Provisions and methods for the development of automatic monitoring of navigation safety
Authors: Астреин В.В. , Филатов В.И. 
Published: September 2022

Первостепенная задача проектирования любых автономных систем безопасности судовождения — это разработка подсистемы автоматического мониторинга с последующим прогнозированием и принятием решений. В статье представлен ряд функциональных задач, которые необходимо решить для эффективной реализации системы общего мониторинга в виде программно-аппаратных комплексов, интегрируемых в процессы обеспечения безопасности судовождения. С ростом автоматизации внутренних технических систем судна, их функциональной и структурной сложности растет количество параметров, подлежащих оценке в системе мониторинга. Особенно это актуально при наличии внутренних или внешних угроз, приводящих систему в аварийное состояние. В настоящей работе на основе декомпозиции глобальной целевой задачи безопасности судовождения и анализа структуры автономного судна ставится задача разработки соответствующих положений и методов автоматического мониторинга, которые по некоторой совокупности датчиков в режиме реального времени позволяет прогнозировать состояние судна с необходимой достоверностью. В данной статье рассмотрены авторские методы разработки автоматического мониторинга для автономного судна. В статье поставлена и решена задача реконфигурации структуры системы автоматического мониторинга для решения функциональных задач при определении наличия опасности столкновения с другими судами (ОСС), являющаяся одной из важнейших задач в системе безопасности судовождения (СБС). В данной статье, также, приведены результаты исследований интеллектуального распознавания ОСС, основанного на использовании метода квантизации векторов обучения (LVQ).

The primary task of designing any autonomous navigation safety systems is the development of an automatic monitoring subsystem with subsequent forecasting and decision-making. The article presents a number of functional tasks that need to be solved for the effective implementation of the general monitoring system in the form of software and hardware complexes that are integrated into the processes of ensuring the safety of navigation. With the increase in the automation of the internal technical systems of the vessel, their functional and structural complexity, the number of parameters to be assessed in the monitoring system increases. This is especially true in the presence of internal or external threats that lead the system to an emergency state. In this work, based on the decomposition of the global target problem of navigation safety and analysis of the structure of an autonomous vessel, the task is to develop an appropriate method for automatic monitoring, which, using a certain set of sensors in real time, makes it possible to predict the state of the vessel with the required reliability. This article discusses the author's methods and provisions for the development of automatic monitoring for an autonomous vessel. The article posed and solved the problem of reconfiguring the structure of the automatic monitoring system to solve functional problems in determining the presence of a collision hazard with other ships, which is one of the most important tasks in the Navigation Safety System. This article also presents the results of research on intelligent recognition of collision, based on the use of the learning vector quantization (LVQ) methods.