Випуск №38

У цьому дослідженні представлено розробку системи комп’ютерного зору на основі архітектури YOLOv8 для автоматичного визначення ракурсу судна у режимі реального часу. Під визначенням ракурсу судна слід розуміти відносне положення діаметральної площини судна-цілі щодо точки спостереження, визначене за візуальним зображенням. Система, що отримала назву ССШВС, покликана підвищити ефективність морської навігації шляхом виявлення орієнтації судна за зображеннями з бортових камер, що дає змогу завчасно оцінювати ризик зіткнення відповідно до вимог Міжнародних правил запобігання зіткненням суден у морі (МПЗЗС). Було створено спеціалізований набір даних, який охоплює різні типи суден, погодні умови та кути огляду, із використанням відкритих джерел та власних фотографій. Було промарковано вісім класів орієнтації, після чого набір даних поділено на тренувальну, перевірочну та тестову вибірки. Для розпізнавання було обрано найлегшу модель YOLOv8n, яка забезпечує високу швидкість інференсу та адаптована до обмежених апаратних ресурсів, що робить її придатною для використання безпосередньо на борту судна. Навчання проводилося в середовищі Google Colab із використанням графічного процесора, поступової зміни розміру зображень, налаштування параметрів та різних технік аугментації для покращення здатності до узагальнення. Оцінювання моделі здійснювалося за такими метриками, як mAP@0.5, mAP@0.5:0.95, точність, повнота та іншими релевантними показниками. Попри обнадійливі тенденції, результати вказали на труднощі у досягненні високої точності класифікації – зокрема точність та втрата по класах потребують подальшої оптимізації. Дослідження підкреслює потенціал виявлення ракурсу суден у реальному часі як для цивільного, так і для оборонного морського використання, водночас наголошуючи на необхідності покращення збалансованості набору даних і налаштування моделі. ССШВС створює основу для допоміжних інструментів у автономних навігаційних системах, сприяючи ранньому виявленню ракурсу суден для подальшої інтеграції з даними про рух і моніторингу поведінки суден.

Ключові слова: YOLO, комп’ютерний зір, машинне навчання, ракурс судна, виявлення, mAP@0.5, mAP@0.5:0.95, точність, повнота, ССШВС

[1] Kongsberg Gruppen, “AI-enabled next-generation vessel traffic management system in Singapore,” Kongsberg, May 2024. [Online]. Available: https://www.kongsberg.com/newsroom/stories/2024/5/ai-enabled-next-generation-vessel-traffic-management-system-in-singapore/ . [Accessed: 30 July 2025].
[2] Port of Hamburg, “Safe and secure tank farms thanks to digital twins,” Hafen Hamburg, [Online]. Available: https://www.hafen-hamburg.de/en/press/news/safe-and-secure-tank-farms-thanks-to-digital-twins/ . [Accessed: 30 July 2025].
[3] C. Rey, “Corpus Christi Port is using AI to track ships and train for emergencies,” Business Insider, May 2025. [Online]. Available: https://www.businessinsider.com/corpus-christi-port-ai-ship-tracking-emergency-training-2025-5 . [Accessed: 30 July 2025].
[4] Frontex, “PROMENADE: Artificial intelligence and big data for improved maritime awareness,” Frontex, [Online]. Available: https://www.frontex.europa.eu/innovation/eu-research/news-and-events/promenade-artificial-intelligence-and-big-data-for-improved-maritime-awareness-NoxagQ . [Accessed: 30 July 2025].
[5] O. D. Pipchenko, O. Burenkov, M. Tsymbal, and V. Pernykoza, “Identification of Weak Links in the ECDIS – Operator System Based on Simulator Training,” TransNav, the International Journal on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation, vol. 15, no. 1, pp. 83–88, Mar. 2021, doi:10.12716/1001.15.01.07.
[6] J. R. Terven and D. M. Cordova-Esparaza, “A Comprehensive Review of YOLO: From YOLOv1 to YOLOv8 and Beyond,” arXiv preprint arXiv:2304.00501, Apr. 2023. [Online]. Available: https://arxiv.org/abs/2304.00501
[7] Stereolabs Inc., “Performance benchmark of YOLO v5, v7 and v8,” Stereolabs Blog, Jan. 12 2023. [Online]. Available: https://www.stereolabs.com/blog/performance-of-yolo-v5-v7-and-v8
[8] I. Lazarevich, M. Grimaldi, R. Kumar, S. Mitra, S. Khan, and S. Sah, “YOLOBench: Benchmarking Efficient Object Detectors on Embedded Systems,” arXiv preprint arXiv:2307.13901, Jul. 2023. [Online]. Available: https://arxiv.org/abs/2307.13901 . [Accessed: 30 July 2025].
[9] Z. He, K. Wang, T. Fang, L. Su, R. Chen, and X. Fei, “Comprehensive Performance Evaluation of YOLOv11, YOLOv10, YOLOv9, YOLOv8 and YOLOv5 on Object Detection of Power Equipment,” arXiv preprint arXiv:2411.18871, Nov. 2024. [Online]. Available: https://arxiv.org/abs/2411.18871 . [Accessed: 30 July 2025].
[10] Y. Li and S. Wang, “EGM-YOLOv8: A lightweight ship detection model with efficient feature fusion and attention mechanisms,” Journal of Marine Science and Engineering, vol. 13, no. 4, p. 757, Apr. 2025, doi: https://doi.org/10.3390/jmse13040757.
[11] J. Di, L. Sun, R. Zhang, and Q. Wu, “An enhanced YOLOv8 model for accurate detection of solid floating waste,” Scientific Reports, vol. 15, no. 1, p. 1632, Jan. 2025, doi: https://doi.org/10.1038/s41598-025-10163-2.
[12] P. Liu, “A high-accuracy YOLOv8-ResAttNet framework for maritime object recognition,” IET Image Processing, vol. 19, no. 3, pp. 145–157, Mar. 2025, doi: https://doi.org/10.1049/ipr2.70085.
[13] B. Zhao, H. Chen, X. Liu, and J. Huang, “Modular YOLOv8 optimization for real-time UAV maritime rescue object detection,” Scientific Reports, vol. 14, no. 1, p. 1158, Jan. 2024, doi: https://doi.org/10.1038/s41598-024-75807-1.
[14] X. Zhao and Y. Song, “Improved Ship Detection with YOLOv8 Enhanced with MobileViT and GSConv,” Electronics, vol. 12, no. 22, p. 4666, Nov. 2023, doi: https://doi.org/10.3390/electronics12224666.
[15] A. Haijoub, A. Hatim, A. Guerrero-Gonzalez, M. Arioua, and K. Chougdali, “Enhanced YOLOv8 ship detection empower unmanned surface vehicles for advanced maritime surveillance,” Journal of Imaging, vol. 10, no. 12, p. 303, Dec. 2024, doi: https://doi.org/10.3390/jimaging10120303.
[16] B. E. Ayesha, I. Ahmad, Z. Chen, and S. Ali, “Ship detection in remote sensing imagery for arbitrarily oriented object detection using YOLOv8 and U-Net,” arXiv preprint arXiv:2503.14534, Mar. 2025. [Online]. Available: https://arxiv.org/abs/2503.14534. [Accessed: 30 July 2025].
[17] Flickr. [Online]. Available: https://www.flickr.com/ [Accessed: Jul. 30, 2025].

Корпус – це частина судна, яка під час експлуатації зазнає впливу підвищених коливань температури та вологості, що суттєво прискорює процеси його зношування та руйнування. Одним із сучасних і перспективних способів запобігання цим негативним явищам є формування на поверхні корпусу стану супергіdрофобності. У роботі розглядаються класичні моделі Венцеля та Кассі-Бакстера, які враховують кут змочування води на твердих поверхнях та демонструють залежність цього параметра від мікро- і наношорсткості. Використання наноматеріалів у складі покриттів дозволяє значно підвищити їхню ефективність, забезпечуючи стабільний і довготривалий супергіdрофобний стан. У таких умовах краплі води не змочують поверхню, а при найменшому нахилі скочуються з неї, захоплюючи частинки пилу та бруду й залишаючи поверхню чистою. Це явище сприяє зменшенню гідродинамічного опору під час руху судна, забезпечує самоочищення ілюмінаторів, спрощує очищення підводної частини корпусу від біологічного обростання без застосування сухого доку, а також затримує утворення криги та запобігає її накопиченню, що істотно підвищує безпеку й економічність експлуатації у складних кліматичних умовах.

Ключові слова: корпус судна, супер гідрофобний стан, анти-зледеніння, розморожування, нанотехнології

[1] Ph. Kumar, Principles of Nanotechnology, 2nd ed. Scitech Publications, 2020, 115 p.
[2] S. V. Kozytskyi and S. V. Kiriian, “Properties and behavior of nanoparticles,” Фізика аеродисперсних систем, no. 60, pp. 15–26, 2022, doi:10.18524/0367-1631.2022.60.265983.
[3] С. В. Козицький, “Мікро- та нанорозмірні кристали сульфіду цинку, отримані методом високотемпературного синтезу, що самопоширюється,” Фізика аеродисперсних систем, no. 61, pp. 32–42, 2023, doi:10.18524/0367-1631.2023.61.290948.
[4] С. В. Козицький and С. В. Кіріян, “Властивості наноструктурованих матеріалів,” Суднові енергетичні установки: Науково-технічний збірник, vol. 45, pp. 124–135, 2022, doi:10.31653/smf45.2022.123-133.
[5] С. В. Козицький, “Застосування наноматеріалів для збільшення надійності та ресурсу суднових установок,” Суднові енергетичні установки: Науково-технічний збірник, vol. 48, pp. 31–45, 2024, doi:10.31653/smf48.2024.31-45.
[6] С. В. Козицький, “Застосування наноматеріалів для запобігання біологічному обростанню та корозії корпусу судна,” Судноводіння. Збірник наукових праць НУ “ОМА”, no. 36, pp. 64–76, 2024, doi:10.31653/2306-5761.36.2024.64-76.
[7] X. Mao, X. Cui, and S. Chen, “Research progress of nanomaterial in the prevention of biological fouling on ships,” J. Phys.: Conf. Ser., vol. 2002, Art. no. 012013, 2021, doi:10.1088/1742-6596/2002/1/012013.
[8] С. В. Козицький and А. Н. Золотко, Молекулярна фізика. Підручник. Одеса: Астропринт, 2011, 352 с.
[9] Y. Zheng, X. Gao, and L. Jiang, “Directional adhesion of superhydrophobic butterfly wings,” Soft Matter, vol. 3, pp. 178–182, 2007, doi:10.1039/b612667g.
[10] A. Safaee, D. K. Sarkar, and M. Farzaneh, “Superhydrophobic properties of silver-coated films on copper surface by galvanic exchange reaction,” Applied Surface Science, vol. 254, no. 8, pp. 2493–2498, 2008, doi:10.1016/j.apsusc.2007.09.073.
[11] D. K. Sarkar and M. Farzaneh, “Superhydrophobic coatings with reduced ice adhesion,” Journal of Adhesion Science and Technology, vol. 23, no. 9, pp. 1215–1237, 2009, doi:10.1163/156856109X433964.
[12] N. Li et al., “Micro/nano-cactus structured aluminium with superhydrophobicity and plasmon-enhanced photothermal trap for icephobicity,” Chemical Engineering Journal, vol. 429, Art. no. 132183, 2022, doi:10.1016/j.cej.2021.132183.
[13] A. Lafuma and D. Quere, “Superhydrophobic states,” Nature Materials, vol. 2, no. 7, pp. 457–460, 2003, doi:10.1038/nmat924.
[14] L. Feng, S. Li, Y. Li, et al., “Superhydrophobic surfaces: From natural to artificial,” Advanced Materials, vol. 14, no. 24, pp. 1857–1860, 2002, doi:10.1002/adma.200290020.
[15] Z. Youssef, L. Colombeau, N. Yesmurzayeva, F. Baros, R. Vanderesse, T. Hamieh, et al., “Dye-sensitized nanoparticles for heterogeneous photocatalysis: Case studies with TiO₂, ZnO, fullerene and graphene for water purification,” Dyes and Pigments, vol. 159, pp. 49–71, 2018, doi:10.1016/j.dyepig.2018.06.002.
[16] S. A. Higazy, M. S. Selim, A. M. Azzam, and S. A. El-Safty, “Hierarchical biocide-free silicone/graphene–silicon carbide nanocomposite coatings for marine antifouling and superhydrophobicity of ship hulls,” Chemical Engineering Science, vol. 291, Art. no. 119929, 2024, doi:10.1016/j.ces.2024.119929.
[17] С. В. Козицький, “Підвищення ефективності судна шляхом використання наноматеріалів для модернізації корпусу судна,” Суднові енергетичні установки: Науково-технічний збірник, vol. 49, pp. 131–143, 2024, doi:10.31653/smf340.2024.131-143.
[18] J. Li, E. Ueda, D. Paulssen, and P. A. Levkin, “Slippery lubricant-infused surfaces: Properties and emerging applications,” Advanced Functional Materials, vol. 29, no. 4, Art. no. 1802317, 2019, doi:10.1002/adfm.201802317.
[19] F. Wang et al., “Ice adhesion on different microstructure superhydrophobic aluminum surfaces,” Journal of Adhesion Science and Technology, vol. 27, no. 1, pp. 58–67, 2012, doi:10.1080/01694243.2012.701506.
[20] Brush-Kart, “Official website,” [Online]. Available: https://www.brush-kart.com/eng. [Accessed: Sep. 10, 2025].
[21] Demetra-5, “Catalog,” [Online]. Available: http://www.demetra5.kiev.ua/ua/catalog/seaey. [Accessed: Sep. 10, 2025].
[22] M. Mao et al., “Scalable robust photothermal superhydrophobic coatings for efficient anti-icing and de-icing in simulated/real environments,” Nature Communications, vol. 15, Art. no. 9610, 2024, doi:10.1038/s41467-024-54058-8.
[23] S. Chang, H. Qi, S. Zhou, and Y. Yang, “Experimental and numerical study on freezing process of water droplets under surfaces with different wettability,” Applied Thermal Engineering, vol. 219, Part B, Art. no. 119516, 2023, doi:10.1016/j.applthermaleng.2022.119516.
[24] Y. Li et al., “Solar deicing nanocoatings adaptive to overhead powerlines,” Advanced Functional Materials, vol. 32, no. 25, Art. no. 2113297, 2022, doi:10.1002/adfm.202113297.
[25] T. Wang, Y. Zheng, A.-R. O. Raji, Y. Li, W. K. A. Sikkema, and J. M. Tour, “Passive anti-icing and active deicing films,” ACS Applied Materials & Interfaces, vol. 8, no. 22, pp. 14169–14173, 2016, doi:10.1021/acsami.6b03060.
[26] Y. Liu et al., “Robust photothermal coating strategy for efficient ice removal,” ACS Applied Materials & Interfaces, vol. 12, no. 41, pp. 46981–46990, 2020, doi:10.1021/acsami.0c13367.
[27] D. Li, L. Ma, B. Zhang, and S. Chen, “Facile fabrication of robust and photo-thermal super-hydrophobic coating with efficient ice removal and long-term corrosion protection,” Chemical Engineering Journal, vol. 450, Part 4, Art. no. 138429, 2022, doi:10.1016/j.cej.2022.138429.
[28] J. Wei, S. Yang, X. Xiao, and J. Wang, “Hydrophobic solid photothermal slippery surfaces with rapid self-repairing, dual anti-icing/deicing, and excellent stability based on paraffin and etching,” Langmuir, vol. 40, no. 14, pp. 7747–7759, 2024, doi:10.1021/acs.langmuir.4c00440.

Судновий домен небезпеки є широко вживаним поняттям у дослідженнях уникнення зіткнень, проте його визначення відрізняються за методами побудови, формою доменів, критеріями безпеки, урахованими факторами, методологіями дослідження та інтерпретаціями. У попередніх роботах розглядалися кругові, еліптичні, багатокутні, комбіновані та (а)симетричні відносно курсу судна домени, розміщені навколо цілей, власного судна або обох одночасно. У цій роботі пропонуються два домени небезпеки для стіснених вод, центровані на цілі. Перший складається з двох півкіл, з’єднаних прямокутною вставкою; другий поєднує півеліпс, півколо та прямокутну вставку. Обрані форми є раціональними для зближень на малих дистанціях. Параметризація доменів здійснюється за розмірами цілі, відношенням її швидкості до швидкості власного судна та вибраними користувачем безпечними дистанціями проходу на траверзі й по кормі; вхідні дані надходять з РЛС і АІС. Щоб урахувати вплив габаритів власного судна на дистанцію розходження, застосовано коригувальне розширення домену залежно від довжини й ширини судна та різниці між його істинним курсом і курсом відносно цілі. Розроблено алгоритми обчислення величин, необхідних для оцінювання ризику зіткнення та вибору маневрів, зокрема меж небезпечних курсів і швидкостей власного судна відносно заданої цілі. Подано методики розрахунку цих меж без урахування та з урахуванням інерційних властивостей судна. Валідність алгоритмів підтверджено на конкретних прикладах, що демонструють практичне визначення заборонених курсів/швидкостей і вибір досяжних ухильних дій в умовах обмежень стіснених вод. Запропонований підхід є структурованою, заснованою на даних датчиків рамкою для кількісної оцінки ризику зіткнення та планування маневру, яка адаптується до характеристик цілі, геометрії зближення, гідродинамічних обмежень і заданих оператором запасів безпеки.

Ключові слова: уникнення зіткнень, домен небезпеки, не зіткнення, ситуація зближення, маневр розходження

[1] Baran A., Fiskin R., Kişi H. A Research on Concept of Ship Safety Domain. TransNav, the International Journal on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation, Vol. 12, No. 1, 2018. pp. 43-47. https://doi:10.12716/1001.12.01.04.
[2] Dinh G. H., Im N. K., The combination of analytical and statistical method to define polygonal ship domain and reflect human experiences in estimating dangerous area, International Journal of e-Navigation and Maritime Economy, vol. 4, 2016. pp. 97-108, https://doi.org/10.1016/j.enavi.2016.06.009
[3] Fışkın R, Nasibov E., Yardımcı M.O. Polygonal Type Fuzzy Ship Domain-Based Decision Support System for Collision Avoidance Route Planning. Journal of ETA Maritime Science. 11 (1). 2023. pp. 2-13. https://doi: 10.4274/jems.2023.23245.
[4] Fukuto J, Imazu H. New collision alarm algorithm using obstacle zone by target (OZT). 9th IFAC Conference on Control Applications in Marine Systems. The International Federation of Automatic Control, Osaka, Japan. 2013. pp. 91-96. https://doi.org/10.3182/20130918-4-JP-3022.00044.
[5] Liu, Z.; Wu, Z.; Zheng, Z.; Yu, X.; Bu, X.; Zhang, W. A Domain-Based Model for Identifying Regional Collision Risk and Depicting Its Geographical Distribution. J. Mar. Sci. Eng. 2023, pp.11, https://doi.org/10.3390/ jmse11112092.
[6] Liu J., Feng Z., Li Z., Wang M., Wen L. R., Dynamic Ship Domain Models for Capacity Analysis of Restricted Water Channels, Journal of Navigation, vol. 69, 2016. pp. 481-503. https://doi:10.1017/S0373463315000764
[7] Marcjan K, Gucma L, Kotkowska D. The Collision Risk Management Method for Ships Navigating on Coastal Waters Based on Ship Domain and Near-Miss Concept. European Research Studies Journal Volume XXIV, Issue 4, 2021. pp. 127-146. https://doi:10.35808/ersj/2567.
[8] Pietrzykowski Z, Wielgosz M. Effective ship domain – Impact of ship size and speed. Ocean Engineering. Volume 219, 2021, pp.1-20. https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2020.108423.
[9] Rawson A, Rogers E, Foster D, Phillips D Practical Application of Domain Analysis: Port of London Case Study, Journal of Navigation, vol. 67, 2014. pp. 193-209. https://doi:10.1017/S0373463313000684.
[10] Sawada R, Sato K, Majima T. Automatic ship collision avoidance using deep reinforcement learning with LSTM in continuous action spaces. Journal of Marine Science and Technology, 26(1). 2021. pp. 509-524. https://doi.org/10.1007/s00773-020-00755-0
[11] Szlapczynski R., Szlapczynska J., Review of ship safety domains: Models and applications, Ocean Engineering, vol. 145, 2017. pp. 277-289. https://doi:10.1016/j.oceaneng.2017.09.020
[12] Szlapczynski R, Szlapczynska J. A ship domain-based model of collision risk for near-miss detection and Collision Alert Systems. Reliability Engineering & System Safety. Volume 214, 2021. https://doi.org/10.1016/j.ress.2021.107766.
[13] Tianyu Yang, Xin Wang and Zhengjiang Liu. A Novel Ship Domain-oriented Parameter of Ship Collision Risk Considering the Ship Maneuverability and Encounter Situation. Journal of Marine Science and Application. 22. 2023. pp. 181-198. https://doi.org/10.1007/s11804-023-00330-0
[14] Wang Y, Chin H-C. An Empirically-Calibrated Ship Domain as a Safety Criterion for Navigation in Confined Waters. Journal of Navigation. 69(2). 2016, pp. 257-276. https://doi:10.1017/S0373463315000533.
[15] Wielgosz M.. Ship Domain in Open Sea Areas and Restricted Waters: an Analysis of Influence of the Available Maneuvering Area. Transnav. Volume 11. Number 1. March 2017. pp. 99-104. https://doi: 10.12716/1001.11.01.11.
[16] Zhai P., Zhang Y., Shaobo W. Intelligent Ship Collision Avoidance Algorithm Based on DDQN with Prioritized Experience Replay under COLREGs. J. Mar. Sci. Eng. 10, 585. 2022. pp. 1-29. https://doi.org/10.3390/jmse10050585.

У статті узагальнено результати оцінювання готовності гідрографічної інфраструктури України до переходу від IHO S-57 до системи стандартів нового покоління S-100 та IALA S-200. Показано, що ці стандарти забезпечують уніфіковану модель морських геопросторових даних, підтримку багатовимірних шарів (батиметрія, течії, погода), сумісність із ГІС та безпечний обмін через SECOM, що є критичною передумовою інтеграції у глобальну е-навігацію. За результатами дослідження встановлено часткову готовність: найбільш розвинені картографічна база й кадровий потенціал; натомість системи обміну даними та нормативне забезпечення потребують оновлення. В цьому контексті, пропонується роздивляння концепції впровадження архітектури інформаційного морського простору з єдиним репозиторієм і каталогами продуктів (S-128), сервісами розповсюдження карт (S-101), батиметрії (S-102), морських попереджень (S-124) і даних про засоби навігації (S-201), а також взаємодією за SECOM. Окреслено пріоритети впровадження: модернізація берегових засобів, розгортання національної морської інфраструктури даних, веб-сервіси S-100/S-200, дорожня карта переходу, прототипи S-124/S-201, підготовка персоналу та нормативне закріплення статусу продуктів
S-100. Комплексна імплементація підвищить безпеку судноплавства, оперативність інформації та екологічну стійкість морської діяльності України.

Ключові слова: засоби навігаційного обладнання, навігаційні стандарти, каталог об’єктів, інформаційні технології, гідрографічна модель даних, цифрова інформаційна служба

[1] International Association of Marine Aids to Navigation and Lighthouse Authorities (IALA), Guideline G1106 Ed.2.1: Producing an IALA S-200 Series Product Specification, Jun. 2017.
[2] International Association of Marine Aids to Navigation and Lighthouse Authorities (IALA), Guideline G1087: Procedures for the Management of the IALA Domains under the IHO GI Register.
[3] International Association of Marine Aids to Navigation and Lighthouse Authorities (IALA), Recommendation R1019: Provision of Maritime Services in the Context of e-Navigation in the Domain of IALA.
[4] International Association of Marine Aids to Navigation and Lighthouse Authorities (IALA), Guideline G1128: Specification of e-Navigation Technical Services, 2024.
[5] International Hydrographic Organization (IHO), “IALA activities affecting HSSC – IALA Presentation,” Jun. 2023. [Online]. Available: https://iho.int/uploads/user/ Services%20and%20Standards/HSSC/HSSC15/HSSC15_2023_07.3A_EN_IALA_report.pdf
[6] International Electrotechnical Commission (IEC), IEC 63173-2 Ed.1: Maritime Navigation and Radiocommunication Equipment and Systems—Data Interface—Part 2: Secure Exchange and Communication of S-100 Based Products (SECOM).
[7] International Hydrographic Organization (IHO), S-100 Universal Hydrographic Data Model, ver. 2.0.0, Jun. 2015. [Online]. Available: https://iho.int/en/introduction-0
[8] International Association of Marine Aids to Navigation and Lighthouse Authorities (IALA), “G1106: Producing an IALA S-200 Series Product Specification,” Ed. 3.0, revised Jun. 13, 2025. [Online]. Available: https://www.iala.int/product/g1106/
[9] International Maritime Organization (IMO), MSC.467(101): Guidance on the Definition and Harmonization of the Format and Structure of Maritime Services in the Context of e-Navigation.
[10] International Maritime Organization (IMO), MSC.1/Circ.1610: Initial Descriptions of Maritime Services in the Context of e-Navigation.
[11] International Organization for Standardization (ISO), “Geographic information – Conceptual schema language,” ISO 19103:2024, 2024. [Online]. Available: iso.org/standard/83454.html.
[12] ISO, “Geographic information — Procedures for item registration – Part 1: Fundamentals,” ISO 19135-1:2015 (with Amd 1:2021), 2015/2021. [Online]. Available: iso.org/standard/54721.html; Amd 1: iso.org/standard/78896.html.
[13] ISO, “Geographic information – Feature concept dictionaries and registers,” ISO 19126:2021, 2021. [Online]. Available: iso.org/standard/78898.html.
[14] ISO, “Geographic information – Rules for application schema (General Feature Model),” ISO 19109:2025 (3rd ed.), 2025. [Online]. Available: iso.org/standard/84700.html.
[15] ISO, “Geographic information – Metadata – Part 1: Fundamentals,” ISO 19115-1:2014 (with Amd 1:2018, Amd 2:2020), 2014/2018/2020. [Online]. Available: iso.org/standard/53798.html; Amd 1: iso.org/standard/73118.html; Amd 2: iso.org/standard/80275.html.
[16] ISO, “Geographic information — Metadata — Part 2: Extensions for acquisition and processing,” ISO 19115-2:2019, 2019. [Online]. Available: iso.org/standard/67039.html.
[17] ISO, “Geographic information — Metadata — Part 3: XML schema implementation for fundamental concepts,” ISO 19115-3:2023, 2023. [Online]. Available: iso.org/standard/80874.html.
[18] ISO, “Geographic information — Data quality — Part 1: General requirements,” ISO 19157-1:2023, 2023. [Online]. Available: iso.org/standard/78900.html.
[19] ISO, “Geographic information — Data quality — Part 2: XML schema implementation,” ISO/TS 19157-2:2016, 2016. [Online]. Available: iso.org/standard/66197.html.
[20] ISO, “Geographic information — Methodology for feature cataloguing,” ISO 19110:2016, 2016. [Online]. Available: iso.org/standard/57303.html.
[21] ISO, “Geographic information — Referencing by coordinates,” ISO 19111:2019 (with Amd 1:2021, Amd 2:2023), 2019/2021/2023. [Online]. Available: iso.org/standard/74039.html; Amd 1: iso.org/standard/81673.html; Amd 2: iso.org/standard/86173.html.
[22] ISO, “Geographic information — Spatial schema,” ISO 19107:2019, 2019. [Online]. Available: iso.org/standard/66175.html.
[23] ISO, “Geographic information — Schema for coverage geometry and functions — Part 1: Fundamentals,” ISO 19123-1:2023, 2023. [Online]. Available: iso.org/standard/70743.html.
[24] ISO, “Geographic information — Imagery, gridded and coverage data framework,” ISO/TS 19129:2009, 2009 (current TS). [Online]. Available: iso.org/standard/43041.html.
[25] ISO, “Geographic information — Data product specifications,” ISO 19131:2022 (2nd ed.), 2022. [Online]. Available: iso.org/standard/85092.html.
[26] International Hydrographic Organization (IHO), “Standards for Hydrographic Surveys,” IHO S-44, Ed. 6.2.0, Oct. 2024. [Online]. Available: https://iho.int/uploads/user/pubs/standards/s-44/S-44_Edition_6.2.0_adopted.pdf
[27] International Hydrographic Organization (IHO), S-99 Operational Procedures, ver. 1.1.0, Nov. 2012.

У цій статті представлено метод визначення ефективних спостережуваних координат судна за допомогою пеленгів і відстаней до кількох орієнтирів з урахуванням надлишкових вимірювань і припущення про нормально розподілені похибки. Точний і безперервний контроль місцезнаходження судна є необхідним для запобігання навігаційним аваріям. Сучасні електронні картографічні навігаційно-інформаційні системи (ECDIS) забезпечують визначення місцеположення судна на основі виміряних пеленгів і відстаней до нанесених на карту орієнтирів. Оскільки похибки цих вимірювань мають нормальний розподіл, підхід максимальної правдоподібності збігається з методом найменших квадратів. Кожне вимірювання подається у вигляді рівняння лінії положення (LOP), для якого на основі виміряних значень визначаються величини переносу та напрямки градієнтів. Отримано аналітичні вирази для функцій густини ймовірності похибок LOP, що приводить до системи нормальних рівнянь, коефіцієнти яких залежать від отриманих параметрів. Розв’язання цих рівнянь дає статистично оптимальні оцінки координат судна. Результати підтверджують придатність запропонованого методу для підвищення точності визначення місцеположення в ECDIS та підсилення навігаційної безпеки в режимі реального часу.

Ключові слова: навігаційна безпека, ефективність координат, лінії положення, нормальні рівняння, надлишкові вимірювання

[1] 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.
[2] 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.
[3] 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.
[4] 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.
[5] 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.
[6] 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.
[7] D. A. Hsu, “An analysis of error distribution in navigation”, The Journal of Navigation, Vol. 32, no. 3. pp. 426 – 429, 2003.
[8] В.Т. Кондрашихін, Визначення місця судна. Транспорт, 1989.
[9] 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.
[10] Luis Monteiro, “What is the accuracy of DGPS?”, J. Navig. vol. 58, no. 2, pp. 207-225, 2005.
[11] В.Є. Сікірін, “Опис навігаційних похибок за допомогою узагальненого розподілу Пуассона “, Судноводіння, Вип. 26. С. 152 – 156, 2016.
[12] Д.В Астайкін., В.Е Сікірін., І.І. Ворохобін. и Б.М Алєксєйчук, «Оцінка точності координат судна за наявності надлишкових вимірювань». Saarbrucken, Deutschland: LAP LAMBERT Academic Publishing, 2017.
[13] 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.
[14] 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.
[15] 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.
[16] 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, сс. 10-19, 2024.
[17] В.М. Мудров, В.Л. Кушко, Методи обробки вимірів, 1976.
[18] В.В. Степаненко. “Ефективність оцінки параметрів ситуації небезпечного зближення суден”, Судноводіння, Вип. 2, С. 201 – 209, 2000.
[19] 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.
[20] 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.

У статті представлено результати розроблення та верифікації системи кількісно вимірюваних критеріїв оцінювання практичних навичок керування судном, спрямованої на підвищення об’єктивності контролю підготовки морських фахівців. Запропонований підхід усуває розрив між якісними вимогами Кодексу ПДНВ (STCW) та реальними параметрами виконання маневрів, що визначають рівень безпеки судноплавства. На основі експертних консультацій, аналізу міжнародних стандартів (STCW, PIANC, EAU) та гідродинамічних досліджень сформовано набір із десяти навчальних вправ, які охоплюють типові сценарії маневрування в обмеженій акваторії. Для кожної вправи визначено систему критеріїв ефективності, зокрема обмеження швидкості, допустимі кути підходу, часові та просторові відхилення траєкторії. Верифікацію запропонованих критеріїв проведено методом імітаційного моделювання, результати якого підтвердили адекватність обраних параметрів. Розроблені показники інтегровано у систему управління навчанням, що забезпечує автоматизоване оцінювання результатів, синхронізацію даних і формування об’єктивного зворотного зв’язку у процесі навчання. Методика продемонструвала практичну ефективність та адаптивність для різних форматів підготовки — повномасштабних, індивідуальних і віртуальних тренажерів. Її впровадження сприяє стандартизації оцінювання, підвищенню прозорості та достовірності результатів, а також формує підґрунтя для створення автоматизованих систем сертифікації у морській освіті.

Ключові слова: керування судном, безпека судноплавства, симулятори, морська освіта та підготовка, контейнеровози, система управління навчанням, електронне навчання, критерії оцінювання навичок

[1] O. Pipchenko and N. Konon, “Met Enhancement Using Modern Simulation Technologies: Xr, Web andFull Mission,” Journal of Maritime Research, Vol XXII. No. I (2025) pp 404–412. [Online]. Available: https://www.jmr.unican.es/jmr/article/view/962/1001. [Accessed Aug. 11, 2025].
[2] O. Pipchenko, N. Konon, V. Konon, O. Fomin and O. Kozyr, “Design and validation of prac-tical criteria for assessing ship handling competence”, in The 3rd SEA the Future 2025, Feb-ruary 26-28, 2025, Pattaya, Thailand.
[3] International Convention on Standards of Training, Certification and Watchkeeping for Sea-farers (STCW), including 2010 Manila Amendments, International Maritime Organization, London, UK, 2017.
[4] IMO Model Course 1.22: Ship Simulator and Bridge Teamwork, International Maritime Or-ganization, London, UK, 2012.
[5] IMO Model Course 7.01: Master and Chief Mate and IMO Model Course 7.03: Officer in Charge of a Navigational Watch, International Maritime Organization, London, UK, 2014.
[6] IMO Resolution A.960(23): Recommendations on Training and Certification and Operation-al Procedures for Maritime Pilots Other than Deep-Sea Pilots, International Maritime Organ-ization, London, UK, Dec. 2003.
[7] International Convention on Standards of Training, Certification and Watchkeeping for Sea-farers (STCW), including the 2010 Manila Amendments, Table A-II/1, “Specification of minimum standard of competence for officers in charge of a navigational watch on ships of 500 gross tonnage or more,” International Maritime Organization, London, UK, 2017.
[8] International Convention on Standards of Training, Certification and Watchkeeping for Sea-farers (STCW), including 2010 Manila Amendments, Table A-II/2, “Specification of mini-mum standard of competence for masters and chief mates on ships of 500 gross tonnage or more,” International Maritime Organization, London, UK, 2017.
[9] Y. Kunieda, K. Kumagai, H. Kashima and K. Murai, “An Effective Training and Evaluation Method for Anchoring Training in Maritime Education,” World Journal of Social Science Research, vol. 7, no. 2, pp. 12–23, May 2020, doi: 10.22158/wjssr.v7n2p12 .
[10] J. Ernstsen and S. Nazir, “Performance assessment in full-scale simulators – A case of mari-time pilotage operations,” Safety Science, vol. 129, p. 104775, 2020, doi: 10.1016/j.ssci.2020.104775.
[11] H. M. Tusher, S. Nazir, S. Ghosh, and R. Rusli, “Seeking the Best Practices of Assessment in Maritime Simulator Training: A Systematic Review,” TransNav – Int. J. Marine Navigation and Safety of Sea Transportation, vol. 17, no. 1, pp. 105–114, 2023, doi: 10.12716/1001.17.01.10.
[12] O. Atik and O. Arslan, “Use of Eye Tracking for Assessment of Electronic Navigation Com-petency in Maritime Training,” Journal of Eye Movement Research, vol. 12, no. 3, p. 2, 2019, doi: 10.16910/jemr.12.3.2.
[13] S. Bhagat and Z. H. Munim, “Application of Image Recognition in Nautical Simulator Train-ing Assessment,” in Lecture Notes in Networks and Systems, vol. 1274, MIS4TEL 2024, pp. 61–70, Springer, Cham, 2025, doi: 10.1007/978-3-031-84170-5.
[14] Z. H. Munim and T.-E. Kim, “Towards Automated Performance Assessment for Maritime Navigation Training Using Simulator and Learning Analytics,” WMU Journal of Maritime Affairs, vol. 23, pp. 1–20, 2025, doi: 10.12716/1001.11.02.03.
[15] Roubos, Alfred & Groenewegen, Leon & Peters, Dirk Jan, “Berthing velocity of large seago-ing vessels in the port of Rotterdam,” Marine Structures, 51, pp. 202-219, 2017, doi: 10.1016/j.marstruc.2016.10.011.
[16] Recommendations of the Committee for Waterfront Structures, Harbours and Waterways: EAU 2015, 9th English edition (translation of the 11th German edition), Hamburg/Essen: Hafenbautechnische Gesellschaft e. V. (HTG) and Deutsche Gesellschaft für Geotechnik e. V. (DGGT), Ernst & Sohn/Wiley-VCH, 2015, 650 p.
[17] International Navigation Association (PIANC), “Guidelines for the Design of Fender Sys-tems: 2002, Report of Working Group 33 of the Maritime Navigation Commission,” Brus-sels, Belgium: PIANC, 2002.
[18] Yasukawa, H., Yoshimura, Y., “Introduction of MMG Standard Method for Ship Maneuver-ing Predictions,” Journal of Marine Science and Technology, Vol. 20, pp. 37–52, 2015, doi: 10.1007/s00773-014-0293-y.
[19] Y. Yoshimura and Y. Masumoto, “Hydrodynamic database and manoeuvring prediction method with medium high-speed merchant ships and fishing vessels,” in Proc. Int. Conf. Ma-rine Simulation and Ship Manoeuvrability (MARSIM 2012), Singapore, Apr. 2012, pp. 494-503.
[20] Y. Yoshimura et al., “The Maneuvering Committee. Final Report and Recommendations to the 24th ITTC,” in Proc. 24th Int. Towing Tank Conf. (ITTC), Oct. 2005, Volume I, doi: 10.1632/074069505X82824.
[21] O. D. Pipchenko, M. Tsymbal, and V. Shevchenko, “Features of an Ultra-large Container Ship Mathematical Model Adjustment Based on the Results of Sea Trials,” TransNav, Int. J. Marine Navigation and Safety of Sea Transportation, vol. 14, no. 1, pp. 163–170, 2020, doi: 10.12716/1001.14.01.20.
[22] H.-Y. Lee and S.-S. Shin, “The prediction of ship’s manoeuvring performance in initial de-sign stage,” in Practical Design of Ships and Mobile Units, Elsevier, 1998, pp. 633–639, doi: 10.1016/S0928-2009(98)80205-9.
[23] O. Pipchenko, N. Konon and Ye. Bogachenko. “Mathematical modelling of “ASD tug – ma-rine vessel” interaction considering tug’s maneuverability and stability limitations,” Journal of Maritime Research, vol. 20, no. 2, pp.117–124, August 2023, DOI: 10.5281/zenodo.8370780.

У статті розглядається проблема підвищення точності вимірювання навігаційних параметрів, зокрема кутових координат, суднової станції радіолокації (РЛС) у складних умовах лоцманської проводки. Запропоновано метод, заснований на адаптивному управлінні поляризаційними параметрами зондувального та прийнятого сигналів. Встановлено зв’язок між класичним рівнянням радіолокації та сучасними методами поляриметрії. Показано, що подання взаємодії радіохвилі з навігаційною метою через матрицю Мюллера, виражену через параметри Стокса, дозволяє оптимізувати відношення сигнал/шум (ВСШ) та сигнал/перешкода (ВСП). Матриця Мюллера інтерпретується як енергетична матриця розсіювання, що описує трансформацію потужних характеристик хвилі. Обґрунтовано, що цілеспрямований вибір поляризації передавальної та приймальної антен на основі аналізу повної поляризаційної сигнатури цілі дозволяє суттєво підвищити точність визначення її азимуту, що є критично важливим для забезпечення безпеки мореплавання у стиснутих водах. Додатково досліджується синергетичний ефект від інтеграції поляриметричної РЛС із високоточними портативними лоцманськими блоками (PPU), які надають еталонні кінематичні параметри судна, необхідні для більш ефективної селекції цілі та адаптації поляризаційних параметрів.

Ключові слова: лоцманська проводка, суднова РЛС, поляризація радіохвиль, параметри Стокса, матриця Мюллера, рівняння радіолокації, точність кутових вимірювань, адаптивна поляризація, портативний лоцманський блок, PPU, SafePilot

[1] Skolnik M., Radar Handbook, 3rd ed. McGraw-Hill, 2008.
[2] Aubry A., De Maio A., and Farina A., Polarimetric Radar Signal Processing. Scitech Publishing (IET Radar, Sonar & Navig.), New York, 2023, doi: 10.1049/SBRA549E
[3] Boerner W. M., “Polarimetric scattering and SAR polarimetry,” IEEE Trans. Geosci. Remote Sens., 2003.
[4] Ulaby F. T. and Elachi C., Eds., Radar Polarimetry for Geoscience Applications. Artech House, 1990.
[5] Mott H., Antennas for Radar and Communications: A Polarimetric Approach. John Wiley & Sons, 2007.
[6] Boerner W. M., Mott H., Luneburg E., et al., “Polarimetry in radar technology,” in Handbook of Radar Measurement. Artech House, 1998.
[7] Collin B., Polarimetric Radar Signal Processing. Wiley, 2013.
[8] Krogager E., “Polarimetric radar target decomposition,” IEE Proc., 1992.
[9] Zhang S., Wang T., Liu C., and Wang D., “A space–time adaptive processing method based on sparse Bayesian learning for maneuvering airborne radar,” Sensors, vol. 22, no. 15, art. no. 5479, 2022, doi: 10.3390/s22155479
[10] Dingle-Robertson L., McNairn H., Jiao X., McNairn C., and Ihuoma S., “Monitoring crops using compact polarimetry and the RADARSAT Constellation Mission,” Can. J. Remote Sens., vol. 48, no. 6, pp. 1–21, 2022, doi: 10.1080/07038992.2022.2121271
[11] Wang H., Zhou Z., Turnbull J., Song Q., and Qi F., “Three-component decomposition based on Stokes vector for compact polarimetric SAR,” Sensors, vol. 15, no. 9, pp. 24087–24114, 2015, doi: 10.3390/s150924087
[12] Badanis K. E., “Automated monitoring of road surfaces taking into account the correction of tropospheric delays of satellite navigation signals,” Vestn. Samarsk. Gos. Tekhn. Univ. (Tekhn. nauk), vol. 33, no. 1, pp. 7–20, 2025, doi: 10.14498/tech.2025.1.1
[13] Trelleborg Marine and Infrastructure, SafePilot CAT ROT & CAT I Portable Piloting Units [Brochure], 2024. [Online]. Available: https://www.trelleborg.com/marine-and-infrastructure/-/media/marine-systems/resources/brochures/downloads/safepilot-cat-rot.pdf. [Accessed: Sept. 23, 2025].
[14] Trelleborg Marine and Infrastructure, SafePilot Pro User Guide [User Manual], 2023.
[15] Mikkelsen T., “Trelleborg PPU (HAS, SBAS),” presentation at User Consultation Platform, EUSPA, 2022. [Online]. Available: https://www.euspa.europa.eu/sites/default/files/12._space_week_trelleborg.pdf [Accessed: Sep. 23, 2025].
[16] The International Taskforce on Port Call Optimization (ITPCO), A Practical Guide to Portable Pilot Units (PPU). The Nautical Institute, 2019.
[17] Trelleborg Marine and Infrastructure, SafePilot SmartPort System [Brochure]. [Online]. Available: https://www.trelleborg.cn/marine-and-infrastructure/-/media/marine-and-infrastructure/resources/brochures/downloads/safepilot-port-system.pdf [Accessed: Sep. 23, 2025].
[18] Rawson C. and Patterson L., “Enhancing pilotage with high-accuracy portable navigation systems,” in Proc. Int. Assoc. Maritime Univ. (IAMU) Conf., 2021, pp. 112–120.

Це дослідження розглядає питання екологічного захисту під час морських переходів у прибережних водах Північної Європи, зосереджуючись на оксидах азоту (NOx) з вихлопів суднових дизелів як на основному джерелі неконтрольованого забруднення повітря — особливо небезпечному в регіонах із високою вологістю. У відповідь MARPOL визначає спеціальні зони контролю за викидами, у яких діють жорсткіші обмеження на NOx. Ми оцінюємо рециркуляцію відпрацьованих газів (EGR) як провідний і широко застосовуваний захід для дотримання цих вимог під час роботи у таких зонах. Експерименти було проведено на суховантажному судні дедвейтом 65 000 т, що виконувало рейси у спеціальних районах Північної Європи. Судно було оснащене комбінованою EGR-системою з контурами високого та низького тиску. Ми пропонуємо оцінювати ефективність EGR — і, відповідно, екологічність переходів — за індексом екологічної сталості, прив’язаним до викидів NOx. Результати показують, що інтегрована система EGR дала змогу судну відповідати вимогам MARPOL щодо NOx в усіх випробувальних режимах. Найефективнішими виявилися режими роботи, що відповідають максимально можливим ступеням рециркуляції в обох контурах. За цих умов індекс екологічної сталості досягав 30,00–35,88 %, що становить максимальний зафіксований у дослідженні потенціал зниження. Ці результати підтверджують, що складне керування EGR є життєздатним шляхом до нормативно сумісної та менш впливової на довкілля експлуатації у прибережних водах Північної Європи.

Ключові слова: екологічні показники, емісія оксидів азоту, навігаційний перехід, морський транспорт, прибережна акваторія, система рециркуляції випускних газів, спеціальні екологічні райони

[1] Maryanov, D., “Reduced energy losses during transportation of drilling fluid by platform supply vessels,” Technology Audit and Production Reserves, vol. 2, no. 1(64), pp. 42–50, 2022, doi: 10.15587/2706-5448.2022.256473.
[2] Madey, V., “Assessment of the efficiency of biofuel use in the operation of marine diesel engines,” Technology Audit and Production Reserves, vol. 2, no. 1(64), pp. 34–41, 2022, doi: 10.15587/2706-5448.2022.255959.
[3] Khlopenko, M., I. Gritsuk, O. Sharko, and E. Appazov, “Increasing the accuracy of the vessel’s course orientation,” Technology Audit and Production Reserves, vol. 1, no. 2(75), pp. 25–30, 2024, doi: 10.15587/2706-5448.2024.298518.
[4] Wang, Z., Q. Ma, Z. Zhang, Z. Li, C. Qin, J. Chen, and C. Peng, “A study on monitoring and supervision of ship nitrogen-oxide emissions and fuel-sulfur-content compliance,” Atmosphere, vol. 14, p. 175, 2023, doi: 10.3390/atmos14010175.
[5] Kong, K.-J., and S.-C. Hwang, “Development and performance evaluation experiment of a device for simultaneous reduction of SOx and PM,” Energies, vol. 17, p. 3337, 2024, doi: 10.3390/en17133337.
[6] Golovan, A., I. Gritsuk, and I. Honcharuk, “Reliable ship emergency power source: A Monte Carlo simulation approach to optimize remaining capacity measurement frequency for lead-acid battery maintenance,” SAE International Journal of Electrified Vehicles, vol. 13, no. 2, pp. 179–189, 2024, doi: 10.4271/14-13-02-0009.
[7] Melnyk, O., S. Onyshchenko, and O. Onishchenko, “Development measures to enhance the ecological safety of ships and reduce operational pollution to the environment,” Scientific Journal of Silesian University of Technology. Series Transport, vol. 118, pp. 195–206, 2023, doi: 10.20858/sjsutst.2023.118.13.
[8] Wang, W., G. Wang, Z. Wang, J. Lei, J. Huang, X. Nie, and L. Shen, “Optimization of Miller cycle, EGR, and VNT on performance and NOx emission of a diesel engine for range extender at high altitude,” Energies, vol. 15, p. 8817, 2022, doi: 10.3390/en15238817.
[9] Petrychenko, O., and M. Levinskyi, “Trends and preconditions for widespread adoption of liquefied natural gas in maritime transport,” Transport Systems and Technologies, vol. 43, pp. 21–36, 2024, doi: 10.32703/2617-9059-2024-43-2.
[10] Petrychenko, O., M. Levinskyi, D. Prytula, and A. Vynohradova, “Fuel options for the future: A comparative overview of properties and prospects,” Transport Systems and Technologies, vol. 41, pp. 96–106, 2023, doi: 10.32703/2617-9059-2023-41-8.
[11] Sagin, S. V., and O. A. Kuropyatnyk, “Using exhaust gas bypass for achieving the environmental performance of marine diesel engines,” Austrian Journal of Technical and Natural Sciences, nos. 7–8, pp. 36–43, 2021, doi: 10.29013/AJT-21-7.8-36-43.
[12] Sagin, S., and A. Sagin, “Development of method for managing risk factors for emergency situations when using low-sulfur content fuel in marine diesel engines,” Technology Audit and Production Reserves, vol. 5, no. 1(73), pp. 37–43, 2023, doi: 10.15587/2706-5448.2023.290198.
[13] Fischer, D., W. Vith, and J. L. Unger, “Assessing particulate emissions of novel synthetic fuels and fossil fuels under different operating conditions of a marine engine and the impact of a closed-loop scrubber,” Journal of Marine Science and Engineering, vol. 12, p. 1144, 2024, doi: 10.3390/jmse12071144.
[14] Lee, J.-U., S.-C. Hwang, and S.-H. Han, “Numerical and experimental study on NOx reduction according to the load in the SCR system of a marine boiler,” Journal of Marine Science and Engineering, vol. 11, p. 777, 2023, doi: 10.3390/jmse11040777.
[15] Šenčić, T., V. Mrzljak, P. Blecich, and I. Bonefačić, “2D CFD simulation of water injection strategies in a large marine engine,” Journal of Maritime Science and Engineering, vol. 7, p. 296, 2019, doi: 10.3390/jmse7090296.
[16] Amoresano, A., G. Langella, P. Iodice, and S. Roscioli, “Numerical analysis of SO2 absorption inside a single water drop,” Atmosphere, vol. 14, p. 1746, 2023, doi: 10.3390/atmos14121746.
[17] Zannis, T. C., J. S. Katsanis, G. P. Christopoulos, E. A. Yfantis, R. G. Papagiannakis, E. G. Pariotis, D. C. Rakopoulos, C. D. Rakopoulos, and A. G. Vallis, “Marine exhaust gas treatment systems for compliance with the IMO 2020 global sulfur cap and Tier III NOx limits: A review,” Energies, vol. 15, p. 3638, 2022, doi: 10.3390/en15103638.
[18] Pelić, V., T. Mrakovčić, V. Medica-Viola, and M. Valčić, “Effect of early closing of the inlet valve on fuel consumption and temperature in a medium speed marine diesel engine cylinder,” Journal of Maritime Science and Engineering, vol. 8, no. 10, p. 747, 2020, doi: 10.3390/jmse8100747.
[19] Petrychenko, O., M. Levinskyi, S. Goolak, and V. Lukoševičius, “Prospects of solar energy in the context of greening maritime transport,” Sustainability, vol. 17, p. 2141, 2025, doi: 10.3390/su17052141.
[20] Levinskyi, M. V., and V. F. Shapo, “Adaptive control for technological type control objects,” in Advances in Intelligent Systems and Computing, vol. 1231, 2021, pp. 565–575, doi: 10.1007/978-3-030-52575-0_47.
[21] Sagin, S., O. Kuropyatnyk, O. Matieiko, R. Razinkin, T. Stoliaryk, and O. Volkov, “Ensuring operational performance and environmental sustainability of marine diesel engines through the use of biodiesel fuel,” Journal of Marine Science and Engineering, vol. 12, p. 1440, 2024, doi: 10.3390/jmse12081440.
[22] Sagin, S., O. Kuropyatnyk, and D. Rusnak, “Improvement of the process of cleaning exhaust gases of marine diesels from sulfur oxides,” Technology Audit and Production Reserves, vol. 4, no. 1(84), pp. 72–79, 2025, doi: 10.15587/2706-5448.2025.337616.
[23] Sagin, S., V. Chymshyr, S. Karianskyi, O. Kuropyatnyk, V. Madey, and D. Rusnak, “Using ultrasonic fuel treatment technology to reduce sulfur oxide emissions from marine diesel exhaust gases,” Energies, vol. 18, p. 4756, 2025, doi: 10.3390/en18174756.
[24] Kolegaev, M., and I. Brazhnik, “Improvement of the process of preparing cargo tanks of crude oil tankers for cargo operations,” Technology Audit and Production Reserves, vol. 6, no. 1(80), pp. 36–40, 2024, doi: 10.15587/2706-5448.2024.318534.
[25] Matieiko, O., “Selection of optimal schemes for the inerting process of cargo tanks of gas carriers,” Technology Audit and Production Reserves, vol. 4, no. 1(78), pp. 43–50, 2024, doi: 10.15587/2706-5448.2024.310699.
[26] Budashko, V., and V. Shevchenko, “Solving a task of coordinated control over a ship automated electric power system under a changing load,” Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, vol. 2, no. 110, pp. 54–70, 2021, doi: 10.15587/1729-4061.2021.229033.
[27] Wang, F., J. Zhao, T. Li, P. Guan, S. Liu, H. Wei, and L. Zhou, “Research on NOx emissions testing and optimization strategies for diesel engines under low-load cycles,” Atmosphere, vol. 16, p. 190, 2025, doi: 10.3390/atmos16020190.
[28] Stoliaryk, T., “Analysis of the operation of marine diesel engines when using engine oils with different structural characteristics,” Technology Audit and Production Reserves, vol. 5, no. 1(67), pp. 22–32, 2022, doi: 10.15587/2706-5448.2022.265868.
[29] Budashko, V., A. Sandler, and V. Shevchenko, “Diagnosis of the technical condition of high-tech complexes by probabilistic methods,” TransNav, the International Journal on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation, vol. 16, no. 1, pp. 105–111, 2022, doi: 10.12716/1001.16.01.11.
[30] Zablotsky, Y. V., “The use of chemical fuel processing to improve the economic and environmental performance of marine internal combustion engines,” Scientific Research of the SCO Countries: Synergy and Integration, 2019, doi: 10.34660/inf.2019.15.36257.
[31] Sagin, A. S., and Yu. V. Zablotskyi, “Reliability maintenance of fuel equipment on marine and inland navigation vessels,” Austrian Journal of Technical and Natural Sciences, nos. 7–8, pp. 14–17, 2021, doi: 10.29013/AJT-21-7.8-14-17.
[32] Gorb, S., M. Levinskyi, and M. Budurov, “Sensitivity optimisation of a main marine diesel engine electronic speed governor,” Scientific Horizons, vol. 24, no. 11, pp. 9–19, 2021, doi: 10.48077/scihor.24(11).2021.9-19.
[33] Maryanov, D., “Development of a method for maintaining the performance of drilling fluids during transportation by platform supply vessel,” Technology Audit and Production Reserves, vol. 5, no. 2(61), pp. 15–20, 2021, doi: 10.15587/2706-5448.2021.239437.
[34] Melnyk, O., O. Fomin, O. Shumylo, V. Yarovenko, M. Jurkovič, and V. Ocheretna, “Simulation of the interrelationship between energy efficiency and ship safety based on empirical data and regression analysis,” in Systems, Decision and Control in Energy VII (Studies in Systems, Decision and Control, vol. 596), V. Babak and A. Zaporozhets, Eds. Cham: Springer, 2025, doi: 10.1007/978-3-031-90462-2_16.
[35] Varbanets, R., O. Fomin, V. Píštěk, V. Klymenko, D. Minchev, A. Khrulev, V. Zalozh, and P. Kučera, “Acoustic method for estimation of marine low-speed engine turbocharger parameters,” Journal of Maritime Science and Engineering, vol. 9, p. 321, 2021, doi: 10.3390/jmse9030321.
[36] Lamas Galdo, M. I., L. Castro-Santos, and C. G. Rodriguez Vidal, “Numerical analysis of NOx reduction using ammonia injection and comparison with water injection,” Journal of Maritime Science and Engineering, vol. 8, no. 2, p. 109, 2020, doi: 10.3390/jmse8020109.
[37] Drazdauskas, M., and S. Lebedevas, “Numerical study on optimization of combustion cycle parameters and exhaust gas emissions in marine dual-fuel engines by adjusting ammonia injection phases,” Journal of Maritime Science and Engineering, vol. 12, p. 1340, 2024, doi: 10.3390/jmse12081340.
[38] Petrenko, T., “Study of physicochemical and geochemical aspects of enhanced oil recovery and CO2 storage in oil reservoirs,” Technology Audit and Production Reserves, vol. 2, no. 1(82), pp. 24–29, 2025, doi: 10.15587/2706-5448.2025.325343.
[39] Bian, J., L. Duan, and Y. Yang, “Simulation and economic investigation of CO2 separation from gas turbine exhaust gas by molten carbonate fuel cell with exhaust gas recirculation and selective exhaust gas recirculation,” Energies, vol. 16, p. 3511, 2023, doi: 10.3390/en16083511.
[40] Li, M., M. Qiu, Y. Li, H. Tang, R. Wu, Z. Yu, Y. Zhang, S. Ye, C. Zheng, Y. Qu, et al., “Research on ship carbon-emission monitoring technology and suggestions on low-carbon shipping supervision system,” Atmosphere, vol. 16, p. 773, 2025, doi: 10.3390/atmos16070773.
[41] Sagin, S., O. Haichenia, S. Karianskyi, O. Kuropyatnyk, R. Razinkin, A. Sagin, and O. Volkov, “Improving green shipping by using alternative fuels in ship diesel engines,” Journal of Maritime Science and Engineering, vol. 13, no. 3, p. 589, 2025, doi: 10.3390/jmse13030589.

У статті радіолокаційна відбивна здатність складних об’єктів (навігаційний об’єкт у атмосферному утворенні) під час їх спостереження судновим радіолокаційним поляризаційним комплексом (СРПК) надано у вигляді рівняння зв’язку між трьома матрицями. Дві матриці визначають енергетичні та параметричні характеристики повністю поляризованих хвиль, які опромінюють складний об’єкт радіолокаційного спостереження елементами яких є дійсні енергетичні параметри Стокса, а третя матриця розсіювання Мюллера луна-сигналів частково поляризованих хвиль складного об’єкту визначає його розсіювальні властивості, елементами якої є ефективні площі розсіювання навігаційного об’єкту і атмосферного утворення. Відбивна здатність навігаційного об’єкту представлена у вигляді чотирьох лінійних рівнянь і дає змогу визначити ефективні відбивні властивості його поверхні, шляхом вимірювання СРПК чотирьох параметрів Стокса луна-сигналів відбитої хвилі. З урахуванням розсіювальних властивостей атмосферних утворень обґрунтовано їхні відбивні властивості і представлено у вигляді матриці, що складається з 16 елементів, якими є середні для радіолокаційного об’єму ефективні поверхні розсіювання частинок атмосферного утворення, а поляризаційні властивості його визначають чотирикратним послідовним опроміненням повністю поляризованими хвилями визначених поляризацій і вимірюванням параметрів Стокса для кожної поляризації опромінювальної хвилі. Відбивні властивості складного об’єкта розглянуті з позицій розрізнення за поляризаційною структурою його луна-сигналів, індивідуальних особливостей спостережуваного СРПК навігаційного об’єкта на тлі луна-сигналу атмосферного утворення та представлені у вигляді матриці Мюллера.

Ключові слова: навігаційний об’єкт, атмосферне утворення, складний об’єкт, радіолокаційне спостереження, повністю поляризована хвиля, частково поляризована хвиля, відбивна здатність, рівняння зв’язку, енергетичні характеристики, параметричні характеристики, матриця розсіювання, параметри Стокса

[1] Ryzkov A., “The effect of nonuniform beat filling on the quality of radar polarimetric data,” in Proc. Fourth European Conf. on Radar in Meteorology and Hydrology (ERAD 2006), Barcelona, 18–22 Sept. 2006, pp. 1–4.
[2] Ryzkov A., Hydak D., and Scott J., “A new polarimetric scheme for attenuation correction at C-band,” in Proc. ERAD 2006, 2006, pp. 29–32.
[3] Ryzkov A. and Zrnic D., “The impact of depolarization on polarimetric signatures in snow,” in Proc. ERAD 2006, 2006, pp. 33–36.
[4] Hydak D., Rodriguez P., Lee G. W., Ryzhkov A., Fabry F., and Donaldson N., “Winter precipitation studies with a dual polarized C-band radar,” in Proc. ERAD 2006, 2006, pp. 9–12.
[5] Воробей В. І., Доронин В. В. та Роднянський Р. А., Суднові навігаційні радіолокаційні станції. Київ: КГАВТ, 2005, 76 с.
[6] Головін В. А. та Романенко Т. В., Радіолокація: програмний комплекс розрахунку діаграми зворотного розсіювання: навчальний посібник для студентів спеціальності 172 «Телекомунікації та радіотехніка». Київ: КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2021, 84 с.
[7] Мальцев В. В., Сисигін І. В. та Колесников К. О., «Підхід до моделювання радіолокаційних сигналів, відбитих від об’єктів складної просторової конфігурації», Радіопромисловість, № 1, с. 42–49, 2018.
[8] Обод І. І., Стрельницький О. О. та Андрусевич В. А., Інформаційна модель систем спостереження повітряного простору. Харків: ХНУРЕ, 2015, 270 с.
[9] Обод І. І., Черних О. П., Заволодько В. В. та Ткаченко О. Ю., «Інформаційна модель систем спостереження повітряного простору», Системи обробки інформації, вип. 5(142), с. 35–37, 2016.
[10] Крилов Є., «Перспективи розвитку радіолокаційних станцій збройних сил іноземних держав», Зарубіжний військовий огляд, № 2, с. 37–40, 2018.
[11] Korban D., “Polarization selection of navigation objects located in the zone of atmospheric formations,” Shipping & Navigation, iss. 32, pp. 56–70, 2021, doi: 10.31653/2306-5761.32.2021.56-70
[12] Korban D., “Polarization method for navigation object selection in ship radar observation,” Scientific Journals of the Maritime University of Szczecin, vol. 76, pp. 148–155, 2023.
[13] Korban D., Volkov O. and Kostenko P., “Parametric polarization radio-location method of improvement of radio-location observation of navigational objects against the background of natural hindrances,” Buletinul Universității Maritime Constanța, 2018.
[14] Stetsenko M., Melnyk O., Vorokhobin I. and Ivanova I., “Polarization-based target detection approach to enhance small surface object identification ensuring navigation safety,” System Research and Information Technologies, 2024.
[15] Korban D., Melnyk O., Onyshchenko O., et al., “Radar-based detection and recognition methodology of autonomous surface vehicles in challenging marine environment,” Scientific Journal of Silesian University of Technology, Series Transport, vol. 122, pp. 111–127, 2024.

Робота аналізує методи впровадження програмного продукту, що синтезує вантажну програму судна для розв’язання прямої й оберненої задач завантаження. Підготовка та розрахунок попереднього вантажного плану критично важливі для мореходності; відтак сучасні судна використовують комп’ютерні вантажні програми для складання таких планів і оцінювання безпеки. На судах також є документація для ручних розрахунків з використанням інтерполяційних таблиць і графіків. Втім, на старих судах програмне забезпечення може бути непрацездатним або відсутнім, що істотно ускладнює ручне планування. Використовуючи об’єктно-орієнтований підхід, обґрунтовується, що ефективна вантажна програма має складатися з двох модулів, які синтезують об’єкт «судно» та об’єкт «вантаж». Підкреслюється необхідність об’єктно-орієнтованих математичних описів судна й вантажу, відображених у комп’ютерну базу даних, сформовану на основі суднової вантажної документації. Додатково пропонується формування вектора показників мореходності, що обчислюється за цією базою даних. Подано результати розроблення модуля для внесення ключової інформації про вантажні приміщення, їхнє положення відносно корпусу та основні характеристики судна. Модуль підтримує структуроване введення даних, перевірки узгодженості й подальше розширення до оптимізаційних процедур. Загалом дослідження обґрунтовує базоцентричну, об’єктно-орієнтовану архітектуру вантажного планування, здатну працювати незалежно від застарілих програм, уніфікувати вихідні дані та забезпечувати синтез, оцінювання і подальшу автоматизацію попередніх вантажних планів за різних умов експлуатації.

Ключові слова: морська безпека судна, об’єктно-орієнтований підхід, вантажна програма судна, вантажний план, математична модель судна, база даних, суднова документація, морехідність.

[1] M.Z. Muis Alie, A. Ardianti, J. Juswan, T. Rachman, A. Alamsyah, N. Indah and Aulia N.S. “Ship Hull Construction Analysis to the Ultimate Strength Considering Damages”, TransNav, the International Journal on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation, vol. 19, no. 2, doi:10.12716/1001.19.02.21, pp. 515-521, 2025.
[2] L.L. Nikolaieva., T.Y. Omelchenko and O.V. Haichenia. “New Approach In Models for Managing the Vessel Unloading Process”, TransNav, the International Journal on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation, vol. 18, no. 4, doi:10.12716/1001.18.04.11, pp. 847-862, 2024.
[3] R. de Oliveira Bezerra, J.C.de Melo Bernardino, and R Esferra.. “Displacement Measurement System for Small-Scale Vessels Berthed in Physical Models of Port Terminals”. TransNav, the International Journal on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation, vol. 18, no. 1, doi:10.12716/1001.18.01.17, pp. 169-175, 2024.
[4] J. Kosiek, A. Kaizer, A. Salomon and A. Sacharko. “Analysis of Modern Port Technologies Based on Literature Review”, TransNav, the International Journal on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation, vol. 15, no. 3, doi:10.12716/1001.15.03.22, pp. 667-674, 2021.
[5] A. Karaś, “Smart Port as a Key to the Future Development of Modern Ports”, TransNav, the International Journal on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation, vol. 14, no. 1, doi:10.12716/1001.14.01.01, pp. 27-31, 2020.
[6] Ю.Ю. Васьков, ” Деякі питання оптимізації вантажних операцій навалочних суден” , Судноводіння, Вип. 6, С. 40 – 45, 2003.
[7] М.М. Цимбал, Ю.Ю. Васьков, “Формування оптимізаційної задачі проведення вантажних операцій навалочних суден “, Судноводіння, Вип. 7, С. 3 – 9, 2004.
[8] М.М. Цимбал, Ю.Ю. Васьков, “Розрахунок меж безлічі допустимих стратегій проведення вантажних операцій навалочних суден”, Судноводіння, Вип. 8, С. 22 – 31, 2004.
[9] М.Ю. Соколов, ” Метод формування вантажної програми судна з використанням раніше створеної бази даних “, Судноводіння, Вип. 18, С. 169 – 172, 2010.
[10] М.Ю. Соколов, “Методи оптимізації завантаження суден”, Судноводіння, Вип. 20,. С. 221 – 225, 2011.
[11] А.О. Чепок, “Вибір типів генеральних вантажів під час моделювання їх укладання у вантажні приміщення судна “, Судноводіння, Вип. 17, С. 233-238, 2009.
[12] А.О. Чепок, “Відображення параметрів посадки, остійності та загальної поздовжньої міцності у вантажній комп’ютерній програмі судна”, Судноводіння, Вип.19, С. 163-169, 2011.
[13] А.О. Чепок, “Розробка процедури відображення укладання генерального вантажу у трюмах судна “, Судноводіння, – Вип. 20. С. 146-149, 2011.
[14] Е.А. Власенко, “Визначення максимального значення горизонтальної складової сил інерцій, що діє на вантаж при хитавиці судна”, Science and Education a New Dimension. Natural and Technical Sciences, VI (18), Issue: 158, – С. 80-84, 2018.
[15] Е.А. Власенко, “Залежність сил інерції бортової качки від моменту інерції судна щодо поздовжньої осі “, Austria – science, Issue: 23, С. 54 – 60, 2019.
[16] Е.А. Власенко, “Допустиме завантаження контейнеровоза”, Science and Education a New Dimension. Natural and Technical Sciences, VI (22), Issue: 186, С. 87 – 94, 2018.
[17] Е.А.Власенко, Е.В.Калініченко, М.М. Цимбал, “Імітаційне моделювання завантаження контейнеровозу”, Austria – science, Issue: 26, С. 43 – 49, 2019.
[18] М.М. Цимбал, “Формування тензора завантаження контейнеровозу у разі проведення вантажних операцій у кількох портах”, Судноводіння, Вип. 29, С. 35-41, 2019.
[19] М.М. Цимбал “Розрахунок рейсового вантажного плану контейнеровозу”, Судноводіння, Вип. 30, С. 14 – 20, 2020.
[20] М.М. Цимбал, “Формування плану завантаження контейнеровозу”, Науковий вісник Херсонської державної морської академії, Вип. 2(17), С. 14 – 20, 2020.
[21] М.М. Цимбал, ” Планування завантаження контейнеровозу у разі проведення вантажних операцій у кількох портах”, Science and Education a New Dimension. Natural and Technical Sciences, VIII (27), Issue: 224, С. 71 – 73. 2020.

Дослідження пропонує методологію поєднання ансамблевих моделей для прогнозування ключових параметрів діяльності морського агента в сервісних ергатичних системах. Воно синтезує бустинг, стекінг і гібридні архітектури з елементами глибинного навчання для обробки складних нелінійних і часових даних з нерівномірностями, типовими для портової логістики. Модульний прототип рішення спирається на порівняльну оцінку моделей: LightGBM, трикомпонентний стекінг (дерево рішень, логістична регресія, SVM) та гібрид Random Forest + LSTM. Оптимізація здійснюється за критерієм мінімізації ризику, причому виходи ансамблю безпосередньо інформують управлінські рішення. За метриками Accuracy, F1-score та інверсною MAE LightGBM перевершила альтернативи приблизно на 20%. У роботі проаналізовано ризики операційних втрат через неточне планування часу обробки судна та надмірний час стоянки біля причалу. Використовуючи прототип системи підтримки рішень і розроблену концепцію оцінювання ризиків, подано рекомендації агентам щодо зменшення додаткових простоїв суден, спричинених затримками або непередбачуваною завантаженістю, що мінімізує нові операційні витрати. Практично результати забезпечують стратегію проактивного зниження ризиків і оптимізації розподілу ресурсів завдяки високоточним прогнозам. Теоретично вони демонструють життєздатність складних ансамблевих методів із домінантним компонентом бустингу для широкого кола завдань оптимальної підтримки рішень у сервісних ергатичних системах за умов стохастичних коливань операційного попиту.

Ключові слова: ансамблеве машинне навчання, морське агентування, система підтримки прийняття рішень, LightGBM, градієнтний бустинг, операційний ризик.

[1] L. R. Abreu, I. S. F. Maciel, J. S. Alves, L. C. Braga, and H. L. J. Pontes, “A decision tree model for the prediction of the stay time of ships in Brazilian ports,” Engineering Applications of Artificial Intelligence, vol. 118, art. 105634, 2023, doi: 10.1016/j.engappai.2022.105634.
[2] N. Evmides, S. Aslam, T. T. Ramez, M. P. Michaelides, and H. Herodotou, “Enhancing prediction accuracy of vessel arrival times using machine learning,” Journal of Marine Science and Engineering, vol. 12, no. 8, art. 1362, 2024, doi: 10.3390/jmse12081362.
[3] Y. Li and Z. Wang, “biSAMNet: A novel approach in maritime data completion using deep learning and NLP techniques,” Journal of Marine Science and Engineering, vol. 12, no. 6, art. 868, 2024, doi: 10.3390/jmse12060868.
[4] W. Peng, X. Bai, D. Yang, K. F. Yuen, and J. Wu, “A deep learning approach for port congestion estimation and prediction,” Maritime Policy & Management, vol. 50, no. 7, pp. 835–860, 2022, doi: 10.1080/03088839.2022.2057608.
[5] Z. Chu, R. Yan, and S. Wang, “Vessel turnaround time prediction: A machine learning approach,” Ocean and Coastal Management, vol. 249, art. 107021, 2024, doi: 10.1016/j.ocecoaman.2024.107021.
[6] R. Yan, Z. Chu, L. Wu, and S. Wang, “Predicting vessel service time: A data-driven approach,” Advanced Engineering Informatics, vol. 62, art. 102718, 2024, doi: 10.1016/j.aei.2024.102718.
[7] J.-H. Yoon, S.-W. Kim, J.-S. Jo, and J.-M. Park, “A comparative study of machine learning models for predicting vessel dwell time estimation at a terminal in the Busan New Port,” Journal of Marine Science and Engineering, vol. 11, no. 10, art. 1846, 2023, doi: 10.3390/jmse11101846.
[8] Y. Yang, Y. Liu, G. Li, Z. Zhang, and Y. Liu, “Harnessing the power of machine learning for AIS data-driven maritime research: A comprehensive review,” Transportation Research Part E: Logistics and Transportation Review, vol. 183, art. 103426, 2024, doi: 10.1016/j.tre.2024.103426.
[9] S. Filom, A. M. Amiri, and S. Razavi, “Applications of machine learning methods in port operations – A systematic literature review,” Transportation Research Part E: Logistics and Transportation Review, vol. 161, art. 102722, 2022, doi: 10.1016/j.tre.2022.102722.
[10] V. Jidkov, R. Abielmona, and A. Teske, “Enabling maritime risk assessment using natural language processing-based deep learning techniques,” in Proc. IEEE Symposium Series on Computational Intelligence (SSCI), 2020, pp. 2469–2476, doi: 10.1109/SSCI47803.2020.9308441.
[11] М. Рудніченко, Т. Отрадська, Д. Шибаєв, І. Петров, та М. Полікарпов, «Розробка системи підтримки прийняття рішень для менеджера з управління ІТ-проектами,» Інформаційні технології та суспільство, вип. 2, с. 50–57, 2021, doi: 10.32689/maup.it.2021.2.6.
[12] М. Д. Рудніченко та І. М. Петров, «Особливості використання концепції єдиного інформаційного простору для потреб сервісних ергатичних систем на морському транспорті,» у Proc. International Multidisciplinary Conf. “Science and Technology of the Present Time: Priority Development Directions of Ukraine and Poland”, т. 1, Wołomin, Poland, 19–20 Oct. 2018, с. 106–108. Wołomin: Baltija Publishing, 2018.
[13] I. Petrov, V. Samoilenko, I. Kotelnikova, V. Tomakh, and N. Bocharova, “Leadership’s role in navigating sustainability and digitalization in enterprise,” International Journal of Organizational Leadership, vol. 12, pp. 165–182, 2023, doi: 10.33844/ijol.2023.60378.
[14] B. Wiśnicki, T. Dzhuguryan, S. Mielniczuk, I. Petrov, and L. Davydenko, “A decision support model for lean supply chain management in city multifloor manufacturing clusters,” Sustainability, vol. 16, no. 20, art. 8801, 2024, doi: 10.3390/su16208801.
[15] O. Melnyk, O. Onishchenko, and A. Zaporozhets, Eds., “Causal model and cluster analysis of marine incidents: Risk factors and preventive strategies,” in Maritime Systems, Transport and Logistics I, Studies in Systems, Decision and Control, vol. 580. Cham, Switzerland: Springer, 2025, pp. 89–105, doi: 10.1007/978-3-031-82027-4_6.
[16] O. Melnyk, O. Onishchenko, T. Melenchuk, I. Petrov, and O. Moskaliuk, “Study of the human factor influence on ergonomic management systems in maritime transport,” in Systems, Decision and Control in Energy VII, Studies in Systems, Decision and Control, vol. 596. Cham, Switzerland: Springer, 2025, pp. 337–350, doi: 10.1007/978-3-031-90462-2_20.
[17] Є. А. Петріченко, І. М. Петров, та М. Д. Рудніченко, «Реалізація інформаційної системи автоматизації виробничої діяльності морського агента у сервісній ергатичній системі,» у Проблеми розвитку морського транспорту і туризму. Частина 2: серія монографій, під ред. О. Г. Шибаєва. Одеса, Україна: КУПРІЄНКО СВ, 2020, с. 31–39.
[18] М. Д. Рудніченко та І. М. Петров, «Розробка бази даних інформаційної системи автоматизації обліку операційних дій морського агента у сервісній ергатичній системі,» у Морський транспорт і туризм: сучасний стан та перспективи розвитку. Частина 1: серія монографій «Проблеми розвитку морського транспорту і туризму», ч. 3, під ред. О. Г. Шибаєва. Одеса, Україна: КУПРІЄНКО СВ, 2021, с. 119–125.
[19] М. Рудніченко, Н. Шибаєва, Т. Отрадська, О. Потієнко, І. Шпінарева, та І. Петров, «Система оцінки та аналізу текстового контенту на базі алгоритмів машинного навчання,» у Обробка інформації в системах управління та прийняття рішень. Проблеми та рішення: монографія, за наук. ред. В. Вичужаніна (та ін.). Одеса, Україна: НУ «ОМА», 2023, с. 160–189.
[20] N. Rudnichenko, V. Vychuzhanin, D. Shvedov, T. Otradskya, and I. Petrov, “Information system for generating recommendations for risk-oriented trading strategies based on deep learning,” in Proc. 7th Workshop for Young Scientists in Computer Science & Software Engineering (CS&SE@SW 2024). Kryvyi Rih, Ukraine: Kryvyi Rih National University; Kryvyi Rih State Pedagogical University, 2024, pp. 110–119. ISSN 1613-0073. URN: urn:nbn:de:0074-3917-X. Available: https://ceur-ws.org/Vol-3917

Виникнення приєднаних маси та моментів спричинено наявністю шару води, яка рухається разом із судном при виконанні будь яких маневрів. Наявність цього шару води призводить до значного збільшення маси судна і впливає на значення складових інерційних сил і моментів. Цей вплив обумовлений появою додаткової складової у виразі для кінетичної енергії системи корпус- рідина за рахунок кінетичної енергії рідини, яка визначається приєднаними (додатковими) масами рідини в напрямку осей координат, перехресними приєднаними масами, приєднаними моментами навколо осей координат і приєднаними статичними моментами мас. При плоскому русі симетричного судна не нульовими вважаються чотири із цих величин, а саме: повздовжні і поперечні приєднані маси, приєднаний момент навколо осі обертання судна і статичний момент, викликаний зсувом поперечних приєднаних мас навколо осі обертання судна. При побудові математичних моделей руху судна переходять до безрозмірних величин, які називають коефіцієнтами відповідних приєднаних мас і моментів. Теоретичні та експериментальні дослідження показують, що приєднані маси і моменти навіть на глибокій моді можуть збільшувати складові інерційних сил і моментів майже в два рази, тому їх точне визначення є важливою задачею для прогнозування руху судна. Цій проблемі присвячено багато робіт, за допомогою теоретичних і експериментальних досліджень отримана значна кількість емпіричних моделей для їх визначення. При цьому виявились значні розбіжності результатів, отриманих за допомогою цих моделей. В даному дослідженні отримана строга оцінка можливої області зміни приєднаних мас і моменту при маневруванні судна на глибокій воді, проведений аналіз існуючих моделей і запропонована ефективна емпірична модель для їх визначення.

Ключові слова: приєднані маси, приєднані моменти корпусу судна, маневри судна, емпіричні формули.

[1] Першиц Р. Я., Керованість і управління судном. Л.: Суднобудування, 1983.
[2] Соболев Г. В., Керованість корабля і автоматизація судноводіння. Л.: Суднобудування, 1976.
[3] Гофман А. Д., Гребний-рульовий комплекс і маневрування судна: довідник. Л.: Суднобудування, 1988.
[4] Васильєв А. В., Керованість суден: навчальний посібник. Л.: Суднобудування, 1989.
[5] Ремез Ю. В., Хитавиця корабля. Л.: Суднобудування, 1983, 328 с.
[6] Павленко В.Г., Хідкість і керованість суден. Транспорт, 1991, 397 с.
[7] Міюсов М. В., Режими роботи і автоматизація пропульсивного комплексу теплохода з вітродвигунами. Одеса: ОГМА, ОКФА, 1996.
[8] Кривий О. Ф., Методи математичного моделювання в задачах судноводіння. Одеса: ОНМА, 2015.
[9] Ogawa A., Koyama T., Kijima K., “MMG report-I: on the mathematical model of ship manoeuvring,” Bull. Soc. Naval Archit. Jpn., no. 575, pp. 22–28, 1977. [in Japanese].
[10] Ogawa A., Kasai H., “On the mathematical method of manoeuvring motion of ships,” Int. Shipbuild. Prog., vol. 25, no. 292, pp. 306–319, 1978.
[11] Matsumoto K., Suemitsu K., “The prediction of manoeuvring performances by captive model tests,” J. Kansai Soc. Naval Archit. Jpn., no. 176, pp. 11–22, 1980. [in Japanese].
[12] Inoue S, Hirano M., Kijima K., Takashina J., “A practical calculation method of ship maneuvering motion,” Int. Shipbuild. Prog., vol. 28, no. 325, pp. 207–222, 1981.
[13] Inoue S, Hirano M., Kijima K., “Hydrodynamic derivatives on ship manoeuvring,” Int. Shipbuild. Prog., vol. 28, no. 321, p. 67, 1981.
[14] Yoshimura Y., Masumoto Y., “Hydrodynamic database and manoeuvring prediction method with medium high-speed merchant ships and fishing vessels,” in Proc. Int. Conf. Marine Simulation and Ship Manoeuvrability (MARSIM 2012), 2012, pp. 494–504
[15] Yoshimura Y., Ma N., “Manoeuvring prediction of fishing vessels,” in Proc. MARSIM ’03, 2003, pp. RC-29-1–RS-29-10.
[16] Yoshimura Y., Masumoto Y., “Hydrodynamic force database with medium high speed merchant ships including fishing vessels and investigation into a manoeuvring prediction method,” J. Japan Soc. Naval Architects Ocean Eng., vol. 14, pp. 63–73, 2011, doi: 10.2534/jjasnaoe.14.6
[17] Yasukawa H., Yoshimura Y., “Introduction of MMG standard method for ship maneuvering predictions,” J. Mar. Sci. Technol., vol. 20, pp. 37–52, 2015, doi: 10.1007/s00773-014-0293-y
[18] Yasukawa H., Sakuno R., “Application of the MMG method for the prediction of steady sailing condition and course stability of a ship under external disturbances,” J. Mar. Sci. Technol., vol. 25, pp. 196–220, 2020, doi: 10.1007/s00773-019-00641-4
[19] Ayub F.A., Furukawa Y., “Comparison between cubic and quadratic models of hydrodynamic derivatives to the ship course stability index,” Int. J. Technol., vol. 15, no. 5, pp. 1502–1523, 2024, doi: 10.14716/ijtech.v15i5.7036
[20] Kривий О. Ф., Міюсов M. В., “Математична модель плаского руху судна за наявності вітродвигунів”, Судноводіння, № 26, с. 110–119, 2016.
[21] 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, Int. J. Marine Navigation Saf. Sea Transp., vol. 15, no. 4, pp. 853–864, 2021, doi: 10.12716/1001.15.04.18
[22] Kryvyi O. F., Miyusov M. V., “Mathematical model of hydrodynamic characteristics on the ship’s hull for any drift angles,” in Advances in Marine Navigation and Safety of Sea Transportation. Boca Raton, FL, USA: CRC Press, 2019, pp. 111–117, doi: 10.1201/9780429341939
[23] Kryvyi O., Miyusov M. V., Kryvyi M., “Construction and analysis of new mathematical models of the operation of ship propellers in different maneuvering modes,” TransNav, Int. J. Marine Navigation Saf. Sea Transp., vol. 17, no. 1, pp. 853–864, 2023, doi: 10.12716/1001.17.01.09
[24] Kryvyi O., Miyusov M. V., Kryvyi M., “Analysis of known and construction of new mathematical models of forces on a ship’s rudder in an unbounded flow analysis,” TransNav, Int. J. Marine Navigation Saf. Sea Transp., vol. 17, no. 4, pp. 831–839, 2023, doi: 10.12716/1001.17.04.09
[25] Yoshimura Y., Nakamura M., Taniguchi T., and Yasukawa H., “Empirical formulas of hydrodynamic parameters for predicting ship maneuvering based on the MMG-model,” Ocean Eng., vol. 337, p. 121831, 2025, doi: 10.1016/j.oceaneng.2025.121831
[26] Wendel K., “Hydrodynamische Massen und hydrodynamische Massenträgheitsmomente,” Jahrb. Schiffbautechn. Ges., vol. 44, pp. 207–255, 1950. [in German].
[27] Korotkin A. I., Added Masses of Ship Structures. Dordrecht, The Netherlands: Springer, 2009, doi: 10.1007/978-1-4020-9432-3
[28] Motora S., “On the measurement of added mass and added moment of inertia of ships in steering motion,” in Proc. 1st Symp. Ship Manoeuvrability, David Taylor Model Basin Rep. 1461, Washington, DC, USA, 1960.
[29] Motora S., “On the measurement of added mass and added moment of inertia for ship motions,” J. Zosen Kiokai, no. 105, pp. 83–92, 1959. [in Japanese].
[30] Motora S., “On the measurement of added mass and added moment of inertia for ship motions: part 2. Added mass for the longitudinal motions,” J. Zosen Kiokai, no. 106, pp. 59–62, 1960. [in Japanese].
[31] Clarke D. et al., “The application of manoeuvring criteria in hull design using linear theory,” in Spring Meeting of the Royal Institution of Naval Architects, 1982.
[32] Hooft J.P., Pieffer J.B.M., “Manoeuvrability of frigates in waves,” Mar. Technol., vol. 25, 1988.
[33] Zhou Z., Yan S., Feng W., “Maneuvering prediction of multiple-purpose cargo ships,” Ship Eng., vol. 6, pp. 21–36, 1983. [in Chinese].
[34] Sadakane H., Toda Y., Lee Y.-S., “The simplified formulas to predict the coefficients of added mass and yaw added moment of inertia of a ship in shallow water,” J. Japan Inst. Navigation, pp. 11–20, 2001.
[35] Schneekluth H., and Bertram V., Ship Design for Efficiency and Economy, 2nd ed. Oxford, U.K.: Butterworth-Heinemann, 1998.
[36] ITTC, “Appendix A: Manoeuvring in shallow and confined waters,” in Proc. 23rd Int. Towing Tank Conf., vol. 1, Venice, Italy, 2002, pp. 201–234.