Введение к работе
Актуальность темы. Безопасность мореплавания одна из важнейших проблем мирового судоходства. Высокий уровень аварийности судов, возникновение катастроф на морском транспорте, приводящих к гибели людей, потере значительных материальных средств, экономическим и экологическим последствиям, - все это говорит о том, что решение проблемы безопасности мореплавания является серьезной актуальной задачей.
За последние годы резко возрос интерес международной морской организации ИМО к теоретическим вопросам в области обеспечения безопасности мореплавания. Это проявилось в Протоколах и Резолюциях ИМО, в текстах Международных Конвенций, направленных на создание общих принципов и единых методов оценки и определения условий безопасности на всех стадиях ее обеспечения, включая проектирование, строительство, эксплуатацию судов и других объектов мореплавания.
Анализ нормативных и директивных документов ИМО и исследования причин морских катастроф и аварий приводят к выводу, что решение задач обеспечения безопасности мореплавания, в частности, сформулированных в Резолюциях ИМО, возможно только при создании общей теории безопасности мореплавания, которая была бы применима на всех стадиях, начиная от проектирования судов до их списания. Такая теория безопасности мореплавания должна отражать существующие пути и методы решения различных проблем обеспечения безопасности, выявлять общие закономерности и позволять находить новые подходы и принципы решения проблем безопасности мореплавания.
Изложенное свидетельствует об актуальности проблемы создания упомянутой теории.
Целью диссертационной работы является разработка общей теории безопасности мореплавания, применимой на всех стадиях от проектирования судна до его безопасной эксплуатации и, на ее основе, установление необходимых условий и требований для решения приоритетных проблем безопасности мореплавания.
Методы исследований. В основу разработки теории
положены методы исследований, опирающиеся на
разработанные теоретические положения решения проблем безопасности мореплавания в форме теории безопасности мореплавания и теория математического анализа. Апробация разработанных теоретических положений осуществляется путем использования прикладных методов теории навигации, теории судна, вихревой теории гребного винта, руля, а также методов математического моделирования на ЭВМ.
Научная новизна работы заключается в разработке ранее не существовавшей в обобщенном виде общей теории безопасности мореплавания (ТБМ). В рамках предложенной ТБМ в форме обоснованных утверждений, вытекающих из них следствий и теорем, представлена система доказательств объективной возможности существования .теории безопасности, позволяющей представить приоритетные задачи обеспечения безопасности мореплавания и получить пути их решения. Научная новизна содержится в предложенном аппарате решения задач безопасности мореплавания и в полученных результатах применения этого аппарата.
В качестве иллюстрации новых научных результатов можно привести следующее:
1. В диссертационной работе разработана теория
безопасности мореплавания (ТБМ), которая позволяет опре
делить основные закономерности обеспечения безопасности.
2. Показано, что в понятиях разработанной ТБМ может
быть представлена любая задача, связанная с обеспечением
безопасности мореплавания.
3. Сформулированы Утверждения ТБМ, позволяющие
установить основные закономерности существования условий
безопасности мореплавания в рамках ТБМ пути и методы их
определения. Установлено, что если задача представлена в
понятиях ТБМ, ее решение существует и может быть найдено.
4. Установлена связь между понятиями ТБМ и базовыми
понятиями математического анализа: функцией, областью
определения функции, областью значений функции,
непрерывностью функции. Показано, что, если понятия ТБМ
определены в вещественной области, то им соответствуют основные закономерности непрерывных функций.
-
Для обеспечения математического доказательства основных положений ТБМ, определенных в вещественной области методами математического анализа доказаны две теоремы и лемма, которые являются математическим доказательством основных утверждений ТБМ и следствий к ним.
-
Установлено, что основным требованием для обеспечения безопасности становится наличие функциональной связи между объектом или явлением в мореплавании, подвергаемым опасности и источником опасности. -
-
В рамках ТБМ, для задач, определенных в вещественной области записаны уравнения безопасности, сформулирована прямая и обратная задача ТБМ и приведены способы их решения для практических задач безопасности мореплавания.
-
В рамках ТБМ определена роль «человеческого фактора» в обеспечении безопасности объекта или явления и получена его количественная оценка в структуре уравнений безопасности.
10. Установлена роль математической модели объекта
и/или явления в ТБМ и основные требования, которым она
должна соответствовать с позиций ТБМ.
11. Определены возможности и перспективы
использования ТБМ как инструмента поиска новых научных
данных и метода решения практических задач в различных
областях безопасности мореплавания.
Практическая ценность работы.
Теоретические положения работы, а также полученные в ней практические результаты могут быть использованы при разработках в области обеспечения безопасности, как на морском флоте, так и в других областях техники, связанных с решением проблем обеспечения безопасности транспорта.
Решение приоритетных задач обеспечения безопасности мореплавания, определенных в области вещественных чисел, может быть получено с использованием положений ТБМ, прямой и обратной задачи ТБМ, решение которых, согласно доказанным теоремам, существует и может быть найдено.
. 6
Практические решения отдельных проблем безопасности мореплавания, полученные на основании материалов диссертации и используемые в различных организациях морского транспорта, подтверждают работоспособность положений ТБМ для решения приоритетных задач в области обеспечения безопасности мореплавания.
Реализация результатов работы. В 20 научно-исследовательских, госбюджетных и хоздоговорных работах выполненных на кафедре Теории и устройства судна ГМА имени адмирала СО. Макарова и в Академии транспорта Российской Федерации за период с 1987 года по 1999 год были в разной степени внедрены результаты, вытекающие из разработанной ТБМ.
Результаты работы также использованы в Балтийском морском пароходстве, на судах которого в период 1989-1994 года производилось разработка и внедрение программного комплекса, полученного на основании материалов диссертации для представления информации о маневренных характеристиках в соответствии с Резолюцией ИМО А.601(15).
Отдельные результаты диссертации использованы в работах по обеспечению безопасности мореплавания в зоне деятельности Морской администрации порта Санкт-Петербург.
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертации докладывались на всесоюзных и всероссийских научно-технической конференциях: «Проблемы совершенствования комплексных методов прогнозирования мореходных качеств судов» (Крыловские чтения, 1987), «Физико-математическое моделирование при решении проблем гидроаэромеханики и динамики судов и средств освоения мирового океана» (Крыловские чтения, 1989), «Методы прогнозирования и способы повышения мореходных качеств судов и средств освоения океана» (Крыловские чтения, 1991), «Современные проблемы теории корабля» (Крыловские чтения, 1995), «Проблемы мореходных качеств судов и корабельной гидромеханики», (Крыловские чтения, 1997), «Проблемы мореходных качеств судов и корабельной гидромеханики» (Крыловские чтения, 1999),«Юбилейной научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и курсантов», 1997 года, научно-технических конференциях
.7
профессорско-преподавательского состава ГМА им. адм. С.О.Макарова в 1987-1999 годах и др.
Публикации. Содержание диссертации опубликовано и представлено в 40 работах, в том числе 1 учебнике, 20 статьях, 15 отчетах по НИР.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав и заключения, изложенных на 177 страницах машинописного текста, включая 50 рисунков, 3 таблицы, списка литературы 201 наименования и приложения. Общий объем работы составляет 202 страницы.