WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

На правах рукописи

Иванов Михаил Александрович

МЕТОДЫ АНАЛИЗА КОНТЕНТА БАЗ ДАННЫХ НАВИГАЦИОННЫХ ТРЕНАЖЁРОВ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ СУДОВОДИТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО ВОДНОГО ТРАНСПОРТА

Специальность: 05.22.19 – Эксплуатация водного транспорта, судовождение

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Москва – 2012

Работа выполнена в ФБОУ ВПО «Московской государственной академии водного транспорта»

Научный консультант: кандидат технических наук Демченков Олег Владимирович

Официальные оппоненты: доктор военных наук, профессор Катенин Владимир Александрович кандидат технических наук Яппаров Евгений Романович

Ведущая организация: ФБОУ ВПО «Волжская государственная академия водного транспорта»

Защита диссертации состоится 16 мая 2012 года в 1200 часов на заседании диссертационного совета Д 223.006.01 при Московской государственной академии водного транспорта по адресу: 117105, г. Москва, Новоданиловская набережная, д.2, корп.1, Учёный совет, ауд. 336.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московской государственной академии водного транспорта.

Объявления о защите диссертации и автореферат размещены на сайте:

www.msawt.ru, сайте ВАК http://vak.ed.gov.ru/ru

Автореферат разослан «03» апреля 2012 г.

Ученый секретарь Диссертационного совета Д 223.006.01, кандидат технических наук, доцент Корчагин Е.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Устойчивое и надёжное функционирования внутреннего водного транспорта (ВВТ) на сегодняшний день является одной из актуальных задач развития транспортного комплекса РФ. Транспортные происшествия (ТП) относятся к разряду основных сдерживающих факторов нормального функционирования ВВТ. По сведениям Управления государственного морского и речного надзора (Госморречнадзора) с 2008 по 20годы количество ТП на внутренних водных путях (ВВП) выросло почти в два раза. К основным причинам возникновения ТП на ВВП специалисты Госморречнадзора относят: нарушение требований нормативных документов по безопасности судоходства; высокую степень износа транспортных средств и механизмов, а также ошибки судоводителей. Кроме того, в последние годы официально зафиксирована устойчивая тенденция снижение уровня профессиональной подготовки плавсостава ВВТ.

В соответствии с требованиями Минтранса России при подготовке, переподготовке и повышении квалификации судоводительского состава ВВТ с 2000 года введено требование обязательной тренажёрной подготовки с использованием навигационных тренажёров.

Анализ нормативных документов, изучение отечественных и зарубежных научных публикаций, посвящённых профессиональной подготовке судоводителей с использованием навигационных тренажёров, а также практический опыт проведения освидетельствований навигационных тренажёров и учебнотренажёрных центров (УТЦ) для профессиональной подготовки судоводителей ВВТ позволяет сделать вывод о недостаточном внимании к исследованию следующих вопросов:

­ существующие подходы к оценке целесообразности применения навигационных тренажёров в большей степени являются обобщёнными и не учитывают особенности эксплуатации судов на ВВП;

­ выбор навигационных тренажёров конкретных производителей для оснащения УТЦ осуществляется в соответствии с требованиями заказчика, которые в основном базируются на эмпирическом опыте и интуиции;

­ отсутствуют научно-обоснованные методы формирования содержимого (контента) баз данных (БД) навигационных тренажёров с учётом специфики конкретных водных бассейнов ВВП РФ и типов эксплуатируемых судов, что не способствует организации качественной тренажёрной подготовки судоводителей внутреннего водного транспорта в целом;

­ вопросы выявления взаимной связи качества профессиональной подготовки судоводителей с контентом БД современных навигационных тренажёров в настоящее время недостаточно проработаны, а для судоводителей ВВТ в такой постановке не изучались и в связи с этим являются актуальными.

Научной задачей, решаемой в диссертационной работе, является разработка методического подхода к анализу контента баз данных навигационных тренажёров, применяемых для профессиональной подготовки судоводителей внутреннего водного транспорта.

Разработанные в диссертации методы предназначены для специалистов Минтранса России и подведомственных ему учреждений, УТЦ, судоходных компаний, профильных учебных заведений ВВТ Российской Федерации, а также для производителей тренажёров и судоводителей ВВТ.

Объектом исследования диссертационной работы являются навигационные тренажёры, применяемые для профессиональной подготовки судоводительского состава ВВТ в целях обеспечения безопасности судоходства.

Предмет исследования – контент баз данных навигационных тренажёров, использующихся в учебно-тренажёрных центрах для профессиональной подготовки судоводителей внутреннего водного транспорта.

Цель исследования заключается в разработке научно обоснованного методического подхода к анализу контента БД существующих и формированию контента баз данных перспективных навигационных тренажёров для организации качественной профессиональной подготовки судоводителей ВВТ и создания условий безаварийной эксплуатации судов на ВВП Российской Федерации.

Задачи исследования. Решение научной задачи и достижение цели исследования реализуются путём детального изучения следующих вопросов:

1. Обзор существующих подходов к снижению аварийности на ВВТ, обоснование важности и перспективности тренажёрной подготовки для формирования устойчивых навыков и умений у судоводителей внутреннего водного транспорта в рамках решаемой проблемы.

2. Изучение способов классификации и анализа конструктивных особенностей современных навигационных тренажёров, используемых для подготовки плавсостава судов водного транспорта. Выявление характерных особенностей навигационных тренажёров для подготовки судоводителей ВВТ.

3. Обзор существующих способов оценки эффективности навигационных тренажёров. Обоснование взаимной связи качества подготовки судоводителей внутреннего водного транспорта с контентом БД навигационных тренажёров.

4. Разработка методов анализа контента баз данных навигационных тренажёров как составной части системы поддержки принятия решений (СППР) при выборе существующих, планировании модернизации и проектировании перспективных навигационных тренажёров для подготовки судоводителей ВВТ.

Методы исследования. Научная задача диссертационной работы решена с использованием основных положений системного подхода к анализу предметной области, методов математической статистики, кластерного анализа, теории множеств и матричной алгебры.

В диссертационной работе получены следующие новые теоретические результаты, выносимые на защиту:

1. Разработаны и исследованы базовые методы анализа контента баз данных навигационных тренажёров для подготовки судоводителей ВВТ в составе:

­ метод кластерного анализа контента баз данных навигационных тренажёров для подготовки судоводителей внутреннего водного транспорта;

­ метод обоснования выбора навигационного тренажёра конкретного производителя для оснащения учебно-тренажёрного центра, осуществляющего подготовку судоводителей внутреннего водного транспорта;

­ метод подбора УТЦ и навигационного тренажёра при организации подготовки судоводителей ВВТ для конкретного водного бассейна;

­ метод проектирования контента баз данных перспективных навигационных тренажёров для судоводителей внутреннего водного транспорта.

2. Обоснована целесообразность интегрирования разработанных в диссертации методов в рамках пассивной СППР для лиц, ответственных за организацию профессиональной подготовки судоводителей внутреннего водного транспорта – «лиц, принимающих решение» (ЛПР).

Практическая значимость результатов диссертации. Разработана методология анализа контента баз данных навигационных тренажёров в виде конкретных блок-схем алгоритмов принятия решения специалистами, ответственных за профессиональную подготовку судоводителей ВВТ.

Результаты исследований реализованы в «Положении о проведении освидетельствования учебно-тренажёрных центров, тренажёров, предназначенных для обучения судоводительского состава внутреннего водного транспорта, и проверки уровня подготовки инструкторов», разработанном в ФБОУ ДПО «Речной учебно-методический центр».

Публикации. Материалы исследований опубликованы в 9 печатных работах, в том числе 5 статей опубликовано в журналах, входящих в перечень ВАК: «Речной транспорт (XXI-век)» и «Мир транспорта».

Апробация работы. Основные положения диссертации и научнопрактические результаты апробированы специалистами НПК «Системы и технологии» при разработке проектов баз данных навигационных тренажёров для УТЦ «ШКВАЛ» (Рыбинск) и «Румб» (Котлас), докладывались на XXXII научнопрактической конференции Московской государственной академии водного транспорта, а также на ХХХVII Всероссийской конференции «Управление движением корабля и специальными аппаратами».

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 116 листах машинописного текста и содержит введение, три главы, заключение, список использованных источников и два приложения, в том числе - 26 рисунков, 14 таблиц и 117 наименований источников.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ Во введении обоснована актуальность темы, определены научная задача и цели исследований, сформулированы положения, выносимые на защиту, а также приводится краткая аннотация глав диссертации, сведения о публикациях и апробации.

В первой главе рассмотрены основные подходы к снижению аварийности на ВВП. Дан обзор навигационных тренажёров, применяемых для подготовки судоводителей ВВТ. Выявлены основные конструктивные и программные особенности современных навигационных тренажёров, а также способы и критерии оценки их эффективности. Исследованы статистические данные о ТП на ВВП во взаимной связи с контентом БД современных навигационных тренажёров.

Обоснована актуальность разработки научно обоснованного методического подхода к анализу контента БД навигационных тренажёров для подготовки судоводителей ВВТ. Сформулирована постановка задачи исследований.

По результатам первой главы сделаны следующие выводы:

1. Анализ ежегодных отчётов о ТП на ВВП в период 1998-2010 гг., представленный в виде графиков на рисунке 1, позволил выявить, что основными видами ТП на ВВП являются: удары, посадки на мель, столкновения, что свидетельствует о низком уровне профессиональном подготовки судоводителей.

Распределение количества ТП на ВВП за рассматриваемый период позволяет сделать вывод о существовании причинно-следственной связи количества ТП на ВВП с периодичностью профессиональной подготовкой судоводителей ВВТ с использованием навигационных тренажёров.

Рисунок 1 – Распределение основных причин транспортных происшествий на внутренних водных путях РФ в период с 1998 по 2010 гг.

2. Для подготовки судоводительского состава ВВТ в настоящее время применяют «морские» навигационные тренажёры, которые адаптируют для подготовки судоводителей ВВТ, что создает дополнительные предпосылки к недостаточному уровню профессиональной подготовки обучаемых.

3. Анализ конструктивных и программных особенностей навигационных тренажёров позволил установить, что основным отличительным признаком навигационных тренажёров различных производителей является контент БД.

4. Анализ существующих подходов к оценке навигационных тренажёров, позволил сделать вывод, что они носят частный, порой не взаимосвязанный, характер или же являются обобщёнными. Процедура выбора навигационного тренажёра происходит лишь в соответствии с требованиями заказчика, которые базируются на его опыте и интуиции.

5. Анализ годовых отчётов о ТП на ВВП в период 2007–2009 гг. и материалов результатов расследований ТП на ВВП позволил выявить отсутствие системного подхода к формированию контента БД современных навигационных тренажёров в УТЦ РФ. Это подтверждается результатами сравнительного анализа статистических данных по зарегистрированным на территории РФ типам судов ВВТ с распределением типов и групп судов, участвовавших в ТП на ВВП, а также полнотой представления их в контенте БД навигационных тренажёров, что отражено на рисунках 2 и 3. Отсутствие системного подхода наблюдается и при анализе районов плавания ВВП, реализованных в БД навигационных тренажёров.

6. На фактическом материале обосновано утверждение, что для организации качественной подготовки судоводительского состава ВВТ необходимы научно обоснованные методы анализа контента баз данных для разработки технических заданий на проектирование «речных» или модификации «морских» навигационных тренажёров с учётом специфики конкретных водных бассейнов.

Таким образом, научная задача разработки методического подхода к анализу контента баз данных навигационных тренажёров для подготовки судоводителей ВВТ является актуальной.

Вторая глава диссертации посвящена непосредственно разработке базовых методов анализа контента баз данных навигационных тренажёров для подготовки судоводителей ВВТ в рамках единого методического подхода.

В соответствии с принципами системного подхода к изучению предметной области был обоснован перечень параметров для анализа контента баз данных навигационных тренажёров, применяемых при подготовке судоводителей внутреннего водного транспорта. Исследуемые элементы БД сгруппированы по смысловому содержанию в три кластера: «типы транспортных средств ВВТ» (кластер «С»); «гидротехнические сооружения» (кластер «Г») и «элементы ВВП» (кластер «В»), которые являются составными частями разработанной автором концепции СГВ-системы.

Скоростные суда - 3,4% Наливные Наливные суда - 7,5% Пассажирские Толкаемые и суда - 3% Прочие - 36,6% Буксируемые суда - 10,8% буксирные суда - 40% составы - 2,9% Пассажирские суда-9% Сухогрузные суда - 11,4% Сухогрузные суда - 37,1% Толкаемые составы - 38,3% а) распределение типов «речных и озерных» б) распределение типов судов, участвовавших судов зарегестирированных на территории РФ в ТП на ВВП РФ в 2007-2009 гг.

на конец 2008 года Наливные Скоростные суда суда Пассажирские Буксируемые суда составы Сухогрузные суда Толкаемые составы в) распределение типов судов, представленных в контенте БД навигационных тренажеров, в УТЦ РФ Рисунок 2 – Распределение типов судов, зарегистрированных на территории РФ (а), участвовавших в ТП на ВВП (б) и представленных в контенте баз данных навигационных тренажёров (в) 100% 80% 60% 53% 34% 40% 27% 24% 22% 15% 20% 12% 5% 5% 3% 0% I группа II группа III группа IV группа V группа группы судов ВВТ Процентное соотношение групп судов, участвовавших в ТП на ВВП в 2007-2009 годах Процентное соотношение групп судов, представленных в контенте БД навигационных тренажёров Рисунок 3 – Распределение судов по группам, в соответствии с мощностью главных двигателей, участвовавших в ТП на ВВП в период 2007–2009 гг.

и представленных в контенте баз данных навигационных тренажёров % 1. Метод кластерного анализа контента БД навигационных тренажёров для подготовки судоводителей ВВТ предназначен для оценки полноты представления элементов СГВ-системы в БД навигационных тренажёров, использующихся в УТЦ для подготовки судоводителей ВВТ.

Для решения задач подобного класса удобно использовать модель «Куб безопасности», которая позволяет наглядно иллюстрировать взаимные связи между составными элементами (объектами) исследуемых категорий и сводится к построению развёрток по осям XY, XZ и ZY как показано на рисунке 4.

Каждая развёртка является таблицей (матрицей), элементы которой принимают значения 0 или 1, в зависимости от наличия или отсутствия данного элемента СГВ-системы в рассматриваемой категории. Развёртки XY, XZ и ZY могут быть представлены в виде матриц следующего вида:

XZ ZY Элементы Навигационные СГВ-системы, тренажёры, представленные применяемые в контенте БД в конкретных навигационных водных бассейнах тренажёров ВВП РФ Характерные элементы СГВ-системы конкретных водных бассейнов ВВП РФ XY Рисунок 4 – Взаимосвязь категорий, использующихся для анализа контента баз данных навигационных тренажёров b11 b12... b1n t11 t12... t1n с11 с12... с1m b21 b22... b2n t21 t22... t2n с21 с22... с2m XY ; XZ ; ZY , (1)....................................

bk1 bk 2... bkn tm1 tm2... tmn сk1 сk 2... сkm где bij – j-й элемент СГВ-системы i-го водного бассейна ВВП, i=1…k, j=1…n;

tij – j-й элемент СГВ-системы в базе данных i-го тренажёра, i=1…m, j=1…n;

cij – j-й навигационный тренажёр, используемый в i-ом водном бассейне ВВП, i=1…k, j=1…m;

k – количество водных бассейнов;

m – количество исследуемых типов навигационных тренажёров различных фирм производителей для подготовки плавсостава судов ВВТ;

n – количество элементов СГВ-системы, в общем случае k m n.

Для проведения кластерного анализа контента БД навигационных тренажёров, используем элементы матрицы XZ и для каждого g-го навигационного тренажёра вычисляем безразмерный коэффициент полноты представления (процент реализации) элементов СГВ-системы Кt (g), используя следующую математическую зависимость:

n 1Кt (g) , g {1,2,…,m}. (2) tgj n jТогда процедура кластерного анализа контента баз данных навигационных тренажёров для подготовки судоводителей ВВТ сводится к попарному сравнению значений элементов вектора Кt Кt (1), Кt (2),, Кt (m).

2. Метод обоснования выбора навигационного тренажёра конкретного производителя для оснащения УТЦ, осуществляющего подготовку судоводителей ВВТ разработан для следующих альтернатив:

(2.а) выбор навигационного тренажёра для УТЦ из уже существующих тренажёров, имеющих свидетельство Минтранса России;

(2.б) формирование предложений по модернизации контента БД существующих тренажёров для оснащения УТЦ конкретного водного бассейна.

Для решения задачи (2.а) используем развертки XY и XZ из рисунка 3.

Выбор навигационного тренажёра из уже существующих тренажёров для оснащения УТЦ s-го водного бассейна s{1,2,…,k} сводится к извлечению из матрицы XY (2) соответствующей вектор-строки вида:

XYs bs1,bs2,,bsn B. (3) s T В результате перемножения матрицы XZ на вектор Bs получаем векторстолбец размерности (1 х m) вида:

n t b 1 j sj j1 БДs(1) n БДS (2), (4) t b 2 j sj БД j s....

....

n БДs (m) t b mj sj j где m – количество исследуемых типов навигационных тренажёров.

БД s(j) Каждый элемент БДs (s {1,2,…,k}, j 1, m ) определяет количество элементов СГВ-системы конкретного s-го водного бассейна, присутствующих в контенте БД g-го навигационного тренажёра. Рекомендуемой модели навигационного тренажёра для оснащения конкретного УТЦ будет БД s, max соответствовать элемент вектора БДs с наибольшим числовым значением :

max БД s (i) БД s i{1,..., g{1,2,…,m}: (g) =. (5) m} Решение задачи (2.б) заключается в обосновании необходимости изменения количества элементов СГВ-системы в контенте базы данных g-го навигационного тренажёра с учётом индивидуальных требований заказчика и особенностей s-го водного бассейна. Для этого осуществляется дополнительный информационный поиск в нормативных документах и публикациях, а также проводится оценка навигационных (путевых) условий конкретного водного бассейна или его участков, а также эксплуатируемых судов.

Используем развёртку XY и строку, соответствующую конкретному s-му (1) водному бассейну, и на основании этого формируем B B :

s s (1) (0) B B B s s s, (6) (0) (1) (0) ( (1) (0) B {bsj} : bsj 0, i 1, ns ; ns ns1) n где B {bsi} : bsi 1, i 1,ns ; s ;

s (0) ns – число нулевых элементов (отсутствующих) СГВ-системы в s-ом водном бассейне;

( ns1) – число ненулевых элементов (присутствующих) СГВ-системы в s-ом водном бассейне;

Из матрицы XZ выбираем строку соответствующую данному навигационному тренажёру и формируем:

() () T (s) T (s) T (s), g s s (7) () (1) ( ( T (s) {tg)(s)}: pos (tg) (s)) pos(bsi 1); i 1,ns ;

где g i i () (0) ( () T (s) {tg) (s)}: pos (tgj (s)) pos(bsj 0); j 1, ns g ;

j () tgi – ненулевой элемент СГВ-системы, присутствующий в контенте БД g-го навигационного тренажёра, которому соответствует ненулевой элемент bsi СГВ-системы конкретного s-го водного бассейна;

() tgj – нулевой элемент СГВ-системы, отсутствующий в контенте БД g-го навигационного тренажёра, которому соответствует ненулевой элемент bsi СГВ-системы конкретного s-го водного бассейна.

Тогда для модернизации g-го навигационного тренажёра применительно к особенностям s-го водного бассейна необходимо включить дополнительное количество элементов СГВ-системы:

( ns1) (1) () ng (s) card B (s) s. (8) tgi iВ итоге, формирование предложений по модернизации контента БД g-го навигационного тренажёра сводится к «расширению» СГВ-системы и записывается в следующем виде:

* ( Tg (s) Tg ) (s) {t* (s)}, i 1, ng (s). (9) gi 3. Метод подбора УТЦ и навигационного тренажёра при организации подготовки судоводителей ВВТ для конкретного водного бассейна. Решение задачи заключается в формировании СГВ-системы с учётом особенностей контингента судоводителей. Для этого вводим в СГВ-систему n* дополнительных элементов и соответственно получаем матрицы XY* и XZ* размерности (k x [n+n*]) и (m x [n+n*]). Тогда задача обоснования рекомендаций по выбору конкретного УТЦ и тренажёра для подготовки судоводительского состава конкретной судоходной компании с судами, работающими в s-ом водном бассейне, где s{1,2,…,k}, сводится к извлечению из матрицы XY* соответствующей вектор-строки:

* * bs1,bs2,,bsn ;bsn1,...,b B, (10) XY snn* s s где n*- количество дополнительных элементов СГВ-системы с учётом особенностей группы судоводителей.

Тогда {XZ,n*} XZ* tij i 1,m, j 1,(n n*). В результате перемножения * матрицы XZ* на вектор (B )T получаем вектор-столбец размерности (1 х m) вида:

s nn* t b 1 j sj j БД* (1) s nn* * БД* (2) s t b 2 j sj БД , (11) s j ....

....

n n* БД * (m) s t b mj sj j где m – количество исследуемых типов навигационных тренажёров.

* БД *( j) Каждый элемент БДs (s {1, 2,…, k}, j {1, 2,…, m}) определяет s количество элементов СГВ-системы, присутствующих в контенте БД* j-го навигационного тренажёра. Тогда для организации подготовки конкретной группы судоводителей рекомендуется выбирать УТЦ, оснащенный g*-ым * навигационным тренажёром, которому соответствует элемент вектора БД с s наибольшим числовым значением:

g* {1,2,...,m} : БД* (g*) max БД*(i). (12) s s i{1,...m} 4. Метод проектирования контента баз данных перспективных навигационных тренажёров для судоводителей внутреннего водного транспорта предназначен для формирования контента БД навигационных тренажёров «типовыми участками ВВП», представляющими элементы СГВсистемы, с учётом особенностей конкретного водного бассейна или группы бассейнов, а также типами и группами судов, на которых работают обучаемые.

Разработан модульный принцип формирования «учебных полигонов», где в качестве модулей используются реальные и/или типовые затруднительные участки ВВП при конфигурировании учебных задач для отработки у обучаемых устойчивых практических навыков и умений по управлению судами и составами.

Протяжённость и сложность «учебных полигонов» формируется с учётом временных нормативов и специфики подготовки судоводителей в соответствии с программой обучения.

Для практической реализации разработанных методов обоснована целесообразность интегрирования их в рамках пассивной СППР, которая позволит ЛПР, ответственных за организацию профессиональной подготовки судоводителей ВВТ, проводить полный и объективный анализ предметной области. Предлагаемая в диссертации пассивная СППР в соответствии с международной классификацией относится к типу Data-Driven DSS, а её структурная схема приведена на рисунке 5.

БД БД … БД n Автоматизированные рабочие Система места пользователей СППР БУФЕР управления Оперативная БД БД Поиск и ввод Сервер БД дополнительных данных Блок Аналитический моделей блок Сервер СППР Рисунок 5 – Структурная схема пассивной СППР по проектированию, выбору и модернизации навигационных тренажёров для судоводителей ВВТ Третья глава посвящена исследованию способов практического использования разработанных в рамках диссертации базовых методов анализа контента баз данных навигационных тренажёров. Для каждого метода были проведены исследования с использованием реальных данных.

1. Метод кластерного анализа контента БД навигационных тренажёров для подготовки судоводителей ВВТ на реальных данных позволил установить, что в стандартных комплектациях современных навигационных тренажёров элементы СГВ-системы из кластеров «типы судов», «ГТС» и «элементы ВВП» представлены в ограниченном объёме и не в полной мере отражают реальное многообразие существующих на ВВТ РФ. (см. таблицу 1).

Таблица 1 – Количественные оценки полноты представления элементов кластеров СГВ-системы в контенте БД навигационных тренажёров Процент представления в контентах БД навигационных Навигационные тренажёрах элементов СГВ-системы ( Кt ) тренажёры Типы транспортных Средний ГТС Элементы ВВП средств ВВТ показатель «NTPro» 55,5% 33,3% 61,5% 53,6% «МАРЛОТ» 22,2% 16,7% 61,5% 39,3% «МАСТЕР» 44,4% 0,0% 69,2% 46,4% «RNM» 22,2% 50,0% 46,1% 39,3% «Riv.Sim.2.5» 22,2% 0,0% 38,5% 25,0% Анализ данных таблицы 1 позволяет определить диапазон максимальных и минимальных областей представления элементов СГВ-системы в контенте БД навигационных тренажёров, как проиллюстрировано на рисунке 6.

Типы транспортных средств ВВТ 100% 75% 55,5% 50% 25% 50,0% 69,2% ГТС 0% Элементы ВВП Ряд53,6% Максимальная процентная реализация кластеров СГВ-системы Минимальная процентная Средний показатель реализация кластеров представления кластеров СГВ-системы СГВ-системы Рисунок 6 – Минимальное и максимальное представление элементов кластеров СГВ-системы в контентах БД навигационных тренажёров в стандартных комплектациях Анализ рисунка 6 позволяют сделать вывод, что диапазон представления элементов по кластерам СГВ-системы в контенте БД навигационных тренажёров находится в пределах от 4,5% (min) до 32,5% (max), которые вычисляются из соотношения площадей заштрихованных областей к площади контура, соответствующего 100%.

С помощью предлагаемого метода ЛПР, ответственные за организацию профессиональной подготовки судоводителей ВВТ и безопасность судоходства в конкретных водных бассейнах ВВП, могут делать аргументированные выводы о целесообразности применения используемых в УТЦ навигационных тренажёров.

2. Метод обоснования выбора навигационного тренажёра конкретного производителя для оснащения УТЦ, осуществляющего подготовку судоводителей ВВТ исследован для альтернатив (2.а) и (2.б).

Практическое использование метода (2.а) продемонстрировано на реальном примере оценки обоснованности применения с 2006 года навигационного тренажёра «Riv.Sim.2.5» для организации подготовки судоводителей ВВТ в Северо-Восточном водном бассейне (СВВБ).

Для этого извлечем из матрицы XY вектор-строку, соответствующую Северо-Восточному водному бассейну:

XY 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 1 (13) СВВБ В соответствии с (4) для СВВБ получаем вектор-столбец:

(14) БД СВВБ Анализ (14) в соответствии с (5) позволяет аргументировано утверждать, что вместо тренажёра «Riv.Sim.2.5» для организации профессиональной подготовки судоводителей ВВТ в СВВБ следовало бы отдать предпочтение навигационным тренажёрам «NTPro» с полной комплектацией БД районами ВВП и «МАСТЕР», которым соответствуют элементы БДСВВБ (1) и БДСВВБ (3).

Применение метода (2.б) проиллюстрировано на исходных данных предыдущего примера. Для этого извлечем из матрицы XZ, соответствующей навигационному тренажёру «Riv.Sim.2.5», вектор-строку вида:

(15) XZ 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 0 0 1 0 Riv.Sim 2.Число ненулевых элементов СГВ-системы для СВВБ в соответствии с (13) n(0) будет n(1) 16, а число нулевых элементов СГВ-системы – СВВБ СВВБ Тогда в терминологии мощности множеств:

(1) n(1) card(B ) СВВБ (16) СВВБ В соответствии с (7) и (8) получаем:

(1) nСВВБ () (СВВБ) (17) t Riv.Sim.2.5 i iСледовательно, для формирования оптимального контента БД навигационного тренажёра «Riv.Sim.2.5» с учётом (8), (16) и (17) количество элементов СГВ-системы, необходимых для модернизации контента БД навигационного тренажёра до «оптимального» уровня применительно к СВВБ дополнительно потребуется реализовать 9 элементов СГВ-системы:

(1) nСВВБ (1) () nRiv.Sim.2.5(СВВБ) card B (СВВБ) 16 7 СВВБ (18) t Riv.Sim.2.5 i iДля модернизации контента БД навигационного тренажёра «Riv.Sim.2.5» его необходимо дополнить следующими элементами СГВ-системы:

* * TRiv.Sim.2.5(СВВБ) {tRiv.Sim.2.5i (СВВБ)}= {t2*, t4*, t5*, t6*, t7*, t8*, t15*, t18*, t28*} (19) 3. Метод подбора УТЦ и навигационного тренажёра при организации подготовки судоводителей ВВТ для конкретного водного бассейна исследован на примере расширения контента БД существующих навигационных тренажёров за счёт введения в СГВ-систему дополнительного подкластера «группы судов».

Количественные оценки по интеграции в СГВ-систему дополнительных элементов с использованием зависимости (2) представлены в таблице 2.

Таблица 2 – Количественные оценки полноты представления элементов кластеров СГВ-системы в контенте БД навигационных тренажёров с учётом подкластера «группы судов» Процент представления в контентах БД навигационных К тренажёрах элементов СГВ-системы ( t ) Навигационные тренажёры Транспортные средства ВВТ Элементы Средний ГТС ВВП показатель Типы Группы судов «NTPro» 55,5% 40,0% 33,3% 61,5% 51,5% «МАРЛОТ» 22,2% 20,0% 16,7% 61,5% 36,4% «МАСТЕР» 44,4% 60,0% 0,0% 69,2% 48,5% «RNM» 22,2% 40,0% 50,0% 46,1% 39,4% «Riv.Sim.2.5» 22,2% 60,0% 0,0% 38,5% 30,3% Детализация элементов кластеров СГВ-системы позволяет ЛПР делать аргументированный выбор с учётом квалификации обучаемых категорий судоводителей ВВТ. Для наглядности данные таблицы 2 представлены в графическом виде на рисунке 7.

ГТС 100% 75% 50% Группы судов Элементы ВВП 25% 0% «NTPro» «МАРЛОТ» «МАСТЕР» «RNM» «Riv.Sim. 2.5» Средний показатель Типы транспортных средств представления кластеров ВВТ СГВ-системы Рисунок 7 – Диаграмма, иллюстрирующая оценки полноты представления элементов кластеров СГВ-системы в контентах БД современных навигационных тренажёров в стандартных комплектациях с учётом подкластера «группы судов» Практическое применение данного метода продемонстрировано на решении задачи подбора навигационного тренажёра и УТЦ для переподготовки судоводителей III и IV групп судов, работающих в Обь-Иртышском водном бассейне (ОИВБ).

Для этого извлечем из матрицы XY вектор-строку, соответствующую ОИВБ и содержащую два дополнительных элемента подкластера «группы судов»:

* XY 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 ОИВБ Матрица XZ с учётом дополнительных элементов СГВ-системы: «суда III группы» и «суда IV группы» примет вид:

XZ* tij i 1,m, j 1,(n n*), (20) где n*=2 количество дополнительных элементов СГВ-системы.

* В результате перемножения матрицы XZ* на вектор XY получаем ОИВБ вектор-столбец:

* БД 12 (21) ОИВБ Анализ (21) в соответствии с (12) позволяет ЛПР принять обоснованное решение по использованию для профессиональной подготовки судоводительского состава III и IV групп судов Объ-Иртышского водного бассейна навигационных тренажёров «NTPro» и «МАСТЕР», соответствующих элементам БД* (1) или ОИВБ БД* (3). В рассматриваемом бассейне есть несколько УТЦ, оснащённых ОИВБ данными тренажёрами, поэтому ЛПР имеет возможность организовать качественную профессиональную подготовку судоводителей непосредственно в регионе ОИВБ.

4. Метод проектирования контента БД перспективных навигационных тренажёров для судоводителей ВВТ апробирован специалистами НПК «Системы и технологии» при разработке проектов БД навигационных тренажёров для УТЦ «ШКВАЛ» (Рыбинск) и «Румб» (Котлас) при формировании «Учебного полигона судоводителей ВВТ».

В заключении отмечены основные научные и практические результаты, полученные в ходе теоретических и прикладных исследований при написании диссертационной работы. В приложениях приведены акты о внедрении результатов диссертационной работы.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ 1. Обоснована причинно-следственная связь количества ТП на ВВП с периодами обязательной тренажёрной подготовки судоводителей ВВТ.

2. Обоснована причинно-следственная связь качества тренажёрной подготовки судоводителей ВВТ с контентом БД навигационных тренажёров.

3. Разработаны и исследованы базовые методы анализа контента БД навигационных тренажёров для подготовки судоводителей ВВТ.

4. Обоснована целесообразность интегрирования разработанных в диссертации методов в рамках пассивной СППР для ЛПР, ответственных за организацию профессиональной подготовки судоводителей ВВТ.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ Публикации в изданиях перечня ВАК РФ 1. Иванов М.А. Исторический обзор отечественных тренажёров для подготовки судоводительского состава внутреннего водного транспорта // «Речной транспорт (XXI век)». 2011. № 2 (50). С. 87 – 92.

2. Иванов М.А. Обзор оснащённости учебно-тренажёрных центров навигационными тренажёрами для подготовки судоводителей судов внутреннего водного транспорта // «Речной транспорт (XXI век)». 2011. № 3 (51). С. 80 – 85.

3. Иванов М.А., Демченков О.В. Сравнительный анализ качества тренажёрной подготовки судоводительского состава судов внутреннего плавания.

// «Речной транспорт (XXI век)». 2011. № 4 (52). С. 90 – 95.

4. Иванов М.А., Демченков О.В. Метод оценки навигационных тренажёров для судоводителей. // Мир транспорта. 2011. № 3 (36). С. 140-145.

5. Иванов М.А., Демченков О.В. Подготовка судоводителей с использованием масштабных моделей судов. // «Речной транспорт (XXI век)».

2011. № 6 (54). С. 76 – 81.

В других изданиях 6. Иванов М.А. Обзор навигационных тренажёров для подготовки судоводителей на ВВП РФ. Тезисы доклада. Материалы XXХII НПК ППС МГАВТ. М.: Альтаир, 2010. С. 18.

7. Иванов М.А., Демченков О.В. Об одном методическом подходе к оценке эффективности навигационных тренажёров. Материалы ХХХVII Всероссийской конференции «Управление движением корабля и специальными аппаратами». М.:

ИПУ РАН, 2011. С. 63 – 69.

8. Иванов М.А., Демченков О.В. Об одном способе комплексной оценки эффективности навигационных тренажёров для подготовки судоводителей судов внутреннего водного транспорта. Сборник научных трудов «Судовождение и обеспечение безопасности судоходства». М.: Альтаир-МГАВТ, 2011. С. 34 – 50.

9. Иванов М.А., Демченков О.В. Обоснования перечня параметров для оценки эффективности навигационных тренажёров, используемых при подготовке судоводителей судов внутреннего плавания. Сборник научных трудов «Судовождение и обеспечение безопасности судоходства». М.: Альтаир-МГАВТ, 2011. С. 58 – 67.

ИВАНОВ МИХАИЛ АЛЕКСАНДРОВИЧ МЕТОДЫ АНАЛИЗА КОНТЕНТА БАЗ ДАННЫХ НАВИГАЦИОННЫХ ТРЕНАЖЁРОВ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ СУДОВОДИТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО ВОДНОГО ТРАНСПОРТА Подписано в печать 28.03.2012 г.

Формат 60х90 1/16. Объем 1,3 п.л.

Тираж: 100 экз.

Отпечатано в ФБОУ ДПО «Речной учебно-методический центр» 115432, г. Москва, Нагатинская пойма, Проектируемый проезд 4062, д.6, стр. 1, офис 431, тел./факс: (495) 679-9662.

е-mail: rumc-reka@mail.ru, www.rumc-reka.ru




© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.