Автоматизированные системы контроля остойчивости и непотопляемости (САК НС)

Наиболее востребованным направлением совершенствования бортовых систем информационной поддержки является создание систем мониторинга непотопляемости корабля в условиях волнения.

По официальной информации гибель морских судов, сопровождающиеся большим количеством жертв среди экипажа и пассажиров (гибель траулера «Дальний Восток» 2 апреля 2015 года, крушение теплохода «Булгария» 10 июля 2011 года и др.) вызваны нарушением норм эксплуатации судов и, как правило, обусловлены человеческим фактором. Кроме указанных причин, опрокидывание судов с последующей их гибелью может вызываться потерей их остойчивости, особенно — при отсутствии средств ее объективного непрерывного контроля. В практике мореплавания известно множество случаев гибели судов вследствие потери остойчивости. Примерно 50% аварий от потери остойчивости происходит внезапно, 31% — в результате медленного накренения, 19% — от затопления с креном. Полностью спасти экипаж удается только в 29% случаев гибели судов от опрокидывания. В 23% случаев экипаж погибает полностью.

В настоящее время технических средств оперативного контроля остойчивости, ни на гражданских судах, ни на военных кораблях России не существует. Оценка непотопляемости осуществляется лишь расчетным путем методами статики, имеющим невысокую точность, особенно в условиях волнения и отсутствия достоверных данных о состоянии нагрузки (в том числе аварийной).

В связи с этим необходима организация скорейшего создания и внедрения в практику эксплуатации судов специальных бортовых систем, позволяющих своевременно определять недопустимые и опасные изменения параметров нагрузки, остойчивости и непотопляемости, которые могут привести к гибели судна.

Такие системы должны обладать возможностью непрерывного автоматизированного контроля и анализа характеристик остойчивости и непотопляемости с обязательной передачей указанных параметров (в случае их недопустимого снижения) в береговые центры МЧС. Это позволит исключить человеческий фактор в неправильной оценке первопричин складывающейся на борту ситуации, не допустить ее ухудшения, рекомендовать своевременные, обоснованные решения по спасению судна, его экипажа и пассажиров.

При этом, надзорные береговые службы получат возможность принимать в автоматизированном режиме информацию об изменении весовой нагрузки судна в результате приема, передачи или расходования топлива, пресной воды, принятой рыбы и других грузов

Основными функциями бортовых автоматизированных систем контроля остойчивости и непотопляемости морских объектов в различных условиях эксплуатации (в.т.ч в условиях развитого волнения) являются:

  • автоматическое определение недопустимых и опасных изменений параметров нагрузки, остойчивости и непотопляемости, которые могут привести к гибели судна;
  • непрерывный автоматизированный контроль и анализ характеристик остойчивости и непотопляемости с обязательной передачей указанных параметров (в случае их недопустимого снижения) в береговые центры МЧС;
  • выдача своевременных рекомендаций, обоснованных решений по спасению судна, его экипажа и пассажиров;
  • возможность передачи в автоматизированном режиме информации об изменении весовой нагрузки судна в результате приема, передачи или расходования топлива, пресной воды, принятых грузов.

За рубежом разработаны и внедряются на суда несколько видов судовых компьютерных систем мониторинга мореходности:

  • Система мониторинга параметров мореходности «HULLMOS», разработанная фирмой SIREHNA;
  • Система поддержки принятия решений «OCTOPUS-DSS» фирмы AMARCON BV;
  • Судовая система «VOSS» фирмы Ocean Systems Incorporated;
  • Интегрированная морская система поддержки решений «IMDSS» фирмы Oceanweather Inc.

Все эти системы ориентированы, в основном, на эксплуатационную мореходность, жестко привязаны к конкретному типу судна, набору датчиков, их характеристикам и схеме размещения на судне. Это исключает возможность простой закупки и установки таких систем на судах и кораблях России. Закрытость программного обеспечения этих систем не позволяет оценить корректность используемых методик и алгоритмов.

АО «ИК «НЕОТЕК МАРИН» обладает теоретическими и практическими возможностями создания в кооперации с рядом организаций (в т.ч. с СПбГУ) в сжатые сроки (18-24 мес.) макетного образца системы автоматизированного контроля непотопляемости судна в условиях волнения (САК НС), не уступающих зарубежным. Предполагается, что оперативный контроль остойчивости судна, будет производиться бортовой САК НС на протяжении всего периода плавания, с периодической передачей (при необходимости) информации об изменениях остойчивости в диспетчерский центр на берегу. В случае опасного снижения остойчивости судна, на его борту будет срабатывать аварийная сигнализация с одновременной трансляцией этого сигнала в диспетчерский пункт для принятия решения об организации оперативных мер по восстановлению остойчивости и/или по оказанию помощи аварийному судну.

В 2015 году нами было направлено Президенту РФ Путину Владимиру Владимировичу – «Предложение по повышению безопасности мореплавания», исх. №77-15/О от 14.04.2015 и Министру обороны РФ Шойгу С.К. – «Предложения по повышению живучести кораблей ВМФ», исх. №103-15/О от 14.05.2015. По указанию Президента РФ МИНПРОМТОРГ запросил у ряда организаций отзывы о «Предложениях…». В полученных отзывах (ЦКБ МТ «Рубин» (письмо №11/1-1053 АО «ЦКБ МТ «Рубин»), СПМ БМ «Малахит» (письмо №4/111-582 ОАО «СПМБМ «Малахит»), Зеленодольское ПКБ (письмо №10-1972-Э АО «Зеленодольское ПКБ») поддержано предложение АО «ИК «НЕОТЕК МАРИН» «о необходимости скорейшего создания и внедрения в практику эксплуатации судов специальных бортовых систем, позволяющих своевременно определять недопустимые и опасные изменения параметров нагрузки, остойчивости и непотопляемости».

Для решения этой проблемы, необходимо выполнить:

  • анализ состояния теории динамической непотопляемости (непотопляемости судов на волнении);
  • анализ существующих средств автоматизированного контроля непотопляемости судна и патентов в этой области, оценка их реализуемости, достоинств и недостатков;
  • доработку теории непотопляемости судов на волнении;
  • натурные эксперименты по исследованию влияния состояния нагрузки судна на его динамику в условиях волнения;
  • разработку алгоритмов обработки в реальном времени временных рядов, получаемых при регистрации измеряемых параметров динамики судна, и формирования на их основе критериев тяжести его состояния;
  • численные (с помощью CFD моделирования) эксперименты по отработке алгоритмов оценки состояния судна на волнении;
  • формирование минимально необходимого и достаточного комплекта автономных бортовых измерительных средств и требований к ним;
  • разработку локального измерительного комплекса для проведения лабораторных экспериментов на физической модели в опытовом бассейне;
  • планирование, проведение и обработку результатов лабораторных экспериментов;
  • разработку структуры аппаратного обеспечения бортовой САК НС;
  • разработку структуры программного обеспечения бортовой САК НС;
  • разработку опытного образца бортовой САК НС.

Предлагаемые системы будут носить инновационный характер и могут быть успешно применены для повышения безопасности эксплуатации кораблей ВМФ, судов гражданского назначения и способствовать предотвращению гибели личного состава экипажей. Решение указанной проблемы будет способствовать укреплению статуса России как великой Морской Державы