gumrfВестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. МакароваVestnik Gosudarstvennogo universiteta morskogo i rechnogo flota imeni admirala S. O. Makarova2309-51802500-0551ФГБОУ ВО «Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова»10.21821/2309-5180-2025-17-6-846-857GMPLKWgumrf-654Research ArticleЭКСПЛУАТАЦИЯ ВОДНОГО ТРАНСПОРТА, ВОДНЫЕ ПУТИ СООБЩЕНИЯ И ГИДРОГРАФИЯOPERATION OF WATER TRANSPORT, WATERWAYS AND HYDROGRAPHYИмитационная модель погрузочно-разгрузочных работ тыловой зоны контейнерного терминала на основе технологического автоматаSimulation Model of Loading and Unloading Operations in the Rear Zone of a Container Terminal Based on a Finite-State MachineМаликоваТ. Е.MalikovaT. E.

Маликова Татьяна Егоровна — доктор технических наук, профессор

690059, г. Владивосток, Верхнепортовая, 50

Malikova, Tatiana E. — Grand PhD in Technical Sciences, Professor

50a, Verkhneportovaya Str., Vladivostok, 690059,

Malikova@msun.ruПетроваЕ. Е.PetrovaE. E.

Петрова Екатерина Евгеньевна — кандидат технических наук

690087, г. Владивосток, ул. Луговая, д. 52-Б

 

Petrova, Ekaterina E., — PhD in Technical Sciences

52-В, Lugovaya street, Vladivostok, 690087

pillers@mail.ruГаннесенВ. В.GannesenV. V.

Ганнесен Виталий Витальевич — доцент, доцент кафедры судовождения

690087, г. Владивосток, ул. Луговая, д. 52-Б

Gannesen, Vitalii V. — Associate Professor,

Associate Professor at the Navigation Department Far Eastern State Technical Fisheries University

52-В, Lugovaya street, Vladivostok, 690087

gannesen.vv@dgtru.ruМорской государственный университет имени адмирала Г. И. НевельскогоРоссияMaritime State University named after Admiral G. I. NevelskoiRussian FederationДальневосточный государственный технический рыбохозяйственный университетРоссияFar Eastern State Technical Fisheries UniversityRussian Federation202521012026176846857Copyright © Маликова Т.Е., Петрова Е.Е., Ганнесен В.В., 20262026Маликова Т.Е., Петрова Е.Е., Ганнесен В.В.Malikova T.E., Petrova E.E., Gannesen V.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://journal.gumrf.ru/jour/article/view/654

Рассмотрены перспективы применения цифровых технологий в планировании и управлении локальными операционными процессами морского контейнерного терминала. В качестве объекта исследования выбран технологический процесс перегрузки контейнеров в складской и тыловой зонах терминала с формированием штабеля отправки с целью дальнейшей передачи груза на железнодорожный транспорт. Отмечается, что с операционной точки зрения формирование штабеля отправки является трудоемкой технологической операцией, так как она связана с селективным поиском и выемкой из операционного штабеля некоторого числа контейнеров, составляющих перемещаемый в тыловую операционную зону логистический поток груза. Методом исследования является автоматное программирование последовательности локальных операций моделируемого технологического процесса загрузки железнодорожного состава. При этом объект моделирования описывается конечным автоматом, который затем преобразуется в цифровой код каждой из локальных операций, составляющих в совокупности технологический процесс погрузочно-разгрузочных работ. Поскольку основным предназначением автомата является реализация функции управления, в контексте данного исследования управляющие воздействия направлены на перегружатель и программируют последовательность его действий по выемке целевых контейнеров из операционного штабеля, формирование из них (контейнеров) штабеля отправки в тыловой зоне терминала, погрузку грузовой партии на железнодорожные платформы по прибытии в порт железнодорожного состава. Результатом исследования являются имитационная модель погрузочно-разгрузочных работ тыловой зоны контейнерного терминала, а также диаграммы переходов локальных операций для конечного автомата с правилами управления (кодами). Применение указанного математического аппарата применительно к моделированию технологических процессов позволяет представить единую логику управления процессом перевалки грузов в операционных зонах терминала. 

This article examines the potential for applying digital technologies to the planning and management of local operational processes at a sea container terminal. The object of the study is the technological process of container handling in the warehouse and rear zones of the terminal, including the formation of a dispatch stack for the subsequent transfer of cargo to rail transport. From an operational perspective, the formation of a dispatch stack is a labor-intensive technological operation, as it involves the selective search for and removal of a number of containers from the operational stack that constitute the logistics flow directed to the rear operational zone. The research method is based on automaton-based programming of the sequence of local operations within the simulated technological process of train loading. The modeled object is described by a finite-state machine, which is subsequently transformed into a digital code for each local operation that collectively constitutes the technological process of loading and unloading operations. Since the primary function of the finite-state machine is to implement control, within the framework of this study the control actions are directed at the container-handling machine and program the sequence of its operations, including the removal of target containers from the operational stack, the formation of a dispatch stack in the rear zone of the terminal, and the loading of cargo batches onto railway platforms upon the arrival of a train at the port. The results of the study include a simulation model of loading and unloading operations in the rear zone of a container terminal, as well as state-transition diagrams of local operations for the finite-state machine with corresponding control rules (codes). The application of this mathematical apparatus to process modeling makes it possible to develop a unified control logic for cargo handling operations across the terminal’s operational zones.

контейнерный терминалцифровые технологииавтопогрузчикавтоматизациягрузовые операцииматематическое моделированиеперемещение контейнеровтехнологические процессысетевые моделиконтейнерные потокиcontainer terminaldigital technologiescontainer handling equipmentautomationcargo operationsmathematical modelingcontainer handlingtechnological processesnetwork modelscontainer cargo flows.ReferencesМосквичев О. В. Внедрение интеллектуальных технологий в производственную деятельность терминально-логистических объектов / О. В. Москвичев, Г. М. Третьяков, Е. Е. Москвичева, Д. В. Васильев // Вестник транспорта Поволжья. — 2020. — № 3(81). — С. 61–68. — EDN QQIGHX.Moskvichev, O. V., G. M. Tret’yakov, E. E. Moskvicheva and D. V. Vasil’ev. “Vnedrenie intellektual’nykh tekhnologiy v proizvodstvennuyu deyatel’nost’ terminal’no-logisticheskikh ob”ektov.” Vestnik transporta Povolzh’ya 3(81) (2020): 61–68.Соловьева Е. Е. Оптимизация работы тыловых грузовых фронтов морских контейнерных терминалов: технологический аспект / Е. Е. Соловьева // Актуальные проблемы развития судоходства и транспорта: Материалы Национальной научно-технической конференции с международным участием, Владивосток, 16–17 ноября 2022 года. — Владивосток: Дальневосточный государственный технический рыбохозяйственный университет, 2022. — С. 146–153. — EDN GAUYKI.Solov’eva, E. E. “Optimization of operation of rear cargo fronts of sea container terminals: technological aspect.” Aktual’nye problemy razvitiya sudokhodstva i transporta: Materialy Natsional’noy nauchno-tekhnicheskoy konferentsii s mezhdunarodnym uchastiem, Vladivostok, 16–17 noyabrya 2022 goda. Vladivostok: Dal’nevostochnyy gosudarstvennyy tekhnicheskiy rybokhozyaystvennyy universitet, 2022: 146–153.Маликова Т. Е. Использование теории графов при разработке математических моделей систем «смещающийся груз — спецустройство» / Т. Е. Маликова // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. — 2012. — № 2. — С. 39–42. — EDN PVOIFB.Malikova, T. E. “Using the theory of graphs in developing mathematical models of the systems “shifting cargoes-special equipment”.” Nauchnye problemy transporta Sibiri i Dal’nego Vostoka 2 (2012): 39–42.Шаповалова, М. А. Имитационное моделирование системы взаимоотношений участников транспортно-логистического процесса на морском грузовом терминале / М. А. Шаповалова, А. Д. Семенов // Вестник государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. — 2022. — Т. 14. № 3. — С. 336–345. — DOI 10.21821/2309–5180–2022–14–3–336–345. — EDN NILVAS.Shapovalova, M. A. Imitacionnoe modelirovanie sistemy vzaimootnoshenij uchastnikov transportnologisticheskogo processa na morskom gruzovom terminale / M. A. Shapovalova, A. D. Semenov // Vestnik gosudarstvennogo universiteta morskogo i rechnogo flota im. admirala S. O. Makarova. — 2022. — T. 14, № 3. — S. 336–345. — DOI 10.21821/2309–5180–2022–14–3–336–345.Тимошек Е. С. Аналитический обзор моделей и методов в управлении работой флота / Е. С. Тимошек, Т. Е. Маликова // Эксплуатация морского транспорта. — 2021. — № 4(101). — С. 38–51. DOI: 10.34046/ aumsuomtl01/7. — EDN GJAWXI.Timoshek, E. S. and T. E. Malikova. “Analytical review of models and methods in fleet management.” Ekspluatatsiya morskogo transporta 4(101) (2021): 38–51. DOI: 10.34046/aumsuomtl01/7.Хасанов Д. С. Распределение ресурсов для контейнерных терминалов в реальном времени / Д. С. Хасанов // Информатизация и связь. — 2024. — № 4. — С. 70–77. DOI: 10.34219/2078-8320-2024-15-70-77. — EDN ERIGZN.Khasanov, D. S. “Real-time resource allocation for containerterminals.” Informatizatsiya i svyaz’ 4 (2024): 70–77. DOI: 10.34219/2078-8320-2024-15-70-77.Свистунова А. С. Возможности автоматических транспортеров-погрузчиков и их использование при создании имитационной модели развития контейнерного терминала / А. С. Свистунова, Д. С. Хасанов // Морские интеллектуальные технологии. — 2020. — № 4–1(50). — С. 169–174. DOI: 10.37220/ MIT.2020.50.4.023. — EDN RRNBYR.Svistunova, A. S. and D. S. Khasanov. “Features of automatic conveyor loaders and their use in creating a simulation model of container terminal development.” Marine intellectual Technologies 4–1(50) (2020): 169–174. DOI: 10.37220/MIT.2020.50.4.023.Ганнесен В. В. Обоснование схемы технологической операции расформирования контейнерного штабеля при автоматизации рабочего цикла автопогрузчика / В. В. Ганнесен, Т. Е. Маликова, Е. Е. Петрова // Вестник государственного университета морского и речного флота им. адмирала С. О. Макарова. — 2023. — Т. 15. — № 4. — С. 603–616. DOI: 10.21821/2309-5180-2023-15-4-603-616. — EDN XGBBXM.Gannesen, V. V., T. E. Malikova and E. E. Petrova. “Justification of the container stack unpacking technological operation scheme in the automation of the loader work cycle.” Vestnik gosudarstvennogo universiteta morskogo i rechnogo flota im. admirala S. O. Makarova 15.4 (2023): 603–616. DOI: 10.21821/2309-5180-2023-15-4-603-616.Кузнецов А. Л. Дискретно-событийное моделирование грузовых фронтов контейнерного терминала / А. Л. Кузнецов, А. В. Галин, Г. Б. Попов // Вестник государственного университета морского и речного флота им. адмирала С. О. Макарова. — 2023. — Т. 15. — № 4. — С. 589–602. DOI: 10.21821/2309-5180-2023-15-4-589602. — EDN TRJAZE.Kuznetsov, A. L., A. V. Galin and G. B. Popov. “Discrete-event modelling of container terminal cargo fronts.” Vestnik gosudarstvennogo universiteta morskogo i rechnogo flota im. admirala S. O. Makarova 15.4 (2023): 589–602. DOI: 10.21821/2309-5180-2023-15-4-589-602.Акельев А. С. Оптимизация параметров функционирования терминально-логистической инфраструктуры железнодорожной транспортной системы / А. С. Акельев, Р. Г. Король // Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения. — 2024. — № 3(95). — С. 79–89. DOI: 10.46973/0201-727X_ 2024_3_79. — EDN PXKQUX.Akel’ev, A. S. and R. G. Korol’. “Optimization of operating parameters of the terminal and logistics infrastructure of the railway transport system.” Vestnik Rostovskogo Gosudarstvennogo Universiteta Putej Soobshcheniya 3(95) (2024): 79–89. DOI: 10.46973/0201-727X_2024_3_79.Янченко А. А. Дискретно — событийная модель в задачах эксплуатации контейнерных терминалов / А. А. Янченко, Т. Е. Маликова // Эксплуатация морского транспорта. — 2017. — № 4(85). — С. 25–31. — EDN YRPIID.Yanchenko, A. A. and T. E. Malikova. “A discrete — event model for operations in container terminals.” Ekspluatatsiya morskogo transporta 4(85) (2017): 25–31.Кекиш Н. А. Влияние перспективной контейнеризации перевозок на проектирование инфраструктуры железнодорожных станций / Н. А. Кекиш // Проблемы перспективного развития железнодорожных станций и узлов. — 2020. — № 1(2). — С. 77–85. — EDN EOOOIT.Kekish, N. A. “Impact of perspective containerization of transportation on principles of railway station infrastructure design.” Problemy perspektivnogo razvitiya zheleznodorozhnykh stantsiy i uzlov 1(2) (2020): 77–85.Соловьева Е. Е. Выбор оптимальной последовательности сигналов блока управления при обработке штабеля контейнеров на морском терминале / Е. Е. Соловьева, Т. Е. Маликова // Вестник государственного университета морского и речного флота им. адмирала С. О. Макарова. — 2023. — Т. 15. — № 3. — С. 426–436. DOI: 10.21821/2309-5180-2023-15-3-426-436. — EDN JTWBZS.Solov’eva, E. E. and T. E. Malikova. “The selection of the control unit optimal signalling sequence in containers stack handling at sea port terminal.” Vestnik gosudarstvennogo universiteta morskogo i rechnogo flota im. admirala S. O. Makarova 15.3 (2023): 426–436. DOI: 10.21821/2309-5180-2023-15-3-426-436.Янченко А. А. Методика анализа технологического процесса обработки груза на контейнерном терминале / А. А. Янченко, Т. Е. Маликова // Эксплуатация морского транспорта. — 2020. — № 2(95). — С. 20–26. DOI: 10.34046/aumsuomt95/3. — EDN OTCLEF.Yanchenko, A. A. and T. E. Malikova. “The method for analysing the technological process of cargo handling at the container terminal.” Ekspluatatsiya morskogo transporta 2(95) (2020): 20–26. DOI: 10.34046/aumsuomt95/3.Радочинская А. Ж. Модель формирования для таможенных целей вспомогательного штабеля контейнеров на языке конечных автоматов / А. Ж. Радочинская, Т. Е. Маликова // Эксплуатация морского транспорта. — 2021. — № 2(99). — С. 59–66. DOI: 10.34046/aumsuomt99/10. — EDN TVKABH.Radochinskaya, A. Zh. and T. E. Malikova. “The model of a subsidiary container stack formation for customs purposes using finite-state machine description language.” Ekspluatatsiya morskogo transporta 2(99) (2021): 59–66. DOI: 10.34046/aumsuomt99/10.Маликова Т. Е. Детерминированный конечный автомат поиска контейнеров в штабеле / Т. Е. Маликова, Е. Е. Соловьева, А. Ж. Радочинская // Эксплуатация морского транспорта. — 2022. — № 4(105). — С. 91–100. DOI: 10.34046/aumsuomt105/11. — EDN YTYFIS.Malikova, T. E., E. E. Solov’eva and A. Zh. Radochinskaya. “Deterministic finite state machine for search of containers in stack.” Ekspluatatsiya morskogo transporta 4(105) (2022): 91–100. DOI: 10.34046/aumsuomt105/11. 2025 год. Том 17. № 6Магергут В. З. Подходы к построению дискретных моделей непрерывных технологических процессов для синтеза управляющих автоматов / В. З. Магергут, В. А. Игнатенко, А. Г. Бажанов, В. Г. Шаптала // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В. Г. Шухова. — 2013. — № 2. — С. 100–102. — EDN PVMBVT.Magergut, V. Z., V. A. Ignatenko, A. G. Bazhanov and V. G. Shaptala. “Podkhody k postroeniyu diskretnykh modeley nepreryvnykh tekhnologicheskikh protsessov dlya sinteza upravlyayuschikh avtomatov.” Vestnik Belgorodskogo gosudarstvennogo tekhnologicheskogo universiteta im. V. G. Shukhova 2 (2013): 100–102.Юнда А. И. Система управления роботизированным комплексом для процесса паллетизации / А. И. Юнда // Международная научно-техническая конференция молодых ученых БГТУ им. В. Г. Шухова: Материалы конференции, Белгород, 30 апреля — 202021 года. — Белгород: Белгородский государственный технологический университет им. В. Г. Шухова, 2021. — С. 3903–3908. — EDN KYOUAS.Yunda, A. I. “Sistema upravleniya robotizirovannym kompleksom dlya protsessa palletizatsii.” Mezhdunarodnaya nauchno-tekhnicheskaya konferentsiya molodykh uchenykh BGTU im. V. G. Shukhova: Materialy konferentsii, Belgorod, 30 aprelya — 20 2021 goda. Belgorod: Belgorodskiy gosudarstvennyy tekhnologicheskiy universitet im. V. G. Shukhova, 2021: 3903–3908.Дубинин А. В. Моделирование и тестирование недетерминированных автоматов с использованием языка Moscow ML в системе HOL / А. В. Дубинин, К. В. Печаткин, В. Н. Дубинин // Современные информационные технологии. — 2021. — № 33(33). — С. 5–16. DOI: 10.46548/21vek-2021-1054-0048. — EDN HBYBRJ.Dubinin, A. V., K. V. Pechatkin and V. N. Dubinin. “Modeling and testing non-deterministic automata using the moscow ml language in the hol system.” Sovremennye informatsionnye tekhnologii 33(33) (2021): 5–16. DOI: 10.46548/21 vek-2021-1054-0048.Карпунин А. А. Моделирование конечного автомата в MATLAB средствами Stateflow и Simulink / А. А. Карпунин // Технологии разработки и отладки сложных технических систем: VII Всероссийская научно-практическая конференция: сборник трудов, Москва, 01–02 апреля 2020 года. — Москва: Московский государственный технический университет имени Н. Э. Баумана (национальный исследовательский университет), 2020. — С. 188–195. — EDN KLZSGM.Karpunin, A. A. “Modeling a finite state machine in matlab by means of stateflow and simulink.” Tekhnologii razrabotki i otladki slozhnykh tekhnicheskikh sistem: VII Vserossiyskaya nauchno-prakticheskaya konferentsiya: sbornik trudov, Moskva, 01–02 aprelya 2020 goda. Moskva: Moskovskiy gosudarstvennyy tekhnicheskiy universitet imeni N. E. Baumana (natsional’nyy issledovatel’skiy universitet), 2020: 188–195.Кузнецов А. Л. Метод формирования плана контейнерной площадки портового терминала / А. Л. Кузнецов, А. В. Кириченко, Р. В. Кузнецов, А. Д. Семенов // Речной транспорт (XXI век). — 2024. — № 3(111). — С. 44–47. — EDN ESWTBW.Kuznetsov, A. L., A. V. Kirichenko, R. V. Kuznetsov and A. D. Semenov. “The method of forming plan of port terminal’s container yard.” Rechnoy transport (XXI vek) 3(111) (2024): 44–47.Савушкин С. А. Математические задачи контейнерной площадки / С. А. Савушкин // Управление развитием крупномасштабных систем (MLSD’2024): Труды Семнадцатой международной конференции, Москва, 24–26 сентября 2024 года. — Москва: Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В. А. Трапезникова Российской академии наук, 2024. — С. 755–764. — EDN SNROSP.Savushkin, S. A. “Matematicheskie zadachi konteynernoy ploschadki.” Upravlenie razvitiem krupnomasshtabnykh sistem (MLSD’2024): Trudy Semnadtsatoy mezhdunarodnoy konferentsii, Moskva, 24– 26 sentyabrya 2024 goda. Moskva: Federal’noe gosudarstvennoe byudzhetnoe uchrezhdenie nauki Institut problem upravleniya im. V. A. Trapeznikova Rossiyskoy akademii nauk, 2024: 755–764.Кочнева Д. И. Методика оптимального размещения контейнеров в поездах при наличии грузовых операций в пути следования / Д. И. Кочнева, С. В. Сизый, Х. Чан // Мир транспорта. — 2021. — Т. 19. — № 1(92). — С. 174–193. DOI: 10.30932/1992-3252-2021-19-1-174-193. — EDN BUFODW.Kochneva, D. I., S. V. Sizyy and Kh. Chan. “Methodology for optimal placement of containers in trains in case of cargo operations along the route.” World of Transport and Transportation 19.1(92) (2021): 174–193. DOI: 10.30932/1992-3252-2021-19-1-174-193.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.