авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 7 |

«МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ (МИНТРАНС РОССИИ) MINISTRY OF TRANSPORT OF THE RUSSIAN FEDERATION (MINTRANS ROSSII) Уважаемые коллеги! ...»

-- [ Страница 2 ] --

ФГУП «ЦНИИ им. акад. А. Н. Крылова», Санкт-Петербург Ледовые сжатия, возникающие в замерзающих морях вследствие неравномерности дрейфа льда, являются одними из наиболее опасных для судоходства гидрометеорологических явлений. При попадании в зону сжатий одиночного судна или каравана судов резко снижается скорость их движения. Часто наблюдается заклинивание судов в сжатых льдах. Снижение скорости движения судов, вызванные сжатием, а тем более заклинивание во льдах, резко увели чивает время рейса. В современных транспортных системах, предназначенных для вывоза углеводородного сырья из районов добычи, расположенных на Крайнем Севере и Дальнем Востоке, а также транзитных высокоширотных рейсов через Северный Ледовитый океан крайне важным является соблюдение временного графика движения судов. Поэтому изучение вероятности заклинивания судов при движении в сжатых льдах имеет большое значение при разработке проектов создания морских транспортных систем.

Наибольший интерес представляет оценка вероятности заклинивания при сжатиях крупнотоннажных судов ледо вого плавания, т.к. именно такие суда должны составлять основу создаваемых транспортных систем. Предполагаемое широкое использование крупнотоннажных судов при плавании в ледовых условиях требует решения целого ряда новых технических проблем [1, 2], среди которых одной из важнейших является задача обеспечение возможности движения таких судов в условиях сжатия льда [3]. Результаты расчетов показывают, что ледовые сжатия приводят к существенному увеличению ледового сопротивления ныне существующих судов ледового плавания [4]. Увеличение главных размерений и, особенно, рост протяженности цилиндрической вставки, характерные для крупнотоннажных судов, приводят к еще большему возрастанию дополнительного сопротивления, связанного с воздействием ледовых сжатий. Расчеты показывают, что крупнотоннажные суда теряют возможность двигаться практически при минималь ном уровне сжатия интенсивностью в 0,5–1 балл. Этот вывод относится к случаю самостоятельного движения судна или движения за одним ледоколом, ширина которого меньше ширины проводимого судна.

Рисунок 1. Проводка крупнотоннажного судна двумя ледоколами Одним из перспективных способов проводки крупнотоннажных судов во льдах является проводка двумя ледо колами [5]. В данной работе предпринята попытка оценить вероятность заклинивания крупнотоннажного судна при сжатиях в случае его проводки двумя ледоколами.

Рассмотрим подробнее механику движения крупнотоннажного судна по каналу, проложенному во льдах двумя ледоколами (рис. 1). При прокладке широкого канала во льдах ледоколы двигаются уступом, для того чтобы снизить суммарные энергетические затраты. При движении ледоколов уступом второй ледокол осуществляет скол и сдвижку относительно больших фрагментов ледяного покрова в образованный первым ледоколом канал. При выполнении такой операции он испытывает меньшее сопротивление льда движению, чем первый ледокол. В результате за этими ледоколами образуется канал, заполненный крупнобитым льдом (характерный размер льдин 20–100 м), ширина H c которого может быть оценена по следующей формуле:



B + B2, (1) H c= d + B + B H где d + расстояние между диаметральными плоскостями ледоколов;

B1 1++B2 2– ширина первого и второго ледоколов B, B c= – H c== dd++ Hc соответственно. По этому каналу движется крупнотоннажное судно, разрушая и раздвигая корпусом крупнобитый лед. Очевидно, что для того чтобы это движение было эффективным, необходимо выполнение следующего требования:

BS B1 + B2, (2) где BS ширина 2проводимого крупнотоннажного судна.

– B1 + B ABSTRACTS OF PAPERS При движении крупнотоннажного судна в канале, проложенном двумя ледоколами, оно испытывает сопротивление, связанное с разрушением и раздвиганием крупнобитого льда. Величину этого сопротивления можно рассчитать по методике, изложенной в работе [6]. Расчеты показывают, что это сопротивление существенно ниже, чем сопротив ление, испытываемое крупнотоннажным судном в аналогичных ледовых условиях при самостоятельном плавании и при движении в канале за одним ледоколом.

Выше уже отмечалось, что ледовые сжатия оказывают существенное влияние на судоходство в замерзающих морях. С помощью разработанных специалистами ААНИИ расчетных методик были определены вероятности воз никновения сжатий различной интенсивности (балльности) [7]. На рис. 2 представлены гистограммы и графики функции распределения вероятности возникновения ледовых сжатий различной балльности. Из этих данных следует, что суммарная протяженность пути плавания при наличии ледовых сжатий составляет 0,54–0,67 от протяженности пути в сплоченных льдах.

Ледовые сжатия часто характеризуются скоростью смыкания кромок проложенного во льдах канала. Между балль ностью сжатия и скоростью смыкания кромок канала существует связь (таблица 1), полученная А. Т. Казаковым на основании обработки данных натурных экспериментов [8]. Все эти способы описания ледовых сжатий используются в дальнейшем для получения оценки вероятности заклинивания крупнотоннажных судов.

Таблица 1. Скорость закрытия канала за ледоколом в зависимости от степени сжатия ледяного покрова Степень сжатия, баллы Скорость закрытия канала, м/с 0–1 0,01–0, 1 0,04–0, 1–2 0,07–0, 2 0,15–0, 2–3 0,23–0, 3 0, Рисунок 2. Гистограмма и функция вероятности распределения ледовых сжатий а – гистограмма, б – функция распределения При проводке крупнотоннажного судна двумя ледоколами в условиях сжатия льда возможны три сценария взаимодействия проводимого судна с кромками закрывающегося ледяного канала: судно успевает целиком пройти по не закрывшемуся каналу, корпус судна на части своей длины взаимодействует с кромками канала и корпус суд на по всей своей длине взаимодействует с кромками. При реализации первого сценария судно беспрепятственно движется во льдах, при реализации последнего сценария, как показывают расчеты, движение крупнотоннажного судна при сжатиях невозможно.





Рисунок 3. Движение крупнотоннажного судна в канале за двумя ледоколами при частичном взаимодействии его бортов с кромками канала ТЕЗИСЫ ДОКЛАДОВ При реализации второго сценария (рис.3) возможны два варианта развития событий. При частичном взаимо действии бортов судна с кромками закрывающегося канала начинает возрастать ледовое сопротивление судна, связанное с действием сжатий. Из-за этого снижается скорость движения судна, оно уже не может двигаться со ско ростью головного ледокола, прокладывающего канал во льдах. Снижение скорости движения судна в свою очередь приводит к увеличению доли длины корпуса, взаимодействующего с кромками канала, а это в свою очередь опять приводит к снижению скорости. Тем не менее, при некоторых условиях может установиться устойчивое положение равновесия, при котором судно движется с некоторой постоянной скоростью при частичном взаимодействии его бортов с кромками канала. Алгоритм нахождения этой скорости описан в работе [9]. На основании выполненных расчетов в первом приближении можно считать, что, если в начале движения в условиях сжатия с кромками ка нала взаимодействует 50% и более длины корпуса, то судно не может двигаться в этих условиях. Процент длины корпуса судна l *, который взаимодействует с кромками закрывающегося ледяного канала, может быть рассчитан по следующей формуле:

(B + BI 2 BS )VI 1 l, (3) l * = 1 I 1 + 100% 2VP LS LS где B I 1, B I 2 – ширина первого и второго ледоколов соответственно;

BS, LS – ширина и длина проводимого судна;

VI 1 – скорость первого ледокола;

VP – скорость закрытия кромок канала (табл. 1);

l – дистанция между кормой второго ледокола и носом проводимого судна.

Величина l *, рассчитанная по формуле (3), оказывается зависимой от балльности сжатия льда и толщины ле дяного покрова, в которой происходит движение каравана. В соответствии с табл. 1 от балльности сжатия зависит скорость закрытия канала VP и скорость движения первого ледокола V I 1, кроме этого скорость движения первого ледокола зависит от толщины льда.

Рисунок 4. Вероятность заклинивания крупнотоннажного судна в сжатых льдах а) суммарная ширина двух ледоколов 56 м;

б) суммарная ширина двух ледоколов 47 м При реализации первого сценария движения каравана в сжатых льдах и при задании начального приближения по скорости движения каравана во втором сценарии скорость каравана определяется скоростью движения первого ледокола. Этот ледокол, прокладывающий канал в неразрушенном ледяном покрове, воспринимает наибольшее сопротивление среды, поэтому скорость его движения задает скорость движения всего каравана. В данной работе рассматривалась проводка крупнотоннажных судов двумя атомными ледоколами типа «Арктика» ( B I = 2 м) и ледоколом «Арктика» совместно с ледоколом типа «Иван Прончищев» ( B I = 19 м). И в том и в другом случаях головным ледоколом был атомный ледокол типа «Арктика». Скорость его движения в сжатых льдах задавалась на основании натурных данных.

По формуле (3) были выполнены расчеты движения крупнотоннажных судов с различной шириной корпуса по ледяным каналам, проложенным двумя атомными ледоколами типа «Арктика» (суммарная ширина двух ледоколов 56 м) и ледоколом типа «Арктика» и ледоколом типа «Иван Прончищев» (суммарная ширина двух ледоколов 47 м).

При выполнении расчетов определялись условия (толщина льда и балльность сжатия), при которых 50% корпуса проводимого судна взаимодействовала с кромками закрывающегося ледяного канала. На основании этих расче тов определялась степень сжатия льда в баллах, при котором выполняется указанное выше условие, для судов с различной шириной корпуса при постоянных значениях толщины льда. Полученные результаты сравнивались с функцией вероятности распределения ледовых сжатий (рис. 2б). В результате были получены оценки вероятности заклинивания крупнотоннажных судов в условиях сжатия. Полученные оценки приведены на рис. 4.

Анализ полученных данных показывает, что вероятность заклинивания определяется тремя факторами: сум марной шириной прокладывающих канал ледоколов, шириной проводимого судна и толщиной льда. Последний из перечисленных факторов начинает оказывать существенное влияние, начиная с толщины льда, превышающей 1 м.

ABSTRACTS OF PAPERS На основании графиков, представленных на рис. 4, можно сделать предварительный вывод о целесообразности использования крупнотоннажных судов с шириной корпуса 38–40 м, т. к. именно такие значения ширины корпуса обеспечивают относительно малую вероятность заклинивания во льдах при проводке существующими ледоколами.

Полученные в работе результаты могут быть использованы при обосновании эффективности транспортных систем для вывоза углеводородов из районов добычи по замерзающим морям.

Литература 1. Сазонов К. Е. Танкер и ледокол: сложение сил / Мир транспорта, 2007, № 4, с.50–59.

2. Sazonov K. E. Navigation challenges for large-size ships in ice conditions / Ship and Offshore Structures, Vol. 3, No. 3, 2011, P. 231–238.

3. Сазонов К. Е. Проводка крупнотоннажных судов ледоколами в условиях сжатия льда / Морской вестник, 2006, № 4(20), с.83–85.

4. Бицуля А. В., Сазонов К. Е. Разработка расчетных формул для определения минимальной мощности главных механизмов судов ледового плавания / Труды ЦНИИ им. акад. А. Н. Крылова, 2007, вып. 34(318), с. 22–42.

5. Добродеев А. А., Сазонов К. Е. Оценка возможности использования двух ледоколов для проводки крупнотоннаж ных судов / Мореходство и морские науки, 2011. – Южно-Сахалинск: СахГУ, 2011, с. 109–111.

6. Сазонов К. Е., Добродеев А. А. Метод расчета ледового сопротивления судна при его движении в крупнобитых льдах и обломках ледяных полей / Труды ЦНИИ им. акад. А. Н. Крылова, 2011, вып. 63(347), с. 73–80.

7. Бузуев А. Я., Федяков В. Е. Вероятностная оценка повторяемости условий возникновения ветрового сжатия льда в зимний период / Труды ААНИИ, 1979, т. 364, с. 70–74.

8. Сазонов К. Е. Теоретические основы плавания судов во льдах. – СПб.: ЦНИИ им. акад. А. Н. Крылова, 2010, 274 с.

9. Бокатова Е. А., Сазонов К. Е. Расчет скорости движения судна по ледяному каналу в условиях сжатия при частич ном взаимодействии бортов с его кромками / Труды ЦНИИ им. акад. А. Н. Крылова, 2012, вып. 66(350), с. 43–46.

ПЕРСПЕКТИВЫ СОТРУДНИЧЕСТВА МЕЖДУ ТУРЦИЕЙ И РОССИЕЙ В СФЕРЕ ТОРГОВЛИ И ИНВЕСТИРОВАНИЯ В СУДО- И ЯХТОСТРОЕНИЕ Байрак Башаран, председатель Ассоциации Союз экспортеров Стамбула, Ассоциация экспортеров судов и яхт COOPERATION OPPORTUNITIES BETWEEN TURKEY AND RUSSIA ON SHIP AND YACHT TRADE AND INVESTMENT Bayrak Basaran, Istanbul Exporters Association Ship and Yacht Exporters Association Board Manager Ship and Yacht Exporters’ Association of Turkey was founded in 2010 under the umbrella of Istanbul Exporters Associa tion. There are about 500 exporter companies in ship, yacht and components industries in Turkey.

The history of Ship and yacht building industry in Anatolia dates back to Ancient ages. Ottoman Empire had given great importance to the industry. With the foundation of our Republic, this attribution has been reemphasized. Now we have shipyards and some more are under construction.

Our docks are suitable for production of small and medium sized river and sea-river type vessels.

Ship and yacht types that are produced and exported by Turkish suppliers are as follows:

– tankers, all types of dry cargo ships;

– mega yachts, yachts and different types of pleasure crafts;

– all types of tugboats;

– coast guard, naval vessels and boats;

– offshore supply vessels;

– fishing vessels;

– cruise passenger ships;

– barges and marine structures.

I would like to give some brief information about Turkey’s place in ship export. In 2010, 1,1 billion dollars value of export realized. Even all difficulties, Turkey was ranked in 9th in 2008 and 18th in 2010among the exporters countries. In Turkey was ranked 4th in the world taking the order of the boats.

In 2010, Turkey delivered 68 ships while the total number of the ships delivered in the world was 6435. This quantity was 145 in 2008 and 127 in 2009.

Let’s take a look at the yacht building industry in Turkey which is fast growing these years. Yacht building industry is located mostly in Istanbul region and also in some other parts of the Black sea, Marmara Sea, Southern Aegean Sea and the Mediterranean Region. Yacht types produced and sold in Turkey are:

– motorboats;

– sailboats;

– pleasure crafts.

ТЕЗИСЫ ДОКЛАДОВ Turkey’s main comparative advantages in ship and yacht building can be cited as follows:

– experienced and well-trained workforce;

– flexible and customized construction;

– featured designs;

– quality of production;

– competitive costs;

– powerful local suppliers in components and spare parts;

– technology based production;

– hub of the international markets;

– appropriate climate and – effective NGOs.

We know that Russia has a large sea and river transport fleet, an important portion of which are in need of renewal and the Government has taken steps to enable such a renovation.

Considering Turkey’s position and the needs of Russian fleets, we see cooperation opportunities in the following fields:

– mutual trade in raw materials and marine equipment supply;

– in education and training fields;

– in design and innovation fields;

– in production and investment fields;

– in repair and maintenance.

Our cooperation offer is not restricted to Russia only;

we can take third countries as well.

In terms of raw materials and Marine equipment supply field, Turkey imports steel plates mainly from Ukraine and Romania. We know that Russia is also an important supplier of such materials. On the other hand, Turkey exports and imports equipments, parts and fittings such as:

– anchor, chain, bollard, locking equipments;

– windlass;

– valves and central heating systems;

– electric panels and tables;

– fire fighting systems;

– pumps;

– isolation equipments;

– pipes;

– refrigerated units;

– hatch covers;

– diesel generator – and Boiler.

We believe that we can develop a mutually beneficial trade deals among our businessmen in these fields.

Developing new designs and innovation can be an important collaboration area among universities, research institutions and docks. We can include ship owners in that cooperation by learning their needs.

Turkey is very assertive in education and training in ship and yacht building industry. For example we have:

– 5 faculties;

– 5 technical colleges;

– 15 industrial design departments in Turkish universities about the industry.

This figures do not include general industrial design faculties whose number reach about thirty.

Their curriculum are highly comprehensive and up to date.

We know that Russia has some more assets in education and training.

In terms of cooperation in education and training, we can get assistance from our institutions.

I should inform that, being Turkish Ship and Yacht Exporters’ Association, we give great importance to the development of design in the industry. For this reason, we have decided holding a design competition among university students every year. We realized the first one this year in April, and now we are preparing for the second in the next year.

In terms of cooperation chances in production and investment, we can see that special featured ships and yachts can be produced in both countries according to competitive advantages of Turkey and Russia. New technology and renovation investment can be planned jointly.

In Turkey, regulation of investment has been improved this year. In this regards, social taxes on dock workers have been decreased. This elicits better conditions for ship construction in Turkey. Originally we have custom tax and VAT exemption for raw materials and components which are needed for the production of export goods.

Turkey is a well known repair and maintenance center both for ships and yachts. We serve hundreds of vehicles every year. We are more than ready for Russian ship and yachts owners as well. Especially in winter, when rivers are frozen, Russian fleets can choose Turkish docks for repair and maintenance. We offer affordable prices, flexibility and short delivery time as well as competitive repair and maintenance equipment.

ABSTRACTS OF PAPERS As it is understood from my earlier slides, Turkey is a very suitable place for both new construction and renewal of River type vessels and fishing fleet of Russia.

Non governmental organizations (NGO) are thriving in all sectors all over the world. In Turkey, we have a lot of NGOs in the sector, some of which can be seen in the slides. In reality, Ship and Yacht Exporters Association of Turkey itself is a NGO. We know that Russia is a NGO rich country too. We attribute great importance creating links between related NGOs. We can dwell on this field.

While finishing my words, I would like to express that we are ready to set some activities to discuss all these points and issues. For example we can arrange a Cooperation Platform with a group of Turkish Dock Owners and Russian counterparts in St. Petersburg or in Moscow, wherever it is possible. We can organize a Business and Investment Forum in Turkey in winter or in spring of 2013. A Business and Investment Forum can be held in Russia too.

I would like to express my pleasure for giving the chance to make this presentation to the organizers of this special event. Thank you all for listening.

ИНЖЕНЕРНЫЕ МЕТОДИКИ РАСЧЕТА НАДЕЖНОСТИ ОБОРУДОВАНИЯ ТРАНСПОРТА Бацагин Сергей Витальевич, аспирант Скороходов Дмитрий Алексеевич, д. т. н., профессор Стариченков Алексей Леонидович, к. т. н., доцент Институт проблем транспорта им. Н. С. Соломенко Российской академии наук Аннотация Представлена методика и алгоритмы, предназначенные для аналитической оценки надежности оборудования железнодорожного транспорта на этапах их разработки и проектирования. Методики и алгоритмы разработаны на базе аналитических и топологических методов, основанных на теории марковских и немарковских процессов. Ком плекс методик позволяет учесть различные факторы эксплуатации.

Ключевые слова Алгоритмы, железнодорожный транспорт, марковский процесс, методика, оборудование, оценка, фактор, экс плуатация.

ENGINEERING DESIGN PROCEDURES OF RELIABILITY OF THE EQUIPMENT OF A TRANSPORTATION Batsagin Sergey V., the post-graduate student Skorokhodov Dmitry A., Dr. Sci.Tech., the professor Starichenkov Alexey L., Dr. Ph., the senior lecturer Institute of Problems of Transport named after N. S. Solomenko of the Russian Academy of Sciences The summary The technique and algorithms intended for an analytical estimation of reliability of the equipment of railway transporta tion at stages of their development and designing is submitted. Techniques and algorithms are developed on the basis of the analytical and topological methods based on the theory markovskiy and not markovskiy of processes. The complex of techniques allows to take into account various factors of operation.

Key words Algorithms, equipment, estimation, factor, railway transportation, markovskiy process, operation, technique.

В настоящем докладе представлены методики и разработанные на их основе алгоритмы, предназначенные для аналитической оценки надежности оборудования транспорта на этапах их разработки и проектирования. Методики и алгоритмы разработаны на базе аналитических и топологических методов, основанных на теории марковских и немарковских процессов [1]. Они могут служить основой для анализа надежности, сравнения и выбора вариантов вновь разрабатываемых и модернизируемых объектов транспорта.

Комплекс методик позволяет учесть следующие факторы эксплуатации:

– восстановление отказавших элементов при техническом обслуживании в работоспособной системе;

– вид состояния резерва (нагруженный, облегченный, ненагруженный);

– наличие последствия отказов;

– ограниченное число ремонтных бригад;

– дисциплину обслуживания отказавших элементов;

– произвольные законы распределения времени безотказной работы и времени восстановления элементов.

Общими допущениями представленных методик являются следующие:

– объект транспорта имеет два возможных состояния – работоспособное и неработоспособное;

– состояние объекта в каждый момент времени однозначно определяется набором состояний всех составляющих его частей;

– функционирование оборудования контролируется непрерывно, т.е. момент отказа элемента (составной части оборудования) обнаруживается немедленно после его возникновения;

ТЕЗИСЫ ДОКЛАДОВ – восстановление элемента начинается немедленно после его отказа при наличии свободной ремонтной бригады, обслуживающей данный элемент;

при отсутствии свободной ремонтной бригады отказавший элемент становится в очередь на обслуживание;

– ремонт элемента после отказа полностью восстанавливает его свойства по надёжности.

Помимо указанных выше ограничений и допущений каждая конкретная методика имеет свои дополнительные ограничения и допущения.

Для решения задачи оценки надежности необходимы следующие исходные данные:

– перечень элементов исследуемого объекта и структура их соединения в виде надежностно-функциональной схемы;

– характеристики безотказности и ремонтопригодности элементов;

– стратегия восстановления отказавших элементов (количество ремонтных бригад, приоритет обслуживания);

– начальное состояние процесса функционирования оборудования;

– время непрерывной работы оборудования.

Методики позволяют вычислять следующие показатели и характеристики надежности объекта:

– вероятность безотказной работы за время, – среднюю наработку до отказа, – наработку на отказ, – среднее время восстановления, – коэффициент готовности, – функцию готовности в момент времени.

Методики и алгоритмы, позволяют разработать программы для ПЭВМ, которые в качестве самостоятельных модулей могут быть включены в пакет прикладных программ (ППП) оценки надежности объекта:

– методика и алгоритм расчета надежности по формулам;

– методика и алгоритм расчета надежности, основанные на интегральном представлении показателей надежности;

– методика и алгоритм, основанные на теории марковских процессов;

– аналитико-статистическая методика и алгоритм оценки надежности систем с большим числом элементов;

– методика и алгоритм оценки надежности систем при произвольных законах распределения.

Рассмотрим более подробно реализацию каждой методики.

1. Методика и алгоритм расчета надежности по формулам Методика предназначена для расчета характеристик и показателей надежности невосстанавливаемых и вос станавливаемых типовых структур при экспоненциальных законах времени безотказной работы и времени вос становления элементов [2].

Под типовой структурой будем понимать такое соединение элементов в систему, для которой известны готовые формулы для вычисления ее надежности. К типовым структурам относятся: основное соединение элементов, параллельное соединение при равно надежных и неравно надежных элементах с нагруженным, облегченным или ненагруженным резервом, параллельное соединение с последействием отказов, мажоритарное и мостиковое со единение элементов. Результатами расчетов являются для невосстанавливаемого объекта вероятность безотказной работы и средняя наработка до отказа, для восстанавливаемого объекта – средняя наработка до отказа, среднее время восстановления, наработка на отказ, коэффициент готовности.

Алгоритм расчета включает в себя следующие процедуры:

Ввод исходных данных:

– параметры типовых структур;

– числовые значения безотказности и ремонтопригодности элементов рассчитываемой типовой структуры;

– время работы типовой структуры. Задается только в случае расчеты вероятности безотказной работы.

Ввод массива данных, который содержит интенсивности отказов и интенсивности восстановления элементов типовой структуры.

При этом осуществляется выход следующих данных:

– Данные паспортов.

– Проверка возможности расчета показателей надежности и обращение к необходимым формулам.

– Расчет показателей надежности в соответствии с выбранными формулами.

– Печать результатов расчета.

2. Методика и алгоритм расчета надежности, основанные на интегральном представлении показателей надежности Методика предназначена для расчета надежности сложного последовательно-параллельного соединения объ екта практически с любым числом элементов [5, 6]. Она имеет следующие основные допущения и ограничения:

– законы распределения времени безотказной работы и времени восстановления элементов являются экспонен циальными;

– резервирование осуществляется элементами, идентичными основным элементам;

– отказы элементов возможны лишь во время работы системы;

ABSTRACTS OF PAPERS – восстановление полностью ограниченное, то есть восстановление осуществляется одной ремонтной бригадой;

– приоритет обслуживания – обратный.

При сделанных допущениях функционирование системы описывается марковским процессом с конечным числом состояний и графом переходов типа дерева. С увеличением числа элементов в системе число возможных состояний быстро возрастает, что не дает возможности построить граф переходов и вычислить вероятности состояний системы даже с помощью ПЭВМ. Предлагаемая методика снимает проблему размерности, она позволяет определить ста ционарные показатели надежности, такие как наработка на отказ, среднее время восстановления и коэффициент готовности без построения графа переходов и вычисления стационарных вероятностей состояний.

Исходными данными для расчета надежности являются:

– количество последовательно соединенных узлов, – число основных элементов -го узла, – число элементов нагруженного резерва -го узла, – число элементов ненагруженного резерва -го узла, – интенсивность отказов элементов -го узла, – интенсивность восстановления элементов -го узла.

Расчет показателей надежности производится на основе их интегральных представлений. Показатели надежности ОЖДТ выражаются через несобственные интегралы от многочленов с экспоненциальным весом. Коэффициенты многочленов однозначно определяются набором исходных данных. Вычисление интегралов осуществляется с по мощью квадратурных формул Гаусса-Лагерра.

3. Методика и алгоритм, основанные на теории марковских процессов Методикой, основанной на теории марковских процессов, будем считать методику расчета характеристик и по казателей надежности по линейным дифференциальным уравнениям типа уравнений массового обслуживания [6].

Допустим, что процессы отказов и восстановления объектов являются марковскими случайными процессами, и, предположим, что законы распределения времени безотказной работы и времени восстановления каждого элемента, входящего в систему, являются экспоненциальными.

Методика позволяет рассчитать надежность невосстанавливаемых и восстанавливаемых, не резервированных и структурно-резервированных систем при любом состоянии резерва (ненагруженном, облегченном, нагруженном), при любом количестве ремонтных бригад и произвольной дисциплине обслуживания. Она позволяет вычислять ве роятность безотказной работы, среднюю наработку до отказа, наработку на отказ, среднее время восстановления, коэффициент и функцию готовности объекта.

Исходными данными для расчета надежности являются:

– надежностно-функциональная схема;

– интенсивности отказов и восстановлений каждого элемента системы;

– количество ремонтных бригад;

– приоритет обслуживания отказавших элементов;

– начальное состояние процесса функционирования;

– время непрерывной работы системы.

Расчет характеристик и показателей надежности проводится в следующей последовательности:

– построение графа состояний;

– составление системы уравнений: алгебраических для вычисления стационарных показателей надежности или дифференциальных – для вычисления нестационарных характеристик надежности;

– определение вероятностей состояний объекта;

– вычисление показателей и характеристик надежности.

4. Аналитико-статистическая методика и алгоритм оценки надежности объектов с большим количеством составных частей Современный сложный объект, как правило, обладает большим числом составных частей (элементов), выполня ющих различные функции, наличием различных видов резервирования, последействием отказов, разнообразными стратегиями обслуживания. Оценка надежности такого объекта с удовлетворительной точностью немыслима без применения вычислительной техники. Аналитико-статистический метод оценки надежности [1] наряду с общими допущениями, наложенными на функционирование объекта, имеет еще дополнительное ограничение, состоящее в экспоненциальном характере законов распределения времени безотказной работы и восстановления всех элементов.

Расчет надежности по предлагаемой методике состоит из следующих этапов:

– построение свернутого графа состояний;

– вычисление интенсивностей переходов свернутого графа;

– составление систем линейных алгебраических или дифференциальных уравнений и их решение;

– расчет показателей надежности.

Свернутый граф состояний имеет на каждом уровне не более двух узлов, соответствующих работоспособным и отказавшим состояниям объекта. Он получается путем объединения соответствующих узлов полного графа, от вечающего процессу функционирования всей системы, и, укрупнению состояний.

ТЕЗИСЫ ДОКЛАДОВ Укрупненные узлы соединяются ветвями переходов, которым приписываются интенсивности, рассчитанные по приближенным формулам. Для вычисления интенсивностей переходов учитываются лишь выборочные пути гра фа, ведущие из начального узла. Выборка осуществляется по равномерному закону, а соответствующая величина интенсивности умножается на число ветвей, выходящих из данного узла.

Нахождение интенсивностей переходов связано с двумя видами погрешностей, одна из которых возникает из за приближенного способа вычисления интенсивностей, а другая является следствием относительно небольшого объема выборки путей графа.

Для высоконадежного объекта методика позволяет оценить точность полученных результатов и указать нижние и верхние граничные значения для наработки на отказ, среднего времени восстановления и коэффициента готовности.

Контрольные просчеты показывают, что эти значения достаточно близки между собой, и показатели надежности имеют невысокую погрешность, вполне приемлемую для инженерных расчетов.

5. Методика и алгоритм оценки надежности объекта транспорта при произвольных законах распределения Анализ надежности объекта, элементы которого имеют неэкспоненциальные законы распределения времени безотказной работы и времени восстановления, как правило, может быть выполнен, если ее функционирование пред ставлено в виде соответствующей математической модели. В некоторых случаях удается получить математическое описание функционирования системы с помощью теории полумарковских процессов (процесс функционирования и обслуживания рассматривается в специально подобранные моменты времени) или многомерных марковских про цессов (предполагающих введение дополнительных переменных). Однако, возможности применения указанных методов ограничены, поскольку в общем виде на их основе не удается описать работу восстанавливаемого объекта с учетом структурной избыточности и любой дисциплины ремонта.

Применение метода статистического моделирования для получения достоверной оценки надежности сложного объекта требует очень больших затрат машинного времени, и, для высоконадежного объекта он не всегда может быть реализован.

Известные в настоящее время методы расчета надежности технических систем не позволяют, вообще говоря, указать оценку погрешности, которая удовлетворила бы инженера-практика. Более того, при надлежащем выборе законов распределения показатели надежности, полученные, например, асимптотическими методами, могут со вершенно исказить истинное значение даже при дополнительном условии быстрого восстановления элементов.

Важным звеном анализа надежности объекта является в связи с этим разработка инженерных методов вычисления показателей надежности, имеющих достаточно высокую точность.

Основой таких методов служит возможность математического описания функционирования объекта с произ вольными законами распределения элементов с помощью системы интегральных уравнений или эквивалентной системы дифференциальных уравнений в частных производных. Это описание может быть выполнено формальным путем, исходя из структурной схемы расчета надежности или ее словесной характеристики, понятия отказа системы, указания числа ремонтных органов и дисциплины обслуживания отказавших элементов.

Алгоритм вычисления стационарных показателей надежности, основанный на приведенной методике, состоит из следующих этапов:

– ввод исходных данных;

– формирование матрицы состояний и матрицы переходов системы;

– вычисление приближенных значений вероятностей состояний и параметров переходов системы из состояния в состояние;

– вычисление интенсивностей переходов;

– составление и решение системы линейных уравнений, описывающей стационарный процесс функционирования системы;

– расчет показателей надежности и оценка их погрешностей.

Методика позволяет также найти вероятность безотказной работы объекта на начальном и стационарном участ ках его функционирования. Для экспоненциальных законов распределения обе эти функции совпадают. В общем случае они представляют собой оценки для истинного значения вероятности безотказной работы, точность которых можно установить программным путем.

Выбор наилучшего, в смысле надежности, варианта сложного объекта в процессе его проектирования требует выполнения расчетов надежности различных структур и схемных решений по большому числу критериев.

Предлагается для облегчения расчетов проектируемый сложный объект рассматривать как развивающийся.

Развивающейся считается такая система, которая образована из некоторой другой, являющейся ее прототипом с известными количественными характеристиками надежности, полученными по данным эксплуатации или расчет ным путем. Тогда надежность развивающегося объекта можно оценить путем сравнивания исходного (коренного) и развивающегося объекта.

Такой подход позволил получить простые формулы для определения показателей надежности невосстанавлива емого и восстанавливаемого, нерезервированного и резервированного объекта при общем резервировании и таких дисциплинах обслуживания, при которых функционирование сложного объекта можно описать графом типа дерева.

Расширить область применения метода развивающегося объекта можно если воспользоваться методом экви валентных систем. В соответствии с этим методом находятся такие две системы, надежность которых может быть ABSTRACTS OF PAPERS легко вычислена. При этом одна из них более надежна, а другая менее надежна, чем основная. Тогда полученные характеристики надежности эквивалентных систем будут верхней и нижней оценками.

Необходимо выбирать эквивалентными системами такие, которые имеют равно надежные элементы с одина ковыми интенсивностями отказов и восстановлений и равными некоторым средним величинам. Такой подход дает возможность получать рекуррентные соотношения, позволяющие оценить надежность проектируемого объекта как системы развивающейся при достаточно сложной ее структуре, не описываемой графом типа дерева.

Литература 1. Ивченко Б. П., Мартыщенко Л. А., Монастырский М. Л. Теоретические основы информационно-статистического анализа сложных систем. – СПб., 1997.

2. Справочник по надежности технических систем / Под ред. И. А. Ушакова. – М.: Радио и связь, 1985. – 606 с.

3. Беллман Р., Дрейфус С. Прикладные задачи динамического программирования. – М.: Наука, 1965. – 350 с.

4. Демидович Б. П., Марон И. А. Основы вычислительной математики. – М.: Наука, 1970. – 630 с.

5. РД 03-418-01. Методические указания по проведению анализа риска опасных производственных объектов // Федеральный горный и промышленный надзор России (Госгортехнадзор России). – М.: Изд-во Госгортехнадзора России, 2001.

6. Можаев А. С., Громов В. Н. Теоретические основы общего логико-вероятностного метода автоматизированного моделирования систем. – СПб.: Изд. ВИТУ, 2000.

АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ОБЯЗАТЕЛЬНОГО СТРАХОВАНИЯ ПОРТОВЫХ И ТРАНСПОРТНЫХ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ (ОСОПО ГТС) Беляев Валерий Александрович, страховой менеджер по работе с юридическими лицами Смирнова Юлия Александровна, директор агентства «РЕСО Капитал»

ОСАО «РЕСО-Гарантия»

Действующее законодательство В настоящий момент страхование ответственности организаций – источников повышенной опасности (ОО, ОПО и ГТС) является вмененным и осуществляется в рамках следующих законов:

– Федеральный закон от 27.07.2010 г. № 225-ФЗ «Об обязательном страховании гражданской ответственности владельца опасного объекта за причинение вреда в результате аварии на опасном объекте»;

– Федеральный закон от 21.07.1997 г. № 116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объ ектов»;

– Федеральный закон от 21.07.1997 г. № 117-ФЗ «О безопасности гидротехнических сооружений».

Масштабные техногенные катастрофы стали последним аргументом в споре о необходимости реформирования существующей системы страхования ответственности владельцев опасных объектов.

Введенный с 01.01.2012 г. 225-ФЗ предполагает более цивилизованный подход к страхованию со стороны го сударства и формирует совершенно новый уровень социальной ответственности как владельцев ОПО, ГТС так и других опасных объектов.

Объекты страхования Опасные объекты: объекты, расположенные на территории РФ, подлежащие регистрации в государственном реестре в соответствии с законодательством о промышленной безопасности опасных производственных объектов (Федеральный закон ФЗ-116, «ОПО») или внесению в Российский регистр гидротехнических сооружений в соот ветствии с законодательством о безопасности гидротехнических сооружений (Федеральный закон ФЗ-117, «ГТС»), а также автозаправочные станции жидкого моторного топлива:

ОО = ОПО + ГТС + АЗСжт ОПО – подлежат регистрации (Государственный Реестр) все объекты. ГТС – подлежат регистрации (внесению в Рос. Регистр ГТС) все ГТС, которые: 1) находились в эксплуатации на территории России на 01 января 1978 г.;

2) введены в эксплуатацию после 1 января 1978 г. и подлежат декларированию. АЗСжт – подпадают под действие ФЗ-225 (внесены изменения в соответствии с ФЗ-283 от 19.10.2011 г.).

Гидротехнические сооружения:

– акведук;

– водосбросное сооружение;

– канал;

– берегоукрепительное сооружение;

– ГЭС;

– лесосплавное сооружение;

– водовод;

– дюкер;

– лотки;

– вододелитель;

– отстойник;

– туннель;

– водозабор;

– плотина;

– шлюз-регулятор;

– водопуск;

– судопропускное сооружение;

– насосная станция.

С 01 января 2012 года вступил в силу Федеральный закон от 27.07.2010 г. № 225-ФЗ «Об обязательном стра ховании гражданской ответственности владельца опасного объекта за причинение вреда в результате аварии на опасном объекте».

ТЕЗИСЫ ДОКЛАДОВ Страхователь – владелец опасного объекта – юридическое лицо или индивидуальный предприниматель, вла деющие опасным объектом на праве собственности, на праве хозяйственного ведения или праве оперативного управления либо на ином законном основании, и осуществляющие эксплуатацию опасного объекта.

Эксплуатация опасного объекта – ввод опасного объекта в эксплуатацию, использование, техническое обслужи вание, консервация, ликвидация опасного объекта, а также изготовление, монтаж, наладка, обслуживание и ремонт технических устройств, применяемых на опасном объекте;

Все владельцы опасных объектов обязаны за свой счет застраховать гражданскую ответственность на весь срок их эксплуатации.

Объект обязательного страхования – имущественные интересы владельца опасного объекта, связанные с его обязанностью возместить вред, причиненный потерпевшим.

Вступление Закона об обязательном страховании опасных объектов, порядок и условия 01.01.2012 – начало страхования.

01.04.2012 – штрафы к владельцам объектов за невыполнение обязанности по страхованию.

01.07.2012 – осуществление компенсационных выплат.

01.01.2013 – страхование объектов, являющихся государственным или муниципальным имуществом, а также лифтов и эскалаторов в многоквартирных домах.

Обязательное страхование гражданской ответственности владельца опасного объекта могут осуществлять только страховые компании, имеющие соответствующую лицензию. Одно из основных условий получения лицен зии – членство в НССО.

Условия страхования, тарифы и страховые суммы регулируются законодательными актами и являются одина ковыми для всех страховых компаний.

Страховые суммы Декларируемые объекты Недекларируемые объекты Максимально возможное Страховая сумма* количество потерпевших 6,5 млрд. руб. более 3000 человек 50 млн. руб. химическая, нефтехи мическая и нефтеперерабатываю 1,0 млрд. руб. 1501–3000 человек щая промышленность 500 млн. руб. 301–1500 человек 100 млн. руб. 151–300 человек 25 млн. руб. сети газопотребления 50 млн. руб. 76–150 человек и газоснабжения, поселковые 25 млн. руб. 10–75 человек 10 млн. руб. иные объекты 10 млн. руб. иные объекты * Страховые суммы устанавливаются для каждого опасного объекта и на каждый страховой случай.

Страховые выплаты (на каждого потерпевшего) Жизни 2 млн. руб.

Здоровью до 2 млн. руб.

Размер 360 тыс. руб. (физические лица), Имуществу, не более страховых выплат 500 тыс. руб. (юридические лица) по возмещению вреда Причиненного в связи с наруше нием условий жизнедеятельности 200 тыс. руб.

каждого потерпевшего, не более В счет возмещения вреда (жизни, При отсутствии договора обязательного страхования здоровью и имуществу), причинен компенсационные выплаты осуществляются:

ного физическому лицу Потерпевшие – физические лица, включая работников страхователя, жизни, здоровью и (или) имуществу которых, причинен вред в результате аварии на опасном объекте, юридические лица, имуществу которых причинен вред в результате аварии на опасном объекте.

ABSTRACTS OF PAPERS Что будет, если не страховаться?

Эксплуатация опасного объекта в случае отсутствия договора обязательного страхования влечет:

Как заключить договор страхования 1. ЗАПОЛНИТЬ заявление на обязательное страхование и формы исходных сведений.

2. ПЕРЕДАТЬ заполненные формы и сопутствующие документы в страховую компанию:

Копия свидетельства о регистрации опасного объекта (ОПО или ГТС);

Копия документов, подтверждающих право собственности или владения опасным объектом;

Карта учета опасного объекта и сведения, характеризующие опасный объект.

3. ОПЛАТИТЬ счет и ПОЛУЧИТЬ полис страхования.

ОБОБЩЕННЫЙ ОПЫТ РАЗРАБОТКИ ЛЕДОВЫХ СУДОВ РАЗЛИЧНЫХ КЛАССОВ Беляшов Валерий Адамович, ведущий научный сотрудник – главный конструктор, 5 отделение Тимофеев Олег Яковлевич, начальник 5 отделения Симонов Юрий Андреевич, главный инженер проектов – заместитель начальника 5 отделения ФГУП «ЦНИИ им. акад. А. Н. Крылова»

Проектирование ледокольных судов представляет собой сложную задачу. Она состоит в поиске компромиссных решений для выполнения противоречивых требований обеспечения эффективности судна как на чистой воде, так и во льдах, а также повышенных требований прочности и надежности судовых конструкций и механизмов.

Для научного обеспечения проектирования современных ледоколов и судов ледового плавания требуется вы полнение специализированных расчётных и экспериментальных исследований, а также опыт натурных испытаний судов во льдах.

ЦНИИ им. акад. А. Н. Крылова обладает большим опытом выполнения таких работ и уникальными возможно стями в области экспериментальных исследований с целью обеспечения выполнения требований к современным проектируемым ледокольным судам.

Этот опыт в полной мере использован при проектировании таких уникальных технических средств как научно-экс педиционное судно «Академик Трешников» (проект ФГУП «ЦНИИ им. акад. А. Н. Крылова»), универсальный атомный двухосадочный ледокол мощностью 60 МВт нового поколения (проект ОАО «ЦКБ «Айсберг») и дизель-электрические ледоколы пр. 21900 «Москва» и «Санкт-Петербург» для Балтики (проект ФГУП «ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова»).

НЕКОТОРЫЕ ПРОБЛЕМЫ ПОДГОТОВКИ СУДОВОДИТЕЛЕЙ ДЛЯ СУДОВ СМЕШАННОГО РЕКА-МОРЕ ПЛАВАНИЯ Бойков А. В., к. т. н., доцент, декан факультета «Судовождение и эксплуатация флота»

Катенин А. В., к. т. н., доцент кафедры «Судовождение»

Московская государственная академия водного транспорта Подготовка инженеров плавсостава судов по сравнению с другими специальностями всегда являлась наиболее трудоемкой и финансово затратной, требующая для обучения высококвалифицированного профессорско-препо давательского состава и достаточно обширную материальную базу.

С вступлением в законную силу в России новых федеральных государственных образовательных стандартов третьего поколения в процессе обучения морских и речных кадров многое изменилось как в перечне дисциплин, так и в принципиальном подходе к подготовке в целом. Образовательный стандарт высшего профессионального образования сократил срок подготовки судоводителей с 5,5 до 5 лет, сохранив при этом необходимый минимальный плавательский стаж 12 месяцев и расширив практическую подготовку. Пересмотренная конвенция и кодекс ПДНВ в 2010 году предусматривают ряд значительных изменений – поправки в правила дипломирования и минимальные стандарты компетентности для командного и рядового состава судов, а так же новые стандарты для ряда специ ТЕЗИСЫ ДОКЛАДОВ алистов (матрос I класса, моторист I класса, электрик, электромеханик) для которых эти стандарты ранее не были прописаны в Конвенции (Правила II/5, III/5-7).

Были введены:

– положения по подготовке судоводительского состава по ЭКНИС;

– квалификационные требования для подготовки матросов и мотористов I класса, электриков и электромехаников;

– стандарты для подготовки командного состава по охране природной среды, навыкам лидера, работе в составе команды, владению ситуацией, оценке риска;

– корректуры по стандартам подготовки персонала для всех видов танкеров;

– новые требования по охране и борьбе с пиратством;

– рекомендации по электронному и дистанционному обучению;

– руководства по подготовке экипажа для плавания в полярных водах и динамическому позиционированию.

Одна из принятых резолюций предусматривает пересмотр типовых (модельных) курсов, опубликованных ИМО и создание новых типовых курсов. Резолюция рекомендует ИМО, Администрациям и международным организациям проанализировать изменения в конвенции ПДНВ 78 и пересмотреть соответствующие модельные курсы. Определен список типовых учебных курсов, которые должны быть откорректированы или подготовлены вновь в соответствии с Манильскими поправками к Конвенции ПДНВ 78. Одобрен новый типовой курс «Осведомлённость по защите мор ской среды». Определены новые типовые курсы, которые необходимо разработать в соответствии с Манильскими поправками.

Изменения затронули и Главу V (Требования к специальной подготовке персонала определенных типов судов), так появилось новое правило V/1-1 «Минимальные требования по подготовке капитанов, ЛКС и рядового состава для нефтеналивных танкеров и танкеров – химовозов», а также правило V/I-2 (Минимальные требования по под готовке капитанов, ЛКС и рядового состава для газовозов).

Введены или исправлены следующие руководства кодекса ПДНВ 78 часть «В»:

– раздел B-V/1. Руководство относительно подготовки и квалификации персонала танкеров;

– раздел B-V/1-1. Руководство относительно подготовки и квалификации капитанов, ЛКС и рядового состава газо возов;

– раздел B-V/1-2. Руководство относительно подготовки и квалификации капитанов, ЛКС и рядового состава неф тяных танкеров и танкеров-химовозов;

– руководство по дополнительной подготовке капитанов и старших помощников по управлению большими судами с нестандартными маневренными характеристиками;

– руководство по подготовке офицеров и рядового состава по грузовым операциям: опасные грузы и вредные вещества навалом;

– руководство по подготовке офицеров и рядового состава по грузовым операциям: опасные грузы и вредные вещества в пакетированной форме;

– руководство по применению положений Конвенции ПДНВ к плавучим буровым установкам;

– руководство по дополнительной подготовке капитанов и старших помощников по управлению судами-снабжен цами;

– руководство по подготовке операторов систем динамического позиционирования;

– руководство по подготовке капитанов и ЛКС по управлению судами в полярных водах.

Глава VI (Функции, относящиеся к чрезвычайным ситуациям, охране труда, охране судна, медицинскому уходу и выживанию) также пополнилась новым правилом VI/6 (Обязательные требования по подготовке по ох ране и инструктажу всех моряков), касающимся вопросов выдачи, оформления и обновления соответствующих документов.

Новый раздел кодекса B-VI (Руководство относительно обязательных минимальных требований по подготовке по охране и инструктажу для всех моряков) изменяет подход к подготовке лиц ответственных за охрану и предус матривает следующие виды подготовки:

– ознакомительная подготовка для всех моряков-Section B-VI;

– базисная подготовка-A-VI/6-1;

– подготовка моряков, имеющих назначенные обязанности по охране-A-VI/6-2.

Все эти изменения необходимо будет учитывать при подготовке и переподготовке судоводителей, работающих на судах река-море плавания, и своевременно адаптировать рабочие программы тренажерной подготовки. Так в ФГОС 3 прописано, что «тренажерная подготовка является неотъемлемой частью программы дисциплины и вы полняется в рамках ее трудоемкости». Это, безусловно, привносит определенные затруднения при составлении учебного плана подготовки судоводителей и сокращает проведение аудиторных (лекционных) занятий. Требования стандарта к формированию дисциплин «объем читаемой дисциплины не может быть менее 72 часов» уже сейчас заставили объединить в один ряд специальных дисциплин профессионального цикла, а от некоторых имеющихся ранее вообще отказаться. Таким образом, существенно сокращаются в подготовке судоводителей разносторонность развития кадров, их широкий кругозор и возможность взаимозаменяемости с другими судовыми специалистами.

Последней «каплей» в особенностях подготовки в системе ВПО пожалуй можно отнести отсутствие требований по получению рабочей профессии (матрос). Стандарт СПО, в свою очередь, предусматривает модульную систему под ABSTRACTS OF PAPERS готовки с проведением промежуточных аттестаций и в том числе полноценно включает модуль «матроса». Однако, учитывая национальные требования и требования конвенции ПДНВ, выпускник СПО будет обладать только лишь минимально необходимыми для работы на судах знаниями и навыками. Человек, получивший высшее образова ние будет иметь только рабочий диплом вахтенного помощника капитана, в отличие от выпускника СПО, который помимо этого полноценно сможет заменить еще и лиц рядового состава палубной команды. Упоминать же речную практику вообще не приходится, так как все заложенные стандартом под практики 52 недели будут удовлетворять только лишь международным требованиям для получения морских рабочих документов, а для тех, кто захочет ра ботать на внутренних водных путях РФ чтобы оформить речные рабочие документы придется дорабатывать стаж после выпуска из учебного заведения, что может существенно отразится на его профессионализме и дальнейшем карьерном росте.

Все это превращает выпускника «инженера» (техника) в эксплуатационника оборудования, иными словами «опера тора», однако, ФГОС 3 определяет данную категорию подготовленных лиц как «специалист»! Стоит ли в дальнейшем «поддерживать» процент аварийности по причине человеческого фактора или все-таки следует исключить слабое звено из процесса судовождения, заменив его автоматизированными системами управления?!

УДК [656.61.08:519.1:519.71] ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ МОРСКИХ ТРАНСПОРТНЫХ ПРОЦЕССОВ Борисова Людмила Фёдоровна, к. т. н., доцент Мурманский государственный технический университет Скороходов Дмитрий Алексеевич, д. т. н., профессор Институт проблем транспорта им. Н. С. Соломенко» Российской академии наук Аннотация Рассмотрены проблемы информационного обеспечения морских транспортных процессов (МТП). Показано, что общим недостатком современных систем управления МТП являeтся высокая доля участия человека в процедуре принятия решения и большая зависимость управления от психофизического состояния судоводителя. Предложено использовать кодовые методы на базе графов кодовых пересечений для представления информации и снижения влияния человеческого фактора в судоходстве.

Ключевые слова Безопасность судоходства, графы кодовых пересечений, информационное обеспечение, морские транспортные процессы, экспертные системы.

INFORMATION SUPPORT OF SEA TRANSPORT PROCESSES Borisova L. F., Cand. Tech. Sci., the senior lecturer Murmansk State Technical University Skorokhodov D. A., a Dr.Sci.Tech., the professor Institute of Problems of Transport named after N. S. Solomenko of the Russian Academy of Sciences The summary Problems of a supply with information of sea transport processes (STP) are considered. It is shown, that common fault of modern control systems STP are the high share of participation of the person in procedure of decision-making and the big dependence of management on a psychophysical condition of the navigator. It is offered to use code methods on base count in code crossings for representation of the information and decrease in influence of the human factor in navigation.

Key words A supply with information, sea transport process, safety of navigation, the column of code crossings, expert systems.

Информационное обеспечение транспортных процессов (ТП), включая морские транспортные процессы (МТП), подразумевает реализацию эффективного управления (планового и оперативного) с использованием современных информационных технологий и средств их поддержки. Плановое управление осуществляется в течение длительного времени в соответствии с перспективным планированием. Реализация его связана с составлением расписаний движения транспортных средств и согласованием всех ТП в транспортной системе. Оперативное управление обе спечивает эффективное реагирование на отклонения от плановых показателей или/и на возникновение опасных или аварийных ситуаций.

Эффективность ТП в общем случае определяется по показателям качества транспортного обслуживания, важнейшими из которых являются: безопасность, скорость, время доставки, сохранность грузов. При этом время доставки связано с понятием надежности доставки, гарантирующей выполнение поставок в договоренное время.

В налаженном производстве стандартной практикой является установление даты прибытия поставок в один и тот же день каждую неделю. Такой подход связан с использованием концепции поставок в конечный пункт «точно вовремя».

Морские транспортные процессы следует рассматривать в широком и узком смысле.

В широком смысле МТП являются составной частью единого мультимодального (интермодального) процесса, охватывающего большие территории и, в общем случае, не ограниченного территориально. Центральными вопро ТЕЗИСЫ ДОКЛАДОВ сами управления в этом случае являются обеспечение общей безопасности транспортных средств и временных параметров движения в соответствии с принципом «точно вовремя», хотя многие производители предпочитают иметь дело с поставщиками транспортных услуг, гарантирующих минимальное время в пути. Поэтому концепция «точно вовремя» не означает, что груз должен транспортироваться как можно быстрее. Для того чтобы рассчиты вать свои действия, заказчику нужно знать заранее, когда он получит груз. Доставка «точно вовремя» позволяет предприятию оптимизировать и рационализировать технологические процессы и, в конечном итоге, сделать свою продукцию дешевле и лучше.

С другой стороны, задержки будут происходить всегда вследствие непредвиденных обстоятельств. Оператив ное управление в этом случае заключается в том, что о задержках должно быть известно, чтобы дать получающей стороне шанс найти альтернативное решение. Не каждая задержка в логистической транспортной цепи повлияет на время прибытия в конечный пункт.


В узком смысле МТП следует рассматривать как самостоятельный судоходный процесс. В этом смысле управ ление рассматривается с точки зрения обеспечения безопасного движения одиночного судна в заданные сроки.

Ответственность за безопасность людей (экипажа и пассажиров), судна и груза целиком лежит персонально на су доводителе (капитане судна). Оперативное управление включает мероприятия по исключению опасного сближения с другими судами и плавучими объектами.

Каждый из подходов к рассмотрению МТП имеет свои особенности и проблемы информационного обеспечения, которые необходимо учитывать при реализации соответствующих задач. Анализу проблем информационного обе спечения морских транспортных процессов и поиску возможных путей их решения посвящена настоящая статья.

Проблемы информационного обеспечения морских транспортных процессов в мультимодальных системах Решающее значение при организации ТП в мультимодальной системе имеет то обстоятельство, что товар должен прибыть к заказчику в нужный момент. Необходимо иметь такую информационную систему, которая бы определяла оптимальные параметры ТП с учетом условий обеспечения безопасности, автоматически предупреждала других участников о задержке, руководствовалась определенными параметрами, позволяющими оценивать важность каждой конкретной задержки. Выбор наиболее эффективных способов транспортировки и решение вопросов задержек – это две главных задачи при необходимости гарантировать доставку «точно вовремя».

Эффективность решения сформулированных основных проблем транспортировки определяется степенью раз витости транспортных сетей (пропускной способностью) и эффективностью процедур управления транспортными процессами. Центральным фактором в решении проблемы обеспечения управления ТП является эффективная информационная инфраструктура, основанная на использовании методов логистики и достижений современных информационных технологий. Релевантная информация о транспортных процессах для таких структур является фактором, обеспечивающим выработку оптимальной стратегии управления ТП.

Разрабатываемые в настоящее время крупномасштабные проекты и модели ориентируются на создание и ис пользование новых информационных технологий для обеспечения мультимодальных перевозок, включая морские перевозки, «точно вовремя». Так, например, Европейский проект TRAPIST [1] в качестве одного из средств повышения эффективности работы малых и средних портов и их коммерческой привлекательности использует базу данных, которой могут совместно пользоваться операторы портов и терминалов, а также портовые фирмы, участвующие в перемещении грузов. Быстрое и эффективное решение оперативных проблем получается за счет их визуализации, позволяя оператору порта/терминала рассматривать альтернативные решения, опираясь на приобретенный с опы том «здравый смысл». Очевидно, при таком подходе велико влияние человеческого фактора на принятие решения и достаточно высока степень риска.

Международный проект Интернет-маркетинга в области транспорта, представленный в работе [2], использует отраслевые порталы в качестве основы для виртуального бизнес-пространства. При этом решается одна из глав ных задач – структуризация информационной среды отрасли. Отраслевые порталы могут использоваться целевой аудиторией для доступа к необходимой информации, приложениям и бизнес-процессам. Однако в задачи портала не входит аккумуляция всей информации отрасли и ее сервисов на своих страницах – это просто невозможно.

Существуют другие предложения по использованию современных информационных технологий. Однако в целом уровень использования информационных технологий остается достаточно низким. Существующие и разрабаты ваемые в настоящее время проекты и модели не позволяют с достаточной степенью адекватности представить и оценить процессы управления ТП с учетом таких особенностей, как огромное количество разнородных элементов и связей между ними, распределенность в пространстве и во времени, иерархически-сетевой принцип организации, влияние природных условий и др. Поиск новых подходов к решению проблем информационного обеспечения ТП в мультимодальных системах и разработка эффективных методов выработки управляющих решений с учетом тре бований безопасности является задачей, решение которой позволит придать дополнительную динамику развитию транспортных процессов.

Проблемы информационного обеспечения морских транспортных процессов судоводительскими методами Центральным фактором информационного обеспечения МТП в узком смысле является поддержка мероприя тий по обеспечению безопасности мореплавания и предотвращению опасных последствий столкновений судов.

Безопасность мореплавания – это комплексная многоаспектная проблема, которая решается с использованием разнообразных способов и методов. Методы обеспечения безопасного мореплавания и предотвращения опасных ABSTRACTS OF PAPERS последствий столкновений судов с позиций теории управления и принятия решений по типу решаемых задач можно разделить на две группы: судоводительские и экспертные. Эти группы отображают два подхода – микроскопический и макроскопический или системный.

Судоводительские методы обеспечивают принятие решений на каждом конкретном судне. Они направлены на решение главной задачи МТП – переход судна из порта отхода в порт назначения в кратчайшие сроки при условии соблюдения безопасности людей (экипажа и пассажиров), судна и груза. Выполнение этой задачи основано на использовании судоводителем, главным образом, традиционных методов управления судном, средств навигации, лоции и мореходной астрономии. Судоводительские методы обеспечиваются руководящими и регламентирующими международными и национальными правовыми документами и реализуются с использованием судовых навигаци онно-информационных и технических средств судовождения. Они в большой степени зависят от личного опыта судоводителя и его психофизиологических особенностей.

Для принятия решения о безопасном расхождении в общем случае необходимы два уровня информации: на личие опасности столкновения, для принятия судоводителем решения о необходимости действий для безопасного расхождения, и данные для выбора маневра на безопасное расхождение. Принятие решения происходит на ос нове оперативно-психической модели ситуации (концептуальной модели), формируемой в сознании судоводителя (оператора САПР) при решении оперативной задачи. Концептуальная модель представляет собой осмысливание судоводителем сложившейся ситуации с учетом стоящих перед ним задач. Взаимодействие судоводителя с инфор мационно-навигационными средствами (РЛС, САРП) тем эффективнее, чем выше соответствие информационной модели ситуации, отображенной на экране САРП, концептуальной модели судоводителя.

К основным направлениям разработок в области безопасного мореплавания и предотвращения опасных по следствий столкновений судов с применением судоводительских методов относятся следующие: 1) определение положения судна относительно опасности;

2) определение возможностей судна по избеганию опасности;

3) совер шенствование правил МППСС–72 и тренажерная подготовка судоводителей по решению задачи расхождения судов.

Первое направление занимается определением места судна на акватории с учетом ошибок навигационных из мерений, внешних воздействий и параметров движения судна. При этом решаются следующие задачи: обработка результатов измерений навигационных параметров;

определение и идентификация ошибок измеряемых параметров;

определение фигуры погрешностей положения судна;

совершенствование способов обработки потоков навигационной информации. Применяемые методы базируются на использовании теории вероятностей и теории надежности при решении задач судовождения. Большой вклад в развитие данного направления внесли Ю. К. Баранов, И. А. Блинов, В. Т. Кондрашихин, В. А. Логиновский, В. И. Меньшиков, В. Е. Ольховский, А. Е. Сазонов и др.

Высокая точность и надежность принимаемых решений достигается путем минимизации субъективных ошибок при измерениях и расчетах и более точного использования информации при одновременном уменьшении рабочей нагрузки судоводителя. Известны несколько способов представления информации и соответственно несколько типов информационных моделей: наглядные, абстрактно-знаковые, абстрактно-наглядные, смешанные или ком бинированные.

Наглядные информационные модели позволяют оператору САРП формировать образ, близкий к радиальной обстановке. К ним можно отнести радиолокационное изображение на экранах РЛС и маркерных устройств оценки опасности сближения типа ТАМ фирмы Sperry (США) или типа ГАММА. Однако анализ обстановки, определение степени опасности, производство расчетов и принятие окончательного решения полностью ложится на судоводителя, поэтому информационные модели не могут использоваться в качестве основных средств для принятия решения, они используются только в качестве дополнительной информации.

Абстрактно-знаковая модель представляет информацию в отвлеченной форме. Это дает возможность получить высокую точность передачи информации, однако затрудняет создание концептуальной модели. Образ ситуации в этом случае создается на уровне речемыслительных процессов, что увеличивает рабочую нагрузку и вероятность появления субъективных ошибок. К этому типу информационных моделей относятся знаковые табло и формуляры.

Существенным недостатком такой информационной модели является трудность перевода системы знаков в нагляд ный образ. Поэтому такие информационные модели в судовождении применяются также в виде дополнительной информации.

Абстрактно-наглядная или графическая информационная модель дает двойное представление: по отношению к объекту управления информация абстрактна, а по способу представления и виду используемых элементов – на глядна. Информация от РЛС, систем курсоуказания и скорости преобразуется в графическую форму и воспроизво дится на экране САРП в виде векторов истинного или относительного движения, точек возможного столкновения, секторов опасных курсов, районов вероятной опасности. Достоинством таких информационных моделей является то, что они позволяют судить о любых признаках объектов в форме сходной с изображением, это определило их широкое распространение в судовождении.

Примером применения абстрактно-наглядной модели является способ отображения зон опасности, реализован ный в САРП CAS 101 и CAS 11 фирмой Sperry (США), который обеспечивает представление информации в виде эллиптических или шестиугольных районов вероятной опасности, используя данные о курсе, скорости, пеленге и дистанции до цели, получаемые от судовой РЛС, лага и курсоуказателя. Форма отображаемого района вероят ной опасности зависит от соотношения скоростей цели и собственного судна, а также соотношения безопасной ТЕЗИСЫ ДОКЛАДОВ и текущей дистанций, ракурса цели и может описываться, одной или двумя односвязными или одной двусвязной несимметричными областями.

Абстрактно-наглядная информационная модель облегчает анализ складывающейся ситуации и оценку степени опасности целей. Однако при большой интенсивности движения судов представить исход маневрирования в этом случае затруднительно, а иногда невозможно. Кроме того, такая модель не дает представления о дистанции расхож дения, не позволяет оценить тенденцию изменения дистанции и запас времени до момента сближения на опасное расстояние, не позволяет оценить степень опасности и произвести отбор наиболее важных с точки зрения опасности столкновения объектов. В этом случае необходимо произвести «проигрывание» маневра. Кроме того, «проигрыва ние» маневра должно предшествовать маневру возврата к прежним параметрам движения. Условность изображения в сложных ситуациях может приводить к потере наглядности и появлению так называемого «визуального шума».

Второе направление разработок в области безопасного мореплавания – определение возможностей судна по избеганию опасности – занимается разработкой математических моделей движения судна при осуществлении маневров, экспериментальных методов определения маневренных характеристик судов, способов идентификации математических моделей по данным маневренных испытаний, разработкой информации о маневренных характери стиках движения судна и рекомендаций по осуществлению маневров в различных условиях. Существенный вклад в развитие этого направления внесли Н. И. Анисимова, А. А. Арефьев, А. М. Басин, В. Г. Бакаев, А. С. Васьков, А. Д. Гофман, С. И. Демин, Ф. М. Кацман, А. А. Соловьев и др.

Использование моделей и методов определения возможности судна по избеганию опасности, позволяет оценить степень опасности, произвести отбор наиболее важных с точки зрения опасности столкновения объектов и повысить достоверность и обоснованность принятого решения на маневр расхождения. К недостаткам этого направления относятся трудоемкость операций «проигрывания» маневра, особенно при расхождении с несколькими встречными целями. Выполнение маневра требует от судоводителя богатого личного опыта и хорошего психофизиологического состояния.

Судоводительские методы максимально учитывают обстоятельства движения судна, состояние окружающей среды, формализуют навигационные мероприятия по «проигрыванию» маневра. Они имеют целью обеспечить вы полнение судоводителем основных функций по обеспечению безопасности собственного судна, принятию решения и отработке действий по выполнению маневра последнего момента. Функции судоводителя сводятся в основном к визуальному контролю, наблюдению, общему анализу навигационной обстановки и принятию окончательных решений по управлению судном.

К недостаткам судоводительских методов относятся следующие:

1. Информационная ограниченность – решение вырабатывается на основании навигационных измерений с уче том обстановки в районе, непосредственно примыкающем к дистанции кратчайшего сближения (ДКС) судна. Такой подход не может обеспечить высокий уровень безопасности в сложных условиях мореплавания на акватории с большим скоплением судов.

2. Большая зависимость от технических возможностей навигационно-измерительных приборов – реализация судоводительских методов с учетом ограничений современных навигационных и измерительных приборов в составе информационно-навигационного комплекса (ИНК) судна требует достаточно хорошей видимости в пределах ДКС суд на. С другой стороны, увеличивающееся количество измерительных приборов на судне и их возрастающая сложность ведут к повышению нагрузки на судоводителя и предъявляют растущие требования к уровню его компетентности.

3. Высокое влияние человеческого фактора – анализ обстановки, определение степени опасности, производство расчетов и принятие окончательного решения полностью ложится на судоводителя, что требует от него хороших профессиональных навыков, высоких психофизиологических показателей, богатого личного опыта судовождения в различных условиях плавания.

Проблемы информационного обеспечения морских транспортных процессов экспертными методами Экспертные методы получили развитие в связи с ростом интенсивности судоходства и связанным с нею возраста нием опасности столкновений судов. Невозможность решить проблемы безопасности мореплавания традиционными судоводительскими методами послужили поводом к созданию систем безопасности мореплавания (maritime safety system). Техническими предпосылками использования экспертных систем безопасности мореплавания явились:

развитие микроэлектроники и вычислительной техники, расширение технических и технологических возможностей систем слежения и средств отображения, развитие средств информатизации и системного программного обеспе чения, использование цифровой обработки и хранения данных, развитие средств телекоммуникации, спутниковой навигации, усовершенствование средств радиолокации. Все это позволило создавать системы, отличающиеся высокой точностью и надежностью.

Термин «система безопасности мореплавания» иногда трактуется расширительно, включая организационные структуры (например, Международная морская организация – ИМО), нормативные документы (резолюции ИМО), технологические решения (конструкция корпуса судна с двойным дном). Однако, имея в виду сущностное содержание этого термина, к экспертным системам безопасности мореплавания относятся следующие типы систем: системы установления путей (разделения) движения судов;

системы управления движением судов (СУДС);

глобальная морская система связи при бедствии и для обеспечения безопасности (ГМССБ);

системы судовых сообщений. Эти системы предназначены для решения разнообразных задач, например: организация движения судов путем разделения ABSTRACTS OF PAPERS встречных потоков судов в прибрежных водах, радиолокационный контроль и оперативное управление движением судов на подходах к портам, минимизация последствий навигационной аварийности путем содействия проведению спасательных операций, защита наиболее экологически уязвимых морских районов. Макроскопический характер этих систем обусловливается тем, что реализация поставленных перед ними задач обеспечивается на уровне более высоком, чем мостик отдельного судна, когда задействуются и специально созданная береговая инфраструктура, и нормативно–организационное обеспечение, и особое структурирование морских районов.

Введение в действие систем безопасности мореплавания способствовало дальнейшему структурированию поверх ности моря, поскольку функционирование таких систем связано с установлением конкретных зон действия, которые имеют определенные географические границы. В настоящее время системы безопасности мореплавания действуют практически во всех районах Мирового океана. Даже в наиболее удаленных от традиционных морских путей районах действуют, как минимум, две таких системы: глобальная система судовых сообщений AMVER и глобальная морская система связи при бедствии и для обеспечения безопасности (морские районы А3 или А4). Зоны действия разных систем безопасности мореплавания могут перекрываться частично или полностью, в результате судно, следуя в каком–либо районе, может быть одновременно в зонах действия нескольких систем безопасности мореплавания.

Участие судов в системах безопасности мореплавания может быть обязательным или добровольным. В свою очередь, системы могут быть обязательными или для всех судов без исключения, или для судов определенного класса в зависимости, например, от длины, валовой вместимости, типа судна и его национальной принадлежности.

Участие судна в любой из этих систем как налагает на судоводителя определенные обязательства, так и предо ставляет ему конкретные возможности, связанные с обеспечением безопасности мореплавания. Поэтому еще на этапе планирования рейса судоводитель обязан предусмотреть все возможные ситуации, в которых может оказаться судно в связи с участием в системах безопасности мореплавания.

Главным достоинством экспертных методов является то, что они занимаются проблемами организации безопас ного движения судов и обеспечения безопасности мореплавания всех судов комплексно. Они не учитывают дета лей действий судоводителя по обеспечению движения конкретного судна, но позволяют рассматривать проблему безопасности судоходства системно. Учитывая, что ответственность за безопасность судна несет судоводитель, экспертные методы рассматриваются в качестве средств дополнительной помощи в судовождении.

Недостатком современных экспертных методов является низкий уровень информатизации и формализации про цедур принятия решения, что не позволяет реализовать в полной мере возможности современных вычислительных ресурсов. Как следствие управление в современных экспертных системах требует непосредственного участия оператора в процедуре принятия решений.



Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 7 |
 

Похожие работы:





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.