SCI Библиотека

В настоящей статье рассмотрена задача оптимизации процесса загрузки танкера нефтеналивными грузами. Приведено краткое описание широко распространенной конфигурации нефтеналивных терминалов. В качестве критериев оптимальности выбраны такие параметры, как время завершения грузовых операций со всеми запланированными судами (необходима минимизация этого показателя) и суммарное время судов в очереди на обработку (также необходима минимизация). Отмечается, что рассматриваемая в работе задача взаимосвязана с задачей назначения причалов судам, известной в международной научной литературе, как Berth Allocation Problem. Исследовано текущее состояние проблемы Berth Allocation Problem и выполнен анализ ее разработанности. Отмечается, что исследования по данной теме в основном сфокусированы на контейнерных терминалах и в меньшей степени на терминалах, специализированных для навалочных грузов, а также, что количество исследований задачи Berth Allocation Problem для нефтеналивных терминалов невелико. В статье ставится задача разработки математической модели на основе средств работы с электронными таблицами, которая позволит сравнивать варианты назначения причалов для судов нефтеналивного терминала, выбирая оптимальный. Описаны основные переменные модели, их взаимосвязь, принятые допущения и сценарии, на основе которых выполнено сравнение вариантов назначения причалов для танкеров. Приведены результаты моделирования, наглядно демонстрирующие разницу между условным вариантом полного отсутствия диспетчеризации на терминале и вариантом рациональной диспетчеризации, т. е. рационального распределения судов по причалам. Отмечается, что даже при незначительной разнице в сроках окончания обработки всех запланированных судов имеется существенная разница между суммарной продолжительностью простоев судов в ожидании погрузки. Сформулированы выводы и основные возможные направления дальнейших исследований по данной теме.

В статье рассмотрена задача проектирования контейнерной линии, являющаяся особенно актуальной в современных мировых политических и экономических условиях, когда поиск оптимальных решений для бизнеса жизненно необходимым. Обсуждаются современные подходы к формулировке задачи проектирования контейнерной линии и методы ее решения, рассматриваемые в отечественной и иностранной литературе.

Описываются четыре вида линейных сервисов, встречающихся в рамках проектирования контейнерной линии: простой сервис, «бабочка», «маятник» и сложный сервис. Основное внимание в работе уделено простому сервису, который может быть сведен к задаче коммивояжера.

Предложена новая формулировка задачи и на ее основе рассмотрен пример описания проектируемой линии: контейнерная линия, базирующаяся на один отечественный морской порт (Владивосток) и четыре морских порта КНР.

Отмечается, что задача может включать другие оптимизационные подзадачи, в том числе задачу распределения множества грузопотоков, решение которых является важным для нахождения рациональных вариантов проектируемой контейнерной линии, но в данной работе не рассматривается, поскольку выходит за пределы настоящего исследования.

Описана генерация вариантов линейных сервисов в виде последовательности обхода портов, проанализированы некоторые ее результаты. Среди сгенерированных вариантов выбран оптимальный, который в виде частного случая одновременно имеет как наименьшие затраты на введение контейнерной линии в эксплуатацию, так и наибольшее количество обслуживаемых контейнеропотоков.

Отмечается, что этот вариант является оптимальным лишь в сгенерированной области решений и может не являться оптимальным для рассмотренного примера задачи.

Темой исследования являются большие системы водного транспорта, в частности порты, судоходные компании, судостроительные и судоремонтные предприятия, логистические центры, шлюзованные судоходные каналы, регулируемые внутренние водные пути, которые как объекты автоматизированного управления предъявляют следующие требования к его надежности: обеспечение на необходимом уровне безопасности и надежности отдельных технических узлов и подсистем и информационных потоков, циркулирующих в человеко-машинном контуре управления в условиях нарастающей цифровизации транспорта (аналогичное требование должно быть установлено для разрабатываемого программного обеспечения); использование облачных технологий хранения больших данных, что требует учета на стадии проектирования защитных мероприятий как технического, так и алгоритмического характера; разработка на стадии проектирования методики обобщенной интегрированной прогнозной оценки надежности АСУ как основы рассмотрения альтернативных вариантов ее структуры и состава ввиду функциональной разнородности широкого спектра технических устройств, входящих как в субъект, так и в объект управления. Отмечается, что при этом должна быть учтена высокая подверженность объектов воднотранспортной системы многообразным рискам и уязвимостям, как сезонным, так и постоянно действующим (тем самым определяется актуальность разработки метода построения интегральной оценки надежности АСУ для объектов водного транспорта как цели исследования). В рамках общей задачи предлагается решение следующих вопросов: определение размерности и структуры интегрального показателя; включение качественно описываемых уязвимостей, имманентно присущих объекту управления и контуру управления; построение математической модели функционирования проектируемой АСУ; построение на этой основе имитационной модели управления с целью анализа «узких мест», в наибольшей степени влияющих на ухудшение оценки; использование теоретико-вероятностной методики активного управления рисками на стадии рассмотрения альтернативных вариантов отдельных частей проекта. Методологическую основу исследования составляют общие положения прикладной теории вероятностей, теория планирования эксперимента на имитационной модели, оптимизация проектного показателя надежности средствами математического программирования. Результатом работы является метод построения интегрального показателя проектной надежности контура автоматизированного управления для больших систем водного транспорта, агрегирующего вероятности проявления разнородных уязвимостей технических узлов, информационных уязвимостей в точках выхода в облачную среду и потенциальных ошибок в программном обеспечении.

Целью настоящей работы является исследование методов моделирования и формализованного описания управления технологическими процессами, связанными с повышением надежности функционирования систем водного транспорта посредством снижения вероятности реализации транспортных рисков.

В рамках поставленной цели решена задача разработки математических методов учета частичного запаздывания защитного эффекта в моделях управления рисками в условиях усиления требований к безопасной цифровизации водного транспорта при наличии широкого спектра риск-факторов как инженерно-материального, так и информационного характера. Теоретико-вероятностный подход к оптимизации затрат на снижение рисков в аспекте совместного рассмотрения этих затрат и возможных потерь от реализации рисков получил в настоящее время развитие в отраслевых исследованиях на водном транспорте.

Отмечается, что вне рамок рассматриваемых моделей остается возможное и подчас неизбежное запаздывание эффекта, поскольку затраты на антирисковые мероприятия не реализуются мгновенно в полной мере (по аналогии с распределенно-лаговом анализом незавершенного строительства, получившим развитие в условиях плановой экономики в ХХ в.).

Показано, как процедуры снижения рисковых потерь, формально определяемых как средние значения ожидаемых суммарных (рисковых и управленческих) потерь, могут быть дополнены как в моделях управления рисками на графах, так и в моделях математического программирования методами распределенно-лаговых моделей, что позволяет повысить их адекватность.

Результатом проведенного исследования является разработка оптимизационных математических моделей, учитывающих возможное запаздывание эффекта от дополнительных затрат, снижающих в целом рисковый ущерб.

В статье выполнен анализ современных условий эксплуатации судов смешанного плавания класса «М-ПР» в районе якорных стоянок порта Кавказ.

Рассмотрены регламентируемые Правилами Российского Классификационного Общества географические районы и сезоны плавания судов «М-ПР» в Керченском проливе и прилегающих к нему районах Черного моря. Решение задачи о расширении сезона эксплуатации грузовых самоходных судов класса «М-ПР» в данном районе предложено осуществлять с использованием подхода, основанного на критерии равной безопасности работы судов в новых условиях по отношению к эталонной трассе.

Определение характерных условий плавания таких судов в период с марта по ноябрь включительно в 10-мильной прибрежной зоне от Керченского пролива до порта Новороссийск выполнено с учетом анализа доступных мест убежищ и актуальной навигационной обстановки в данной акватории.

Предложено расчетную оценку выполнения критерия безопасности выполнять для трех трасс, что позволяет учесть специфику работы судов смешанного плавания в районе якорных стоянок порта Кавказ, где осуществляется перевалка грузов на суда-накопители.

Проанализированы аварийные ситуации с участи ем судов смешанного плавания в районе Керченского пролива.

По результатам исследования предложены корректировки нормативной базы Российского Классификационного Общества относительно сезона эксплуатации судов класса «М-ПР» в 10-мильной прибрежной зоне от порта Новороссийск до Керченского пролива. Для наиболее тяжелых месяцев по гидрометеорологическим условиям за сезон с марта по ноябрь обосновано введение ограничения по режиму волнения h3 % не более 2,0 м.

Рассмотрены иные меры, направленные на повышение безопасности судоходства в современной навигационной обстановке.

Цель исследования. Основным фактором, влияющим на рынок транспортно-логистических услуг Российской Федерации в 2022 г., является введение санкций в отношении Российской Федерации. В результате такие последствия как закрытие границ, волатильность на мировых сырьевых рынках, сжатие спроса на товары и услуги, оказали значительное влияние на судостроительную отрасль. Вследствие санкционного давления и ухудшения технической возможности строительства морских и речных объектов на предприятиях Российской Федерации снизились объемы потенциальных заказов. В этой связи целью исследования является оценка потребности в строительстве грузовых судов в условиях санкционного давления, за счет совершенствования способов и методов долгосрочного прогнозирования. Материалы и методы. Источниками информации для проведения расчетов послужили официальные данные Федеральной службы государственной статистики и Российского Классификационного Общества, также использовались прогнозные значения ведомств и аналитических агентств. Для прогноза объемов перевозок грузов водным транспортом использовался метод множественного корреляционно-регрессионного анализа. Результаты. Рассчитан прогноз объемов перевозок отдельных видов грузов, с учетом влияния ключевых экономических и политических факторов. На основе прогнозов грузовой базы, экспорта, импорта, строительства, списания судов и текущего состояния флота проведена оценка потребности в строительстве грузовых судов в условиях санкционного давления до 2030 г. Вычисления потребности в водном транспорте осуществлялись в рамках двух моделей прогноза - по оптимистическому и пессимистическому сценариям. Оптимистический предусматривает дальнейшее обновление судов согласно текущей тенденции (делается упор на ремонт, предполагается списание лишь 1-2% плавсредств). Пессимистический вариант подразумевает масштабную замену старого грузового флота к 2030 г. (со списанием всех пришедших в негодность судов). К 2030 г. спрос на морские суда составит от 452 ед. до 1 307 ед. в зависимости от конъюнктуры рынка. Спрос на речные суда и суда река-море составит от 1 433 ед. до 6 485 ед. Результаты исследования показали, что заявленная в Стратегии потребность в судах является недостаточной для удовлетворения потребности водного рынка. Заключение. Данный подход может быть использован при актуализации Стратегии развития судостроительной промышленности.

Цель. На безопасность интеллектуальных транспортных систем (ИТС) существенное влияние оказывают угрозы нефизической природы. Они могут осуществляться незаконным вмешательством в разработку и реализацию ИТС. Создание доверенной среды разработки и реализации ИТС рассмотрено на примере интеллектуальных систем водного транспорта (ИСВТ).

Проблемы. Указом Президента Российской Федерации ИТС, телекоммуникации и безопасность обработки информации включены в число приоритетных направлений научно-технологического развития. Технологии ИТС и технологии создания доверенного и защищенного системного и прикладного программного обеспечения отнесены к важнейшим наукоемким технологиям критического уровня. Функционирование ИТС связано с масштабным использованием компьютеризированных систем, реализующих новейшие информационные и телекоммуникационные технологии, технологии автоматизированного и автоматического управления, искусственного интеллекта, которые могут нести угрозы безопасности. Создание и функционирование ИТС должны осуществляться в условиях обеспечения доверенной среды их разработки и реализации.

Методы. В работе были использованы методология обеспечения безопасности ИСВТ, разработки безопасных аппаратно-программных платформ автоматизированных систем в защищенном исполнении, методы системного анализа, теории надежности, защиты информации, права.

Результаты. Сформулирована проблема создания доверенной среды разработки и реализации ИСВТ, разработана применимая к ней терминология. Исследовано влияние ИСВТ на безопасность критической информационной инфраструктуры (КИИ) и национальную безопасность, разработана модель отношений областей безопасности ИСВТ, учитывающая угрозы физического и нефизического происхождения. Приведены примеры компьютерных инцидентов в ИСВТ, повлекших последствия национального и межнационального уровня. Определен состав объектов ИСВТ, относимых к КИИ, приведены критические процессы, осуществляемые типовыми объектами КИИ в составе ИСВТ. Сформирован перечень концептуальных проблем обеспечения безопасности ИСВТ и сформулированы принципы создания доверенной среды разработки и реализации ИСВТ. З

аключение. Обеспечение безопасности ИСВТ в условиях современных угроз требует решения проблем создания доверенной среды разработки и реализации ИСВТ. Для повышения оперативности и качества их решения предложена интуитивно понятная терминология, отражающая предметную область и позволяющая повысить уровень взаимопонимания проблем безопасности специалистов из различных сфер деятельности. Объекты ИСВТ оказывают влияние на безопасность КИИ и национальную безопасность в целом. Это учтено в модели отношений областей безопасности ИСВТ, показано на примерах компьютерных инцидентов в ИСВТ, повлекших последствия национального и межнационального уровня. С учетом вышеизложенного сформирован состав объектов ИСВТ, относимых к КИИ, и приведены примеры критических процессов, осуществляемых типовыми объектами КИИ в составе ИСВТ. Расширение ландшафта угроз безопасности ИСВТ небезопасными программным обеспечением, аппаратно-программными платформами, программно-аппаратными комплексами и новейшими технологиями учитывает сформированный перечень концептуальных проблем обеспечения безопасности ИСВТ При разработке принципов создания доверенной среды разработки и реализации ИСВТ учтен опыт успешного внедрения методологии создания национальных защищенных аппаратно-программных платформам объектов КИИ, обеспечившей создание автоматизированных систем в защищенном исполнении различного назначения на основе отечественных решений. Рассмотренные проблемы носят системный характер, что позволяет использовать полученные результаты при разработке и реализации ИТС других видов транспорта.

В статье представлен анализ состава морского и речного флота по данным официального источника ЕМИСС по состоянию на начало 2023 года. За последнее десятилетие в целом, наблюдаются тенденции к сокращению количества флота и его старению. Исключение составляет последний год, что связано с мощной поддержкой со стороны государства вопросов по стимулированию строительства флота. Выполнен краткий обзор основных мер государственной поддержки по направлению обновления флота. Наиболее популярной мерой государственной поддержки развития водного транспорта при приобретении (строительстве) морского и речного флота является субсидирование по Постановлению Правительства №383. Выполнен обзор схемы реализации лизинга судов с субсидированием. Выполнена оценка стоимости судна в лизинг с учетом получения данной субсидии.

В статье представлены результаты анализа ряда субсидий, которые реализуются в настоящее время в рамках государственной поддержки. Анализ предусмотренных бюджетных субсидий по разным отраслям показал, что можно выделить и сформулировать ряд направлений, по которым ожидается либо уже имеется положительный эффект на сферу морского и речного транспорта: обновление отечественного флота, развитие перевозок; развитие инфраструктуры, обеспечение безопасности судоходства, поддержка экспорта, развитие цифровизации отрасли. В рамках основных направлений развития водного транспорта в результате реализации описанных мер господдержки, выполнена оценка размеров финансовой поддержки из федерального бюджета. В настоящее время наибольший объем субсидий и наибольший эффект на отрасль водного транспорта ожидается по направлению субсидирования в рамках обновления флота.

Рассмотрено сетевое взаимодействие морского автономного надводного судна и центра дистанционного управления. Даны анализ необходимой информации, поступающей от оборудования судна в центр дистанционного управления, и обзор способов передачи данных с учётом удалённости судна от центра дистанционного управления и степени автономности. Отмечено, что из всех рассмотренных способов передачи данных единственно возможной является спутниковая связь.