Влияние неопределённости и случайности на принятие решений в судовождении

Автор: Тарасов И.М., Ларин А.И., Махова Н.Б.

Журнал: Международный журнал гуманитарных и естественных наук @intjournal

Рубрика: Физико-математические науки

Статья в выпуске: 1-2 (100), 2025 года.

Бесплатный доступ

В статье представлена проблема неопределённости в момент приятия решения, её влияние на принимаемое решение и последствия этого. Освещены математические модели, моделирующие влияние неопределённости, их влияние на положительное изменение относительно безопасности процесса судовождения, а также более сложные подходы, такие как матрицы рисков, и другие. Акцентируется внимание на важности понимания методов математического аппарата специалистами для снижения влияния неопределённости и случайности на безопасность судовождения. Делается вывод, что влияние неопределённости и случайности имеет место быть, но в существенной степени оно может быть снижено при использовании в процессе судовождения методов математического аппарата, в частности моделировании систем, подверженных влиянию неопределённости.

Еще

Линейная алгебра, неопределённость, случайность, математические модели, математический аппарат, оценка рисков

Короткий адрес: https://sciup.org/170208699

IDR: 170208699   |   DOI: 10.24412/2500-1000-2025-1-2-192-199

Текст научной статьи Влияние неопределённости и случайности на принятие решений в судовождении

Области, которые, казалось бы, являются строго научными и к реальности имеют малое или и вовсе не имеют отношения, на деле могут оказывать и, что более важно, оказывают достаточно сильное влияние на производственные сферы, а их игнорирование может привести к серьёзным проблемам, создавать аварийные и чрезвычайные ситуации.

Примером такого важного фактора является случайность или неопределённость в момент принятия решения. В принципе, это является важным факторов в любой производственной сфере, где от решения ответственного лица зависят жизни и здоровье людей, но в контексте судовождения фактор неопределённости может привести не только к смертям отдельных индивидов, что тоже является неприемлемым, но и парализовать логистическую систему, что приведёт к катастрофическим последствиям для целых групп людей, городов,стран.

Именно поэтому вопросам принятия решений в условиях неопределённости и случайности уделяют достаточно большое количество внимания, как в правовом аспекте, так и во время подготовки специалистов.

Результаты исследования

В первую очередь, когда мы говорим о какой-либо проблеме, необходимо понимать масштабы и суть изучаемого явления.

Исторически сложилось, что, говоря о безопасности на море, весь мир подходил к этому вопросу исключительно с технической точки зрения. Традиционным считалось проблемы аварийности решать внедрением и применением новейших технических и технологических решений и ограничиванием последствий аварий и иных чрезвычайных ситуаций.

В соответствии с этим и правовая сторона вопроса так же стала ориентирована на, в первую очередь, требования к конструкции и оборудованию судов. В частности, Международная конвенция по охране человеческой жизни на море (СОЛАС-74) определяет порядок освидетельствования судов, спасательного и прочего оборудования, конструкций, механизмов и т.д.

При всём при этом, как отмечает ИМО (Международная морская организация): «несмотря на технические новшества, серьёзные аварии и инциденты продолжают происходить».

  • ■    Столкновение

  • ■    Навал

  • ■    Посадка на мель

  • ■    Утопление

  • ■    Затопление частичное

  • ■    Переворачивание

  • ■    Пожар

  • ■    Взрыв

  • ■    Пропажа без вести

  • ■    Повреждение объектов

  • ■    Гибель людей /травма

  • ■    Прочие

Рис. 1. Структура аварийности по видам аварий

Рис. 2. Тенденции морских происшествий по видам аварий

Таблица 1. Количество морских происше ствий по видам аварий по годам

£

о

о

И

О

о н

и

и d

К

ч о £

Св К

св

Ч св О

О

С

о S К о Ч С О £

св я

1) о

S о я я

Ч S я о ^

й

со

о S

св и S

св Оч о и о Оч о к

Оч св *

с

и

со

и

S н о о и

со о ю

св

св и

Оч к

А ю о

о

X g

И о К

2 ч

св

св 5S

Оч W

^ ч

ч

о

Ю Я

о S Я

с

о

о о

и

2008

181

101

255

12

4

28

15

3

0

30

61

0

690

2009

325

174

431

16

19

58

42

3

0

38

217

2

1325

2010

356

180

369

15

18

50

35

2

0

26

146

0

1197

2012

246

132

264

5

21

55

44

2

0

34

155

0

958

2013

264

145

210

10

25

49

33

2

0

38

163

2

941

2014

265

116

213

7

11

61

35

1

0

37

150

3

899

2015

244

102

202

5

12

56

38

3

0

20

122

1

805

2016

217

94

163

5

19

46

26

3

0

21

144

0

738

2017

200

96

181

14

22

55

27

3

0

23

143

0

764

2018

243

86

172

21

26

52

54

2

0

24

180

0

830

2019

218

98

200

11

25

66

31

1

0

40

145

2

837

2020

188

95

155

13

15

51

29

2

0

21

133

0

702

2021

199

80

179

3

36

70

26

3

1

35

118

1

745

2022

115

56

96

5

9

34

24

1

1

6

94

1

442

Всего

3543

1701

3350

154

280

787

461

32

2

416

2123

13

12853

Доля, %

27,6

13,2

26,1

1,2

2,2

6,1

3,6

0,2

0,0

3,2

16,4

0,1

100,0

Малая эффективность такого подхода вынудила международное морское сообщество искать иные пути для снижения количества аварий и повышения безопасности судоходства. И основным путеводителем стало признание человеческого фактора.

Общий анализ аварий и инцидентов на море, произошедших на море за последние 30 лет обнаружил достаточно удивительный факт: Число аварийных случаев, связанных с человеческим фактором, стабильно удерживается на уровне 70-80%.

В современности же, всё чаще из общедоступных источников можно увидеть рассуждения о том, что влияние человеческого фактора, который обостряется и, в некоторое доле принимает решающую силу именно при неопределённости, достигает 90%.

Достаточно остро встал вопрос о профессиональной подготовки моряков. ИМО считает, что уровень знаний должен быть повышен и с этой целью в 1995 г. была пересмотрена Международная конвенция о подготовки и дипломировании моряков и несения вахты (ПДНВ-78). Так же были приняты иные резолюции и документы, направленные на увеличение уровня профессиональной подготовки специалистов.

Но достаточно быстро стало очевидно, что подготовка и образование хоть и являются одним из важнейших факторов, не всегда являются определяющими во время выполнения непосредственно обязанностей судоводителями.

Так, в 1996г. была создана специальная рабочая группа экспертов по человеческому факторов при содействии МОТ (Международной организации труда), которая в свою очередь разработала проект Руководства по расследованию человеческих факторов в авариях и инцидентах на море, одобренное в 1999 г. на 21-ой сессии Ассамблеи ИМО. (резолюция А.884(21)

Именно с этого момента можно говорить о влиянии неопределённости и случайности на принятие решений, ведь до этого момента не существовало какого-либо унифицированного подхода, который мог позволить понять, что стало причиной той или иной аварии.

Безусловно, никакие документы не являются отправной точкой в вопросе принятия ре- шений, но именно благодаря им мы имеем достаточное количество данных для обсуждения фактора неопределённости.

Так как вопрос стоит в принятии решений в судовождении, необходимо отметить тот факт, что де-факто современный ходовой мостик – это место сосредоточения неопределённости и все документы направлены на снижение рисков, при этом не претендуя на право и обязанность судоводителя в принятии решения, ведь в этом и заключается его работа, для этого он и находится на мостике.

Тем не менее, иногда мы видим ситуации, которые, казалось бы, не должны вызывать ни одной двусмысленности и в полной мере регламентированы, тем не менее приводят к аварийным ситуациям.

В качестве примера рассмотрим ситуацию, в которой действия регламентированы Правилом 14 (МППСС-72, Международные правила предупреждения столкновений судов в море.) – «Ситуация сближения судов, идущих прямо друг на друга», которое предписывает следующее:

  • 1)    Когда два судна с механическими двигателями сближаются на противоположных или почти противоположных курсах так, что возникает опасность столкновения, каждое из них должно изменить свой курс вправо, с тем чтобы каждое судно прошло у другого по левому борту.

  • 2)    Такая ситуация должна считаться существующей, когда судно видит другое прямо или почти прямо по курсу, и при этом ночью оно может видеть в створе или почти в створе топовые огни и (или) оба бортовых огня другого судна, а днем оно наблюдает его соответствующий ракурс.

  • 3)    Если имеется сомнение в отношении того, существует ли такая ситуация, то следует считать, что она существует, и действовать соответственно.

С одной стороны, ситуация не должна иметь разночтений и в полной мере регламентируется данным правилом. Более того, есть Правило 8, которое уточняет действия судоводителя. Пункт A данного правила гласит: «Любое действие, предпринимаемое для предупреждения столкновения, если позволяют обстоятельства, должно быть уверенным, своевременным и соответствовать хорошей морской практике».

Таким образом мы получаем ситуацию, которая не должна становится проблемой в реальной практике.

С другой же стороны мы наблюдаем, что по факту такая ситуация становится самой неблагоприятной при выборе манёвра расхождения. А причина подобного заключается в погрешности определения позиции встречного судна.

Так, был проведён эксперимент, описанный в книге Е. Климова «Лекции по МПСС-72 (Части А и В), в котором на радиолокационном тренажере проигрывалась вышеописанная ситуация (рис. 3) [1].

Достаточно многие факторы влияют на точность определения местоположения встречного судна, но в контексте эксперемен-та будет достаточным сказать, что D кр – погрешность в определения местоположения судна на встречном курсе.

Рис. 3. Суда на встречных курсах

Таблица 2. Сводная таблица зависимости принятия решение судоводителем в зависимости от погрешности определения местоположения судна на встречном курсе. (Dкр в милях)

Dкр

Изменили курс «ВЛЕВО»

Не предприняли никаких действий

Изменили курс «ВПРАВО»

0,0

9

0,5

Сектор многовариантных решений

2

7

1,0

4

5

1,5

5

3

1

2,0

1

7

1

Таким образом можно увидеть ощутимую разницу в принятом решении. Это объясняется главным образом тем, что ситуация неопределённости существует на мостиках обоих судов изначально и судоводитель по факту должен действовать исходя из заведомо неверных данных.

Так же особенностью является влияние внешних факторов и прочих помех, что усугубляет ситуацию. Вопреки интуитивному восприятию, свободное пространство для маневрирования так же порождает неопределённость.

Ко всему этому может добавляться психологические и психоэмоциональные факторы, такие как неуверенность, что опять же усугубляет ситуацию, ведь согласно Правилу 8 решение должно быть принято «уверенно» и «своевременно».

И, к сожалению, интерес к теме случайности появился не на пустом месте. Так, классическим примером неудачного расхождения судов на встречных курсах является авария двух пассажирских теплоходов «Стокгольм» и «Андреа Дориа». «Стокгольм» повернул вправо, так как слева увидел огни встречного судна, а на «Андреа Дориа» заметил огни судна справа и, соответственно, повернули влево (рис. 4).

Рис. 4. Столкновение судов «Андрея Дориа» и «Стокгольм»

Таким образом, становится совершенно очевиден тот факт, что влияние неопределённости велико и в определённых ситуациях может становится решающим, но, если есть проблема, значит необходимо искать пути для её решения.

Апеллируя к выводам, которые были сделаны в одной из работ на тему рисков и принятия решения в судовождении [2] , хотелось бы рассмотреть возможность для минимизации влияния неопределённости на принятие решений при помощи методов математического аппарата.

Для понимания роли математических методов, хочется вспомнить две модели аварийности, которые уже стали классическими.

Так, согласно модели аварийности Хайнриха, Серьёзной аварии предшествует некоторое количество инцидентов, меньшего масштаба. В первую очередь это инциденты, которым не придали никакого значения (~300), выше в пирамиде стоят значительные поломки и ошибки людей (~30), и венчает пирамиду крупная авария или катастрофа (рис. 5).

Рис. 5. Пирамида Хайнриха

300 Инциденты, которым не придали значения

Естественным образом в этой логической цепочки моментально находятся несостыковки, такие как, например, «Титаник». Абсолютно новое судно, которое гибнет в первом же рейсе абсолютно не вписывается в данную закономерность.

Таким образом развитием данной модели стала модель аварийности Джеймса Ризона, известная как модель «Швейцарского сыра» (рис. 6).

Рис. 6. Модель «Швейцарского сыра» Джеймса Ризона

Суть данной модели сводится к тому, что серьёзной аварии предшествует целый ряд различных обстоятельств.

Однако, в реальности, все эти модели не могут претендовать на какую-либо научную оценку, ведь судно по своей сути - это динамическая система, которая в ситуациях, предшествующих аварийным, действует нелинейно, что и становится причиной невозможности предсказать его поведение.

Естественным образом, от «полу-научных» моделей приходят к сложным и многосоставным системам, таким как матрицы аварийности.

Так же, как в определённых ситуациях можно составить матрицу риска (рис. 7) [2] и за счёт неё прогнозировать те или иные опасности для предотвращения аварийных ситуаций, так и в данном случае практикуется составление матрицы аварийности.

Очень высокая

Вероятность режима отказа

5

5

10

15

20

25

Высокая

4

4

8

12

16

20

Средняя

3

3

6

9

12

15

Низкая

2

2

4

6

8

10

Очень низкая

1

1

2

3

4

5

Двумерная матрица рисков

1

2

3

4

5

Критичность отказа

Незначительное происшествие

Происше

ствие

Авария

Серьёзная авария

Катастрофа

Рис. 7. Двумерная матрица рисков

Рис. 8. Матрица аварийности

Состояние динамического равновесия судна может быть описана системой линейных уравнений, где левая часть описывает внутреннее состояние системы, что включает в себя исправно функционирующие судовые системы и механизмы, физическое и психоэмоциональное состояние судоводителя, а правое – совокупность внешних воздействий, которые способны повлиять на поведение судна (в том числе через влияние на лицо, принимающее решение).

Естественным образом, утрата этого равновесия ведёт к нелинейности и области ситуаций, когда предсказать поведение судна не представляется возможным.

При переходе, из состояния равновесия в состояние нелинейности можно выделить такую закономерность. Если определитель системы стремиться к нулю, то такая ситуация ведёт к серьёзной аварии – катастрофе (в соответствии с пирамидой Хайнриха), если определитель «далёк» от нуля – то можно говорить об значительных поломках, если определитель находится в промежуточном состоя- нии – «незначительные инциденты».

Таким образом, даже в ситуациях, когда всё регламентировано и каких-либо разночтений быть не может, любая неопределённость, даже в последующем рассмотрении незначительна, на деле может оказывать сильное влияние и приводить к катастрофическим последствиям.

Заключение

  • 1.    Влияние неопределённости имеет место быть в современном судовождении, и оно может оказывать и оказывает серьёзное влияние на принимаемое судоводителем решение.

  • 2.    Для минимизации влияния неопределённости и случайности на принятие решения в судовождении необходим комплексный подход, связанный не только с улучшением технической стороны вопроса, но и с подготовкой качественных и опытных профессионалов, знающих своё дело.

  • 3.    В вопросах увеличения безопасности может сыграть свою важную роль математика и, что более важно, необходимо более пристальное внимание отдавать в вопросах математического моделирования ситуаций, связанных с неопределённостью, что так же косвенно затрагивает вопрос подготовки и обучения специалистов не только по профилю, но и

  • в научных дисциплинах.

Список литературы Влияние неопределённости и случайности на принятие решений в судовождении

  • Климов Е.Р. Лекции по МППСС-72: (части А и В): пособие для морских судоводителей. - Архангельск: Правда Севера, 2012. - 326 с. ISBN 978-5-85879-816-3.
  • Тарасов И.М., Ларин А.И., Махова Н.Б. Применение теории вероятности для обеспечения безопасности судоходства // Военно-экономический вестник. - 2024. - №3.
Статья научная