Способ выбора допустимой скорости прохода судов под мостами

УДК 629.12.001.2 Ю. Г. Андреев,

доцент,

СПГУВК

СПОСОБ ВЫБОРА ДОПУСТИМОЙ СКОРОСТИ ПРОХОДА СУДОВ

ПОД МОСТАМИ

METHODS OF CHOICE OF PERMISSIBLE SPEED WHEN PILOTING THROUGH

THE BRIDGE SPAN

Настоящая статья посвящена вопросу безопасности проводки судов через судоходный пролет моста на ВВП. Произведена оценка допустимой скорости движения при минимальном навигационном риске прохода судна через судоходный пролет мостов.

The paper considers the problem of safety of ships piloting through the bridge span on inland waterways. Evaluation ofpermissible traveling speed with minimum risks for ships piloting through the bridge span is estimated.

Ключевые слова: оценка навигационных рисков, анализ навигационной безопасности.

Key words: navigational risks calculation, analysis of navigation safety.

П

РОХОД судами мостов на реке представляет определенную сложность. При ограниченных подмостовых габаритах задача сводится к гарантированному проходу узкости, размеры которой соизмеримы с главными размерениями судна.

При этом для обеспечения навигационной безопасности прохода судов под мостом необходимо определить требуемую скорость движения, так как при малой скорости движения возможен удар судна об опоры моста. Предлагается способ выбора скорости судна, сущность которого заключается в следующем.

Если известны длина и ширина навигационной опасности в виде мостовых опор, то можно определить время прохода оконечностями судна (форштевнем и ахтерштевнем) опасных точек.

При этом общий вектор скорости движения, представляющий собой сумму векторов собственного движения и общего сноса ветром и течением, будет случайной величиной, распределенной по нормальному закону. Его составляющая по курсу судна существенного влияния на навигационную безопасность не оказывает, а только влияет на увеличение или уменьшение общего времени прохода опасности.

На навигационную безопасность в основном будет оказывать влияние боковое смещение судна, обусловленное углами сноса судна. Статистические характеристики скорости бокового сноса различных типов судов в районе Новоадмиралтейского моста для различных расходов в р. Нева приведены в табл. 1.

Таблица 1

Статистические характеристики изменчивости бокового сноса судов

Тип судна Расход Статистиче ские характеристики, м/с Вероятностная обеспеченность

0,673 0,95 0,997

«Валдай» Средний M 0,064 0,073 0,082

с 0,03 0,06 0,1

Максимальный M 0,18 0,21 0,24

с 0,04 0,09 0,16

Выпуск 3

Выпуск 3

Таблица 1

«Волгонефть» Средний М 0,08 0,09 0,1

с 0,03 0,07 0,12

Максимальный М 0,18 0,22 0,26

с 0,04 0,09 0,17

«Буксируемый состав» Средний М 0,03 0,04 0,05

с 0,01 0,04 0,05

Максимальный М 0,1 0,11 0,12

с 0,02 0,05 0,08

Если известны параметры бокового сноса, то можно определить среднее значение величины сноса и его дисперсию. Тогда оценку навигационной безопасности можно определить как вероятность непревышения величины бокового сноса судна ширины подмостового габарита.

Среднее значение расстояния составит

гпцв=тг^,

где ґ — время прохода моста.

Среднее квадратическое отклонение определяется следующим образом. Известно, что дисперсия расстояния при случайной скорости движения описывается выражением [2]:

*

Бц

о

где к (т) — корреляционная функция изменчивости скорости бокового сноса; т — аргумент корреляционной функции;

— дисперсия изменчивости скорости бокового сноса; ґ — время прохода опор моста.

С учетом малого времени прохода опор моста (при Ус = 5 м/с время прохода форштевнем опор моста составляет 10 с, а время прохода ахтерштевня — 40 с), выражение (2) можно упростить:

1ІШ

I

2ст2 |А:(т)(/ - т)£/т

о

2стУ, ¿->0,

а значит, среднее квадратическое значение скорости бокового сноса составляет

_ • (4) Обобщенные данные по расстояниям боковых сносов при проходе судов различных типов через мосты при разных значениях т и оуБ приведены в табл. 2.

Следует еще раз напомнить, что указанные в таблице расстояния боковых сносов оконечностей судна пропорциональны времени прохода судном опор моста.

Применение формул (1) и (4) для ахтерштевня и форштевня судна позволяет получить данные по возможным смещениям оконечностей судна при проходе моста.

Характеристики навигационных рисков при проходе типовых судов через Новоадмиралтейский мост

Тип судна Расход т1у м/с °гу м/с В, м Снос форштевня, м Общий снос носовой части судна, м

Снос ахтерштевня, м Общий снос кормовой части судна, м

Вероятность успешного прохода

0,673 0,95 0,997 0,673 0,95 0,997

«Валдай» Средний 0,06-0,08 0,03-0,10 16,3 1,0 1,3 2,8 17,0 17,6 19,1

4,3 6,3 18,7 20,6 22,6 25,2

Максимальный 0,18-0,24 0,04-0,16 16,3 2,4 3,4 4,6 18,7 19,7 21,2

9,45 13,7 18,7 27,7 29,8 35,0

«Волго- нефть» Средний 0,08-0,10 0,03-0,12 16,7 1,2 1,9 2,7 17,2 17,9 18,7

4,8 7,5 10,8 20,8 23,5 26,8

Максимальный 0,18-0,26 0,04-0,17 16,7 1,4 3,5 5,0 18,1 20,2 21,7

9,45 13,9 20,0 26,15 30,6 36,7

Буксируемый состав Средний 0,03-0,05 0,01-0,05 16,0 0,44 1,0 1,2 16,44 17,0 17,2

1,8 3,8 4,5 17,8 19,8 20,5

Максимальный 0,1-0,12 0,02-0,08 16,0 1,3 1,8 2,2 17,3 17,8 18,2

6,4 9,1 11,6 22,4 25,4 27,6

Ё

Выпуск 3

Для выбранных типов судов приведены результаты расчетов ожидаемых боковых смещений судна с различной вероятностной обеспеченностью для различного времени прохода судов. Под временем прохода понимается время от момента пересечения форштевнем уреза моста до момента пересечения ахтерштевнем уреза оконечности судоходного пролета. В табл. 3 приведены результаты оценки возможного бокового смещения буксируемого состава с различной вероятностной обеспеченностью для различных расходов р. Нева в районе Новоадмиралтейского моста. Из результатов анализа приведенных данных следует, что при успешности Р = 0,997 время прохода буксируемого состава не должно превышать 45 с.

Аналогичные результаты оценки необходимого времени прохода получены для судов типа «Волгонефть» (табл. 4) и для судов типа «Валдай» (табл. 5).

Таблица 3

Боковое смещение судна при заданном времени прохода судна пролета Новоадмиралтейского моста при среднем и максимальном расходах р. Нева

для буксируемого состава

Время прохода моста Ь с Вероятностное обеспечение

0,68 0,95 0,997

10 0,4/1,2 1,0/2,5 1,2/4,4

15 0,6/1,9 1,5/3,75 1,8/6,6

20 0,8/2,6 2,0/5,0 2,4/8,8

25 1,0/3,25 2,5/6,25 3,0/11,0

30 1,2/3,9 3,0/7,5 3,6/13,2

35 1,4/4,6 3,5/8,75 4,2/15,4

40 1,6/5,2 4,0/10,0 4,8/17,6

45 1,8/5,8 4,5/11,3 5,4/19,8

50 2,0/6,5 5,0/12,5 6,0/22,0

55 2,3/7,2 5,5/13,7 6,6/24,2

60 2,4/7,8 6,0/15,0 7,2/26,4

Таблица 4

Боковое смещение судна при заданном времени прохода судна типа «Волгонефть» через пролет Новоадмиралтейского моста при среднем и максимальном расходах р. Нева

Время прохода моста 1, с Вероятностное обеспечение

0,68 0,95 0,997

10 1,2/2,4 1,9/3,5 2,7/4,9

15 1,8/3,6 2,8/5,2 4,1/7,3

20 2,4/4,8 3,8/7,0 5,4/9,8

25 3,0/6,0 4,7/8,8 6,75/12,3

30 3,6/7,2 5,7/10,5 8,1/14,7

35 4,2/8,4 6,7/12,5 10,5/17,2

40 4,8/9,6 7,6/14,0 10,8/19,6

45 5,4/10,8 8,5/15,8 12,2/22,1

50 6,0/12,0 9,5/17,5 13,5/24,5

55 6,6/13,2 10,5/19,2 14,8/27,0

60 7,2/14,4 11,4/21,0 16,2/29,4

Таблица 5

Боковое смещение судна при заданном времени прохода судна типа «Валдай» через пролет Новоадмиралтейского моста при среднем и максимальном расходах р. Нева

Время прохода моста t, с Вероятностное обеспечение

0,68 0,95 0,997

10 1,0/2,4 1,5/3,3 2,2/4,6

15 1,5/3,6 2,3/4,9 3,3/6,9

20 2,0/4,8 3,0/6,6 4,4/9,2

25 2,5/6,0 3,7/8,3 5,5/11,5

30 3,0/7,2 4,5/9,9 6,6/13,8

35 3,5/8,4 5,3/11,5 7,5/16,1

40 4,0/9,6 6,0/13,2 8,8/18,4

45 4,5/10,8 6,75/14,9 9,9/21,0

50 5,0/12,0 7,5/16,5 11,0/24,0

55 5,5/13,2 8,25/18,2 12,1/25,3

60 6,0/14,4 9,0/19,8 13,2/27,6

Таким образом, предложен способ определения допустимой скорости прохождения судна между опорами моста при наличии случайной составляющей скорости бокового сноса в зависимости от уровня навигационного риска.

Список литературы

1. Андреев Ю. Г. Оценка полосы, занимаемой судном, при движении на прямом курсе / Ю. Г. Андреев // Науч.-метод. конф .-98: тез. докл. — СПб.: СПГУВК, 1998. — Ч. 2.

2. Выготский М. Я. Справочник по высшей математике / М. Я. Выготский. — М.: Наука,

2002.

3. Некрасов С. Н. Оценка навигационных рисков при проектировании Новоадмиралтейского моста / С. Н. Некрасов, Ю. Г. Андреев // Журнал университета водных коммуникаций. — СПб.: СПГУВК, 2012.

УДК 621.391.6.656.621 А. Н. Анисимов,

канд. техн. наук, доцент, Мурманский филиал СПГУВК

ПРОПУЛЬСИВНЫЙ КОМПЛЕКС СУДНА В УСЛОВИЯХ ЛЕДОВОГО ПЛАВАНИЯ PROPULSION SHIP IN AN ICE COMPLEX NAVIGATION

В статье рассматриваются вопросы повышения пропульсивных качеств судна с эксплуатационных позиций, то есть с позиций организационно-технических мероприятий. Использование ДАУ в одном ре-

Выпуск 3