Содержание к диссертации
Введение
Раздел 1. Особенности организации пространства знаний при плавании судна в стесненных водах 12
1.1. Современная практика по обеспечению безопасной эксплуатации судна в рамках организационно-технических структур 12
1.2. Организационно-технические мероприятия, необходимые для безопасного плавания судна в стесненных водах 20
1.3. Организованность структуры преобразования навигационной информации в пространство знаний 31
1.4. Особенности объединения информационных цепей в структуру наблюдений при проводке судна в стесненных водах 41
1.5. Условия устойчивости преобразований в цепях передачи и преобразования навигационной информации 45
1.6. Разрешение информационной конфликтности в организационно-технических системах безопасности судовождения 51
Выводы к первому разделу 59
Раздел 2. Особенности функционирования организационно технической структуры, в условиях плавания в стесненных водах 61
2.1. Принципы построения организационно-технических структуры и методы их формального описания 61
2.2. Влияние индивидуальных качеств судоводителя на технологию управления безопасностью мореплавания в стесненных водах 69
2.3. Повышение эффективности поддержания безопасности мореплавания в стесненных водах, при реализации технологии управления . 76
2.4. Функция ресурсообеспечения технологии управления в организационно-технической структуре 89
2.5. Определение состояния способности к живучести организационно-технической структуры 96
2.6. Упрощенный вариант оценки состояния живучести организационно-технической структуры 101
2.7. Информационная и процедурная связанность поведения "человеческого элемента" 105
Выводы ко второму разделу 111
Заключение 114
Список использованной литературы 116
Приложение 123
- Современная практика по обеспечению безопасной эксплуатации судна в рамках организационно-технических структур
- Разрешение информационной конфликтности в организационно-технических системах безопасности судовождения
- Повышение эффективности поддержания безопасности мореплавания в стесненных водах, при реализации технологии управления
- Информационная и процедурная связанность поведения "человеческого элемента"
Введение к работе
Актуальность темы. Статистические данные свидетельствуют о том, что частота аварий в стесненных водах почти вдвое выше, чем в открытом море. В портах и на рейдах, в каналах, узкостях повышению частоты аварий способствуют объективные трудности плавания на стесненной акватории, особенно при недостаточном буксирном обеспечении, отсутствии регулирования движения. Что касается повышенной частоты аварий в тумане в проливах, на фарватерах и в прибрежных районах, то они объясняются конкретными недостатками и нарушениями хорошо известных нормативных требований и положений. Поэтому для обеспечения безопасности мореплавания в подобных районах требуется наличие современных технологий по управлению состоянием безопасности мореплавания и подготовленных специалистов, владеющих этими технологиями.
Для разработки технологий управления состоянием безопасности мореплавания в стесненных водах необходимо решить вопрос о наделении определенными свойствами таких организационно-технических систем. Организационно-технические системы обязаны обеспечивать поддержание заданного уровня безопасности мореплавания при следовании судна в стесненных водах. Они должны обладать возможностями повышать эффективность управления этой безопасностью и позволять поддерживать достаточный уровень живучести при технических отказах, организационных сбоях и "ошибках человеческого элемента". Разработку технологий управления состоянием безопасности мореплавания, действующих в рамках организационно-технических структур следует отнести к разряду актуальных задач первостепенной важности, особенно, если акцент в задачах делается на плавании судна в стесненных водах при высокой интенсивности судоходства.
Задача, связанная с разработкой технологии управления состоянием безопасности для организационно-технических структур, обеспечивающих достаточный уровень живучести в аварийных ситуациях, является актуальной.
Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является разработка технологии управления состоянием безопасности мореплавания при плавании судна в стесненных водах, которая в рамках организационно-технической структуры обеспечивает последней способность к повышению эффективности управления и возможность обеспечения живучести при наличии отказов технических средств, организационных сбоев и ошибок управления "человеческого элемента".
Для практической реализации поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
проанализировать приемы поддержания состояния безопасной эксплуатации судна и сформулировать рекомендации, учитывающие особенности современного менеджмента этим состоянием при плавании судна в особых обстоятельствах;
проанализировать используемые современной морской практикой способы проводки судов в стесненных водах и сформулировать перечень требований, которым должно удовлетворять пространство знаний организационно-технической структуры;
составить модель информационной цепи, обеспечивающую обработку и представление навигационной информации (совокупное решение задач восприятия, идентификации и классификации) и дать ограничения, которые способны придать ей свойство организованности;
выбрать способ объединения навигационной информации в базу данных (пространство знаний) и разработать приемы идентификации промахов, которые могут возникнуть при выполнении глазомерного, приборного и радиолокационного плана проводки судна в стесненных водах;
дать рекомендации по устранению информационной противоречивости при комплексировании данных о результатах проводки судна в стесненных водах, поступающих по независимым каналам обработки и представления навигационной информации;
составить организационно-техническую структуру и технологию управления состоянием безопасности мореплавания в ней при плавании судна в стесненных водах путем объединения через общую точку информационной технологии и технологии силового воздействия;
определить условия, при которых технология управления состоянием безопасности мореплавания при плавании судна в стесненных водах формирует в организационно-технической структуре состояние способности к повышению эффективности управления этим состоянием;
оценить способность технологии управления при плавании судна в стесненных водах обеспечивать организационно-технической структуре живучесть при отказах технических средств, организационных сбоях и ошибках управления "человеческого элемента";
сформулировать общие принципы информационной и процедурной связанности управленческого поведения "человеческого элемента" в организационно-технической структуре при плавании судна в стесненных водах для случая обеспечения его живучести.
Объектом исследования является организационно-техническая структура, обеспечивающая безопасность мореплавания судну при плавании в стесненных водах и отвечающая требованиям Международной Конвенции ПДНВ-74/95 и кодексов к ней, а также соответствующая национальным документам.
Предметом исследования является технология управления состоянием безопасности мореплавания судна в стесненных водах, обеспечивающая повышение эффективности такого управления и живучесть организационно-технической структуре при наличии в ней технических отказов, организационных сбоев и ошибок управления "человеческого элемента".
Научная новизна заключается в следующем:
-показано, что поддержание состояния безопасности мореплавания в пределах международных и национальных требований при плавании судна в стесненных водах обеспечено организационно-технической структурой за счет реализации в ней технологии управления этим состоянием;
получено, что технология управления состоянием безопасности мореплавания при плавании судна в стесненных водах представлена в виде циклического графа, который образован ребрами - информационной технологией и технологией действий и вершинами - судоводителем и объектом управления;
представлено, что технология управления состоянием безопасности мореплавания в стесненных водах при синхронизации функционирования механизма выбора и механизма предвидения "человеческого элемента" и их связи на уровне отношения включения способна повысить эффективность функционирования организационно-технической структуры;
найдено, что технология управления состоянием безопасности мореплавания в стесненных водах даже при ограничениях на резервирование технических средств судовождения способна поддерживать живучесть в организационно-технической структуре при наличии технических отказов, организационных сбоях и ошибках управления "человеческого элемента".
Теоретической базой исследования является системный подход к обеспечению безопасности мореплавания при плавании судна в стесненных водах.
Теоретическая значимость заключается в разработке математического описания процессов несения штурманской вахты с учетом возможной несистемной деятельности "человеческого элемента".
Практическая значимость работы. Результаты исследований в виде конкретных рекомендаций позволят снизить уровень навигационной ава-
рийности на судах транспортного и рыболовного флотов за счет уменьшения числа несистемной деятельности "человеческого элемента", входящего в состав штурманской вахты при плавании судна в стесненных водах.
Личное участие автора состоит в получении научных результатов, отраженных в опубликованных работах, и повышении надежности навигации при плавании судна в стесненных водах.
Достоверность и обоснованность результатов, полученных в диссертационной работе, обеспечивается корректным использованием системного подхода, структурного анализа, дифференциального и интегрального исчисления, теории вероятности и статистики, а также подтверждается натурным экспериментом.
Апробация работы. Основные положения и результаты были представлены в виде докладов на международных научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава МГТУ (2009-2010 гг., г. Мурманск).
Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 6 статей: три - в журналах из перечня ведущих рецензируемых научных журналов рекомендуемых ВАК, две - в материалах международных научно-технических конференций, одна-депонированная статья.
Положения, выносимые на защиту:
устойчивость преобразований в цепях передачи и преобразования навигационной информации при плавании судна в стесненных водах;
разрешение информационной конфликтности в организационно-технических системах безопасности судовождения при плавании судна в стесненных водах;
повышение эффективности поддержания безопасности мореплавания в стесненных водах, при реализации разработанной технологии управления состоянием судна;
функция ресурсообеспечения технологии управления в организационно-технической структуре ходовой вахты при плавании судна в стесненных водах.
Объем и структура. Работа изложена на 128 страницах, состоит из введения, двух разделов, заключения, списка использованной литературы, включающего 61 наименование. В приложении приведено описание натурного эксперимента и акты внедрения, подтверждающие фактическое использование результатов исследования в производственном и учебном процессе.
Современная практика по обеспечению безопасной эксплуатации судна в рамках организационно-технических структур
До появления на мостике судна сложных приборов, информационных, информационно-вычислительных и экспертных систем судоводитель непосредственно оценивал результаты своей деятельности. Однако нарастание технической вооруженности мостика судна существенно изменило технологию поддержания состояния безопасной эксплуатации. В настоящее время, оценивая результаты своей деятельности, морской специалист, в первую очередь, имеет дело с показаниями приборов, данными информационных, информационно-измерительных и экспертных систем, снимает с них сообщения о состоянии безопасности судна, декодирует эти сообщения, синтезирует их, принимает решения по выбору управления и, наконец, определенным образом действует. Такие действия могут быть как простыми, так и сложными. Тем не менее, во всех случаях судоводитель подает управляющие сигналы, которые целенаправленно изменяют текущее состояние безопасной эксплуатации судна. В свою очередь изменение текущего состояния безопасной эксплуатации влияет на показания приборов и систем, а полученные с них сообщения позволяют судоводителю вновь оценивать результаты своей целенаправленной деятельности.
Внедрение автоматических систем на мостике судна естественным образом отдаляет судоводителя от управления состоянием безопасной эксплуатации, так как он уже не в состоянии непосредственно контролировать весь производственный процесс в целом. Между органами чувств судоводителя и судном (связанным набором технических средств) "вклиниваются" информационные, информационно-вычислительные и экспертные системы, которые, в свою очередь, образуют подсистему "Ходовой мостик", окружающую судоводителя разнородным информационным полем (мультимедийным пространством) о состоянии объекта управления. Отделение судоводителя от непосредственного управления состоянием безопасной эксплуатации создает некое несоответствие во взаимосвязях между человеком и объектом управления. Так внедрение экспертных систем с одной стороны облегчает труд человека, поскольку эти средства берут часть функций по обработке производственной информации на себя. С другой стороны, чем больше информационных, информационно-вычислительных и экспертных систем входят в состав технических средств наблюдения и чем сложнее их функции, тем острее возникает потребность, как в координировании работы технических средств, так и в интегрировании информации по безопасной эксплуатации. Короче говоря, относительная роль и значение человека как управляющего элемента организационно-технической системы, возрастает, становясь все ответственнее. Отсюда следует, что, в настоящее время, большее значение необходимо уделять не только и не столько наличию личных и деловых качеств у судоводителя, а скорее их проявлению у последнего при выполнении им функций управления состоянием безопасной эксплуатации судна.
В судовой организационно-технической структуре судоводитель хотя и выполняет обязанности оператора, но фактически таковым не является. Диапазон деятельности судоводителя при управлении состоянием безопасной эксплуатации судна значительно шире диапазона деятельности обычного оператора средств повышенной опасности. Действительно, судоводитель кроме работы с техническими средствами обязан реагировать еще на множество внешних факторов, меняющих состояние безопасной эксплуатации судна, ранжировать эти факторы по степени опасности, выделять из них наиболее опасные и, управляя состоянием безопасной эксплуатации, минимизировать влияние этих факторов. Если дополнительно в деятельности судоводителя учитывать и его текущие психико-физические свойства, то естественно возникает необходимость существенно упростить подход к исследованию процессов функционирования организационно-технических структур и рассматривать только установившиеся режимы функционирования всей организационно-технической структуры или ее отдельных составляющих.
Современная оснащенность судна требует как всесторонней, так и специализированной подготовки специалистов. Такая подготовка должна учитывать, что средства автоматизации отдаляют специалиста от непосредственного контакта с объектом управления. Более того, необходимо учитывать постоянное снижение численности судовых экипажей, которая, усиливая роль "человеческого элемента", приводит к тому, что уже существует необходимость в минимизации влияния ошибок от неверного принятия решения одного члена экипажа на общее состояние безопасности эксплуатации в аварийных ситуациях. Требование по минимизации такого влияния, как это отмечено выше, соответствует позиции ИМО, изложенной в ее Резолюции А.850 (20), согласно которой адекватность действий в тех или иных условиях должна исключать ошибки одного человека, влияющие на состояние эксплуатации судна в целом.
В современных организационно-технических системах человек-оператор является не только самым ненадежным звеном, но и самым непредсказуемым звеном. Каково будет поведение судового специалиста в опасной ситуации, может зависеть, например, от множества системообразующих факторов таких, например, как установочные, мотивационные, личностные факторы [19]. Действительно психика человека - это не только наиболее совершенный и тонкий, но и наиболее ранимый аппарат приспособления человека к реалиям управленческой деятельности. В последние годы в связи с использованием на судах интегрированных систем представления навигационных данных, например, интегрированной системы "Ходовой мостик", используемых для управления состоянием эксплуатации судна, возникает необходимость в оптимальном описании структуры таких данных. Причем далее под оптимальной структурой навигационных данных будем понимать описание некоторой предметной области на языке конкретной модели системы представления базы данных (СПБД). Здесь и далее предметная область будет рассматриваться как обобщающее понятие по отношению к сферам применения СПБД. В конкретных приложениях предметная область может интерпретироваться как система представления навигационных данных по запросу судоводителя. Основная идея при создании системы представления базы навигационных данных (пространства знаний) должна заключаться в том, чтобы создать средства описания этих данных на концептуальном уровне, которые, с одной стороны, позволяли бы достаточно естественно описывать предметную область, а с другой — были бы достаточно формализованными.
В организационно-технической структуре системы средств отображения информации о состоянии объекта управления должны учитывать не только чувствительность анализаторов или характеристик восприятия человека-оператора, но и процессы предвидения, формирование программы действий, составленной в виде технической подсказки, характерной для экспертных систем. Особенностью судовой организационно-технической структуры является то, что в ней функции человека-оператора исполняет целый экипаж со специализированной индивидуальной подготовкой его членов, где ошибка в своевременном принятии верного решения одним членом экипажа должна быть сведена к минимуму для предотвращения аварийной ситуации. Например, как отмечено выше, в резолюции ИМО А.850 (20) отмечается, что эффективные действия по исправлению ситуаций, возникающих в результате аварий на море, требуют глубокого понимания вовлеченного "человеческого элемента". Следовательно, нормальной работе информационной связи объект управления - судовой специалист будут препятствовать несовершенствование СПБД, включающие погрешности измерения, сбои программ информационно-вычислительных и экспертных систем, отображающих состояние эксплуатации судна, а ошибки самого человека.
Силовое взаимодействие между судовым специалистом и пассивным объектом управления характерно для решения задачи по поддержанию заданного уровня безопасной эксплуатации судна. При отклонении параметров объекта от заданных значений возникает необходимость во вмешательстве в его состояние. С этого момента объект частично или полностью теряет свою эффективность и восстанавливает ее только после силового воздействия на него со стороны судового специалиста. Судовой специалист по принятой информации распознает состояние эксплуатации судна и при необходимости должным образом на него воздействует. Поэтому важно сформулировать методы оценки эффективности взаимодействия между мультимедийной базой данных и судовым специалистом, а также судовым специалистом и объектом управления, ориентируясь для этой цели на стоимостные, временные, метрологические характеристики и параметры надежности элементов информационной и силовой связей, составляющих основу организационно-технической структуры управления [10].
Разрешение информационной конфликтности в организационно-технических системах безопасности судовождения
Одной из наиболее существенных черт пространства знаний организационно-технической структуры может являться его противоречивость, которая способна образовываться при поступлении в него противоречивых сообщений содержащихся в докладах помощников капитана. Информационная противоречивость пространства знаний неизбежно будет приводить к принятию неверных решений как при выборе управлений состоянием эксплуатации судна при плавании в стесненных водах, так и при выборе маневра на расхождение с встречными судами [8].
В основе противоречивости пространства знаний может лежать невозможность одновременного и однозначного толкования окружающей обстановки при обеспечении безопасной эксплуатации судна по своему за-ведыванию в структуре наблюдения. Ситуации, в которых доклады (сообщения этих докладов) помощников капитана неоднозначно оценивают окружающую обстановку, можно назвать информационными конфликтами. При этом необходимо учитывать, что такой конфликт не носит антагонистического характера, а скорее подчиняется соотношению, записанному в терминах высшей алгебры так: u,v є W, (u,v) є cc2 = u v, где u, v — доклады помощников капитана, участвующих в процессе проводки судна по стесненным водам, а взаимосвязь а.2 = u v определяет соотношение согласия (партнерства) между этими докладами [33], [35].
Естественно, что в процессе управления состоянием безопасности мореплавания судов при плавании в стесненных водах информационные конфликты в пространстве знаний между сообщениями в докладах помощников капитана могут возникать многократно. В свою очередь наличие и многократность таких информационных конфликтов снижают общую организованность структуры управления при плавании в стесненных водах и оказывают влияниі на управляемость состоянием безопасной эксплуатации судна в целом.
Для устранения подобных конфликтов следует, по крайней мере, синхронизировать доклады помощников капитана таким образом, чтобы информационные конфликтные ситуации в пространстве знаний были исключены. Одним из таких вариантов минимизации числа информационных конфликтов может быть такая организация, при которой только один из помощников капитана имеет право на сообщение. В это время все остальные помощники должны быть организационно блокированы и им следует ждать, пока не наступит их очередь представлять капитану необходимую навигационную и производственную информацию.
Для того чтобы исследовать возможность оптимизации деятельности нескольких помощников капитанґ при подаче ими сообщений в виде стандартных докладов в пространство знаний организационно-технической структуры, введем гипотезу о слабом взаимодействии между этими помощниками [29], [30] и далее будем считать, что кроме достаточно редких моментов явной связи, помощники капитанов являются совершенно независимыми друг от друга.
В рамках этой гипотезы составим модель информационных конфликтов, полагая, что і-й помощник капитана (i + п) передает в пространство знаний (т + 1) раз доклады и привлекает в них для поддержания установленного уровня безопасности мореплавания только некоторую часть общего количества навигационной и производственной информации Ij (j = 1,..., m), поступающей на мостик судна. Пусть в отсутствии других обращений к капитану его і-му помощнику, использующему Ґо часть всего количества информации, требуется для поддержания нужного уровня безопасности при плавании в стесненных водах представить в пространство знаний количество информации Ij с вероятностью є j. Если это количество информации передано капитану и уровень безопасной эксплуатации судна стабилизирован, то для последующего его поддержания помощнику капитана может потребоваться либо та же часть количества информации Ij, с вероятностью p j, либо ему потребуется количество информации I o с вероятностью (1 -pj).
Пусть далее количество навигационной и производственной информации І о не пересекается с количеством информации, которая содержится в докладах других помощников капитана, а количество информации переданное в пространство знаний лишает этих помощников возможности оказывать влияние на состояние безопасности мореплавания судна.
Для упрощения модели информационных конфликтов в пространстве знаний организационно-технической структуры примем, что время, в течение которого используется навигационная и производственная информация равно единице. Причем только одновременное поступление докладов помощников капитана в пространство знаний способно привести к информационному конфликту, а группу таких одновременных докладов назовем информационно конфликтующей группой сообщений G.
Применительно к рассматриваемой модели взаимодействия сообщений, разрешение информационных конфликтов между потоками докладов от помощников капитана в пространство знаний, может быть обеспечено за счет пропуска в конфликтную группу G сообщений, которые отвечают правилам разрешения информационного конфликта J. При этом оптимальным правилом разрешения информационных конфликтов можно назвать такое правило Jo, которое минимизирует среднее число этих конфликтов [34], [35].
Пусть Mj - множество сообщений, на базе которых формируются доклады помощников капитана и это множество необходимо и достаточно i-му помощнику для обеспечения заданного уровня безопасной эксплуатации судов при плавании в стесненных водах. При принятых выше предположениях оптимальное правило разрешения информационных конфликтов Jo в классе физически реализуемых правил является Марковским [16]. Тогда если ограничиться классом только таких правил Jo, то процесс совместной подачи докладов помощниками капитану для фиксированного правила разрешения информационных конфликтов можно представить в виде цепи Маркова в пространстве сообщений М = МІХ М2Х ... Мп.
В заданном пространстве сообщений М фиксируем множество информационных конфликтов К, записав его так: К = {тс є М: 3 j, 1 j m, 3 j, k, і Фk: щ = І) л тгк = Ikj}, (1.21) причем это множество целесообразно назвать конфликтным [35], [36].
Повышение эффективности поддержания безопасности мореплавания в стесненных водах, при реализации технологии управления
Пусть при решении задачи по поддержанию состояния безопасности мореплавания судна в организационно-технической структуре л может быть реализован некоторый класс технологий управления Ts = (R, U, G). Технология управления Т є Ts будет обладать существенными преимуществами по отношению к технологиям Т0 = Ts\ Т, если она способна к повышению эффективности управления состоянием безопасности мореплавания. Одним из путей совершенствования технологий управления при плавании судна в стесненных водах является описание процесса взаимодействия элементов структуры "человеческий элемент" Р = (Z, MUs Мх, Н) для фиксированной нервно-психической сферы управления и его анализ. Далее рассмотрим и проанализируем два возможных варианта повышения эффективности управления состоянием безопасности мореплавания в организационно-техническои структуре т\ при плавании судна в стесненных водах.
В первом варианте реализации технологии управления состоянием безопасности мореплавания для описания процесса взаимодействия элементов структуры Р примем, что из мультимедийного пространства ходового мостика в пространство знаний Z судоводителя поступает конечное множество информационных m-мерных векторных величин (сообщений) "2={со = (соь ..., сот)}. Кроме того, в пространство знаний подается от механизма предвидения Мх вектор приоритетов К = {Кь ..., Кт}, который определяет порядок "наиболее предпочтительных" сообщений в информационной базе Q., поступающей к нему, при этом пусть се ; является оценкой вектора со по приоритету Kj.
Предположим далее, что структура предпочтений на множестве приоритетов задана так, что ее можно фиксировать в следующем виде: про каждый из некоторого подмножества приоритетов К,, є К (і є I с: 1, m) известно, что он обладает следующим свойством - если сообщение со превосходит сообщение b по приоритету Kj (coj bj), то сообщение со не может оказаться менее предпочтительным, чем b по совокупности всех приоритетов. Приоритеты, обладающие этим свойством, будем считать наиболее важными, а все сообщения, отвечающие этим приоритетам, будут составлять множество ГсП, которое из пространства знаний Z поступает в механизм выбора Ми. Механизм выбора на основании информации, содержащейся на множестве Г, обеспечивает формирование стереотипа выбора альтернатив ф (со), являющегося "мажорантой" по отношению к любой последовательности функций индивидуального выбора и = ср(со), где и є U, а со с Г.
Пусть далее сообщения из множества А = Q. \ Г, поступая в механизм предвидения, сравниваются лишь по оставшимся приоритетам, среди которых вновь существуют "хорошо" определенные приоритеты. Тогда продолжая подобные рассуждения можно получить некоторое разбиение множества К на непересекающиеся подмножества
Приоритеты, принадлежащие одному подмножеству в выражении (2.1), будем называть равноправными и будем утверждать, что из двух приоритетов важнее тот, который принадлежит группе с большим индексом q. Следовательно, разбиение (2.1) задает упорядочение групп приоритетов в порядке убывания их важности. На практике информацию о подобном упорядочении приоритетов представляется возможным получить как за счет последовательности экспертных опросов судовых и береговых специалистов, так и за счет обработки записей "черных ящиков", внедряемых на морских судах.
Далее будем считать, что система бинарных отношений, использованная ранее и включающая конкретные отношения строгого предпочтения, эквивалентности и несравнимости (1.16) - (1.19), записана так: Pq={ q, q,Nq}. (2.2)
Для пояснения смысла системы отношений (2.4) рассмотрим ее связь с паретовской системой. Пусть далее, для простоты, множество приоритетов разбито только на две группы по принципу "опасно - не опасно", т. е.
K = L2uLi. Тогда сообщение со оказывается предпочтительней сообщения b (со Ь) в следующих четырех случаях: co L2b,co L1b. Как следует из составленной группы выражений (2.5) одного предпочтения для сообщения по более важной группе приоритетов недостаточно. Для его превосходства в целом, необходимо, что бы это сообщение оказалось еще не хуже и по менее важной группе приоритетов. Тогда в веденной системе отношений, в отличие от паретовской системы, менее важные приоритеты способны существенно влиять на механизм предвидения Мх, результаты выбора и = ф(со) є U и на сам механизм выбора Ми в целом.
Отметим еще одну особенность системы отношений (2.5), которая определяет как бы "чувствительность" разбиения (2.1), влияющую на результат предвидения и выбора при добавлении новых существенных приоритетов. Для этой цели достаточно обратиться к выражениям (2.5). Анализ выражений показывает, что отношения между сообщениями изменятся на противоположные лишь при условии включения в разбиение (2.1) не менее двух дополнительных и существенных приоритетов. В то же время в паретовской системе отношений разбиение (2.1) обладает абсолютной "нечувствительностью", поскольку даже добавление произвольного числа новых существенных приоритетов не может привести к отмеченному в системе Рч результату.
Информационная и процедурная связанность поведения "человеческого элемента"
Рассмотрим пример практического использования, составленного в предыдущем параграфе, приема оценки живучести применительно к структуре Е, описанной в Международных Конвенциях "Солас-74" и STCW-78/95. Для этой цели примем, что в структуре 3 поддерживается состояние безопасного плавания судна за счет использования информационной технологии T(i), состоящей из комплекса задач Ф = (фь Ф2, фз) где фі - задача восприятия опасности, ф2 — задача идентификации опасности, Фз - задача классификации опасности. Пусть каждая из задач комплекса в рамках существующих правил несения вахты в стесненных водах может быть решена Vij = 3, щ 4, D3J = 3 способами соответственно. Для обеспечения живучести в структуре навигационной вахты необходимо выбрать оптимальные способы решения задач комплекса Ф = (фЬ ф2, фз) и при заданных состояниях способностей к живучести найти оценки параметров состояния живучести К2.
Для наглядности расчетов будем считать, что в структуре навигационной вахты Е определены компоненты состояния способности Sjt t = 1, З при следующих исходных данных
При заданных начальных условиях конкретизируем компоненты состояния способности к живучести структуры S. Так будем считать, что Sj — состояние обязательного решения всего комплекса задач, S2 — состояние обязательного решения первой и второй задачи, S3 - состояние, при котором решается хотя бы одна задача из всего комплекса.
Используя расчетные формулы, приведенные выше, произведем выбор оптимальных способов решения задач и составим оптимальный комплекс по обеспечению безопасности мореплавания в стесненных водах в структуре 5 при условии КБ (St) — max. Расчеты показывают, что для состояния способности S! задача ері должна решаться первым способом, задача р2 - вторым, а задача фз - первым способом. При этом управленческое поведение "человеческого элемента" в информационной технологии T(i) структуры Е должно строиться на основе оптимального комплекса задач определенного так: Фоп = (Ф0,1іь рп22, Фпз0, при Ks (ISIiXn» = 0,55.
В том случае, когда состояние способности к живучести структуры S определено как S2, задача фі должна решаться первым способом, задача ф2 - третьим способом, а задача фз - первым способом. Однако при выборе оптимального комплекса следует учитывать физический смысл решаемых задач. Если принять во внимание особенности функционирования структуры S, то поведение "человеческого элемента" в информационной технологии Т(1) должно строиться на основе оптимального комплекса, составленного следующим образом: Фоп = (Ф"іь Фп2з), при К2 (S2)max = 0,65.
Для состояния способности S3 оптимальный комплекс вырождается, и поведение "человеческого элемента" в структуре 3 должно строиться на основе информационной технологии T(i), включающей, например, решение одной оптимальной задачи фопі2, т. е. Фоп = (Ф0П12) при К2 (S3)max = 0,74.
Привлечение оптимального комплекса задач в технологию управления состоянием безопасности мореплавания для структуры навигационной вахты при следовании судна стесненными водами должно осуществляться в рамках логических принципов деятельности "человеческого элемента". Такие логические принципы обязаны, в первую очередь, учитывать оптимально выбранные комплексы задач Фоп = (фь ф2, , фп) при условии максимума параметра живучести. Проиллюстрируем логические принципы деятельности "человеческого элемента" конкретным примером.
Пусть оптимальный комплекс задач Фоп = (фь фг, фп) представляет собой объединение несвязанных (отдельных) задач, которые необходимо информационно и процедурно связать в единое и неразрывное поведение "человеческого элемента". Для этой цели сформулируем необходимые определения и рассмотрим формализацию модели связанного по информации и процедуре "управленческого поведения" "человеческого элемента" структуры Н. Далее пусть отдельной задачей ф, из оптимального комплекса задач Фоп = (фь ф2 , фп) поставлен в соответствие ориентированный граф вида вершинами которого являются множество входных Xj и выходных Y; переменных задачи D = {X; u Yj}, а дугами - множество связанных с ними функций преобразования значений входных данных в выходные А ф = {ау}; і = 1, n; j = l,k. Кроме того, пусть связывающими звеньями отдельных задач в единый оптимальный комплекс задач Фоп = (фЬ ф2, ..., фп), формирующий "управленческое поведение" "человеческого элемента", будут множества входных и выходных данных задач фу, удовлетворяющих соотношению
Определим внешние входы и выходы модели связанного поведения судоводителя отношениями, которые запишем так
Тогда схематизированное описание "управленческого поведения" "человеческого элемента" в структуре S для введенных определений (2.29) и (2.30) можно представить с помощью ориентированного графа
Последовательность введенных определений показывает, что информационная связанность оптимального комплекса Ф0 = (фь фг, ..., фп) может быть обеспечена, если будет реализовано отображение вида
Из этого отображения следует, что информационная связанность оптимального комплекса Фоп = (фь фг , фп) обеспечивается с помощью заданных нормативных описаний множества задач в искомые входы и выходы (2.31), связывающих звеньев (2.30) и схематизированного описания деятельности "человеческого элемента" (2.32).
Задача информационной связанности оптимального комплекса Фоп = (фь ф2, -, фп) имеет естественное продолжение - задачу процедурной связанности, которая заключается в процессе трансляции описаний схематизированной деятельности "человеческого элемента" в язык управляющей процедуры, например, записанной так: где Q\ — множество терминальных цепочек языка, порождаемых некоторой грамматикой GQ ДЛЯ каждой задачи ф; є Фо.
Анализ выражений (2.33) и (2.34) показывает, что общая задача (2.33) должна быть отнесена к числу задач комбинаторного анализа и с целью сокращения числа полных переборов решается с использованием логических методов комбинаторного анализа - метода включения-исключения. Задача процедурной увязки элементов оптимального комплекса Фоп вида (2.34) может быть в свою очередь решена методом трансляции текстовых подстановок.
Для рационального согласования требований к модели поведения "человеческого элемента" в структуре Н между ее разработчиками и ее пользователями, находящимися на судне, необходимо последовательно реализовать следующие операции
