Разработка и экспериментальное исследование автоматизированной системы контроля уровня эксплуатационных жидкостей для речных судов

Выполнено экспериментальное практическое исследование трехконтурной автоматизированной микропроцессорной системы контроля уровня эксплуатационных жидкостей (топливо, масло, охлаждающая жидкость) для речных судов проекта 758Б (ОТА-900). Целью работы является создание и обоснование внедрения единой гибридной автоматизированной системы контроля на базе микроконтроллера Arduino Mega, сочетающей емкостные и гидростатические датчики для повышения точности, надежности и отказоустойчивости в реальных условиях эксплуатации. Исследование проводилось в течение 30 суток непрерывной работы судовой энергетической установки с контролем уровня топлива, масла и охлаждающей жидкости. Рассчитаны ключевые метрики точности: среднеквадратическая (RMSE) и средняя абсолютная ошибка (MAE). По результатам: для топлива RMSE = 2,0 %, для масла RMSE = 2,3 %, для воды RMSE = 1,8 %, гибридная система обеспечивает автоматическую кросс-проверку, адаптацию к климатическим условиям и передачу данных по протоколу RS-232 (485). При необходимости возможна передача данных по протоколу TCP (непосредственно в ЭКНИС судна или на удаленную комплекс управления (для автономных судов). Полученные результаты свидетельствуют о целесообразности внедрения разработанной системы в состав судовой автоматики, что позволит повысить безопасность и эффективность эксплуатации главного двигателя речных судов за счет своевременного предупреждения аварийных ситуаций, связанных с нарушением уровня эксплуатационных жидкостей. Перспективы дальнейших исследований связаны с расширением функциональности системы за счет реализации прогностического анализа расхода жидкостей и интеграции в более сложные системы управления судном. Внедрение такой системы повышает точность измерений в 5–6 раз по сравнению с традиционными поплавковыми датчиками и обеспечивает непрерывный мониторинг эксплуатационных жидкостей главного двигателя, а также аварийную сигнализацию. 

1. Яблуновский И. А. Техническое обеспечение измерения и контроля уровня топлива в судовых танках / И. А. Яблуновский, В. А. Перминов // Техническая эксплуатация водного транспорта: проблемы и пути развития : Материалы Четвертой международной научно-технической конференции, Петропавловск-Камчатский, 25–26 ноября 2021 года. — Петропавловск-Камчатский: Камчатский государственный технический университет, 2022. — С. 81–86. — EDN CCMCDY.

2. Яблуновский И. А. Анализ методов измерений и учета нефтепродуктов в судовых условиях / И. А. Яблуновский // Природные ресурсы, их современное состояние, охрана, промысловое и техническое использование : Материалы XIII Национальной (Всероссийской) научно-практической конференции, Петропавловск-Камчатский, 29–30 марта 2022 года — Петропавловск-Камчатский: Камчатский государственный технический университет, 2022. — С. 154–158. — EDN GLBEJL.

3. Сандлер А. К. Волоконно-оптическое устройство контроля уровня для высокотемпературных систем топливоподготовки / А. К. Сандлер, А. И. Батынский // Головний редактор. — 2020. — С. 9.

4. Овсянников М. К. Судовые дизельные установки: справочник / М. К. Овсянников, В. А. Петухов. — Санкт-Петербург: Судостроение, 2019. — 320 c.

5. Жуков В. А. Исследование теплогидравлической эффективности высокотемпературных систем охлаждения судовых дизелей / В. А. Жуков, А. А. Пуляев, В. Л. Ерофеев // Вестник государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. — 2020. — Т. 12. — № 1. — С. 107–114. DOI: 10.21821/2309-5180-2020-12-1-107-114. — EDN BZOTNP.

6. Кривцов К. А. Модернизация системы охлаждения буксира проекта 90600 / К. А. Кривцов, В. А. Жуков // Вестник Керченского государственного морского технологического университета. Серия: Морские технологии. — 2024. — № 2. — С. 17–27. — EDN MJAFIG.

7. Гладков А. В. Турбинный расходомер с повышенной метрологической надежностью / А. В. Гладков // Информационно-технологический вестник. — 2021. — № 1(27). — С. 24–29. — EDN CXDXCN.

8. Мелешин М. А. Контрольно-измерительные приборы судовых цистерн / М. А. Мелешин, А. Саламех // Актуальные решения проблем водного транспорта : сборник материалов II Международной научнопрактической конференции, Астрахань, 29 мая 2023 года. — Астрахань: Индивидуальный предприниматель Сорокин Роман Васильевич (Издатель: Сорокин Роман Васильевич), 2023. — С. 23–26. — EDN IBOVBV.

9. Гутова С. Г. Цифровое моделирование стохастического объекта на основе непрерывных дробей / С. Г. Гутова, М. А. Новосельцева, Е. С. Копылова, М. Р. Прошкина // Вестник Воронежского государственного технического университета. — 2025. — Т. 21. — № 2. — С. 74–80. DOI: 10.36622/1729-6501.2025.21.2.010. — EDN OKJFWZ.

10. Priyanta D. Digital Twin Monitoring System for Diesel Engine Based on Arduino, Case Study: RPM and Exhaust Gas Temperature / D. Priyanta, H. Prastowo, R. Nurrahman, N. Siswantoro, T. Pitana, M. B. Zaman, Semin, Y. H. Parluhutan// Marine Technology — Springer Nature Switzerland, 2024. — С. 75–82. DOI: 10.1007/978-3-031-67788-5_9.

11. Alabi O. Investigating fuel adulteration using arduino as an engine protection device (EPD) / O. Alabi, S. Ajagbe, O. Adeaga, M. Adigun // Journal of Hunan University Natural Sciences. — 2023. — Vol. 50. — Is. 9. DOI: 10.55463/issn.1674-2974.50.9.11.

12. Мосейко Е. С. Оценка обеспечения надежности судовых механических систем / Е. С. Мосейко, Е. О. Ольховик // Морская радиоэлектроника. — 2022. — № 2(80). — С. 8–12. — EDN PJJAES.

13. Мосейко Е. С. Многоуровневая система обеспечения надежности судовых механических систем на этапах жизненного цикла / Е. С. Мосейко, Е. О. Ольховик, В. Ю. Рудь // Вестник государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. — 2024. — Т. 16. — № 5. — С. 775–783. DOI: 10.21821/2309-5180-2024-16-5-775-783. — EDN FFKEEK.

14. Заслонов В. В. Разработка основных требований к системам функционирования буксира-автомата для проводки морского автономного надводного судна / В. В. Заслонов, С. С. Жук, Е. О. Ольховик // Вестник государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. — 2025. — Т. 17. — № 4. — С. 502–514. DOI: 10.21821/2309-5180-2025-17-4-502-514. — EDN EYXMDP.

15. Айзинов С. Д. Принципы оценки функциональных свойств систем автономного судовождения / С. Д. Айзинов, А. А. Буцанец, С. В. Смоленцев [и др.] // Научно-технический сборник Российского морского регистра судоходства. — 2024. — № 74. — С. 83–96. — EDN HNHFAA.

16. Бурков Д. Е. Применение судовой информационной системы для контроля и мониторинга технического состояния судового оборудования / Д. Е. Бурков // Вестник государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. — 2023. — Т. 15. — № 5. — С. 893–902. DOI: 10.21821/23095180-2023-15-5-893-902. — EDN PTAEFT.