ВЕСТНИК ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА МОРСКОГО И РЕЧНОГО ФЛОТА ИМ. АДМИРАЛА С. О. МАКАРОВА

Представлено эмпирическое исследование, посвященное эксплуатации паромных переправ в Астраханской области. Объектом исследования являются четыре паромные переправы: Большой Магой, Сизый Бугор, Седлистое и Трудфронт, выбранные на основе анализа социально-экономических характеристик населенных пунктов, находящихся в сфере их обслуживания.

Предметом исследования являются факторы, определяющие эффективность работы паромных переправ. В качестве примера рассмотрена паромная переправа села Большой Магой с указанием его географического положения, демографических данных и уровня развития социальной инфраструктуры.

Цель исследования заключалась в выявлении проблем и факторов, снижающих эффективность работы паромных переправ в регионе. Для решения поставленной задачи использовался метод анализа данных, взятых из библиографических источников, включающий изучение технического состояния судов и инфраструктуры, а также анализ пассажиропотока.

В результате исследования было установлено, что функционирование паромных переправ характеризуется низкой эффективностью, обусловленной следующими факторами: значительным возрастом техники (средний возраст буксиров составляет пятьдесят восемь лет, паромов - около двадцати лет), низкой загрузкой (пятьдесят процентов от возможной пропускной способности), неудовлетворительным состоянием подъездных путей и отсутствием надлежащих причальных сооружений (часто представляющих собой необорудованные глиняные насыпи).

Главным выводом исследования является наличие острой необходимости в модернизации паромных переправ в Астраханской области для повышения эффективности их работы и обеспечения транспортной доступности удаленных населенных пунктов.

Полученные результаты могут быть использованы для разработки целевых программ по развитию транспортной инфраструктуры региона. Основной задачей исследования являлась объективная оценка эффективности функционирования переправ, расположенных в удаленных сельских населенных пунктах.

В рамках обзорной статьи исследованы проблемы регулирования проектного этапа дноуглубительных работ в акваториях морских портов Российской Федерации.

Акцентировано внимание на отсутствии единого нормативного подхода к организации данных работ, что обусловлено высокой степенью фрагментации законодательства и преобладанием подзаконных актов.

Отмечается, что подобная ситуация создает сложности в реализации проектов, замедляя модернизацию портовой инфраструктуры и повышая риски административных барьеров. Особое внимание уделено экологическим аспектам, включая процедуры экологической экспертизы, а также стратегической роли портовой инфраструктуры в контексте развития Северного морского пути, позиционируемого как ключевой элемент национальной транспортной политики.

В рамках исследования проанализированы основные стадии проектного этапа: выбор проектной организации, проведение инженерных изысканий, согласование документации в Росрыболовстве, экологическая экспертиза и получение разрешений на захоронение донного грунта.

Выявлены системные проблемы, связанные с дублированием норм, разночтениями в подзаконных актах и формированием неформальных ведомственных требований, что ведет к монополизации рынка проектных услуг и снижению эффективности регуляторных процедур.

Предложены пути совершенствования регулирования, включая разработку унифицированных стандартов, охватывающих все этапы проектирования и консолидацию разрозненных подзаконных актов в единые нормативные документы.

Подчеркивается необходимость четкого разграничения обязательных и рекомендательных требований к проектной документации, что позволит минимизировать субъективизм при принятии решений контролирующими органами. Особо отмечается важность координации между Росрыболовством, Росприроднадзором и другими ведомствами для устранения противоречий в регулятивной практике.

Проведенный анализ выполнен на базе использования широкого спектра источников: федеральных законов, актов органов исполнительной ветви власти и технических стандартов.

Результаты исследования имеют практическую значимость для органов государственной власти, проектных организаций и участников рынка гидротехнического строительства, ориентированных на повышение эффективности реализации инфраструктурных проектов в условиях повышения требований к экологической безопасности и стратегическим интересам государства.

Рассмотрен способ создания судопогрузочной машины непрерывного действия путем закрепления конвейерной телескопической стрелы на опорно-ходовой конструкции портального крана и применения его механизмов для управления всеми перемещениями стрелы. Особое внимание уделено проблеме пыления сыпучих грузов в существующих портах Российской Федерации, продолжающих задействовать грейферные портальные краны для перевалки грузов.

Отмечается, что применяемые в настоящее время комплексные меры борьбы с пылением не позволяют устранить просыпь и пылеунос сыпучих грузов при проведении погрузочно-разгрузочных работ грейфером на причале. При этом единственным эффективным решением является внедрение дорогостоящих судопогрузочных машин, что служит сдерживающим фактором развития для многих портов России ввиду нерентабельности инвестиций.

В целях повышения экологичности и интенсивности перевалки сыпучих грузов на причалах действующих портов сформулирована задача по разработке более доступного способа перехода от грейферных портальных кранов к современным судопогрузочным машинам непрерывного действия. В рамках исследования разработано специальное крепление телескопической конвейерной стрелы к порталу портального крана.

Представлены общий вид машины, а также изображения шарнирного и стационарного креплений к порталам кранов различной конструкции. Рассмотрены принципы действия механизмов портального крана как в сочленении с телескопической стрелой при отгрузке сыпучих грузов, так и при обособленной работе крана собственным крюковым захватом с тарно-штучными грузами.

Выполнен сравнительный анализ основных технических характеристик и стоимостных показателей разработанной судопогрузочной машины. Определены ее основные достоинства и недостатки.

Предложенный способ создания судопогрузочной машины на базе портального крана демонстрирует возможность устройства нового типа подъемно-транспортной машины, сочетающего высокую производительность и экологичность, универсальность применения, доступность внедрения в существующих портах, а также низкую стоимость изготовления и монтажа.

Предлагается воспринимать линейный сплайн как математический критерий линии положения. Линейная сплайн-аппроксимация при этом рассматривается в двойственном варианте: сплайн ассоциируется с аналогом линии положения и одновременно с многозвенником восстановленной навигационной изолинии. Сплайн-градиент интерпретируется как усовершенствованное понимание классического вектора градиента, имеющего отличие в построении по нормали к сплайновому фрагменту, аппроксимирующему изолинию в окрестности счислимой точки.

При таком подходе обеспечивается реалистичность многофакторности вероятных направлений максимальных увеличений навигационной функции за счет оперирования комплексом сплайн-градиентов, что объективно отображает ситуацию предельной точности обсервации как вероятнейшей точки пересечения сплайновых линий положения.

Отмечается, что понятие сплайн-градиента признано основополагающим предикатом, определяющим потенциал движения судна при изолинейном плавании с учетом меняющейся геометрической характеристики поля навигационных параметров. Конкретизирована оценка точности навигационных измерений за счет вариативного конфигурирования архитектуры комплекса градиентов.

Представляется целесообразным предположение о гипотетической возможности независимого контроля изолинейного перемещения судна при наличии на борту специальной аппаратуры, способной постоянно определять значения параметров навигационной изолинии с синхронной фиксацией веера градиентов, так как внутренняя геометрия траектории судна полностью характеризуется навигационными параметрами в общепринятом в навигации смысле.

Указывается, что альтернативным преимуществом удержания судна на маршруте изолинейного плавания является техническая возможность ориентирования на управляющий сигнал от измерений значений комплекса градиентов без использования дополнительной информации.

Применение веера градиентов в практическом аспекте создает прецедент организации параметрической системы, в которой текущий истинный курс и координаты изолинейно движущегося судна являются функциями градиентометрических измерений.

Допускается теоретическая возможность практического применения теории сплайн-функций к приближению новейших изолиний, внедрение которых в навигацию будущего связано с инновациями технических средств судовождения.

Прогнозируется, что предлагаемый подход может быть использован как математическое обеспечение автоматизированной системы судовождения с искусственным интеллектом в рамках концепции безэкипажного судоходства.

Темой исследования является вопрос разработки имитационной модели для определения рационального варианта распределения входящего потока круизных и паромных судов в системе причалов морского пассажирского порта или терминала.

Разработка в данном исследовании нового программного инструментария, который на основе гибкости настройки интерфейса может быть применим к различным морским пассажирским терминалам с учетом возможности выполнения многосценарного моделирования, направлена на уточнение методов технологического проектирования морских пассажирских портов и терминалов.

Отмечается, что используемые детерминированные модели для расчета пропускной способности причала или необходимого количества причалов не позволяют учитывать в полной мере динамические параметры влияния внешней среды, что ограничивает их применение и формирует необходимость использования методов имитационного моделирования.

В исследовании отмечается, что наряду с основным параметром: ожидаемым годовым пассажиропотоком и количеством круизных и паромных судов, ключевым вопросом является структура потока судов.

Предложена модель приоретизации обслуживания входящих круизных и паромных судов, рассматривается возможность исследования наличия случайного потока судов, заходящих в порты, имеющих как низкий, так и высокий приоритет заявок в очереди.

На основе выполнения многосценарного моделирования в разработанном цифровом двойнике с использованием новой программы доказана возможность сформировать набор больших данных для последующего принятия решений при неопределенности стратегического развития морского пассажирского порта в регионе моря и методам привлечения новых круизных линий.

Исследования, представленные в работе, направлены на изучение гидравлики процесса наполнения судоходных шлюзов с головной системой питания из-под плоских подъемно-опускных ворот. В частности, рассмотрена задача о возможности компенсации первого обратного пика гидродинамической силы путем изменения площади отверстия наполнения.

Изменение площади отверстия наполнения рассмотрено в том числе для случаев постоянной величины площади и для случаев ее уменьшения. В теоретическом эксперименте временной промежуток и интенсивность изменения площади отверстия наполнения синхронизировались со скоростью распространения волн в камере шлюза.

Первую волну попуска от сформировавшегося в начале процесса наполнения необходимо компенсировать второй волной, которая создается принудительно путем уменьшения площади сечения отверстия наполнения с последующим переходом к ее увеличению.

В исследовании определялись параметры второй компенсационной волны, чтобы при взаимодействии с первой волной попуска отсутствовал первый пик обратной гидродинамической силы.

Исследовано также влияние на возникновение пика обратной силы режима изменения площади отверстия наполнения. Для реализации поставленной задачи использованы теоретические методы, основанные на решении уравнений неустановившегося движения воды, позволяющие определить колебания свободной поверхности воды в камере шлюза, в том числе на начальном этапе наполнения.

Результаты, полученные в исследовании, показывают для различных водоизмещений судна зависимости изменения величины гидродинамической силы от режимов изменения площади отверстия наполнения и от взаимосвязанного с площадью изменения приращения расхода воды.

Полученные результаты исследования могут быть направлены на создание безопасных условий для шлюзования как судов действующего флота, так и перспективного безэкипажного флота.

Темой исследования является всесторонняя оценка эффективного управления цепями поставок насыпных грузов в большегрузных контейнерах на морские контейнерные терминалы в целях накопления и отгрузки на морские суда.

Актуальность темы вызвана тем, что контейнеризация широко охватившая различные категории грузов, оставила без внимания массовые относительно недорогие насыпные грузы, для перевозки которых успешно используются мягкие контейнеры малой грузоподъемности, требующие для хранения крытых помещений, которыми, как правило, контейнерные терминалы не оборудуются.

Отмечается, что постановка задачи обусловлена необходимостью синхронизации логистических потоков, в силу того что управление функциональной схемой терминала требует системного подхода к разработке модели движения смежных видов транспорта, задания ритма подачи автомобилей и вагонов под выгрузку и погрузку и учета ряда других факторов.

Подчеркивается, что моделирование схем обработки контейнеров на морском терминале находится в прямой зависимости от его пропускной способности, расчет которой базируется на оценке емкости складских площадей порта, в границах которых может быть принято к обработке и хранению определенное количество контейнеров, а также от наличия средств механизации, необходимых для их обработки.

В предлагаемой работе рассмотрена возможность организации технологических процессов терминала на основе сокращения контейнеро-мест в зоне хранения в различных условиях работы транспортной системы, а именно в условиях задержки судна под погрузкой в силу метеорологических или иных причин.

Сделан вывод о том, что предлагаемые схемы обработки контейнеров могут способствовать сокращению издержек участников транспортного процесса, не нарушая заданных сроков поступления и обработки грузов, обеспечивая ритмичность и надежность технологических операций на морском терминале.

Рассмотрена концепция аппроксимации геометрической формы зоны навигационной безопасности судна в идеологии образов сплошных деформируемых сред как непрерывное множество точек N-фокусного эллипса, который также можно использовать применительно к задаче ограждения навигационных опасностей. Данная конфигурация позволяет точнее учитывать информацию о полях различных кинематических и динамических параметрах движения судна и генерировать управляющие воздействия по обеспечению заданного уровня безопасности плавания. Отмечается, что решение задачи обеспечения безопасности судовождения при формализации зоны навигационной безопасности судна в виде N-фокусного эллипса первоначально требует разработки принципов управления на кинематическом уровне. При этом возникает нетривиальная задача определения координат особых «характерных» точек на границе зоны навигационной безопасности, таких как точка, ближайшая к навигационной опасности, находящаяся на пересечении с линией относительного движения, «крайние» точки. В том числе из-за нелинейности уравнения N-фокусного эллипса, изменений размеров и формы зоны навигационной безопасности, вызванных движением собственного судна и меняющейся навигационной обстановки, предлагается решение, базирующееся на одном из классических методов определения местоположения в навигации - обобщенном методе линий положения. Основные положения изыскания подкреплены инфографикой и доведены до уровня непосредственного практического применения. Сделан вывод о том, что формализация предлагаемых методов и алгоритмов в автоматических навигационных комплексах или системах управления автономными судами позволит судоводителю на борту или управляющему ими дистанционно решать задачи судовождения на качественно новом уровне в неразрывной связи с традиционными методами контроля безопасности мореплавания.

Темой исследования является оценка и прогнозирование динамики заносимости судоходных каналов - важная составляющая обеспечения круглогодичной навигации крупнотоннажных судов в акватории Северного морского пути, поскольку арктические моря и соединяющие их проливы, особенно в восточном секторе, мелководны, что требует выполнения дноуглубительных работ для поддержания гарантированных безопасных глубин.

Статья посвящена описанию разработанного метода оценки и прогнозирования динамики заносимости судоходных каналов в акватории Северного морского пути.

Рассмотрены основные особенности условий выполнения дноуглубительных работ в арктических морях, к которым относятся наличие льда в течение 8-9 месяцев в году, когда проведение дноуглубительных работ является невозможным, короткий (3-4 месяца) период чистой воды, когда выполнение дноуглубительных работ становится возможным, при этом плавание транспортных судов и ледоколов по каналам осуществляется круглый год.

Отмечается, что наряду с традиционными факторами, влияющими на процессы заносимости морских каналов, такими как ветро-волновые явления и течения, существенное влияние оказывают движители крупнотоннажных транспортных судов и мощных ледоколов ввиду значительной осадки судов и мелководья каналов.

Приведено теоретическое обоснование модели заносимости на основе экспериментальных данных, полученных по результатам съемки рельефа дна с применением многолучевых эхолотов.

Детально показаны этапы обработки натурных данных для их подготовки и применения в математической модели заносимости. Приведены результаты прогноза расчетных величин объемов заносимости и соответствующие им доверительные интервалы.

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.

Целью настоящей работы является исследование методов моделирования и формализованного описания управления технологическими процессами, связанными с повышением надежности функционирования систем водного транспорта посредством снижения вероятности реализации транспортных рисков.

В рамках поставленной цели решена задача разработки математических методов учета частичного запаздывания защитного эффекта в моделях управления рисками в условиях усиления требований к безопасной цифровизации водного транспорта при наличии широкого спектра риск-факторов как инженерно-материального, так и информационного характера. Теоретико-вероятностный подход к оптимизации затрат на снижение рисков в аспекте совместного рассмотрения этих затрат и возможных потерь от реализации рисков получил в настоящее время развитие в отраслевых исследованиях на водном транспорте.

Отмечается, что вне рамок рассматриваемых моделей остается возможное и подчас неизбежное запаздывание эффекта, поскольку затраты на антирисковые мероприятия не реализуются мгновенно в полной мере (по аналогии с распределенно-лаговом анализом незавершенного строительства, получившим развитие в условиях плановой экономики в ХХ в.).

Показано, как процедуры снижения рисковых потерь, формально определяемых как средние значения ожидаемых суммарных (рисковых и управленческих) потерь, могут быть дополнены как в моделях управления рисками на графах, так и в моделях математического программирования методами распределенно-лаговых моделей, что позволяет повысить их адекватность.

Результатом проведенного исследования является разработка оптимизационных математических моделей, учитывающих возможное запаздывание эффекта от дополнительных затрат, снижающих в целом рисковый ущерб.

В статье выполнена задача по определению способности судового дизельного масла к проникновению в структуру композиционного материала, изготовленного с применением армирующих стеклянных тканей и полиэфирного связующего элемента.

Способность судового дизельного масла проникать в структуру образцов, нарезанных из общей плиты полимерного композиционного материала, выполняется путем определения изменения веса образцов до и после их погружения в емкости с жидкой средой (судовое дизельное масло) на определенный период времени.

Установлена незначительная способность проникновения дизельного масла в состав данного материала в зависимости от его структуры, т. е. от расположения армирующего материала, а также от наличия или отсутствия обработки краев образцов полиэфирной смолой после их нарезания из общей плиты.

Рассмотрены механические свойства (предел прочности при растяжении, сжатии и изгибе) композиционного материала после его изъятия из емкости с дизельным маслом. Решается практическая задача определения возможности влияния обработки торцов нарезанных образцов для испытаний полиэфирной смолой на способность проникновения судового дизельного масла в структуру полимерного композиционного материала.

Установлено влияние нахождения образцов в жид кой среде (дизельное масло) с определенным соотношением слоев армирующего материала (стекломата и ровинговой стеклоткани) на их механические характеристики при изгибе, растяжении и сжатии.

Представлены результаты исследований, демонстрирующие непосредственную связь между пределом прочности, разрушающей силой и числом ровинговых слоев в структуре полимерных композиционных материалов образцов, подвергнутых обработке полиэфирной смолой.

В ходе выполнения экспериментов определена способность проникновения дизельного масла в структуру композиционных материалов и изменения механических свойств в результате погружения данных материалов в жидкую среду.

Результаты экспериментального исследования образцов полимерных композиционных материалов с различными схемами армирования подтверждают целесообразность их использования в корпусных конструкциях судов, в частности такие материалы могут быть рекомендованы для изготовления судовых цистерн, предназначенных для хранения дизельного масла.