Исследование проблемы построения автоматизированной системы управления для обеспечения безопасного пропуска безэкипажных судов через судоходные шлюзы

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.

1. 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.

2. 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.

3. 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.

4. 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.

5. Полонский Г. А. Механическое оборудование гидротехнических сооружений: учебник для техникумов / Г. А. Полонский. —3‑е изд., перераб. и доп. — М.: Энергоиздат, 1982. — 352 с.

6. 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.

7. Михайлов А. В. Судоходные шлюзы / А. В. Михайлов. — М.: Транспорт, 1966. — 532 с.

8. Ярустовский А. А. Механическое оборудование шлюзов / А. А. Ярустовский. — М.: Транспорт, 1967. — 224 с.

9. Онохов П. П. Механическое оборудование шлюзов и судоподъемников / П. П. Онохов. — М.: Транспорт, 1973. — 184 с.

10. Колосов М. А. Механическое оборудование судоходных шлюзов / М. А. Колосов, П. А. Гарибин. — СПб.: Издательство «Лань», 2017. — 148 с.

11. Семанов Н. А. Судоходные каналы, шлюзы и судоподъемники / Н. А. Семанов, Н. Н. Варламов, В. В. Баланин. — М.: Транспорт, 1970. — 352 с.

12. Бутин В. П. Автоматизация швартовки судов при их шлюзовании / В. П. Бутин // Журнал университета водных коммуникаций. — 2010. — № 3. — С. 31a‑42.

13. Kwok S. New innovative concepts for navigation locks / S. Kwok // 2nd International Workshop, PIANC. — New-Orleans, 2011.

14. Андреева М. В. Современные методы автоматизации швартовки морских судов / М. В. Андреева // Научные исследования XXI века. — 2022. — № 3 (17). — С. 18–23.

15. 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.

16. 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.

17. 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.

18. 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.