Общий принцип оценки вероятности Р безопасного положения корабля.

В процессе плавания вероятность безопасного положения корабля оценивается на наперед заданный момент времени.

При любом законе распределения случайных погрешностей вероятность безопасного положения корабля в общем случае зависит от соотношения допустимой в данных условиях погрешности в месте корабля и фактической количественной оценкой точности места.

За допустимую погрешность принимается детерминированная величина, равная кратчайшему расстоянию D между кораблем и навигационной опасностью.

Кратчайшее расстояние до навигационной опасности является зоной, безопасной от столкновения с этой опасностью. Поэтому расстояние D определяет предел допустимой безопасной зоны.

В качестве количественной оценки неизвестной случайной погрешности места корабля используется, как правило, средняя квадратическая погрешность по направлению на опасность - величина m. Поэтому вероятность Р безопасного положения корабля на данном участке маршрута движения в общем случае является функцией от этих величин, т.е.

Р = f (D,m) (3)

При отсутствии погрешностей в месте корабля вероятностная оценка навигационной безопасности плавания теряет смысл: корабль достоверно находится вне опасности до тех пор, пока между ним и навигационной опасностью сохраняется расстояние любой величины, не равной нулю.

При наличии же случайной погрешности в месте корабля не всякое расстояние до ненаблюдаемого препятствия является безопасным. Если положение корабля таково, что расстояние до опасности меньше предельной погрешности места, то существует вероятность события, при котором корабль окажется в прямом соприкосновении с навигационной опасностью. При данном расстоянии между местом корабля и навигационной опасностью вероятность этого события зависит от СКП места. Чем больше m , тем больше вероятность навигационного происшествия.

Основным источником погрешностей в месте корабля являются ошибки измерения навигационных параметров или ошибки учитываемых элементов счисления. Известно, что ошибки измерений, как случайные величины, могут быть представлены суммой весьма большого количества сравнительно малых слагаемых - элементарных взаимно независимых погрешностей. Поэтому на основании центральной предельной теоремы теории вероятностей можно априори принять, что итоговые случайные погрешности измерения навигационных величин подчиняются нормальному закону распределения.Это положение подкреплено результатами многочисленных научных исследований, выполненных учеными штурманской специальности.

Эллиптическая погрешность, характеризующая вероятностную величину погрешностей места корабля по различным направлениям, является следствием совместного распределения нормально распределенных погрешностей измерения навигационных величин. Эллипс погрешностей позволяет реализовать переход от погрешностей измерения навигационных величин к погрешностям места корабля по направлению на навигационную опасность.

Нормальный закон является основным законом распределения погрешностей, с помощью которого в общем случае решается задача оценки вероятности навигационной безопасности плавания. Но в отдельных случаях оценка вероятностей событий, связанных с навигационной безопасностью, может решаться с использованием и других законов распределения погрешностей (например, с помощью закона распределения экстремальных погрешностей).

Общая схема расчета вероятности безопасного положения корабля на заданном ограниченном участке плавания состоит в следующем:

- оцениваются СКП измерения навигационных величин и по ним определяются параметры среднего квадратического эллипса погрешностей,

- вычисляется СКП места по направлению на навигационную опасность,

- измеряется расстояние от точки, в которой находится вероятнейшее место корабля, до навигационной опасности,

- с помощью закона распределения погрешностей рассчитывается вероятность невыхода действительной погрешности места корабля за пределы безопасной зоны (допустимого расстояния). Эта вероятность и будет количественной оценкой вероятности безопасного положения корабля на том или ином участке маршрута.

В кораблевождении для оценки точности места в открытом море широко используется радиальная средняя квадратическая погрешность. Эта величина является условно-принятым оценочным показателем точности места. Она отличается простотой, но не отражает естественного вероятностного распределения погрешностей места по различным направлениям. Поэтому использование радиальной СКП для оценки безопасности плавания допустимо лишь при ориентировочных расчетах, а также в тех случаях, когда требуется оценить вероятность нахождения действительного места корабля на чистом участке водной поверхности при наличии в районе плавания нескольких навигационных опасностей, расположенных на различных направлениях.

Вероятность правильной оценки навигационной обстановки и принятия безопасного и своевременного решения по корректуре элементов движения корабля Р_р.

Анализ навигационной аварийности свидетельствует, что около 80% навигационных происшествий, связанных с посадкой кораблей на мель или касанием грунта, происходят из-за неудовлетворительного контроля за местоположением корабля, а также из-за ошибок при управлении маневрами корабля.

Низкий уровень профессионализма отдельных штурманов и отсутствие у них опыта практического решения навигационных задач является существенным фактором, снижающим вероятность безопасного плавания даже при высокой степени автоматизации навигационных систем и средств управления кораблем.

Вероятность объективной оценки обстановки штурманами кораблей и выработка на этой основе правильной рекомендации по назначению элементов движения корабля колеблется в пределах от 0,8 до 0,999. Уточненное значение этой вероятности для каждого вахтенного штурмана определяется по результатам статистического анализа их деятельности, связанной с принятием решений по кораблевождению, а также с учетом особенностей их психологического склада.

При ведении ручной прокладки и при отсутствии автоматизированных систем обработки и анализа навигационной информации вероятность правильного решения составляет Р_р = 0,88 – 0,98. При использовании автоматизированных систем навигации и при обработке навигационной информации с помощью специально спрограммированных ЭВМ эта вероятность повышается до 0,99 – 0,999.

Однако эти данные являются осредненными. Каждому вахтенному штурману свойственен свой уровень подготовленности к деятельности в сложных навигационных условиях, который, безусловно, должен учитываться при оценке вероятности безопасного плавания.

Расследования навигационных происшествий показывают, что на вероятность принятия правильного решения по кораблевождению существенное влияние оказывает психологический фактор, а также степень ответственности штурмана, их способность объективно оценивать свои возможности в решении задач кораблевождения.