СИСТЕМИ ПІДТРИМКИ ПРИЙНЯТТЯ РІШЕНЬ В СУДНОВОДІННІ: СУЧАСНИЙ СТАН ТА ПЕРСПЕКТИВИ ПОДАЛЬШОГО РОЗВИТКУ
https://doi.org/10.33815/2313-4763.2024.1.28.152-162
Ключові слова:
системи підтримки прийняття рішень, судноводіння, штучний інтелект, методологія створення, життєвий цикл, людський фактор, безпека судноплавства
Анотація
Стаття присвячена питанням створення, застосування та розвитку систем підтримки прийняття рішень (СППР) у галузі судноводіння. Розглянуто основні напрямки використання СППР та систем штучного інтелекту в морський галузі. Проведено класифікацію існуючих СППР у галузі судноплавства, показано особливості побудови таких систем. Визначено класи практичних задач, які можуть бути успішно вирішені із застосуванням СППР. Розглянуті методологічні основи створення та впровадження СППР у судноводінні. Показано, що ефективне застосування СППР можливе лише за умов гармонізованого розвитку всіх складових, що забезпечують процеси створення, запровадження, розвитку та вдосконалення таких систем – життєвого циклу СППР. Розроблено структуру життєвого циклу СППР та запропоновані підходи до практичної реалізації кожного з його етапів. Визначені специфічні риси процесів прийняття рішень в судноводінні та особливості сприйняття інформації і прийняття рішень судноводієм. Проаналізовано структуру циклу інформаційної взаємодії особи, що приймає рішення, та СППР, визначено його окремі фази. Показано перспективність застосування в СППР моделі особи, що приймає рішення з метою підвищення ефективності процесів інформаційного обміну. Виявлено коло проблемних питань, що виникають при практичному впровадженні СППР в судноводінні та визначені шляхи їх можливого вирішення. Запропоновані підходи до покрашення процесів створення та застосування СППР на практиці. Визначено пріоритетні напрямки використання СППР та систем штучного інтелекту в судноводінні та перспективи їх подальшого розвитку.
Посилання
1. Ben, A. P., Cherniavskyi, V. V., Nosov, P. S. (2024). Systemy pidtrymky pryiniattia rishen ta tekhnolohii shtuchnoho intelektu – novi realii rozvytku suchasnoho sudnovodinnia. Suchasni informatsiini ta innovatsiini tekhnolohii na transporti (MINTT-2024): materialy XVI Mizhnarodnoi naukovo-praktychnoi konferentsii. Kherson. S. 29–30.
2. Ben, A. P., Palamarchuk, Y. V. (2015). Pryntsypы postroenyia system podderzhky pryniatyia reshenyia sudovodytelia v ramkakh kontseptsyy e-Navigation. Naukovyi visnyk Khersonskoi derzhavnoi morskoi akademii. № 2 (13). S. 19–24.
3. Vahushchenko, L. L. (2016). Sudovыe navyhatsyonno-ynformatsyonnыe systemы. Odessa : NU “OMA”. 238 c.
4. Vahushchenko, L. L., Vahushchenko, A. L. (2010). Podderzhka reshenyi po raskhozhdenyiu s sudamy: Feniks. 229 s.
5. Palamarchuk, Y. V. (2016). Yspolzovanye system podderzhky pryniatyia reshenyi dlia povыshenyia эffektyvnosty y bezopasnosty sudokhodstva. Suchasni informatsiini ta innovatsiini tekhnolohii na transporti (MINTT-2016): materialy VIII Mizhnarodnoi naukovo-praktychnoi konferentsii, 24–26 travnia 2016 r. Kherson: KhDMA. S. 29–30.
6. Ben, A. P., Palamarchuk, I. V. (2019). Solving tasks of vessel collision avoidance and maneuvering during designing decision support systems of the navigator // New stages of development of modern science in Ukraine and EU countries : monograph / edited by authors. 3rd ed. Riga, Latvia : Baltija Publishing. Р. 58–77.
7. Lisowski, J. (2005). Dynamic games methods in navigator decision support system for safety navigation. Advances in Safety and Reliability. Vol. 2. Р. 1285–1292.
8. Lazarowska, A. (2016). A trajectory base method for ship’s safe path planning/ 20th International Conference on Knowledge Based and Intelligent Information and Engineering Systems, Procedia Computer Science 96, pp. 1022–1031.
9. Timchenko, V., Kondratenko, Y., Kreinovich, V. (2022). Decision Support System for the Safety of Ship Navigation Based on Optical Color Logic Gates // Information Technology and Implementation (IT&I-2022), pp. 42–52.
10. Krata, P., Kniat, A., Vettor, R., Krata, H., Guedes Soares, C. (2021). The Development of a Combined Method to Quickly Assess Ship Speed and Fuel Consumption at Different Powertrain Load and Sea Conditions. TransNav, the International Journal on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation. Vol. 15, № 2. Р. 437–444.
11. Cai, Y., Wen, Y.Q. (2014). Ship Route Design for Avoiding Heavy Weather and Sea Conditions. TransNav, the International Journal on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation. Vol. 8, № 4. Р. 551–556.
12. Palamarchuk, I. V. (2020). Modeliuvannia rozkhodzhennia suden v systemi pidtrymky pryiniattia rishen sudnovodiia. Naukovyi visnyk Khersonskoi derzhavnoi morskoi akademii. № 1 (22).S. 45–53.
13. Nikolskyi, V. V., Nikolskyi, M. V., Nakul, Yu. A. (2016). Systema pidtrymky pryiniattia rishen po zavantazhenniu velykotonnazhnoho konteinerovozu. Naukovi pratsi ChDU im. Petra Mohyly. Seriia: “Kompiuterni tekhnolohii”. Vyp. 271. T. 283. S. 60–63
14. Ben, A. P. (2012). Perspektyvy rozvytku system pidtrymky pryiniattia rishen sudnovodiia / Ben A. P. // Naukovyi visnyk Khersonskoi derzhavnoi morskoi akademii. Kherson : Vydavnytstvo KhDMA, № 1 (6). S. 12–19.
15. Ben, A. P. (2012). Kontseptualnыe osnovы sozdanyia system podderzhky pryniatyia reshenyi v sudovozhdenyy. Shtuchnyi intelekt. № 3. S. 222–227.
16. Ben, A. P., Maltsev, A. S. (2019). Systemы podderzhky pryniatyia reshenyi po upravlenyiu dvyzhenyem sudna // Monohrafiia. Kherson : Vydavnytstvo KhDMA. 244 s.
17. Yakusevych, Iu. H., Tryshyn, V. V., Dorofieieva, Z. Ia. (2021). Pobudova navihatsiinoi systemy sudna na osnovi suchasnykh informatsiinykh tekhnolohii. Kibernetyka ta systemnyi analiz. №4(70). C. 83–88.
18. Pietrzykowski, Z., Wołejsza, P., Borkowski, P. (2017). Decision support in collision situations at sea. J. Navig. Vol. 70. P. 447–464.
19. Dugan, S. A., Skjetne, R., Wróbel, K., Montewka, J., Gil, M., Utne, I. B. (2023). Integration Test Procedures for a Collision Avoidance Decision Support System Using STPA. TransNav, the International Journal on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation. Vol. 17, № 2. Р. 375–381.
20. Koyama, T. and Yan, J. (1987). An expert system approach to collision avoidance, 8th Ship Control System Symposium, Hague.
21. Polozhentsev, M. A., Shepetukha, Yu. M. (1987). Prymenenye dvukhэlementnыkh stratehyi raskhozhdenyia v эrhatycheskykh systemakh preduprezhdenyia stolknovenyi sudov //Kybernetyka y vыchyslytelnaia tekhnyka. №76. S. 19–21.
22. Smeaton, G., Coenen, F. (1990). Developing an intelligent marine navigation system. Computing & Control Engineering Journal. Vol. 1. Issue 2. P. 95–103. doi: 10.1049/cce:19900024.
23. Kebedow, K. G., Oppen, J. (2018). Including Containers with Dangerous Goods in the Multi-Port Master Bay Planning Problem. MENDEL. vol. 24. no. 2. Р. 23–36.
24. Solovey, O., Ben, A., Dudchenko, S., Nosov, P. (2020). Development of control model for loading operations on Heavy Lift vessels based on inverse algorithm. Eastern European Journal of Enterprise Technologies, 5/2 (107), p. 48–56.
25. Carlo, H. J., Vis, I. F. A., Roodbergen, K. J. (2014). Transport operations in container terminals: Literature overview, trends, research directions and classification scheme. European Journal of Operational Research. vol. 236, no. 1. Р. 1–13.
26. Rodriguez-Molins, M., Salido, M.A., Barber, F. (2012). Intelligent planning for allocating containers in maritime terminals. Expert Systems with Applications. Vol. 39(1). Р. 978–989.
27. Yishan, L., Zhiqiang, G., Jie, Y. (2018). et al. Prediction of ship collision risk based on CART. IET Intelligent Transport Systems. Vol. 12. Issue 10. pp. 1345–1350.
28. Leleko, N. V. (2018). Puty povыshenyia kachestva vzaymodeistvyia operatora s systemoi dynamycheskoho pozytsyonyrovanyia. Naukovyi visnyk Khersonskoi derzhavnoi morskoi akademii. № 1 (18). S. 27–33.
29. Nosov, P. S., Ben, A. P., Safonova, A. F., Palamarchuk, I. V. (2019). Approaches going to determination periods of the human factor of navigators during supernumerary situations. Науковий журнал «Радіоелектроніка, інформатика, управління». № 2 (49).
30. MacKinnon, S. N., Weber, R., Olindersson, F., and Lundh, M. (2020). Artificial Intelligence in Maritime Navigation: A Human Factors Perspective/In book: Advances in Human Aspects of Transportation, N. Stanton (Ed.): AHFE, AISC 1212, pp. 429–435.
2. Ben, A. P., Palamarchuk, Y. V. (2015). Pryntsypы postroenyia system podderzhky pryniatyia reshenyia sudovodytelia v ramkakh kontseptsyy e-Navigation. Naukovyi visnyk Khersonskoi derzhavnoi morskoi akademii. № 2 (13). S. 19–24.
3. Vahushchenko, L. L. (2016). Sudovыe navyhatsyonno-ynformatsyonnыe systemы. Odessa : NU “OMA”. 238 c.
4. Vahushchenko, L. L., Vahushchenko, A. L. (2010). Podderzhka reshenyi po raskhozhdenyiu s sudamy: Feniks. 229 s.
5. Palamarchuk, Y. V. (2016). Yspolzovanye system podderzhky pryniatyia reshenyi dlia povыshenyia эffektyvnosty y bezopasnosty sudokhodstva. Suchasni informatsiini ta innovatsiini tekhnolohii na transporti (MINTT-2016): materialy VIII Mizhnarodnoi naukovo-praktychnoi konferentsii, 24–26 travnia 2016 r. Kherson: KhDMA. S. 29–30.
6. Ben, A. P., Palamarchuk, I. V. (2019). Solving tasks of vessel collision avoidance and maneuvering during designing decision support systems of the navigator // New stages of development of modern science in Ukraine and EU countries : monograph / edited by authors. 3rd ed. Riga, Latvia : Baltija Publishing. Р. 58–77.
7. Lisowski, J. (2005). Dynamic games methods in navigator decision support system for safety navigation. Advances in Safety and Reliability. Vol. 2. Р. 1285–1292.
8. Lazarowska, A. (2016). A trajectory base method for ship’s safe path planning/ 20th International Conference on Knowledge Based and Intelligent Information and Engineering Systems, Procedia Computer Science 96, pp. 1022–1031.
9. Timchenko, V., Kondratenko, Y., Kreinovich, V. (2022). Decision Support System for the Safety of Ship Navigation Based on Optical Color Logic Gates // Information Technology and Implementation (IT&I-2022), pp. 42–52.
10. Krata, P., Kniat, A., Vettor, R., Krata, H., Guedes Soares, C. (2021). The Development of a Combined Method to Quickly Assess Ship Speed and Fuel Consumption at Different Powertrain Load and Sea Conditions. TransNav, the International Journal on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation. Vol. 15, № 2. Р. 437–444.
11. Cai, Y., Wen, Y.Q. (2014). Ship Route Design for Avoiding Heavy Weather and Sea Conditions. TransNav, the International Journal on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation. Vol. 8, № 4. Р. 551–556.
12. Palamarchuk, I. V. (2020). Modeliuvannia rozkhodzhennia suden v systemi pidtrymky pryiniattia rishen sudnovodiia. Naukovyi visnyk Khersonskoi derzhavnoi morskoi akademii. № 1 (22).S. 45–53.
13. Nikolskyi, V. V., Nikolskyi, M. V., Nakul, Yu. A. (2016). Systema pidtrymky pryiniattia rishen po zavantazhenniu velykotonnazhnoho konteinerovozu. Naukovi pratsi ChDU im. Petra Mohyly. Seriia: “Kompiuterni tekhnolohii”. Vyp. 271. T. 283. S. 60–63
14. Ben, A. P. (2012). Perspektyvy rozvytku system pidtrymky pryiniattia rishen sudnovodiia / Ben A. P. // Naukovyi visnyk Khersonskoi derzhavnoi morskoi akademii. Kherson : Vydavnytstvo KhDMA, № 1 (6). S. 12–19.
15. Ben, A. P. (2012). Kontseptualnыe osnovы sozdanyia system podderzhky pryniatyia reshenyi v sudovozhdenyy. Shtuchnyi intelekt. № 3. S. 222–227.
16. Ben, A. P., Maltsev, A. S. (2019). Systemы podderzhky pryniatyia reshenyi po upravlenyiu dvyzhenyem sudna // Monohrafiia. Kherson : Vydavnytstvo KhDMA. 244 s.
17. Yakusevych, Iu. H., Tryshyn, V. V., Dorofieieva, Z. Ia. (2021). Pobudova navihatsiinoi systemy sudna na osnovi suchasnykh informatsiinykh tekhnolohii. Kibernetyka ta systemnyi analiz. №4(70). C. 83–88.
18. Pietrzykowski, Z., Wołejsza, P., Borkowski, P. (2017). Decision support in collision situations at sea. J. Navig. Vol. 70. P. 447–464.
19. Dugan, S. A., Skjetne, R., Wróbel, K., Montewka, J., Gil, M., Utne, I. B. (2023). Integration Test Procedures for a Collision Avoidance Decision Support System Using STPA. TransNav, the International Journal on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation. Vol. 17, № 2. Р. 375–381.
20. Koyama, T. and Yan, J. (1987). An expert system approach to collision avoidance, 8th Ship Control System Symposium, Hague.
21. Polozhentsev, M. A., Shepetukha, Yu. M. (1987). Prymenenye dvukhэlementnыkh stratehyi raskhozhdenyia v эrhatycheskykh systemakh preduprezhdenyia stolknovenyi sudov //Kybernetyka y vыchyslytelnaia tekhnyka. №76. S. 19–21.
22. Smeaton, G., Coenen, F. (1990). Developing an intelligent marine navigation system. Computing & Control Engineering Journal. Vol. 1. Issue 2. P. 95–103. doi: 10.1049/cce:19900024.
23. Kebedow, K. G., Oppen, J. (2018). Including Containers with Dangerous Goods in the Multi-Port Master Bay Planning Problem. MENDEL. vol. 24. no. 2. Р. 23–36.
24. Solovey, O., Ben, A., Dudchenko, S., Nosov, P. (2020). Development of control model for loading operations on Heavy Lift vessels based on inverse algorithm. Eastern European Journal of Enterprise Technologies, 5/2 (107), p. 48–56.
25. Carlo, H. J., Vis, I. F. A., Roodbergen, K. J. (2014). Transport operations in container terminals: Literature overview, trends, research directions and classification scheme. European Journal of Operational Research. vol. 236, no. 1. Р. 1–13.
26. Rodriguez-Molins, M., Salido, M.A., Barber, F. (2012). Intelligent planning for allocating containers in maritime terminals. Expert Systems with Applications. Vol. 39(1). Р. 978–989.
27. Yishan, L., Zhiqiang, G., Jie, Y. (2018). et al. Prediction of ship collision risk based on CART. IET Intelligent Transport Systems. Vol. 12. Issue 10. pp. 1345–1350.
28. Leleko, N. V. (2018). Puty povыshenyia kachestva vzaymodeistvyia operatora s systemoi dynamycheskoho pozytsyonyrovanyia. Naukovyi visnyk Khersonskoi derzhavnoi morskoi akademii. № 1 (18). S. 27–33.
29. Nosov, P. S., Ben, A. P., Safonova, A. F., Palamarchuk, I. V. (2019). Approaches going to determination periods of the human factor of navigators during supernumerary situations. Науковий журнал «Радіоелектроніка, інформатика, управління». № 2 (49).
30. MacKinnon, S. N., Weber, R., Olindersson, F., and Lundh, M. (2020). Artificial Intelligence in Maritime Navigation: A Human Factors Perspective/In book: Advances in Human Aspects of Transportation, N. Stanton (Ed.): AHFE, AISC 1212, pp. 429–435.
Опубліковано
2024-07-29
Розділ
СУДНОВОДІННЯ ТА ЕНЕРГЕТИКА СУДЕН
