В обзорной статье на основе анализа научных публикаций дано обоснование необходимости внедрения эффективных технологий, способствующих снижению выбросов парниковых газов, в первую очередь углекислого газа, оказывающих отрицательное влияние на изменение климата на Земле. В частности, обращается внимание на негативное влияние подъемно-транспортного оборудования и терминальных тягачей, используемых на крупных терминалах. Отмечается, что в связи с этим терминальные операторы переходят на гибридные двигатели, экологичные виды топлива или электрическое оборудование. Приведены доказательства того, что переход на использование подъемно-транспортного оборудования, оснащенного электрическими источниками энергии, не только снизит выбросы парниковых газов в атмосферу при работе в порту, но и благодаря более простой механической конструкции электроприводов увеличит время безотказной работы оборудования, а также позволит сократить затраты на его техническое обслуживание. Обоснована необходимость кроме замены двигателя внутреннего сгорания, произвести замену элементов гидравлической системы, в частности, на ричстакерах, которые являются наиболее сложными устройствами (объем гидравлической жидкости в гидравлических системах ричстакера составляет порядка 800 л). Предлагается замена гидравлических цилиндров как основных потребителей гидравлической энергии при выполнении погрузочно-разгрузочных работ на электроцилиндры, так как они не отличаются по эксплуатационным нагрузкам от гидравлических цилиндров, и в случае замены двигателей внутреннего сгорания на аккумуляторные батареи снижаются эксплуатационные расходы (стоимость владения), а также обеспечивается точность позиционирования.

В исследовании рассмотрены случаи киберугроз в сети морской автоматической идентификационной системы. Обзор данных о выявленных уязвимостях автоматической идентификационной системы показал отсутствие качественно формализованного описания и классификации угроз, так как в настоящее время предлагаемые сценарные модели атак не покрывают весь их возможный спектр, а подходы к обеспечению кибербезопасности АИС (организационные и технические меры) сводятся к сценариям информационной безопасности непосредственно на судне. Предложено пять независимых моделей внешних атак на АИС — типовые уровни киберугрозы от низкого (единичная подделка сигнала) до высокого (комбинированная многоэтапная атака с использованием нескольких методов). Помимо внешних угроз в ходе исследования рассмотрены внутренние угрозы, связанные с проникновением в компьютерную сеть судна с последующим негативным воздействием. Эти результаты вынесены на отдельное обсуждение, поскольку требуют особого подхода и проработки. Предложены новые подходы и рекомендации к защите. Отмечается, что противодействие киберугрозам для АИС требует сочетания организационных и технических мер. Условно они разделены на программно-алгоритмические и аппаратно-архитектурные. К первым относятся методы, улучшающие протокол и программное обеспечение: аутентификация и шифрование АИС-сообщений, фильтрация аномалий, системы обнаружения атак. Обращается внимание на то, что альтернативным направлением является разработка алгоритмов выявления поддельных данных АИС, предусматривающая предварительное создание дополнительных систем мониторинга, которые могут непрерывно анализировать поступающие данные признаков аномалий: отсутствие предыдущего маршрута движения, нелогичные маневры, дублирование, рассинхронизацию с радиолокацией и т. п. Дан прогноз обеспечения кибербезопасности сетей АИС, предусматривающий создание более подробных правил и руководств классификационных обществ, а также разработку дополнительного программного обеспечения и технических средств как непосредственно на судне, так и в береговых центрах (например, в системах управления движением судов).

Темой работы является исследование возможности комплексирования теории нечетких множеств с модификациями кусочных аппроксимаций в одной универсальной парадигме для создания перспективных моделей навигации. При оптимальной комбинаторике нечеткой логики со сплайн-функцией допустимо учитывать неопределенность и неточность данных навигационных измерений на основе реализации принципа точечного интерполирования. Все предположения базируются на доказательстве теоремы нечеткой аппроксимации, согласно которой любая математическая система может быть синтезирована на основе нечеткой логики. Рассматривается практический аспект применения нечетких множеств в проблеме моделирования сплайнами конфигурации траектории для своевременного уклонения от запретных районов плавания с целью выбора оптимальных параметров линии пути в условиях неопределенности маршрутизации. Выполнен эксперимент синтезирования сложной линии сплайн-пути судна с применением лингвистических переменных теории нечеткой логики. Эмпирически подтверждена возможность комплексирования методов сплайн-функций и композиций нечетких множеств на примере приближения гладкой траектории с увеличением быстродействия «мягких вычислений» на 15 %. Апробированный гибридный подход предлагается использовать как математическое обеспечение адаптивных нечетких моделей для успешного прогнозирования траектории движения мобильного объекта с целью формирования концепции безэкипажного судоходства в масштабе реального времени. Прогнозируется смещение акцента от традиционных требований точности измерений в области вероятностно-статистических методов в нечеткую область «грануляции информации». Проанализирован вопрос альтернативной применимости нечеткой логики взамен теории вероятностей при использовании функции принадлежности для решения нестандартных задач. Выдвигается гипотеза необходимости анализа локальных свойств измерительной информации и методов ее обработки на основе принципов теории нечетких множеств. Исследован вопрос имитации принятия решения судоводителем на основе нечеткой логики для учета влияния «человеческого фактора» на безопасность мореплавания при поддержки интеллектуальной гибридной системы. Предполагается, что управление неопределенностью при решении когнитивных проблем судовождения является важным вопросом предотвращения аварийных ситуаций вследствие применения алгебры нечеткой логики.

Рассмотрена задача оптимизации работы автомобильного грузового фронта нефтеналивного терминала с использованием метода дискретно-событийного моделирования. В рамках исследования проанализирована современная научная литература на эту тему, анализ которой показал, что большая часть исследований сфокусирована на вопросах применения имитационного моделирования для оптимизации процессов на контейнерных терминалах, в то время как другие виды терминалов, такие как навалочные и наливные терминалы, не так хорошо и подробно исследованы. В этой связи отмечается, что оптимизация транспортных и перегрузочных процессов на этих терминалах также важна для их эффективной эксплуатации. В данном исследовании предложена модель, разработанная на языке Python с применением библиотеки SimPy, для определения оптимального количества сливных эстакад, необходимых для эффективной обработки автоцистерн. Основным критерием оптимальности выбрана минимизация длины очереди и времени ожидания автомобилей в ней. Модель учитывает такие параметры, как время разгрузки цистерн, интервалы между прибытием автомобилей и производительность слива на эстакадах. Проведены пять прогонов модели с варьированием количества эстакад на примере с заданными исходными данными. Результаты моделирования показали, что модель позволяет эффективно анализировать технологические и компоновочные решения автомобильного грузового фронта. Использование данной модели позволяет обосновать потребность в числе технологических элементов терминала. На основе проведенного моделирования можно сделать выводы о достаточности или недостаточности количества эстакад для заданного грузопотока, а также оценить необходимость введения в работу дополнительных перегрузочных мощностей. Предлагаемая модель является простой и эффективной для применения при проектировании нефтеналивных терминалов.

В статье выполнено исследование влияния некоторых факторов на уровень фрахтовых ставок в локальном секторе фрахтового рынка перевозки зерновых культур из портов Российской Федерации. Фрахтовый рынок рассматривается как сложная динамическая система, функционирующая по случайным законам, состояние которой определяется большим количеством факторов, различающихся по степени их значимости. Отмечается, что определение степени значимости этих факторов позволяет снизить размерность математической модели, которая может быть использована при анализе и прогнозировании поведения исследуемой системы. Представлены результаты изучения статистических данных о величине фрахтовых ставок в локальном секторе фрахтового рынка перевозки зерновых грузов из портов Российской Федерации. Определены основные государства-потребители отечественного зерна. Отмечены новые тенденции российского экспорта зерновых грузов и рынки сбыта. Представлена динамика изменения зерновых фрахтовых ставок по основным морским бассейнам Российской Федерации: Азовскому, Черноморскому, Каспийскому и Балтийскому. Установлены доли каждого бассейна в суммарном объеме экспорта зерновых культур. В результате анализа выявлено отсутствие зависимости между формой кривых фрахтовых ставок и направлением перевозки, а также типоразмером привлекаемого к транспортировке груза судна и видом зернового груза. Установлена очевидная зависимость между дальностью перевозки и расположением кривой фрахтовых ставок на графике по вертикали, на основании которой выдвинута гипотеза о возможности определения уровня фрахтовых ставок для любого направления перевозки при наличии известной кривой ставок для какого-либо из них посредством вычисления разности протяженности между этими двумя маршрутами и корректировки размера ставок для искомого направления на величину, пропорциональную дальности перевозки для судов с минимальным балластным переходом от места открытия позиции судна до места погрузки.

На основе результатов модельных экспериментов исследованы возможности их использования в конкретных математических моделях судна с учетом того, что одним из важнейших элементов математической модели судна является описание силовой нагрузки на корпус судна при его управляемом движении, рассматриваемом в виде зависимости безразмерных гидродинамических характеристик от различных безразмерных кинематических параметров движения судна. Отмечается, что в практике прикладных научных исследований, выполняемых с использованием математической модели судна, предпочтение отдается двум вариантам расчетных методов определения гидродинамических характеристик корпуса судна, отличительной особенностью которых является определенное сочетание кинематических параметров движения судна в безразмерной форме: в первом варианте это угол дрейфа и угловая скорость, во втором — поперечная составляющая линейной скорости судна и угловая скорость. При этом зависимости безразмерных гидродинамических характеристик корпуса судна от безразмерных кинематических параметров движения представляются в полиномиальной форме в виде произведений коэффициентов разложения, т. е. первых и последующих частных производных по кинематическим параметрам движения, на соответствующие параметры движения. Модельные эксперименты проводятся с использованием метода гармонических колебаний преимущественно на планарных механизмах (Planar Motion Mechanism — PMM) в опытовых бассейнах. Результатами таких экспериментов являются значения частных производных гидродинамических характеристик. В работе исследована возможность совокупного использования результатов модельных экспериментов для получения расчетных формул вне зависимости от рассматриваемых в них кинематических параметров движения судна. Приведены результаты сравнительного анализа использования ряда расчетных методов определения безразмерных гидродинамических характеристик в зависимости от различных безразмерных кинематических параметров движения судна. Для оценки адекватности расчетных методов использованы результаты натурных экспериментов на судах различного водоизмещения и с различной конфигурацией конструкции корпуса. Симуляции управляемого движения рассматриваемых судов выполнены с использованием их математических моделей с учетом воздействия внешних факторов при проведении морских испытаний.

Рассмотрены основные проблемы издания 6.2.0 шестой редакции Стандартов S-44 Международной Гидрографической организации, опубликованные в октябре 2024 г. Указано, что версия 6.2.0 шестой редакции Стандартов S-44 практически полностью соответствует версии 6.1.0 шестой редакции, за исключением добавления двух новых подпунктов в п. 3.8, касающихся природы дна с включением соответствующих параметров в матрицу спецификаций. Отмечается, что в октябре 2024 г. проект второй версии издания 6.2.0 шестой редакции Стандартов S-44 Международной Гидрографической организации был направлен на рассмотрение национальным гидрографическим организациям для получения отзыва. В ноябре 2024 г. Управление навигации и океанографии Министерства обороны Российской Федерации направило в Международную Гидрографическую организацию свой отзыв с рекомендациями. По результатам рассмотрения российских рекомендации и отзывов других пяти государств Международная Гидрографическая организация подготовила Циркулярное письмо № 21/2025 от 24 апреля 2025 г. В приложении к Циркулярному письму представлены отзывы шести государств-членов и комментарии председателей рабочих групп и Секретариата Международной Гидрографической организации. В данной статье обсуждаются отзыв Управления навигации и океанографии и комментарии к нему председателей рабочих групп и Секретариата МГО. При этом отмечена несостоятельность и противоречивость некоторых из этих комментариев и необоснованность ссылок на Учебник по гидрографии Международной гидрографической организации, известный как С-13, изданный в 2005 г. и актуализированный в 2011 г. Отмечается, что ряд материалов этого учебника устарели и не отвечают реалиям современной цифровой гидрографии. Подчеркивается, что одним из главных изменений в версии 6.2.0 шестой редакции Стандартов S-44 можно считать уточнение термина «суммарная горизонтальная неопределенность» и новый метод расчета этого параметра на основе стандартных отклонений координат антенны сонара, который не является оптимальным и требует дальнейшего уточнения. Обоснована необходимость изложение вопросов альтернативного метода определения поправок уровня в реальном масштабе времени на основе высокоточного определения геодезических высот реперов уровенных постов в трех последних редакциях Стандартов S-44 (4-й — 6-й). Даны рекомендации по изложению этого вопроса в актуализированной версии — Учебнике С-13 Международной гидрографической организации с учетом использования моделей геоида для получения разности высот геоида и нуля глубин на уровенном посту. Обсуждаются другие возможные изменения и уточнения текущего издания 6.2.0 шестой редакции, которые в дальнейшем будет целесообразно внести в проект новой (седьмой) редакции Стандартов S-44 Международной Гидрографической организации.

В статье представлена концептуальная модель жизненного цикла буксира-автомата в системе обеспечения автономной проводки и швартовки судов в морском порту. Выполнен анализ существующих подходов к моделированию жизненного цикла технических систем, при этом внимание акцентировано на специфике автономных морских средств. Особое внимание уделено эксплуатационному этапу жизненного цикла, отличающемуся от традиционных буксиров отсутствием экипажа и функционированием в автоматическом режиме. Рассмотрены семь ключевых систем буксира-автомата, обеспечивающих его работоспособность: автоматическая навигационная система, система ситуационной осведомленности, система контроля и управления техническими средствами, система связи, пропульсивная система, система энергообеспечения, а также системы жесткой сцепки с транспортным судном и другими буксирами-автоматами. Определены пять основных мероприятий по обеспечению безотказной эксплуатации: профилактика, контроль работоспособности, функциональное тестирование, прогнозирующее и корректирующее техническое обслуживание. На основе анализа шести возможных состояний буксиров-автоматов (готовность, рабочее, простой, аварийное, восстановление, зарядка) установлены зависимости между состояниями и допустимыми мероприятиями технического обслуживания. Предложена обобщенная концептуальная модель жизненного цикла буксира-автомата, ориентированная на повышение надежности и безопасности автономных операций в портовой зоне. Отмечается, что результаты исследования могут быть использованы при проектировании, эксплуатации и сертификации автономных буксиров, а также при разработке стандартов и регламентов для систем автономного судоходства.

Рассмотрены вопросы применения технологий переработки полимерных композиционных материалов в корпусные конструкции водоизмещающих судов, дано описание исходных компонентов и рассмотрены основные методы изготовления конструкций, допускаемые к применению Российским морским регистром судоходства. Применение определенного метода зависит от ряда факторов и в некоторых случаях верфям-изготовителям приходится отклонять рекомендацию классификационного общества об использовании преимущественно метода инфузии. Исследованы технологические процессы с применением метода контактного формования. Для частного случая изготовления наружной обшивки водоизмещающего судна дано обоснование выбора метода не в пользу рекомендуемой технологии, так как при одинаковой схеме армирования толщина бортовой обшивки корпуса, изготовленная методом инфузии, оказалась ожидаемо меньше, чем изготовленная методом контактного формования. При этом метод контактного формования обеспечил толщину в соответствии с проектом. Для применения метода инфузии требовалось в схему армирования внести дополнительные слои армирующего материала, увеличивая стоимость, время изготовления и вес конструкции. В то же время прочностные характеристики отобранных образцов обшивки, изготовленной методом инфузии, превысили показатели прочности образцов обшивки, изготовленной методом контактного формования. Метод контактного формования оказался экономически более эффективным в первую очередь за счет применения меньшего объема материалов, привлечения малоквалифицированной рабочей силы и отсутствия риска форс-мажорных обстоятельств. Предлагается принять метод инфузии базовым в расчетах толщины обшивки корпуса, что может служить одним из вариантов использования метода изготовления корпусных конструкций корпуса. Решение задач в этой области позволит беспрепятственно внедрять и применять на производстве более совершенные технологии с использованием метода инфузии.

Данная статья посвящена исследованию важной проблемы быстрого коррозионно-эрозионного разрушения выпускных клапанов судовых дизельных двигателей, вызванного сочетанием высоких температур, агрессивных сернистых соединений и абразивных зольных частиц, присутствующих в продуктах сгорания топлива. Основной задачей исследования является создание и валидация воспроизводимого лабораторного метода, который позволит моделировать реальные эксплуатационные условия в ускоренном режиме и количественно оценивать влияние отдельных факторов на общий износ. Для проведения экспериментов была разработана специализированная коррозионно-эрозионная камера, обеспечивающая точный контроль температуры поверхности образцов (650–800 °C), концентрации оксидов серы (SOₓ), содержания твердых частиц и других параметров. В качестве объектов исследования использовались выпускные клапаны двигателя 6ЧН 18/22, включая образцы с жаростойкими покрытиями и без них. Для оптимизации испытаний и повышения информативности был использован метод статистического планирования эксперимента — дробный факторный план 2⁵⁻¹, позволяющий системно оценить влияние пяти основных факторов. По итогам 100-часовых испытательных циклов был проведен комплексный анализ, включающий измерение скорости износа, глубины микротрещин, потери массы и изменения микротвердости. Статистический анализ (ANOVA) показал, что наибольшее влияние на износ оказывают температура поверхности и концентрация SOₓ, а также был обнаружен значительный синергетический эффект между SOₓ и твердыми частицами. Экспериментально установлено, что использование топливных присадок снижает химическую коррозию на 30–35 %, а защитные покрытия уменьшают эрозионный износ на 20–25 %. Валидация метода, проведенного путем сравнения с натурными данными, показала хорошую согласованность результатов (расхождение в пределах 10–15 %). Разработанный метод является эффективным инструментом для прогнозирования ресурса выпускных клапанов и обоснования выбора защитных стратегий в судостроении.

В данной работе представлено исследование, направленное на разработку и экспериментальную проверку прототипа устройства, предназначенного для предотвращения ложных срабатываний в автоматизированных системах управления судовыми энергетическими установками. В рамках исследования выполнен анализ архитектурных особенностей современных систем автоматизации, используемых на морских объектах, а также выявлены основные типы отказов информационно-измерительных каналов, связанных с контролем давления — одного из ключевых параметров систем мониторинга и регулирования. На основе проведенного анализа разработаны технические и программные компоненты прототипа устройства, реализующего алгоритмы идентификации неисправностей датчиков давления. Представленная модель была подвергнута экспериментальной проверке, в ходе которой оценивалась ее работоспособность в условиях имитации различных видов отказов. Полученные результаты позволили подтвердить эффективность устройства в части распознавания наиболее распространенных дефектов измерительных цепей. Вместе с тем исследование выявило ограничения разработанного устройства, обусловленные невозможностью диагностировать отдельные виды сложных отказов измерительной аппаратуры. Для повышения функциональной полноты системы предложен дополнительный алгоритм интеграции устройства в структуру автоматизированной системы управления, обеспечивающий более точное принятие решений при наличии признаков неисправности. Результаты работы могут быть использованы при модернизации существующих систем контроля и защиты судовых энергетических установок с целью повышения их устойчивости к ошибочным срабатываниям и обеспечения безопасной эксплуатации оборудования.

В работе рассмотрена задача автоматизации визуального контроля качества сварных и корпусных конструкций в судостроении, когда надежность продукции и безопасность эксплуатации напрямую зависят от своевременного выявления дефектов. Показано, что традиционный оптический контроль основан на субъективной оценке экспертов и плохо масштабируется, а классические методы компьютерного зрения ограничены дефицитом размеченных данных и высокой вариативностью производственных условий. Для преодоления этих ограничений предложена строгая математическая модель, сочетающая механизмы неконтролируемого и частично контролируемого обучения. Архитектура включает три ключевых компонента: сверточный автоэнкодер, обучаемый на бездефектных эталонных образцах и обеспечивающий реконструктивное выявление аномалий; двухэтапную процедуру со скользящим окном и двумя порогами, позволяющую разделять слабовыраженные дефекты и шумы при контролируемом уровне ложных срабатываний; полуконтролируемую классификацию, основанную на контрастном обучении и графовых алгоритмах псевдоразметки (k-NN и распространение меток), что обеспечивает вовлечение масштабных массивов неразмеченных данных. Совместная оптимизация задач реконструкции и дискриминативного представления признаков позволяет согласовать критерии «нормальности» и устойчивой классификации. Экспериментальный анализ подтверждает, что предложенный подход позволяет выявить как ярко выраженные, так и малозаметные дефекты, снижает зависимость от ручной аннотации и легко интегрируется в цикл промышленного контроля качества. Научная новизна исследования заключается в разработке комплексной модели автоматизированного контроля качества промышленных изображений, интегрирующей реконструктивные, контрастивные и графовые методы. Практическая значимость состоит в возможности применения модели в судостроительном производстве для повышения воспроизводимости процедур контроля, снижения трудозатрат и обеспечения надежности выпускаемой продукции.

Темой работы является исследование процесса роста сложности киберфизических производственных систем (Cyber-Physical Systems) на судостроительных и судоремонтных заводах, который приводит к генерации многомерных временных рядов с сильными межканальными связями и «дрейфом» режимов, когда традиционные методы статистического контроля процессов (Statistical Process Control) теряют чувствительность. Целью исследования является разработка математически определенной модели обнаружения аномалий на основе обучения без учителя (Unsupervised Learning). Задачами исследования являются формализация представления состояния через сигнатурные матрицы, фиксирующие попарные зависимости между параметрами; реконструкция нормального поведения с помощью нейронной сети Long Short-Term Memory (сеть с долгой краткосрочной памятью) и ее сверточной модификации Convolutional Long Short-Term Memory; использование адаптивных порогов на основе квантильного правила и метода Exponentially Weighted Moving Average (экспоненциально взвешенное скользящее среднее) для учета дрейфа; локализация источников аномалий по остаточным картам и сопряжение с контуром управления. Модель обеспечивает масштабную инвариантность, чувствительность к межканальным зависимостям и устойчивость к режимным смещениям. Практическая значимость выполненного исследования заключается в мониторинге технологических процессов на этапах судостроительного производства, таких как сварка корпусов, сборка секций, испытания энергетических и вспомогательных систем, что снижает количество ложных тревог и обеспечивает оператору интерпретируемые причины срабатывания.