Year of Foundation: 2018 Publisher: National Transport University (State University of Infrastructure and Technologies) Publisher’s Code: 02070915 DOI Prefix: 10.33298 ISSN 2226-8553 (Print) ISSN 2663-645X (Online) Publication Frequency: Three issues per year Languages: Ukrainian, English The collection publishes materials reflecting the scientific and methodological work of academic staff and students of the National Transport University, higher education institutions, as well as specialists from enterprises and organizations in the water transport sector. Most publications focus on industry-related issues and the operation of water transport systems, including infrastructure, technologies, and organization of transport processes, implementation of modern technologies, mathematical modeling, environmental safety, economic aspects of river and maritime transport, and high-quality training of specialists in this field. The collection is included in the List of Scientific Professional Publications of Ukraine (Category “B”, specialties – 271, 275), in which the results of dissertation research for the degrees of Doctor of Technical Sciences and Candidate of Technical Sciences / Doctor of Philosophy may be published (Order of the Ministry of Education and Science of Ukraine dated December 28, 2019, No. 1643). Journal cluster, according to the Order of the Ministry of Education and Science of Ukraine dated February 19, 2026: Industrial and Construction Technologies, Logistics, Transport. Decision of the National Council of Ukraine on Television and Radio Broadcasting No. 1553 dated May 9, 2024 (Protocol No. 15). Media Identifier: R30-05072.
TRANSFORMATION OF THE ROLE OF THE MULTIMODAL TRANSPORT OPERATOR IN THE CONDITIONS OF DIGITALIZATION OF THE LEGAL FIELD
The article examines the impact of digitalization on the legal status of a multimodal transport operator (MTO) in the context of the implementation of electronic transport documents - e-CMR and e-AWB. A mathematical model for assessing the effectiveness of electronic document flow is proposed, which includes the document flow efficiency coefficient (DEC), the time effect in the logistics chain and the integral indicator of MTO digitalization. The effectiveness of the implementation of electronic transport documents (e-CMR) in the multimodal transportation system is substantiated and their legal nature is analyzed. Based on mathematical modeling, it is established that the digitalization of document flow provides a reduction in document processing time, forms a significant cumulative time effect and high economic results with a minimum payback period. It is proven that the electronic consignment note has the legal force of the original, however, its use is accompanied by restrictions as a non-goods management document and legal risks in transit jurisdictions. Cyber ​​risks that arise as a result of digitalization and can cause significant economic losses are analyzed, a methodological approach is proposed to quantify the legal risk of cyber incidents and improve regulatory regulation in the field of multimodal transportation.
AN INTEGRATED APPROACH TO RISK ASSESSMENT OF FLETNER ROTORS ON MARINE VESSELS
This article examines the assessment of risks associated with the use of Flettner rotors on seagoing vessels as elements of wind-assisted propulsion in the context of implementing energy-efficient technologies in modern shipping. The relevance of the study is justified by the need to reduce fuel consumption, cut greenhouse gas emissions, and ensure the safe integration of alternative propulsion systems into ship power plants. An analysis of current scientific approaches to assessing the efficiency and safety of Flettner rotors was conducted; it was found that existing studies are primarily focused on the aerodynamic and energy characteristics of the system, while issues of comprehensive risk assessment remain insufficiently developed. An integrated approach to risk assessment is proposed, combining hazard identification procedures, FSA principles, HAZID/HAZOP elements, and the quantitative determination of an integral risk indicator. Within the scope of the study, risks were systematized into the following main groups: technical, aerodynamic, navigational, operational, human-related, as well as regulatory and environmental. It was established that aerodynamic and navigational factors have the greatest impact on the overall risk level, as they determine the vessel’s seakeeping, maneuverability, and system stability under various operating conditions. A framework for an integrated risk indicator has been developed that takes into account the probability of hazardous events occurring, the severity of their consequences, and the relative importance of individual risk groups, thereby enabling a formalized assessment of the safety of using Fletner rotors for various types of vessels and operational scenarios. The practical significance of the obtained results lies in the possibility of using the proposed methodology during the design, technical integration, operational control, and preparation of recommendations for risk minimization when implementing wind-assisted propulsion technologies in maritime transport.
METHODS FOR DETECTING SPOOFING IN MARITIME NAVIGATION SYSTEMS
The article is devoted to the systematization and comprehensive comparative analysis of modern methods for detecting GPS/GNSS spoofing in maritime navigation systems. Particular attention is paid to the growing relevance of this issue in the context of increasing dependence on satellite navigation and the associated risks to the safety and reliability of maritime operations. The physical principles underlying spoofing attacks are examined in detail, including signal generation, synchronization, and manipulation mechanisms, as well as their classification according to the level of technical sophistication, target objects (shipborne receivers, navigation subsystems), and potential consequences for maritime safety, such as route distortion, collision risks, and loss of situational awareness. The study provides an in-depth analysis of detection methods based on several complementary approaches. These include monitoring of signal parameters, in particular signal strength and carrier-to-noise density ratio (C/N₀), which allows identification of abnormal signal behavior; consistency checks of inter-satellite Doppler shifts to detect inconsistencies in satellite motion patterns; and cross-verification with alternative positioning, navigation, and timing (PNT) sources, such as AIS, eLoran, and other independent systems, ensuring redundancy and reliability. Special emphasis is placed on hybrid inertial-satellite navigation systems that employ Kalman filtering to integrate data from multiple sensors and enhance robustness against spoofing. In addition, the article explores advanced data-driven techniques, including machine learning methods for anomaly detection. Specifically, the application of recurrent neural networks (LSTM) for temporal pattern recognition and ensemble classifiers for improving detection accuracy and reducing false positives is discussed. The advantages and limitations of each method are critically evaluated in terms of implementation complexity, computational requirements, and effectiveness under real-world conditions. Based on the conducted analysis, a multi-layered architecture for protecting maritime navigation systems is proposed. This architecture integrates signal-level, navigation-level, and network-level detection mechanisms into a unified framework, providing a comprehensive and adaptive defense against spoofing attacks. The technical prerequisites for its effective implementation are also defined, including requirements for sensor integration, data synchronization, and system interoperability.
FUELSIGHT: MODEL FOR PREDICTING SHIP FUEL CONSUMPTION AND PROVIDING EXPLANATIONS
The ability to predict ship fuel consumption is fundamental to improving the efficiency and sustainability of maritime operations. Existing approaches predominantly focus on predictive accuracy while overlooking interpretability, thereby limiting their practical applicability for operational decision-making. This study proposes FuelSight, a unified model architecture that jointly performs multi-horizon fuel consumption forecasting and generates structured, human-readable insights reflecting seafarers’ best practices. The proposed framework leverages multivariate time-series data derived from onboard telemetry and environmental conditions to capture complex operational dynamics. A large language model backbone based on GPT-2 is employed to process sequential inputs and enable both numerical prediction and explanation generation within a single architecture, providing an efficient and coherent modeling approach. Empirical evaluation on the FuelCast benchmark demonstrates that the proposed method achieves competitive performance across multiple vessels and forecasting horizons. In addition to numerical accuracy, the model produces interpretable outputs, which achieve good results when evaluated as a structured classification task. The results indicate that integrating forecasting and explanation within an LLM-based framework offers a promising direction for developing interpretable decision-support systems in maritime applicatio
METHODS OF RESEARCHING THE HUMAN FACTOR IN THE MARITIME INDUSTRY
This study examines the methodological approaches employed by contemporary researchers in the maritime domain, with particular emphasis on human factors. The aim is to provide guidance for graduate students and early-career scientists in selecting appropriate and effective research methods for their own investigations. By analyzing current methodological trends, the study seeks to discourage reliance on outdated or limited techniques – such as simple percentage-based analyses – and to promote the adoption of more advanced and rigorous approaches. The research is based on a review of 50 articles published in Scopus-indexed journals. The analysis reveals several prominent methodological tendencies in recent studies, including the use of advanced data analytics, case study approaches, field research conducted during maritime voyages, and the application of author-developed questionnaires with thorough validation procedures. The findings indicate that studies focusing on human factors predominantly employ psycho-diagnostic methods, surveys and questionnaires, observational techniques, and experimental designs. Among experimental approaches, navigation simulators are widely utilized due to their ability to replicate realistic maritime conditions, including variable weather, traffic density, technical failures, and emergency scenarios. Additionally, archival methods play a significant role by enabling retrospective analyses of maritime incidents and human performance under authentic operational circumstances. Overall, data analysis emerges as a central component of modern maritime research on human factors, facilitating the transition from descriptive observations to evidence-based conclusions. This approach supports the identification of patterns and causal relationships, thereby enhancing the scientific rigor and practical relevance of contemporary studies
REAL-TIME ADAPTIVE RISK ASSESSMENT OF A VESSEL BASED ON INTELLIGENT MONITORING AND A DIGITAL TWIN
This article examines the issue of ensuring a vessel’s operational safety in the context of an increasingly dynamic maritime environment, digitalization, and rising levels of uncertainty. It demonstrates that traditional risk assessment approaches, based on static scenarios, do not provide the necessary adaptability and timeliness for real-time decision-making. The feasibility of transitioning to integrated models that combine smart monitoring, digital twins, and methods of intelligent data analysis is substantiated. A mathematical model for adaptive ship risk assessment is proposed, based on the integration of streaming data from sensor systems, AIS, environmental parameters, and digital twin forecasts. The model implements a closed-loop “data–assessment–forecast–decision” cycle and ensures the formation of an integrated risk indicator, taking into account multi-criteria factors, their weights, and their dynamics over time. The paper employs the Analytic Hierarchy Process (AHP) to determine the weighting coefficients of risk factors, the FMEA approach to assess the criticality of failures, and Bayesian updating to adapt the probabilities of risk events based on new data. The proposed integrated risk indicator takes into account both the current state of the vessel and forecast assessments of the situation’s development, ensuring a proactive approach to safety management. The simulation results confirm that the proposed adaptive model allows for reducing peak risk values, shortening response times to hazardous situations, and increasing the system’s resilience compared to static approaches. The practical significance of the study lies in the possibility of integrating the model into decision support systems, integrated bridge systems, and digital ship management platforms, while the results obtained form the basis for the further development of intelligent systems for ensuring ship operational safety
FORMING EMISSION-EXCESSIVE DELIVERY SYSTEMS
The purpose of this study is to develop a concept for taking emissions into account when forming and optimizing cargo delivery systems. The main idea is that when choosing a delivery system option, it is proposed to consider an additional criterion - the "total emissions" indicator, which would allow evaluating alternative delivery system options that correspond to certain export (import) deliveries that involve different combinations of transport modes. Each level of the delivery system and each of its components affects the amount of emissions. That is, we are talking about an assessment of transportation systems that ensure the delivery of goods within a certain period of time and are a relatively constant structure. A concept for taking emissions into account when forming and optimizing cargo delivery systems has been developed. According to this concept, varying transportation technology, geography of transfer points (ports), composition of transport and transshipment vehicles will allow varying the total amount of emissions when transporting a certain batch of cargo during a certain period. This will allow to form decisions on delivery in the conditions of achieving a balance of "costs - emissions", which corresponds to modern ideologies of green logistics and sustainable development. The proposed concept should be further applied in mathematical modelling of the processes of formation and optimization of cargo delivery systems, forming an appropriate theoretical basis. Based on forecasts of supply volumes for a given transportation system, estimates can be made for a certain period, which will allow to see the prospects of using a specific transportation option from the point of view of environmental impact and to analyse options for its minimization
MODERNIZATION OF THE RIVER FLEET: INCREASING THE ENERGY EFFICIENCY COEFFICIENT
Inland water transport is traditionally considered one of the most energy-efficient modes of freight transportation, with specific energy consumption 5–10 times lower than road transport and 2–5 times lower than rail. However, the technical condition of the Ukrainian river fleet remains critically low. Most vessels were built in the 1960s–1980s: the average age exceeds 35–40 years, and the depreciation rate of fixed assets reaches 80–85%. Outdated equipment causes increased fuel consumption and low efficiency of ship power plants (SPP), which, combined with tightening international regulations (EEXI, CII), makes fleet modernization an urgent strategic priority, particularly for vessels operating on the Danube. Using the practical modernization of the «Kapitan Antipov» vessel (PJSC «UDP», October 2024) as a case study, the paper analyzes the replacement of SGP Typ T112 SO main engines (2×772 kW) with Mitsubishi S12R-MPTAW (2×940 kW) and MWM diesel generators with Volvo Penta units (2×239 kW). The new engines comply with Stage V (Euro 5) standards, hold EU type-approval certificates under Regulation (EU) 2016/1628, and are equipped with an SCR system using AdBlue reagent, enabling full compliance on both the Danube and Rhine rivers. The EEXI coefficient increased from 15.7 to 19.1, a 1.22-fold improvement, while specific fuel consumption decreased by 12–15% through re-motorization alone. Four key areas of further comprehensive modernization are systematized: hybrid propulsion with battery systems (15–25% fuel savings); main engine operating mode optimization combined with SEEMP digital management (10–20%); waste heat recovery via ORC systems and exhaust boilers (5–12%); hydrodynamic hull optimization and antifouling coatings (3–8%). Comprehensive modernization can increase overall propulsion complex efficiency from 0.25–0.30 to 0.38–0.45 and reduce specific fuel consumption by 20–35%, with a payback period of 5–8 years at current Danube freight rates.
IMPROVING APPROACHES TO ASSESSING THE ENERGY EFFICIENCY OF SHIPS BASED ON ENERGY-SAVING POTENTIAL
У сучасних умовах посилення вимог до енергоефективності та екологічної безпеки морського транспорту актуальним є удосконалення методів оцінювання ефективності використання енергетичних ресурсів суден торговельного флоту. Існуючі підходи, зокрема показники EEDI, EEOI та CII, здебільшого орієнтовані на узагальнені або проєктні характеристики і не забезпечують можливості кількісного визначення прихованих резервів енергозбереження в суднових енергетичних системах. Метою дослідження є розроблення методичних основ оцінювання енергоефективності суден на основі визначення потенціалу енергозбереження з урахуванням технічних, експлуатаційних та економічних факторів. У роботі проведено аналіз сучасних наукових підходів до оцінювання енергоефективності суден та визначено їх обмеження в умовах змінних режимів експлуатації. Запропоновано концепцію потенціалу енергозбереження як інтегрального показника ефективності суднових енергетичних систем, що базується на аналізі енергетичного балансу судна. Розроблено методичний підхід до визначення відносного потенціалу енергозбереження з урахуванням його ієрархічної структури, яка включає теоретичний, технічно досяжний та економічно доцільний рівні. Запропоновано узагальнений критерій енергоефективності у вигляді відносного потенціалу енергозбереження. Отримані результати дозволяють ідентифікувати внутрішні енергетичні втрати, здійснювати порівняльний аналіз енергоефективності суден та обґрунтовувати управлінські рішення щодо підвищення ефективності використання енергетичних ресурсів, впровадження енергозберігаючих технологій та забезпечення відповідності міжнародним вимогам у сфері декарбонізації морського транспорту
FEATURES OF THE HYDROLOGICAL REGIME OF THE KUROSHIO CURRENT DURING THE FORMATION AND DEVELOPMENT OF THE LARGE MEANDER LM2017
The study investigates the spatio-temporal variability of the Kuroshio Current based on satellite data of sea surface height (SSH) and geostrophic velocities, as well as in situ expeditionary measurements (temperature and salinity of seawater) provided by the National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). Along various sections in the region of the Kuroshio Current, maps of the spatial distribution of current velocities were constructed and volume transports were calculated. A double-core structure of the current was identified, which may be associated with meandering of the main flow and the influence of bottom topography. It is shown that the Kuroshio is characterized by the persistent existence of meanders whose geographical position remains relatively stable over time, while their configuration is variable. The obtained results are consistent with satellite observations and can be used for further studies of ocean circulation and applied tasks, particularly in the field of marine navigation
ALGORITHMIC SUPPORT FOR INTEGRATED NAVIGATION AND INFORMATION SYSTEMS ON CONTAINER SHIPS TO IMPROVE OPERATIONAL EFFICIENCY
The growth in transoceanic shipping volumes and the introduction of large- and ultra-large-capacity container ships ULCVs have led to increased demands for navigational accuracy, energy efficiency, and sound management decisions in the face of the uncertainties of the maritime environment. Traditional approaches to navigation, based on the use of isolated data sources and deterministic models, do not provide an adequate level of adaptability to changing external influences and limit the possibilities for optimizing ship operational parameters. The aim of this work is to develop algorithmic support for integrated navigation and information systems for container ships based on big data processing, mathematical modeling of ship motion, and methods of intelligent information processing. The study proposes an approach that combines data from global navigation satellite systems GNSS, hydroacoustic measurement devices, and meteorological observations using adaptive filtering methods, in particular Kalman filters, to form a consistent ship state vector. A mathematical model of ship motion based on the 3DOF approach has been refined to account for the effects of waves, wind, and currents, supplemented by correction terms generated through real-time data assimilation. An algorithm for integrated processing of navigation data and decision support is proposed, which enables ship trajectory prediction and route optimization based on multi-criteria indicators such as fuel consumption, voyage duration, and navigation safety. The results obtained demonstrate an increase in the accuracy of motion parameter estimation and trajectory prediction, as well as a reduction in operating costs due to a more rational selection of motion modes. It is shown that the proposed approach is universal and can be applied to container ships of various classes, in particular ULCVs, considering their inertial characteristics. The practical value of this work lies in the possibility of integrating the developed algorithmic software into modern navigation systems and digital maritime transport management platforms, which creates prerequisites for the further development of intelligent and autonomous navigation technologies
METHOD OF AUTOMATED OBTAINING OF VESSEL PARAMETERS FROM THE VISUAL INTERFACE OF THE NAVIGATION SIMULATOR
The article proposes a method for automated reconstruction of navigational and control parameters of a vessel based on the analysis of a navigation simulator’s visual interface, without accessing its internal telemetry modules. The relevance of the study arises from the fact that most existing approaches rely on service logs or digital data streams, access to which depends on the architecture of a specific software platform. Such dependence limits experimental reproducibility, complicates cross-platform comparison of results, and reduces the universality of the conclusions obtained. The proposed approach treats the screen space as a structured information field in which stable zones corresponding to individual indicators are localized. After configuring these zones, graphical and numerical interface elements are automatically transformed into synchronized time series of motion parameters. The reconstruction rate is aligned with the update frequency of interface indicators and, under appropriate technical conditions, can reach up to 10 Hz. The resulting multidimensional dataset enables analysis of vessel trajectory, transient regimes, response delays, and the relationship between control actions and vessel dynamics. Experimental validation was carried out using a full-mission bridge simulator. For heading, the mean absolute reconstruction error did not exceed 1°, while for propeller shaft revolutions it remained below 2% of the nominal value. The obtained time series preserve the physical sequence of maneuvering processes, reproduce characteristic extrema, and do not exhibit significant phase distortions. The results confirm the feasibility of using the visual interface layer as an independent and universal source of experimental data for studies of ship motion dynamic
WAYS OF TRANSFORMATION OF THE INTERNATIONAL SYSTEM OF SEARCH AND RESCUE AT SEA IN THE CONDITIONS OF THE THIRD WORLD WAR OF THE NEW HYBRID TYPE (SAR)
The international search and rescue (SAR) system in maritime transport traditionally relies on electromagnetic and satellite communication and positioning channels COSPAS-SARSAT, GMDSS, the effectiveness of which in a new hybrid type of war is reduced due to electronic warfare, spoofing and other forms of electromagnetic weapons. The article substantiates the directions of SAR transformation, which are associated with a return to hydroacoustic means of monitoring and positioning disaster sites based on the SOFAR waveguide as a channel resistant to electromagnetic influences and suitable for covert attribution of underwater incidents critical for the safety of shipping and underwater infrastructure. It is shown that empirical hydroacoustics does not allow explaining the spatial variability of SOFAR efficiency, as well as its practical absence in the Black and Mediterranean Seas, which has direct consequences for future routes and logistics of maritime transport, taking into account the risks of modern SAR. A physical interpretation of the formation of SOFAR is proposed based on the Newton-Laplace theory with an emphasis on the role of water elasticity and structural effects inherent exclusively to the aquatic environment. The results obtained form the scientific basis for the integration of passive bottom and network hydroacoustic systems in SAR of maritime transport as a backup/backup circuit in conditions of hybrid warfare: risks of sabotage, accidents and loss of communication
HYDROMETEOLOGICAL FACTORS OF NAVIGATIONAL WATER RESOURCES MANAGEMENT
The article considers a complex of hydrometeorological factors that affect the efficiency of navigational resource management of waterways. The main hydrological and meteorological parameters that determine navigational conditions are analyzed, including the level regime of watercourses, water discharge, ice regime, wind conditions and precipitation. The need to integrate hydrometeorological data into navigational management systems is substantiated to ensure navigation safety and optimize the use of water resources
THE INTERANNUAL VARIABILITY OF THE SUMMER MONSOON IN THE ARABIAN SEA (FACTOR ANALYSIS)
The paper analyzes the features of the interannual variability of surface waves in the area of action of the summer Indian Ocean monsoon in the period 2010–2017 in the context of the tasks of maritime logistics and navigation safety. The study is based on the generalization of long-term observation series, which made it possible to identify the regularities of the formation of the wave regime in different years and assess the degree of its variability. Based on statistical analysis, it is shown that anomalous wave regimes can be formed both in the form of an increased integral intensity of the process and in the form of seasonal dynamics without pronounced extreme manifestations. This indicates the complex nature of interannual variability, which is not always manifested through obvious storm events, but can significantly affect the general conditions of navigation. It is established that classical climate indices, in particular ENSO and the Indian Ocean Dipole, do not provide an unambiguous explanation of the actual differences in the wave regime of the Arabian Sea in the indicated years. This indicates the need to expand existing approaches to the interpretation of climate processes and take into account additional factors. To identify the causes of anomalous manifestations of monsoon circulation, the feasibility of including geophysical processes in the well-known list of influential weather-forming factors has been substantiated. As a result of the factor analysis of the interannual variability of the summer monsoon by 4 characteristics (2010, 2013, 2015 and 2017 were highlighted), the influence of the variability of the Earth's angular velocity on the summer monsoon of the Arabian Sea was confirmed at the quantitative level. The dependencies which were formed as the result of the given analyses provide a deeper understanding of the mechanisms of wave regime formation and clarify the role of global geophysical processes in the dynamics of monsoon circulation. The results obtained can be used to increase the reliability of forecasting wave conditions of the summer monsoon, optimize the planning of maritime transportation and reduce risks for shipping in the Arabian Sea. The practical significance of the study lies in the possibility of taking into account the identified patterns when developing forecasting models and making management decisions in the field of maritime logistics
SHIP FORWARDING AND SUPPLY IN CONDITIONS OF BLOCKED SEA STRAITS: CHALLENGES, ADAPTATION AND ECONOMIC CONSEQUENCES
It has been determined that world shipping is the basis of international trade, providing transportation of more than 80% of global trade. The sustainability of maritime transportation largely depends not only on the movement of ships, but also on the efficiency of related logistics processes, among which an important place is occupied by forwarding and supply of ships of maritime transport. Ship forwarding is understood as a set of organizational, logistical and coordination measures aimed at providing the ship with material and technical resources, spare parts, provisions, technical maintenance and other necessary means for safe and continuous operation. Modern ship supply systems are multi-level supply chains that unite shipowners, technical managers, agents, equipment manufacturers, suppliers and port infrastructure. The effectiveness of such systems largely depends on the stability of global transport routes and the availability of key major maritime transport corridors. Of particular vulnerability to global maritime logistics are strategic sea lanes, through which significant volumes of global cargo flows pass, including energy resources, raw materials and containerized cargo. These sections of sea routes perform a critical function in the international transport system, where even short-term disruptions or restrictions on movement can have large-scale consequences for global supply chains. Their partial or complete blockage can disrupt not only the regular movement of the fleet, but also the stable functioning of ship supply systems, including the forwarding of spare parts, bunkering, maintenance and the organization of service operations in ports. In such conditions, delays occur in the delivery of critical materials, coordination between participants in the logistics chain becomes more difficult, and dependence on alternative routes and transit hubs increases. Additionally, there is a significant increase in delivery times, an increase in the cost of logistics operations, as well as an increase in operational risks associated with the need to redirect ships, change ports of call and use more expensive and complex supply schemes. Taken together, these factors lead to a decrease in the efficiency of maritime transportation and an increase in the overall vulnerability of the global shipping system. Under such conditions, the study of the impact of blocking sea straits on the processes of forwarding and supply of ships acquires practical and scientific relevance
INCREASING THE EFFICIENCY OF CONTAINER SHIP OPERATIONS DURING TRANSOCEANIC CROSSINGS BASED ON ADAPTIVE COURSE CORRECTION
The analysis of the features of container ship operation during transoceanic crossings under the influence of variable hydrometeorological factors was carried out. It was established that one of the key reasons for the decrease in operational efficiency is the deviation of the vessel from the set trajectory under the influence of wind, currents and waves, which leads to increased fuel consumption, voyage duration and increased navigational risks. It was shown that traditional methods of course maintenance, which are based on periodic correction, do not provide the necessary level of adaptability in conditions of uncertainty and dynamic changes in the external environment. The feasibility of switching to proactive approaches to vessel traffic management, which are based on the integration of modern navigation systems with external data sources, is substantiated. The paper proposes a method for adaptive correction of the course of a container ship, which involves continuous analysis of the navigation situation using data from global navigation satellite systems (GNSS), electronic cartographic systems (ECDIS), as well as information from weather and oceanographic services. Particular attention is paid to the use of data from international forecasting centers, in particular ECMWF (European Centre for Medium-Range Weather Forecasts) and NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration), which allows taking into account forecast changes in external conditions in the process of vessel movement management. The proposed approach is supplemented by the use of methods of intelligent data analysis to identify patterns of influence of external factors on vessel deviation from the route and optimization of movement parameters. The concept of adaptive course correction has been developed, which ensures minimization of deviation from the given trajectory taking into account the energy efficiency of movement. It is shown that the implementation of adaptive course correction is especially relevant in the context of rising world fuel prices and increasing environmental requirements, in particular within emission control areas (ECA), where route optimization allows reducing operating costs and ensuring compliance with international standards. The results obtained confirm the feasibility of integrating adaptive control algorithms into modern navigation systems and navigator decision support systems, which ensures increased accuracy of vessel movement, reduced fuel consumption, improved economic performance of operation and increased navigation safety
ANALYSIS OF THE OPERATING CHARACTERISTICS OF A MINIATURE THERMOELECTRIC MODULE FOR SHIPBOARD POWER AND NAVIGATION SYSTEMS
This work presents the design of a thermoelectric module for ship power and navigation systems based on the TES1-01703 module. Mathematical equations are presented for analyzing the operational characteristics of the module during electrical, thermal and mechanical processes. A computer-aided design (CAD) system is used to design the geometry of the thermoelectric module, and a specialized finite element analysis software environment is used to calculate the main operational characteristics. The designed thermoelectric module has overall dimensions of 15×15×4.2 mm, it contains 18 P-type semiconductors and 18 N-type semiconductors, 37 metal interconnect plates. Based on this, a thermoelectric circuit of 35 contact connections between semiconductors, which form 18 thermoelectric pairs, was created. The overall dimensions of the active zone of the designed thermoelectric module (U-shaped circuit) are 12×12×2.6 mm. The calculation was performed numerically with selected boundary conditions for the electrical, thermal and mechanical parts. In the model, the module is cooled by forced convection using a fan cooling method at a heat transfer coefficient h=50 W/(m2·K) and a convection temperature tamb=25 °C. Using computer simulation, the distribution of the main parameters of the model at a current of 3.3 A was obtained. These parameters include electric voltage, temperature, electric current density, electric field strength, Joule heating, heat flux density, mechanical stresses and deformations. During the simulation, areas were identified where temperature, mechanical stresses and deformations have increased values. Also, graphs of the dependences of operating parameters on the current when it changes from 0 to 3.5 A were constructed. These graphs show how the electric voltage, temperature, current density, electric field strength, Joule heating, heat flux density, mechanical stresses and deformations change with increasing current. Analysis of the obtained data allowed us to establish the nonlinear nature of the dependences of operating parameters on the current. The limit operating modes of the module were determined, at which its efficiency, thermal stability and mechanical reliability as part of ship systems are ensured
MULTI-AGENT MODEL OF INTERACTION OF AUTONOMOUS MARINE PLATFORMS WITH PORT INFRASTRUCTURE
The explosive development of autonomous marine systems based on artificial intelligence agents has exacerbated the problem of real-time provision and coordination, decision-making and compliance with regulatory requirements. The aim of the article is to develop a multi-agent model of interaction of autonomous marine platforms with port infrastructure, which ensures the safety and environmental friendliness of operations. The aim of the article is achieved by the widespread use of artificial intelligence, which performs a number of functions to ensure the safe operation of autonomous vessels in complex marine environments. Each of these functions - navigation, obstacle detection, collision avoidance and real-time decision-making - is of crucial importance. Various artificial intelligence methods are used to support these functions, including machine learning, deep learning, reinforcement learning, computer vision and natural language processing. An overview of AI elements used in maritime safety systems is provided, as well as their advantages and disadvantages in terms of autonomous maritime system performance. A high-level model of the architecture of AI agents operating in real-time in autonomous ship systems is proposed. This approach integrates modern technologies (sensory functions, perception, decision-making, control and supervision) to ensure safe, efficient and sustainable maritime operations. The model is based on an AI agent that acts as an autonomous entity capable of processing input data, generating context-sensitive decisions and performing safety-critical actions in time-constrained and port-based environments. AI agents not only provide real-time situational awareness through advanced sensor data fusion, but also optimize routing, fuel consumption and maintenance, in line with industry goals for cost reduction and environmental responsibility. The functions of AI agents at each level of the architecture are described in detail. The integration of autonomous ships with intelligent port systems using AI agents allows for improved dynamic planning, reduced port congestion, and faster turnaround times in maritime logistics. Smart ports, enhanced by IoT technologies, big data analytics, and automation, become the foundation for creating a seamless operational continuum between ship and shore.
Copyright (c) 2026 Олександр Маранов, Андрій Носовський
THE IMPACT OF ENVIRONMENTAL FLUCTUATIONS ON THE PERFORMANCE OF INTERNATIONAL MARITIME TRANSPORTATION
This article presents an analytical review of the current state of global maritime fleet development and the impact of environmental fluctuations on the efficiency and effectiveness of international maritime transport. The research objective is to develop information and analytical tools to support maritime transport logistics processes in the face of unpredictable environmental changes, which is essential for improving the efficiency of international maritime transport management. The article notes the dominance of vessels of various functional purposes in maritime trade. China's dominance is supported by the bulk carrier and container ship sector, Japan by refrigerated vessels and liquefied petroleum gas vessels, the United States by cruise ships, and Singapore by vessels transporting liquefied natural gas and supporting offshore fields. The article determines that, against the backdrop of growing international transport, disruptions and interruptions associated with geopolitical conflicts and climate risks are observed. A substantive interpretation of the impact of geopolitical conflicts on the efficiency of maritime transport is offered. An analysis of the components of the influence of the external environment on the efficiency of transport is provided. The paper outlines the key trends in the modern development of maritime freight transportation in the context of dynamic environmental changes, including a 2% growth in global seaborne trade with significant cost fluctuations, regional transport disruptions, and rising consumer prices caused by rising freight rates. Recommendations and prospects for the development of maritime transportation in an uncertain environment are offered, including the use of modern low-carbon fuel technologies, coordinated route planning, and the development of new logistics solutions
КОМП’ЮТЕРНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ТА ОПТИМІЗАЦІЯ КОНТЕЙНЕРНИХ ПЕРЕВЕЗЕНЬ НА МОРСЬКИХ МАРШРУТАХ НА ОСНОВІ МЕРЕЖЕВОЇ ТРАНСПОРТНОЇ ЗАДАЧІ
У статті представлено підхід до математичного моделювання та оптимізації контейнерних перевезень у морських транспортних мережах із урахуванням динаміки графіків руху суден. Запропонована методика ґрунтується на застосуванні мережевих транспортних моделей, які відображають структуру взаємодії портів, складів та транспортних вузлів у вигляді орієнтованого графа. Вузли мережі відповідають подіям або станам системи (прибуття суден, наявність контейнерів, можливість зберігання чи переміщення), а дуги характеризують можливі напрямки контейнерних потоків із заданими параметрами вартості та пропускної спроможності. Розроблена математична модель враховує черговість заходів суден у порти та дозволяє формалізувати операції перевезення та зберігання контейнерів між заходами. Для розв’язання задачі оптимізації використано комбінацію методів лінійного програмування, алгоритмів оптимального потоку в мережах та методу потенціалів. Таке поєднання забезпечує швидке отримання наближених до оптимальних рішень навіть у задачах великої розмірності. Практична реалізація математичної моделі здійснена за допомогою програмних засобів, що забезпечило інтеграцію математичних алгоритмів із сучасними інформаційними системами управління транспортом. Результати моделювання, проведеного на даних, наближених до реальних умов міжнародних морських ліній, показали зниження сукупних витрат на транспортування та зберігання контейнерів на 12–18%, зменшення порожніх пробігів і покращення балансу між використанням власних та орендованих контейнерів. Отримані результати підтверджують, що запропонований підхід є ефективним інструментом для планування та оперативного управління контейнерними перевезеннями і може бути адаптований до інших видів транспорту з багаторівневою структурою мережі.
РОЛЬ ЦИФРОВИЗАЦИИ ТРАНСПОРТНОЇ ЛОГІСТИКИ В КОНТЕКСТІ МУЛЬТИМОДАЛЬНИХ ПЕРЕВЕЗЕНЬ В УМОВАХ ВОЄННОГО СТАНУ
У статті розглянуто актуальність цифровізації транспортної логістики мультимодальних перевезень в умовах воєнного стану. Проаналізовано вплив воєнних дій на логістичні ланцюги, визначено ключові напрями цифрової трансформації, що дозволяють підвищити гнучкість, безпеку та ефективність логістичних операцій на мультимодальних перевезеннях. Показано значення цифрових технологій для забезпечення сталого функціонування транспортної системи, обміну даними та управління ризиками в кризових умовах.
SYSTEMATIZATION AND MODERNIZATION OF MATHEMATICAL METHODS FOR EVALUATING THE EFFICIENCY OF ECONOMIC SYSTEMS
The article provides a comprehensive analysis and systematization of mathematical methods used to evaluate the efficiency indicators of economic systems under modern economic conditions. The feasibility of applying economic and mathematical modeling as a tool for formalizing complex economic processes and supporting managerial decision-making is substantiated. The possibilities of applying methods of mathematical statistics, econometrics, mathematical programming, game theory, queuing theory, and operations research in the context of enterprise performance analysis are considered. A generalized formulation of the problem of efficiency evaluation using an objective function and a system of constraints is proposed. An example of a multifactor regression model is presented, allowing the assessment of the influence of key economic indicators on an integrated efficiency index. The results of the study can be used to improve the validity of management decisions and to forecast the development of economic systems.
МЕТОД КЕЙСІВ ДЛЯ ПІДГОТОВКИ ІНЖЕНЕРІВ ВОДНОГО ТРАНСПОРТУ
У статті здійснено аналіз сучасного міжнародного досвіду провідних викладачів щодо використання кейс-методу в закладах освіти. Проведено дослідження результатів застосування кейс- методу при вивчені інженерної графіки в одеському національному морському університеті. Представлено приклади кейсів для створення простих деталей типу «Вал», «Фланець» та «Пластина» в розрахунково-графічній роботі. Доведено, що використання кейсів, у яких технічна ситуація передбачає створення кресленика виробу, підвищує практичну значущість результатів навчання з дисципліни «Інженерна та комп’ютерна графіка». Визначено недоліки, що виникли при упровадженні кейс-методу під час виконання розрахунково-графічної роботи, та окреслено шляхи їх вирішення. Для оптимізації часу на створення великої кількості варіантів індивідуальних завдань рекомендовано застосовувати штучний інтелект. Надано приклад промпту для створення навчальних кейсів з інженерної графіки за допомогою Copilot, AI‑асистента від Microsoft. Аналіз використання кейсів засвідчив високу ефективність такої форми навчальної діяльності, яка дає змогу здобувачам освіти усвідомлювати практичну цінність знань, працювати з наближеними до реальних ситуаціями та розвивати креативність. Показано недоліки впровадження кейсів, які виявленні при виконанні завдання. Надано рекомендації для впровадження методу кейсів в курс «Інженерна та комп’ютерна графіка» для підтримки мотивації студентів різного рівня базової підготовки. Вказано причини високої зацікавленості здобувачів освіти до завдань створених за кейс-методом. Зроблено порівняльний аналіз між використанням класичних методів навчання і кейс-методом. Показано, що використання кейс- методу сприяє підвищенню якості оволодіння професійними компетентностями майбутніх інженерів водного транспорту.
НТЕГРАЦІЯ КОРЕЛЯЦІЙНО-РЕГРЕСІЙНИХ МОДЕЛЕЙ ТА ОПТИМІЗАЦІЙНИХ ЗАДАЧ У ФОРМУВАННІ ПРОФЕСІЙНОЇ МАТЕМАТИЧНОЇ КОМПЕТЕНТНОСТІ МАЙБУТНІХ ФАХІВЦІВ ТРАНСПОРТНОЇ ІНФРАСТРУКТУРИ
У статті обґрунтовано доцільність посилення прикладної спрямованості математичної підготовки майбутніх фахівців морського і річкового транспорту шляхом використання кореляційно- регресійних моделей та задач оптимізації. Метою дослідження є висвітлення методичних підходів до формування професійної математичної компетентності студентів морських спеціальностей у процесі вивчення дисциплін математичного циклу. Методологічну основу дослідження становлять компетентнісний та діяльнісний підходи, методи математичного моделювання, аналізу статистичних даних і педагогічного узагальнення. У статті наведено приклади навчальних задач, зорієнтованих на реальні процеси морського та річкового транспорту, що демонструють можливості застосування методу найменших квадратів, тренд-аналізу та методів умовної і безумовної оптимізації. Показано, що поєднання класичних математичних методів із використанням цифрових інструментів сприяє підвищенню рівня математичної та професійної компетентності майбутніх фахівців транспортної галузі.
ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ РЕСУРСОЗБЕРІГАЮЧОЇ ЕКСПЛУАТАЦІЇ СУДНОВИХ ДИЗЕЛІВ ШЛЯХОМ ДІАГНОСТУВАННЯ МОТОРНОГО МАСТИЛА
Наведені результати досліджень щодо визначення методу, який сприяє ресурсозберігаючої експлуатації суднових дизелів. Зазначено, що під час експлуатації суден морського та внутрішнього водного транспорту постійне стає завдання забезпечення ресурсозберігаючої експлуатації дизелів, що на них встановлені та виконують функції головних та допоміжних двигунів. Виникнення цього завдання зумовлюється процесами тертя та зношування, що виникають та відбуваються під час зворотно- поступального руху поршня у циліндрі дизеля та обертального руху колінчатого валу. У першому випадку відбувається знос у трибологічній системі поршневі кільця – втулка циліндра, у другому – у трибологічній системі колінчатий вал – вкладиш підшипника ковзання. Найбільш зручним та ефективним методом контролю стану поверхонь тертя, що входять до складу вищевказаних трибологічних систем, є аналіз та діагностування моторного мастила, яке використовуються у циркуляційної системі мащення. З метою повного аналізу хімічних елементів, що знаходяться у мастилі, виконують його аналіз у берегових дослідницьких лабораторіях, для цього, як правило, використовується спектральний аналіз. Недоліком контролю показників у береговій дослідницькій лабораторії є певна затримка у отриманні його результатів. В деяких випадках це може сприяти несвоєчасному прийняттю управлінських рішень або виконанню відповідних технологічних операцій. Через це, як додатковий спосіб контролю експлуатаційних характеристик мастила безпосередньо на судні та, відповідно, більш швидкого отримання результатів, виконувався аналізу спектрів горіння моторного мастила. З цією метою використовувався спектральний газовий аналізатор FlirX6530sc з вбудованою інфрачервоною камерою контролю. При цьому забезпечувався контроль так самих характеристик (Wear Elements та Contaminant Elements), визначення яких виконувалось у береговій дослідницькій лабораторії. Збіг результатів діагностування стану моторного мастила, що виконувався за допомогою запропонованого спектральний газового аналізатору та результатів, що були отримані під час досліджень у берегової лабораторії, дозволяє рекомендувати метод визначення експлуатаційних характеристики моторного мастила за допомогою суднового спектральний газового аналізатору як метод попереднього аналізу. Результати, які при цьому можуть бути отримані, з високою точність характеризують показники моторного мастила. Безпосередньо метод діагностування моторного мастила за допомогою газового аналізу сприяє забезпеченню ресурсозберігаючої експлуатації суднових дизелів.
ДОСЛІДЖЕННЯ ВПЛИВУ СИНХРОННОГО ТА ПАРАМЕТРИЧНОГО КОЧЕННЯ НА МОРЕХІДНІ ЯКОСТІ КОНТЕЙНЕРОВОЗІВ
У статті досліджено механізми небезпечного кочення великих контейнеровозів, що призводять до масової втрати контейнерів у штормових умовах та створюють безпосередню загрозу безпеці судноплавства. На основі аналізу аварійних випадків ONE APUS (параметричне кочення) та MSC ZOE (синхронне кочення) встановлено ключові фактори розвитку резонансних режимів і сформовано узагальнену аварійну модель. Запропоновано оперативні рекомендації для судноводіїв щодо попередження небезпечного кочення та концепцію інформаційно-аналітичного модуля Roll Risk Index для інтеграції в системи ECDIS та погодної маршрутизації. Обґрунтовано економічну доцільність впровадження комплексу організаційно-технічних заходів з позицій запобігання рідкісним катастрофічним подіям.
ВПЛИВ ЕРГОНОМІЧНИХ ФАКТОРІВ БЕЗПЕКИ СУДНОПЛАВСТВА НА УПРАВЛІННЯ СУДНАМИ У СКЛАДНИХ УМОВАХ
Стаття присвячена комплексному дослідженню ергономічних факторів управління морськими суднами у складних навігаційних умовах. Розглянуто вплив ергономічних факторів на безпеку судноплавства, включаючи проектування робочих місць, організацію вахтової служби, управління втомою екіпажу та вплив екстремальних погодних умов. Систематизовано основні фактори впливу на ефективність управління суднами у складних умовах. Запропоновано методи мітигації ризиків, спрямовані на підвищення безпеки мореплавства через оптимізацію робочого середовища, навчання персоналу та впровадження сучасних навігаційних технологій.
УПРАВЛІННЯ СУДНОМ В УМОВАХ КІБЕРАТАК НА НАВІГАЦІЙНІ СИСТЕМИ
статті досліджено проблематику управління судном в умовах зростання кібератак на навігаційні системи, що становлять критично важливу складову морської безпеки. Проаналізовано основні види кіберзагроз, спрямованих на системи ECDIS, AIS, GPS та інші елементи інтегрованих навігаційних комплексів, а також їх потенційний вплив на точність навігаційних даних та прийняття рішень судноводієм. Розкрито механізми спотворення навігаційної інформації, перехоплення сигналів та втручання у функціонування суднових систем управління. Висвітлено організаційні, технічні та процедурні заходи, спрямовані на підвищення стійкості суден до кібератак, включно з підготовкою екіпажу, впровадженням систем кіберзахисту, дублюванням інформаційних каналів та алгоритмами реагування в екстрених умовах. На основі аналізу сучасних міжнародних стандартів і практик наведено рекомендації щодо мінімізації ризиків та забезпечення безпечної експлуатації суден у цифровізованому морському середовищі.
ПРОЕКТУВАННЯ ТА АНАЛІЗ ЕФЕКТИВНОСТІ ГІДРОАКУСТИЧНОЇ СИСТЕМИ КЕРУВАННЯ АВТОНОМНИМИ ПІДВОДНИМИ АПАРАТАМИ НА МІЛКОВОДДІ
Розвиток підводної робототехніки для моніторингу, інспекції та дослідження акваторій вимагає створення надійних каналів зв’язку з автономними безпілотними підводними апаратами (АБПА). У статті досліджується проблема забезпечення стійкого керування АБПА в умовах мілководдя (глибини до 200 м) на дистанціях до 500 м. Проведено аналіз основних дестабілізуючих факторів гідроакустичного каналу: багатопроменевості, доплерівського зсуву та нестаціонарних акустичних шумів. Запропоновано архітектуру цифрової гідроакустичної системи зв’язку, що використовує метод двійкової частотної маніпуляції (FSK) в ультразвуковому діапазоні 30-35 кГц. На основі фундаментального рівняння сонарного зв’язку виконано детальний розрахунок акустичного бюджету, що підтверджує технічну можливість реалізації системи з рівнем випромінювання джерела 140 дБ. Розроблено структурну схему приймального тракту, що включає малошумний підсилювач (LNA), смуговий фільтр Баттерворта 4-го порядку та цифровий демодулятор на базі ШПФ (Швидке Перетворення Фур'є). Запропоновано протокол передачі даних із використанням пакетної передачі, старт-стопових бітів та словника з чотирьох базових команд. Шляхом математичного моделювання оцінено вплив багатопроменевості та шуму на форму сигналу. Результати моделювання демонструють, що при відношенні сигнал/шум (SNR) більше 12 дБ система забезпечує вірогідність помилки на біт (BER) менше 10⁻³. Висновки роботи вказують на перспективність обраного підходу для створення компактних, енергоефективних та перешкодостійких систем оперативного керування АБПА в прибережних зонах.