В статье приведены результаты исследования функциональных характеристик и технологических процессов контейнерных терминалов разного вида. Показано, что в ходе своего развития морские порты изменили не только технологию пропуска груза, но и географическую конфигурацию. В настоящее время грузы последовательно проходят цепочку взаимодействующих терминалов (контейнерных площадок), выполняющих функции грузораспределения. Построены функциональные модели взаимодействующих контейнерных терминалов, отличающихся по функциям и операторам, на основании которых предложены классификация контейнерных терминалов, а также общая архитектура контейнерной эшелонированной транспортно-технологической системы. Отмечается, что поскольку указанный подход не позволяет в дальнейшем рассматривать порты как условно обособленные объекты, производство научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, как и последующих инвестиций в отношении морских портов, без учета указанных факторов оказывается бесперспективным.
Вестник государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова
2015. — Выпуск 6
Содержание:
Рассмотрены вопросы, касающиеся реализации проекта расширения Панамского канала как одного из наиболее масштабных и амбициозных инфраструктурных проектов на транспорте. Проанализированы прогнозы кардинального изменения сложившейся структуры маршрутов морской транспортировки в мире с вводом в действие данного проекта. Отмечаются различные факторы техногенного и социального характера, явившиеся причиной сомнений относительно размера коммерческой эффективности вложенных в данный проект инвестиций, и выполнен соответствующий анализ, являющийся целью настоящей публикации. В первую очередь, рассмотрено влияние расширения канала на транспортную систему США. Выполнено сравнение возможностей водного пути и «сухопутного коридора». Рассмотрена система конкурентных мер морских портов, специализирующихся на передаче грузов железнодорожному транспорту. Спрогнозированы особенности возможного передела рынка транспортных услуг.
Ключевые слова
В статье рассматривается проблема безопасности мореплавания, для решения которой разрабатывается автоматизированная система расхождения судов в море. Важным компонентом этой системы является модуль оценки навигационной ситуации. Оценка навигационной ситуации проводится на основе прогноза траекторий движения собственного судна и судов-целей. При этом учитывается как риск столкновения с судами в районе плавания, так и наличие навигационных опасностей и ограничений. Разработана шкала опасности и предложена система правил для оценки степени опасности каждого из судов-целей. Для оценки опасности столкновения с судном-целью используются параметры сближения судов: время, дистанция и скорость кратчайшего сближения. Представлена продукционная система, которая для каждого из судов-целей определяет оценку опасности столкновения в терминах предложенной шкалы опасности. На основе оценки опасности каждого из судов строится комплексная оценка безопасности навигационной обстановки.
Ключевые слова
Приводится обзор исследований российских и зарубежных учёных, посвящённый использованию нейронных сетей, а также гибридных нейро-нечётких систем при моделировании динамики судна, для определения его маневренных элементов, обработки навигационной информации, построения систем управления его движением. В связи с тем, что важной задачей судовождения является получение координат места судна в режиме счисления, обзор проводится именно с позиции возможности использования нейросетевых алгоритмов для решения данной задачи. Общей чертой рассмотренных в статье публикаций является то, что нейросетевые системы не учитывают волнение в качестве существенного для счисления внешнего фактора. Более того, в рассматриваемых исследованиях отсутствуют методики полноценного тестирования нейросетевых систем в различных навигационных ситуациях. Отмечается, что путь к созданию работоспособной системы нейросетевого счисления должен лежать в области разработки методик, уменьшающих влияние указанных недостатков.
Ключевые слова
В работе рассмотрены существующие модели развития портов и терминалов, движущие силы и ограничения, определяющие этот процесс. Выявлены причины интереса транспортного сообщества к моделированию развития портов. Определена необходимость создания модели нового типа портового развития и требования, которым она должна соответствовать. Обоснован выбор методической основы, опирающейся на грузоведческие аспекты портовых операций. Выделены основные действующие факторы, изучено их индивидуальное и совместное влияние на порт как единую систему. Разработан и обоснован алгоритм работы имитационной модели. Проведены испытания работы модели при различных вариантах развития грузопотоков. Определена адекватность работы имитационной модели. Показано, что модель, предложенная в работе, является математическим аппаратом. Модель не только объясняет существующее состояние порта и причины, приведшие к нему, но и дает определенный прогноз развития в будущем, что является наиболее ценным для практического применения.
Ключевые слова
Перевалочные склады, располагающиеся в пунктах перегрузки грузов с водного транспорта на другие, выполняют важные функции по преобразованию грузопотоков с целью дальнейшего наиболее эффективного их транспортирования. Расположение стеллажей и продольных проходов между ними имеют большое значение в работе перевалочного склада. Вопросам оптимального хранения грузов посвящено большое число работ, вместе с тем «нестандартные» схемы расположения проходов между стеллажами в научной литературе рассматриваются крайне редко, поэтому тему статьи можно признать актуальной. Как правило, стеллажи и продольные проходы располагаются перпендикулярно друг другу, в статье предлагаются варианты расположения с «евклидовым преимуществом». Вариант с криволинейным расположением проходов между стеллажами имеет как достоинства, так и ряд недостатков и имеет определенную сферу применения. При криволинейном расположении проходов происходит сокращение полезной вместимости склада, но также сокращается пробег погрузчика от погрузочно-разгрузочных участков до зоны хранения. Поиску оптимального соотношения между вместимостью и пробегом погрузчика посвящена эта статья. Сокращение пробега погрузчика при предложенных схемах достигает 18 %, однако и ёмкость склада может также упасть до 9 %. Впервые в научной литературе выполнены числовые расчеты подобного склада.
Ключевые слова
Статья посвящена вопросам технологического взаимодействия морских и тыловых контейнерных терминалов в рамках планирования работы наземных сетей грузораспределения. Основной задачей исследования получение необходимых сведений об уровне технологического взаимодействия морского и тылового контейнерных терминалов в двухзвенной системе и параметрах складов терминалов, а также выработка механизма образования объема груза на складе морского и тылового контейнерного терминала. С помощью аналитических методов в работе выведены формулы объема грузов на складах морского и тылового терминалов, а также предложена формула для вычисления максимальной емкости складов терминалов в экспортно-импортном сообщении. Использованы методы математического моделирования, с помощью которых построена имитационная модель двухзвенной системы: морской терминал - тыловой терминал, позволяющая оценить влияние неравномерности поступления транспортных средств на величину необходимого объема складов морского и тылового терминалов. В работе также получены данные о требуемом уровне технологического взаимодействия между терминалами. Результаты исследования могут быть использованы для планирования работы морского транспорта и инфраструктурных объектов морского порта.
Ключевые слова
Представлена информация о типах и количестве опасных материалов на судне, необходимая для обеспечения экологической безопасности, защиты жизни и здоровья рабочих при утилизации судна. Рассмотрен вопрос о введении требования о наличии на судне Учетной записи опасных материалов (УЗОМ). Отмечается, что важной задачей является поддержание УЗОМ в актуальном состоянии путем внесения данных обо всех изменениях на судне в процессе эксплуатации. В статье рассмотрены основные этапы разработки УЗОМ для эксплуатирующихся судов. Показаны возможные пути реализации каждого этапа: предложены перечни документов и мест расположений опасных материалов, которые потребуются при определении их типа и количества; форма контрольного списка, необходимого для оценки собранной информации по опасным материалам, а также форма плана визуальной/выборочной проверки, которая используется для подтверждения наличия опасных материалов каждого пункта контрольного списка.
Ключевые слова
В данной работе рассмотрен подход к определению минимальной необходимой вместимости склада сухого порта для обработки заданного грузопотока. Методологическая основа исследования базируется на формализации и идеализации взаимодействия морского терминала и сухого порта. Рассмотрены составляющие элементы контейнерного склада сухого порта и определен порядок расчета его основных параметров - объем контейнерного склада и площадь каждой из площадок (для импортных грузов, экспортных грузов и порожних контейнеров). В условиях заданной интенсивности импортных и экспортных грузопотоков определена годовая и среднесуточная пропускная способность сухого порта. Исходя из этого, сформулирована такая оптимизационная задача для сухого порта, как нахождение минимальных значений параметров контейнерного склада, обеспечивающих выполнение функций сухого порта при заданной пропускной способности и переменных значениях входящих грузопотоков.
Ключевые слова
В статье рассматривается одна из наиболее важных задач транспортной логистики - задача маршрутизации транспортных средств. В частности, предлагается метод решения одной из наиболее актуальных для практического применения подзадач проблемы маршрутизации, а именно, задачи маршрутизации судов разной грузоподъёмности. Для нахождения решения задачи предлагается использовать двухфазный алгоритм: на первом этапе выполняется группировка вершин для каждого будущего маршрута (кластеризация), на втором этапе - решение задачи коммивояжёра для каждой полученной группы. В первой фазе вычислений применяется так называемый алгоритм GRASP (Greedy Randomized Adaptive Search Procedure). Математическая модель задачи маршрутизации судов разной грузоподъёмности разделяется на две подзадачи, первая из которых представляет собой обобщённую задачу о назначениях. Группировка вершин и решение обобщённой задачи о назначениях происходит в рамках реализации метаэвристики GRASP.
Ключевые слова
Рассмотрен вопрос использования спутниковых радионавигационных систем второго поколения для определения уровня моря. Представлены дифференциальные методы повышения точности спутниковых измерений, используемые в современной гидрографии. Отображены методы определения поправок за уровень моря, используемые производителем спутниковой радионавигационной аппаратуры - компанией Veripos. Указаны недостатки данных методов определения колебаний уровня моря. Произведена оценка точности измерений глубины согласно требованиям российских и международных стандартов, а также с учетом технических характеристик используемого для этих целей оборудования. Представлен математический алгоритм исправления эллипсоидальной высоты принимающей радионавигационной антенны при отклонении судна от состояния равновесия под воздействием внешних сил. Приведено подробное описание метода приведения исправленной высоты антенны к выбранному нулю глубин и определение поправок к измеренной глубине за уровень моря. Отмечены достоинства и недостатки данного метода, а также особенности применения при производстве гидрографических изысканий.
Ключевые слова
Приведены теоретические основы управления объектами неживой природы, в том числе береговой зоны, базирующиеся на определении главных целей, которые должны достигаться в результате обозначенного процесса. Чаще всего одной из основных целей является восстановление равновесного состояния морфодинамической системы, которое достигается корректировкой контрольных параметров, описывающих её существующее состояние. Приведены определения основных используемых в настоящей статье терминов. Изложены основные положения математического моделирования динамики береговой зоны моря, представлена схема такой модели и указаны участки береговых зон различных морей, на которых эта математическая модель применялась. Показаны примеры её удачного использования для управления морфодинамическими системами в береговой зоне Финского залива в районе пос. Нарва-Йыэсуу (Эстонская республика), включая использование искусственного гидротехнического сооружения - подводного песчаного рифа для подпитки восстанавливаемого пляжа и формирование авандюны с помощью металлической трубы большого диаметра.
Ключевые слова
В статье рассматривается способ определения суммарного пропульсивного качества гидродинамического комплекса при проектировании глиссирующего судна из композитов с использованием численных методов. Уравнение мощности-ходкости является одним из важнейших уравнений рациональной логико-математической модели оптимизации характеристик судна. Методами регрессионного анализа рассчитаны изменения величины суммарного пропульсивного качества глиссирующих судов для различных форм уравнения мощности-ходкости, включая формулу адмиралтейских коэффициентов. Для оценки работоспособности полученных результатов проектного анализа характеристик полной массы, мощности и скорости глиссирующих судов из композитов выполнен проверочный расчет характеристик мощности при заданной скорости. Расчет выполнен для ряда известных скоростных глиссирующих судов отечественной постройки, не входивших в обрабатываемые базы данных, с минимальной погрешностью. Разработано компьютерное приложение, позволяющее реализовать данный способ вычисления суммарного пропульсивного качества для глиссеров. Это компьютерное приложение дает возможность разработчику реализовать вариативную модель проектирования разъездного судна из композитов, опирающуюся на использование параметрических методов и существенно упрощающую оптимизацию проектируемого судна.
Ключевые слова
Разработана экологически безопасная рецептура защитного покрытия металлических корпусов морских судов, предназначенная для снижения скорости коррозии. Предложенное техническое решение позволяет, с одной стороны, повысить срок действия материала корпусов судов, а с другой - снизить интенсивность загрязнения морской среды соединениями тяжёлых металлов. Последнее отвечает требованиям судоходных морских регистров ведущих морских держав в части исключения соединений тяжелых металлов из композиций защитных наполнителей и лакокрасочных покрытий. В качестве объекта исследования выбрана углеродистая прокатная листовая сталь марки СТ-20. Покрытие стальных образцов осуществлялось стандартными и экспериментальными наполнителями. Исследования препарированных образцов осуществлялись на воздухе, в морской среде длительное время, при различных температурах, рН-средах и относительной влажности атмосферного воздуха. Приняты следующие методы исследования: определение скорости коррозии стальных образцов - весовой метод, поверхность образцов исследовалась с помощью микроскопа, рН-метрия отработанной морской среды. Одним из наиболее сложных вопросов при разработке композиций наполнителей был вопрос измельчения компонентов защитного наполнителя с определённой дисперсностью. Предложен метод объемного взрыва для разрушения исходных материалов до пылеобразных частичек заданной дисперсности. В результате длительных испытаний в морской среде скорость коррозии металлических поверхностей, покрытых разработанным новым экологически безопасным наполнителем, ниже, чем металлических поверхностей, покрытых алкидными составами.
Ключевые слова
Существенное влияние на экономические и эксплуатационно-технические показатели железобетонного корпуса оказывает используемая в нем система набора и технология его постройки. Рассмотрены основные преимущества и недостатки различных систем набора железобетонного корпуса. Существующие на данный момент рекомендации по применению той или иной системы набора при заданной длине корпуса потеряли свою актуальность, так как не учитывают многие современные экономические и технологические факторы. С использованием специально разработанной программы для ЭВМ проведен анализ влияния различных систем набора, характера расположения внутренних переборок, технологических и экономический условий предприятия-строителя на величину строительной стоимости железобетонного корпуса в зависимости от его главных размерений. В ходе выполнения численного эксперимента установлены границы областей рационального применения той или иной системы набора корпуса. Предложена принципиально новая перспективная система набора корпуса, позволяющая минимизировать его строительную стоимость.
Ключевые слова
В статье рассматриваются вопросы, связанные с операциями и требованиями по точности при установке стационарных буровых платформ в Каспийском море. Приведены технические характеристики японского электронного тахеометра Nikon, назначение и основные характеристики стационарной буровой платформы «Жданов-А», Большое внимание в статье уделяется требованию и корректировке по вертикали опорного основания стационарной буровой платформы с помощью тахеометра Nikon. По результатам измерений тахеометром можно сделать вывод, что стационарная буровая платформа «Жданов-А» установлена с надлежащей точностью. Практические результаты установки стационарной буровой платформы «Жданов-А» показывают, что применение электронных тахеометров вообще и тахеометра Nikon в частности позволяет решить проблему точности монтажа буровых платформ, уменьшает трудоемкость работ и повышает конкурентоспособность компаний-исполнителей работ.
Ключевые слова
Статья посвящена оценке энергетического и экологического эффекта, полученного в результате использования в судовых энергетических установках газопоршневых двигателей. Приведена сравнительная характеристика газомоторных топлив, проанализирован опыт их использования на водном транспорте. Для двигателя ТМЗ-8481, конвертированного в судовой, выполнены расчеты показателей рабочего цикла и состава отработавших газов при использовании различных видов топлива. Показана перспективность применения газопоршневых двигателей внутреннего сгорания в условиях ужесточения экологических требований к судовым энергетическим установкам. Сформулированы задачи, требующие решения при внедрении газопоршневых двигателей внутреннего сгорания на водном транспорте. Для достижения максимального энергетического и экологического эффекта необходима комплексная модернизация основных систем газопоршневых двигателей: топливоподачи, наддува, охлаждения, автоматического регулирования, обеспечение безопасности судовых энергетических установок с газопоршневыми двигателями. Отмечается, что сокращение затрат, связанных с внедрением газопоршневых двигателей, может быть обеспечено за счет совершенствования проектирования и эксплуатации газопоршневых двигателей и максимального использования инфраструктуры, созданной для наземного транспорта, работающего на газовом топливе.
Ключевые слова
Рассматриваются результаты исследований формы и коэффициента жесткости капролоновых втулок. Отмечается, что износ дейдвудных подшипников приводит к возникновению колебаний гребного вала и винта. Описано экспериментальное исследование моделей дейдвудных подшипников из капролона. Построены графики зависимости толщин втулок по их длине. Представлены формы износа модели втулки, составлены уравнения регрессии, их характеризующие. Отмечается, что механическое поведение капролона является функцией времени и температуры, при этом увеличение коэффициента жесткости подшипника приводит к увеличению частоты собственных колебаний вала. Описана методика испытаний образцов, изготовленных из бывшего в эксплуатации дейдвудного подшипника. Построен график зависимости отношения длин образцов от задаваемой нагрузки. Установлено наличие неоднородности распределения коэффициента жесткости в зависимости от степени износа.
Ключевые слова
Выполнено исследование вопроса о ведении интенсивных поисков источников энергии, альтернативных атомным, в том числе для оснащения ими морских и подземных объектов - подводных лодок, подводных аппаратов, подземных электростанций и др. В этом плане значительный интерес представляют анаэробные или воздухонезависимые энергетические установки, т. е. установки, работающие без использования атмосферного воздуха, применение которых позволяет значительно улучшить тактико-технические характеристики неатомных подводных лодок, в частности значительно увеличить дальность непрерывного подводного плавания. Представлены результаты практических испытаний тепловыделяющего элемента на основе высокометаллизированного безгазового топлива для воздухонезависимой энергетической установки неатомных подводных лодок и других подводных объектов. Приведены фотоснимки, микроструктура образцов и результаты рентгенофазного анализа, подтверждающие теоретические предположения относительно горения массива высокометаллизированного топлива.
Ключевые слова
В настоящее время на Северном морском пути (СМП) наблюдается ежегодный рост объёмов перевозок, осуществляемых морским флотом, поэтому существует острая необходимость построения системы управления и контроля высокоточным дифференциальным полем ГНСС ГЛОНАСС. Построение такой системы позволит качественным образом осуществлять контроль дифференциального поля, что позволит повысить уровень безопасности мореплавания. На СМП внедрено и функционирует шесть контрольно-корректирующих станций (ККС), которые формируют дифференциальное поле независимо друг от друга, причём комплексный контроль параметров дифференциального поля практически не ведётся. Не существует технологий, позволяющих осуществлять качественный контроль и управление дифференциальным полем ГНСС ГЛОНАСС. В данной статье представлены предложения, которые позволят сформировать на СМП систему управления и контроля высокоточным дифференциальным полем ГНСС ГЛОНАСС.
Ключевые слова
В статье рассматриваются вопросы определения параметров электрических машин используемых в настоящее время в гребных электрических установках судов ледового плавания и ледоколов. Как известно, основными аргументами в пользу применения повышенного напряжения (до 11 кВ) являются повышение единичной мощности электрических машин, уменьшение сечения проводов, повышение КПД всей установки и др. Однако использование классических методов анализа заданных конструкторскими решениями параметров электрических машин для мощностного ряда гребных электрических установок ледоколов позволило разработать конкретные рекомендации для выбора электрических машин переменного тока. Показана взаимосвязь электрических параметров главных электрических машин для наиболее эффективной работы в эксплуатационных режимах. Приведены конкретные рекомендации для судовладельцев, такие как необходимость представления обоснованных расчетов главных электрических машин, соответствующих различным напряжениям, экспериментальные материалы по определению их КПД, выбор частоты питающего напряжения и преобразователей гребной электроустановки.
Ключевые слова
В статье представлено обоснование предложенного авторами метода искусственного нагружения однофазных асинхронных электродвигателей после ремонта. Основной целью статьи является проведение исследований по функционированию обмоток электрических машин под номинальным током. При использовании метода искусственного нагружения возможно получение режима, эквивалентного нагрузочному. Эквивалентный ток статора электродвигателя в таком режиме будет соизмерим с номинальным током. Для подтверждения представленного авторами метода приводятся результаты моделирования процесса искусственного нагружения однофазного асинхронного электродвигателя. Главными задачами исследования являются определение параметров схемы замещения электродвигателя и получение оптимальных параметров процесса искусственного нагружения. Результатами решения поставленных авторами задач являются модель асинхронного однофазного электродвигателя, основные параметры которой совпадают с номинальными, и графики эквивалентного тока.
Ключевые слова
В статье на основании проведенных экспериментальных исследований показана возможность использования корреляционного подхода к определению качества речевой информации, зарегистрированной по лазерному акустическому каналу при проведении закрытых совещаний на объектах защиты органов управления транспортом. На эксперименте реализован гетеродинный режим функционирования «лазерного микрофона». Гетеродинный режим позволяет получить речевую информацию на основе частотной модуляции лазерного излучения, и режим прямого фотодетектирования. Эти режимы позволяют получить речевую информацию на основе амплитудной модуляции лазерного излучения. Экспериментально подтверждена возможность применения корреляционного подхода для определения словесной разборчивости речи применительно к каналам, в которых присутствуют мультипликативные шумы. Ранее применение корреляционного подхода ограничивалось только каналами с аддитивными шумами. Ограничением для применения рассмотренного подхода к определению словесной разборчивости речи в лазерном акустическом канале может считаться необходимость цифровой обработки сигнала.
Ключевые слова
Методы и средства оптимизации логистических систем и их элементов в условиях развития институтов рынка играют определяющую роль в создании новых механизмов повышения эффективности и качества функционирования объектов водного транспорта и транспортной инфраструктуры в целом. Современная теория и численные методы оптимизации являются инструментом, позволяющим принимать научно обоснованные решения при управлении технологическими системами и транспортными средствами с использованием моделей и компьютерных технологий, быстро и с малыми затратами ресурсов и времени адаптироваться при изменениях объемов и конъюнктуры рынка в соответствующих секторах предоставления транспортных услуг. В работе рассматривается рекурсивный метод оптимизации трафика логистических систем с использованием компьютерных технологий, реализованных средствами MatLab с целью повышения уровня и организации управления транспортно-логистическими системами с коррекцией по состоянию. Рекурсивный метод, в отличие от существующих решений, позволяет автоматизировать выбор кратчайшего пути доставки грузов в транспортной сети со сложной топологией, осуществляемый на основе взвешенного графа, с учетом заданного критерия качества. В работе предложены алгоритм и рекурсивная процедура оптимизации для реализации метода и сокращения времени выполнения транспортной работы. Рассмотрен конкретный пример определения кратчайших путей для подтверждения корректности предложенных технических решений.
Ключевые слова
Современные достижения в области информационных технологий проявляются в создании и развитии интеллектуальных информационных систем, обеспечивающих хранение и изменение необходимых пользователю данных, а также их получение по требованию. В статье описан метод реализации формального механизма преобразования запроса к данным на проблемно-ориентированном подмножестве естественного языка в информационной системе. За основу взята система электронного тестирования для подготовки морских специалистов. Разработан алгоритм функционирования механизма, позволяющий существенно сократить и упростить процесс формирования произвольных отчетов с целью анализа и определения структуры организации, приоритетных должностей и т. д. для дальнейшего решения кадрового вопроса. Алгоритм реализован на неком формальном подмножестве естественного языка, которое ограничено двумя классами предложений: простые вопросительные и побудительные. Рассмотрен подробный пример выполнения запроса на этапах лексического и синтаксического анализа с последующей трансляцией на язык запросов к информационной системе и предоставлением конечного результата пользователю.