Вестник Мурманского государственного технического университета

Ухудшение качества транспортного обслуживания населения при одновременном увеличении количества автомобильного транспорта приводит к усугублению накопившихся проблем в сфере пассажирских перевозок. Увеличение доли использования городского пассажирского автомобильного транспорта позволит снизить уровень загрузки улично-дорожной сети, повысить эффективность ее пропускной способности. Представлены результаты исследования факторов повышения привлекательности услуг городского пассажирского автомобильного транспорта. Объект исследования - процесс перевозок пассажиров автомобильным транспортом. Предмет исследования - условия, при которых пассажиры сделают выбор в пользу городского пассажирского транспорта. Цель исследования состоит в увеличении степени использования услуг общественного автомобильного транспорта. Для достижения этих целей применены методы социологического опроса, метод построения матрицы попарных сравнений, а также правила теории распознавания образов. По результатам социологического опроса и статистической обработки полученных данных установлены 14 факторов привлекательности услуг пассажирского автомобильного транспорта. В опросе приняли участие респонденты разных категорий населения. Определены коэффициенты влияния факторов повышения привлекательности услуг городского пассажирского автомобильного транспорта. Представлена математическая модель оценки уровня привлекательности услуг общественного автомобильного транспорта. Установлено, что наибольшее влияние на выбор способа передвижения оказывают стоимостной и временной факторы: когда стоимость проезда и продолжительность поездки на городском пассажирском транспорте существенно меньше стоимости проезда и времени поездки на легковом автомобиле. Повышение привлекательности услуг городского пассажирского автомобильного транспорта позволит увеличить степень его использования на 12,4 %. При этом сократится уровень загрузки улично-дорожной сети, увеличится пропускная способность.

Ключевые слова

Операции синтеза и анализа состояния навигационной (или промысловой) ситуации выполняются судовыми специалистами, несущими ходовую вахту, с учетом большого количества противоречивых факторов. В ходе анализа используются данные, полученные с помощью круговой системы наблюдений и технических средств судовождения. Процесс выполнения специалистом указанных операций представлен в виде последовательности фазовых переходов; исследованы варианты классификации ситуаций, учитывающие структуру предпочтения лица, группирующего навигационные и промысловые ситуации в троичном исчислении. Данная классификация может быть обобщена и использована в программном продукте экспертных систем, обеспечивающих безопасность мореплавания и ведения промысла. Математическая модель классифицирующей функции, разработанная в ходе исследования и учитывающая структуру предпочтения лица, синтезирующего и анализирующего навигационные и промысловые ситуации, способна определять состояние ситуации таким образом, что при наличии одной опасной ситуации другая ситуация, в принципе не являющаяся опасной, не была бы принята как опасная. Предложена модель функции выбора лица, принимающего решения (ЛПР), которая оперирует формулярами опасностей, заданными в троичном исчислении, и может быть использована в качестве элемента математического продукта для экспертных систем, обеспечивающих безопасное мореплавание. В частности, модель функции выбора ЛПР представляет собой логическое выражение, которое включает операции по дизъюнкции и конъюнкции, объединенные с помощью операции инверсии. Определен минимальный объем навигационной или промысловой информации, необходимый для функционирования троичной классифицирующей функции, который равен арифметической сумме информационных объемов, заданных для каждой опасной ситуации, и при этом позволяет использовать эту функцию в технических средствах судовождения и ведения промысла.

Ключевые слова

Стандарт IEC 62065 отражает эксплуатационные требования, методы тестирования и результаты испытаний, требуемые для следящих систем и систем автоматического управления, используемых в морской навигации. Математическое моделирование в данных системах используется для создания алгоритмов управления с упреждающим воздействием на контролируемые величины, такие как курс судна и координаты его местоположения, мгновенно компенсируя влияние внешней среды, в отличие от систем с алгоритмом управления, основанным на ПИД-регулировании. Приведенный способ математического моделирования предназначен для судна со стандартным движительно-рулевым комплексом (ДРК), т. е. одновального винтового судна с рулем, расположенным вдоль оси винта. Рассматривается метод преобразования математической модели движения суда (ММДС) по стандарту IEC 62065 для судов с нестандартным ДРК. В качестве примера для преобразования используется судно с ДРК в виде двух винто-рулевых колонок и носового подруливающего устройства. Такая комплектация характерна для судов снабжения, буксиров, а также различных судов, использующих динамическое позиционирование. Используя принцип, предложенный в статье, модель по стандарту IEC 62065 можно преобразовать для судна с любым типом ДРК. Важной особенностью представленной модели является отсутствие необходимости расчетов гидродинамики в пользу значений, полученных во время ходовых испытаний и анализа графика маневра циркуляции. Приведена блок-схема начальной и конечной моделей с объяснением различий и необходимых преобразований, а также смоделированные график маневра циркуляции и графики скоростей для многоцелевого судна снабжения "Витус Беринг" компании ПАО "Совкомфлот" с анализом полученной погрешности.

Ключевые слова

Вопрос освоения Арктического региона в настоящее время особенно актуален. Арктический шельф привлекателен месторождениями углеводородов, а Северный морской путь (СМП) остается важнейшей транспортной магистралью, связывающей Азию и Европу. Однако суровый арктический климат не способствует интенсивному освоению севера, а даже несет в себе определенные опасности. Наиболее остро эта проблема стоит в восточном секторе Арктики и на акваториях Дальнего Востока (регионов со слаборазвитой инфраструктурой). Типичными для северных широт являются аварии, связанные с ледовой обстановкой (самые опасные из них - обледенения судов). Из-за значительной удаленности портов друг от друга время реагирования в чрезвычайной ситуации (ЧС) трудно привести к нормативному показателю. Создание плотной сети спасательных формирований требует неоправданно больших финансовых вложений. Поэтому в качестве базовой меры для совершенствования существующей системы реагирования в ЧС предложено использовать оценку рисков. Обоснована необходимость улучшения методик по оценке риска, учитывающих пространственные и временные изменения. Проведен анализ факторов, в значительной степени определяющих уровень риска; указаны примеры риск-образующих факторов. Рассмотрен синергетический и нейтрализующий эффект риск-образующих факторов. Обоснована привязка рисков к определенной местности. На основе данных СМИ проанализирована авария траулера "Восток", случившаяся в январе 2018 г. в Японском море. Выделены критерии и граничные условия моделирования. Построены карты вероятности обледенения на момент аварии. Проведена оценка рисков, возникших в ходе аварии траулера "Восток", с использованием компьютерных погодных моделей. Построены карты распределения рисков. Сделаны выводы о применимости указанного подхода к решению проблемы реагирования в ЧС и необходимости его дальнейшего совершенствования

Ключевые слова

В отечественной практике традиционно используются кривые действия винта либо для положительных значений оборотов винта n и скорости хода судна v , либо когда одна из этих характеристик движения отрицательна. Следовательно, те кривые действия винта, которые мы используем, не позволяют создавать компьютерные тренажеры для отработки специфических задач маневрирования с реверсивными ходами. Цель работы состоит в исследовании возможностей математического моделирования реверсивных движений судна, при которых постоянно изменяется поступь винта фиксированного шага. В зарубежных источниках фигурируют универсальные кривые действия винта Ламмерена. Специфика этих кривых состоит в том, что входом в них является не сама поступь винта, а угол b направления, набегающего на лопасть винта потока. Данный угол определяется через тангенс tg(b) = v /(0,7π nD ), он "чувствителен" к изменению знака как скорости v , так и оборотов n . Поэтому такие кривые действия винта выстроены как функции угла b в диапазоне углов 0-360°. Кривые получены и описаны Ламмереном как результаты обработки опытных модельных данных по коэффициентам упора и момента винта и аппроксимированы рядами Фурье, в которых оставлено по 20 членов. Этими кривыми действительно можно пользоваться как универсальными, что позволяет средствами пакета MathCad проинтегрировать систему двух уравнений - движения судна и вращения винта с произвольными знаками направления этих движений. Задавая закон регулирования оборотов судового двигателя, можно смоделировать произвольные маневры судна с любой сменой направлений движения. Рассмотренный подход к моделированию проверен в настоящей статье и реализован в интерфейсном органе управления маневрированием судна в рамках компьютерного тренажера.

Автоматическое управление процессом буксировки осуществляется посредством воздействия на него управляемого параметра - натяжения троса, которое изменяется в зависимости от кинематических параметров движения судна. В качестве источника формирования управляющего сигнала можно выбрать различные кинематические характеристики движения буксируемого судна: угол отклонения буксирного троса от диаметральной плоскости (ДП); угол дрейфа; угловую скорость поворота судна при буксировке. В ходе исследования осуществлен доказательный выбор конкретной управляющей характеристики. С помощью указанной характеристики (при необходимости и ее производной) определяется закон управления, устраняющий устойчивые или развивающиеся автоколебания при действии начальных возмущений. В соответствии с этим законом выбираются из существующей патентной базы технически обоснованные конструктивные решения, способствующие совершенствованию способов буксировки морских объектов. Модельные решения выполнены для танкера проекта 214 RN (в балласте) на основе рассчитанной ранее математической модели. Основная задача состояла в решении системы четырех дифференциальных нелинейных уравнений первого порядка; в этом случае закон управления натяжением троса является просто пропорциональным. При усложнении закона управления до пропорционально-дифференциального (ПД) была расширена система дифференциальных уравнений до седьмого порядка; начальная система четвертого порядка дополнена тремя уравнениями для производных кинематических переменных задачи. В ходе отбора способов управления натяжением буксирного троса использована критериальная характеристика качества управления и выбрана средняя квадратическая характеристики углового отклонения буксирного троса от ДП буксируемого танкера.

Ключевые слова

В судовых энергетических установках со среднеоборотными дизелями получили большое распространение дизель-редукторные агрегаты (ДРА), представляющие собой совокупность дизеля, редуктора, валогенераторов и других агрегатов, которые могут приводиться от ДРА. Основой ДРА является главный редуктор, служащий для передачи крутящего момента на валовую линию с понижением частоты вращения и привода валогенераторов переменного и постоянного тока (как правило, с повышением частоты вращения в ступени редуктора). Как показывает опыт применения безразборной диагностики при определении технического состояния ДРА, наибольшее число выявленных дефектов связано с подшипниками качения редукторов. Целью работы является обнаружение основных причин выхода их из строя, определение надежности подшипниковых узлов с подшипниками качения конкретных редукторов по результатам проведенных работ, подтверждение эффективности применяемых методик. Для диагностики ДРА применяется метод, основанный на спектральном анализе огибающей высокочастотной компоненты вибросигнала. Приведены кинематические схемы ДРА шести типов редукторов промысловых судов с указанием основных входящих в них элементов. В ходе исследований рассмотрены особенности проведения работ по диагностике редукторов, проведен анализ результатов диагностики дефектных подшипников для каждого типа редуктора, указано число таких подшипников и место их установки в редукторе. Установлено, что основными причинами выхода из строя подшипниковых узлов судовых редукторов являются повышенная быстроходность валов редуктора, неудачная конструктивная схема и дефекты монтажа, приводящие к деформации наружного кольца подшипника, осевому смещению или перекосу колец.

Ключевые слова

Импульсный метод применяется для измерения сопротивления заземляющих устройств опор воздушных линий электропередачи, соединенных грозозащитным тросом. При импульсном воздействии могут использоваться измерительные комплексы, основанные на определении временной зависимости мгновенного сопротивления заземляющего устройства и содержащие генераторы импульсов тока прямоугольной формы. Генератор обеспечивает минимальный фронт импульса и постоянство его амплитуды на интервале измерений. В результате проведенных экспериментальных исследований установлено, что применение генераторов на основе индуктивного накопителя энергии обладает рядом преимуществ. Данные генераторы позволяют формировать в контуре с током импульс, форма которого на измерительном интервале практически не зависит от неравномерного распределения волнового сопротивления вдоль линии с током и наличия отраженных волн от ее конца. Генераторы с индуктивным накопителем обладают лучшими энергетическими характеристиками, что способствует успешному проведению измерений сопротивления заземляющих устройств, расположенных в районах с высоким удельным сопротивлением грунта. Измерительные комплексы с генератором импульсов тока на индуктивном накопителе, кроме выполнения прикладной задачи измерения стационарного сопротивления заземления опор линий электропередачи без отсоединения грозозащитного троса, могут быть использованы для решения более общих задач грозозащиты, в частности для определения параметров простейшей схемы замещения одиночного заземляющего устройства. Рассмотрены два варианта построения схемы выходного каскада генератора: 1) на основе импульсного трансформатора и IGBT-ключа; 2) накопительного дросселя и MOSFET-ключей. Приведены экспериментальные осциллограммы импульсов тока. Анализ данных осциллограмм свидетельствует о том, что схема генератора с накопительным дросселем обладает лучшими характеристиками для решения поставленной задачи.

Ключевые слова

Кольский научный центр РАН совместно с Полярным геофизическим институтом проводит работы по исследованию влияния геомагнитных бурь на состояние электрических сетей и трансформаторных подстанций на Кольском полуострове и в Карелии. Создана региональная система мониторинга токов в нейтралях трансформаторов, собравшая значительный массив информации о влиянии геомагнитных возмущений на электрическую сеть протяженностью 800 км. Воздушные линии электропередачи являются гигантскими антеннами, улавливающими из окружающего пространства электромагнитную энергию любой природы. Анализ накопленных за многие годы данных показывает, что в токе заземленной нейтрали присутствуют достоверные отклики на широкий спектр электромагнитных явлений на Земле и в околоземном пространстве: импульсные и квазисинусоидальные пульсации геомагнитного поля, крайне низкочастотные составляющие сигналов искусственного происхождения, разряды молний и внутренние переходные процессы в энергосистеме. Для идентификации явлений используется визуальный метод анализа временных и спектральных характеристик сигналов, который занимает много времени и является достаточно субъективным. Всегда существует вероятность, что останутся незамеченными какие-либо важные, ранее не идентифицированные явления. В статье описаны характерные особенности сигналов, обнаруженных в токах нейтрали силовых трансформаторов. Рассмотрены алгоритмы цифровой обработки сигналов, которые могут быть использованы для создания программ автоматического анализа больших массивов данных. В наибольшей степени для исследования нестационарных сигналов сложной структуры подходят численные методы, основанные на вейвлет-разложении и преобразовании Фурье.

Ключевые слова

Оценка погрешностей метода конечных разностей во временной области при моделировании протяженных проводников, разделенных одной ячейкой расчетной сетки

Ключевые слова

Ассматриваются ток и момент сопротивления вращению индуктивной синхронной электрической машины при индуктивной нагрузке. Для синхронной машины с индуктивной нагрузкой справедлива теорема 1: амплитуда тока при индуктивной нагрузке синхронной электрической машины не зависит от частоты вращения. Теорему можно доказать с помощью второго закона Кирхгофа и закона электромагнитной индукции применительно к вращающей машине. Также справедлива теорема 2: амплитуда момента сопротивления вращению для синхронной электрической машины с индуктивной нагрузкой не зависит от частоты вращения. Теорема доказывается посредством анализа закона Ампера применительно к вращающей машине. Установлено, что при активной нагрузке амплитуды тока и момента сопротивления вращению линейно зависят от частоты вращения машины, вместе с тем при емкостной нагрузке эти параметры квадратично зависят от частоты вращения. Установлена связь мощности с частотой при различных видах нагрузки машины: для индуктивной нагрузки реактивная электрическая мощность линейно зависит от частоты; для резистивной нагрузки зависимость - квадратичная; в то же время для емкостной нагрузки мощность кубично зависит от частоты. Для синхронной емкостной машины с емкостной нагрузкой справедливы теоремы 3 и 4. Теорема 3: амплитуда напряжения на емкостной нагрузке емкостной синхронной электрической машины не зависит от частоты вращения. Теорема 4: амплитуда момента сопротивления вращению для емкостной синхронной электрической машины с емкостной нагрузкой не зависит от частоты вращения. Полученные результаты рекомендуется использовать при проектировании электрических систем.

Ключевые слова

Рассмотрены результаты применения метода контроля качества герметика кабельных герметичных вводов (герметичный ввод, гермоввод, кабельные коробки). Гермовводы предназначены для предотвращения распространения пожара в смежные помещения через кабельные уплотнительные коробки, например на морских судах. Известные способы определения качества герметика кабельных гермовводов отличаются трудоемкостью и порой невозможностью реализации при применении на морских судах. Это относится к случаям, когда помещение, через которое проходят кабели, заливают водой и создают в нем давление, оговоренное спецификацией судна, или при увеличении давления воздуха в подобных помещениях. Новизна метода заключается в том, что способ определения качества кабельных гермовводов основан на принципах импульсного теплового неразрушающего контроля материала. В качестве технического средства, регистрирующего температурное поле поверхности герметика после воздействия теплового импульса, использовался тепловизор. При апробации метода показано, что тепловой неразрушающий метод контроля может применяться для выявления относительно малых сквозных дефектов герметика.

Ключевые слова