Отмечается, что одним из ключевых условий, способствующих эффективному решению задачи определения места судна, является применение избыточности измерений навигационных параметров. Реализация этой избыточности позволяет судоводителю или автоматическому навигационному средству осуществлять контроль правильности измерений, исключать грубые и систематические погрешности, уменьшать влияние случайных погрешностей и применять различные методы анализа и алгоритмы обработки информации с целью получения наиболее точных и надежных координат места судна. Адекватная избыточность навигационных измерений позволяет получать асимптотически несмещенные оценки координат, а также решать другие задачи навигации, основанные на избыточных данных. В статье приведены результаты исследования оценки вероятности нахождения истинных координат места судна в геометрической фигуре, сформированной случайными погрешностями измерений при их различной избыточности. Показано, что единичной избыточности измерений недостаточно для достижения необходимого уровня вероятности, а также сделаны выводы, позволяющие обобщить полученные результаты для линейных пространств любых размерностей, используемых в задачах расчета координат места судна. В качестве математического аппарата для проведения исследования были использованы элементы классической комбинаторики, основанные на схеме Бернулли и включающие в качестве инструментов бином Ньютона и треугольник Паскаля. Эти инструменты позволяют эффективно анализировать комбинации математических знаков случайных погрешностей измерений, сводя их в бинарные последовательности, описываемые биномиальными коэффициентами. В статье приводится доказательство того, что низкий уровень вероятности нахождения истинных значений координат в фигуре погрешностей является сигналом о том, что использование любых методов осреднения результатов таких измерений может привести к асимптотически смещенным оценкам координат места судна, т. е. к влиянию на координаты систематических погрешностей измерений, действующих в пределах некоторого временного интервала. Отмечается, что с точки зрения навигационной безопасности низкая вероятность может квалифицироваться как потенциально-опасная ситуация, способствующая возникновению некорректного контроля за местом судна и неадекватному принятию решений. Приводятся вероятностные критерии необходимой избыточности измерений для приближения к оценке асимптотически несмещенных координат места судна.

Предложена модель определения места судна по рельефу дна на основе нейронной сети прямого распространения, удовлетворяющей условию универсальной аппроксимации. Рассматриваемая нейронная сеть имеет один скрытый слой с нейронами, обладающими функциями активации в виде гиперболического тангенса. Данная модель реализована для одномерного случая, соответствующего движению судна в узком канале или на фарватере. На вход сети поступает последовательность производных глубины (по координате), измеренной эхолотом. На выходе получается значение линейной координаты судна на момент определения последней производной глубины. Обучающая выборка содержит не только записи, полученные по результатам предполагаемых предварительных промеров, но и их зашумленные видоизменения, полученные при помощи датчиков случайных чисел. Контрольная выборка содержит исключительно промерные данные. Для обучения нейронной сети используется метод Adamax. В качестве критерия качества работы нейронной сети используется наибольшее значение модуля ошибки координаты на контрольной выборке. Моделирование выполнялось на языке программирования Python с библиотекой Tensorflow. Глубина акватории представлена в виде полиномиальной функции координаты, что позволяет вычислять ее производную аналитически. Проведено моделирование, результаты которого свидетельствуют об удовлетворительной точности прогноза координаты нейронной сетью в условиях наличия погрешностей входного сигнала. Выполненные исследования зависимости качества обучения от размера мини-пакета и коэффициента скорости обучения позволяют сделать вывод о том, что данные параметры оказывают существенное влияние на результат, поэтому вопрос их оптимального выбора остается нерешенным и актуальным в рамках рассматриваемой задачи.

Темой исследования является имеющая большое значение в современных условиях судоходства разработка технологий автоматизированных и автоматических систем управления движением судна. При этом особое внимание уделяется интеллектуальным системам управления на основе методов искусственного интеллекта, таких как искусственные нейронные сети, нечеткая логика, машинное обучение, эволюционные вычисления и генетические алгоритмы. В результате создаются и находят широкое применение на практике интегрированные информационные навигационные комплексы, обеспечивающие принятие решений судоводителем прежде всего там, где требуется прием, обработка, хранение и передача навигационной информации. Однако в таких разработках не уделяется должного внимания человеческому фактору, а именно зачастую не учитывается, что система управления подвижным объектом является частью человеко-машинной системы, в состав которой входят: регулятор (машина) и человек-оператор (судоводитель). Включение судоводителя в звено управления судном приводит к необходимости одновременно учитывать человеческий фактор и характеристики управляемости судна, т. е. человеческий и машинный факторы одновременно. В связи с развитием искусственного интеллекта понятие «симбиоза человека и машины» становится все более актуальным в исследованиях человеко-машинных систем, однако проблема состоит в том, что пока не существует единой точки зрения по данному вопросу ввиду отсутствия обоснованных методик учета человеческого фактора в процессе управления движением подвижных объектов. В статье отражены результаты проведенных теоретических исследований по формализации некоторых аспектов мыслительной деятельности человека и реализация их в концептуальной схеме интеллектуальной системы управления судном. Полученные результаты могут представлять интерес для специалистов по автоматизации управления движением судна, искусственному интеллекту, созданию интеллектуальных систем управления и безопасности мореплавания.

Статья посвящена разработке метода выбора оптимальных судоходных маршрутов и определения условий, при которых Северный морской путь может быть использован круглогодично. Тема и цель исследования непосредственно связаны с задачами, реализация которых предусмотрена планом развития Северного морского пути, утвержденным распоряжением Правительства Российской Федерации 1 августа 2022 г., в соответствии с программой финансирования работ по созданию и внедрению цифровой платформы Северного морского пути, утвержденной Правительством в январе 2023 г. Дана оценка современного состояния сети судоходных маршрутов, навигационно-гидрографического и гидрометеорологического обеспечения, а также структуры и состава арктического ледокольного и транспортного флота. Отмечается, что к основным факторам, оказывающим влияние на реализацию программы круглогодичной навигации в Восточном секторе Арктики, относятся тяжелые ледовые условия, недостоверные прогнозы ледовой обстановки, отсутствие достаточного количества ледоколов и транспортных судов, способных на арктическом мелководье преодолевать поля толстых льдов. По результатам обзора существующих методов определения безопасных и экономически выгодных судоходных маршрутов разработаны основные требования к методам выбора оптимальных маршрутов в акваториях арктических морей. Обосновано использование метода многокритериальной оценки альтернативных маршрутов по множеству критериев безопасности, зависящих от навигационного периода и способа плавания транспортных судов во льдах. Составлен перечень информации, необходимой для реализации разработанного многокритериального метода поиска оптимальных маршрутов, и перечень основных этапов его реализации. Приведены результаты проверки метода сравнительной оценки альтернативных маршрутов с использованием набора имитационных моделей. Даны рекомендации по использованию разработанного метода. Определены основные направления дальнейших исследований.

Темой исследования является предотвращение повреждения корпусов судов при плавании в полярных водах в тяжелых ледовых условиях, представляющее собой опасную ситуацию, которая грозит экологическими загрязнениями и возможной гибелью судна, его пассажиров и экипажа. Отмечается, что интенсивное развитие ледового плавания при освоении арктических регионов Российской Федерации и других полярных вод требует разработки и совершенствования методов освобождения судов, зажатых в тяжелых льдах. Плавание судов в тяжелых ледовых условиях сопровождается значительными трудностями и опасностями для судна, его пассажиров и экипажа. Такая ситуация может значительно усугубляться в том случае, если на определенном этапе плавания в ледовых условиях начинается подвижка тяжелых льдов, приводящая к сжатию ледового канала, в котором находится судно. При этом возрастает опасность разрушения корпуса судна, создания водотечности и возможной гибели судна, его пассажиров и экипажа, а также происходит загрязнение окружающей среды. В статье рассматриваются теоретические основы высвобождения судна из тяжелых ледовых условий, основанные на принципах раскачивания и толкания, а также рубки льда, зажимающего судна, которые доказали свою эффективность в других областях науки и техники. Использование аппарата теории судна и опыта ледовых проводок позволили обосновать возможность эффективного применения методов раскачивания, толкания и рубки льда для высвобождения судов, оказавшихся в тяжелых ледовых условиях. Показана теоретическая возможность использования комбинаций работы балластной системы, грузовых стрел и кранов, специальных действий экипажа зажатого во льду судна, а также его взаимодействия с ледоколами и другими судами для рубки зажимающего льда, раскачивания и толкания, увеличивающих эффективность высвобождения судна из тяжелых ледовых условий. Материалы статьи могут быть использованы для разработки практических рекомендаций по высвобождению судов из тяжелых ледовых условий самостоятельно, а также с использованием ледоколов и других судов.

Целью статьи является выявление современных тенденций межгодовых изменений повторяемости ветров, представляющих навигационные опасности для судоходства на Северном морском пути, включая маршруты на судоходных трассах Баренцева и Карского морей в зимне-весенние месяцы. В качестве опасных рассмотрены ветры, среднечасовая скорость которых над водной поверхностью превышает 15 м/с. Фактический материал основан на информации глобального реанализа ERA5. Методика исследования предполагала использование стандартных методов математической статистики. Тенденции оценивались за периоды времени 2001–2021 гг. и 2010–2021 гг. Исследование позволило выявить акватории Баренцева моря, на которых в декабре, январе, апреле и мае имели место значимые тенденции к увеличению повторяемости опасных ветров. Отмечается, что в акваториях Карского моря аналогичных тенденций в современном периоде в месяцы зимне-весеннего навигационного периода выявлено не было. Установлено, что в декабре на водных путях Баренцева моря, проходящих севернее мыса Желания, в изменениях штормовых рисков наблюдаются возрастающие тенденции. При этом в районе пролива Карские ворота и на подходах к нему тенденции изменения повторяемости опасных ветров являются более благоприятными. В январе ветровой режим в указанном проливе, наоборот, имеет явные тенденции к ухудшению. Сохранение выявленных тенденций в рассматриваемом регионе в будущем не гарантировано. Поэтому развитие существующей в нем наблюдательной сети остается актуальной проблемой гидрометеорологического обеспечения осуществляемого здесь судоходства, так как выбор маршрута и варианта входа в акваторию Северного морского пути позволяет сократить время прохода во льдах и, соответственно, обеспечить более высокую скорость и интенсивность движения судов.

Дан обзор современного состояния и проблем батиметрических исследований Северного Ледовитого океана. Охарактеризованы основные источники батиметрических данных по Центральному Арктическому бассейну и окраинным арктическим морям. Предложены основные пути решения существующих проблем в целях повышения эффективности дальнейшего батиметрического изучения Арктической зоны Российской Федерации и обеспечения практических и научных задач в Арктическом регионе. В качестве первоочередных задач выделено гидрографическое и картографическое обеспечение высокоширотных трасс Северного морского пути и батиметрическая съемка юго-восточной части хребта Гаккеля для обеспечения российского представления на расширенный континентальный шельф в Арктике. Отмечается актуальность гидрографических исследований новых высокоширотных трасс в Восточно-Сибирском море для обеспечения круглогодичной навигации СПГ-танкеров ледового класса «Arc7». Рассмотрены вопросы современного информационного обеспечения Северного морского пути. Сформулирован вывод о том, что низкая гидрографическая изученность новой высокоширотной трассы в Восточно-Сибирском море и отсутствие навигационных карт по трассе будет в ближайшие годы препятствовать возможности осуществления круглогодичной навигации СПГ-танкеров. Подчеркивается, что гидрографические съемки на трассе Северного морского пути должны выполняться в соответствии с требованиями стандартов Международной гидрографической организации. Обоснована необходимость формирования современной единой государственной базы батиметрических данных Северного Ледовитого океана, включая арктические моря России и необходимость предоставления всех вновь полученных данных по рельефу дна в национальный центр, в качестве которого рекомендован ФКУ «280 ЦКП ВМФ». Указаны особенности и значение батиметрических карт Северного Ледовитого океана и создаваемых на их основе геоморфологических карт. Отмечается главенствующая роль электронных батиметрических карт, созданных на основе современных технологий с применением аналитического геоморфологического картографирования на основе использования методик системно-морфологического направления в науках о Земле.

Рассмотрен один из способов сокращения выбросов вредных веществ в окружающую среду: переход с жидких и твердых видов углеводородного топлива на сжиженный природный газ, являющийся одной из причин увеличения потребления газового топлива при наблюдающемся увеличении в последнее десятилетие темпов его перевозки в сжиженном виде в танк-контейнерах. Основными странами — владельцами танк-контейнеров являются США, Германия и Великобритания. В работе отмечается, что танк-контейнеры используются для перевозки и хранения сжиженного газа в малых объемах для конечных потребителей; данный способ перевозки является мобильным, так как для этого может использоваться морской, железнодорожный и автомобильный транспорт; хранение сжиженного газа в танк-контейнерах не требует строительства дополнительной инфраструктуры. Рассмотрены дальнейшие перспективы танк-контейнеров для сжиженного природного газа. Обсуждается возможность поставки газа танк-контейнерами в особенности для автономных отдаленных населенных пунктов и регионов Российской Федерации с малой плотностью населения, при этом в данных регионах требуется проведение газа населению для отопления жилых домов. Использование танк-контейнеров в силу своих преимуществ имеет потенциал для развития в Российской Федерации. Таким образом, в рамках обзорного исследования подробно рассмотрены вопросы современного состояния и перспектив использования танк-контейнеров для перевозки СПГ. Отмечается, что мобильность и гибкость перевозок обеспечивает хранение без дополнительных рефрижераторных систем порядка трех месяцев, в том числе поэтому танк-контейнеры СПГ используют для газоснабжения малонаселенных и труднодоступных пунктов без подключения к магистральным газопроводам, удовлетворения краткосрочного пикового потребления газа в зимний период, использования газа в качестве моторного топлива для различных видов транспорта.

В работе отмечается, что морские порты занимают одно из ведущих мест во внешнеторговом грузообороте России. Подчеркивается, что стратегия морской деятельности Российской Федерации предусматривает повышение конкурентоспособности за счет модернизации действующих и строительства новых терминалов и морских портов, что дает импульс для развития портов и контейнерных терминалов. Исследован процесс определения специализации порта и организации его работы, являющийся одним из начальных этапов процесса планирования строительства или реконструкции порта, а также факторы, оказывающие влияние не только на экономические и финансовые решения, но и на внедрение информационных технологий, способствующих автоматизации технологических процессов порта. Отмечается, что новые технологии нашли применение в портах, где производство погрузочно-разгрузочных работ представляет собой повторяющийся процесс, который может быть смоделирован и запрограммирован. Указывается, что большинство технологических операций по производству погрузочно-разгрузочных работ на современном подъемно-транспортном оборудовании автоматизировано, что повышает эффективность работы порта, однако не все порты могут быть автоматизированы ввиду сложности учета и контроля грузовой единицы, ее места и срока хранения, а также идентификации. На терминалах, специализирующихся на перевалке насыпных и навалочных грузов, не возникает таких задач по управлению подъемно-транспортным оборудованием, как на контейнерных терминалах, терминалах по перегрузке наливных грузов и сжиженного природного газа, которые изначально являются автоматизированными. Автоматизация закладывается в проект при строительстве нового или реконструкции уже действующего порта или контейнерного терминала. Проанализированы основные документы, которыми руководствуются проектировщики при разработке проекта: «СП 316.1325800.2017. Терминалы контейнерные. Правила проектирования», «СП 350.1326000.2018. Нормы технологического проектирования морских портов» и «СП 262.1325800.2016. «Свод правил. Контейнерные площадки и терминальные устройства на предприятиях промышленности и транспорта», которые морально устарели и не отражают современных требований к технологическим процессам. Особое внимание обращается на то, что для проектирования современных портов и терминалов необходимы современные, отвечающие последним технологическим и техническим требованиям документы.

В статье рассмотрены некоторые аспекты повышения технического уровня и гибкости сборочно-сварочного производства отечественных судостроительных верфей. Отмечается, что на ряде верфей внедрены комплексно-механизированные поточные линии зарубежных производителей для обработки металла, изготовления судовых корпусных конструкций, их окраски и т. п., которые, как правило, укомплектованы высокопроизводительным технологическим оборудованием и предназначены для работы в условиях крупносерийного поточного производства. При этом в условиях мелкосерийного производства они оказываются малоэффективными из-за недостаточной загрузки. Подчеркивается, что альтернативу таким линиям при мелкосерийном типе производства могут составить многофункциональные комплексно-механизированные и частично автоматизированные сборочно-сварочные манипуляторы, представляющие собой гибкий производственный модуль, оснащенный сборочно-сварочным порталом или полупорталом и комплектом сменно-навесного сборочного и сварочного оборудования. Целью исследования является повышение в краткосрочной перспективе технического уровня и гибкости сборочно-сварочного производства отечественных судостроительных предприятий путем замены вырабатывающих или уже выработавших свой ресурс и малоэффективных, ввиду недостаточной загрузки, механизированных поточных линий зарубежного производства импортозамещенными многофункциональными комплексно-механизированными сборочно-сварочными манипуляторами. Предметом исследования в статье является гибко переналаживаемая производственная система судостроительной верфи. В качестве объектов исследования приняты механизированные поточные линии сборочно-сварочного производства и комплексно механизированные сборочно-сварочные манипуляторы. В результате исследований определен функционал сборочно-сварочных манипуляторов для сборки судовых корпусных конструкций и комплекс факторов, влияющих на выбор их конструктивных схем. Сделан вывод о том, что ввиду чрезвычайной актуальности рассматриваемого в статье вопроса необходимо проведение комплекса специальных исследований по теоретическому обо[1]снованию замены малоэффективных механизированных поточных линий комплексно механизированными многофункциональными сборочно-сварочными манипуляторами и определен круг первоочередных задач для достижения этой цели.

В работе исследована совокупность проблем судостроительно-судоремонтного завода с точки зрения эффективности подготовки производства. Главное внимание акцентировано на таких вопросах, как импортозамещение, модернизация, внедрение инновационных решений и цифровизация производства. Значительное место уделено реальному состоянию судостроительного производства, основным сложностям, возникающим в ходе производства, перспективам восстановления утраченных позиций. Рассмотрен вопрос, связанный с организацией судостроительно-судоремонтного производства. Отмечается, что эффективность судостроительно-судоремонтного производства в современной России характеризуется развитием высокотехнологичных наукоемких производств и внедрением инновационных технологий. На примере Акционерного общества «Онежский судостроительно-судоремонтный завод» показаны тенденции развития и модернизации производства. Подчеркивается, что перспективы производственно-экономического развития требуют значительных инвестиционных вложений в техническое перевооружение и модернизацию производства. Сделаны выводы о том, что современное наукоемкое судостроительно-судоремонтное производство требует привлечения значительных финансовых и интеллектуальных ресурсов, обеспечения производственных мощностей современным автоматизированным оборудованием, а также необходимо принятие конкретных мер, направленных на существенное улучшение показателей, характеризующих состояние основных производственных фондов. Рекомендовано значительное внимание уделять вопросам системного подхода к решению задач судостроительно-судоремонтного производства с учетом организационно-технической составляющей.

Предметом исследования является изучение преимуществ многокорпусных судов перед однокорпусными, заключающихся в лучших ходовых характеристиках на больших скоростях и большей площади палубы, что является критичным для пассажирских судов. Отмечается, что при проектировании необходимо выбирать геометрические параметры, в том числе расстояние между корпусами. В работе дано краткое описание существующих методов расчета буксировочного сопротивления многокорпусных судов, а также приведены новые результаты экспериментального исследования влияния поперечного клиренса и отношения ширины одного корпуса к осадке на ходкость водоизмещающего катамарана. Отмечается, что исследования проводились путем испытания в опытовом бассейне малой несамоходной модели многокорпусного судна. Длина модели составляла 1,84 м, ширина одного корпуса — 0,15 м, осадка варьировалась от 0,07 м до 0,11 м. Отличительными особенностями модели является большая полнота обводов и волнорассекающий нос. Эксперимент выполнялся в опытовом бассейне ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова». Результаты были обработаны по методу Фруда без учета динамической посадки и представлены в виде зависимости коэффициентов остаточного сопротивления от числа Фруда. Путем аппроксимации экспериментальных данных было получено выражение, позволяющее оценить влияние указанных параметров на величину остаточного сопротивления в диапазоне чисел Фруда 0,30–0,70. Также при двух значениях осадки в том же диапазоне скоростей был испытан один корпус катамарана. Эти данные не аппроксимированы, но приведены в статье в виде экспериментально полученных точек. Результаты работы могут быть использованы на начальных стадиях проектирования катамаранов и при исследовании влияния указанных факторов на остаточное сопротивление.

Рассмотрены вопросы эффективности теплоотвода обшивочных теплообменных аппаратов замкнутых систем охлаждения судовых энергетических установок. Использование таких систем позволяет получить технические и экологические преимущества при эксплуатации судна. Последнее обеспечивает сохранение рыбных ресурсов морей и континентальных водоемов. Показано, что наихудшие условия теплоотвода имеют место при стоянке судна. При этом теплоотдача от наружной поверхности судовой обшивки к забортной воде осуществляется при свободной конвекции. Данный режим является основным расчетным. В случае движения судна теплоотвод существенно возрастает, поскольку выполняется при вынужденной конвекции. Для случая стоянки судна представлены результаты экспериментальных теплотехнических исследований на модели площадью 1 м². Показано, что эффективность теплоотвода существенно зависит от ориентации судовой обшивки температурного напора в аппарате. Переход от днищевого расположения аппарата к бортовому, а также увеличение температурного напора обеспечивают большую тепловую эффективность. На основе полученных обобщающих уравнений подобия для случая стоянки судна разработана методика теплотехнического расчета. Достоверность данной методики полностью подтверждена результатами испытания теплообменника площадью 100 м² на самоходном плавкране пр. 15201. При этом показано, что полученные обобщающие уравнения подобия имеют особенности по сравнению с известными вследствие особенности происходящих процессов в таких аппаратах. В случае движения судна также определены обобщающие уравнения подобия. При этом использованы полученные результаты собственных испытаний таких аппаратов на плавкране пр. 15201, а также результаты испытаний других исследователей на различных судах.

Исследована специфика современных информационно-телекоммуникационных сетей на транспорте как объекта контроля информационной безопасности. Определены основные тенденции развития технологий защиты информационно-телекоммуникационных сетей. Отмечается наличие взаимосвязи основных интегративных свойств: готовности, мобильности, пропускной способности, скрытности, доступности, управляемости, являющееся следствием конвергенции технологий передачи и обработки информации. Рассмотрено новое интегративное свойство информационно-телекоммуникационных сетей, такое как наличие характеристик распределенной системной памяти, позволяющей в течение определенного периода времени сохранять передаваемые сообщения. Важной особенностью современных информационно-телекоммуникационных сетей является наличие искусственного интеллекта, формируемого на основе их информационно-алгоритмического обеспечения, определяющего гибкость поведения системы. Указанные тенденции свидетельствуют о превращении в суперсистему, задачи управления которой недостаточно исследованы в настоящее время. Целью данной работы является исследование новых подходов к обеспечению управления безопасностью современных информационно-телекоммуникационных сетей критической инфраструктуры, к которой относятся современные системы морского и речного транспорта с учетом их особенностей. Объектом исследования служит система контроля информационной безопасности современных информационно-телекоммуникационных сетей. Предметом исследования является научно-методическое обеспечение контроля критической инфраструктуры. Задачи исследования заключаются в анализе существующих и разработке новых концептуальных основ, а также подходов к совершенствованию системы контроля информационной безопасности информационно-телекоммуникационных сетей на основе методов интеллектуализации. Выполнен анализ существующей методологии управления сложными организационно-техническими системами и технологий контроля информационной безопасности. Формализована схематично концепция контроля информационной безопасности информационно-телекоммуникационных сетей. Выполнен анализ существующего подхода к организации процесса контроля информационной безопасности информационно-телекоммуникационных сетей. Определены задачи интеллектуализации контроля. Сформулирована проблема обеспечения оперативности и достоверности контроля информационной безопасности информационно-телекоммуникационных сетей. Определены основные научные задачи развития методологии контроля информационной безопасности информационно-телекоммуникационных сетей.