<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">gumrf</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Vestnik Gosudarstvennogo universiteta morskogo i rechnogo flota imeni admirala S. O. Makarova</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">2309-5180</issn><issn pub-type="epub">2500-0551</issn><publisher><publisher-name>ФГБОУ ВО «Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова»</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.21821/2309-5180-2025-17-2-291-301</article-id><article-id custom-type="edn" pub-id-type="custom">XZTFOR</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">gumrf-562</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>АВТОМАТИЗАЦИЯ И УПРАВЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ И ПРОИЗВОДСТВАМИ</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>AUTOMATION AND CONTROL OF TECHNOLOGICAL PROCESSES AND PRODUCTIONS</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Алгоритм параметрической идентификации расходной характеристики судна с применением нейросетевой технологии</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Algorithm for parametric identification of fuel consumption characteristics by a vessel using neural network technology</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Чертков</surname><given-names>А. А.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Chertkov</surname><given-names>A. A.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Чертков Александр Александрович — доктор технических наук, доцент</p><p>198035, Санкт-Петербург, ул. Двинская, 5/7</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Chertkov, Alexandr A. — Dr. of Technical Sciences, associate professor</p><p>5/7 Dvinskaya Str., St. Petersburg, 198035</p></bio><email xlink:type="simple">chertkov51@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Каск</surname><given-names>Я. Н.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Kask</surname><given-names>Ya. N.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Каск Ярослав Николаевич — кандидат технических наук, доцент</p><p>198035, Санкт-Петербург, ул. Двинская, 5/7</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Kask, Yaroslav N. — PhD</p><p>5/7 Dvinskaya Str., St. Petersburg, 198035</p></bio><email xlink:type="simple">rgam2010@yandex.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Никифоров</surname><given-names>В. Г.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Nikiforov</surname><given-names>V. G.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Никифоров Владимир Григорьевич — доктор технических наук, профессор</p><p>198035, Санкт-Петербург, ул. Двинская, 5/7</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Nikiforov Vladimir G. — Dr. of Technical Sciences, professor</p><p>5/7 Dvinskaya Str., St. Petersburg, 198035</p></bio><email xlink:type="simple">nikiforovvg@gumrf.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова»</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Admiral Makarov State University  of Maritime and Inland Shipping</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2025</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>04</day><month>05</month><year>2025</year></pub-date><volume>17</volume><issue>2</issue><fpage>291</fpage><lpage>301</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Чертков А.А., Каск Я.Н., Никифоров В.Г., 2025</copyright-statement><copyright-year>2025</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Чертков А.А., Каск Я.Н., Никифоров В.Г.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Chertkov A.A., Kask Y.N., Nikiforov V.G.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://journal.gumrf.ru/jour/article/view/562">https://journal.gumrf.ru/jour/article/view/562</self-uri><abstract><p>Цель работы состоит в усовершенствовании методов компьютерного мониторинга и параметрической идентификации моделей расходных характеристик судов для анализа и прогнозирования показателей энергоэффективности объектов водного транспорта, а также оптимизации режимов работы дизель-генераторных агрегатов. Предложен алгоритм параметрической идентификации характеристик «вход-выход» различных по природе технологических процессов и систем (технических, биологических, экономических, социальных, экологических и др.) по данным измерений с помощью аппроксимоторных (регрессионных) нейронных сетей с возможностью количественной оценки погрешности параметрической оптимизации по эвклидовой норме. В отличие от известных методов параметрической пригонки модели по статистическим рядам предлагаемый способ базируется на обучении многослойной нейрон ной сети с обратным распространением ошибки отклонений значений выходных сигналов от эталонных с целью ее коррекции за счет введения поправок в значения весовых коэффициентов синаптических связей. Реализация алгоритма идентификации на основе предлагаемого способа пригонки модели выполнена с помощью радиальных нейронных сетей, имеющих фиксированную структуру с одним скрытым и одним выходным слоями в соответствии с нелинейными и линейными функциями активации нейронов, обеспечивающих точность отображения образов на основе эвклидовой метрики. Предлагаемый подход позволяет упростить режимы обучения и обеспечить приемлемую точность аппроксимации и идентификации. Алгоритм реализован при оценивании параметров расходной характеристики судна с известной структурой модели потребления топлива по соответствующему статистическому ряду при заданном начальном приближении. Алгоритм может быть применим для идентификации параметров моделей характеристик расхода энергоресурсов как на судах, так и в целом в отрасли внутреннего водного транспорта при вычислении целевых индикаторов и показателей ее развития.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>The purpose of the study is to enhance methods for computer monitoring and parametric identification of models describing vessels' fuel consumption characteristics. These improvements aim at analyzing and forecasting energy efficiency indicators of water transport facilities and optimizing the operational modes of diesel generator units. The paper proposes an algorithm for parametric identification of input-output characteristics across various technological processes and systems (technical, biological, economic, social, environmental, etc.) based on measurement data using approximate motor (regression) neural networks. The algorithm enables quantitative error assessment of parametric optimization using the Euclidean norm. Unlike traditional methods relying on statistical series for model fitting, the proposed approach trains a multilayer neural network with backpropagation to minimize deviations in output signal values from reference values by adjusting synaptic weight coefficients. The study demonstrates that radial neural networks with fixed structures—comprising one hidden layer with nonlinear activation functions and one output layer with linear activation functions—are suitable for solving problems in this domain. These networks ensure accurate image mapping based on the Euclidean metric while simplifying training modes and maintaining acceptable approximation and identification accuracy. The algorithm has been implemented to estimate parameters of a vessel's fuel consumption model based on statistical series with a predefined initial approximation. It can also be applied to identify energy consumption characteristics in the inland water transport sector when calculating target indicators and developmental metrics.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>алгоритм</kwd><kwd>параметрическая идентификация</kwd><kwd>расходная характеристика</kwd><kwd>нейронные сети</kwd><kwd>сетевые технологии</kwd><kwd>аппроксимация</kwd><kwd>оценка параметров</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>algorithm</kwd><kwd>parametric identification</kwd><kwd>fuel consumption characteristics</kwd><kwd>neural networks</kwd><kwd>network technologies</kwd><kwd>approximation</kwd><kwd>parameter estimation</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Барышников С. О. Модели и алгоритмы управления объектами водного транспорта в условиях цифровой трансформации: монография / С. О. Барышников, Д. В. Дмитриенко, В. В. Сахаров, А. А. Чертков. — СПб: Изд. «Заневская площадь», 2022. — 520 c.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Baryshnikov, S. O., D. V. Dmitrienko, V. V. Sakharov and A. A. Chertkov. Modeli i algoritmy upravleniya ob”ektami vodnogo transporta v usloviyakh tsifrovoy transformatsii SPb: Izd. «Zanevskaya ploschad’», 2022: 520.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Сахаров В. В. Модели и алгоритмы оптимизации технологических процессов на объектах водного транспорта в среде MatLab: монография / В. В. Сахаров, А. А. Кузьмин, А. А. Чертков. — СПб.: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова, 2015. — 436 c. — EDN ULLLID.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Sakharov, V. V., A. A. Kuz’min and A. A. Chertkov. Modeli i algoritmy optimizatsii tekhnologicheskikh protsessov na ob”ektakh vodnogo transporta v srede MatLab Sankt- Peterburg: Federal’noe gosudarstvennoe byudzhetnoe obrazovatel’noe uchrezhdenie vysshego obrazovaniya Gosudarstvennyy universitet morskogo i rechnogo flota im. admirala S. O. Makarova, 2015: 436.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Чертков А. А. Алгоритм идентификации параметров моделей производственных функций при по мощи нейронной сети / А. А. Чертков, C. В. Сабуров, Я. Н. Каск // Вестник государственного университета морского и речного флота им. адмирала С. О. Макарова. — 2023. — Т. 15. — № 6. — С. 1096–1104. DOI: 10.21821/2309-5180-2023-15-6-1096-1104. — EDN AQZOGP.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Chertkov, A. A., C. V. Saburov and Ya. N. Kask. “Algorithm for identifying parameters of production function models using a neural network .” Vestnik gosudarstvennogo universiteta morskogo i rechnogo flota im. admirala S. O. Makarova 15.6 (2023): 1096–1104. DOI: 10.21821/2309-5180-2023-15-6-1096-1104.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Герасимов Б. И. Основы научных исследований / Б. И. Герасимов, В. В. Дробышева, Н. В. Злобина, Е. В. Нижегородов, Г. И. Терехова. — 2-е изд. доп. — М.: Форум: ИНФРА-М, 2015. — 272 c.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Gerasimov, B. I., G. I. Terekhova., et al. Osnovy nauchnykh issledovaniy. Second edition. M: Forum: INFRA-M, 2015: 272.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Хайкин, Саймон. Нейронные сети: полный курс. — 2-e изд. / Пер. с анrл. М.: Издательский дом «Вильямс», 2016. — 1104 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Khaikin, Simon. Neural Networks: A Complete Course, 2nd Edition. with anrl. Moscow, Williams Pub lishing House, 2006. 1104 с.: ил.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Вакуленко С. А. Практический курс по нейронным сетям / С. А. Вакуленко, А. А. Жихарева. — СПб., Ун-т ИТМО, 2018. — 71 c.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Vakulenko, S. A. and A. A. Zhikhareva. Prakticheskiy kurs po neyronnym setyam SPb: Universitet ITMO, 2018: 71.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Осовский С. Нейронные сети для обработки информации / С. Осовский; пер. с польского И. Д. Рудинского. — М: Финансы и статистика, 2002. — 344 c.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Per, S. Osovskiy. Neyronnye seti dlya obrabotki informatsii M: Finansy i statistika, 2002: 344.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Гашников М. В. Методы компьютерной обработки изображений: учеб. пособие для студентов вузов, обучающихся по направлению подготовки дипломированных специалистов «Прикладная математика» / М. В. Гашников, Н. И. Глумов, Н. Ю. Ильясова [и др.]; под ред. В. А. Сойфера. — 2 изд., испр. — М.: ООО Издательская фирма «Физико-математическая литература», 2003. — 784 c. — EDN QMMTJV.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Gashnikov, M. V. et al. Metody komp’yuternoy obrabotki izobrazheniy: Uchebnoe posobie dlya studentov vuzov, obuchayuschikhsya po napravleniyu podgotovki diplomirovannykh spetsialistov “Prikladnaya matematika” Ed. by V. A. Soifer. Moskva: OOO Izdatel’skaya firma “Fiziko- matematicheskaya literatura”, 2003: 784.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Fursov V. A. Constructing unified identification algorithms using a small number of observations for adaptive control and navigation systems / V. A. Fursov // Navigation and Control Technologies for Unmanned Systems II — SPIE, 1997. — С. 34–44. DOI: 10.1117/12.277217.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Fursov, V. A. “Constructing unified identification algorithms using a small number of observations for adaptive control and navigation systems.” Navigation and Control Technologies for Unmanned Systems IISPIE, 1997: 34–44. DOI: 10.1117/12.277217.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Sanjeev Kumar Dash Radial basis function neural networks: a topical state-of-the-art survey / Kumar Dash Sanjeev, Ajit Kumar Behera, Satchidananda Dehuri, and Sung-Bae Cho // Open Computer Science. — 2016. — Vol. 6. — Is. 1. — Pp. 33–63. DOI: 10.1515/comp-2016-0005.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ch. Sanjeev Kumar Dash, Ajit Kumar Behera, Satchidananda Dehuri and Sung- Bae Cho “Radial ba sis function neural networks: a topical state-of-the-art survey.” Open Computer Science 6.1 (2016): 33–63. DOI: doi:10.1515/comp-2016-0005.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Аникина О. В. Табличная реализация искусственной нейронной сети радиальных базисных функций для классификации образцов / О. В. Аникина, О. М. Гущина, Е. В. Панюкова, Н. Н. Рогова // Современные информационные технологии и ИТ-образование. — 2018. — Т. 14. — № 2. — С. 436–445. DOI: 10.25559/SITITO.14.201802.436–445. — EDN VNHQUM.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Anikina, O. V., O. M. Guschina, E. V. Panyukova and N. N. Rogova. “Abular artificial neural network implementation of radial basis functions for the samples classification.” Modern Information Technologies And It- Education 14.2 (2018): 436–445. DOI: 10.25559/SITITO.14.201802.436–445.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Goodfellow I. Deep Learning / I. Goodfellow, Y. Bengio, A. Courville — London; Cambridge: MIT Press, 2016.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Goodfellow, I., Y. Bengio and A. Courville. Deep Learning London; Cambridge: MIT Press, 2016.</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
