Выбор оптимального по времени маршрута судна в ледовых условиях с учетом обеспеченности прогнозов по продолжительности перехода тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Алёшин Александр Александрович

• Алёшин Александр Александрович
• кандидат наук
• 2024

Оглавление диссертации кандидат наук Алёшин Александр Александрович

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННЫХ УСЛОВИЙ ПЛАВАНИЯ ПО СЕВЕРНОМУ МОРСКОМУ ПУТИ

1.1 Международные требования к планированию перехода судна

1.2 Критерии оптимизации маршрута судна

1.3 Современное использование Северного морского пути

1.4 Виды ледовых прогнозов и способы их получения на судне

1.5 Постановка задачи научного исследования по поиску оптимального маршрута перехода судна в Арктике

Выводы по главе

2. РАЗРАБОТКА МЕТОДА ПО ВЫБОРУ ОПТИМАЛЬНОГО МАРШРУТА СУДНА В ЛЕДОВЫХ УСЛОВИЯХ

2.1 Анализ существующих методов по поиску оптимальных маршрутов в море

2.2 Расчёт скорости судна в различных условиях в Арктике

2.3 Формирование цифрового двойника района плавания

2.4 Расчетная схема определения оптимального маршрута в ледовых условиях

Выводы по главе

3. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ РАСЧЕТА ПОТЕРЬ ВРЕМЕНИ С УЧЁТОМ ЛЕДОВЫХ ПРОГНОЗОВ

3.1 Подбор и характеристики вида распределения вероятности реализации временных потерь

3.2 Проверка правильности подбора закона распределения вероятности реализации временных потерь

3.3 Анализ статистических данных по совершенным рейсам

3.4 Методика оценки риска потерь времени при переходе в ледовых условиях

Выводы по главе

4 НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРАКТИЧЕСКОМУ ПРИМЕНЕНИЮ МЕТОДА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИМАЛЬНОГО МАРШРУТА СУДНА ВО ЛЬДАХ С УЧЕТОМ ОБЕСПЕЧЕННОСТИ ПРОГНОЗОВ

4.1 Структурная схема поиска оптимального маршрута в ледовых условиях в Арктике

4.2 Функциональная схема поиска оптимального маршрута в ледовых условиях в Арктике

4.3 Решения по применению метода в практических условиях

Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Список сокращений и условных обозначений

Список литературы

Приложение А

Приложение Б

Приложение В

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Выбор оптимального по времени маршрута судна в ледовых условиях с учетом обеспеченности прогнозов по продолжительности перехода»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. Истощение разведанных запасов углеводородного топлива вынуждает обратить внимание на запасы полезных ископаемых, расположенных в труднодоступных арктических регионах. На протяжении последних десятилетий на арктическом шельфе Российской Федерации наблюдаются процессы, связанные с развитием добычи и отработки месторождений жидких и газообразных углеводородов. Государственная политика современной России относит к числу наиболее приоритетных направлений экономическое развитие регионов Крайнего Севера. Формирование крупных центров по добыче и переработке жидких и газообразных углеводородов в арктическом регионе требует активного развития региональной транспортной сети, и возрастающее значение приобретает Северный морской путь (СМП) как внутренняя транспортная магистраль. В качестве ключевых источников экономического развития представляются месторождения полезных ископаемых (в том числе газообразных и жидких), являющихся перспективными в части осуществления всей совокупности технологических процессов по освоению, вскрытию, разведке, транспортировке и переработке в сложных условиях климата региона. Особое внимание направлено на освоение территорий Арктического шельфа и прилегающих территорий. Ряд правовых актов [30], [48], [73] реализует политику государства в отношении экономического развития арктического региона. В содержании государственной программы, направленной на экономическое и социальное развитие российской Арктики вплоть до 2025-го года, внедрено определение «опорных зон развития», представленных основным механизмом практического осуществления государственной политики в сфере освоения территорий Арктической зоны Российской Федерации (АЗРФ). Оптимизация процессов транзитных перевозок, а также вывоза полезных ископаемых может послужить

импульсом к развитию опорных зон, что будет соответствовать национальным и экономическим интересам Российской Федерации.

Особые условия плавания (сложная ледовая обстановка на протяжении большей части года, экстремально низкие температуры, удаленность баз снабжения и пр.) снижают эффективность коммерческого судоходства, обеспечивающего наибольшую финансовую прибыль за счёт значительных объемов грузоперевозок и обеспечения модели, предполагающей доставку точно в срок. Соответственно, процесс планирования морских грузоперевозок в Арктике должен стать эффективнее и приобрести более предсказуемый характер с позиции затрат времени. Опыт по эксплуатации судов в ледовых условиях Российской Арктики, наиболее обширный в сравнении с другими регионами с тяжелой ледовой обстановкой, представляется полезным для анализа с целью повышения эффективности работы судов в высоких широтах.

С точки зрения хрупкости арктической экологии рост северных грузоперевозок морем существенно повышает на неё нагрузку. Недавние исследования, проведенные Международной морской организацией ИМО (МЕРС58Л№\21), доказали, что оптимизация маршрута судна позволит сократить расход топлива и выбросы в атмосферу в среднем на 2-4%, что подчеркивает целесообразность разработки метода по определению оптимального маршрута судна с точки зрения глобального воздействия судоходства на загрязнение окружающей среды.

В течение последних лет был осуществлен ряд организационно-технических мероприятий с целью улучшить условия плавания в Арктических морях. Вступил в силу Полярный кодекс, подвергнут расширению и усовершенствованию флот ледокольных судов, активным образом внедряются современные технологические решения по добыче жидких углеводородов на континентальном шельфе, произведена модернизация системного комплекса гидрометеорологического

обслуживания СМП и пр. Однако, на уровне эксплуатации в настоящее время отсутствуют инструменты для оперативного определения оптимального по времени маршрута для судна, совершающего самостоятельное ледовое плавание с учётом обеспеченности прогнозов по его продолжительности.

Степень разработанности темы. Активное освоение СМП в период 1970 - 1980-х годов, связанное со строительством атомного ледокольного флота, развития добычи полезных ископаемых и последующим открытием круглогодичной навигации в 1978 году, обозначило переход от единичных переходов судов к массовому коммерческому судоходству, которое по настоящий день наращивает объемы грузоперевозок. Это вызвало потребность в новых разработках, направленных на повышение как эффективности коммерческого судоходства, так и безопасности плавания в особых условиях Арктики. К этому времени было разработано множество подходов к решению оптимизационной задачи при плавании судов в различных условиях. Проблеме выбора оптимального маршрута в море были посвящены исследования таких учёных, как Акмайкин Д. А., Гриняк В. М., Кубрин С. С., Сахаров В. В., Сотникова М. В., Тезиков А. Л., Федоренко К. В., Чертков А. А., Шифрин Л. С., Bijlsma S. J., Eskild H., Haltiner, G. J., Pandey A. Hosoda Ryusuke, H.D.Hamilton, Henry Chen, Takagi Matao, G.Arnason, F.D.Falkner, Ganno Masaaki, Peter Lacey.

Оценка продолжительности перехода в Арктике вместе с анализом факторов, влияющих на неё, является неотъемлемым этапом в процессе оптимизации маршрута плавания. Исследованиями множества факторов, влияющих на продолжительность перехода судна в ледовых условиях в Арктике, занимались многие ученые, в том числе Никитин В. М., Ольховик Е. О., Тезиков, А. Л. Гидрометеорологические условия плавания и тенденции их развития, гидрографическое обеспечение исследуемого региона рассмотрены в работах таких учёных, как Абузяров З. К., Дремлюг В. В., Уханов Г. И., Гриняк В. М., Клячкин С. В., Миронов Е. У.

В настоящее время накоплен значительный опыт в применении различных математических аппаратов с целью оптимизации маршрутов плавания с применением как однокритериального, так и многокритериального подходов. Многокритериальный подход в выборе оптимального маршрута в современных арктических условиях рассмотрен в работах Андреевой Е. В., Федоренко К. В., H. Eskild, T. Fabry, A. Pandey.

Особого внимания заслуживает работа A. Pandey [113], где решение задачи выбора оптимального маршрута в ледовых условиях представлено на основании опыта плавания в районе Северо-Западного прохода. Выбор маршрута в этой работе основан на учёте глубин в районе плавания, ледового класса судна и ледовой обстановки. Учёт ледового класса судна и ледовой обстановки осуществлен с помощью предложенной ИМО системы индексации риска POLARIS. Данная система позволяет обособить район, безопасный для плавания судна с конкретным ледовым классом, с целью последующего формирования оптимального маршрута в его границах.

Значительный вклад в организацию арктической морской транспортной системы и безопасность судоходства в своих работах внесли Арпиайнен А. И., Афонин А. Б., Дехтярук, Ю.Д., Кулеш В. А., Сазонов К.Я., Цой Л.Г.

Несмотря на большой объём выполненных исследований, на сегодняшний день не была рассмотрена и решена научная задача выбора оптимального маршрута судна, выполняющего самостоятельное плавание в ледовых условиях с учётом обеспеченности прогнозов ледовой обстановки и оценки эконмического риска, связанного с потерями времени, вызванными неоптимальным планированием.

Цель исследования - повышение безопасности и экономической эффективности эксплуатации флота в ледовых условиях.

Идея исследования - с помощью оптимизационного алгоритма и риск-ориентированного подхода к планированию перехода судна в ледовых

условиях добиться повышения безопасного плавания и большей определенности планирования времени перехода.

Задачи исследования. Достижение поставленной цели в работе требует решения следующих задач:

- изучить условия и факторы, влияющие на выбор безопасной скорости при плавании в ледовых условиях в акватории Арктики с целью формирования цифрового двойника района плавания, учитывающего эти факторы;

- разработать метод нахождения оптимального по времени пути судна в ледовых условиях с оценкой экономического риска связанного с неисполнением прогноза по его продолжительности;

- разработать методику определения функции вероятности потерь времени на переходе на основе исследования статистических данных о потерях времени при плавании судов на трассах СМП в период зимней навигации;

- разработать решения по практической реализации метода определения оптимального маршрута судна в ледовых условиях с учётом обеспеченности прогноза.

Объект исследования - условия самостоятельного плавания судов в ледовых условиях в Арктике.

Предмет исследования - оптимальные пути и маршруты судна в ледовых условиях.

Методы исследования. Диссертационная работа базируется на теории случайных процессов, методах динамического программирования, анализа и статистической обработки экспериментальных данных, теории вероятности и статистики, риск-ориентированный подход; применены компьютерные методы обработки и моделирования процессов.

Научная новизна исследования. Разработан и обоснован метод оперативного определения оптимального маршрута судна в ледовых

условиях для самостоятельного плавания при следовании судна с безопасной скоростью в любой точке маршрута. Отличительная особенность метода заключается в снижении негативного влияния неопределенности на основе оценки экономического риска связанного с потерями времени на переходе. Применение в определении скорости движения судна такого параметра, как безопасная глубина (по терминологии ЭКНИС), а также допустимого смещения судна от оси маршрута при выборе шага дискретизации обеспечивают безопасное плавание по сформированному оптимальному маршруту.

Предложена структура информационного представления цифрового двойника района плавания (гидрометеорологическими и навигационными сведениями о районе плавания в Арктике), позволяющая учитывать влияющие на скорость судна факторы, включая помимо ледовых полей и погодных условий, системы разделения движения, особые районы плавания и т.д. Цифровой двойник не имеет ограничений по вводу новых факторов, если определены математические взаимосвязи между ними и скоростью судна.

Разработана методика определения функции вероятности потерь времени на переходе в ледовых условиях с учётом типа судна, его ледового класса и времени с целью снижения негативного влияния неопределенности на основе оценки экономического риска связанного с потерями времени на переходе.

Разработаны организационные меры по обеспечению безопасного применения оптимизационного алгоритма на борту судна в рамках СУБ компании.

Теоретическая значимость. Результаты работы вносят вклад в теорию оптимизации судоходных маршрутов с учётом переменчивых условий плавания, в том числе ледовой обстановки. Материалы, полученные в рамках диссертационного исследования, являются научной основой для

комплексного риск-ориентированного подхода к выбору оптимальных маршрутов в ледовых условиях.

Практическая значимость результатов диссертационной работы.

Расчёт оптимального пути следования морского транспортного судна в период зимней навигации на основе оперативных данных о ледовых прогнозах, полученных от Арктического и антарктического научно-исследовательского института (ФГБУ «ААНИИ») оперативно производится на судах, совершающих плавание в автономном режиме в ледовых условиях. Корректное планирование переходов с учётом прогнозов ледовой обстановки и мореходных свойств судна, а также учёт обеспеченности прогнозов по продолжительности перехода при планировании является важным вкладом в безопасность и экономичность эксплуатации флота.

Положения, выносимые на защиту.

- Создана структура информационного представления цифрового двойника района плавания в Арктике, отображающая допустимую безопасную скорость движения судна, и позволяющая учитывать факторы, влияющие на её выбор;

- Разработан и обоснован метод по определению оптимального по времени маршрута судна в ледовых условиях для самостоятельного плавания при следовании судна с безопасной скоростью в любой точке маршрута. на основе принимаемых на борту карт ледовых прогнозов;

- Разработана методика определения функции вероятности потерь времени на переходе на основе исследования статистических данных о потерях времени при плавании судов на трассах СМП в период зимней навигации времени с целью снижения негативного влияния неопределенности на основе оценки экономического риска связанного с потерями времени на переходе;

- Разработаны решения по практической реализации метода определения оптимального маршрута судна в ледовых условиях с учетом

обеспеченности прогноза, отвечающие международным требованиям планирования перехода и управления безопасностью на борту судна.

Достоверность. Основанная на анализе статистических данных по фактическим рейсам, совершенным судами на трассах СМП в период 20162021 гг., с помощью регрессионного анализа получена функция вероятности критических потерь времени при плавании судна в ледовых условиях; правильность подбора проверена по двум критериям согласия (Колмогорова и Пирсона) при доверительной вероятности р=0,98. Расчетные значения, полученные в ходе работы, близкие к фактическим значениям продолжительности перехода судов, доказывают состоятельность предлагаемого метода по определению оптимального маршрута судна.

Соответствие диссертации паспорту научной специальности. Отраженные в диссертации научные положения соответствуют области исследования (п 11. «Оптимальные судоходные маршруты», п 23. «Проблемы и задачи арктического судоходства») специальности 2.9.7 -Эксплуатация водного транспорта, водные пути сообщения и гидрография по номенклатуре специальностей научных работников «Технические науки».

Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 научных работ, в том числе 4 статьи в рецензируемых научных журналах, входящих в перечень рекомендованных изданий ВАК РФ, одна работа в отечественных изданиях, которые входят в международные реферативные базы данных, и одно свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ.

Апробация. Основные положения и результаты исследования докладывались на международной научно-практической конференции Балтийский морской форум в 2016, 2018 и 2019 г. (г. Калининград), 13-й Международной научной школе молодых ученых и специалистов «Проблемы освоения недр в XXI веке глазами молодых» в 2016 г., XXV-й Международном научном симпозиуме «Неделя горняка-2017» в 2017 г. и на XXXVIII Международной научно-практической конференции научно-

педагогических работников и обучающихся ФГБОУ ВО МГАВТ «Экологический императив развития транспортной науки в XXI веке» в 2017 г. Результаты диссертации были представлены в виде научного проекта во всероссийском конкурсе «Форум умной молодёжи транспорта - 2019», где работа получила награду «За самый оригинальный авторский подход».

Результаты диссертации были внедрены в учебный процесс кафедры Судовождение и безопасность судоходства ФГБОУ ВО «Волжский государственный университет водного транспорта», реализованы при выполнении переходов судов судоходной компании ООО «Судоходная Компания «Арк».

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка условных обозначений, списка использованных терминов, списка литературы из 117 наименований. Диссертационная работа изложена на 149 стр., содержит 12 таблиц, 28 рисунков и 3 приложения.

1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННЫХ УСЛОВИЙ ПЛАВАНИЯ ПО СЕВЕРНОМУ МОРСКОМУ ПУТИ

1.1 Международные требования к планированию перехода судна

В содержании Международной конвенции о дипломировании и подготовке моряков и несении вахты ПДМНВ 78/95, гл. VIII, (разд. АVIII/2) и Резолюции А 893 (21) «Руководство по планированию рейса» от 25.11.1999 года представлены требования, которые ИМО (Международная Морская организация) предъявляет к планированию рейса.

Положения, включенные в данную документацию, свидетельствуют об особой значимости досконального и объективного составления плана перехода в целях обеспечения безопасности мореплавания, защиты окружающей среды и охраны человеческой жизни на море. Актуальные требования определяют, что переход морского судна необходимо планировать заблаговременно, учитывая всю совокупность данных, связанных с предстоящим рейсом. Непосредственно до выхода судна в рейс, должен быть спланирован маршрут перехода из порта отхода до порта захода, от причала до причала.

Существуют комплекс факторов, способных затруднить безопасное движение судов, включая крупнотоннажные морские суда, обеспечивающие транспортировку опасных грузов. Эти факторы необходимо учитывать в рамках планирования и дальнейшего контроля за процессом реализации составленного плана перехода.

Обеспечение безопасности жизни и здоровья людей на морском транспорте, эффективного и безопасного судоходства, безопасности морской окружающей среды требует в процессе планирования перехода учёта, в частности, следующих факторов (но не ограничиваться ими) [3]:

- соответствующий требованиям и нормам безопасности скоростной режим движения морского транспорта вблизи навигационных опасностей,

лежащих на предполагаемом пути, маневренные характеристики судна, лимитирующие глубины;

- вынужденные корректировки скоростного режима в ходе движения судна на всех отрезках спланированного пути, например, при переходе в ночное время суток, либо ввиду недостаточной видимости (туман, атмосферные осадки и пр.);

- учёт просадки судна на ходу;

- места, где необходимо изменение режима готовности главного двигателя;

- требуемая минимальная глубина под килем при плавании на мелководье;

- точки изменения курса с учётом маневренных характеристик судна при запланированной скорости и потенциального влияния течения (включая приливные) а также ветроволновых воздействий;

- периодичность и способы определения места судна, в т.ч. основные и второстепенные способы; выделение участков, где точность определения местоположения особо значима и где требуется предельная степень надежности;

- применение систем управления движением (СУДС), систем разделения движения и пр.

Подчеркивается, что форма составления плана перехода определяется требованиями СУБ (Система управления безопасностью) конкретных судоходных компаний, в которых должны включены обязательные международные требования и правила, а также учитываться особенности района работы судна.

К судам, совершающим плавание в полярных водах, предъявляет дополнительные требования Международный кодекс для судов, эксплуатирующихся в полярных водах (Полярный кодекс). К полярным водам, в соответствии с Полярным кодексом [61], отнесены районы:

расположенные к северу от линии, образованной следующими точками: 58°00,0' северной широты (СШ) и 042°00,0' западной долготы (ЗД), 64°37,0' СШ и 035°27,0' ЗД, затем по линии до точки 67°03,9' СШ, 026°33,4' ЗД, затем по линии до точки 70°49,56' СШ и 008°59,61' ЗД (о. Ян-Майен, мыс Серкапп) и по южной прибрежной зоне Ян-Майена до точки 73°31,6' СШ и 019°01,0' ЗД у острова Медвежий, далее по линии ортодромии до 68°38,29' СШ, 043°23,08' ЗД (мыс Канин Нос) и затем по северной прибрежной зоне Евразии в восточном направлении до Берингова пролива, после этого в западном направлении до 60° северной широты до Ильпырского, затем по 60-й параллели северной широты в восточном направлении до пролива Этолина, затем по северной прибрежной зоне Северо-Американского континента в южном направлении до 60° СШ, после этого в восточном направлении вдоль параллели 60° СШ до 056°37,1' ЗД и затем до точки 58°00,0' СШ, 042°00,0' ЗД. Соответствующая информация приведена на рисунке 1.

Рисунок 1 Границы Арктических вод в соответствии с Полярным кодексом

В содержании Полярного кодекса приводятся требования к применению на судне процедур, основанных на оценке рисков, применительно к планированию рейса с целью избежать ледовых условий и/или температур, выходящих за пределы расчетных эксплуатационных возможностей или ограничений судна [61]. В дополнение к описанным ранее факторам, при планировании перехода в полярных водах также должны учитываться следующие факторы:

- все возможные ограничения технических средств судовождения, средств навигационного обеспечения и гидрографической информации;

- актуальная и своевременная информация о ледовых полях в районе плавания - площади, занимаемой льдами, их сплочённости, торосистости, заснеженности и пр., и айсбергах;

- информация статистического характера, касающаяся температурных показателей и ледовых полей за прошлые годы;

- сведения о возможных местах-убежищ, а также баз материально -технического обслуживания и национальных пунктов реагирования на аварийные ситуации в море;

- актуальная информация о районах сезонной миграции морских млекопитающих и меры, которые надлежит принять при встрече с морскими млекопитающими, в отношении известных ареалов с высокой популяцией морских млекопитающих (на основании циркуляра МЕРС/Спс.674 "Руководящие указания по минимизации риска столкновения судна с китообразными");

- актуальная информация о рекомендованных путях и скорости движения судов, а также службах управления движением судов в отношении известных ареалов с высокой популяцией морских млекопитающих, включая районы сезонной миграции;

- международные и национальные морские районы на пути судна, находящиеся под защитой.

1.2 Критерии оптимизации маршрута судна

Выбор пути осуществляется по результатам детального анализа совокупности условий плавания с учётом его мореходных качеств, осадки и эксплуатационных требований. Вопросам выбора оптимальных маршрутов посвящено множество работ российских и зарубежных авторов [37], [45], [50], [80], [83], [89], [92], [96], [100], [103], [104], [106], [111], [112], [113], [114]. При выборе маршрута должна быть обеспечена навигационная безопасность плавания, предупреждён риск столкновения с другими судами и нанесение ущерба окружающей среде. В целом, в практике судоходства определяется, что путь, который данное судно при определенной гидрометеорологической и навигационной обстановке проходит при минимальной затрате ресурсов, и при обеспечении безопасности мореплавания и сохранности перевозимых грузов за кратчайшее время, является наивыгоднейшим оптимальным путем между пунктами отхода и прихода.

В решении оптимизационной задачи применим как однокритериальный, так и многокритериальный подходы. Зачастую решение многокритериальной задачи сводится к однокритериальной задаче с ограничениями. Многокритериальный подход имеет существенные недостатки - как наличие сразу нескольких решений (оптимизация по Парето), так и фактор субъективной оценки при оптимизации по приоритету критериев.

В общем виде решение задачи по оптимизации сводится к поиску экстремума (максимума или минимума) целевой функции. При решении задач оптимизации могут быть выбраны как один, так и несколько критериев оптимизации.

В зависимости от поставленной перед судном задачи производится выбор одного или нескольких критериев оптимального маршрута перехода. Существующие критерии оптимизации маршрута судна включают в себя:

- кратчайший расстояние перехода;

- кратчайшее время перехода;

- минимальный расход топлива;

- минимальная стоимость перехода;

- обеспеченность сохранности экипажа и грузов;

- различные критерии безопасности плавания.

- прочие частные критерии.

Ледовые условия в Арктическом регионе, превалирующие здесь на протяжении большей части календарного года и характеризующиеся различными толщинами, сплочённостью и местами высокой торосистостью, оказывают существенное влияние на выбор маршрута морского судна. Эти условия обуславливают экономическую неэффективность рейсов, совершаемых по наикратчайшему пути. Вероятнее всего, такой переход станет неоптимальным по времени, а ввиду особо тяжелых ледовых условий, вероятно присутствующих на маршруте, могут привести к повышенному расходу топлива и представлять угрозу безопасности судна ввиду несоответствия ледовых условий ледовому классу судна.

Рассмотреть минимальный расход топлива в качестве основного критерия оптимизации при плавании в ледовых условиях представляется возможным, но тем не менее затруднительным в связи с необходимостью построения сложной модели выбора оптимальных ходов главного двигателя судна в постоянно меняющихся ледовых условиях.

Очевидно, первоочередным критерием должна стать безопасность плавания, так как в конечном итоге, пренебрежение соображениями безопасности с целью достижения максимальной экономической выгоды приведет лишь к дополнительным, и зачастую более крупным финансовым потерям. Особенно критично это при эксплуатации танкеров Арктике, где, учитывая хрупкость окружающей среды, любой аварийный случай вызовет повышенное недовольство общественности, не говоря уже о более высоких

затратах на устранение последствий аварии в связи с удаленностью региона от баз материально-технического обеспечения и развитой транспортной инфраструктуры. Для обеспечения безопасности плавания в условиях ледового плавания в Арктике при выборе направления движения и скорости судна должны учитываться все перечисленные в предыдущей главе факторы. Соответственно, при выборе маршрута в ледовых условиях с целью достижения максимального экономического эффекта не представляется возможным пренебрегать мерами по выполнению безопасного плавания.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Алёшин Александр Александрович, 2024 год

Список литературы

1. Акмайкин Д.А. Проект системы оперативного анализа и оптимизации движения морских судов / Д.А. Акмайкин, С.Ф. Клюева, П.А. Салюк // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова. - 2015. - №1. - Т.29. - С. 229-232.

2. Акмайкин Д. А. Обзор функциональных возможностей и перспективы современных автоматизированных систем планирования маршрута судна / Д. А. Акмайкин, Д. Б. Хоменко, С. Ф. Клюева // Вестник государственного университета морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова. — 2017. — Т. 9. — № 2. — С. 237-251.

3. Алёшин А. А. Применение метода оптимизации маршрута судна в ледовых условиях с точки зрения системы управления безопасностью / А. А. Алёшин, С. С. Кубрин // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. — 2022. — Т. 14. — No 4. — С. 546-554. DOI: 10.21821/2309-5180-2022-14-4-546-554

4. Алёшин А. А. Поиск оптимального по времени маршрута судна в ледовых условиях / А. А. Алёшин // Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ RUS № 2022618087 от 28.04.2022 г.

5. Алёшин А. А. Функциональная схема оперативного расчета оптимального маршрута судна в ледовых условиях / А. А. Алёшин, С. С. Кубрин // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. — 2021. — Т. 13. — № 2. — С. 222-231. DOI: 10.21821/2309- 5180-2021 -13-2-222-231

6. Алёшин А. А. Разработка структуры информационного обеспечения гидрометеорологическими и навигационными сведениями о районе плавания в Арктике / Алёшин А. А., Кубрин С. С. // Транспортное дело России. - 2020. - №1. - С. 133-136.

7. Алёшин А. А. Оценка потерь времени при совершении рейса в ледовых условиях //Алёшин А. А., Кубрин С. С. /БАЛТИЙСКИЙ МОРСКОЙ ФОРУМ: материалы VII Международного Балтийского морского форума: В 6 томах. Т. 2. «Морская техника и технологии. Безопасность морской индустрии», VI Международная научная конференция. - Электрон. дан. -Калининград: Изд-во БГАРФ ФГБОУ ВО «КГТУ», 2019. - С. 4-12. - 1 электрон. опт. диск.

8. Алёшин А. А. Оперативный расчет оптимального маршрута судна в ледовых условиях Арктики / Алёшин А. А., Кубрин С. С. // Транспортное дело России. - 2018. — №6. — с. 287-290.

9. Алёшин А. А. Комплексная оценка риска при плавании в условиях Арктики [Электронный ресурс] / Алёшин А.А., Кубрин С.С. // БАЛТИЙСКИЙ МОРСКОЙ ФОРУМ: материалы VI Международного Балтийского морского форума: В 6 томах. Т. 2. «Морская техника и технологии. Безопасность морской индустрии», VI Международная научная конференция. - Электрон. дан. - Калининград: Изд-во БГАРФ ФГБОУ ВО «КГТУ», 2018. - С. 5-12. - 1 электрон. опт. диск.

10. Алёшин А. А. Актуальные аспекты обеспечения транспортировки жидких углеводородов с месторождений на Арктическом шельфе Российской Федерации. / Алёшин А. А., Кубрин С. С., Решетняк С. Н. // М: Горный информационно-аналитический бюллетень. №5/2018, с. 158 - 164.

11. Алёшин А. А. Моделирование безопасной транспортировки жидких углеводородов с учетом ледовой обстановки на основе методов массового обслуживания / Алёшин А. А., Кубрин С. С., Решетняк С. Н. // М: Горный информационно-аналитический бюллетень. №11/2017, с.151 - 157.

12. Алёшин А. А. Геоинформационное обеспечение транспортировки углеводородов с месторождений на шельфе Арктики / Алёшин А. А., Кубрин, С. С., Решетняк С. Н. // М: Горный информационно-аналитический бюллетень. №12/2017, с.14-20.

13. Алёшин А. А. Пути повышения экономической эффективности арктических месторождений жидких углеводородов на шельфе / Алёшин А. А., Кубрин С. С. // Проблемы освоения недр в XXI веке глазами молодых. Материалы 13 Международной научной школы молодых учёных и специалистов. 21-25 ноября 2016 г. - М: ИПКОН РАН, 2016. - с. 333-337.

14. Алёшин А. А. Моделирование безопасной транспортировки жидких углеводородов с учетом ледовой обстановки на основе методов массового обслуживания (тезисы доклада). / Алёшин А. А., Кубрин С. С., Гуральник Б.С. // Морская техника и технологии. Безопасность морской индустрии: IV междунар.науч. Конф.: тезисы докладов/ФГБОУ ВО "КГТУ" Изд-во и типография газеты "Страж Балтики". - Калининград, 2016.- С.8-10.

15. Андреева, Е. В. Многокритериальный подход в задаче выбора оптимальных маршрутов в акватории Северного морского пути / Е. В. Андреева // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. - 2021. - Т. 13. - № 3. - С. 399-408.

16.Арпиайнен А. И. Азбука ледового плавания / Арпиайнен А. И., Чубаков К. Н. // М.: Транспорт, 1987. - 224 с.

17.Анхимюк В. Л. Теория автоматического управления / В. Л. Анхимюк, О. Ф. Олейко, Н. Н. Михеев // М.: Дизайн ПРО. - 2007. - 352 с.

18. Архипов Н. И. Исследование систем управления. - М.: ПРИОР. - 2007. -384 с.

19. Афанасьева Е. В. Методика составления ледовых карт ААНИИ / Афанасьева Е. В. И др. // Российская Арктика. - 2019. - №7. - с. 5-20.

20.Афонин А. Б. Комплексная оценка безопасности плавания в акватории Северного морского пути / А. Б. Афонин // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. — 2018. — Т. 10. — № 6. — С. 1132-1142.

21.Белман Р. Динамическое программирование. — М.: Иностранная литература, 1960. — 400 с.

22.Бесекерский В. А. Теория систем автоматического управления / В. А. Бесекерский, Е. П. Попов // 4-е изд., перераб. И доп. - СПб.: Профессия. -2008. - 747 с.

23.Вагущенко Л. Л. Бортовые автоматизированные системы контроля мореходности / Л. Л. Вагущенко, А. Л. Вагущенко, С. И. Заичко. — Одесса: ФЕНИКС, 2005. — 272 с.Вентцель Е.С. Теория вероятностей: Учеб. для вузов. — 6-е изд. стер. — М.: Высш. шк., 1999.— 576 с.

24.Ван Х., Ли П., Сюэ Ю., Коровкин М. В. Построение маршрута с помощью улучшенного метода изохрон при минимизации времени плавания и с учетом прогноза погоды // Вестник Санкт-Петербургского университета. Прикладная математика. Информатика. Процессы управления. 2017. Т. 13. Вып. 3. С. 286-299.

25.Вентцель Е.С. Теория вероятностей: Учеб. для вузов. — 6-е изд. стер. — М.: Высш. шк., 1999.— 576 с.

26.Воронин Ф.И. Плавание в тяжелых условиях. М., Транпорт, 1956, 179 с.

27.Гайкович, А. И. Основы теории проектирования сложных технических систем / А. И. Гайкович. - СПб. : МОРИНТЕХ, 2001. - 432 с

28.Ганнесен В.В. Плавание на мелководье; Метод. пособие. - Курск: Норма, 2008. - 18 с.

29.ГОСТ Р ИСО/МЭК 31010-2011 Менеджмент риска. Методы оценки риска. - М.: Стандартинформ, 2012 - 74 с.

30. Государственная программа «Социально-экономическое развитие Арктической зоны Российской Федерации»: постановление Правительства от 21 апреля 2014 года №366.

31.Гриняк В. М. Оценка перспектив использования данных метеоспутников для планирования маршрута судна в арктических водах / В. М. Гриняк, Д. А. Акмайкин, А. С. Девятисильный // Вестник Государственного

университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова.

— 2019. — Т. 11. — № 2. — С. 209-221.

32.Дехтярук, Ю.Д. Некоторые вопросы создания морских транспортных систем для вывоза углеводородов из Арктики / Ю.Д. Дехтярук, А.А. Добродеев, К.Е. Сазонов // Арктика: экология и экономика. - 2013. - Вып. 2 (10). - С. 84-91.

33. Дмитриев В.И. Информационные технологии обеспечения безопасности судоходства и их комплексное использование (е-Ыау1§а1:юп). - М.: Моркнига, 2013. - 175 с.

34.Гнеденко Б. В. Курс теории вероятностей / Б. В. Гнеденко. — М.: Наука, 1988. — 445 с.

35.Голиков В. В. Системный подход к проблеме безопасного управления судном / В. В. Голиков // Судовождение. — 2009. — № 17. — С. 18-25.

36.Гриняк В. М. Оценка перспектив использования данных метеоспутников для планирования маршрута судна в арктических водах / В. М. Гриняк, Д. А. Акмайкин, А. С. Девятисильный // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова.

— 2019. — Т. 11. — № 2. — С. 209-221.

37.Гриняк В. М. Оптимизация маршрута перехода судна с учетом параметров волнения / В. М. Гриняк, Д. А. Акмайкин, В. И. Люлько // Моделирование, оптимизация и информационные технологии. — 2018. — № 4. — С. 348 -359.

38.Дмитриев В. И. Методы обеспечения безопасности мореплавания при внедрении беспилотных технологий / В. И. Дмитриев, В. В. Каретников // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. — 2017. — Т. 9. — № 6. — С. 1149-1158.

39.Епихин А. И. Построение системы поддержки принятия решений для комплексного обеспечения безопасности танкеров-газовозов / А. И. Епихин // Вестник Государственного университета морского и речного

флота имени адмирала С. О. Макарова. — 2017. — Т. 9. — № 3. — С. 481488.

40.Епихин А. И. Программные и аппаратные методы сбора и обработки данных в системах поддержки принятия решений современных судов-газовозов / А. И. Епихин // Вестник Волжской государственной академии водного транспорта. — 2016. — № 46. — С. 189-198.

41.Захаров А. А. Формализованная оценка безопасности — универсальный инструмент для снижения риска на транспорте / Захаров А. А. // Транспорт Российской Федерации. - 2006. - №3. - с. 66 - 68.

42.Ивакин Я. А. Интеллектуальная поддержка принятия решений при диспетчеризации геопространственных процессов морского транспорта / Я. А. Ивакин, С. Н. Потапычев // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. — 2018. — Т. 10. — № 4. — С. 857-869.

43.Иглин С.П. Математические расчёты на базе МАТЬАВ. — Санкт-Петербург: СБХВ, 2005. — 640 с.

44.Ионов Б. П., Грамузов Е. М. Ледовая ходкость судов. — СПб.: Судостроение, 2001. — 512 с.

45.Кирсанов М. Н. Анализ алгоритмов выбора оптимальных маршрутов группы судов / М. Н. Кирсанов // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. — 2016. — № 2 (36). — С. 183-190.

46.Клюев В. В. Оценка рисков и управление рисками в практике судовождения / Клюев В. В., Кондратьев С. И., Тульчинский В. И. // Эксплуатация морского транспорта. 2018. № 3 (80). С. 18-25.

47.Клячкин С. В. Численная модель прогноза распределения льдов в юго-западной части Охотского моря заблаговременностью 1-5 суток / С. В. Клячкин, З. М. Гудкович, Р. Б. Гузенко, Р. И. Май // Труды

Гидрометеорологического научно-исследовательского центра Российской Федерации. — 2015. — № 353. — С. 63-87.

48.Комплексный проект развития Северного пути: утв. Председателем Правительства РФ 5 июня 2015 г. № 3529п-П9

49.Кондратенко, А.А. Планирование работы флота на континентальном шельфе / А.А. Кондратенко //Морские интеллектуальные технологии. -2017. - Т. 1. - № 1 (35). - С. 29-38.

50.Кубрин С.С. Метод расчета оптимального пути судна в океане в зависимости от гидрометеорологических прогнозов. Методы и технические средства судовождения: Сб. научн. тр. / ММФ ЛВИМУ им. адм. С. О. Макарова. - М.: В/О МОРТЕХИНФОРМРЕКЛАМА, 1985. - С. 55-61.

51.Кулеш В. А., Огай С. А., Войлошников М. В. Безопасность и эффективность эксплуатации судов во льдах // Морские интеллектуальные технологии. - 2013. - №1 (спецвыпуск). - с. 11-20.

52.Левченко Н. Г. Модель информационной системы управления транспортно-логистическим процессом на морском транспорте с применением нечетких нейросетевых технологий. Диссертация кандидата технических наук. Владивосток, 2014.

53. Лихачёв А. В., Управление судном. - СПб.: ГМА им. Макарова, 2004. - 504 с.

54. Лобанов В. А. Оценки безопасных условий ледового плавания судов с применением САЕ-систем. Диссертация кандидата технических наук. Нижний Новгород, 2014.

55. Лоция Баренцева моря, часть II. - СПб.: ГУНИО МО РФ, 1995. - 464 с.

56. Лоция Карского моря, часть I. - СПб.: ГУНИО МО РФ, 1998. - 472 с.

57. Лоция моря Лаптевых, . - СПб.: ГУНИО МО РФ, 2009. - 362 с.

58.Макоско А. А. Гидрометеорологическое обеспечение плавания по трассам Северного морского пути / А. А. Макоско // Арктика: экология и экономика. - 2013. - №3(11). - С. 40-49.

59.Марченко Н. А. Моря Российской Арктики. Условия навигации и происшествия // Berlin: Springer-Verlag, 2012. - 293 p.

60.Матохин А. В. Системный подход к анализу рисков при маневрировании танкеров в портовых водах. Диссертация кандидата технических наук. Новороссийск, 2016.

61.Международный кодекс для судов, эксплуатирующихся в полярных водах. - ЦНИИМФ, 2016. - 232 с.

62.Мироненко А. А. Модель программного движения судна в стесненных водах / А. А. Мироненко // Мехатроника, автоматизация, управление. — 2013. — № 2. — С. 65-70.

63.Мироненко А. А. Методология формализации навигационной обстановки, планирования маршрута и программных траекторий движения судна: диссертация ... доктора Технических наук: 05.22.19 / Мироненко Александр Анатольевич; [Место защиты: ФГБОУ ВПО Государственный морской университет имени адмирала Ф.Ф. Ушакова], 2016. - 310 с.

64.Миронов Е. У. Модели и методы расчета и прогноза ледовых и океанографических условий в арктических морях / Е. У. Миронов, И. М. Ашик, В. И. Дымов, М. Ю. Кулаков, С. В. Клячкин // Проблемы Арктики и Антарктики. — 2010. — № 2 (85). — С. 16-28.

65.Моисеев Н. Н. Численные методы в теории оптимальных систем. — М.: Наука, 1971. — 424 с.

66.Мухарёв А. А., Кубрин C. С. Маркшейдерское и навигационное обеспечение разработки твердых полезных ископаемых на шельфе Арктики // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2015. - № 8. - с. 106-113.

67.Никитин В. М. Влияние течения на продолжительность переходов между Архангельском и Святым Носом. Записки по гидрографии. — 1936. — №1. — С. 51-55.

68. Никитин В. С. Развитие морской деятельности в российской Арктике / В. С. Никитин, Ю. М. Иванов // Арктика: Экология и экономика. - 2015. -№2(18). - С. 136-139.

69. Номенклатура морских льдов, условные обозначения для ледовых карт. -Л.: Гидрометеоиздат, 1974.

70.0льховик Е. О. Исследование влияния мелководья на изменение скоростных режимов судов в акватории Северного морского пути / Е. О. Ольховик // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. — 2018. — Т. 10. — № 3. — С. 486-496.

71.Ольховик Е. О. Анализ скоростных режимов СПГ-танкеров в акватории Северного морского пути в период зимней навигации 2017 - 2018 гг. / Е. О. Ольховик// Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. — 2018. — Т. 10. — № 2. — С. 300- 308.

72.Пеков М. С. Исследование и совершенствование транспортно-технологической схемы завоза грузов в районы Крайнего Севера (на примере Обь-Иртышского бассейна). Диссертация кандидата технических наук. Москва, 1984.

73.План развития Северного морского пути на период до 2035 года (утвержден распоряжением Правительства Российской Федерации от 1 августа 2022 г. № 2115-р). - URL: https://www.garant.ru/products/ipo/prime/doc/405010751/ (дата обращения: 19.10.2022).

74.Половинкин В. Н. Перспективные направления и проблемы развития Арктической транспортной системы Российской Федерации в XXI веке /

Половинкин В. Н., Фомичев А. Б. // Арктика: Экология и экономика. — 2012. — № 3 (7). — С. 74—83.

75.Правила классификации и постройки морских судов. Том 1. Российский морской регистр судоходства, 2015.

76.Развозов С.Ю. Безопасность судоходства. СПБ.: ГУМРФ им. адмирала С. О. Макарова. - 2013. - 326 с.

77. Руководство по гидрометеорологическому обеспечению морской деятельности РД 52.27.881-2019. - М: ФГБУ Гидрометцентр России. -2019. 132 с.

78.Рукша В. В. Атомный ледокольный флот России и перспективы развития Северного морского пути / Рукша В. В., Смирнов А. А., Головинский С. А. // Арктика: экология и экономика. — 2013. — № 1 (9). — С. 78—83.

79.Сазонов К. Е. Влияние мелководья на ледовые качества судна / К. Е. Сазонов, А. В. Рыжков // Мир транспорта. — 2013. — Т. 11. — № 4 (48). — С. 40-47

80. Сахаров В. В. Автоматизация поиска оптимальных маршрутов и грузовых потоков в транспортных сетях средствами целочисленного линейного программирования / В. В. Сахаров, И. А. Сикарев, А. А. Чертков // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. — 2018. — Т. 10. — № 3. — С. 647-657.

81.Смирнов, А. А. Перспективы развития Северного морского пути (к 55-летию атомного ледокольного флота России) / А. А. Смирнов, С. А. Головинский // Арктика: экология и экономика. - 2014. - № 4 (16). - С. 108-114.

82.Снопков В. И. Управление судном, СПб: Профессионал, 2004. - 536 с.

83.Сотникова М. В. Алгоритмы формирования маршрутов движения судов с учетом прогноза погодных условий / М. В. Сотникова // Вестник Санкт-Петербургского университета. Серия 10: Прикладная математика. Информатика. Процессы управления. — 2009. — № 2. — С. 181-196.

84. Справка о Комплексном проекте развития Северного морского пути до 2030 года [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://government.ru/orders/selection/405/18405/ (дата обращения: 17.11.2018).

85.Студеникин Д. Е. Прогнозирование параметров движения судна на основе нечеткой логики. Диссертация кандидата технических наук. Новороссийск, 2012.

86.Студеникин Д. Е. Применение систем принятия решений для выбора параметров маневра судна / Д. Е. Студеникин, А. А. Григорян, Н. А. Маковецкая // Эксплуатация морского транспорта. - 2015. - № 4. - С. 5862.

87.Тезиков, А. Л. Исследование факторов, влияющих на продолжительность навигации в акватории Северного морского пути / А.Л. Тезиков, Е. О. Ольховик // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. - 2020. - Т. 12. - № 4. - С. 734-744.

88. Транспортная стратегия Российской Федерации до 2030 года с прогнозом на период до 2035 года (утверждена распоряжением Правительства Российской Федерации от 27 ноября 2021 года №3363-р). - URL: https://mintrans.gov.ru/documents/8/11577 (дата обращения: 28.01.2022).

89.Федоренко К. В. Исследование основных параметров генетического алгоритма применительно к задаче поиска оптимального маршрута / К. В. Федоренко, А. Л. Оловянников // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. — 2017. — Т. 9. — № 4. — С. 714-723.

90.Холопцев, А. В. Перспективы безледокольной навигации транзитных судов в районе Новосибирских островов / А. В. Холопцев, С. А. Подпорин // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. - 2019. - Т. 11. - № 4. - С. 683-695.

91.Цой Л.Г. Арктика непредсказуема всегда // Атомная стратегия, 2009, № 5(42), с. 15-19.

92.Чертков А. А. Автоматизация выбора кратчайших маршрутов судов на основе модифицированного алгоритма Беллмана - Форда / А. А. Чертков // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. — 2017. — Т. 9. — № 5. — С. 1113-1122.

93.Чертков А. А. Рекурсивный метод оптимизации логистических путей средствами MATLAB / А. А. Чертков, А. А. Вардомская, А. А. Дмитриев // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. — 2015. — № 6 (34) — С. 196-204.

94.Чкония В. А. Оценка достоверности представления базы данных судовому специалисту в интегрированной системе ходового мостика / В. А. Чкония, В. И. Меньшиков // Вестник Мурманского государственного технического университета. — 2003. — Т. 6. — № 1. — С. 81-86.

95.Шарлай Г. Н. Управление морским судном: учебное пособие / Г. Н. Шарлай // - Владивосток: Мор. гос. ун-т, 2011. - 543 с.

96.Шифрин Л. С., Землин О.Н., Применение принципа максимума в задаче выбора оптимального пути судна в океане с учётом гидрометеорологических условий. Судовождение. - 1974. - №15. - С. 176181.

97.Шошин А. Р. Электронные карты: разработка универсальной модели для определения допустимой ширины интервала бокового смещения / А. Р. Шошин // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. — 2022. — Т. 14. — № 5. — С. 676-690. DOI: 10.21821/2309-5180-2022-14-5-676-690

98.Штрек А. А. Оценка возможности вывоза нефти из района Хатанги по СМП танкерами класса Aframax / А.А. Штрек // Offshore Russia. - 2018. -№2. - с. 24-27.

99.Юдин Ю. И. Проблемы обеспечения безопасности судовождения при транспортировке нефтепродуктов в районах Арктического шельфа России / Юдин Ю. И., Гололобов А. Н., Степахно А. Г., Барахта А. В. // Вестник МГТУ, том 12, №1, 2009. с. 13-16.

100.Bijlsma S. J. A computational method for the solution of optimal control problems in ship routing / Bijlsma S. J. // Journal of the Institute of navigation. 2001. Vol. 48, N 3. P. 145-154.

101.Burmeister H. C. Interaction of Harsh Weather Operation and Collision Avoidance in Autonomous Navigation / H. C. Burmeister, W. C. Bruhn, L. Walthe // TransNav: International Journal on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation. — 2015. — Vol. 9. — Nr. 1. — Pp. 31-40.

102.Chen S.J., Chen S.M. Fuzzy risk analysis based on similarity measures of generalized fuzzy numbers // Expert systems with applications. 2008. Vol.35. p. 6833-6842.

103.D 'Ambrosio C. Mathematical programming techniques in water network optimization / C. D' Ambrosio, A. Lodi, C. Bragalli // European Journal of Operational Research. — 2015. — Vol. 243. — Is. 3. — Pp. 774-788.

104.Eskild H. Development of a Method for Weather Routing of Ships. Master thesis in Marine Technology / H. Eskild. - Trondheim: Norwegian University of Science and Technology, 2014. - 143 p.

105.Eleftherios T. I. An Interactive Multiobjective Model for the Strategic Maritime Transportation of Petroleum Products: Risk Analysis and Routing / T. I. Eleftherios // Safety Science. — 2001. — Vol. 39. — Is. 1-2. — Pp. 19-29.

106.Haltiner, G. J. Minimal-time ship routing / G. J. Haltiner, H. D. Hamilton, G. Arnason // Journal of applied Meteorology. 1962. - vol. 1. - P. 1-7.

107.Gao S. Real-time traveler information for optimal adaptive routing in stochastic time-dependent networks / S. Gao, H. Huang // Transportation Research Part C: Emerging Technologies. — 2012. — Vol. 21. — Is. 1. — Pp. 196-213.

108.James R.W. Application of wave forecast to marine navigation. Comparative Biochemistry & Physiology a comparative physiology, 1957, vol. 43, no. 1, pp. 195-205.

109.Korn A. G. Mathematical handbook for scientists and engineers: definitions, theorems, and formulas for reference and review / А. G. Kom, T. M. Korn. — N.-Y.: Dover Publications, Inc., 2000. — 1130 p.

110.Kristic M. Zone of confidence impact on cross track limit determination in ECDIS passage planning / M. Kristic, S. Zuskin, D. Brcic, S. Valcic // Journal of Marine Science and Engineering. — 2020. — Vol. 8. — Is. 8. — Pp. 566. DOI: 10.3390/jmse8080566.

111.Lin Y.-H. The optimization of ship weather-routing algorithm based on the composite influence of multidynamic elements / Y.-H. Lin, M.-C. Fang, R. W. Yeung // Applied Ocean Research. — 2013. — Vol. 43. — Pp. 184-194.

112.Liu Feng. Calculation of minimum-time ship route using rhumb algorithm / Liu Feng, Pang Fuwen // Journal of Dalian marine college. February 1994. Vol. 20, N 1. P. 14-18.

113.Pandey A. Shipping route optimization in ice. A research paper submitted to School of Graduate Studies in partial fulfillment of the requirements for the degree of PhD / A. Pandey. - Memorial University of Newfoundland, 2016. -203 p.

114.Petrie G. L. A new approach to vessel weather routing and performance analysis/ Petrie G. L., Bongert K. J., Maclean W. M. // Marine Technology. 1984. Vol. 21. P. 19-41.

115.SAFETY AND SHIPPING REVIEW 2019. An annual review of trends and developments in shipping losses and safety [Electronic] / Allianz Global Corporate & Specialty. - 2019. - Режим доступа: https://www.agcs.allianz.com/content/dam/onemarketing/agcs/agcs/reports/AG CS-Safety-Shipping-Review-2019.pdf. Загл. с экрана.

116. Thomson, K. Weather routing / K. Thomas // Meteorological Technology International. 2011. P 6-10.

117.Tor E. Svendsen, Risk management of increased activity in the Arctic Region. Marine Transport in High North. — Oslo: Novus forlag. 2011. — p. 37-55.

Акты внедрения

УТВЕРЖДАЮ

Проректор по конвенционной подготовке и международной деятельности ФГБОУ ВО «Волжский государственный уни^фсигет/водноголранспорта>>

Митрошин С.Г.

АКТ

о внедрении результатов диссертации Алёшина Александра Александровича в учебный процесс кафедры судовождения и безопасности судоходства ФГБОУ ВО «Волжский государственный университет водного транспорта».

Мы, нижеподписавшиеся, подтверждаем, что основные научные положения, выводы и рекомендации кандидатской диссертации Алёшина Александра Александровича на тему «Выбор оптимального по времени маршрута судна в ледовых условиях с учетом обеспеченности прогнозов по продолжительности перехода» внедрены в учебный процесс кафедры судовождения и безопасности судоходства при изучении дисциплины «Автоматизация судовождения», читаемой студентам по направлению подготовки 26.05.05 «Судовождение».

Заведующий кафедрой судовождения и безопасности судоходства

Декан факультета судовождения

М.Ю. Чурин

Р.С. Хвостов

Код программы по определению оптимального маршрута судна в среде

Matlab

clear all

scrsz = get(0,'ScreenSize');

figure(Tosition',[scrsz(3)/6 scrsz(4)/4 scrsz(3)/6*4 scrsz(4)/2]) % задаём

положение и размер окна

resarr = dlmread('map_of_velosity.csv',';');

[ny,nx] = size(resarr);

Vy = resarr;

for iy=1:ny % инвертируем строки из файла csv

resarr (iy, :) = Vy (ny - iy +1, :); end

contour(resarr, 'ShowText','on'); hold on

Ш^^Поле скоростей судна'); %pause

delta = 20.0; % значение шага дискретизации sqrt2delta = sqrt(2)*delta;

istart_x = 22; % абсцисса начальной точки маршрута istart_y = 2; % ордината начальной точки маршрута iend_y = 10; % ордината конечной точки маршрута

for ix=1:nx for iy=1:ny t_out(iy, ix) = 1000; %y_out(iy, ix) = 1000; end end

t_out(istart_y, istart_x) = 0;

for ix=istart_x+1: nx

for iy=1:ny if (resarr(iy, ix) > 0)

if (iy == 1)

iy_min = iy; else

iy_min = iy - 1; end

if (iy == ny)

iy_max = iy; else

iy_max = iy + 1; end

t_min = 1000;

%y_min = 1000; for iypred=iy_min:iy_max

if (t_out(iypred, ix-1) ~= 1000) & (resarr(iypred, ix-1) > 0) v_srd = ( resarr(iypred, ix-1) + resarr(iy, ix) )/2; if (iypred == iy) s = delta; else

s = sqrt2delta; end

t = s/v_srd;

if (t + t_out(iypred, ix-1) < t_min)

t_min = t + t_out(iypred, ix-1);

y_min = iypred;

end

end

end

if (t_min < 1000) t_out(iy, ix) = t_min; y_out(iy, ix) = y_min; end

end end end

x_graf(1) = nx; y_graf(1) = iend_y; for ix=nx-1:-1: istart_x x_graf(nx-ix+1) = ix;

y_graf(nx-ix+1) = y_out(y_graf(nx-ix), ix+1); end

plot ( x_graf, y_graf, 'r',... 'LineWidth',2 );

title(strcat('Время, затраченное на маршрут:', 32, num2str(t_out(iend_y, nx)))) hold on

Апробация результатов исследования

Результаты исследования были применены в рамках планирования перехода судна компании ООО «Судоходная Компания «Арк» по маршруту из порта Архангельск в порт Сабетта (Обская губа) в июле 2021 г.

Судно представляет собой сухогруз, имеющий ледовый класс 1се1 дедвейтом 6300 т и максимальной скоростью 11 узлов.

Маршрут проложен на участке от выхода из системы разделения движения у Терско-Орловского маяка до входа в Обскую губу. Погодные условия во время перехода - 2-4 балла по шкале Бофорта, преимущественно южного и юго-западного направлений. Ледовые условия предоставлены ААНИИ и изображены на рис. 3.1.

Рисунок 3.1 Ледовые карты Баренцева и Карского морей в период перехода

(июль 2021 г.)

На рис. 3.2 изображен сформированный район плавания с учётом береговой линии и лимитирующих глубин.

Рисунок 3.2 Район плавания (береговая линия и лимитирующие глубины)

На рис. 3.3 сформирован район плавания с нанесённой ледовой обстановкой с учётом толщины, сплоченности и разрушенности морского льда. С учётом рассмотренных условий на рис. 3.4 изображен расчётный оптимальный маршрут судна, по которому был осуществлён переход судна.

Рисунок 3.3 Район плавания (с учётом ледовой обстановки)

/ I I I I I I I тг*

Рисунок 3.4 Расчётный оптимальный маршрут судна

По окончании рейса был заполнен формуляр, необходимый для сбора данных и их последующей обработки и анализа.

Таблица 3.1 Отчёт-формуляр о выполненном рейсе

Пункт отхода? Архангельс к Аварийн ые ситуации Причина нет

Пункт прихода? Сабетта Время остановки нет

Данные о переходе Время отхода? 04.07.2021 11:30 Плановы е Причина нет

Пройденное расстояние 1089,6 миль остановк и Время остановки нет

Время перехода 4 сут 16 ч 42 мин Инструкции на переход да

Судно в грузу? да Скорость 10 уз.

Ледокольная проводка? нет Средняя фактическая скорость 9,67 уз.

На основе данных о ранее выполненных рейсах данным судном в схожих условиях плавания, по предложенной методике была получена

функция распределения вероятности потерь времени при переходе судна в ледовых условиях (3.1).

/х (х) = 1 . 6 9 е- 1 ■ 6 9 (х - 0 ■ 0 1 8 8 ) (3.1)

X

Рисунок 3.5 График плотности распределения функции вероятности потерь времени при плавании судна в ледовых условиях для сухогрузного судно с

ледовым классом 1се1 в июле

На рис. 3.5 изображен график плотности распределения функции вероятности потерь времени при плавании судна в ледовых условиях.

Вероятность потери времени Рф на переходе Архангельск - Сабетта в июле от 1 суток и более, будет равна равная 0,19. Р кр - критическое значение вероятности наступления критических потерь времени, выбирается Компанией и в данном случае равно 0,20. Тогда:

^ф < Р кр>

Таким образом, маршрут следует считать допустимым к применению с целью осуществления перехода в заданных условиях.