008.
[10] Huang Y., Chen L., Chen P., Negenborn R.R. & van Gelder P.H., “Ship collision avoidance methods: State-of-the-art”, Safety Science, nn. 121, pp. 451-473, 2020.
[11] Lazarowska A., “Review of Collision Avoidance and Path Planning Methods for Ships Utilizing Radar Remote Sensing”, Remote Sens, nn.13, pp. 32-65, 2021.
[12] Vagushchenko L., Vagushchenko A., “Graphical Tools to Facilitate the Selection of Manoeuvres to Avoid Collision”, TransNav, the International Journal on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation, Vol. 17, No. 3, doi:10.12716/1001.17.03.14, pp. 625-633, 2023.
[13] Martelli M., Žuškin S., Zaccone R., Rudan I., “A COLREGs-Compliant Decision Support Tool to Prevent Collisions at Sea”, TransNav, the International Journal on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation, Vol. 17, No. 2, doi:10.12716/1001.17.02.11, pp. 347-353, 2023.
[14] Пятаков В.Е., Петриченко О.О., Калюжний В.В., “Спосіб послідовного розходження судна з двома небезпечними цілями”, Автоматизація судових технічних засобів, № 24, сс. 81-87, 2018.
[15] Петриченко Є.А., Петриченко О.О., “Розробка суднової інформаційної системи попередження зіткнень”, Судноводіння, Вип. 28, сс. 120-130, 2018.
[16] Benedict K., Kirchhoff M., Gluch M., Fischer S., Baldauf M., “Maneuvering Simulation on the Bridge for Predicting Motion of Real Ships and as Training Tool in Ship Handling Simulators”, TransNav, International magazine on marine navigation and safety of marine transport, Vol. 3, nn. 1, pp. 25-30, 2009.
[17] Benedict K., Kirchhoff M., Gluch M., Fischer S., Schaub M., Baldauf M., Klaes S., “Simulation Augmented Manoeuvring Design and Monitoring – a New Method for Advanced Ship Handling”, TransNav, International magazine on marine navigation and safety of marine transport, Vol. 8, nn. 1, DOI:10.12716/1001.08.01.15, pp. 131-141, 2014.
[18] Shi C.J., Zhao D., Peng J., Shen C., “Identification of Ship Maneuvering Model Using Extended Kalman Filters”, TransNav, International magazine on marine navigation and safety of marine transport, Vol. 3, nn. 1, pp. 105-110, 2009.
[19] Ljacki M., “Intelligent Prediction of Ship Maneuvering”, International magazine on marine navigation and safety of marine transport, Vol. 10, nn. 3, DOI:10.12716/1001.10.03.17, pp. 511-516, 2016.
[20] Kalinichenko Y., Burmaka I., “Analysis of mathematical models of changing the vessel’s course when turning”, Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6/9(84), D0I: 10.15587/1729-4061.2016.85839, pp. 20-31, 2016.
[21] Калініченко Є.В., “Урахування характеристик поворотливості при розрахунку параметрів повороту судна”, Водний транспорт. №2 (20), сс. 63 – 67, 2014.
[22] Калініченко Є.В., “Забезпечення необхідної точності повороту судна способом переміщення його криволінійної траєкторії”, Автоматизація судових технічних засобів, № 20, сс. 52-58, 2014.
[23] Ворохобін І.І., Казак Ю.В., Северін В.В., Оцінка навігаційної безпеки під час плавання суден у стислих водах. Saarbrucken, Deutschland: – LAP LAMBERT Academic Publishing, 2018.
[24] Северін В.В., “Оцінка ймовірності безпечної проводки судна стислим маршрутом”, Science and Education a New Dimension. Natural and Technical Sciences, V(16), Issue: 148, сс. 94 -98, 2017.
[25] Ворохобін І.І., “Вплив закону розподілу похибки бокового відхилення на ймовірність безпечного проходження судном стислим маршрутом”, East European Scientific Journal, №5 (33), сс. 30 – 37, 2018.
[26] Бузовський Д.А., “Імітаційне моделювання впливу структури радіолокаційної системи оберненого типу на точність контролю позиції судна”, Судноводіння, № 12. сс. 19 – 25, 2006.
[27] Кондрашихін В.Т., Визначення місця судна. М.: Транспорт, 1989.

У статті йдеться про проектування суден обмеженого району плавання, які зазвичай проектуються з урахуванням шляхових обмежень, що діють на внутрішніх водних шляхах планованого району експлуатації. В Україні було створено проекти подібних суден нового (пострадянського) покоління, що отримали такі характерні риси, як: надповні обводи корпусу (CB > 0.9); підвищені комінгси вантажних трюмів; гвинто-кермові колонки у якості єдиних засобів забезпечення ходовості та керованості. Виконаний аналіз шляхових обмежень на гирлових ділянках європейських річок показав, що створений тип судна обмеженого району плавання цілком може бути адаптований до їхніх умов. Для цього пропонується перекомпонувати вантажну зону з врахуванням відмінностей у головних розмірах та надводному габариті, залишивши підвищену висоту комінгсів для забезпечення загальної поздовжньої міцності. Раціональність останнього рішення підтверджена опрацюванням конструктивного мідель-шпангоуту та попереднім розрахунком загальної поздовжньої міцності судна, який вказує на можливість задовільнити вимоги до району R2-RS згідно до Регістра судноплавства України. Для покращення ходових якостей на глибокій воді та на мілководді розроблено та досліджено два нових варіанти кормових обводів. Дослідження виконано за допомогою чисельного (CFD) моделювання буксирування судна на глибокій воді та на мілководді. Згідно з отриманими результатами, один з розглянутих варіантів обводів є вдалим з точки зору ефективної роботи пропульсивного комплексу на мілководді, в той час як інший має серйозні переваги в умовах глибокої води завдяки покращеній взаємодії між корпусом та рушіями. Виконана оцінка ходових якостей судна показала, що запропоновані рішення здатні забезпечити ефективність руху з гвинто-кермовими колонками, що цілком співставна з ефективністю, характерною для традиційних пропульсивних установок в аналогічних умовах.

Ключові слова: проектування суден обмеженого плавання, проектування суден змішаного плавання, CFD моделювання суден, оптимізація форми корпусу, ходові якості судна.

[1] Truijens P., Vantorre M. and Vanderwerff T., “On the design of ships for estuary service”, In RINA Transactions, Part A2 Int J Marit Eng (ILME), No. 148, pp. 1-15, 2006.
[2] Hordiienko O.L., Pechenyuk A.V., “Development of propulsion solutions for river-sea ships of the northern Black Sea”, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers Part M: Journal of Engineering for the Maritime Environment, No. 238 (2), doi: 10.1177/14750902231203443, pp. 325-335, 2024.
[3] Єгоров Г.В., Єгоров О.Г., «Основні принципи проектування суден змішаного ріка-море плавання», Shipbuilding and Marine Infrastructure, № 2 (2), c. 37-52, 2014.
[4] Єгоров Г.В., Баскаков С.М., Єгоров О.Г., Бойко І.М., Нильва В.О., «Передумови створення і концепти нового покоління суховантажних суден змішаного ріка-море плавання для України», Вісник ОНМУ, № 35 (2), с. 12-44, 2012.
[5] Egorov G.V., Tonyuk V.I., Egorov A.G., Davydov I.F., “Justification of main characteristics of river-sea dry-cargo vessels with extra-full hull forms”, In Proc. of 18th Int. Congress of IMAM (IMAM-2019): Sustainable Development and Innovations in Marine Technologies, doi: 10.1201/9780367810085,pp. 332–337, 2019.
[6] Давидов І.П., Демидюк О.В., Печенюк А.В., «Експериментальне дослідження вдосконалених обводів тихохідного судна великої повноти», Shipbuilding and Marine Infrastructure, № 2 (4), с. 144-150, 2015.
[7] Єгоров О.Г., «Оцінка ефективності експлуатації перспективного барже-буксирного складу «Дніпро-макс» класу», Вісник ОНМУ, № 36 (3), с. 35-54, 2012.
[8] Federal Waterways Engineering and Research Institute, Driving dynamics of inland vessels: Vessel behavior on European inland waterways and waterway infrastructure with special respect to German waterways. Karlsruhe: BAW, 2016.
[9] European waterways routable map for Garmin receivers [Online]. Available: http://waterways.cz/documents/AGN_map_2018.pdf. [Accessed April 16, 2025].
[10] Larsson L., Raven H.C., Paulling R., ed., Ship resistance and flow. Jersey City, NJ: Society of Naval Architects and Marine Engineers, 2010.
[11] Shipping register of Ukraine, Rules for the classification and construction of ships: Part I Classification. Kyiv: The, Shipping register of Ukraine 2020.
[12] Molland A.F., Turnock S.R. and Hudson D.A., Ship resistance and propulsion: practical estimation of ship propulsive power. New York, NY: Cambridge University Press, 2011.
[13] Печенюк А.В., Стецюк Т.Г., “Отримання гідродинамічних характеристик гребних гвинтів у вільній воді за допомогою чисельного моделювання”, У мат. наук.-техн. конф. НУ ОМА “Судноводіння, морські перевезення та технології” NST-2023 ’11, 2023, с. 234–236.
[14] Печенюк А.В., «Дослідження морехідності рибальських суден за допомогою CFD методів», Судноводіння, № 33, doi: 0.31653/2306-5761.33.2022.96-105, с. 96–105, 2022.
[15] Oosterveld M.W.C, “Wake adapted ducted propellers”, Netherlands Ship Model Basin, Wageningen, the Netherlands, Issue No. 345, 1970.

Суднова АІС є одним з важливих засобів сучасного судноплавства, яка сприяє навігаційної безпеці та ефективності морських перевезень. Дані від суднових транспондерів АІС доповнюють інформованість та усувають обмеження радарів, забезпечують різноманітні сервіси морської галузі. Але відкритість радіоканалів АІС робить цю систему вразливою до кібератак у вигляді фальшування даних, що створює ризики навігаційної безпеки. Автентифікація повідомлень АІС є дієвим механізмом протидії такого типу кібератак. В даній роботі запропонований спосіб автентифікації повідомлень АІС на основі використовування технології цифрових водяних знаків. Спосіб дозволяє зменшити необхідний обсяг даних накладних витрат для виявлення злочинних передавань та підміни даних АІС. Розроблений алгоритм декодування водяних знаків за допомогою реконструкції сигналу-носія (CRWD) дозволяє здійснити передавання додаткових даних коду автентифікації у складі сигналу АІС без погіршення завадостійкості та підтримує сумісність зі стандартними судновими транспондерами. Спосіб автентифікації може бути інтегрований в рамках криптографічного протоколу TESLA, який є де-факто стандартом, поширеним на морські цифрові радіоканали обміну даними завдяки притаманним перевагам симетричної та асиметричної криптографії.

Ключові слова: криптографія, код автентифікації повідомлення, радіоканал, алгоритм, транспондер.

[1] Anderson, J., Lo, S., & Walter, T. (2022, January). Cryptographic Ranging Authentication with TESLA, Rapid Re-keying, and a PRF. 2022 International Technical Meeting of The Institute of Navigation, Long Beach, California, pp. 43-55. DOI: 10.33012/2022.18226
[2] Anderson, J., Lo, S., & Walter, T. (2022, January). Efficient and Secure Use of Cryptography for Watermarked Signal Authentication. 2022 International Technical Meeting of The Institute of Navigation, Long Beach, California, pp. 68-82. DOI: 10.33012/2022.18228
[3] Anderson, J., Lo, S., & Walter, T. (2024, September). Authentication Security of Combinatorial Watermarking for GNSS Signal Authentication. NAVIGATION, 71(3). DOI: 10.33012/navi.655
[4] Androjna, A., Perkovič, M., Pavic, I., Mišković, J. (2021). AIS Data Vulnerability Indicated by a Spoofing Case-Study. Applied Sciences. 11(11):5015.
[5] Androjna, A., Pavić, I., Gucma, L., Vidmar, P., & Perkovič, M. (2023, December 19). AIS Data Manipulation in the Illicit Global Oil Trade. Journal of Marine Science and Engineering, 12(1), 6. DOI: 10.3390/jmse12010006
[6] Balduzzi, M., Pasta, A., & Wilhoit, K. (2014, December). A Security Evaluation of AIS Au-tomated Identification System. 30th Annual Computer Security Applications Conference (ACSAC ’14), New Orleans, Louisiana, December 8-12, 2014, pp. 436-445.
[7] Bernard Sklar. Digital Communications: Fundamentals and Applications, Ed. 3, Pearson, 2021, 1136 p.
[8] Cox, I., Miller, M., Bloom, J., Fredrich, J., and Kalker, T. (2008). Digital Watermarking and Steganography, Second Edition. Elsevier Science. doi: 10.1016/B978-012372585-1.50015-2
[9] Duan, Y., Huang, J., Lei, J., Kong, L., Lv, Y., Lin, Z., Chen, G., & Kha, M.K. (2023, Febru-ary). AISChain: Blockchain-Based AIS Data Platform With Dynamic Bloom Filter Tree. IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems, 24(2), 2332-2343. DOI: 10.1109/TITS.2022.3188691
[10] G1117 – VHF Data Exchange System (VDES) / IALA, Edition 3.0, December 2022,
[11] Goudosis, A., Katsikas, S. (2022). Secure Automatic Identification System (SecAIS): Proof-of-Concept Implementation. Journal of Marine Science and Engineering. 10(6):805.
[12] International Standard ISO/IEC 29192-6 Reference number ISO/IEC 29192-6:2019(E) In-formation technology – Lightweight cryptography – Part 6: Message authentication codes (MACs)
[13] International standard ISO/IEC 29192-6. Information technology – Lightweight cryptography – Part 6: Message authentication codes (MACs), 2019
[14] Kessler, G. & Shepard, S. Maritime Cybersecurity. (2025). A Guide for Leaders and Manag-ers, Second Edition (v2.3, 01/2025).
[15] Kumari, R. & Mustafi, A. (2022). The spatial frequency domain designated watermarking framework uses linear blind source separation for intelligent visual signal processing. Front. Neurorobot. 16:1054481. doi: 10.3389/fnbot.2022.1054481.
[16] Patent Application № a202500460, 06/02/2025, UANIPIO. Sposib avtentyfikatsii peredavan povidomlen sudnovoi avtomatychnoi identyfikatsiinoi systemy, Shyshkin O.V., Konovets V.I.
[17] Recommendation ITU-R M.1371–5 (2014) Technical characteristics for an automatic identi-fication system using time division multiple access in the VHF maritime mobile frequency band.
[18] Sciancalepore, S., Tedeschi, P., Aziz, A., Di Pietro, R. (2022). Auth-AIS: Secure, Flexible, and Backward-Compatible Authentication of Vessels AIS Broadcasts. IEEE Transactions on Dependable and Secure Computing, Vol. 19/ 4, pp 2709 – 2726. DOI: 10.1109/TDSC.2021.3069428
[19] Shyshkin, O. (2022, November). Cybersecurity Providing for Maritime Automatic Identifi-cation System. IEEE 41st International Conference on Electronics and Nanotechnology (ELNANO), Kyiv, Ukraine, October 10-14, pp. 736-740. DOI: 10.1109/ELNANO54667.2022.9926987
[20] Westbrook Tegg. (2025). Lethal empowerment and electronic crime: A focus on radio-frequency interference capabilities // Security and Defence Quarterly. – DOI: 10.35467/sdq/196515
[21] Wimpenny, G., Šafář, J., Grant, A., Bransby, M. (2022). Securing the Automatic Identifica-tion System (AIS): Using public key cryptography to prevent spoofing whilst retaining backwards compatibility, NAVIGATION, 75(2).
[22] Wimpenny, G., Lázaro, F., Šafář, J., Raulefs, R. (2025). A pragmatic approach to VDES au-thentication. NAVIGATION, 72(1).

Експериментально досліджено методи збільшення чутливості сенсорів-перетворювачів зовнішніх впливів (температура, радіація, тиск тощо) на основі генератора на одноперехідному транзисторі (ОПТ) з частотним виходом. Сенсором є генератор на ОПТ із двома токозадаючими резисторами і конденсатором, де чутливим елементом є лише сам ОПТ. Збільшення чутливості досягається заміною пасивних резисторів та конденсатора на чутливі до вимірюваного впливу елементи (діоди, транзистори тощо). Взаємна зміна параметрів елементів схеми генератора при вимірі зовнішнього впливу дозволяє значно збільшити чутливість сенсорів. У більшості варіантів схем використовуються промислові зразки таких елементів. Експериментальні результати демонструють, що чутливість датчиків можна значно підвищити, використовуючи ці методи. Цей підхід відкриває перспективні можливості для розробки високочутливих датчиків для різних застосувань, включаючи моніторинг навколишнього середовища, медичну діагностику та контроль промислових процесів. Результати цього дослідження сприяють розвитку технології датчиків і відкривають нові можливості для покращення продуктивності та надійності датчиків у різних галузях. Важливо зазначити, що використання промислових зразків чутливих елементів дозволяє забезпечити стабільність та повторюваність результатів, що є критичним для наукових досліджень та практичного застосування. Таким чином, запропоновані методи можуть бути успішно інтегровані в існуючі системи сенсорів, що дозволить значно покращити їх ефективність та надійність. Це дослідження є важливим кроком у вдосконаленні сучасних технологій сенсорів і має потенціал для широкого застосування в різних галузях науки та техніки.

Ключові слова: автоматизація суден, електронна передача даних, безпека судноводіння, навігація, судна без екіпажу, сенсор, датчик, перетворювач, діод, транзистор, резистор, температура, магнітне поле, випромінювання, характеристика, чутливість, радіація.

[1] Burmeister H. C. Autonomous unmanned merchant vessel and its contribution towards the e-
Navigation implementation: The MUNIN perspective/ H. C. Burmeister, W. Bruhn, Ø. J.
Rødseth, T. Porathe // International Journal of e-Navigation and Maritime Economy. — 2014.
— Vol. 1. — pp. 1–13. DOI: 10.1016/j. enavi.
[2] Vikulin I.M. Combined semiconductor injection magnetic field sensors for wireless
information networks. / I.M. Vikulin, L.F. Vikulina, V.E. Gorbachev, S.A. Mikhailov //
Radioelectronics and Communication Systems, 2020, Vol. 63, № 7, pp. 368-375. – Allerton
Press. – N.-Y. – 2020. https://doi.org/10.20535/S0021347020070043.
[3] 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.
[4] Chen Z.; Deng F.; Fu Z.; Wu X. “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.
[5] Luong V. 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.
[6] Luong V. 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.
[7] Li Z.R.; 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.
[8] Jibiki Y.; 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.
[9] 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, 2017. pp 127–166. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-319-34070-8.
[10] Ding J.; 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.
[11] Ichkitidze L.; 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.
[12] Luong V. 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.
[13] Zhang Y.; 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.
[14] Singh R.; 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.
[15] Luong V.S.; 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.
[16] Pettinato S., Orsini A., Salvatori S., “Compact current reference circuits with low temperature drift and high compliance voltage,” Sensors, vol. 20, no. 15, p. 4180, 2020, doi: https://doi.org/10.3390/s20154180.
[17] Carvalho R. et al., “A low-power CMOS current reference for piezoelectric energy harvesters,” IEEE Trans. Electron Devices, vol. 67, no. 8, pp. 3403–3410, 2020, doi: https://doi.org/10.1109/TED.2020.2998095.
[18] D. van Treeck et al., “Electroluminescence and current–voltage measurements of single-(In,Ga)N/GaN-nanowire light-emitting diodes in a nanowire ensemble,” Beilstein J. Nanotechnol., vol. 10, pp. 1177–1187, 2019, doi: https://doi.org/10.3762/bjnano.10.117.
[19] Osipov D., Paul S., “Compact extended industrial range CMOS current references,” IEEE Trans. Circuits Syst. I Regul. Pap., vol. 66, no. 6, pp. 1998–2006, 2019, doi: https://doi.org/10.1109/TCSI.2019.2892182.
[20] Osipov D., Paul S., “Temperature-compensated beta-multiplier current reference circuit,” IEEE Trans. Circuits Syst. II Express Briefs, vol. 64, no. 10, pp. 1162–1166, 2017, doi: https://doi.org/10.1109/TCSII.2016.2634779.
[21] Wenger Y., Meinerzhagen B., “A stable CMOS current reference based on the ZTC operating point,” in 2017 13th Conference on Ph.D. Research in Microelectronics and Electronics (PRIME), 2017, pp. 273–276, doi: https://doi.org/10.1109/PRIME.2017.7974160.
[22] Cordova D., de Oliveira A.C., Toledo P., Klimach H., Bampi S., Fabris E., “A sub-1 V, nanopower, ZTC based zero-VT temperature-compensated current reference,” in 2017 IEEE International Symposium on Circuits and Systems (ISCAS), 2017, pp. 1–4, doi: https://doi.org/10.1109/ISCAS.2017.8050289.
[23] Kondo K., Tamura H., Tanno K., “High-PSRR, low-voltage CMOS current mode reference circuit using self-regulator with adaptive biasing technique,” IEICE Trans. Fundam. Electron. Commun. Comput. Sci., vol. E103.A, no. 2, pp. 486–491, 2020, doi: https://doi.org/10.1587/transfun.2019EAP1061.
[24] Wang L., Zhan C., “A 0.7-V 28-nW CMOS subthreshold voltage and current reference in one simple circuit,” IEEE Trans. Circuits Syst. I Regul. Pap., vol. 66, no. 9, pp. 3457–3466, 2019, doi: https://doi.org/10.1109/TCSI.2019.2927240.
[25] Ding L., Wang Y., Bao Z., Liao H., Jin X., “A nano-ampere current reference circuit in a 0.5 μm CDMOS technology,” Microelectron. J., vol. 90, pp. 336–341, 2019, doi: https://doi.org/10.1016/j.mejo.2019.02.003.
[26] Chen Y., Tan X., Yu B., Li C., Guo Y., “A new all-in-one bandgap reference and robust zero temperature coefficient (TC) point current reference circuit,” in 2017 IEEE 12th International Conference on ASIC (ASICON), 2017, pp. 541–544, doi: https://doi.org/10.1109/ASICON.2017.8252532.
[27] Siddiqi Y., Ahmed N., Shahbaz M. A., Jawed S. A. “Process and temperature invariant on-chip current reference circuit,” in 2017 First International Conference on Latest trends in Electrical Engineering and Computing Technologies (INTELLECT), 2017, pp. 1–5, doi: https://doi.org/10.1109/INTELLECT.2017.8277643.
[28] Kondo K., Tanno K., Tamura H., Nakatake S., “Low voltage CMOS current mode reference circuit without operational amplifiers,” IEICE Trans. Fundam. Electron. Commun. Comput. Sci., vol. E101.A, no. 5, pp. 748–754, 2018, doi: https://doi.org/10.1587/transfun.E101.A.748.
[29] Huang Z., Zhu X., Li Z., “Design of a high precision current mode band gap reference circuit,” in 2019 3rd International Conference on Electronic Information Technology and Computer Engineering (EITCE), 2019, pp. 178–181, doi: https://doi.org/10.1109/EITCE47263.2019.9095076.
[30] Torres R., Roa E., Rueda L. E. G., “On the design of a reliable current reference for systems‐on‐chip,” Int. J. Circuit Theory Appl., vol. 49, no. 7, pp. 2032–2046, 2021, doi: https://doi.org/10.1002/cta.2955.
[31] Hu J., Lu C., Xu H., Wang J., Liang K., Li G., “A novel precision CMOS current reference for IoT systems,” AEU – Int. J. Electron. Commun., vol. 130, p. 153577, 2021, doi: https://doi.org/10.1016/j.aeue.2020.153577.
[32] Torres R., Rueda L. E. G., Cuevas N., Roa E., “On the design of reliable and accurate current references,” in 2020 IEEE 11th Latin American Symposium on Circuits & Systems (LASCAS), 2020, pp. 1–4, doi: https://doi.org/10.1109/LASCAS45839.2020.9069041.
[33] Shinde S. V., “Ultra-low power current reference based on flat band difference of MOSFETs,” J. Phys. Conf. Ser., vol. 1729, p. 012011, 2021, doi: https://doi.org/10.1088/1742-6596/1729/1/012011.