6.2 Основные способы определения вероятности безаварийной работы судов

Надежность в наиболее общей форме, применимая для всех возможных видов распределения аварий, выражается во времени формулой:

(6. 1 )

Таким образом, вероятность безаварийной работы судов, имеющих опасность аварий « а «, убывает с увеличением времени эксплуатации по экспоненциальной кривой. При этом предельные значения такой вероятности принимают значения:

при t = 0 P ( t ) = 1; при t = P ( t ) = 0.

Наиболее сложной величиной в рассматриваемой зависимости является показатель интенсивности аварий а, величину которого в общем случае определяют по формуле:

А = 1 / Т_ср (6. 2 )

Вся сложность определения этой величины состоит в её зависимости от условий работы судов в различные периоды времени, от состава флота и множества других факторов. Существует достаточно большое число формул и способов расчета величины интенсивности аварий а. Например, для различных условий плавания в периоды t₁иt₂ эта величина рассчитывается дополнительно по формулам:

приt = t₁ + t₂ a = a₁ + a₂

(6. 3 )

Аналогично учитываются типы и количество судов, их возраст, районы плавания, перевозимые грузы или способы лова рыбы и т.д.

Рассматривая аварийность при маневрировании судов, теми же формулами выражают зависимость вероятности числа успешных (безаварийных ) маневров от количества всех маневров. При этом используются формула полной вероятности Байеса, интегральная теорема Муавра – Лапласа и классические методы расчета различных критериев согласия, наиболее распространенными среди которых являются критерии Пирсона и Колмогорова.

Поскольку как отдельное судно, так и любая судоходная компания представляют собою сложные полиэргативные системы, то анализ аварийности невозможен без учета деятельности людей и, в первую очередь, целых коллективов. В специальной литературе это влияние называют человеческим фактором. Из всего многообразия видов деятельности и способов влияния на аварийность измерениям подвергались два наиболее важных показателя работы оператора судоводителя:

дееспособность или психологические возможности принимать правильные (безошибочные) действия в любых, даже экстремальных условиях работы;

работоспособность или физиологическая устойчивость оператора в тех же самих условиях после определенного времени выполнения своих непосредственных обязанностей.

Выполненные различными исследователями наблюдения и анализ аварий показали, что факторы, влияющие на возникновение ошибки оператора судоводителя, распределены приблизительно следующим образом: 41 % ошибок возникает из-за недостатка поступающей навигационной информации, остальные ошибки происходят за счет недостатков физиологических и психологических качеств оператора.

Не менее важными причинами аварий являются определенные недостатки индивидуальных качеств судоводителей. Исследованиями установлено, что причинами аварий можно считать следующие соотношения индивидуальных ошибок: 41% - ошибки ориентации; 21% - ошибки предвидения; 18% - ошибки принятия решений; 15% - ошибки исполнения принятых решений. Причинами неправильных действий приводящих к авариям могут некоторые морально-волевые качества судоводителя: самоуверенность, ослабление бдительности, торопливость и неоправданный риск приводили к авариям приблизительно в 20% всех аварийных происшествий.

В итоге вероятность безаварийной работы судна в течение времени Т можно рассчитывать по формуле комплексного учета всех факторов:

(6. 4 )

В этой формуле приняты следующие обозначения:

λ_с - интенсивность отказов технических средств судна;

λ_о - интенсивность отказов или ошибок оператора;

λ_р - интенсивность отказов вызванных условиями плавания или воздействием внешних факторов.

Естественно, что определение конкретных значений величин интенсивности отказов само по себе является сложной задачей, требующей в каждом отдельном случае самостоятельных исследований. Например, определение интенсивности ошибок оператора требует применения методов инженерной психологии с учетом всех особенностей работы судоводителей в самых различных внутренних (судовых) и внешних (природных) условиях. Исследования должны базироваться на математическом моделировании соответствующих процессов. Одновременно необходимо учитывать специфику работы оператора судовождения. Уже сейчас практически всегда судоводитель пользуется информационной моделью окружающей обстановки.

Как следствие сказанного выше возникает проблема оценки навигационной ситуации методами теории информации. При этом широко используется Шенноновское определение понятия энтропии. Исследованиями установлено, что потоки производственной информации в сфере управления процессами более простых транспортных систем, чем промысловые суда занятые ловом рыбы в море, загружают оператора в среднем на 8 – 10 бит/сек. Это, как правило, в 4 – 5 раз выше возможностей обработки среднего оператора.

Специальные исследования показали, что зрение, как основной орган наблюдения в судовождении, можно рассматривать в виде аппарата массового обслуживания, обрабатывающего поток информации с определенными свойствами. При такой постановке вопроса доказано, что зрительный анализатор судоводителя обладает свойствами отсутствия последействия, ординарности и стационарности. В терминологии теории массового обслуживания такой поток информации называется простейшим и для него наиболее полно разработаны методы количественной оценки результатов работы любых систем массового обслуживания. Иными словами, считая поток навигационной информации простейшим для определения объема потерянной в процессе обработки информации можно применить формулу Эрланга. Она дает в процентах объем потерянной информации:

(6. 5 )

Здесь использованы следующие обозначения:

n – число равноценных обслуживающих аппаратов;

 - среднее время обслуживания одного требования каждым обслуживающим аппаратом;

• - среднее число заявок поступающих на обслуживание в единицу времени;

• = ¹•V, где ¹ – число требований на единицу пути.