В статье представлены результаты опытно-промышленных испытаний системы «КРАБ-400», которые явились третьим этапом проверки работоспособности системы. Предыдущие два этапа, представляющие собой натурные испытания, были проведены летом 2017 г. Натурные испытания выявили большое количество недостатков аппаратуры, однако «Дефектная ведомость» и «Методические рекомендации» позволили в короткий срок устранить выявленные недостатки и сформировать комплекс оборудования для проведения полномасштабных опытно-промышленных испытаний. Для проведения третьего этапа испытаний был выбран полигон в Печорском море в районе платформы Приразломная с глубинами моря 30-35 м, представляющий типичный район для проведения сейсмический работ в транзитной зоне с ровным дном, покрытым осадками. Основная задача испытаний состояла в тестировании сейсмических донных станций КРАБ в процессе отработки 2-Д сейсмического профиля по методу отраженных волн общей глубинной точки совместно с донными нодами OBX750E Geospace США. На основе полученных результатов была проведена обработка, которая показала работоспособность оборудования в промышленных условиях. Независимо построенные временные разрезы по сейсмическим данным, полученным для обоих типов оборудования, показали хорошую корреляцию результатов. Отмечается, что результат, полученный для вертикальных каналов комплекса «КРАБ-400», показал лучшую глубинность, чем данные, полученные с нодами OBX750E, в связи с использованием более низкочастотных геофонов. Исследована возможность решения структурных и геологических задач с использованием разработанного комплекса. Сделан вывод о том, что в целом комплекс сейсмических донных станций «КРАБ-400» обеспечил сбор сейсмической информации на уровне лучших зарубежных аналогов, однако объем брака полевого материала составил 20,5 %, что является недопустимо высоким уровнем. Отмечается, что брак связан с низким качеством технологической сборки, что является недостатком отечественного производства. В исследовании акцентировано внимание на том, что Россия обладает достаточным количеством квалифицированных кадров для выпуска высокотехнологичной продукции и решения задач не импортозамещения, а импортоопережения.

В настоящей работе рассмотрен процесс выбора наивыгоднейшего (оптимального) пути судна при совершении океанского перехода. Критерием оптимальности в данной работе принималось время доставки груза. При этом не учитывались особенности судна, в том числе его мореходные качества. На примере перехода из Европейского континента в Карибский бассейн были сформулированы способы оценки выигрыша в расстоянии при океанском плавании по дуге большого круга или локсодромии. Были введены шесть маршрутов океанского перехода из Европы к Панамскому каналу, которые практически могут быть использованы. Предложены методы для удобства и упрощения выбора маршрута при предварительной прокладке. На основе вычислений и построений, выполненных в электронной картографической навигационной информационной системе, показан процесс расчета выигрыша в расстоянии, а следовательно, и во времени, при условии, когда не учитываются особенности судна. В рамках данной работы и поставленных в ней условий плавание по ортодромии не всегда признается наиболее целесообразным. Отмечается, что в процессе перехода разница во времени перевозки может меняться в ту или иную сторону из-за влияния внешних факторов, требующих дальнейшего учета и оценки. Составлены рекомендации по выбору оптимального пути без учета особенностей судна как для судов, имеющих электронные карты, так и для судов, использующих только бумажные карты. Даны рекомендации по составлению предварительной прокладки. Сделан вывод о том, что для достижения максимального уровня безопасности мореплавания во время океанских переходов следует совершенствовать результаты и выводы, полученные в рамках данной работы, учитывая в дальнейшем особенности судна и те условия, которые могут оказать на них влияние.

Настоящая статья посвящена вопросам имитационного моделирования сложных транспортных узлов и систем. Рассматриваются морские угольные терминалы, являющиеся комплексными транспортными узлами, выполняющими конечные операции железнодорожного транспорта и начальные операции морского транспорта, составляющие единый транспортный процесс перевозки угля. В международной и отечественной транспортной науке морские терминалы зачастую рассматриваются как системы массового обслуживания, основные принципы и закономерности работы которых объясняются с помощью методов теории массового обслуживания. Однако применение при проектировании и расчетах показателей работы морских угольных терминалов исключительно методов теории массового обслуживания зачастую ведет к недостоверным и заниженным результатам в связи с большим количеством стохастическихпроцессов, происходящих на терминалах при обслуживании входящих заявок транспорта. Данное обстоятельство обусловлено значительным количеством скрытых факторов, влияющих на качество и интенсивность обслуживания заявок транспорта, а также наличием внутреннего параллелизма процессов. В этой связи в современном научном сообществе методы имитационного компьютерного моделирования признаны наиболее адекватным инструментом для решения подобного рода задач. Создание цифровых аналогов сложных морских транспортных узлов в компьютерных программах и дальнейшее проведение имитационных экспериментов позволяет получать гораздо более точные и наглядные результаты о планируемых показателях работы морских терминалов, а также дает достоверные сведения о степени влияния тех или иных факторов на процессы их работы. Для проведения моделирования в работе выбрана среда Anylogic, с помощью элементов которой была создана цифровая копия тылового грузового фронта морского угольного терминала, осуществляющего обслуживание заявок сухопутного транспорта. В статье приведено подробное разъяснение принципов и подхода к созданию цифровой модели, уточнены все внутренние связи элементов цифрового двойника, приведены сведения о вариантах настройки и управления моделью, а также дана краткая информация о полученных результатах.

В статье рассмотрена задача оптимальной расстановки вспомогательного флота малой судоходной компании, осуществляющей перевозку грузов снабжения в районах Восточной Арктики. В рамках проводимого исследования дано пояснение термина «малая судоходная компания», согласно которому транспортная компания имеет в своем управлении малое количество судов (от двух до трех) и осуществляет перевозки груза в одном-единственном направлении. В связи с тем, что математическое моделирование и модельный эксперимент позволяют ускорить процесс принятия управленческого решения и вывести его на более качественный уровень, в рамках разрабатываемого методического обеспечения процессов планирования и управления работой флота малой судоходной компании предложено использовать одну из математических моделей производственного планирования морского транспорта, адаптировав ее под исследуемый технологический процесс. Поскольку известно, что одним из условий успешного развития системы морских грузовых перевозок и модернизации инфраструктуры является оптимальное использование ресурсов портового флота, объектом оптимизации математической модели является процесс производства рейдовых перегрузочных операций с использованием ресурсов портового флота. Результатом исследования является математическая модель расстановки барж для перевозки грузов на рейде, позволяющая в том числе определять оптимальную потребность каждого типа имеющихся плавсредств для обработки прибывающих под разгрузку судов. При распределении буксирного флота был рассмотрен вариант закрепления тяги за тоннажем, при котором буксир сменяет судно в каждом порту линии, достигая тем самым максимальной степени использования и минимальных расходов по содержанию буксира, приходящихся на тонну груза.

В статье рассматривается имитационная модель контейнерного терминала, используемая для оценки количества ресурсов терминала, необходимых для обработки заданного грузопотока. Основными ресурсами подобного рода являются подъемно-транспортное оборудование и площадь контейнерного терминала. Подчеркивается, что основными свойствами описываемого в работе подхода являются графическая модель контейнерного терминала, которая позволяет учитывать все операции, осуществляемые в морском порту; разделение технологии выполнения операции на три типовых действия: «взять», «перевезти» и «положить», которые предоставляют возможность гибкой настройки технологии выполнения операций; учет вариации объемов контейнеропотоков и производительности технологического оборудования на каждой операции. Исследование, описанное в статье, показывает, что указанные свойства позволяют получить более надежные расчетные характеристики ресурсов контейнерного терминала за счет более подробной настройки расчета. Результаты расчетов представлены двумя типами графиков: плотности и интегральной функции вероятности. Модель выполнена для расчетов характеристик ресурсов морского порта. Однако этот подход может быть использован для проведения расчетов ресурсов сухих портов. При расчете необходимого количества подъемно-транспортного оборудования учитываются характеристики контейнерного штабеля, влияющие на трудоемкость выборки контейнеров. В статье указывается, что модель может быть использована как инструмент постоянного контроля за эффективностью работы терминала и выявлением необходимых изменений. Вместе с тем она может быть использована производителями контейнерного перегрузочного оборудования как инструмент для специалистов по продвижению, которые являются главными консультантами инвесторов на первых этапах проектирования контейнерных терминалов.

Выполнен анализ возможности появления разжижения грунтов в основании судоходных гидротехнических сооружений. Отмечается, что эти сооружения расположены, как правило, в речных долинах на аллювиальных грунтах, представляющих собой обычно перемежение слоев мелкозернистого или пылеватого песка и суглинков. При повышении влагонасыщенности пористого слоя грунтов происходит уменьшение угла естественного откоса и сцепления между частицами грунта, а также все большее значение начинают приобретать силы взвешивания. При статическом воздействии на грунты от веса сооружения и при динамических воздействиях, создаваемых при работе судоходного шлюза в процессе наполнения-опорожнения камеры, грунты основания приобретают консистенцию суспензии, при этом теряются связи между частицами и грунты частично или полностью теряют свою несущую способность. Это приводит к непроектным перемещениям и осадкам сооружений, возникновению трещин в бетонных конструкциях,а также разрушению шпонок в температурно-осадочных швах между элементами конструкций. В качестве примера последствий разжижения грунта для состояния судоходных гидротехнических сооружений проанализирована ситуация на шлюзе № 5 Волго-Донского судоходного канала, где с 2005 г. наблюдаются значительные вертикальные осадки центральных секций камеры. Анализ показал, что шлюз расположен на мелкодисперсных пылеватых песках с малыми коэффициентами фильтрации, частицы с размерами менее 0,1 мм составляют более 84 % состава грунта. При высокой водонасыщенности слоев появились условия для разжижения. Рассмотрена аналогичная ситуация на шлюзе № 2 Волго-Балтийского водного пути: мелкие и пылеватые пески, полная водонасыщенность слоя, слабая водоотдача, низкие коэффициенты фильтрации в грунте, что привело к возникновению трещины в бетоне устоя нижней головы. Для предотвращения возможности разжижения грунта предлагаются следующие варианты: уменьшение водонасыщения слоя (противофильтрационные завесы, дренирование) и опирание конструкций на грунты с высокой несущей способностью.

В статье выполнен анализ точности различных методов интерполяции, используемых специалистами при работе вручную или технически реализуемых в программном обеспечении при нанесении рельефа дна на навигационные карты внутренних водных путей, а именно интерполяция «методом ближайшего соседа», треугольная, билинейная интерполяции и биквадратная сплайн-интерполяция. Исследование выполнено при создании электронной навигационной карты реки Северная Двина. Целью исследования является определение метода интерполяции, гарантирующего минимальное отклонение рассчитанных значений от исходных и появление наименьшего количества артефактов. В существующих картографических и геоинформационных программах применяются только методы интерполяции, основанные на расчетах по регулярной сети. При выполнении данного исследования интерполяция проводилась на нерегулярной сети, поскольку промерные работы были выполнены с помощью однолучевого эхолота, а сеть глубин, полученная при помощи оборудования такого типа, всегда образует нерегулярную сеть. Это позволило в максимальной степени сохранить точность исходного промера при проводимой интерполяции. Проверка точности выполненной интерполяции проводилась способом разделения всех глубин на две части: продольные и поперечные галсы с последующим вычислением значений глубин на продольных галсах с помощью интерполяции. Максимальные расхождения до 50 см были выявлены при выполнении интерполяции «методом ближайшего соседа», минимальные расхождения менее 10 см - при выполнении биквадратной сплайн-интерполяции. По результатам исследования для построения цифровых моделей дна, на базе которых на навигационные карты наносится рельеф дна, рекомендован метод биквадратной сплайн-интерполяции.

Настоящая статья посвящена вопросам проектирования силовых приводов перегрузочной техники, построенных на основе многоступенчатых рядовых зубчатых редукторов с высокотвердыми цилиндрическими эвольвентными передачами, позволяющими резко улучшить показатель масса-нагрузочной способности привода, уменьшить расход металла, снизить массу привода до 50 % и обеспечить получение компактных энергоемких устройств. Это осуществляется, прежде всего, за счет повышения твердости зубьев и рационального распределения передаточного отношения по ступеням. В ранее опубликованных на эту тему работах распределение общего передаточного отношения по ступеням осуществлялось решением задач минимизации целевой функции при многообразии критериев, используемых для оценки работоспособного состояния редуктора. При таком распределении передаточного отношения независимо от критерия, определяющего степень загруженности передачи и положенного в основу оптимизации параметров редуктора, реализуются неравенства, в которых значение передаточного числа тихоходной ступени назначается меньшим, чем быстроходной. Исследования показали, что в довольно широком интервале передаточных отношений назначение передаточного числа в каждой ступени оптимальным значением, приводит к появлению в конструкции неконструктивной и нетехнологичной врезной вал-шестерни, исключающей шлифование зубьев в качестве последней операции после термической обработки зубчатых колес. Поэтому применение на кранах двух-, трех- и четырехступенчатых редукторов с цилиндрической передачей с высокотвердыми зубьями при распределении общего передаточного отношения приводит к необходимости учета требований, связанных с конструкцией и технологией изготовления зубчатых колес. В предлагаемой работе с целью исключения врезной вал-шестерни для распределения передаточного отношения введен конструктивно-технологический критерий в форме «порогового» уровня, ограничивающего наибольшее передаточное число, реализуемое в одной ступени, и как следствие, ограничивающее наибольшее передаточное отношение редуктора. Для редукторов предложены таблицы и аппроксимирующие зависимости в виде простых функций, формирующих оптимальные значения передаточных чисел. Эти зависимости могут непосредственно использоваться при проектировании редукторов с улучшенными зубчатыми колесами. Для редукторов с высокой твердостью зубьев распределение передаточного отношения основано на реализации неравенства, в котором передаточное число быстроходной ступени назначается с учетом «порогового» уровня при обеспечении заданного отклонения передаточных чисел ступеней от оптимальных значений. Такой подход увеличивает диаметр впадин, оправдывает назначение передаточного числа быстроходной ступени меньшим значением, чем в тихоходной ступени, исключая появление в конструкции неконструктивной и нетехнологичной врезной вал-шестерни.

В статье рассмотрены особенности применения инструментов бережливого производства в отрасли судоремонта. Предметом исследования являются инструменты бережливого производства, а также методы и особенности их применения в судоремонтной отрасли. Целью работы служит изучение особенностей судоремонта для внедрения инструментов бережливого производства. К задачам данной статьи относятся исследование отличительных характеристик судоремонтной отрасли с позиций бережливого производства и научной организации труда, исследование опыта других верфей в области бережливого судоремонта, а также концепции идеального судоремонта с позиции бережливого производства. Основные методы решения поставленных задач включают следующие вопросы: применение инструмента бенчмаркинга и анализ имеющихся публикаций на эту тему для систематизации данных о внедрении инструментов бережливого производства на судоремонтных верфях; наблюдения, опросы, анкетирование, а также опыт работы в судостроительной отрасли, в частности, в управлении по развитию производственной системы. Рассмотрены судоремонтные верфи США и Японии, показаны применяемые инструменты бережливогопроизводства и их связь с повышением производительности труда, экономией финансов и трудозатрат, а также сложности в их освоении и распространении. Отмечается, что бережливое производство, основы которого были заложены в научной организации труда, в большей степени направлено на ритмичное конвейерное производство и в судоремонтной отрасли применяется не в полном объеме. Подчеркивается, что степень применимости или использования инструментов бережливого производства может быть разной не только в зависимости от отрасли, но и от предприятия к предприятию одной сферы деятельности. В отличие от бережливого производства, в научной организации труда, базирующейся на особенностях судоремонтной деятельности, допускалось наличие некоторых потерь.

В работе исследованы возможные изменения сопротивления воды движению малых пассажирских судов в процессе эксплуатации вследствие перемещения пассажиров. Отмечается, что при проектировании таких судов модельные испытания не проводятся, а расчеты ходкости выполняются по прототипу или с помощью методов, основанных на серийных испытаниях. Кривые буксировочного сопротивления, полученные таким образом, соответствуют посадке на ровный киль, что может привести к ошибкам в определении потребной мощности, достижимой скорости и требуемых параметров движительного комплекса. Для определения этого влияния в опытовом бассейне Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова были выполнены испытания модели судна с обводами и соотношениями размерений, характерными для прогулочно-экскурсионных судов, эксплуатирующихся на реках и каналах Санкт-Петербурга: отношение длины к ширине - 4,00, ширины к осадке - около 7,10, коэффициент общей полноты - 0,57. Приведены экспериментально полученные кривые коэффициентов остаточного сопротивления для трех вариантов посадки: на ровный киль, с дифферентом на нос и с дифферентом на корму. Кривые для модели без дифферента и с дифферентом на корму практически совпадают, а дифферент на нос ведет к увеличению коэффициента остаточного сопротивления на величину до 1,0∙10-3. Испытания проводились в условиях тихой глубокой воды для чисел Фруда от 0,14 до 0,35. Показано, что влияние дифферента на сопротивление зависит от скорости движения. Предложено при проектировании движительных комплексов малых пассажирских судов вносить надбавку к значениям коэффициента сопротивления с целью учета возможных изменений дифферента.

В статье отмечается, что судоходная отрасль вносит ощутимо весомый вклад в суммарную эмиссию углекислого газа в мировой воздушный бассейн за счет сжигания ископаемых углеводородных топлив судовыми энергетическими установками. В апреле 2018 г. ИМО приняла новую стратегию сокращения выбросов парниковых газов для судоходства, в соответствии с которой предполагается поэтапное снижение средней интенсивности выбросов диоксида углерода на тонно-милю на 40 % к 2030 г. и на 70 % к 2050 г. В данном исследовании рассмотрены основные направления совершенствования современного флота, в том числе совершенствование логистического обеспечения перевозок, дальнейшее повышение качества гидродинамических параметров судна, улучшение характеристик энергогенерирующего оборудования и агрегатов систем судовой энергетической установки, замена используемых ископаемых видовтоплива на альтернативные, потенциально способные при комплексном подходе обеспечить выполнение поставленных стратегией задач. Обращается внимание на то, что в плане достижения целей стратегии ИМО особое значение приобретает использование альтернативных видов топлива как направление, способное обеспечить до 100 % сокращения выбросов парниковых газов. Рассмотрены различные возможные варианты альтернативных видов топлива, в том числе сжиженный природный газ; углерод-нейтральные топлива на основе углерода: биотоплива и синтетические топлива (электротоплива); безуглеродные топлива, а также проанализированы перспективы их использования. В работе уделено внимание особенностям перехода к альтернативным источникам питания судовых энергетических установок для различных сегментов мирового флота.

Статья посвящена исследованию проблемы идентификации параметров электромеханических систем, которая в течение длительного периода времени остается актуальной и востребованной на практике. Отмечается, что в большинстве известные подходы к идентификации исследуемых параметров электромеханических систем основаны на использовании линейных моделей, которые не подходят для большинства систем с нелинейностями. В случае следящего электропривода нелинейность и некоторая неопределенность имеют место в механической части привода вследствие наличия трения, упругости и люфтов. В связи с этим для следящих электроприводов существует достаточно много различных методов и алгоритмов идентификации механических параметров, к которым можно отнести нелинейное оценивание наименьших квадратов, метод конечных элементов, а также методы, основанные на спектральном анализе. В статье рассмотрен метод определения момента инерции и коэффициента вязкого трения для следящих электроприводов, основанный на использовании динамического уравнения механической системы привода. В качестве исходной информации используется крутящий момент и фактической скорость вращения машины. Отмечается, что точная идентификация механических параметров электропривода имеет важное значение для синтеза его системы управления. Разработанный метод устойчив к внешним воздействиям, таким как погрешность измерения и механический резонанс приводной системы. Выявленные параметры могутиспользоваться для автонастройки коэффициентов усиления в регуляторе скорости, что обеспечит высокие показателя контроля скорости электропривода. Эффективность предложенного метода подтверждена компьютерным моделированием и экспериментальными данными.

Рассмотрены полупроводниковые преобразователи электроэнергии, которые в последние годы находят широкое применение в судовых электроэнергетических системах и системах электродвижения. Отмечается, что полупроводниковые преобразователи электроэнергии применяются в частотно-регулируемом электроприводе, включая гребной электропривод, комбинированные пропульсивные установки в вентильных генераторных агрегатах, в том числе валогенераторных установках, в устройствах питания с берега. Применение полупроводниковых преобразователей электроэнергии приводит к снижению качества электроэнергии в судовой сети, в частности повышению коэффициента гармонических составляющих напряжения. Подчеркивается, что Правилами Российского морского регистра судоходства (РС) регламентируются качество электроэнергии и максимальные искажения в судовой сети, что необходимо для правильного функционирования судового электрооборудования. Для решения проблемы электромагнитной совместимости электрооборудования и повышения качества электроэнергии в судовой сети используют различные решения. В частности, к традиционным способам повышения качества электроэнергии следует отнести разделение электрических сетей с помощью электромашинных преобразователей, трансформаторов, дополнительной установки фильтрокомпенсирующих устройств, подключение полупроводниковых преобразователей электроэнергии с помощью трехобмоточных трансформаторов и др. Вместе с тем на современных судах решение проблемы может быть связано с применением полупроводниковых преобразователей электроэнергии нового типа, выполненных на основе активных выпрямителей, и применением судовых электроэнергетических систем с распределением электроэнергии на постоянном токе, в которых в качестве источников электроэнергии применяются вентильные генераторные агрегаты и вентильные статические источники электроэнергии. В статье рассмотрены структурные схемы традиционных судовых электроэнергетических систем и систем электродвижения, а также перспективные схемотехнические решения, позволяющие решить проблему электромагнитной совместимости. Выполнен анализ технических решений, позволяющий уменьшить коэффициент гармонических составляющих напряжения в судовой сети и обеспечить электромагнитную совместимость судового электрооборудования.