<?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">10.21821/2309-5180-2023-15-6-1115-1129</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">gumrf-412</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>Исследование проблемы построения автоматизированной системы управления для обеспечения безопасного пропуска безэкипажных судов через судоходные шлюзы</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Studying the problem of constructing an automated control system to ensure the safe passage of unmanned vessels through shipping locks</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>Буцанец</surname><given-names>А. А.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Butsanets</surname><given-names>A. A.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Буцанец Артем Александрович — кандидат технических наук, начальник отдела НТИ и ИС </p><p>198035, Санкт-Петербург, ул. Двинская, 5/7</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Butsanets, Artem A. — PhD, Head of the Department </p><p>5/7 Dvinskaya Str., St. Petersburg, 198035</p></bio><email xlink:type="simple">butsanetsaa@gumrf.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>Ксенофонтов</surname><given-names>Н. М.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Ksenofontov</surname><given-names>N. M.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Ксенофонтов Николай Михайлович — кандидат технических наук </p><p>198035, Санкт-Петербург, ул. Двинская, 5/7</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Ksenofontov, Nikolay M. — PhD </p><p>5/7 Dvinskaya Str., St. Petersburg, 198035</p></bio><email xlink:type="simple">ksenofontovnm@gumrf.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>Волкова</surname><given-names>Т. А.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Volkova</surname><given-names>T. A.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Волкова Тамара Александровна — кандидат технических наук </p><p>198035, Санкт-Петербург, ул. Двинская, 5/7</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Volkova, Tamara A. — PhD </p><p>5/7 Dvinskaya Str., St. Petersburg, 198035</p></bio><email xlink:type="simple">volkovata@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>2023</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>07</day><month>02</month><year>2024</year></pub-date><volume>15</volume><issue>6</issue><fpage>1115</fpage><lpage>1129</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Буцанец А.А., Ксенофонтов Н.М., Волкова Т.А., 2024</copyright-statement><copyright-year>2024</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Буцанец А.А., Ксенофонтов Н.М., Волкова Т.А.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Butsanets A.A., Ksenofontov N.M., Volkova T.A.</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/412">https://journal.gumrf.ru/jour/article/view/412</self-uri><abstract><p>Исследован вариант внедрения автоматизированной системы управления для обеспечения безопасного пропуска безэкипажных судов на внутренних водных путях начиная с анализа отечественной и зарубежной научной и технической литературы для определения концептуальных положений, позволяющих выбрать рациональный способ взаимодействия данной системы с известными. Отмечается, что автоматизированная система управления шлюзованием судов должна обеспечивать необходимый уровень безопасности судоходства, и ее внедрение не должно влиять на работу иных подсистем и метасистем. В настоящее время случаи построения таких систем автоматизированной швартовки для безэкипажных судов на судопропускных гидротехнических сооружениях неизвестны. Поэтому на основе инженерно-кибернетического подхода, сформулирован перечень положений, способствующих успешной организации исследований концептуального и операционного характера. Предложены концептуальные положения синтеза структуры и факторов, которые позволяют разработать рациональный вариант структуры системы для получения наибольшей эффективности и безопасности ее работы. В работе обращается внимание на то, что помимо разработки систем управления шлюзованием не менее важной задачей является создание технических средств в камере шлюза, работа которых сможет обеспечить необходимый уровень безопасности. Поэтому в работе теоретически описан процесс швартования безэкипажного судна к автоматизированному плавучему рыму, на полезную модель которого авторами данного исследования был получен патент. Для достижения цели по формулировке проблем разработки и построения автоматизированной системы управления шлюзованием выполнен анализ швартовных устройств, используемых на судоходных шлюзах, в том числе за рубежом, который является подтверждением того, что в настоящее время используются неподвижные и подвижные швартовные устройства с вакуумными захватами. Обзор научно-технической литературы об использовании автоматических и автоматизированных систем швартовки позволил разработать предложения по организации автошвартовной системы судоходного шлюза для обеспечения пропуска безэкипажных судов, а также сформулировать основные проблемы и задачи, которые должны быть решены для обеспечения пропуска как безэкипажных, так и обычных судов.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>The option of introducing an automated control system to ensure the safe passage of unmanned vessels on inland waterways has been explored. An analysis of domestic and foreign scientific and technical literature was carried out to determine conceptual provisions that allow choosing a rational way of interaction of this system with known ones. It is noted that the automated ships locking control system should provide the necessary level of navigation safety, and the implementation of this system should not affect the operation of other subsystems and metasystems. Currently, cases of constructing such systems for automated mooring of unmanned vessels at navigational hydraulic structures are unknown. Therefore, based on the engineering-cybernetic approach, a list of provisions that contribute to the successful organization of research of a conceptual and operational nature has been formulated. Conceptual provisions for the synthesis of structure and factors that allow you to develop a rational version of the system structure to obtain the greatest efficiency and safety of its operation are proposed. In addition to the development of locking control systems, an equally important task is the creation of technical means in the lock chamber, the operation of which can ensure the required level of security. Therefore, the process of mooring an unmanned vessel to an automated mooring ring, for a utility model of which the authors of this study had received a patent, is theoretically described. To achieve the goal of formulating the problems of developing and constructing an automated locking control system, an analysis of mooring devices used at shipping locks, including abroad, which confirms that fixed and movable mooring devices with vacuum grips are currently used, is carried out. A review of scientific and technical literature on the use of automatic and automated mooring systems makes it possible to develop proposals for organizing an auto-mooring system of a shipping lock to ensure the unmanned vessels passage, as well as to formulate the main problems and tasks that must be solved to ensure the passage of both unmanned and ordinary vessels.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>безэкипажное судно</kwd><kwd>судоходный шлюз</kwd><kwd>автоматизированная швартовка</kwd><kwd>судопропуск</kwd><kwd>вакуумное захватное устройство</kwd><kwd>безопасность судоходства</kwd><kwd>плавучий рым</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>unmanned vessel</kwd><kwd>shipping lock</kwd><kwd>automated mooring</kwd><kwd>ship pass</kwd><kwd>vacuum gripping device</kwd><kwd>navigation safety</kwd><kwd>floating ring</kwd></kwd-group><funding-group><funding-statement xml:lang="ru">Данная статья выполнена в рамках научно-исследовательской работы по теме «Выполнение исследований для определения оптимального технического решения по автоматизации швартовных операций классических и беспилотных судов на судоходных шлюзах» (Приказ от 28.08.2023 № 908).</funding-statement></funding-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Триполец О. Ю. Обзор существующих методов расхождения безэкипажных судов / О. Ю. Триполец // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. — 2021. — Т. 13. — № 4. — С. 480–495. DOI: 10.21821/2309-5180-2021-13-4-480-495.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Tripolets, Oleg Y. “Overview of existing methods of autonomous vessels collision avoidance.” Vestnik Gosudarstvennogo universiteta morskogo i rechnogo flota imeni admirala S. O. Makarova 13.4 (2021): 480–495. DOI: 10.21821/2309-5180-2021-13-4-480-495.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Каретников В. В. Перспективы внедрения безэкипажного судоходства на внутренних водных путях Российской Федерации / В. В. Каретников, И. В. Пащенко, А. И. Соколов // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. — 2017. — Т. 9. — № 3. — С. 619–627. DOI: 10.21821/2309-5180-2017-9-3-619-627.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Karetnikov, Vladimir V., Ivan V. Pashchenko, and Andrei I. Sokolov. “Prospects of introducing unmanned navigation on inland waterways of the Russian Federation.” Vestnik Gosudarstvennogo universiteta morskogo i rechnogo flota imeni admirala S. O. Makarova 9.3 (2017): 619–627. DOI: 10.21821/2309-5180-2017-9-3-619-627.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Каретников В. В. К вопросу разработки основных концептуальных положений системы дистанционного управления техническим флотом / В. В. Каретников, С. В. Рудых, А. А. Буцанец // Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия: Морская техника и технология. — 2019. — № 2. — С. 7–15. DOI: 10.24143/2073-1574-2019-2-7-15.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Karetnikov, V. V., S. V. Rudykh, and A. A. Butsanets. “On the issue of developing conceptual statements of technical fleet remote control system.” Vestnik of Astrakhan State Technical University. Series: Marine Engineering and Technologies 2 (2019): 7–15. DOI: 10.24143/2073-1574-2019-2-7-15.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Буцанец А. А. Разработка предложений по типовой структуре системы дистанционного управления беспилотным техническим флотом / А. А. Буцанец // Транспортное дело России. — 2019. — № 4. — С. 100–103.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Butsanets, A. “Proposals development for the typical structure of a remote control system for unmanned technical fleet.” Transport business of Russia 4 (2019): 100–103.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Полонский Г. А. Механическое оборудование гидротехнических сооружений: учебник для техникумов / Г. А. Полонский. —3‑е изд., перераб. и доп. — М.: Энергоиздат, 1982. — 352 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Polonskij, G. A. Mehanicheskoe oborudovanie gidrotehnicheskih sooruzhenij. 3d edition. M.: Jenergoizdat, 1982.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">П‑864–88. Пособие по проектированию судоходных шлюзов к СНиП 2.06.07–87 «Подпорные стены, судоходные шлюзы, рыбопропускные и рыбозащитные сооружения». — М: Гидропроект, 1988. — 352 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Posobie po proektirovaniju sudohodnyh shljuzov k SNiP 2.06.07–87 «Podpornye steny, sudohodnye shljuzy, rybopropusknye i rybozashhitnye sooruzhenija». M: Gidroproekt, 1988.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Михайлов А. В. Судоходные шлюзы / А. В. Михайлов. — М.: Транспорт, 1966. — 532 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Mihajlov, A. V. Sudohodnye shljuzy. M.: Transport, 1966.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Ярустовский А. А. Механическое оборудование шлюзов / А. А. Ярустовский. — М.: Транспорт, 1967. — 224 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Jarustovskij, A. A. Mehanicheskoe oborudovanie shljuzov. M.: Izdatel’stvo «Transport», 1967.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Онохов П. П. Механическое оборудование шлюзов и судоподъемников / П. П. Онохов. — М.: Транспорт, 1973. — 184 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Onohov, P. P. Mehanicheskoe oborudovanie shljuzov i sudopod#emnikov. M.: Izdatel’stvo «Transport», 1973.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Колосов М. А. Механическое оборудование судоходных шлюзов / М. А. Колосов, П. А. Гарибин. — СПб.: Издательство «Лань», 2017. — 148 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kolosov, M. A., and P. A. Garibin. Mehanicheskoe oborudovanie sudohodnyh shljuzov. SPb.: Izdatel’stvo «Lan’», 2017.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Семанов Н. А. Судоходные каналы, шлюзы и судоподъемники / Н. А. Семанов, Н. Н. Варламов, В. В. Баланин. — М.: Транспорт, 1970. — 352 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Semanov, N. A., N. N. Varlamov, and V. V. Balanin. Sudohodnye kanaly, shljuzy i sudopod#emniki. M.: Izdatel’stvo «Transport», 1970.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Бутин В. П. Автоматизация швартовки судов при их шлюзовании / В. П. Бутин // Журнал университета водных коммуникаций. — 2010. — № 3. — С. 31a‑42.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Butin, V.P. “Automation of the mooring of ships during their locking through.” Zhurnal universiteta vodnykh kommunikatsiy 3 (2010): 31a‑42.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Kwok S. New innovative concepts for navigation locks / S. Kwok // 2nd International Workshop, PIANC. — New-Orleans, 2011.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kwok, S. “New innovative concepts for navigation locks.” 2nd International Workshop, PIANC. New-Orleans, 2011.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Андреева М. В. Современные методы автоматизации швартовки морских судов / М. В. Андреева // Научные исследования XXI века. — 2022. — № 3 (17). — С. 18–23.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Andreeva, M. V. “Modern methods of approach to berthing and automatization of mooring of sea vessels.” Nauchnye issledovaniya XXI veka 3(17) (2022): 18–23.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit15"><label>15</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Пат. 221649 Российская Федерация, МПК E02C 1/10, E02B 3/20, B63B 21/00. Швартовное устройство камеры шлюза / А. А. Буцанец, Н. М. Ксенофонтов, К. В. Калюжный; заяв. и патентообл. Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. — № 2023125103; заявл. 29.09.2023; опубл. 15.11.2023, Бюл. № 32.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Butsanets, A. A., N. M. Ksenofontov, and K. V. Kalyuzhnyy. RU 221649 U1, IPC E02C 1/10, E02B 3/20, B63B 21/00. Shvartovnoe ustroystvo kamery shlyuza. Russian Federation, assignee. Publ. 15 Nov. 2023.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit16"><label>16</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Буцанец А. А. Организация системы дистанционного управления беспилотным техническим флотом для обеспечения судоходства на внутренних водных путях: дис. … канд. техн. наук по спец. 05.22.19 «Эксплуатация водного транспорта, судовождение» / Артем Александрович Буцанец. — СПб.: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова», 2021. — 189 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Butsanets, A. A. Organizatsiya sistemy distantsionnogo upravleniya bespilotnym tekhnicheskim flotom dlya obespecheniya sudokhodstva na vnutrennikh vodnykh putyakh: PhD diss. SPb.: Gosudarstvennyy universitet morskogo i rechnogo flota imeni admirala S. O. Makarova, 2021.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit17"><label>17</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Каретников В. В. Некоторые аспекты создания телекоммуникационной автоматизированной системы организации движения судов на внутренних водных путях / В. В. Каретников, А. И. Меншиков, С. В. Рудых // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. — 2019. — Т. 11. — № 2. — С. 222–229. DOI: 10.21821/2309-5180-2019-11-2-222-229.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Karetnikov, Vladimir V., Aleksandr I. Menshikov, and Sergey V. Rudy’kh. “Some aspects of creating a telecommunication automated system for organizing the vessels traffic on inland waterways.” Vestnik Gosudarstvennogo universiteta morskogo i rechnogo flota imeni admirala S. O. Makarova 11.2 (2019): 222–229. DOI: 10.21821/2309–5180–2019–11–2–222–229.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit18"><label>18</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Рудых С. В. Системы мониторинга и управления судами технического и вспомогательного флота на внутренних водных путях России: дис. … д-р техн. наук: 05.13.06. / Сергей Витальевич Рудых. — СПб., 2013. — 308 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Rudykh, S. V. Sistemy monitoringa i upravleniya sudami tekhnicheskogo i vspomogatel’nogo flota na vnutrennikh vodnykh putyakh Rossii. Dr. of Technical Sciences Diss. SPb., 2013.</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>
