ВЕСТНИК ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА МОРСКОГО И РЕЧНОГО ФЛОТА ИМ. АДМИРАЛА С. О. МАКАРОВА

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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