ОПТИМИЗАЦИЯ КОНФИГУРАЦИИ БАРЖЕ-БУКСИРНЫХ СОСТАВОВ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ГАБАРИТНЫХ И НАВИГАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ВНУТРЕННИХ ВОДНЫХ ПУТЕЙ

Темой исследования является организация перевозок внутренним водным транспортом, в частности, учет габаритных характеристик и навигационных особенностей водных путей, выбор судна для работы на маршруте, обеспечение безопасности плавания и экономической эффективности рейса. Отмечается, что одним из основных преимуществ барже-буксирных составов является возможность их формирования под заданные размеры водного пути. Однако в практике эксплуатации преимущественно используетсялинеарный подход, предполагающий транспортировку груза на всем протяжении маршрута при постоянном составе и количестве несамоходных барж и буксиров. Целью данной работы является преодоление линеарного подхода, используемого в настоящее время при формировании судового состава, и разработка математических основ для описания системы управления барже-буксирными составами, частной задачей - оптимизация структуры барже-буксирных составов под локальные ограничения участков водного пути. Для решения поставленной задачи в работе предполагается изучение возможности переформирования состава судов непосредственно на маршруте в зависимости от условий прохождения того или иного участка внутренних водных путей, что в будущем позволит повысить эффективность перевозок и обеспечить перевозку большего объема груза за один рейс. Для математического описания внутренних водных путей в работе использовались их естественные характеристики, были выделены участки, совпадающие по ограничительным признакам, т. е. каждый участок внутренних водных путей в зависимости от своего типа имел определенный набор ограничений, связанных с габаритными характеристиками, которые необходимо учитывать при организации судоходства. Выполненное графоаналитическими методами моделирование движения судового состава по участкам водных путей различных типов, в том числе по криволинейному участку, показывает ограничения, возникающие при вхождении в поворот и прохождении искусственных сужений судового хода, а также отражает способность прохождения всего маршрута за счет смены конфигурации при сохранении общей грузоподъемности состава. В результате получены математические соотношения и система неравенств, определяющие выбор участка внутренних водных путей для эксплуатации составов в определенной (заданной) конфигурации и планирования их переформирования под заданные характеристики водного пути.

водный транспорт, барже-буксирные составы, судовой состав, переформирование состава судов, классификация внутренних водных путей, габаритные характеристики внутренних водных путей, управление работой флота

1. Егоров А. Г. Математическая модель определения главных характеристик составных судов / А. Г. Егоров // Морской вестник. - 2015. - № 2 (54). - С. 85-89.

2. Егоров Г. В. Использование опыта работы речного транспорта США для создания эффективных моделей работы отечественного флота / Г. В. Егоров // Труды Крыловского государственного научного центра. - 2020. - № S2. - С. 182-186. DOI: 10.24937/2542-2324-2020-2-S-I-182-186.

3. Преснов С. В. Текущее состояние транспортного флота центрального региона России / С. В. Преснов, Ю. А. Кочнев // Вестник Волжской государственной академии водного транспорта. - 2016. - № 48. - С. 142-146.

4. Егоров А. Г. Анализ аварийности барже-буксирных составов внутреннего и смешанного река-море плавания / А. Г. Егоров // Морской вестник. - 2016. - № 2 (58). - С. 103-109.

5. Приказ Минтранса России от 10.07.2013 № 235 (ред. от 18.05.2020) «Об утверждении Правил движения и стоянки судов в Волго-Балтийском бассейне внутренних водных путей Российской Федерации» [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_152873/ (дата обращения: 01.08.2022).

6. Лебедева О. А. Сравнительный анализ методов решения транспортных задач при оптимальном планировании перевозочного процесса / О. А. Лебедева, В. Е. Гозбенко, А. А. Пыхалов, Ю. Ф. Мухопад // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. - 2020. - № 3 (67). - С. 134-139. DOI: 10.26731/1813-9108.2020.3(67).134-139.

7. Щербина О. В. Определение типоразмера барже буксирного состава / О. В. Щербина // Вісник Східноукраїнського національного університету імені Володимира Даля. - 2017. - № 4. - С. 248-253.

8. Егоров А. Г. Определение главных размерений барже-буксирного состава смешанного плавания «Днепро-макс» класса / А. Г. Егоров // Вестник ОНМУ. - 2013. - Вып. 3 (39). - С. 37-61.

9. Каретников В. В. Лимитирующие гидрометеорологические факторы при использовании 3D электронных навигационных карт для проводки судов «река-море» плавания по внутренним водным путям / В. В. Каретников, Ю. Н. Андрюшечкин, А. А. Прохоренков // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. - 2021. - Т. 13. - № 4. - С. 451-464. DOI: 10.21821/2309-5180-2021-13-4-451-464.

10. Лебедева М. П. Методика оценки безопасного движения судов в стесненной акватории / М. П. Лебедева, С. Д. Айзинов, А. О. Лебедев // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. - 2017. - Т. 9. - № 1. - С. 111-120. DOI: 10.21821/2309-5180-2017-9-1-111-120.

11. Мартюк Г. И. Учет ветра в математической модели судна с целью оценки его влияния на маневренные характеристики / Г. И. Мартюк, Ю. И. Юдин, А. Ю. Юдин // Вестник МГТУ. Труды Мурманского государственного технического университета. - 2004. - Т. 7. - № 3. - С. 375-380.

12. Мартюк Г. И. Учет волнения в математической модели судна с целью оценки его влияния на маневренные характеристики / Г. И. Мартюк, Ю. И. Юдин, А. Ю. Юдин // Вестник МГТУ. Труды Мурманского государственного технического университета. - 2004. - Т. 7. - № 3. - С. 381-389.

13. Мартюк Г. И. Учет мелководья в математической модели судна с целью оценки его влияния на маневренные характеристики / Г. И. Мартюк, Ю. И. Юдин, А. Ю. Юдин // Вестник МГТУ. Труды Мурманского государственного технического университета. - 2004. - Т. 7. - № 3. - С. 390-397.

14. Рыбников Д. Ю. Исследование возможности эксплуатации толкаемого состава (буксир проекта Р45Б/Р45А плюс баржа проекта ROB20) на реке Белая с помощью математической модели / Д. Ю. Рыбников, О. Ю. Лебедев // Научные исследования XXI века. - 2019. - № 1 (1). - С. 71-76.

15. Гуров П. В. Управляемость буксирного состава в сложных путевых и метеорологических условиях: дис. … канд. техн. наук: 05.08.01 / П. В. Гуров. - Н. Новгород: НГТУ им. Р. Е. Алексеева, 2013. - 179 c.

16. Токарев П. Н. Оценка условий безопасного маневрирования судна при ветре на малых скоростях хода / П. Н. Токарев // Вестник Волжской государственной академии водного транспорта. - 2019. - № 60. - С. 202-212.

17. Sukas O. F. Theoretical background and application of MANSIM for ship maneuvering simulations / O. F. Sukas, O. K. Kinaci, S. Bal // Ocean Engineering. - 2019. - Vol. 192. - Pp. 106239. DOI: 10.1016/j.ocean-eng.2019.106239.

18. Гладков Г. Л. Водные пути и гидротехнические сооружения: Учебник для вузов / Г. Л. Гладков, М. В. Журавлев, А. В. Москаль, А. М. Гапеев, М. А. Колосов. - СПб.: СПГУВК, 2011. - 441 с.

19. Перечень основных характеристик и параметров сети водных путей категории E «Синяя книга» [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://unece.org/DAM/trans/doc/2012/sc3wp3/ECE-TRANS-SC3-144rev2r.pdf (дата обращения: 01.08.2022).

20. Shcherbina O. Development of imitation model for selection of tug barge vessels for work on the line / Shcherbina // Technology audit and production reserves. - 2018. - Т. 1. - № 2 (39). - С. 28-32. DOI: 10.15587/2312-8372.2018.121514.

21. Молчанова М. В. Существующие методы расчета габаритов судового хода на криволинейном участке пути / М. В. Молчанова // Вестник Волжской государственной академии водного транспорта. - 2005. - № 12. - С. 213-218.

22. Молчанова М. В. Учет влияния параметров поворота русла реки при определении потребной ширины судового хода / М. В. Молчанова // Вестник Волжской государственной академии водного транспорта. - 2007. - № 23. - С. 83-86.

23. Егоров А. Г. Определение оптимального значения коэффициента полноты и эксплуатационной скорости составов и составных судов смешанного река-море плавания / А. Г. Егоров // Морской вестник. - 2015. - № 3 (55). - С. 19-24.

24. Козлов С. Г. Разработка комплексных математических моделей движения судов / С. Г. Козлов // Наука и техника транспорта. - 2008. - № 1. - С. 53-56.

25. Железнова Н. В. Установление взаимосвязи габаритов судового хода и параметров расчетных судов при выборе метода улучшения судоходных условий / Н. В. Железнова // Вестник Волжской государственной академии водного транспорта. - 2014. - № 41. - С. 320-323.

26. Железнова Н. В. Безопасная взаимосвязь параметров расчетных судов и габаритов судового хода // Великие реки 2014: Материалы междунар. науч.-метод. конф.; ФГБОУ ВО «ВГУВТ». - Н. Новгород, 2014. - С. 166-169.

27. Девяткин А. А. Исследование проблем безопасной эксплуатации многозвенных изгибаемых составов: дис. … канд. техн. наук: 05.22.19 / А. А. Девяткин. - Новосибирск: Новосибирская гос. акад. водного транспорта, 2004. - 136 c.