Статья посвящена проблеме обеспечения навигационной безопасности движения на морских акваториях. Рассматривается задача оценки частоты наступления опасных ситуаций «судно - судно» на выбранном участке акватории на основе ретроспективного анализа движения судов. При этом предлагается обратиться к навигационным данным судов, предоставляемых Автоматической идентификационной системой (АИС) и доступных на открытых интернет-ресурсах. Частота наступления опасных ситуаций является важнейшим показателем, определяющим безопасность движения на акватории. Метрику опасности того или иного участка акватории предлагается ввести (как один из возможных вариантов) на основе числа и локализации точек кратчайшего сближения судов. Проблемой при использовании данных АИС, предоставляемых открытыми интернет-ресурсами, является ограниченность точности определения навигационных параметров судов и частоты поступления информации. В работе рассмотрен формат представления исходных данных о движении и имеющиеся ограничения. Предлагается метод моделирования движения судов, основанный на приведении глобальных географических координат к местным прямоугольным и кусочно-линейной интерполяции. Это позволяет определить координаты каждой пары судов в момент кратчайшего сближения, что, в свою очередь, даёт возможность оценить степень опасности реализуемой схемы движения судов и необходимость экспертного анализа для выработки её менее опасных конфигураций.Работа сопровождается результатами натурных исследований движения судов в Сангарском проливе и Токийском заливе, которые подтверждают перспективность предложенного подхода. Несмотря на «грубость» исходных данных, они несут достаточное количество информации для построения устойчивой картины опасных участков морских акваторий.
Вестник государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова
2017. — Выпуск 4
Содержание:
Целью настоящей статьи является определение особенностей плавания судов в проливах с экстремальным гидрологическим режимом и обоснование рекомендаций судоводителям по предупреждению аварий и инцидентов в подобных проливах.В результате анализа различных источников (карт, лоций, атласов), содержащих информацию о скорости приливо-отливных течений в проливе Пентленд-Ферт, соединяющем Северное море и Атлантический океан, было определено, что скорость течения может достигать 16 уз, а обычная для пролива скорость имеет значения, крайне затрудняющие навигацию в проливе.В основу анализа некоторых особенностей прохождения судами пролива Пентленд-Ферт были положены результаты расследования аварии цементовоза «Cemfjord», произошедшей в проливе 2 января 2015 г. Судно следовало в проливе на максимуме попутного течения и со скоростью относительно грунта, сопоставимой со скоростью течения, при этом скорость относительно воды была настолько мала, что судно потеряло управляемость, его развернуло практически лагом к волне, и оно опрокинулось. Анализ аварии вывел на первый план ряд известных проблем, связанных с движением в подобных проливах и подлежащих переосмыслению на фоне аварии цементовоза и ее катастрофических последствий. К числу этих проблем относятся: неудовлетворительное планирование перехода, пренебрежение необходимостью коррекции плана при изменении условий плавания, переоценка возможности судна в части, касающейся его управляемости, коммерческое давление, неадекватная организация движения судов в проливе. При этом человеческий фактор является обобщающим для большинства указанных проблем элементом. Уроки, извлеченные из аварии, и рекомендации, сформулированные в процессе её анализа и связанные с выявленными особенностями навигации в проливе (в частности, в отношении мониторинга скорости судна, обеспечивающего подход к проливу в благоприятных условиях), позволят в будущем предупредить очень серьезные морские аварии судов, планирующих свое движение через проливы с сильными приливо-отливными течениями.
Ключевые слова
В статье на основе изучения современных логистических процессов контейнерного терминала, характеризующихся динамической изменчивостью и необходимостью учета разнородных параметров, представлен процесс построения модели переработки импортных контейнерных грузопотоков. Разработанная модель позволяет воспроизвести поведение исследуемой системы и определить предельные возможности переработки грузов в условиях применения института предварительного информирования таможенных органов и логистической технологии зонирования контейнерного терминала. С целью реализации имитационной модели был проведен системный анализ технологии переработки импортного контейнерного потока в порту. При этом в виде единого технологического процесса были рассмотрены операции по выгрузке и размещению контейнеров в зоне хранения, операции, связанные с проведением таможенного оформления и таможенного контроля судна, а также прибывшего на нем груза и выпуска контейнеров в соответствии с заявленной таможенной процедурой. Отличительной особенностью рассматриваемого процесса является перенос части операций, связанных с таможенным оформлением и таможенным контролем контейнерного потока, еще до прибытия судна в порт, что дает определенные логистические преимущества в цепи поставки товаров (в частности, возможность реализации логистической технологии зонирования территории контейнерного терминала по принципу Парето на «холодную» и «горячую» зоны).В результате выполненного исследования была разработана блок-схема переработки импортного контейнерного потока с применением технологии зонирования терминала в технологическом процессе в виде системы массового обслуживания. Представленная блок-схема системы массового обслуживания может быть использована для построения дискретно-событийной имитационной модели процесса переработки импортного контейнерного потока в порту на платформе соответствующего специализированного программного обеспечения.
Ключевые слова
Статья посвящена развитию и улучшению точности работы систем автоматизированного управления морскими судами, использующих генетический алгоритм. Любая система автоматизированного управления начинается с решения задачи, с которой повсеместно сталкивается судоводитель в ходе своей деятельности - поиску оптимального маршрута. Данная задача является глобальной, содержит множество решений и не требует абсолютной точности. Для решения подобной задачи наилучшим образом подходит генетический алгоритм, представляющий собой эвристический алгоритм глобального поиска. Данный алгоритм оперирует различными генетическими операторами, такими как скрещивание, мутация, селекция, генерация популяций и поколений. Данные операторы могут быть адаптированы под нужды судовождения - поиска оптимального маршрута. Таким образом, генотип как оперируемая алгоритмом величина может быть представлен в виде маршрута, состоящего из отстоящих друг от друга путевых точек. Далее посредством применения генетических операторов маршруты создаются и преобразуются до тех пор, пока не будет найден оптимальный маршрут, избегающий всякого рода навигационные опасности. Однако сам механизм поиска сильно зависит от коэффициентов, которые задают режим работы генетических операторов. Эффективность данного способа решения навигационной задачи напрямую зависит от выбранных коэффициентов, делающих решение задачи быстрым и надежным либо полностью лишающих алгоритм работоспособности. Т. е. перед непосредственным применением алгоритма в условиях судовождения необходимо выявить основные закономерности между используемыми коэффициентами, а также определить оптимальные значения, при которых работа алгоритма будет наиболее эффективной.
Ключевые слова
Рассматривается проблема проектирования и планирования работы объектов транспортной инфраструктуры, имеющих в своем составе склад произвольного назначения, - оценка трудоемкости складских операций, выполняемых той или иной складирующей машиной. На основании приведенных в постановке задачи общих рассуждений выдвигается предположение о том, что эта трудоемкость зависит от объема проходящего через склад грузопотока нелинейным образом. Это выявляет методическую неточность традиционных нормативных рекомендаций по расчету численности парка технологического оборудования и персонала, вовлеченного в складские операции. Данные компоненты являются одними из самых затратных ресурсов, используемых для осуществления технологической деятельности, поддерживающей эксплуатацию портов, терминалов, логистических центров, складов. Показано, что эта неточность будет иметь тенденцию к росту для все более масштабных объектов транспортной инфраструктуры, что может быть связано с высокими экономическими рисками. Авторы предлагают новую методику расчета потребности в ресурсах для складских операций, в основе которых лежит уточненный метод оценки производительности складирующего оборудования. Указанный метод предполагает детальный анализ единичного технологического цикла абстрактной складирующей машины и его зависимость от физических параметров склада, изменение которых зависит от объема проходящего через него грузопотока. Полученные формульные зависимости и сформированные на их основе расчетно-аналитические модели сведены в единый метод, расчеты по которому полностью подтвердили справедливость выдвинутой гипотезы и совпали с данными практических замеров, проведенных на складах контейнерных портов и терминалов. Предложена новая методика, которая может быть рекомендована к использованию в практике проектирования и планирования работы различных объектов транспортной инфраструктуры, имеющих в своем составе склады произвольной природы.
Ключевые слова
В статье разрабатываются общие подходы к оценке влияния посадки судна на мель и касания грунта в условиях мелководья арктического шельфа. Отмечается важность этой задачи для акватории Северного морского пути, связанная с ростом морского грузооборота, увеличением тоннажа судов, освоением новых путей, в том числе мелководных. Приводится аналитический обзор научных публикаций, посвящённых этой проблематике. Даётся краткая характеристика двух основных направлений, используемых для решения задачи предупреждения посадок на мель и касания грунта. Разработана навигационная классификация локальных поднятий дна. В качестве классификационных признаков предложено использовать горизонтальные размеры поднятий по отношению к междугалсовому расстоянию гидрографической съёмки, степень их навигационной опасности и вероятность обнаружения поднятия при выполнении гидрографических работ. Введено и обосновано понятие «малые формы рельефа дна» и их основные особенности, состоящие в том, что они могут быть не обнаружены в процессе выполнения гидрографической съёмки и не нанесены на навигационную морскую карту, но при этом представлять собой источник навигационной опасности. Дается краткое описание принципов отображения рельефа дна на навигационных морских картах, используемых при их построении в картографическом производстве, а также перечень связанных с технологией производства допущений и вынужденных искажений элементов рельефа дна. Особое внимание обращено на несовпадение опасных для судна с заданной осадкой изобат со стандартно оцифрованными изобатами, а также на величину допустимого смещения стандартных изобат и искажений, вносимых в процессе генерализации картографического отображения элементов нагрузки карт. Приведена методика оценки вероятности пропуска локальных поднятий дна при выполнении гидрографической съёмки. Установлен критерий, который позволяет локальные поднятия дна отнести к множеству опасных в навигационном отношении подводных препятствий. Предлагаются аналитические зависимости, позволяющие производить оценку количества пропущенных в процессе съёмки поднятий дна при заданной вероятности их обнаружения. Отмечается практическая важность решаемой задачи для плавания судов на мелководье арктического шельфа, а также научная новизна предложенных решений. Определены основные направления дальнейших исследований.
Ключевые слова
Использование внутреннего водного транспорта экономически оправдано в любом регионе мира, но на сегодняшний день грузовые и пассажирские перевозки по внутренним водным путям (ВВП) Российской Федерации составляют небольшую долю от общего числа перевозок несмотря на то, что их протяженность в РФ составляет более 100 тыс. км, из которых сегодня используются более 70 тыс. км. К возникновению этой ситуации, по всей видимости, привели две основных причины. Первой причиной является недостаток качественного актуального покрытия электронными навигационными картами судоходных участков ВВП. Обеспечить регион оперативной актуальной электронной картографической информацией можно только с помощью внедрения новых технологий. Второй причиной является качество навигационно-гидрографического обеспечения на участках ВВП РФ. Для одновременного решения обеих этих задач авторы предлагают использовать автоматизированные тральные комплексы, позволяющие оперативно проводить русловые изыскания с достаточно низкими эксплуатационными расходами. В данной статье рассмотрены задачи, решаемые посредствам автоматизированных тральных комплексов, указан состав входящего в комплекс оборудования, а также представлены основные алгоритмы расчета и введения поправок в значения измеряемых параметров (поправки за уровень, за углубление антенны, за тарирование, за проседание судна при движении на мелководье, за отстояние антенны приемника спутниковой навигационной системы от антенны эхолота) и методика оценки достоверности значений глубин, поступивших от эхолота.
Ключевые слова
Статья посвящена актуальной для машиностроения задаче: разработке новых и усовершенствованию существующих технологических способов обработки, существенно повышающих точность и качество поверхности, а также износостойкость поверхностных слоев высокоточных деталей машин и оборудования. Имеющаяся в технической литературе информация о качестве поверхностей высокоточных деталей не всегда отличается комплексностью выявления основных показателей качества поверхностей и оригинальностью технологических решений. В основном рассматриваются технологические возможности отдельных традиционных методов финишной обработки по отдельным параметрам качества поверхности, которые не позволяют однозначно ответить на вопросы, связанные с влиянием этих показателей на износостойкостные характеристики поверхностных слоев деталей машин и оборудования. Для решения указанной проблемы усовершенствован процесс ротационного растачивания. Разработаны оригинальные способы механической обработки, такие как шлифование с виброгашением, ротационное хонингование, притирка с дозированным съемом материала, раскатывание с регулированием деформирующих усилий. Рекомендуемые технологические способы обработки высокоточных деталей машин являются прогрессивными как по обеспечению требуемой точности, качества поверхности, износостойкости, так и по производительности. Ротационное растачивание осуществлялось на станке мод. 1К62 с применением специальной ротационной расточной головки. При шлифовании с виброгашением использовался внутришлифовальный станок мод. 3Б227, оснащенный специальной виброшлифовальной головкой. Ротационное хонингование производилось на станке мод. 3М82С с установленной ротационной хонинговальной головкой. Притирка с дозированным съемом материала выполнялась на станках мод. 2Н135 и 1К62, оснащенных специальными притирочными головками. Раскатывание с регулированием деформирующих усилий производилось на станке мод. 1А730 с применением эластичной раскатной головки специальной конструкции. В качестве обрабатываемого материала использовались стали марки 38ХМЮА, 30Х13, 40Х и 45. По результатам экспериментальных исследований определены рациональные параметры рассмотренных технологических операций, обеспечивающие оптимальные показатели качества поверхностей деталей. Установлены величины пооперационного изменения показателей качества поверхности, таких как шероховатость, остаточное напряжение, микротвердость при выбранном сочетании рекомендуемых технологических операций. Разработанные и усовершенствованные методы успешно использованы при обработке высокоточных деталей машин в лабораторных условиях и рекомендованы для внедрения в производство.
Ключевые слова
Освоение аддитивных технологий производства судовых конструкций подразумевает в том числе обеспечение и контроль качества получаемых изделий. В работе на примере полилактида, поставляемого в форме нити в катушках, исследуется изменение прочности материалов для 3D-прототипирования в процессе изготовления состоящей из волокон ячеистой структуры. Испытания показали, что прочность при плавке практически не меняется, а от плотности заполнения внутреннего объёма зависит немонотонно. Последняя особенность подтверждается конечно-элементным моделированием: с увеличением плотности заполнения уменьшается размер ячейки внутренней структуры, что приводит к возрастанию числа концентраторов напряжений на единицу объёма и, соответственно, к повышению вероятного числа дефектов, попадающих в области концентрации пропорционально квадрату числа ячеек на единицу длины. При дальнейшем (свыше 50 %) увеличении плотности заполнения доля поверхностей сопряжения волокон в общей площади поверхности волокон, на которую передаётся нормальная нагрузка, становятся больше 50 %, и прочность структуры начинает определяться адгезией волокон.Полученные результаты указывают на то, что при невысокой плотности заполнения в процессе изготовления изделий следует контролировать, в первую очередь, механическую прочность волокон и определяемую точностью позиционирования печатающей головки точность их расположения, влияющие на радиусы скругления перегородок между ячейками технологические параметры, при большой плотности заполнения - высоту падения расплава из форсунки экструдера печатающей головки, соотношение времени укладывания волокна и времени его затвердевания, определяющие адгезионное сцепление волокон, а также технологические дефекты, препятствующие адгезии, обращая особое внимание на химический состав поставляемого материала, а также ответственные за старение время и условия его хранения. Перечисленные рекомендации могут быть положены в основу концепции технологического управления прочностью изделий, получаемых методом 3D-печати.В целях расчёта и моделирования представляется возможным ввести понятие «физически бесконечно малого объёма структуры». Феноменологические параметры следует при этом определять через механические либо адгезионные характеристики в зависимости от плотности заполнения внутреннего объёма изделия.
Ключевые слова
Анализ многократных измерений выявляет эффекты, привлекающие к себе внимание и требующие дополнительного исследования вследствие их значимости для оценки достоверности контроля качества деталей в судостроении, судоремонте и промышленной продукции в целом. Округление наблюдаемых показаний до целых делений шкалы преобразует непрерывное распределение случайных результатов измерения в дискретное распределение. Методом интегральных преобразований дискретной функции распределения случайной величины в характеристическую функцию исследовано влияние цены деления шкалы на оценки моментов всей совокупности распределения, тем самым сформулировано условие внесения поправок - неограниченность объема выборок.Обнаружено значительное несоответствие рассчитываемой по стандарту погрешности измерения определению доверительной границы погрешности. Предложено и теоретически обосновано решение задачи, которая в стандарте ГОСТ Р ИСО 5725-1-2002 (ISO 5725) обозначена как статистическая проблема - оценка доверительных границ погрешности измерения. Доверительная граница случайной погрешности измерения должна определяться удвоением расчетного значения погрешности с возможным превышением ее над истинным (теоретическим) значением. Значение превышения характеризуется доверительной вероятностью, определяемой по кривой интегрального распределения, рассчитываемой по ch2-распределению. Рассчитаны и построены кривые интегрального распределения гарантированного превышения доверительной границы погрешности измерения над истинным значением для выборок объема n = 5 и n = 20. Полученный теоретически результат согласуется с результатом компьютерного моделирования.Работа может представлять интерес для метрологических служб, преподавателей и специалистов по обработке результатов измерений.
Ключевые слова
На основании анализа требований нормативных документов и технической литературы рассмотрены характеристики трёх типов источников света: ламп накаливания, люминесцентных и светодиодных. Показана перспективность светодиодных источников света по основным техническим характеристикам: светоотдаче и сроку службы. Основное внимание уделено рассмотрению светодиодных (СД) ламп, приведена их типовая схема устройства питания. Рассмотрены вопросы, связанные с электромагнитной совместимостью СД. Отмечается, что светодиодные источники света, являясь нелинейной нагрузкой, искажают синусоиду питающего напряжения и генерируют в сеть высшие гармонические (ВГ) составляющие тока, которые оказывают негативное воздействие на питающую электрическую сеть, ухудшая общую электромагнитную обстановку. Для оценки возможности функционирования систем освещения судов на основе СД ламп были проведены экспериментальные исследования энергетических характеристик на приведённой в статье лабораторной установке. Приведены результаты лабораторных исследований СД, показавшие возможность электромагнитной совместимости СД в судовых электроэнергетических системах. Указано, что для ряда СД световых приборов пусковой ток включения может достигать пятнадцатикратного значения по отношению к номинальному, что следует учитывать при выборе коммутационно-защитных аппаратов, особенно в системах освещения с малой установленной мощностью. Для судовой сети характерны колебания напряжения, вызывающие изменения светового потока, негативно воспринимаемого человеком. Проведенные исследования показали, что ряд СД ламп характеризуется постоянством светового потока, вне зависимости от напряжения сети, и их надо рекомендовать для установки в сетях судового освещения. Отмечается отсутствие в действующих правилах и санитарных нормах требований и методов контроля для СД световых приборов. Сделаны выводы о безусловной перспективности СД источников света для судов.
Ключевые слова
Высокая интенсивность теплоотдачи и малое падение давления при заданных условиях кипения хладагента достигается, когда разность между средней температурой внутренней стенки труб и температурой насыщения на выходе из зоны кипения становится минимальной. Она учитывает как необратимые потери, обусловленные наличием конечной разности температур, так и влияние гидравлического сопротивления испарителя на производительность компрессора. Существующие методики оптимизации по этому критерию распространяются лишь на традиционные хладагенты и используют устаревшие формулы для определения коэффициента теплоотдачи. Численный метод позволяет учесть больше факторов, влияющих на процесс кипения как традиционных, так и альтернативных хладагентов. С использованием компьютерной программы в достаточно широком диапазоне исходных данных, определяющих условия кипения четырех хладагентов, подобраны оптимальные значения массовой скорости при известных плотностях теплового потока. После модификации программы подобраны значения оптимальной длины зоны кипения при заданных значениях тепловой нагрузки и других сочетаниях исходных данных. Путем регрессионного анализа результатов подбора получены степенные зависимости для приближенного определения оптимальных параметров. Значения коэффициентов степенной зависимости для расчета основных искомых переменных представлены в двух таблицах. На основе анализа опубликованных в отечественной литературе рекомендаций, сформулированных по итогам экспериментального и аналитического исследования эффективно работающих испарителей, предложено при оптимизации вводить ограничения на разность температур, а также на скорость пара, выходящего из зоны кипения.
Ключевые слова
Рассматривается возможность применения программно-аппаратного моделирования для улучшения качества проектирования системы управления судовой холодильной установкой Проектирование и наладка систем управления требуют проведения экспериментальных исследований, пробных пусков и других работ, которые зачастую трудно реализуемы, высоко затратны, и на их проведение затрачивается большое количество человеко-часов. Проведение работы на программно-аппаратных комплексах реального времени при частичном использовании оборудования системы управления позволяет обойтись значительно меньшими затратами. Целью исследования является улучшение эффективности проектирования путем определения действительных параметров холодильной установки. Объектом исследования является судовая холодильная установка. Выполнение работы происходит с использованием рабочей модели холодильной установки, представленной в среде математического моделирования Matlab/Simulink, состоящей из охлаждаемого помещения, механической подсистемы и подсистемы управления, которая, в свою очередь, включает блок задания конфигурации, блок свойства жидкости и блок задания температуры охладителя. Исследуемый в модели блок управления «Control» обрабатывает входные сигналы, которыми являются рассогласование температур и дифференциал рассогласования температур, и на выход отправляет управляющий сигнал. Предложено заменить смоделированный блок управления программно-аппаратной частью с применением программируемой логической интегральной схемы фирмы Xilinx. В работе приведены технические характеристики предлагаемой к применению платы. Изучены принципы генерирования HDL-кода для программирования отладочной интегральной схемы. Произведено моделирование с применением программно-аппаратной части в модели и при наличии только смоделированного блока управления холодильной установкой, приведены сравнительные характеристики полученных результатов моделирования. Результаты моделирования работы системы автоматического управления представлены в виде графиков изменения температуры холодильной установки с течением времени. Определено, что с помощью программно-аппаратного моделирования можно рассчитать действительное время передачи управляющего сигнала на исполнительный орган и предусмотреть этот фактор при создании системы управления. Установлено, что в случае применения программно-аппаратного моделирования при проектировании сложных систем управления увеличиваются эффективность и точность процесса создания систем управления.
Ключевые слова
В работе рассмотрено влияние метода пластического деформирования с модификацией наноструктурного слоя на изменение микротвёрдости и структуры поверхности детали, выполненной из серого перлитного чугуна. Данный метод рассматривается применительно к детали, поверхность которой предварительно была упрочнена методом лазерной обработки с оплавлением. Особенностью данного метода является значительная глубина зоны упрочнения (до 1 мм). Недостатком лазерного упрочнения с оплавлением является наличие большого количества остаточного аустенита (30 - 50 %) в зоне лазерного воздействия. Упрочнённый слой может быть подвергнут дальнейшим упрочняющим операциям с целью повышения твёрдости зоны лазерного воздействия. Методом, позволяющим произвести дальнейшее упрочнение зоны лазерного воздействия, является метод пластического деформирования с модификацией наноструктурного слоя зоны лазерного воздействия. Выполнен анализ изменения микротвёрдости и структуры в зависимости от нагрузки на образец, скорости и времени обработки образца. Исследования проводились поэтапно. Анализ зависимости микротвёрдости и структуры при изменении нагрузки от 10 до 45 H/мм2 позволил установить, что оптимальной величиной нагрузки является значение 25 H/мм2. Анализ при изменении скорости обработки от 0,1 до 1,5 м/с позволил установить, что оптимальной величиной скорости обработки является значение 0,3 м/с. Анализ зависимости при изменении времени обработки от 100 до 500 с позволил установить, что оптимальной величиной времени обработки является значение 300 с. В процессе пластического деформирования зоны лазерного воздействия в зоне контакта происходит преобразование исходной структуры в «белую фазу», характеризующуюся высокими параметрами микротвёрдости. Наибольшее значение микротвёрдости «белой фазы», полученной в ходе эксперимента, составляет более 1200 HV.Математический анализ в виде полного факторного эксперимента 23 позволяет получить выражение, связывающее микротвёрдость «белой фазы» с технологическими режимами пластического деформирования.
Ключевые слова
Анализ систем управления полупроводниковых преобразователей показывает, что отклонение частоты сети оказывает негативное влияние на ряд судовых потребителей электрической энергии, в частности, на фазосмещающие устройства, входящие в состав системы управления вентильным преобразователем. В результате этого появляется погрешность формирования заданного угла управления, что приводит к изменению выходных параметров преобразователя и ухудшению его регулировочных характеристик. Объектом исследования является трехфазный выпрямитель, выполненный на основе полууправляемой мостовой схемы. Задачей исследования являются снижение чувствительности к изменению частоты входного напряжения и улучшение регулировочных характеристик управляемого выпрямителя. С этой целью разработаны и исследованы имитационные модели каналов системы управления управляемого выпрямителя с различными типами фазосмещающих устройств. Измерения выходного среднего значения выпрямленного напряжения преобразователя проводились при изменениях частоты напряжения и угла управления. Представлена обработка данных, полученных в результате моделирования выпрямителя, используемого в качестве источника питания активной нагрузки. Сопоставление результатов моделирования показало, что наличие блока памяти в составе цифрового фазосмещающего устройства позволяет уменьшить погрешность среднего значения выпрямленного напряжения с выхода управляемого выпрямителя. Результаты исследования показывают практическую возможность реализации системы управления на базе предложенного цифрового фазосмещающего устройства с устойчивостью к отклонениям частоты питающей сети. Реализованную систему управления целесообразно применять в составе управляемого выпрямителя с целью уменьшения погрешности выходного средневыпрямленного напряжения при питании от судовых источников напряжения.
Ключевые слова
Доказано, что при анализе электропотребления в судовых электроэнергетических системах с полупроводниковыми преобразователями необходимо учитывать такие их свойства, как большое число переключений вентилей на периоде работы, наличие интервалов времени на периоде работы судовых электроэнергетических систем, в течение которых элементы системы отключены друг от друга, искажения токов и напряжений, переменный характер интенсивности преобразования электроэнергии в другие виды. В судовых эксплуатационных условиях перечисленные свойства полупроводниковых преобразователей приводят к нелинейным характеристикам судовых электроэнергетических систем и необходимости рассмотрения таких электросистем, как нелинейные цепи с вентилями. Показано, что с целью оценки эффективности генерирования электрической энергии, её потребления и преобразования в линейных судовых электроэнергетических системах широко применяются понятия реактивной, активной и полной мощностей, которые имеют строгий физический смысл. Подтверждено, что при оценке энергетических характеристик судовых электроэнергетических систем с полупроводниковыми преобразователями формальный перенос математического аппарата, разработанного для линейных электроэнергетических цепей, в ряде случаев приводит к ошибочным результатам и не отражает реальные физические процессы. Рассмотрены энергетические характеристики судовых электроэнергетических систем с полупроводниковыми преобразователями, определение которых основано на адекватном им математическом аппарате. Приведены наиболее распространённые понятия интегральной реактивной мощности для нелинейных электроэнергетических систем. Представлен качественно новый подход при анализе энергетических процессов в нелинейных электросистемах, основанный на оценке кривой мгновенной мощности, содержащей достаточно полную информацию о физических процессах. Выявлено, что перспективным является метод оценки энергетических процессов в судовых электроэнергетических системах с несинусоидальными токами и напряжениями посредством понятия обменной энергии, отражающего интенсивность физических процессов обмена электромагнитной энергией между отдельными частями электрической цепи. Проведена оценка корректности использования различных методов расчета реактивной мощности. Установлено, что метод определения обменной и реактивной энергии на базе обменных процессов отражает реальные физические процессы, позволяет вскрыть существующие противоречия и исключить ошибки формального подхода.
Ключевые слова
В работе рассмотрена проблема исследования процессов планирования в новом классе автоматизированных систем управления. Отмечается, что традиционные автоматизированные системы управления производством получили широкое распространение. Показано, что эти системы, работающие только с задачами «прямого счета», не в полной мере удовлетворяют современным требованиям, особенно в части оптимизации процессов планирования и учета высокой динамичности рынка. Указанные недостатки отсутствуют в новом специфическом классе систем - адаптивных системах, для которых необходимо сформировать новые адекватные методы математического описания. Определены основные особенности систем, для которых выявлена трехуровневая структура: «руководитель - диспетчер - начальники цехов» с горизонтальными и вертикальными связями, и сформулированы требования к методам описания для их сравнительного анализа. Методы разделены на локальные и системные. Локальные методы описывают порознь отдельные структурные элементы и не удовлетворяют поставленным требованиям. Показано, что большинство системных методов оперирует с двухуровневыми структурами, а в трехуровневых структурах на каждом уровне имеется по одному структурному элементу. Динамика процесса, как правило, не учитывается. Среди системных методов наиболее полно удовлетворяют требованиям предложенные автором интегральный и однородный методы. В интегральном методе процесс планирования описывается задачей линейного программирования, а процесс управления - задачей линейно-квадратичной оптимизации. Более предпочтительным оказался однородный метод, в котором для процессов планирования и управления использована задача динамического линейного программирования как совокупность методов статического линейного программирования и разностных уравнений. Однородный метод позволил создать многократно апробированную компьютерную модель, работающую в оптимальном режиме, учитывающую процедуру оперативного перехода на выпуск новой продукции. Модель может быть использована в процессе управления реальной системой. Метод дал возможность генерировать числовые данные, необходимые для отладки модели.
Ключевые слова
Важным этапом любого анализа является предварительная обработка входной информации. Отсутствие данных или наличие экстремумов может значительно исказить результаты и привести к ошибочному решению проблем, несоответствующих реальной ситуации. Несмотря на многочисленные исследования, поиск и обработка аномалий в используемых данных до сих пор является областью повышенного интереса. Для решения этой проблемы в статье отражены результаты применения интеллектуальных и статистическо-математических методов. Объектом для исследования является временной ряд, выраженный в количестве часов обработки судозахода на нефтяном терминале. Рассмотрены такие понятия, как шумы и выбросы в структуре исходных данных, и причины их возникновения. В статье предложены методы обнаружения и способы обработки выбросов, а также выбран оптимальный вариант для работы с данным временным рядом на основе сравнительного анализа доверительных интервалов, полученных в результате применения рассматриваемых методов.На практике универсальные и общеизвестные методы, такие как расчеты на основе среднего значения (математическое ожидание для генеральной совокупности) или квартилей, приводят к потере ценной информации, что в дальнейшем отражается на корректности результатов всего анализа. В статье рассмотрена проблема предварительной оценки структуры данных и необходимость использования расчетов на основе значения медианы в случае асимметричности ряда распределения величин. В качестве альтернативы показан результат метода анализа данных (кластеризации), его недостатки и преимущества.Следует отметить, что определение выбросов в структуре используемых данных принесет большую пользу при их последующем анализе и выявлении существующих закономерностей между ними. Судозаходы, которые представляют собой выбросы, нужно рассматривать как уникальные случаи, удаление которых из общей выборки не приведет к дальнейшему улучшению процесса обработки танкерного флота.
Ключевые слова
Статья посвящена исследованию методов организации и оптимизации информационного обеспечения образовательного процесса морского учебного заведения. Рассматриваются вопросы организации оперативного информационного обмена между подразделениями, в которых вносятся данные об успеваемости выпускников, и подразделением, в котором осуществляется печать документов об образовании. Целью исследования является поиск наиболее оптимальной методики организации информационного обеспечения. Предлагается рассмотреть организацию информационных потоков между автоматизированной информационной системой, включающей в свой состав средства для автоматизации промежуточной и итоговой аттестации, и автоматизированной информационной системой «Диплом», включающей средства для автоматизации процесса печати и учета бланков государственного образца, предназначенных для выпуска документов об образовании, но не имеющих механизма передачи данных между собой. Представлены и описаны схемы взаимодействия информационных потоков. Описан и предложен к использованию механизм, способствующий исключению ошибок, причиной которых является человеческий фактор; приведены результаты тестирования этого механизма. Ключевой решаемой задачей является организация информационных потоков для обеспечения работы таких подразделений, как кафедра, отдел обеспечения учебного процесса и бюро дипломирования. В качестве метода организации информационного обеспечения между указанными подразделениями рассматриваются составление расписания для обмена данными, а также ряд методов решения задачи построения расписания, приводится их кратное описание и формулируются выводы о целесообразности их использования для организации информационного обеспечения образовательного процесса. В качестве теоретической базы для представленного исследования выбрана задача одного станка. Приводится подробное описание разработанного алгоритма составления расписания обработки информационных потоков, который реализован на основе теорем Джексона и Смита. Приводятся рекомендации по применению критериев оптимальности и эффективности предлагаемого решения, а также оцениваются результаты его внедрения и функционирования.
Ключевые слова
В данной работе изучается проблема потери цифровых данных, дается характеристика актуальных методов резервного копирования, хранения и восстановления информации, приводится анализ основных метрик для проектирования надежных систем резервного копирования данных. Всестороннее изучение данной проблемы позволяет обеспечивать долгосрочное хранение критической информации с гарантированным временем восстановления на рабочие площадки с минимальным временем простоя. Рассматриваются главные причины потери цифровых данных и влияние потери данных на работу организаций. Приводятся главные отличия механизмов резервного копирования от механизмов архивирования и долгосрочного хранения данных. Изучаются вопросы планирования окна резервного копирования, промежуточной доступности ресурсов и обеспечения необходимых и достаточных характеристик каналов связи. Приводится перечень организационных и технических мер, которые должны осуществляться при проектировании и эксплуатации любой системы резервного копирования для обеспечения её бесперебойного функционирования. Для изучения проблемы долгосрочного хранения и быстрого восстановления данных производится наглядный анализ размеров создаваемых копий, детально рассматривается проблема быстрого роста итоговых объёмов репозиториев. Изучается влияние различных факторов, таких как использование различных алгоритмов резервного копирования, влияние шифрования, дедупликации и использование различных носителей информации на скорость операций резервного копирования и операций восстановления данных. Рассматриваются достоинства и недостатки классических алгоритмов резервного копирования как по отдельности, так и в комбинации. Производится разбор наиболее частых ошибок при планировании систем резервного копирования и операций восстановления из-за недостатков технических или организационных средств.
Ключевые слова
На внутренних водных путях России, являющихся частью единой транспортной системы, насчитывается более 150 шлюзов, большинство из которых интегрированы в шлюзованные системы. Мероприятия по автоматизации и, как следствие, оптимизации оперативного управления судопропуском способны, во-первых, сократить затраты на эксплуатацию шлюзованных судоходных каналов и себестоимость перевозок за счёт экономии энергетических и временных ресурсов, во-вторых, в случае повышенного судопотока, увеличить пропускную способность каналов для их разгрузки. На данный момент систем, реализующих автоматизированную диспетчеризацию шлюзованного судоходного канала в целом, не создано. Делается вывод, о том, что для этого необходимо использовать системы, обеспечивающие автоматический обмен информацией между судами и береговыми службами, а также высокопроизводительные многомашинные вычислительные комплексы, особенности построения которых рассматриваются в статье.В качестве среды реализации предлагается распределённая вычислительная система, которая позволяет объединять множество компьютеров, использующих универсальную программную оболочку распараллеливания для совместной обработки данных. Описывается её модель и особенности функционирования. Отмечается, что основным назначением программной оболочки является организация эффективного выполнения прикладного решения пользователя с использованием вычислительной мощности устройств компьютера, допускающих распараллеливание. Их объединение в единый вычислительный кластер при решении вопросов оптимизации оперативного управления шлюзованной системы даёт следующие преимущества: во-первых, позволяет формировать аппаратно-программные комплексы любой вычислительной мощности, требуемый уровень которой определяется параметрами судоходного канала, и при необходимости наращивать её в процессе эксплуатации; во-вторых, повышает отказоустойчивость системы, что является важным фактором при функционировании такого рода объектов.