MULTI-CRITERIA APPROACH TO THE PROBLEM OF CHOOSING THE OPTIMAL ROUTES IN THE WATERS OF THE NORTHERN SEA ROUTE

The process of choosing the optimal routes for large-capacity transport vessels in the water area of the Northern Sea Route is studied in the paper. The topic relevance is related to the requirements for the implementation of the “Comprehensive plan for the development of the Northern Sea Route until 2030” and “Strategy for the development of the Arctic zone of Russia until 2035”. An assessment of the current state of the Arctic transport system and changes that have affected the composition and structure of the transport fleet is given, the issues of the construction of new Arctic ports and cargo terminals are touched upon, and the growth in the sea freight volume is given. The duration of the navigation period is analyzed, and the characteristics of the navigation-hydrographic and hydrometeorological and ice support of navigation are given. The performed analytical review of the known methods for finding the optimal routes of sea vessels has showed that all of them, as a rule, are based on the solution of two-criterion problems and relate mainly to one specific type of vessel, which does not allow using the obtained solution for vessels of different types, differing in draft and ice cross-country ability. To overcome this drawback, a multicriteria approach is proposed that takes into account the length of the route, the transition time, as well as the safety criteria associated with the possible vessel grounding or receiving ice damage. In addition, the method provides taking into account the influence of insufficient hydrographic knowledge of the bottom relief on the accident rate of ships associated with touching dangerous local seabed uplifts that are not indicated on the nautical navigational charts. The formulas for calculating particular indicators of route optimality have been obtained. As an optimal route, it is proposed to use a solution that satisfies the Pareto principle. The method is tested when choosing the optimal routes in the water area of the Northern Sea Route for ships with the ice category Arc7, the results of which confirmed the effectiveness of the method.

Northern Sea Route, shipping routes, year-round navigation, multi-criteria approach, optimization criteria, ice conditions, depths, tightness, hydrographic knowledge, Pareto principle

1. Официальный сайт Администрации Северного морского пути [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.nsra.ru/ (дата обращения: 15.01.2021).

2. Официальный сайт Министерства транспорта Российской Федерации [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://mintrans.gov.ru/ (дата обращения: 20.01.2021).

3. Распоряжение Правительства Российской Федерации от 21 декабря 2019 года № 3120-р. «План развития инфраструктуры Северного морского пути на период до 2035 года» [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://government.ru/docs/38714/ (дата обращения: 20.01.2021).

4. Официальный сайт ИА Neftegaz.RU [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://neftegaz.ru/ (дата обращения: 24.01.2021).

5. Ольховик Е. О. Исследование плотности транспортных потоков 2018 года в акватории Северного морского пути / Е. О. Ольховик // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. - 2018. - Т. 10. - № 5. - С. 975-982. DOI: 10.21821/2309-5180-2018-10-5-975-982.

6. Ольховик Е. О. Анализ скоростных режимов СПГ-танкеров в акватории Северного морского пути в период зимней навигации 2017-2018 гг. / Е. О. Ольховик // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. - 2018. - Т. 10. - № 2. - С. 300-308. DOI: 10.21821/2309-5180-2018-10-2-300-308.

7. Сорокин А. И. Гидрографические исследования Мирового океана / А. И. Сорокин. - Л.: Гидрометеоиздат, 1980. - 287 с.

8. Васьков А. С. Выбор безопасных глубин при плавании судна на мелководье / А. С. Васьков // Морской транспорт. Серия: Безопасность мореплавания. - 1983. - № 2 (152). - С. 18-22.

9. Неронов Н. Н. Особенности проводки крупнотоннажных судов по фарватерам Восточной части Финского залива / Н. Н. Неронов // Навигация и гидрография. - 2001. - № 12. - С. 107-112.

10. Решетняк С. В. Ранжирование трасс Севморпути по критерию гидрографической обеспеченности / С. В. Решетняк, А. Б. Афонин, А. Л. Тезиков // Эксплуатация морского транспорта. - 2008. - № 3 (53). - С. 55-57.

11. Афонин А. Б. Концепция развития судоходных трасс акватории Северного морского пути / А. Б. Афонин, А. Л. Тезиков // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. - 2017. - Т. 9. - № 1. - С. 81-87. DOI: 10.21821/2309-5180-2017-9-1-81-87.

12. Афонин А. Б. Исследование влияния подробности гидрографической съемки на оценку проходных глубин / А. Б. Афонин, И. Ю. Королев, А. Л. Тезиков // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. - 2017. - Т. 9. - № 5. - С. 1007-1016. DOI: 10.21821/2309-5180-2017-9-5-1007-1016.

13. Веремей Е. И. Алгоритмы оптимизации маршрутов движения с учетом погодных условий / Е. И. Веремей, М. В. Сотникова // International Journal of Open Information Technologies. - 2016. - Т. 4. - № 3. - C. 55-61.

14. Иванов Б. Н. Решение задачи расчета оптимальных маршрутов судов в рамках программного комплекса «ГИС океан» / Б. Н. Иванов // Вологдинские чтения. - 2010. - № 78. - C. 202-206.

15. Акмайкин Д. А. Эвристический поиск оптимального маршрута судна по северному морскому пути / Д. А. Акмайкин, С. Ф. Клюева, П. А. Салюк // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. - 2015. - № 5 (33). - C. 55-62. DOI: 10.21821/2309-5180-2015-7-5-55-62.

16. Афонин А. Б. Разработка методов оценки проходных глубин на трассах Северного морского пути в зависимости от подробности съемки рельефа дна / А. Б. Афонин, Е. О. Ольховик, А. Л. Тезиков // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. - 2016. - № 4 (38). - C. 62-68. DOI: 10.21821/2309-5180-2016-8-4-62-68.

17. Правила классификации и постройки морских судов. Ч. 1. Классификация. НД № 2-020101-104. - СПб: Российский морской регистр судоходства, 2018. - 69 с.

18. Тезиков А. Л. Гидрографическая изученность акватории Северного морского пути / А. Л. Тезиков, А. Б. Афонин, Е. О. Ольховик // Транспорт Российской Федерации. - 2018. - № 2 (75). - С. 19-21.

19. Миронов Е. У. Современные методы ледовых исследований и изысканий на шельфе арктических морей / Е. У. Миронов, Ю. П. Гудошников, В. Н. Смирнов // Проблемы Арктики и Антарктики. - 2015. - № 1 (103). - С. 57-68.

20. Ногин В. Д. Множество и принцип Парето / В. Д. Ногин. - СПб.: Издательско-полиграфическая ассоциация высших учебных заведений, 2020. - 100 с.