Рассмотрена проблема безопасности мореплавания, в частности исследована задача оценки степени опасности в ситуации сближения судов. Оценка опасности ситуации сближения судов строится на основе домена безопасности как минимальной области вокруг судна, в которую не должно заходить встречное судно. Указаны существующие домены безопасности, определены требования к домену безопасности. Предложена оригинальная конфигурация домена безопасности. Предложенный домен безопасности является ассиметричным и учитывает не только требования «Международных правил по предупреждению столкновений судов в море (МППСС-72)», но и хорошую морскую практику. При этом размеры домена безопасности конкретного судна привязаны к маневренным характеристикам этого судна или, в упрощенном виде, к его размерениям. Таким образом, домен безопасности судна определяет область вокруг судна в пределах которой оно может безопасно совершить аварийный маневр по уклонению от встречного судна. Положение границы домена безопасности параметризовано и зависит от значения одного параметра, что удобно в вычислительном плане. Кроме того, отмечается, что граница предлагаемой зоны безопасности является гладкой, что исключает скачки решений для различных курсовых углов входа целей в эту зону. Предложена концепция динамического домена безопасности, размер которого может изменяться в зависимости от района плавания и погодных условий, что особенно важно при движении судна в узкостях, каналах и системах разделения движения, поскольку исключает появление ложных тревог при попадании внутрь домена судна, которое движется во встречном направлении в своей полосе движения.

Разработаны предложения по модификации методов оперативной поддержки принятия решений для управления качеством услуг корпоративной мультисервисной сети связи Федерального бюджетного учреждения «Администрация «Волго-Балт» - мультисервисной сети, созданной на основе системотехнических принципов связи нового поколения (Next Generation Network). Подобные сети имеют единую иерархическую автоматизированную систему управления, задачей которой является обеспечение как устойчивого функционирования органов административного управления Федерального бюджетного учреждения «Администрация «Волго-Балт» различных уровней административной иерархии, так и технологического управления автоматизированными техническими средствами, необходимыми для безопасного судовождения. Особенностями сети связи Федерального бюджетного учреждения «Администрация «Волго-Балт» являются большой пространственный размах и разнородный контингент абонентов, которым необходимо предоставить различные услуги связи с заданными характеристиками. Подчеркивается, что автоматизированная система управления сетью в этих условиях функционирования должна поддерживать необходимое качество услуг связи. Таким образом, актуальность работы определяется объективной необходимостью управления сетью в режиме реального времени с требуемым качеством в условиях динамичного изменения параметров функционирования и состояния сетевых элементов. Отмечается, что основой предложенных принципов поддержки принятия управленческих решений являются принципы концепции интеллектуальных агентов. В разработанном в исследовании подходе интеллектуальные агенты функционально представляют собой иерархические нечеткие ситуационные сети, в которых решения, в отличие от методов, основанных на применении эталонных ситуаций, вырабатываются по результатам иерархической системы оптимизационных задач с использованием методов нечеткого математического программирования. В работе координация и согласование решений системы оптимизационных задач выполнены на основе принципа Беллмана - Заде, что позволяет существенно снизить время решения оптимизационных задач и получить Парето-оптимальные решения по управлению качеством услуг связи. Интеллектуальные агенты могут реализовывать управленческие решения в автоматическом режиме при условии делегирования им соответствующих полномочий администратором сети.

Отмечается, что проблема управления штабелем контейнерного терминала является темой многих отечественных и зарубежных исследований, но несмотря на это, оптимальное решение в виде унифицированной и обоснованной операционной стратегии до сих пор не найдено. В данной работе исследуется один из частных вопросов, а именно влияние неравномерности распределения высоты штабеля по слотам относительно среднего значения. Актуальность этого вопроса объясняется тем, что размер склада контейнерного терминала традиционно рассчитан для хранения некоторого максимального количества контейнеров. Практика работы современных контейнерных терминалов показывает, что большую часть времени реальный объем хранения на складе составляет 50-70 % от предельной емкости единовременного нахождения контейнеров на терминале, а приближение занятости к 80 % считается тревожной операционной ситуацией. Таким образом, при неполной занятости контейнерной площадки возникает вопрос об оптимальной стратегии формирования штабелей, минимизирующей трудоемкость обработки проходящего через склад грузопотока. Рассмотрен один из основных параметров, характеризующих указанную трудоемкость - среднее количество движений, необходимых для выборки контейнера из штабеля. Аналитически обоснована стратегия хранения, обеспечивающая минимальную трудоемкость выборки контейнеров при заданном объеме хранения, в результате чего появляется возможность дать мотивированные рекомендации по расположению контейнеров в штабеле при неполной загрузке терминала. Исследование начинается с рассмотрения аналитического решения задачи, включающей такие величины, как высота складирования, число движений и характер распределения контейнеров по слотам. Обосновано и описано использование метода статистического моделирования, позволяющего учесть особенности, вызванные разбросом физических и технологических параметров. Приведено описание использования методов имитационного моделирования, подтверждающих практическую значимость и адекватность предлагаемого подхода.

Отмечается, что в современных условиях в контейнерных линейных перевозках реализация работы судоходной линии является важной и сложной задачей, решение которой сопряжено с серьезными финансовыми рисками. Указывается, что в настоящее время многие контейнерные линейные компании, помимо морских перевозок, предлагают услуги по наземным перевозкам. Соответственно к необходимости оптимизации работы морских сервисов линии добавляется необходимость работы с сухопутными путями. При работе с наземной логистикой необходимо учитывать, что местом зарождения и угасания грузопотоков являются не морские порты, а наземные пункты, которые располагаются в хинтерленде каждого порта. Подчеркивается, что у каждого порта существуют несколько связанных с ним наземных пунктов. В связи с этим появляется большое количество вариантов маршрутов. Определено, что при высокой сложности решения задачи данная проблема относится к классу NP-сложных задач и не может быть решена за приемлемый промежуток времени методами полного перебора значений. Возможным вариантом решения задачи является эвристическое программирование, которое основано на генетических алгоритмах. В статье обсуждается существующий метод поиска решения задачи. Предлагается модификация, которая основана на модификации алгоритма генетических химер путем комбинирования этого алгоритма с упорядоченным кроссовером. В зависимости от потребности оптимизацию можно проводить с использованием одного или нескольких критериев. Приведено, что основными критериями могут являться время или грузооборот, а также комбинирование этих двух критериев. Проведение оптимизации с помощью разных критериев в рамках одной модели является удобным инструментом для судоходной линии.

Отмечается, что в современных цепях поставок доставка основной массы грузов осуществляется через систему транспортных терминалов, где происходит укрупнение или разбиение грузовых партий, временное хранение грузов, а также перевалка грузовых единиц между различными транспортными средствами или разными видами транспорта. На некоторых терминальных объектах выполняются операции с товарами, создающие добавленную стоимость. В статье представлена технология погрузки угля на углепогрузочном комплексе горного предприятия в специализированные контейнеры разной грузоподъемности в зависимости от требований заказчика и объемов потребления. Контейнерная система перевозок позволяет более чем в 2 раза снизить себестоимость грузовых операций, резко сократить расходы на тару, в 4-5 раз повысить производительность труда, обеспечить условия для комплексной механизации и автоматизации. Подчеркивается, что особенности перевозки и хранения сортового угля и брикетов в специализированных контейнерах были рассмотрены во многих работах, но технология погрузки угля в них отражена недостаточно подробно. В настоящем исследовании разработана методика расчета времени погрузки угля в специализированные контейнеры. Выполненные расчеты позволили оценить время погрузки в специализированный контейнер в зависимости от массы загружаемого угля. Использование представленной в работе методики перевозки угля (особенно сортового и брикетов) в специализированных контейнерах различным группам потребителей поможет сохранить качество топлива, осуществить его доставку потребителям без потерь и загрязнения окружающей среды, исключить операцию перегрузки из одной тары в другую.

Отмечается, что информационные организационные системы, успешно используемые в различных областях больше двадцати лет, делятся на две основные группы: интегрированные и узкоспециализированные системы. К классу узкоспециализированных систем можно отнести информационные системы для автоматизации банковской деятельности, в статистике, для финансового и бухгалтерского учета (например, ІС, FinExpert, SoNet), в маркетинге, в инвестиционном менеджменте (например, Project Expert). К интегрированным организационным системам относятся корпоративные информационные системы, которые сегодня успешно вытесняют в сфере производства традиционные автоматизированные системы управления предприятием. Целью исследований является повышение эффективности и качества интеллектуальной обработки слабо формализованной информации в организационных информационных системах на основе реализации информационно-логических моделей и методов морских объектов. Объектом исследования являются процессы обработки информации в организационных информационных системах. Предметом исследования являются информационные технологии интеллектуальной обработки слабо формализованной информации, применяемые в организационных системах, основанные на алгебро-логических моделях. Рассматриваемые в работе методы исследования базируются на комплексном использовании теории интеллекта, теории категорий, алгебры конечных предикатов и метода компараторной идентификации для разработки информационно-логических моделей и методов идентификации знаний. Алгебра предикатов и теория категорий используется для формализации знаний, описания естественно-языковых отношений и моделирования интеллектуальной деятельности менеджера применительно к задачам обработки документов. Рассмотрен метод компараторной идентификации, используемый для описания интеллектуальных функций пользователя корпоративной информационной системы. Таким образом, метод компараторной идентификации позволяет автоматически разделять тексты документов полнотекстовых баз данных на тождественные (по отношению к областям знаний менеджера морского объекта) и разбивать информационные смысловые единицы, выражаемые компараторной сетью, рубриками и классами УДК, на классы эквивалентностей, определяющие таксоны верхнего ранга, позволяющие автоматизировать процесс разработки корпоративной таксономии.

В данной работе рассмотрены процедуры, выполняемые в судоходной компании после завершения рейса. Для структуризации и формализации изучаемого процесса показан алгоритм его осуществления, построена сетевая модель выполнения операций, а также приводятся временные характеристики отдельных работ. Особенностью проанализированных операций является высокая неопределенность продолжительности работ, что связано с необходимостью разрешения конфликтов по взаиморасчетам между участниками перевозки. Для оценки распределения времени выполнения всего процесса используется моделирование операций компании методом Монте-Карло. В работе использованы различные законы распределения случайных величин, позволившие получить более достоверные данные о времени выполнения всей работы. Результаты моделирования показывают, что в большинстве случаев послерейсовые операции, включающие подведение финансовых и правовых итогов рейса, могут быть завершены в короткие сроки. В то же время большая вариативность времени выполнения отдельных работ приводит к значительным задержкам исполнения исследуемых операций. Рассмотрен подход к оценке распределения времени выполнения операции, который предполагает разделение одной операции на совокупность действий, которыевыполняют соответствующие сотрудники компании. Доказано, что такое разделение позволит снизить трудоемкость сбора информации и выбора распределения времени выполнения отдельных работ.

В статье предлагается модифицированный метод создания электронных навигационных карт на внутренних водных путях Российской Федерации, позволяющий существенно ускорить процесс при помощи автоматизированного построения цифровых моделей рельефа дна. Целью предложенного метода является уменьшение затрат при создании и поддержании актуальной коллекции карт в картографических отделах и службах Администраций бассейнов внутренних водных путей. Отмечается, что для построения цифровой модели рельефа дна необходима сплошная сеть промера. Подобную сеть можно получить при выполнении работ многолучевым эхолотом. Гидрографические работы на внутренних водных путях преимущественно выполняются однолучевыми эхолотами. Значения глубин, полученных при выполнении промерных работ при помощи оборудования такого типа, всегда образуют нерегулярную сеть. Обращается внимание на то, что частота глубин, измеренных таким образом, не позволяет строить трехмерные модели, поэтому возникает необходимость математически достраивать рельеф поверхности дна водного пути. Сгущение сети глубин можно выполнить с помощью математической интерполяции. В статье проанализированы методы интерполяции, реализованные в картографических и геоинформационных программах, а также методы, применяемые специалистами-картографами при работе вручную. Анализ показал, что при работе вручную всегда используется нерегулярная сеть. В работе программного обеспечения применяются только методы интерполяции, основанные на расчетах по регулярной сети, поскольку их использование легче реализуемо и требует меньших вычислительных мощностей, но приводит к значительным погрешностям. Для построения трехмерных батиметрических моделей с наименьшими отклонениями от истинных значений авторами настоящего исследования предложен метод биквадратной сплайн-интерполяции на нерегулярной сети. В частности, предлагается цифровые модели рельефа дна использовать при картографировании ВВП для автоматизированного нанесения изобат, упрощения нанесения судового хода и дополнительного визуального контроля качества промерных работ.

Отмечается, что процесс проектирования современного судна - достаточно сложная нелинейная задача, требующая соблюдения ряда ограничений, установленных международными конвенциями и перспективами судоходного рынка на нормативный 25-летний период эксплуатации. Любое сложное инженерное сооружение для постройки требует выполнения эскизного, технического, рабочего и технологического проектов. Простая размерная модернизация проектов судов конвенционных типов с целью улучшения коэффициента утилизации водоизмещения по дедвейту и экономии издержек в результате достижения «эффекта масштаба» уже не способна обеспечить потребности судоходного рынка. Очевидно, классические подходы к проектированию судов по прототипу с учетом условных измерителей должныбыть существенно изменены и пересмотрены на основе новых принципов использования базовых элементов показателей качества. Следовательно, может быть реализовано лишь то проектное решение, которое строится на базе современного развития техники и технологии. При этом главная задача проектирования остается прежней и связана в первую очередь с определением основных элементов проектируемого судна (водоизмещения, главных размерений, коэффициентов полноты теоретического чертежа, характеристик остойчивости, плавучести, прочности и ходкости). Тем не менее в современных исходных уравнениях существует достаточно много произвольных параметров, что приводит к значительной доле неопределенности выбора оптимальных решений. В статье рассматриваются методологические подходы к проектированию морских транспортных судов, основанные на новых базовых принципах, снижающих неопределенность расчетов с учетом комплексного показателя качества и формализованной оценки безопасности. Полученные закономерности и выводы могут быть использованы для подготовки технического задания на проектирование в целях совершенствования состава флота судоходных компаний на ближайшую перспективу.

В работе рассмотрен важный этап освоения и развития побережья арктических и дальневосточных морей России, связанный с использованием судов для посадки на грунт и проведением грузовых операций. Отмечается, что новые требования к таким судам появились в Правилах Российского морского регистра судоходства только в 2017 году. Ранее подобные операции могли трактоваться как аварийные происшествия. Подчеркивается, что несмотря на то, что Охотское море является одним из крупнейших в России, оно имеет лишь один сравнительно крупный порт - Магадан. Северная часть дальневосточного побережья характеризуется приливами с перепадами уровня моря до 10 м и более. Акцентируется внимание на том, что существенную роль в процессе освоения и развития территории играет и тяжелая ледовая обстановка. В этих условиях дорогостоящие причалы и развитие портовой инфраструктуры экономически не оправданы, поэтому важно продолжать использовать традиционные схемы грузовых операций с осушением судов, но специальных судов для этого не хватает. В работе рассмотрены вопросы общей продольной, поперечной и местной прочности корпуса небольшого судна японской постройки с дедвейтом 420 т, которое ориентировано на работу у западного побережья Камчатки с заходами в устья рек и способно доставлять как генеральные грузы, так и жидкое топливо. Показано, что общая продольная прочность корпуса, поперечная прочность отсеков и прочность форштевня судна соответствуют символу класса NAABSA1. Наружная обшивка и продольные днищевые балки в районах, где флоры расположены через три-четыре шпации, а также пятка ахтерштевня, требуют усилений. Рассмотрены и предложены схемы усилений, реализация которых обеспечивает возможность получения символа класса NAABSA1 и эксплуатацию судна с посадками на грунт для проведения погрузочно-разгрузочных операций.

Рассмотрена система охлаждения, являющаяся важнейшим элементом судовой энергетической установки. Отмечается, что большинство используемых в настоящее время систем потребляет забортную воду зачастую в довольно больших количествах. Содержащиеся в морской воде планктон, икринки и рыбная молодь попадают в систему охлаждения и погибают, что приводит к уничтожению рыбных ресурсов морей и континентальных водоемов. Кроме того, с целью повышения экологической безопасности систем охлаждения предложено в максимальной степени утилизировать отводимую системой теплоту, так как это снижает требуемое количество потребляемой забортной воды. Проанализированы различные варианты утилизации теплоты. Учтены температурные уровни воды системы охлаждения и возможных потребителей теплоты. Приведены результаты натурных исследований по подогреву забортной воды в системе охлаждения. Детально рассмотрен вопрос использования утилизационной водоопреснительной установки. При этом учитывалось, что такая установка сама приводит к дополнительному потреблению забортной воды. Выполнено аналитическое описание тепловых процессов. Получена зависимость соотношения снижения потребления воды системой охлаждения и дополнительного потребления воды опреснительной установкой. Определено влияние коэффициента продувки водоопреснительной установки. Установлено, что система охлаждения снижает потребление в 16-33 раза по сравнению с опреснительной установкой. Более широкой утилизации теплоты препятствует сравнительно низкий температурный уровень воды на выходе из системы охлаждения. Показано, что имеются возможности большей утилизации теплоты, отводимой системой охлаждения, связанные с использованием тепловых насосов, которые могут поднять температуру до 130 °С и выше. В результате появляется возможность перехода к системам глубокой утилизации теплоты. Широкое внедрение утилизации теплоты обеспечивает не только энергетическую эффективность, но и экологическую безопасность систем охлаждения.

Отмечается, что на рыбопромысловых судах палубные вспомогательные механизмы играют большую роль в обеспечении живучести судна, его безопасности, а также выполнении технологических операций в соответствии с назначением судна. К таким механизмам относятся: промысловые лебедки, неводовыборочные комплексы, якорно-швартовные механизмы и грузоподъемные устройства общего назначения - механизмы, которые должны быть надежными, экономичными, экологичными, работать на переменных режимах, иметь возможность плавного регулирования производительности и мощности. Моделирование и проектирование грузоподъемного оборудования рыбопромыслового судна, основанные на прогнозировании эксплуатационных нагрузок, представляют собой случайные процессы. Сложность математического моделирования таких эксплуатационных нагрузок обусловлена нестационарным движением системы: судно - грузоподъемное устройство - грузовая система, которое возникает за счет переменных значений параметров элементов системы, а также влияния внешних гидрометеорологических факторов. Подчеркивается, что существующие в Российской Федерации стандарты по расчету действующих на грузоподъемное оборудование нагрузок не распространяются на устройства, находящиеся на морских судах либо в них не учитываются нестационарные нагрузки, которые могут возникать даже при установившемся режиме работы. Поэтому предлагаемое исследование направлено на формирование принципов и методов расчета и проектирования эксплуатационных нагрузок, действующих на грузоподъемное оборудование рыбопромыслового судна. В работе представлены классификации для такого рода оборудования по критериям нагрузок, по частоте их появления и их комбинациям. Предложенная схематизация «судно - грузоподъемное устройство - грузовая система» в виде плоской одноваерной системы применительно к известным законам механики позволит получить достаточно полное для практического использования математическое описание динамики работы такого комплекса. Для этого в рассматриваемой системе предлагается замена гибкой нити, описывающей ваер в виде стержневой системы с n-звеньями, шарнирно соединенными между собой и совершающими колебательные движения. В качестве примера моделирования и расчета описаны колебания системы стержней, получены уравнения движения и вековые уравнения, построены собственные формы колебаний.

Отмечается, что основной тенденцией современной энергетики является использование интеллектуальных энергосистем, отвечающие современным требованиям в области энергоэффективности и надежности. Достижение этих требований возможно в случае использования технологий системы хранения электроэнергии, двухстороннего обмена электроэнергией, возобновляемых источников и др. Новые технологии являются основой распределенных энергосистем, которые за счет резервирования позволяют обеспечить энергией не только собственные нужды, но и отдавать излишки обратно в первичную сеть. Важное место в этом процессе занимают алгоритмы управления. Данная работа посвящена управлению распределенной энергосистемой с помощью мультиагентного подхода, являющегося альтернативой традиционному управлению всеми процессами в системе с помощью одного центрального процессора. Предлагаемый подход обеспечивает взаимодействие между всеми объектами распределенной системы, преобразуя их в абстрактные интеллектуальные узлы-агенты, обладающие некоторой степенью свободы в принятии решений по распределению электроэнергии. Объектами в распределенной энергосистеме могут являться различные источники энергии, в том числе использующие возобновляемые ресурсы, накопители электроэнергии, а также различные виды устройств, являющихся нагрузками по отношению к энергосети. В предлагаемом исследовании разрабатываются алгоритмы работы мультиагентной системы. Для моделирования взаимодействия между агентами системы распределенной электроэнергии используются платформа JADE (Java Agent Development Environment) и программный пакет MATLAB / Simulink, в котором реализована математическая модель энергосистемы. В рамках основной задачи мультиагентной системы моделируется реакция на возникающие в ней события. Показано, что в случае, когда генерируемая в системе мощность меньше требуемой, нагрузки с наименьшими приоритетами начинают последовательно отключаться до тех пор, пока генерируемая альтернативными источниками мощность не превысит мощность, потребляемую нагрузками. В дальнейшем для прототипирования разрабатываемой системы и проверки алгоритмов используются Raspberry Pi - одноплатные компьютеры, построенные на основе контроллера BCM2837B0 с большим набором портов ввода-вывода и ряда интерфейсов для коммуникации.

В работе рассматривается уникальная практика студентов арктического факультета 2-го курса - «Плавучий университет», в рамках которой была проведена научно-исследовательская экспедиция в составе учебного парусного судна «Мир». Отмечается, что во время рейса были проведены сопутствующие гидрометеорологические наблюдения в Балтийском и Северном морях. Государственным университетом морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова ранее подобная экспедиция не организовывалась. В данном районе такой проект также реализован впервые. В цели исследования входило получение практического опыта в реальных условиях, сбор полноценной гидрометеорологической информации по маршруту судна и ее анализ, составление очерка. Среди поставленных задач была выделена систематическая организация гидрометеорологического сопровождения рейса. Рассмотрены данные ежедневных регулярных измерений атмосферного давления, температуры воздуха и скорости ветра. Проанализированы характерные тенденции данных явлений, результаты сопоставлены с климатическими условиями и существующими характеристиками районов плавания. Указаны направления ветра и волновые условия. Составлены уникальные графики по типу «розы ветров» относительно определенных отрезков маршрута. Рассмотрены данные по преобладающим видам облачности и погоде во время рейса. Некоторые приборные наблюдения сопоставлены со шкалой Бофорта. На основе результатов наблюдений можно сделать вывод о том, что существующие местные гидрометеорологические тенденции не всегда соответствуют атмосферным тенденциям, наблюдаемым на больших площадях, и расхождения при этом зачастую очень значительны. Причинами этого являются местная география, формы берегового рельефа, течения, местные ветры и другие факторы. Все это еще раз доказывает необходимость регулярного обследования морей на гидрометеорологию и постоянного судового ведения наблюдений, особенно в опасных районах плавания, в связи с чем отмечается особая важность получения подобных практических навыков студентами.