Исследование характерных ошибок позиционирования ЭКНИС-навигации.

ВВЕДЕНИЕ
Новое научно-техническое направление, связанное с появлением электронных карт, относится к началу 80-х гг. первые такие средства получили название электронных картографических систем (ЭКС). Дальнейшая их модификация породила новый класс – электронные картографические навигационно-информационные системы (ЭКНИС) или (ЭКНИС).
Одним из перспективных направлений, которое направлено на улучшение работы систем ЭКНИС является поиск типичных ошибок в данных системах, который позволяет выявить системные причины для появления таких ошибок и неточностей.
Значимость решения этих проблем состоит в обеспеченииточности в работе GPSи ГЛОНАСС, усовершенствовать такие системы необходимо как для гражданских задач, так и для повышения обороноспособности России и качества работы служб слежения и определения информации. Точная навигация – залог безопасной работы авиационного, железнодорожного и водного транспорта.
Объектом исследования является совокупность электронных картографических навигационно-информационных систем.
Предметом исследования выступают ошибки и погрешности в работе навигационных систем.
Цель дипломной работы заключается в исследовании характерных ошибок позиционирования ЭКНИС-навигации.
Эта цель определила ряд конкретных задач:
-изучение принципов работы ЭКНИС;
- изучить основные ошибки навигационных систем;
-провести анализ статистики ошибок ЭКНИС;
- определить причины и меры устранения выявленных ошибок.
Новизна работы. Представлен анализ ошибок систем электронной навигации с учетом новейших данных, предложены пути их минимизации.
Теоретической и методологической базой исследования являются труды отечественных и зарубежных ученых по проблемам навигационных систем. Дипломная работа состоит из введения, двух глав, заключения и списка литературы.
В первой главе рассматриваются теоретические основы построения ЭКНИС, основанная статистическая информация и методологические принципы исследования.
Вторая глава посвящена практическому исследованию возможных источников погрешности со стороны техники. Производится оценка человеческого фактора в управлении навигационными системами, предлагаются пути минимизации возможных ошибок и направления совершенствования систем навигации.
В заключении сформулированы основные выводы и предложения в ходе исследования.
 

Содержание
Введение 3
Глава 1. Теоретические основы исследования 5
1.1 Основные термины и методика исследования 5
1.2 Принципы сбора статистической информации о характерных ошибках ЭКНИС-навигации 8
Глава 2. Практический анализ 14
2.1 Характерные ошибки ЭКНИС-навигации 14
2.2 Анализ возможных источников погрешности со стороны техники 25
2.3 Оценка человеческого фактора в управлении навигационными системами 44
2.4 Выводы 54
Заключение 58

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В наше время, когда большой ценностью является безопасность, особое внимание стоит уделять точности навигации в управлении транспортными системами. В данном исследовании проанализирована система причин, обуславливающих ошибки и неточности при использовании электронных средств навигации и управления транспортом.
Дипломная работа позволяет получить полное представление об ошибках ЭКНИС навигации и основных направлениях их минимизации.
Была достигнута цель дипломной работы, исследованы характерные ошибки позиционирования ЭКНИС-навигации.
В ходе исследования были решены все поставленные задачи:
-изучены принципы работы ЭКНИС, установлено их современное состояние и актуальные тенденции технологического развития;
- изучены основные ошибки навигационных систем, приведена их классификация и причины их происхождения;
-проведен анализ статистики ошибок ЭКНИС, выявлено влияние каждого фактора на появление ошибок и погрешностей в ходе навигации;
- сформулированы меры устранения выявленных ошибок как в техническом, так и в кадровом плане при анализе влияния человеческого фактора на управление транспортными средствами на примере морских судов.
В дипломной работе подробно исследована структура «ЭКНИС - человеческий элемент», обеспечивающая информационную поддержку при контроле и управлении состоянием безопасности навигации с учетом возможных сбоев программного обеспечения технического средства и ошибок «человеческого элемента».
В то же время требует дальнейшего анализа и подробного изучения процесс оптимизации интерфейса структуры «ЭКНИС - человеческий элемент», минимизирующий информационную избыточность и осуществляющий распределение функций между судоводителем и программным обеспечением технического средства с учетом возможных технических отказов, информационных сбоев и ошибок в действиях «человеческого элемента».
Проведенные в дипломной работе исследования позволили получить следующие новые результаты:
- установлено, что система «человеческий элемент - техническое средство» должна включать входное и выходное информационные пространства, которые следует рассматривать как событийные пространства, объединенные каналом связи без памяти и обладающие конечным числом состояний даже при непрерывном функционировании такой модели;
- показано, что оптимальную степень автоматизации в системе «человеческий элемент - техническое средство» следует в первую очередь связывать с уменьшением значимости проблемы информационной избыточности за счет более эффективного распределения функций между судоводителем и ЭКНИС;
- выявлено, что эффективность распределения функциональных обязанностей в системе «человеческий элемент - техническое средство» зависит от отношения тождественности между пространствами обязанностей, возлагаемых на программный продукт ЭКНИС и на подготовленного судоводителя.
Таким образом, в работе представленаналих характерных ошибок ЭКНИС навигации и представлен комплекс мер по их устранению.
В целом, работа над дипломным проектом позволила систематизировать и структурировать ранее полученные знания в области навигации и управления транспортом и полностью убедила и доказала необходимость комплексного подхода при использовании систем электронной навигации в управлении транспортом, речными и морскими судами.
Неуклонно возрастает техническая оснащенность транспорта, но это не является панацеей при решении вопросов точности управления. Необходимо готовить специалистов, устойчивых в стрессовых ситуациях при управлении транспортом и умеющими быстро и точно принимать решения. Для этого требуется знание систем ЭКНИС навигации и практические навыки работы с учетом возможных ошибок при передаче и интерпретации электронных данных.
Несмотря на возрастающую точность техники, роль человека в данном случае служит гарантией безопасного и своевременного движения транспорта в реальных условиях.

 
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Аварийность морского флота и проблемы безопасности судоходства. – Кацман Ф.М., Ершов А.А., журнал «Транспорт Российской Федерации», Санкт-Петербург, 2006- С. 28-39
2. Комаровский, Ю.А. Погрешности расчетов направления на удаленный ориентир по координатам приемника СРНС НАВСТАР GPS GP-270 ML Текст.: / Ю.А. Комаровский // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. -2007. №1. -С. 57-60.
3. Комаровский, Ю.А. Четыре проблемы использования Навстар GPS Текст.: / Ю.А. Комаровский // Сб. докладов научн.-практ. конф. "Безопасностьсудоходства в Дальневосточном бассейне". 24-25 окт. 2007 г. Владивосток: Мор.гос. ун-т, 2007. -С. 207-214.
4. Кузьмин, В.В. Электронные картографические системы: Текст.: / В.В. Кузмин // Уч. пособие. — НГАВТ. Новосибирск, 2006. - 194 с.
5. Лекции по безопасности жизнедеятельности. – Котик М.А., Ленинградский союз по безопасности жизнедеятельности человека, Санкт-Петербург, 1993.- 240 с.
6. Манин, А.П. Методы и средства относительных определений в системе NAVSTAR Текст.: / А.П. Манин, Л. М. Романов // Зарубежная радиоэлектроника. 1989. № 1. -С. 33-45.
7. Международная конвенция по охране человеческой жизни на море 1974 года (текст, измененный Протоколом 1988 года к ней и с поправками). — СПб.: ЗАО ЦНИИМФ, 2002. -928 с.
8. Морские радио и навигационные системы. Картографические системы Электронный ресурс. / Компания ООО «Зора». Электрон, дан. - Режим доступа: http://www.zora.ru/?a=unit&id=l37. - Загл. с экрана.
9. Павленко, В.Г. Маневренные качества речных судов Текст.: / В.Г. Павленко II Уч. пособие для ин-товводн. трансп. М.: Транспорт, 1979. -184 с.
10. Павленко, В.Г. Элементы теории судовождения на внутренних водных путях: инерционные качества речных судов и составов Текст.: / В.Г. Павленко. -М.: Транспорт, 1971.-144 с.
11. Парад спутниковых навигационных систем Электронный ресурс. / По материалам APSCC. Электрон, дан. - М.: Справочно-информационный нтернет-портал «GPS profi», 2007. - Режим доступа: http://www.gps-profi.ru/parad.php. - Загл. с экрана.
12. Пеньковская, К. В. Живучесть структур безопасности мореплавания с учетом человеческого фактора : автореф. дис. . канд. техн. наук / К. В. Пеньковская; Мурман. гос. техн. ун-т, Каф. судовождения. — Мурманск, 2006. —22 с.
13. Половко, А. М. Основы теории надежности / А. М. Половко. М. : Наука, 1964.-446 с.
14. Полушкин, В. А. К вопросу об определении информации / В. А. Полуш-кин // Язык и мышление. М. : Наука, 1967. - 312 с.
15. Природа ошибок человека-оператора (на примерах управления транспортными средствами). – Котик М.А., Емельянов А.М., М.: Транспорт, 1993.- 559 с.
16. Проблема распределения функций в системах «человек машина» : сб. переводов / под ред. А. Н. Леонтьева. -М. : Изд-во МГУ, 1970. - 226 с.
17. Производство карт Электронный ресурс. / На Грани Миров. Электрон, дан. - Режим доступа: http://www.atlasvp.ru/index-l .htm. - Загл. с экрана.
18. Пушкин, В. Н. Оперативное мышление в больших системах / В. Н. Пушкин. М.: Энергия, 1965. - 375 с.
19. Радиотехнические системы: учебник для студ. высш. учеб.заведений / Ю.М. Казаринов и др.; под ред. Ю.М. Казаринова. — М.: Издательский центр «Академия», 2008. -592 с.
20. Резолюция Международной морской организации М5С 86(70). СПб. : ЦНИИМФ, 1996.- 11 с.
21. Рейтман, У. Познание и мышление / У. Рейтман. М. : Мир, 1968. -400 с.
22. Решетнев, М.Ф. Развитие спутниковых радионавигационных систем Текст.: / М.Ф. Решетнев // Информационный бюллетень НТЦ «Интеграция», 1992, №1. -С. 6-10.
23. Риордан, Дж. Вероятностные системы обслуживания / Дж. Риордан. -М. : Связь, 1966.-184 с.
24. Саати, Т. JI. Элементы теории массового обслуживания и ее приложения / Т. Л. Саати. -М. : Сов. радио, 1971.-520 с.
25. Сборник №21 резолюций ИМО Текст.: // СПб.: ЗАО ЦНИИМФ, 2003. -248 с.
26. Семихатов, H.A., др. Система автоматической проводки речных судов на основе спутниковой навигации, Ш-я международная конференция «Планирование глобальной радионавигации», Москва, 9-11 октября 2000.
27. Сичкарев, В.И. Проблемы спутниковой навигации на ВВП Тевсст.: / В И-Сичкарев // Судовождение 2002: сб. науч. трудов / ИНГ АВТ. — Новосибирск, 2002. -С. 3-18.
28. Современная теория систем управления / под ред. К. Т. Леондеса. М. : Наука, 1970.-511с.
29. Соловьев, Ю.А. Системы спутниковой навигации Текст. / Ю.А. Соловьев. — М.: Эко-Трендз, 2000. -267 с.
30. Соловьев, Ю.А. Спутниковая навигация и ее приложения Текст. / Ю.А. Соловьев. -М.: Эко-Трендз, 2003. -326 е.: ил.
31. Стратонович, Р. Л. О ценности информации / Р. Л. Стратонович // Изв. АН СССР. Техн. кибернетика. 1965. -№ 5. - С. 3-12.
32. Стратонович, Р. Л. Ценность информации при наблюдениях случайного процесса в системах, содержащих конечные автоматы / Р. Л. Стратонович // Изв. АН СССР. Техн. кибернетика. 1966. -№ 5. - С. 3-13.
33. Стратонович, Р. Л. Ценность информации при невозможности прямого наблюдения оцениваемой величины / Р. Л. Стратонович, Б. А. Гришанин // Изв. АН СССР. Техн. кибернетика. 1966. -№ 3. - С. 3-15.
34. Уилкс, С. Математическая статистика / С. Уилкс. М. : Наука, 1967. -632 с.
35. Урсул, А. Д. Информация :методол. аспекты / А. Д. Урсул. М. : Наука, 1971.-295 с.
36. Утомление экипажа и безопасность мореплавания. – Торский В., Топалов В., Судоходство, Санкт-Петербург, 1996.- 398 с.
37. Уэлз, Р. Мера субъективной информации / Р. Уэлз // Новое в лингвистике. 1965. - Вып. 4. - С. 167-179
38. Файнстейн, А. Основы теории информации / А. Файнстейн. М. : Изд-во иностр. лит., 1960. — 140 с.
39. Фан, Р. М. Передача информации (Статистическая теория связи) / Р. М. Фан. -М. : Мир, 1965.-439 с.
40. Феллер, В. Введение в теорию вероятностей и ее приложения : в 2 т. Т. 2/В. Феллер. -М. : Мир, 1967. -752с.
41. Фельдбаум, А. А. Основы теории оптимальных автоматических систем / А. А. Фельдбаум. Изд. 2-е испр. и доп. - М. : Наука, 1966. - 623 с.
42. Положение о порядке классификации, расследования и учета аварийных случаев с судами. – Комитет Российской Федерации по рыболовству, Санкт-Петербург, 1994- 420 с.
43. Резолюция А.772 (18) – ИМО, Лондон, 1993.
44. Международная конвенция ПДМНВ-78. – ЗАО ЦНИИМФ, Санкт-Петербург, 1996.
45. МППСС-72, толкования Правил, комментарии к ним. – Издательство «РосКонсультант», Москва, 2004.
46. Наставления по организации штурманской службы (НШС-82). – ЗАО ЦНИИМФ, Санкт-Петербург, 1996.
47. Правила использования НРЛС в кораблевождении. – ГУНиО, Министерство Обороны СССР, 1984.
48. Конвенция СОЛАС Глава V, правило 18 – одобрение и освидетельствования навигационных систем и оборудования, эксплуатационные требования к ним; Правило 19 – требования к оснащению судов навигационными системами и оборудованием. – ЦНИИМФ, Санкт-Петербург, 1993.
49. ITERNATIONAL STANDARD IEC 61174 Second edition. – International Electrotehnical Commission, 2001.
50. IHO Transfer Standard for Digital Hydrografic Data S-57 Edition 3. – International Hydrographic Organization, 2000.