По заказу ООО «Научный логистический центр» специалистами «Бюро Гиперборея» создан программный модуль для расчета скоростей хода и расходов топлива судов при движении по чистой воде и в ледовых условиях, а также выполнена его интеграция в состав автоматизированной системы управления Штаба морских операций ФГУП «Атомфлот».
Автоматизированная система управления Штаба морских операций ФГУП «Атомфлот» (АСУ ШМО) была введена в промышленную эксплуатацию 31 августа 2020 года и входит в состав единой платформы цифровых сервисов (ЕПЦС) Госкорпорации «Росатом». Данный комплекс программного обеспечения и технических средств позволяет осуществлять организацию судоходства, мониторинг ледовой и навигационной обстановки, сбор и анализ гидрометеорологических данных.
Созданный нашей компанией программный модуль входит в состав операционного контура АСУ ШМО и обеспечивает следующий базовый функционал:
- расчет скоростей самостоятельного движения транспортных судов и ледоколов при заданном состоянии загрузки и способе движения (носом или кормой вперед), в заданных ледовых и гидрометеорологических условиях;
- расчет скоростей движения транспортного судна под проводкой ледокола во всех типах природных условий;
- расчет удельных расходов топлива.
Расчет скоростей хода судна как при самостоятельном плавании, так и при движении с ледоколом осуществляется для четырёх альтернативных режимов движения:
- экономичная скорость (минимальный расход топлива на пройденную дистанцию);
- эксплуатационная скорость (наиболее типичный режим работы судна, задаваемый уровнем эксплуатационной мощности и пороговым значением скорости хода во льдах);
- максимально достижимая скорость;
- скорость хода при заданной мощности на валах.
Расчетная библиотека использует оригинальную, созданную специалистами «Бюро Гиперборея», модель определения ледового сопротивления, которая позволяет учитывать все основные типы ледовой обстановки (сплошной, битый, всторошенный лёд, ледовые сжатия и т.п.), а также различные тактические приемы ледокольного сопровождения. Помимо ледового сопротивления также учитываются сопротивление на чистой воде, влияние мелководья и ветра, сопротивление на нерегулярном волнении (с учётом его направления), влияние обрастания и изменение шероховатости обшивки.
Программный модуль для расчета параметров движения использует информационную модель судна, которая учитывает особенности каждого отдельного проекта, такие как характеристики движителей, параметры загрузки судна, режимы энергопотребления и другие. В рамках работы были созданы информационные модели газовоза типа «Кристоф де Маржери» и ледокола типа ЛК-60. В дальнейшем планируется создание информационных моделей других грузовых судов, совершающих регулярные рейсы в Арктике.
Использование созданного модуля позволяет решать следующие практические задачи в составе АСУ ШМО:
- оценка времени рейса и ожидаемого времени прибытия судна в точку назначения (ETA) по заданному маршруту. При этом выполняется как средняя, так и интервальная оценка, включающая прогнозируемый разброс времени прибытия;
- оценка расходов топлива;
- определение рекомендованных режимов движения в точках заданного маршрута для обеспечения прибытия судна в конечную точку не позднее запланированного срока.
Точность прогнозирования параметров движения была подтверждена в ходе верификации модели с использованием данных фактических рейсов судов ледового плавания и ледоколов. В частности, относительное стандартное отклонение значений ETA при переходе в ледовых условиях составляет 10%, коэффициент корреляции натурных и расчетных данных – 0.94.
