Как сохранить грузы в контейнерах
Как сохранить грузы в контейнерах
Композитный контейнер
Кроме защиты от несанкционированного доступа контейнеров, находящихся в обороте, разработчики предложили решение и на перспективу — производить контейнеры из новых материалов с уже вмонтированными охранными устройствами.
Внедрение в производство композитных материалов в отраслях — от космической и оборонной вплоть до гражданского строительства — затронуло и такое направление, как выпуск контейнеров, сертифицированных ISO (Международная организация по стандартизации), для изготовления которых необходимо громадное количество прочного, долговечного, способного противостоять экстремальным нагрузкам и агрессивной морской среде листового и профилированного металла.
Патентная заявка на морской контейнер из композитных материалов была зарегистрирована в США в июне 2004 г. под названием «Composite Anti-Tamper Container with Embedded Devices» — «композитный контейнер с вмонтированными защитными устройствами». Изобретение, предусматривающее несколько вариантов применения, относится к контейнерам, у которых защитные устройства вмонтированы в стены.
Композитный материал, по мнению изобретателей, представляет собой сэндвич, в котором между двумя слоями металла заключен композитный слой, c внедренным оптоволоконным световодом, сенсорами и процессорами, с возможностью подключения других устройств и компонентов.
В первом варианте для обнаружения пролома все стены контейнера, сделанные из композитных материалов, должны содержать вмонтированную сетку из оптоволоконных трактов и сенсорные датчики. При такой конструкции контейнера пролом в любой из его шести поверхностей отверстия большего, чем назначенный размер ячейки сетки, например 9 кв. дюймов (~7,5Ч7,5 см), будет обнаружен немедленно, независимо от времени суток и при любых условиях производства грузовых операций.
В альтернативном варианте стены композитного контейнера оборудуются гнездами (розетками) для подключения процессоров и сенсорных датчиков к вмонтированной в стены оптоволоконной сетке, чем обеспечивается модульный принцип замены устройств, необходимый при обновлении технологий. Процессор (или процессоры), используя стандартные интерфейсы, должен управлять сенсорами, предупреждать об опасности, обеспечивать внешнюю связь, выполняя функции охраны контейнера.
Еще в одном варианте предусматривается, что штабель из композитных контейнеров может быть взаимосвязан трактами прохождения данных или, как вариант, их панели могут быть объедены токопроводами, формирующими объединение (куст) контейнеров. Такая система, по мнению изобретателей, сможет протестировать контейнеры в штабеле и вычислить нестандартный (ущербный) контейнер, не имеющий подтверждающей коммуникационной информации, или же решить другую задачу — равномерно распределить электрическое питание в штабеле контейнеров.
Преимуществом встроенных в композитные материалы сенсоров, процессоров и других устройств является и то, что они защищены как от жестких морских условий, так и от посягательств злоумышленников. А применение стандартных устройств является еще одним преимуществом, поскольку их чувствительность к вторжению и фальсификации будет мало различаться от контейнера к контейнеру, в отличие от многообразия сенсорных устройств при разных способах их размещения в действующих контейнерах.
Вмонтированная сенсорная система может быть опробована на заводе, когда контейнер еще только строится. Как вариант, контейнер из композитных материалов может быть разборным. Комплекты панелей контейнера складируются так, что каждый верхний прочно соединяется с нижним, обеспечивает за один захват несколько контейнеров. Это сделает стоимость транспортировки порожних контейнеров от завода к покупателю или обратную их
доставку отправителю груза дешевле. При этом исключается риск терроризма и возможность других нарушений, связанных с провозом людей или контрабанды в порожних контейнерах.
Ремонт и обслуживание композитного контейнера по сравнению со стальным контейнером проще. С учетом пожелания заказчика контейнер может поставляться с разным набором преимуществ или свойств: стандартная или пониженная прочность; с возможностью подсоединения композитных панелей к электрическим или оптоволоконным сетям; с установкой устройств безопасности разной степени защиты. Еще одно преимущество композитного контейнера заключается в том, что он весит на 15—20 % меньше стального, увеличивая чистую грузоподъемность контейнера или снижая расход топлива судами при транспортировке.
Патент на поданную заявку был опубликован в конце декабря 2006 г., а уже 30 мая 2007 г. в «Newpaper» появилась информация о завершении первого и о начале второго этапа работ по созданию системы безопасности грузовых контейнеров, названной «COBRe» и представляющей собой «композитный контейнер, изготовленный из панелей с вмонтированными оптоволоконными сетками». Как сообщалось, разработку ведет компания «Maine Secure Composites» (MSC) на базе оборудования и с помощью персонала Лаборатории специальных конструкций и композитных материалов университета штата Мэн. Руководителем компании и директором лаборатории является один из изобретателей композитного контейнера д-р Хабиб Дагхер (Habib J. Dagher).
Разработка композитного контейнера финансируется Департаментом внутренней безопасности (ДВБ) по программе «The Advanced Container Security Device program (ACSDp)» — «Усовершенствованное устройство безопасности контейнеров» (УУБК).
На момент публикации в «Newpaper» вмонтированная сенсорная оптоволоконная система композитного контейнера могла обнаруживать только проникновения в контейнер с любой из шести его сторон при попытке пробить отверстие в его стенках, но не регистрировала события с дверью.
Для регистрации событий с дверью предстояло разработать «устройство безопасности контейнеров» (УБК), способное подтвердить возможность своей интеграции с системой «COBRe». Как отмечает д-р Дагхер, «COBRe» может быть интегрирована с другими датчиками, такими как химические, биологические, ядерные и т. п., помогая обеспечивать полное решение безопасности контейнеров. «Мы должны гарантировать, что никто не войдет в однажды закрытый контейнер», объяснил изобретатель.
Компания MSC на первом этапе, используя модель контейнера в 1/2 масштаба, подтвердила возможность внедрения сенсорных датчиков в композитный контейнер. Были выполнены тесты на прочность конструкции с моделированием требований ISO по нагрузкам и деформациям, которым контейнеры подвергаются в период транспортировки.
Коммуникационной системой, к которой будет подсоединена «COBRe» для получения информации охранными службами и для контактов с пользователями, стала «Marine Asset Tag Tracking System» (MATTS tag) — «Система морского трассирования тэгов», разработка которой также финансируется «DHS S&T’s» — отделом науки и технологии ДВБ.
MATTS был разработан «iControl Incorporated company» по контракту с Бюро инновационных исследований для малого бизнеса Отдела науки и технологии, также контролируемого уже многократно упоминавшимся ДВБ.
MATTS tag одновременно является миниатюрным сенсором, компьютером со встроенной памятью, регистрирующим все данные, и радиопередатчиком, обеспечивающим связь с Глобальной системой трассирования и определения места (GPS). Все устройства встроены в компактную черную коробку размером с колоду карт. Тэг, являясь принадлежностью контейнера, в случае, если его собственной системой будет утерян сигнал от GPS, может использовать судовую сиcтему связи для определения своего местоположения. Кроме того, в последней версии контейнер, снаряженный устройством MATTS tag, может передавать информацию через судовую систему GPS, даже если сам он размещен глубоко под палубой. Сигнал тэга будет прыгать от одного контейнера к другому до тех пор, пока не найдет путь, которым он сможет воспользоваться. В крайнем случае «черный ящик» будет хранить историю своего состояния и передаст ее по назначению, когда будет находиться (до 1 км) возле судна, оборудованного Интернетом, на контейнерном терминале или вблизи мачты сетевой связи. История контейнера и его состояние могут быть проверены в любой точке следования: если что-то случилось — об этом незамедлительно узнают власти и тщательно исследуют этот особенный контейнер.
В конце апреля 2007 г. сотня морских стандарных контейнеров, оборудованных тэгами MATTS, стартовала в порту Йокогама назначением в порты Лос-Анжелес/Лонг-Бич, откуда их должны были доставить железной дорогой в Рошелль, штат Иллинойс. Целью тестирования являлась демонстрация возможностей использования ситемы MATTS для коммуникации и контроля за перемещением и сохранностью грузов при международной торговле.
Руководитель программы НИР по проекту MATTS Боб Кнетл (Bob Knetl) завил, что приоритетное требование к разрабатываемой системе — возможность системы во время транзита осуществлять глобальную связь с Бюро таможни и охраны границ для подачи сигнала тревоги.
Цель второго этапа (фазы 2А) стоимостью 1,2 млн USD показать, что компания MSC может построить полноразмерный стандартный 20-футовый контейнер с применением композитных материалов, конструкция которого может выдержать тесты ISO. В марте 2007 г. на сертифицированном ISO оборудовании были успешно завершены испытания штабеля из девяти полноразмерных контейнеров с применением статических и с моделированием динамических нагрузок.
Образец весил 67200 фунтов (30,48 т), что является обычной массой для стального контейнера. Обнаруженные недостатки были незначительными и относились к допускам и размерам, а общие результаты оказались опережающими: «мы ушли вперед, и гораздо дальше, чем намечали», подвел итог д-р Дагхер.
Планируется, что второй этап будет длиться от 18 месяцев до 2-х лет и завершится монтажем пилотной автоматической производственной линии. Предусматривается дальнейшая работа над сенсорной системой, над ее стыковкой с коммуникационными системами и с контейнерными устройствами безопасности, а конечным итогом разработки станет ее сертификация Международной организацией по стандартизации.
Сертификат ISO сможет дать композитным контейнерам зеленый свет для использования их в мировом судоходстве. Подтверждение возможности автоматизации производственной линии, как считают руководители программы, «позволит внедриться туда, где контейнеры производятся массово. Если последует третий этап, то это даст возможность выполнить еще большую программу работ и увеличить производство композитных контейнеров для всестороннего эксплуатационного тестирования на судоходных линиях». Разработчики утверждают, что композитные контейнеры могут изготовляться с использованием существующих линий производства стальных контейнеров.
При транспортировке и перегрузке композитных контейнеров применяются действующие стандартные технологии и оборудование для металлических большегрузных контейнеров ISO.
Таким образом, заявленная изобретателями возможность изготовления стандартных контейнеров ISO из композитных материалов со встроенными защитными устройствами, учитывая ряд преимуществ композитного контейнера над стальным (исключая цену, которая, как ожидается, будет ориентировочно в 1,5 раза выше), находит практическое подтверждение.
