Количественная оценка вероятности навигационной безопасности плавания судна по фарватеру

 

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО МОРСКОГО И РЕЧНОГО ТРАНСПОРТА

Федеральное государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

«МОРСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ АДМИРАЛА Ф.Ф. УШАКОВА»

Факультет эксплуатации водного транспорта и судовождения

«ДОПУЩЕН К ЗАЩИТЕ»

Начальник кафедры

доцент, к.т.н. А.Л. Боран-Кешишьян

уч. степень, уч. звание подпись И.О. Фамилия

ДИПЛОМНАЯ РАБОТА

На тему: "Количественная оценка вероятности навигационной безопасности плавания судна по фарватеру"

Выполнил: курсант 166 группы Д.Е. Усков

курсант группы подпись И.О. Фамилия

Руководитель: доцент, к.т.н. С.В. Скороходов

должность, уч. степень, уч. звание подпись И.О. Фамилия

Новороссийск, 2013 год

АННОТАЦИЯ

навигационный безопасность судно

«Количественная оценка вероятности навигационной безопасности плавания судна по фарватеру». - Дипломная работа. - Усков Д.Е., руководитель - доцент кафедры «Судовождение», канд. техн. наук Скороходов С.В., - ГМУ имени адмирала Ф.Ф. Ушакова, кафедра «Судовождение», 2013. - 102 с.

В дипломной работе рассмотрены принципы оценки вероятности навигационной безопасности плавания в различных условиях.

Произведен расчет и анализ вероятности безопасного прохода судна «Cape Bantry» по фарватеру порта Новороссийск, определены варианты возникновения опасных ситуаций и способы предварительного расчета условий плавания.

SUMMARY

«Quantitative assessment of probability of safety navigation during passage through the fairway». - Degree work. - Uskov D.E., instructor - associate professor of Navigation Department, candidate of technique science Skorokhodov S.V., - Admiral Ushakov Maritime State University, Navigation Department, 2013. - 102 p.principle of quantitative assessment of safety navigation in different situation.calculation and analysis are executed for the safety navigation of the vessel «Cape Bantry» when she proceeds to the port of Novorossiysk. The ways of appearance of danger situation and means for the preliminary calculation of the sailing condition are conditioned.. - 14, tabl. - 13, bibl.List - 39.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

. ВЕРОЯТНОСТЬ НАВИГАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ПЛАВАНИЯ НА МАРШРУТЕ

.1 Методы навигационной безопасности плавания

.2 Вероятность плавания, безопасного от посадки на мель и от выхода за пределы установленной зоны плавания

.3 Вероятность Рсч получения координат судна с помощью автономных систем счисления

.4 Общий принцип оценки вероятности Р безопасного положения судна

.5 Вероятность правильной оценки навигационной обстановки и принятия безопасного и своевременного решения по корректуре элементов движения судна Рр

.6 Вероятность плавания, безопасного от столкновения с судами

.7 Вероятность случайного выхода судна из своей полосы движения и попадания в соседнюю полосу встречного движения Qвп

. ОЦЕНКА ВЕРОЯТНОСТИ НАХОЖДЕНИЯ СУДНА В ЗАДАННОЙ ПОЛОСЕ ДВИЖЕНИЯ

.1 Вероятность нахождения судна в пределах фарватера, состоящего из одного колена

.2 Вероятность безопасного входа на очередное колено фарватера

. ОЦЕНКА ВЕРОЯТНОСТИ БЕЗОПАСНОГО ПОЛОЖЕНИЯ СУДНА В УЗКОСТИ

. ОЦЕНКА ВЕРОЯТНОСТИ БЕЗОПАСНОГО ПОЛОЖЕНИЯ СУДНА В ПРИБРЕЖНОЙ ЗОНЕ И В ОТКРЫТОМ МОРЕ

. СТАТИСТИЧЕСКИЙ СПОСОБ ОЦЕНКИ НАВИГАЦИОННЫХ ПРОИСШЕСТВИЙ

.1 Статистическая вероятность навигационного происшествия

.2 Статистический прогноз вероятности навигационного происшествия

. СТАТИСТИЧЕСКИЙ ПРОГНОЗ СТОЛКНОВЕНИЙ СУДОВ

. АНАЛИЗ ТОЧНОСТИ СУДОВОЖДЕНИЯ ПО МАРШРУТУ

. НАВИГАЦИОННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ И ЧЕЛОВЕЧЕСКИЙ ФАКТОР

.1 Человеческий фактор в авариях и инцидентах на море

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

ПРИЛОЖЕНИЕ А

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время морской транспорт является важной составляющей мировой транспортной системы. В мире судоходство обеспечивает транспортными услугами примерно 80% международных экономических связей. По путям морской торговли ежегодно перевозят товары стоимостью более 1,5 млрд. долл. А в суммарном мировом грузообороте доля морского транспорта составляет 62%. С каждым годом требования, в отношении морского транспорта, становятся все более жесткими. И связанно это в первую очередь с обеспечением безопасности. Несмотря на развитие средств навигационного оборудования и ужесточение требований к судоводителям и судовладельцам как со стороны ИМО, так и со стороны национальных департаментов, навигационная аварийность остается все еще высокой. Основными видами аварий на море являются столкновения и посадки на мель. История помнит немало таких случаев, и вот самые известные среди них: 1967 год - танкер «Torrey Canyon» выскочил на скалу около берегов Великобритании, 1978 год - танкер «Amoco Cadiz» выскочил на скалу близ берегов Франции, 1989 год - танкер «Exxon Valdez» сел на мель у берегов Аляски, 2012 год - пассажирский лайнер «Costa Concordia» наскочил на риф у берегов Италии. Авария на судне может произойти в любой точке мирового океана, но все же в основном они происходят при плавании судна вблизи берегов, особенно при плавании по рекам, озерам, фьордам, каналам, различным узкостям, при заходе судна в порт и при выходе из него. Судоводители должны крайне серьезно подходить к процессу выполнения предварительной прокладки по вышеперечисленным местам, и должны тщательным образом контролировать положение судна относительно сторон фарватера, во время плавания в узкостях.

Так же судоводитель не должен полностью полагаться на ту информацию, которая нанесена на МНК. Карта не дает исчерпывающее представление о районе, в котором плавает судно, в частности в отношении безопасного фарватера при прохождении узкостей. Поэтому каждый штурман при выполнении предварительной прокладки должен иметь ввиду , что фарватер, по которому будет идти судно за время эксплуатации мог обмелеть и глубины, нанесенные на карту могут не соответствовать действительным глубинам фарватера. Если в странах Европы, вероятность такого обмеления минимальна за счет постоянного исследования морского дна, и при необходимости производства дноуглубительных работ, то в малоразвитых странах африканского континента такая вероятность будет намного больше, за счет более редкого проведения обследования дна фарватера, или вообще полного отсутствия такого исследования.

Целями данной дипломной работы являются во первых повышение безопасности плавания судов по фарватеру используя вероятностный подход, и во вторых снижение аварийности на морском транспорте.

1.ВЕРОЯТНОСТЬ НАВИГАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ПЛАВАНИЯ НА МАРШРУТЕ

1.1Методы навигационной безопасности плавания

Существует два метода оценки навигационной безопасности плавания - априорный и апостериорный. Априорный метод основан на использовании математической модели навигационной безопасности плавания, позволяющей оценить ожидаемую вероятность исключения отказов в системе мореплавания. При этом под системой мореплавания понимается весь комплекс навигационно-гидрографического обеспечения и деятельности штурманской службы судна.

Апостериорный, или статистический, метод основан на обработке статистических данных, характеризующих навигационные происшествия, случившиеся с судном за определенный период прошедшего времени. В данном разделе последовательно рассматривается сущность обоих методов.

На основе использования априорного метода решаются следующие практические задачи:

оценка навигационной безопасности плавания конкретного судна на заданном участке маршрута движения в ожидаемых (прогнозируемых) гидрометеоусловиях;

количественная оценка допустимых параметров навигационной безопасности плавания, обеспечивающих безопасность судна с заданной вероятностью;

разработка обоснованных расчетом рекомендаций по навигационно-гидрографическому обеспечению безопасности плавания и по выбору оптимального (наивыгоднейшего) пути движения судна, при котором достигается максимальная степень исключения навигационных происшествий и высокая эффективность решаемых задач.

Поскольку различные участки маршрута движения судна отличаются различными навигационно-гидрографическими, географическими и гидрометеорологическими условиями, то оценка навигационной безопасности плавания оценивается отдельно на каждом участке. При этом протяженность каждого отдельного участка зависит от степени однородности указанных условий. Рассмотрим математическую модель априорной оценки навигационной безопасности плавания.

Вероятность навигационной безопасности на участке маршрута зависит от вероятности плавания, безопасного от посадки судна на мель или от его выхода за пределы установленной (разрешенной или безопасной) полосы или зоны, и от вероятности плавания, безопасного от столкновения с другими судами.

Первая из этих вероятностей зависит от точности и надежности навигации (от навигационно-гидрографического обеспечения и от деятельности штурманской службы судна), поэтому ее будем обозначать символом Рн, а вероятность плавания, безопасного от столкновения с судами, зависящую, главным образом, от качества управления судном, будем обозначать символом Ру.

Учитывая, что в подавляющем большинстве случаев события, связанные с посадкой судна на мель, касанием грунта или со столкновением судов, являются независимыми, можно в самом общем виде написать основу математической модели навигационной безопасности плавания:

РНБП = РН*РУ. (1.1.1)

где:РНБП - вероятность навигационной безопасности плавания;

РН - вероятность плавания, безопасного от посадки на судна на мель и выхода его за пределы фарватера;

РУ - вероятность плавания, безопасного от столкновения с другими судами.

1.2Вероятность плавания, безопасного от посадки на мель и от выхода за пределы установленной зоны плавания

Вероятность плавания Рн, безопасного от посадки на мель или от касания грунта на данном участке маршрута движения, зависит от точности и надежности навигации и определяется следующими факторами:

условиями плавания на данном участке маршрута;

степенью насыщенности района плавания навигационными опасностями;

составом и видом средств навигационного оборудования (СНО), имеемых в районе плавания;

составом и видом морских средств навигации, имеемых на судне и степенью их готовности к функционированию по прямому назначению;

точностью решения навигационных задач вахтенным помощником;

правильностью и своевременностью принятия решения вахтенным помощником по назначению или изменению элементов движения судна;

надежностью работы движительно-рулевого комплекса судна.

Принимая во внимание тот факт, что задача обеспечения навигационной безопасности плавания может решаться при использовании информации от различных навигационных систем счисления и систем обсерваций, и учитывая несовместность одновременного появления некоторых вариантов работы морских средств навигации, за обобщенную интегрированную вероятностную модель Рн точности и надежности навигации принимает следующий вид:

Рн = [РоРсчР1 + Ро(1 - Рсч)Р2 + (1 - Ро)РсчР3 +

+ (1 - Ро)(1 - Рсч)Р4]РрРт.(1.2.1)

где:Ро - вероятность выполнения качественной обсервации;

Рсч - вероятность получения координат судна с помощью автономных систем счисления;

Р1, Р2, Р3, Р4 - условные вероятности невыхода судна за пределы безопасной зоны при использовании i-го варианта работы морских средств навигации;

Рр - вероятность правильной оценки обстановки и принятия безопасного и своевременного решения по корректуре элементов движения судна;

Рт - вероятность безотказной работы движительно-рулевого комплекса.

В этой формуле каждое слагаемое в квадратных скобках означает i-й вариант работы морских средств навигации. Всего четыре варианта (i = 1, 2, 3, 4), каждый из которых представляет определенную комбинацию сочетания вероятностей счисления и обсервации (независимо от их вида). Поскольку величина Рi, независимо от системы, к которой она соотнесена, рассчитывается по общей методике, основанной на учете положения судна относительно навигационной опасности, то в дальнейшем ее будем обозначаться символом Р без индекса и называть вероятностью безопасного положения судна относительно неподвижного навигационного препятствия.

Параметры этой модели прямо или опосредованно учитывают все вышеперечисленные факторы, влияющие на навигационную безопасность плавания, связанную с посадкой судна на мель или касанием грунта. Рассмотрим составляющие этой модели.

Обсервация считается качественной, если не содержит грубых ошибок (промахов) при опознании ориентиров, при измерении навигационных параметров и при их обработке. В самом общем случае, когда отсутствует возможность учесть конкретные районы и условия плавания и, следовательно, невозможно спланировать определенный метод (средство) обсервации, вероятность выполнения качественной обсервации складывается из суммы вероятностей несовместных событий, каждое из которых состоит в том, что обсервация выполняется с помощью одного или нескольких (всех) средств коррекции счисления.

При наличии на судне n средств обсерваций вероятность Ро вычисляется по обобщенной интегральной формуле

(1.2.2)

где; N - количество несовместных вариантов использования средств обсерваций, равное сумме сочетаний из n элементов по (n - k) элементов;, f = 1, 2, … , n - порядковый номер средства обсерваций;= 0, 1, 2, … , (n - 1) - количество сомножителей (1 - Роf) во втором произведении каждого слагаемого формулы;

Роj, Роf - вероятность выполнения качественной обсервации с помощью j (f)-го средства (метода).

Так, например, если на судне имеется три различных навигационных системы для обсерваций (n = 3), то для этого случая формула (1.2.2) развертывается в следующую сумму:

Ро = Ро1Ро2Ро3 + Ро1Ро2(1 - Ро3) + Ро1Ро3(1 - Ро2) + Ро2Ро3(1 - Ро1) + Ро1(1 - Ро2)(1 - Ро3) + Ро2 (1 - Ро1) (1 - Ро3) + Ро3 (1 - Ро1) (1 - Ро2).

Каждое слагаемое представляет собой вероятность одного несовместного и независимого варианта использования средств обсервации. Так, в данном ряду третье по счету слагаемое означает вероятность того, что обсервация будет получена по первой и третьей навигационным системам и не получена по второй системе.

Вероятность получения качественной обсервации с помощью любого j-го судового средства обсервации зависит от двух основных факторов - от вероятности наблюдения ориентиров или приема сигналов от спутниковой системы, и от вероятности измерения и обработки навигационных параметров без промахов. Учитывая независимость этих вероятностей, вероятность получения качественной обсервации вычисляется по формуле

Роj = (РпРоб)j. (1.2.3)

где:РП - вероятность наблюдения ориентиров или приема сигналов от спутниковой системы;

РОБ - вероятность измерения и обработки навигационных параметров без промахов.

При обсервациях по видимым ориентирам величина Рп оценивается по вероятности оправдываемости метеорологического прогноза полной дальности видимости наиболее удаленного от района обсервации ориентира. Эта вероятность определяется или по атласу гидрометеорологических данных, или статистическим способом.

При обсервациях по радиолокационным измерениям вероятность Рп определяется как произведение вероятности оправдываемости прогноза радиолокационной наблюдаемости (РРЛС) и вероятности безотказной работы радиолокатора (РЛС) - величины Р'РЛС.

Вероятность безотказной работы РЛС рассчитывается по общей приближенной формуле, справедливой для оценки надежности работы любой технической системы:

(1.2.4)

где:л - параметр, характеризующий интенсивность отказов системы (1/ч);- интервал времени (ч), в течение которого непрерывно используется данная техническая система.

При определении места по сигналам радионавигационных систем (РНС) вероятность приема сигналов зависит от условий прохождения радиосигналов в атмосфере и от радиопомех различного вида. Эти факторы являются функциями длины волны излучаемого сигнала, его мощности, расстояния между судном и наземными станциями, географической широты места судна, характера подстилающей поверхности, сезона года, времени суток, соотношения напряженности полезного сигнала к напряженности радиопомехи и чувствительности судового приемоиндикатора.

Вероятность приема радиосигналов от радионавигационных систем зависит также и от технической надежности судового приемоиндикатора. Вероятность его безотказной работы в течение заданного времени t оценивается по формуле (1.2.4), в которой принимается ориентировочное значение л = 1 / 700. Зависимость вероятности приема сигналов от столь большого количества факторов обусловливает необходимость ее расчета статистическими методами.

Приближенные значения вероятности приема радиосигналов от средств радионавигации характеризуется данными, представленными в таблице 1.1.

Таблица 1.1- Вероятность приема радиосигнала от средств радионавигации

Средство радионавигацииРПСудовой радиолокатор Радионавигационная система0,995 0,980

В работе приводится информация о том, что при использовании некоторых типов приемоиндикаторов только за счет помех от смежных цепей РНС вероятность нормального приема радиосигналов снижается на 20 … 50%.

При использовании спутниковых навигационных систем (СНС) вероятность приема радиосигналов космических аппаратов (искусственных спутников Земли) оценивается данными, приведенными в табл. 1.2.

Таблица 1.2 - Вероятность приема радиосигнала спутниковых навигационных систем

Тип СНСШирота места, градусы0306090Низкоорбитальные0,170,190,310,37Среднеорбитальные"Глонасс" - 0,79 "Навстар" - 0,995

В этой таблице ныне неиспользуемые низкоорбитальные СНС приведены для их сравнительной характеристики со среднеорбитальными СНС.

При обсервациях по высотам небесных светил с помощью навигационного секстана или астрооптической навигационной системы вероятность наблюдаемости оценивается по прогнозу облачности. Ориентировочные значения величин Рп при определении места астрономическими способами приведены в табл.1.3.

Таблица 1.3 - Вероятность наблюдения при определении места астрономическими способами

Облачность, баллыРП0 … 3 4 … 5 6 … 7 8 … 9 100,95 0,80 0,60 0,35 0

Что касается РОБ, то измерение или результат обработки измерения содержит грубую ошибку (промах), если их погрешность существенно превышает предельное значение (для вероятности свыше 0,99), свойственное для закона распределения, которому подчиняются погрешности измерения и обработки. Причиной промаха является нарушение условий и правил измерения и обработки. Основным источником промахов при использовании радионавигационных систем является неправильное устранение многозначности.

1.3Вероятность Рсч получения координат судна с помощью автономных систем счисления

Счисление пути судна ведется непрерывно. К тому же на современном судне, как правило, имеется несколько автономных систем, непрерывно вырабатывающих счислимые координаты. Поэтому практически всегда, за исключением аварийных ситуаций, имеется возможность получить счислимые координаты, точность которых зависит от характеристики используемой системы счисления.

В общем же случае прогнозирование вероятности получения координат судна на основе счисления его пути вычисляется по формуле суммы вероятностей несовместных независимых событий:

Рсч = РлРИНС + Рл(1 - РИНС) + РИНС(1 - Рл) + (1 - Рл)(1 - РИНС). (1.3.1)

где: Рл - вероятность выработки счислимых координат с помощью системы счисления, включающей относительные и (или) абсолютные лаги;

РИНС - вероятность выработки счислимых координат с помощью инерциальной навигационной системы.

В нормальном режиме работы навигационного комплекса численные значения величин Рл и РИНС зависят от технической надежности работы автономных систем счисления. Установлено, что интенсивность отказов системы счисления, состоящей из гирокомпаса и лага, характеризуется величиной л = 1 / 25 000. Поэтому вероятность отсутствия сбоя в этой системе счисления за время непрерывной работы t (ч) вычисляется по приближенной формуле:

Рл = ехр (- t / 25 000). (1.3.2)

Результат расчета по этой формуле показывает, что при непрерывной работе системы в течение месяца вероятность ее безотказной работы составляет свыше 97%. При непрерывном плавании в течение двух месяцев вероятность Рл = 94,4%. По формуле полной вероятности можно подсчитать вероятность бесперебойной работы системы счисления при ее дублировании. Она окажется равной 0,998 (в течение месяца непрерывной работы).

Примерно такая же надежность и современных инерциальных навигационных систем. Вероятность их нормального функционирования в течение трехмесячной непрерывной работы, приближенно оценивается величиной РИНС = 0,995.

1.4Общий принцип оценки вероятности Р безопасного положения судна

Вероятность безопасного положения судна при любом законе распределения случайных погрешностей в общем случае зависит от соотношения допустимой в данных условиях погрешности в месте судна и фактической количественной оценкой точности места. За допустимую погрешность принимается детерминированная величина, равная кратчайшему расстоянию D между судном и навигационной опасностью. Кратчайшее расстояние до навигационной опасности является зоной, безопасной от столкновения с этой опасностью. Поэтому расстояние D определяет предел допустимой безопасной зоны.

В качестве количественной оценки неизвестной случайной погрешности места судна используется, как правило, средняя квадратическая погрешность по направлению на опасность - величина m. Поэтому вероятность Р безопасного положения судна на данном участке маршрута движения в общем случае является функцией от этих величин, то есть Р = f (D, m).

При отсутствии погрешностей в месте судна вероятностная оценка навигационной безопасности плавания теряет смысл: судно достоверно находится вне опасности до тех пор, пока между ним и навигационной опасностью сохраняется расстояние, не равное нулю.

При наличии же случайной погрешности в месте судна не всякое расстояние до ненаблюдаемого препятствия является безопасным. Если положение судна таково, что расстояние до опасности меньше предельной погрешности места, то существует вероятность события, при котором судно окажется в прямом соприкосновении с навигационной опасностью. При данном расстоянии между местом судна и навигационной опасностью вероятность этого события зависит от СКП места. Чем больше m, тем больше вероятность навигационного происшествия.

Основным источником погрешностей в месте судна являются ошибки измерения навигационных параметров или ошибки учитываемых элементов счисления. Известно, что ошибки измерений, как случайные величины, могут быть представлены суммой весьма большого количества сравнительно малых слагаемых - элементарных взаимонезависимых погрешностей. Поэтому на основании центральной предельной теоремы теории вероятностей можно априори принять, что итоговые случайные погрешности измерения навигационных величин подчиняются нормальному закону распределения. Это положение подкреплено результатами многочисленных научных исследований, выполненных учеными штурманской специальности.

Эллиптическая погрешность, характеризующая вероятностную величину погрешностей места судна по различным направлениям, является следствием совместного распределения нормально распределенных погрешностей измерения навигационных величин. Эллипс погрешностей позволяет реализовать переход от погрешностей измерения навигационных величин к погрешностям места судна по направлению на навигационную опасность.

Нормальный закон является основным законом распределения погрешностей, с помощью которого в общем случае решается задача оценки вероятности навигационной безопасности плавания. Но в отдельных случаях оценка вероятностей событий, связанных с навигационной безопасностью, может решаться с использованием других законов распределения погрешностей. Общая схема расчета вероятности безопасного положения судна на заданном ограниченном участке плавания состоит в следующем:

оцениваются СКП измерения навигационных величин и по ним определяются параметры среднего квадратического эллипса погрешностей;

по правилам, изложенным в предыдущей главе, вычисляется СКП места по направлению на навигационную опасность;

измеряется расстояние от точки, в которой находится вероятнейшее место судна, до навигационной опасности;

с помощью закона распределения погрешностей рассчитывается вероятность невыхода действительной погрешности места судна за пределы безопасной зоны. Эта вероятность и будет количественной оценкой вероятности безопасного положения судна на том или ином участке маршрута.

В судовождении для оценки точности места в открытом море широко используется радиальная средняя квадратическая погрешность. Эта величина является условно принятым оценочным показателем точности места. Она отличается простотой, но не отражает естественного вероятностного распределения погрешностей места по различным направлениям. Поэтому использование радиальной СКП для оценки безопасности плавания допустимо лишь при ориентировочных расчетах, а также в тех случаях, когда требуется оценить вероятность нахождения действительного места судна на чистом участке водной поверхности при наличии в районе плавания нескольких навигационных опасностей, расположенных на различных направлениях.

В имеющихся навигационных пособиях вероятность безопасного положения судна чаще всего отождествляется с вероятностью навигационной безопасности плавания. Такой подход может иметь обоснование только в том случае, если после определения вероятности безопасного положения судна имеется высокая степень уверенности в безопасности дальнейшего маневра на данном участке плавания и в безотказной работе движителей и рулевого устройства. Конкретные методы оценки вероятности безопасного положения судна излагаются в следующих параграфах данной главы.

1.5Вероятность правильной оценки навигационной обстановки и принятия безопасного и своевременного решения по корректуре элементов движения судна Рр

Анализ навигационной аварийности свидетельствует, что около 80% навигационных происшествий, связанных с посадкой судов на мель или касанием грунта, происходит из-за неудовлетворительного контроля за местоположением судна, а также из-за ошибок вахтенных помощников связанных с маневрированием судна.

Низкий уровень профессионализма отдельных штурманов и отсутствие у них опыта практического решения навигационных задач является существенным фактором, снижающим вероятность безопасного плавания даже при высокой степени автоматизации навигационных систем и средств управления судном.

В работе показано, что вероятность объективной оценки обстановки вахтенными помощниками судов и принятие на этой основе правильного решения по управлению элементами движения судна колеблется в пределах от 0,8 до 0,995. Уточненное значение этой вероятности для каждого судоводителя определяется по результатам статистического анализа их деятельности, связанной с принятием решений по судовождению, а также с учетом особенностей их психологической устойчивости.

При ведении ручной прокладки и при отсутствии автоматизированных систем обработки и анализа навигационной информации вероятность правильного решения составляет Рр = 0,88 … 0,98. При использовании автоматизированных систем навигации и при обработке навигационной информации с помощью специально спрограммированных ЭВМ эта вероятность повышается до 0,99 … 0,995. Однако эти данные являются осредненными. Расследования навигационных происшествий показывают, что на вероятность принятия правильного решения по судовождению существенное влияние оказывает психологический фактор, а также степень ответственности штурмана и способность объективно оценивать свои возможности в решении задач судовождения.

1.6Вероятность плавания, безопасного от столкновения с судами

Несмотря на развитие технических средств наблюдения, аварийность в море, связанная со столкновением судов, остается достаточно высокой. По данным страховой организации Ллойда, во второй половине ХХ века ежегодно происходило от 70 до 150 столкновений с различной тяжестью последствий, вплоть до гибели судов.

Основными факторами, влияющими на вероятность столкновения судов в море, являются следующие:

- дистанция обнаружения встречного судна (здесь и далее под встречным судном будем понимать любое судно, независимо от того, идет ли он навстречу или на обгон);

условия наблюдаемости встречного судна (состояние видимости);

точность и быстрота определения элементов движения встречного судна;

непрерывность наблюдения за встречным судном и контроль за изменением его курса и скорости;

расположение относительного курса сближения судов и относительная скорость сближения;

правильность оценки ситуации сближения и принятия решения по маневру расхождения, соответствующего рекомендациям Международных правил предупреждения столкновения судов (МППСС).

Основным содержанием анализа ситуации сближения с встречным судном является оценка следующих параметров:

дистанция до встречного судна и пеленг (курсовой угол) на него;

курс и скорость встречного судна;

характер изменения пеленга и дистанции, сторона изменения пеленга (на нос или на корму);

направление линии относительного движения (относительно места своего судна);

прогнозируемое кратчайшее расстояние между судами;

время сближения на кратчайшее расстояние;

необходимость изменения элементов движения своего судна для безопасного расхождения.

Поскольку за встречным судном всегда ведется визуальное и радиолокационное наблюдение, то его положение относительно своего судна следует считать известным (с определенной погрешностью, зависящей от точности измерения полярных координат встречного судна - пеленга и дистанции).

Процесс расхождения считается завершенным, если судна разошлись на кратчайшем расстоянии, не меньшем допустимого.

Поскольку оценка взаимного положения судна опирается на информацию со случайными погрешностями, то степень безопасности расхождения приобретает вероятностный характер.

Если измерения полярных координат и определения элементов движения встречного судна практически безошибочны, то процесс оценки его положения относительно своего судна становится детерминированным и расчет безопасности расхождения производится на основе общих правил морской практики, МППСС и анализа относительного движения судов.

Общая модель вероятности исключения столкновения с обнаруженным встречным судном, зависящей от правильности управления маневрами судна, может быть описана одним из следующих обобщенных выражений:

(1.6.1)

где:Q - вероятность события, состоящего в том, что кратчайшее расстояние между судами при их следовании неизменными курсами будет меньше допустимого;'p - вероятность принятия правильного решения по управлению маневрами судна в процессе расхождения;ВП - вероятность случайного выхода судна из своей полосы движения и попадания в соседнюю полосу встречного движения.

Первая из этих формул используется при нахождении судов в свободной для мореплавания зоне или полосе (фарватере) двухстороннего движения. Вторая формула используется при плавании судов в двухполосной зоне установленного движения (по системе с разделением полос движения судов).

Вероятностный характер определения дистанции сближения обусловлен случайными погрешностями определения относительной позиции встречного судна и погрешностями оценки его элементов движения.

Одним из условий безопасного расхождения с встречным судном является условие, при котором обеспечивается кратчайшее расстояние между судами, исключающее касание их корпусов, то есть условие, при котором встречное судно всегда находится за пределами зоны безопасности.

Под зоной безопасности понимается пространство между судами, обеспечивающее их безопасное расхождение при следовании неизменными курсами или производство безопасного маневра расхождения.

Для оценки ситуации расхождения необходимо, прежде всего, на основе ведения радиолокационной прокладки спрогнозировать кратчайшее расстояние Dк между судами. Оно определяется по отстоянию линии относительного курса К встречного судна К' от позиции своего судна Мо (рис.1.1) в момент, когда относительный курсовой угол q = 90°.

Рисунок 1.1

Если прогнозируемое кратчайшее расстояние меньше допустимого, то предпринимается заблаговременный маневр для увеличения расстояния.

Если кратчайшее расстояние незначительно превышает допустимое, то в случае невозможности изменения своих курса и скорости автоматизировано вычисляется вероятность Р' безопасного положения судна в момент максимального сближения, а по ней вероятность Q события, состоящего в том, что кратчайшее расстояние будет меньше допустимого:

= 1 - Р' = 1 - Р'(Dк > Dд).(1.6.2)

где:Р - вероятность безопасного положения судна в момент максимального сближения;

DК - фактическое кратчайшее расстояние между судами;д - минимально допустимое кратчайшее расстояние между судами.

Методика расчета вероятности Р' раскрывается применительно к условиям плавания ниже.

Вероятность принятия правильного решения по управлению маневрами судна в процессе расхождения P'p. При соблюдении установленных правил мореплавания встречное судно всегда наблюдаемо визуально или с помощью технических средств наблюдения. Поскольку при этом средства наблюдения позволяют обнаружить цель на достаточно большом расстоянии, то вероятность безопасного расхождения в существенной степени зависит от уровня практической подготовленности судоводителя. Качество принимаемых им решений обусловлено его личным опытом управления судном, а также умением правильно оценивать обстановку и взвешенно учитывать все факторы, влияющие на безопасность расхождения.

Около 75% столкновений происходит по вине судоводителей . К основным причинам столкновений, происшедших по вине судоводителей, относятся: слабая профессиональная подготовка (43%), самоуверенность (17%), низкая степень ответственности, приводящая к недооценке опасности (40%).

Анализ столкновений отечественных судов показывает важность специальной дополнительной подготовки судоводителей по вопросам управления судном при расхождении с встречными судами. Лишь 27% столкновений допустили судоводители, прошедшие дополнительную подготовку на различных курсах и в учебных заведениях переподготовки, а остальные 73% столкновений падает на суда, судоводителями которых являлись лица, не прошедшие дополнительной подготовки.

Основой подготовки вахтенных офицеров к решению задач расхождения с встречным судном является изучение МППСС, правил оценки обстановки и способов анализа и расчета безопасного маневра. Немалая роль в исключении столкновений принадлежит и психологической подготовке офицеров, их творческим возможностям и практическому опыту.

Анализ столкновений свидетельствует также, что даже в условиях, когда начальное положение судов и их кратчайшее сближение происходит на дистанции, большей безопасной, неправильное решение по выбору маневра расхождения может привести к столкновению.

Величина вероятности Р'р, как и вероятности Рр, определяется экспериментальным способом или по результатам статистического обобщения. Для допущенных к управлению судном капитанов величина вероятности принятия правильного решения по назначению безопасных от столкновения курса и скорости колеблется в широких пределах - от 0,8 до 0,995.

1.7Вероятность случайного выхода судна из своей полосы движения и попадания в соседнюю полосу встречного движения Qвп

Вероятность попадания судна в соседнюю полосу встречного движения обусловлена случайными причинами и зависит от ширины установленных полос движения и зоны разделения, а также от величины погрешностей в месте судна.

Поскольку ширина полосы движения или фарватера, как правило, устанавливается с учетом возможных погрешностей в определении места судна, то его выход в соседнюю полосу при наличии зоны разделения является событием весьма редким, но, тем не менее, с вероятностной точки зрения вполне возможным. Чем уже полоса установленного движения и чем больше ошибка местоположения судна, тем больше вероятность его выхода за пределы своей полосы.

Поскольку рассматривается вероятность столкновения с встречным судном, перемещающимся по соседней полосе, то при оценке вероятности попадания судна в полосу встречного движения необходимо исходить из вероятности появления двух несовместных событий: или свое судно окажется в полосе встречного движения, или судно, перемещающееся по соседней полосе, окажется в полосе движения нашего судна.

Поэтому вероятность Qвп нахождения судов в полосе встречного движения (или в одной, или в другой) оценивается формулой:

вп = Q'вп(1 - Q''вп) + Q''вп(1 - Q'вп).(1.7.1)

где: Q'вп - вероятность выхода на полосу встречного движения своего судна; Q''вп - вероятность попадания в нашу полосу движения встречного судна.

Пример.

Вероятность получения качественной обсервации по формуле 1.2.3 для участка плавания подходы к Новороссийску составляет 0,985 при условии использования системы NAVSTAR Ро= РпРоб=0,99*0,995=0,985

Вероятность получения координат судна с помощью систем счисления по формуле 1.3.1 составляет 0,97:

Рсч = РлРИНС + Рл(1 - РИНС) + РИНС(1 - Рл) + (1 - Рл)(1 - РИНС)

Рл=0,94; РИНС=0,95; Рр=0,9; Рт=0,996.

Подставляя Рсч и Ро в формулу 1.2.1 получаем Рн=0,98.

Вероятность плавания безопасного от столкновения с другими судами Ру=(1-Q)*P'p. Для данного штурманского состава составляет Pp=0,9, а Q=0,1. Следовательно, Ру=0,81.

Отсюда РНБП по формуле 1.1.1 равна 0,8=80%

2.ОЦЕНКА ВЕРОЯТНОСТИ НАХОЖДЕНИЯ СУДНА В ЗАДАННОЙ ПОЛОСЕ ДВИЖЕНИЯ

.1Вероятность нахождения судна в пределах фарватера, состоящего из одного колена

Вероятность безопасного положения судна в заданной (установленной) полосе движения или на фарватере зависит от ширины полосы, СКП места, от размерений и маневренных качеств судна и от гидрометеорологических факторов, вызывающих снос судна под действием ветра и течения.

Рассмотрим способ расчета вероятности нахождения судна с определенными габаритами в пределах неогражденного фарватера. При этом будем исходить из следующих начальных условий:

случайные линейные погрешности места судна, направленные по перпендикуляру к оси фарватера и по его оси, подчиняются нормальному закону распределения, а систематические погрешности в оценке места судна либо отсутствуют, либо учтены заблаговременным вводом поправок;

ширина фарватера превышает габаритные размеры судна;

в качестве приближенной модели плановой формы корпуса судна будем принимать прямоугольник, описывающий габаритную конфигурацию судна и имеющий размеры L (длина судна) и В (ширина судна);

геометрический центр плановой площади судна совпадает с местом штурманской рубки, координаты которой определяются навигационными методами.

Рассмотрим два случая: движение судна по прямолинейному фарватеру, состоящему из одного колена, и движение по фарватеру, состоящему из двух или нескольких колен.

Предположим, что судно следует по неогражденному фарватеру, состоящему из одного колена. Ширина фарватера равна F (рис.2.1). Линия пути судна, параллельна направлению оси фарватера. Учитывается суммарный угол сноса - угол C. Отстояния l наиболее удаленных от линии пути габаритных точек судна А и D при принятом условии одинаковы и равны:

l = 0,5В' = 0,5(L sin c + B cos c).(2.1.1)

где:l - действующая полуширина судна;

L - длина судна

В' - действующая ширина судна;

с - угол сноса судна

Рисунок 2.1

Если место штурманской рубки не совпадает с геометрическим центром судна, то за величину l принимается максимальное отстояние габаритной точки судна от его линии пути (по перпендикуляру к линии пути).

Точка О, соответствующая обсервованной, или счислимой, точке, в общем случае смещена относительно оси фарватера и находится от ближайшей границы фарватера на расстоянии, равном d. Точность положения точки О характеризуется

средним квадратическим эллипсом. Радиус-вектор этого эллипса по направлению, перпендикулярному оси фарватера, равен средней квадратической погрешности m.

Случайная погрешность в определении места судна обусловливает случайность его положения относительно границ фарватера. Допустимыми случайными погрешностями в месте судна (по перпендикуляру к оси фарватера) являются те, при которых все его габаритные точки, в том числе и наиболее отклоненные от линии пути - точки А и D, остаются в пределах фарватера.

Допустимая максимальная погрешность точки А по направлению к левой кромке фарватера будет та, при которой наиболее близкая к этой кромке габаритная точка D не выйдет за границу фарватера. Такой погрешностью является погрешность ?1 = Аa = Da1.

Допустимая максимальная погрешность точки А по направлению к правой кромке фарватера равна ее расстоянию до этой кромки, то есть ?2 = Аb.

Искомая вероятность нахождения судна в пределах фарватера равна вероятности появления максимально допустимых погрешностей ?1 и ?2.

Приняв за центр распределения линейных случайных погрешностей, действующих в поперечном направлении, точку А, вероятность появления погрешностей, не превышающих допустимых значений ?1 и ?2, находится с помощью суммы интегралов вероятности

(2.1.2)

Верхними пределами интегралов являются нормированные допустимые погрешности, то есть величины z1 = ?1/ m и z2 = ?2 / m.

Из рисунка 2.1 следует: ?1 = F - d - l, ?2 = d - l. Поэтому z1 = (F -d - l) / m и z2 = (d - l) / m.

Каждый из интегралов формулы (2.1.2) может быть решен с помощью табулированной функции Лапласа, соответствующей интегралу вероятностей с пределами от 0 до нормированной допустимой погрешности z (в данном случае z1 и z2) и с множителем перед знаком интеграла . При использовании этих таблиц формула (2.1.2) принимает вид

(2.1.3)

Формулы (2.1.2) и (2.1.3) выражают вероятность нахождения судна в пределах ширины фарватера, обусловленную случайной погрешностью в счислимом или обсервованном месте судна (в точке О) по направлению перпендикуляра к оси фарватера. Формулу (2.1.2) целесообразно использовать при автоматизированных расчетах навигационной безопасности плавания, а формулу (2.1.3) - при ручных расчетах с помощью таблиц функций Лапласа.

На рис. 2.2 приведены графики вероятности невыхода корпуса судна за пределы фарватера, вычисленные для различных величин d и l, выраженных в длинах ширины фарватера. За линейную СКП принята величина m = 0,1F.

Рисунок 2.2

Анализ этих графиков и формул (2.1.2) и (2.1.3) приводит к следующим выводам:

а) Вероятность нахождения корпуса судна в пределах фарватера при наличии случайных погрешностей в его месте в существенной степени зависит от величины выдвига габаритов судна за линию пути - от численного значения l. Чем больше эта величина, тем выше риск выхода габаритных точек судна за пределы фарватера. При заданных длине (L) и ширине (В) судна максимальное значение l будет при угле сноса с = 90°: l = 0,5L, но такая ситуация (дрейф судна без хода) в реальных условиях плавания по фарватеру маловероятна. Минимальное значение l = 0,5В наблюдается при отсутствии сноса судна (угол с = 0). В этом случае вероятность невыхода судна за пределы фарватера увеличивается до максимального значения (при данных F и m?).

б) При одной и той же величине l более существенное уменьшение вероятности невыхода судна за пределы фарватера наблюдается при малых значениях d, то есть чем ближе геометрический центр судна к кромке фарватера, тем сильнее влияние его габаритов на уменьшение вероятности Р. Так, например, учет l = 0,1F при d = 0,1F уменьшает вероятность с 0,84 до 0,50 (на 0,34), а при d =0,3F с 0,9985 до 0,997, то есть всего на 0,0015.

в) При l = 0,5F (действующая полуширина судна равна или превышает полуширину фарватера) при любых погрешностях часть корпуса судна окажется за пределами фарватера. Это значит, что вероятность нахождения всего корпуса судна внутри фарватера равна нулю.

Это подтверждается и с формальных позиций. При l = 0,5F допустимые погрешности ?1 и ?2 принимают следующие значения: ?1 = 0,5F - d, ?2 = d - 0,5F. При этом, если 0,5F = d, то обе допустимые погрешности обращаются в ноль и, следовательно, формула (2.1.2) даст нулевой результат; если 0,5F = d, то допустимая погрешность ?1 будет иметь знак "плюс", а равная ей по модулю погрешность ?2 - знак "минус". Функции Лапласа в квадратных скобках формулы (2.1.2) взаимно компенсируются и вероятность Р обращается в ноль.

г) По мере приближения геометрического центра судна (точки О) к одной из границ фарватера, то есть с уменьшением величины d вероятность невыхода судна за пределы фарватера уменьшается. При d = 0 (судно на кромке фарватера) допустимая погрешность ?1 уменьшается до величины F - l, а вторая допустимая погрешность ?2 становится величиной отрицательной (?2 = - l). В результате уменьшается первое слагаемое в квадратных скобках формулы (2.1.3), а второе слагаемое вычитается из первого, что и приводит к уменьшению итоговой вероятности Р, которая в таких случаях всегда меньше 0,5.

д) При d = l точка А (или D) находится на кромке фарватера, вероятность нахождения корпуса судна внутри фарватера зависит от соотношения F и m? и составляет величины Р = 0,5.

е) При d = 0,5F (геометрический центр судна - точка О - находится на оси фарватера) допустимые максимальные погрешности одинаковы и равны ?1 = ?2 = 0,5F - l. Формула (2.1.3) в этом случае принимает вид

(2.1.4)

Поскольку искусственные фарватеры и каналы проектируются с соблюдением условия 3,2mmax (mmax - максимальная линейная СКП места при плавании в районе фарватера), то при выполнении этого условия вероятность Р зависит от соотношения l / m.

В табл. 2.1 представлены отношения l / m, обеспечивающие (при данном F / m) невыход судна за пределы фарватера с вероятностью Р = 0,999. Иными словами, в таблице приведены значения l / m, при которых, следуя посередине фарватера (односторонней полосы движения), можно пренебречь габаритами судна при любом угле сноса, не снижая при этом практически стопроцентной вероятности нахождения судна в пределах фарватера.

Таблица 2.1 - Нахождение судна в пределах фарватера

F / m7810121416182024283240l / m0,20,81,82,83,84,85,86,88,810,812,816,8

Если отношение ширины фарватера к линейной СКП места меньше 6,6, то при любом, не равном нулю, численном значении величины l / m (при следовании судна по оси фарватера) вероятности Р будут меньше 0,999. При этом, чем больше отношение l / m, тем меньше вероятность Р. Так, например, если F / m = 4, то при l / m= 0,2 вероятность равна Р = 0,928, а при l / m = 0,8 она уменьшается до значения Р = 0,770.

При предварительной оценке навигационной безопасности плавания по фарватеру вероятность рассчитывается по обобщенной априорной вероятностной модели, изложенной в предыдущем параграфе. При этом в расчет принимаются прогнозируемые величины линейных СКП обсерваций и счислимых мест на различных участках, а также возможные (по ожидаемым гидрометеоусловиям) углы сноса.

Вероятность нахождения судна в пределах фарватера рассчитывается для каждого однородного участка плавания. При предварительных расчетах следует предусматривать возможные отклонения геометрического центра судна от оси фарватера и вычисления производить для величин d (0,3 … 0,4)F. При этом важно учитывать уменьшение вероятности при выполнении возможного маневра по выводу судна на ось фарватера, обусловленное дрейфом судна на циркуляции.

Иногда границы (кромки) фарватера известны с некоторыми случайными погрешностями, обусловленными неточностью координирования работ при оборудовании фарватера. В этих случаях оценка вероятности нахождения судна в пределах известных границ фарватера производится также по формуле (2.1.3), но с учетом не только погрешностей места судна, но и погрешностей кромок фарватера. Основные положения обоснования способа учета погрешностей кромок фарватера опираются на теорию композиции, изложенную в теории вероятностей .

Если погрешности границ фарватера подчиняются нормальному закону, то на основании теории композиции нормальных законов суммарная погрешность, составляющими которой являются погрешность местоположения судна и погрешности кромок фарватера, подчиняется также нормальному закону.

При отсутствии систематических погрешностей суммарное математическое ожидание этого закона равно нулю, а среднее квадратическое значение суммарной погрешности m вычисляется по формуле:

(2.1.5)

где:mk1 и mk2 - средние квадратические погрешности кромок фарватера;- коэффициент корреляции погрешностей кромок.

Неучет погрешностей кромок фарватера изменяет вероятность нахождения судна в поперечных границах фарватера, то есть вносит методическую ошибку в рассчитанную оценку вероятности. При этом вероятность безопасности, рассчитанная без учета погрешностей кромок фарватера, всегда будет больше действительной и, следовательно, неоправданно оптимистичной.

Для определения величины изменения вероятности Р нахождения судна в пределах ширины фарватера при неучете погрешностей положения кромок фарватера возьмем производную от вероятности Р [формула (2.1.3)] по среднему квадратическому значению погрешности - dP / dm . Поскольку такая производная означает изменение вероятности при изменении средней квадратической погрешности на одну единицу длины, то приращение вероятности Р при изменении среднего квадратического значения на величину m будет выражаться формулой:

(2.1.6)

где: Ф1 и Ф2 - функции Лапласа (интегралы вероятностей), стоящие в квадратных скобках формулы (2.1.3).

Производные dФ1 / dm и dФ2 / dm в раскрытом виде равны:

(2.1.7)

Подставив эти производные в формулу (2.1.6), получим выражение для расчета изменения вероятности при неучете погрешностей положения кромок фарватера.

Поскольку формула (2.1.6), строго говоря, справедлива при бесконечно малом приращении средней квадратической погрешности, то для повышения точности расчета производные (2.1.7) вычисляются для осредненного значения.

Задачу изменения вероятности при изменении СКП можно решить также с помощью таблиц функции Лапласа, сравнив вероятности, полученные для рассматриваемых СКП.

2.2Вероятность безопасного входа на очередное колено фарватера

При плавании по фарватеру, состоящему из двух или нескольких колен, судно, совершая повороты с одного колена на другое, должен оставаться в пределах границ фарватера. При некоторых погрешностях в месте судна, выходящих за пределы области пересечения границ первого (предповоротного) и второго (очередного) колен фарватера (на рис.2.3 заштрихованная площадь D), может возникнуть опасность выхода судна за пределы границ новой полосы движения. Отсюда следует, что при повороте необходимо учитывать возможные погрешности в месте судна, направленные не только перпендикулярно оси данного колена фарватера, но и погрешности, направленные по перпендикуляру к оси очередного колена.

Рисунок 2.3

Если случайные погрешности подчинены нормальному закону распределения, то, выражая его в каноническом виде, можно определить следующее выражение для вероятности нахождения точки поворота в области D:

(2.2.1)

где: а и b - средние квадратические погрешности места по направлению главных осей (значения главных полуосей среднеквадратического эллипса погрешностей).

В общем случае данный двухмерный интеграл аналитически точно не вычисляется и не выражается через элементарные или табличные функции. Даже при использовании ЭВМ перед оператором-практиком возникает непростая задача определения пределов интегрирования, соответствующих области пересечения D.

Выражение величины Р через совокупность известных интегралов вероятностей (через функции Лапласа) достижимо только при независимых случайных погрешностях, направленных по перпендикулярам к осям первого и второго колен фарватера.

В этом случае, то есть при независимых поперечных (по отношению к осям первого и второго колен фарватера) погрешностях, вероятность Р того, что точка поворота судна на новый курс находится в области D, вычисляется по формуле произведения вероятностей нахождения судна и в пределах первого колена фарватера (Р1), и в пределах второго колена (Р2):

Р = Р1*Р2. (2.2.2)

Для оценки вероятностей Р1 и Р2 рассмотрим следующую типовую ситуацию (рис.2.4).

Пусть судно следует по первому колену фарватера в расстоянии d1 от внутренней его границы (по отношению к стороне предстоящего поворота). В точке О по результатам навигационной прокладки планируется поворот на новое очередное колено фарватера с таким расчетом, чтобы после поворота на угол ? судно, описав циркуляцию, оказался в точке О1 на удалении d2 от его внутренней границы. Ширина первого колена фарватера (первой полосы) - F1, ширина второго колена (второй полосы) - F2.

Рисунок 2.4

Отстояния пунктирных линий от границ фарватера - величины l1 и l2 - действующая полуширина судна на первом и втором коленах фарватера соответственно. При отсутствии сноса, то есть в ситуации, изображенной на рисунке, l1 и l2 одинаковы и равны полуширине судна. Если геометрический центр судна не выходит за пределы этих линий, то весь корпус судна будет находиться в пределах границ фарватера. При наличии сноса судна величины l вычисляются по формуле (2.1.1).

Если место судна в момент поворота содержит погрешность, то после циркуляции судно окажется не в точке О1, а где-то в другом месте, и не исключено, что и за пределами границ фарватера. Этого не произойдет, если фактическая точка начала поворота не выйдет за пределы области D, образованной заштрихованным на рис. 2.4 параллелограммом ACKG. Этот параллелограмм является областью пересечения смежных полос фарватера pqre, поступательно смещенной внутрь первого колена (навстречу движению по первому колену) на величину отрезка kО = pА = qС = rК = =eG, зависящего от радиуса циркуляции R и угла поворота ?:

Смещение зоны пересечения полос фарватера обеспечивает невыход точки конца поворота судна за пределы границ фарватера при нахождении точки начала поворота в любом месте заштрихованной области D.

Судно будет находиться в границах первого колена фарватера, если погрешности его местоположения по направлению Z, перпендикулярному оси первого колена, не выйдут за допустимые пределы ?z' и ? z''. При этом

?z' = F1 - d1 - l1, ?z'' = d1 - l1.(2.2.3)

Вероятность того, что судно в предповоротный момент находится в пределах первого колена фарватера, равна вероятности события, состоящего в том, что действительные погрешности места по направлению Z не превысят допустимых ?z' и ?z''. Эта вероятность рассчитывается с помощью интеграла вероятностей по одной из следующих формул.

При использовании таблиц функций Лапласа табл. вероятность Р1 равна

(2.2.4)

где:?z' и ?z'' - допустимые погрешности, определяемые формулами (2.2.3);- среднеквадратическая погрешность места судна по направлению оси Z.

Она вычисляется как радиус-вектор среднего квадратического эллипса погрешностей по этому направлению. Так как направление Z составляет с направлением X, определяющим направление большой главной оси эллипса, угол ?, то в соответствии с формулой (2.1.7) величина mz определяется выражением

(2.2.5)

где:a и b - главные полуоси среднего квадратического эллипса погрешностей.

При использовании компьютера вероятность Р1 вычисляется автоматизированным решением формулы (2.1.2), в которой

= (F1 - d1 - l1) / mz; z2 = (d1 - l1) / mz.

Судно после поворота будет находиться в границах второго колена фарватера, если погрешности его местоположения по направлению H, перпендикулярному оси второго колена, не выйдут за допустимые пределы h' и h''. При этом

= F2 - d2 - l2, h'' = d2 - l2.(2.2.6)

Вероятность того, что точка поворота находится в пределах второго колена фарватера, равна вероятности события, состоящего в том, что действительные погрешности места по направлению H не превысят допустимых bh' и bh''. Эта вероятность рассчитывается с помощью интеграла вероятностей по одной из следующих формул.

При использовании таблиц функций Лапласа

(2.2.7)

где: b'h и b''h - допустимые погрешности, определяемые формулами (2.2.6);- средняя квадратическая погрешность места судна по направлению оси H.

Она вычисляется как ? радиус-вектор среднего квадратического эллипса погрешностей по этому направлению.

Так как направление H составляет с направлением X, определяющим направление большой главной оси эллипса, угол, то в соответствии с формулой (2.1.7) величина mh определяется выражением

(2.2.8)

При использовании компьютера вероятность Р2 вычисляется автоматизированным решением формулы (2.1.2), в которой

z1 = (F2 - d2 - l2) / mh; z2 = (d2 - l2) / mh.

Из анализа отдельных положений работ по теории вероятностей можно сделать выводы, что случайные погрешности ?z и bh независимы в следующих двух случаях.

Первый случай - если поворот совершается на угол = 90° (область D является прямоугольником) и при этом стороны области пересечения полос фарватера параллельны главным осям эллипса погрешностей.

Это условие соблюдается при предповоротной обсервации, выполненной по двум взаимонезависимым навигационным изолиниям, направления которых практически совпадают с направлениями первого и второго колен фарватера.

При круговом рассеивании погрешностей (a = b) каждая из осей, проходящих через центр рассеивания, совпадающий с местом судна, может быть принята за главную ось. Если за главные оси принимаются те, которые совпадают с направлением границ обеих полос фарватера, то интересуемые нас погрешности, перпендикулярные границам фарватера, будут независимыми.

Рассеивание погрешностей обсерваций приближенно круговое, если место получено по двум независимым равноточным линиям положения, пересекающимся под острым углом ? > 75°, или по трем независимым равноточным линиям положения с острыми углами пересечения, превышающими 50°.

Второй случай - если соблюдается вполне определенное соотношение главных полуосей среднего квадратического эллипса погрешностей. Это соотношение выводится из условия, при котором корреляционный момент погрешностей ?z и bh равняется нулю.

Для вывода формулы, определяющей корреляционный момент, выразим погрешности ?z и bh через погрешности ?x и ?y, направленные по главным осям эллипса погрешностей:

?z = ?x cos ? + ?y sin ?; bh = ?x cos ? + ?y sin ?.(2.2.9)

В курсе теории погрешностей показано, что при отсутствии систематических погрешностей корреляционный момент определяется выражением К?zbh = М(?z*bh). Здесь М - символ математического ожидания. Подставляя сюда значения ?z и bh, определяемые формулами (2.2.9), применяя к их произведению оператор математического ожидания и учитывая, что М(?x2) = mx2, М(?y2) = mу2, М(?x ?y) = К?x?y = 0, получим:

К?z bh = a2cos ? cos ? + b2 sin ? sin ?.

Приравнивая это выражение нулю, получим условие, при котором погрешности по осям Z и H независимы:

b2 / a2 = - ctg ? ctg ?.(2.2.10)

Рассмотренные условия независимости являются весьма редкими частными случаями. Поэтому в общем случае при зависимых погрешностях, то есть когда направления границ фарватеров не совпадают с главными осями эллипса погрешностей, для оценки навигационной безопасности плавания используется следующий приближенный прием.

Область пересечения полос фарватера делится линиями, параллельными главным осям эллипса погрешностей, на элементарно малые прямоугольники. Поскольку границы этих прямоугольников окажутся параллельными главным осям эллипса, то погрешности, перпендикулярные сторонам элементарных участков, являются независимыми. Вероятность нахождения места судна на каждом из этих прямоугольных участков вычисляется по формуле (2.2.9). Итоговая вероятность нахождения точки поворота в пределах фарватера определяется путем суммирования вероятностей попадания в каждый из прямоугольных участков области пересечения D. Этот прием весьма трудоемок и поэтому для практических целей малопригоден.

Задача оценки вероятности выхода судна на второе (очередное) колено фарватера существенно упрощается, если ее решать при условии нахождения судна в границах первого колена.

Обозначив событие нахождения судна на первом колене фарватера S1, событие нахождения на втором колене фарватера - S2, можно написать, что вероятность нахождения точки поворота одновременно на обоих коленах фарватера равна

Р(S1S2) = Р(S1) Р(S2 / S1),

где Р(S2 / S1) - вероятность попадания на второе колено при условии, что событие S1 произошло (попадание на первое колено имело место).

Так как, согласно принятому условию, судно достоверно находится в пределах первого колена, то Р(S2 / S1) = Р(S2) и поэтому

Р(S1S2) = Р(S1) Р(S2).

Но так как Р(S1) = 1, то вероятность Р(S1S2), соответствующая ранее принятому обозначению Р, определяется только величиной Р(S2) = Р2, то есть Р = Р2.

Судно практически достоверно находится в пределах первого колена фарватера, если отношение меньшей из допустимых погрешностей ?z к средней квадратической погрешности удовлетворяет условию (?z / mz) = 3. При этом вероятность нахождения судна в пределах первого колена фарватера не менее 0,997, то есть практически стопроцентная (P1 = 1).

В этом случае интересуемая нас область, в которой должна находиться точка поворота, из параллелограмма превращается в полосу практически бесконечной длины (с точки зрения сравнения длины второго колена с возможными погрешностями места судна).

Для того чтобы после циркуляции судно попало в заданное расстояние от кромки фарватера d (рис.2.5), вторая полоса фарватера поступательно смещается в сторону, противоположную курсу подхода судна на величину s = kO = Rtg(? / 2), зависящую от радиуса циркуляции R и от угла поворота ? (смещенная полоса на рисунке отмечена штриховкой). Нахождение точки поворота в любом месте смещенной полосы обеспечивает (после выполнения циркуляции) попадание точки конца поворота в пределы границ второй полосы фарватера, границы которой обозначены на рисунке сплошными линиями. При этом корпус судна при любых его габаритах окажется вмещенным во вторую полосу. Для заданной точки поворота, являющейся центром распределения погрешностей, попадание судна во вторую полосу обеспечивается, если погрешности, перпендикулярные ее оси, не превысят допустимых значений b' и b''. Следовательно, вероятность появления случайных погрешностей, не превышающих допустимые, и будет вероятностью попадания судна на второе колено фарватера. Она рассчитывается по формуле (2.2.4).

Рисунок 2.5

Поскольку судно при этом достоверно находится и в первой полосе (по условию), то рассчитанная вероятность и будет вероятностью невыхода судна за пределы второго колена фарватера.

Таким образом, прежде чем выбрать способ оценки вероятности невыхода судна после поворота за пределы границ фарватера, необходимо для предповоротной точки вычислить вероятность нахождения судна в пределах границ первого колена.

Если окажется, что эта вероятность практически стопроцентная, то вероятность невыхода судна после поворота за пределы фарватера равна вероятности попадания судна во вторую полосу.

Если же вероятность Р1 окажется меньше единицы, то решается задача попадания судна в параллелограмм, образованный пересечением обеих смежных полос фарватера.

Если ширина фарватера или морского канала ненамного превышает длину судна, то рекомендуется предварительно произвести расчет допустимых углов сноса судна течением и ветром, при которых будет обеспечена заданная вероятность безопасного нахождения габаритов судна в пределах границ фарватера (при данной точности определения места на этом фарватере). Поскольку углы сноса зависят от гидрометеоусловий, то, определив допустимый угол сноса, можно обоснованно выбрать условия погоды для безопасного прохода данным фарватером или морским каналом.

Такой способ был успешно применен на одном из флотов для обеспечения безопасной проводки крупногабаритных судов по морскому каналу, ширина которых лишь в три раза меньше ширины канала, а длина судов превышала ширину канала. Расчет степени безопасности был выполнен по данной методике, а условия перехода были выбраны такие, при которых углы сноса судов изменяли действующую ширину судов на допустимую величину, не снижающую вероятность безопасного прохода ниже заданного допустимого предела.

При плавании по фарватерам или морским каналам, огражденным плавучими предостерегательными знаками (буями и вехами), расчет безопасности плавания производится так же, как и при отсутствии ограждения. Это обусловлено тем, что буи (вехи) являются средством приближенного ориентирования, так как даже при их первоначальной точной установке в заданных точках они в дальнейшем могут быть снесены со штатных мест (особенно в осенне-зимний период).

3.ОЦЕНКА ВЕРОЯТНОСТИ БЕЗОПАСНОГО ПОЛОЖЕНИЯ СУДНА В УЗКОСТИ

Узкостями считаются акватории, в которых ограничена свобода маневра судна близлежащими навигационными опасностями.

К узкостям относятся гавани, рейды, бухты, проливы, шхеры, фьорды, районы с минными или сетевыми заграждениями, прибрежные мелководные районы, проходы между бонами, молами и другими сооружениями, представляющими опасность для свободного прохода судна.

Если навигационные опасности являются наблюдаемыми, то обеспечение навигационной безопасности плавания сводится к соблюдению правил плавания, основанных на принципах управления судном с учетом его маневренных качеств, размеров и динамических характеристик. Столкновение с наблюдаемой опасностью может произойти только в том случае, если произошел сбой в организации штурманской службы и при промахах в управлении судном.

С точки зрения навигации наиболее опасными узкостями являются те, в которых свобода маневра ограничена ненаблюдаемыми навигационными опасностями - искусственными и естественными подводными препятствиями, банками, подводными скалами и отмелями. Для оценки безопасности плавания в таких районах в период предварительной подготовки к походу производится расчет вероятности свободного прохода для каждого участка узкости и для планируемых средств и методов судовождения.

Если курсы судна проложены среди ненаблюдаемых навигационных опасностей так, что последние находятся на различных направлениях относительно судна, то для оценки навигационной безопасности удобней всего пользоваться радиальной средней квадратической погрешностью (рис.3.1).

Относительно точки на линии предстоящего пути, находящейся на кратчайшем расстоянии от навигационных опасностей, вписывается круг так, чтобы внутри него не оказалось навигационных опасностей. Измеряется радиус этого круга D и затем рассчитывается вероятность того, что радиальная погрешность места судна на данном участке плавания будет меньше радиуса этого круга. Для этого используется формула кругового закона распределения Релея:

(3.1)

где:М - радиальная СКП места судна на данном участке плавания;- запас чистой воды, обеспечивающий безопасное положение судна при наличии неучтенной систематической погрешности и учитывающий габариты судна, а также запас свободного пространства, необходимый для маневра корректуры курса (для выхода судна на заданную линию пути).

Формула (3.1) решается табл. 1-в МТ-75, аргументом которой является величина kP (или R), равная (D - s) / M. В НМТ для расчета вероятности по этой формуле предназначена табл. 4.18.

Так как радиальная погрешность всегда больше любого радиуса-вектора эллипса погрешностей, объективно характеризующего точность места судна, то использование кругового закона приводит к некоторому занижению вероятности безопасного плавания, то есть по этому закону вычисляется перестраховочная оценка вероятности.

Если курс судна проложен так, что ненаблюдаемые навигационные опасности расположены по обе стороны относительно линии предстоящего пути (рис. 3.2), то расчет вероятности безопасного положения судна на данном участке вычисляется с помощью нормального закона распределения.

С этой целью для выбранного способа (наиболее оптимального по критериям точности и надежности) определения места на данном участке плавания вычисляются элементы среднего квадратического эллипса погрешностей и по ним рассчитывается радиус-вектор этого эллипса по направлению на опасности, расположенные на минимальном удалении от линии пути судна (на первом курсе, изображенном на рис.3.2, по направлению отрезков D1 и D2, на втором курсе - по направлению отрезков D3 и D4).

Расчет вероятности безопасного положения судна относительно навигационных препятствий производится по формуле:

(3.2)

где: Ф - интеграл вероятности (функция Лапласа), определяемый по табл. 1-б МТ-75 (или по табл. 4.7 НМТ) по аргументу, стоящему в скобках этой функции;и D2 - кратчайшие расстояния до ближайших навигационных опасностей, расположенных с левого и правого бортов;- действующая полуширина судна [см. формулу (2.1.1)]; m - линейная СКП места по направлению, перпендикулярному линии пути судна (по направлению кратчайшего расстояния до опасности).

При наличии неучтенной систематической погрешности в месте судна ее ожидаемое значение суммируется с величиной l. Если на данном участке района плавания вблизи судна находится одна ненаблюдаемая навигационная опасность, а другие удалены от него на расстояние, превышающее 3М, то оценка вероятности безопасного положения судна производится по той же формуле (3.2), но одно из слагаемых принимается равным единице:

(3.3)

При плавании в узкости по створу (рис. 3.3) для оценки положения судна относительно створной линии и близлежащей ненаблюдаемой навигационной опасности рассчитывается линейная чувствительность створа р. Для створных знаков эта величина вычисляется по формуле:

(3.4)

где:R - расстояние до переднего створного знака;- расстояние между створными знаками;

? - минимально различимый горизонтальный угол (разрешающая способность зрительного средства по направлению).

Рисунок 3.3

Если в районе плавания для обеспечения безопасности плавания выставлен нештатный створный радиомаяк-манпункт (штатные створные радиомаяки в настоящее время практически не существуют), то его чувствительность вычисляется по формуле:

(3.5)

где:R - расстояние до створного радиомаяка;

? - половина угла направленности линии радиоствора.

До тех пор пока судно находится в зоне нечувствительности створа (в пределах ширины 2р), можно считать, что практически он находится на линии створа. СКП отклонения судна от линии створа в этом случае определяется по закону равномерной плотности и равна

Если в этой ситуации все близлежащие навигационные опасности расположены на кратчайшем расстоянии от линии створа, превышающем величину чувствительности створа [D > (p + l)], то судно достоверно, со стопроцентной вероятностью находится в безопасном расстоянии от данного навигационного препятствия.

Если судно вышло за пределы зоны чувствительности створных знаков (отклонение судна от линии створа больше величины р), то вероятность его безопасного положения вычисляется обычным образом - по формуле (3.2) или (3.3), при этом линейная СКП его местоположения по направлению на опасность оценивается по радиусу-вектору среднего квадратического эллипса.

Если при нахождении судна в зоне нечувствительности створа навигационная опасность расположена на расстоянии D < p, то судно находится в опасном расстоянии от навигационного препятствия и возникает вероятность столкновения с этим препятствием.

Учитывая, что в этом случае судно достоверно находится в полосе шириной 2р и любые его отклонения от линии створа в пределах от 0 до p равновероятны, и принимая во внимание, что для судна, находящегося в зоне нечувствительности створа, понятие "отклонение от линии створа, превышающее р", несовместимо с условием нахождения судна в зоне нечувствительности (если такое отклонение

произойдет, то уже нельзя считать, что судно находится в зоне нечувствительности), можно сделать заключение о подчиненности отклонений судна от линии створа закону постоянной плотности распределения.

Поэтому, если D < p, то согласно этому закону вероятность безопасного положения судна вычисляется по формуле:

(3.6)

Если навигационные опасности расположены по обе стороны линии створа так, что D1 < p и D2 < p, то

(3.7)

Следует заметить, что при правильном расчете створов (в процессе их сооружения) условие D < p применительно к естественным навигационным опасностям практически нереально. Поэтому такое неравенство может наблюдаться только применительно к искусственным, временным навигационным опасностям в виде минной банки, выставленной на линии створа, или иного неподвижного объекта (например, затонувшего судна), представляющего опасность для свободного

4.ОЦЕНКА ВЕРОЯТНОСТИ БЕЗОПАСНОГО ПОЛОЖЕНИЯ СУДНА В ПРИБРЕЖНОЙ ЗОНЕ И В ОТКРЫТОМ МОРЕ

С точки зрения навигации, прибрежной зоной считается зона, внешняя граница которой удалена от береговой черты на дальность действия радиолокационной станции. Это означает, что в прибрежной зоне возможны обсервации по наземным ориентирам. В районах прибрежной зоны, прилегающих к береговой черте, могут находиться участки с опасными глубинами - отмели и банки. Маршруты судов в прибрежных районах прокладываются в основном мористее прибрежных навигационных опасностей. В результате этого все основные навигационные опасности оказываются расположенными по одну сторону линии пути судна.

Безопасное положение судна обеспечивается при любой погрешности его местоположения, направленной в сторону открытого моря и при погрешности в другую сторону, не превышающей кратчайшего расстояния до близлежащих опасностей (до опасной изобаты).

Поэтому при нормальном распределении навигационных погрешностей вероятность безопасного положения судна рассчитывается по формуле:

(4.1)

Первое слагаемое этой формулы равно 0,5, так как вероятность иметь любую погрешность с одним знаком (в сторону открытого моря) равна 50%. При ручных расчетах с использованием Мореходных таблиц или приложения 1 вместо этой формулы целесообразно пользоваться формулой, основанной на применении функции Лапласа:

(4.2)

где:D - кратчайшее расстояние от линии пути судна до ближайшей навигационной опасности или до опасной изобаты;- СКП места судна по направлению на опасность (по перпендикуляру на опасную изобату).

При расстоянии до ближайших навигационных опасностей, соизмеримом с габаритами судна, в числитель аргумента функции Лапласа подставляется величина D - l, где l - действующая полуширина судна [см. формулу (2.1.1)].

Рассмотрим способ оценки вероятности безопасного положения судна относительно отдельно лежащей навигационной опасности небольших размеров.

Пусть ширина опасной банки (в направлении, перпендикулярном линии пути судна) равна d. Линия пути судна проходит в кратчайшем расстоянии от банки, равном D (рис.4.1).

Рисунок 4.1

Если предельная погрешность места судна по направлению, соответствующему кратчайшему расстоянию до опасности, меньше расстояния до нее то вероятность безопасного положения судна равна единице и никакого дополнительного ее расчета не требуется.

Если соблюдается условие то вероятность безопасного положения судна в точке О оценивается по формуле (4.2). При этом расстояние D при подстановке в эту формулу уменьшается на величину l.

Если место судна известно с существенными погрешностями так, что предельная линейная погрешность то вероятность безопасного положения судна рассчитывается по формуле, вытекающей из сущности вероятности и ее геометрической интерпретации:

(4.3)

В некоторых случаях при соблюдении условия требуется знать, что навигационная опасность в действительности находится по тому борту судна, по которому она "наблюдается" по данным навигационной прокладки. Вероятность этого события вычисляется по формуле (4.2).

5.СТАТИСТИЧЕСКИЙ СПОСОБ ОЦЕНКИ НАВИГАЦИОННЫХ ПРОИСШЕСТВИЙ

5.1Статистическая вероятность навигационного происшествия

Объективной оценкой навигационной безопасности плавания является вероятность навигационных происшествий, случившихся с судами за заданный интервал времени и в определенных навигационно-гидрографических, метеорологических и географических условиях.

Такая оценка определяется на основе обобщения и обработки статистических данных, характеризующих отношение навигационных происшествий к общему количеству судов, совершающих плавание в заданном районе и в заданный промежуток времени.

Из теории вероятностей известно, что при ограниченном количестве опытов вероятность того или иного события может быть приближенно оценена по частоте появления событий. Поэтому за вероятность навигационных происшествий принимается величина Q, равная

(5.1.1)

где:n - количество навигационных аварийных случаев, случившихся в заданном районе плавания (в открытом море, в узкости и т.п.) в течение заданного интервала времени (в течение года, зимнего или летнего периода, ночью, днем и т.п.);- общее количество судов, плавающих в рассматриваемых условиях в заданный интервал времени.

В некоторых случаях за показатель навигационной безопасности плавания принимают не вероятность навигационных происшествий (аварийных случаев), а количество навигационных происшествий q, приходящихся на одну милю плавания (или на заданное количество миль, например, на 1000 или на 100 миль плавания):

(5.1.2)

где:s - заданное количество миль, на которое приходится q навигационных происшествий;- общее количество пройденных миль всеми судами данного типа (класса) за установленный период времени.

Этот показатель эффективен при ограниченном количестве выходов судов в море. Но чаще всего навигационную аварийность оценивают по первому показателю, так как оперирование вероятностями позволяет использовать статистические критерии, необходимые при решении некоторых практических задач, связанных с оценками навигационной безопасности плавания.

Степень достоверности формулы (5.1.1) оценивается средней квадратической погрешностью mQ:

(5.1.3)

Отсюда следует, что с увеличением объема статистических данных точность приближенной оценки вероятности навигационных происшествий возрастает.

Решая последнюю формулу относительно N, получим число, определяющее необходимый объем требуемой информации о плавании судов. При этом следует задаваться такой величиной Q, которая соответствует реальным ее значениям, полученным по опыту предшествующего плавания судов мирового флота, Q = 0,01 … 0,08), таблица 5.1.Таблица 5.1 - Отношение навигационных происшествий к количеству судов

Q0,010,020,040,060,08N909437228141104

Анализ этой таблицы показывает, что для получения достоверной вероятности навигационных происшествий требуется достаточно большой объем статистических данных о плавании судов в заданных условиях и в заданный период времени.

Поскольку не всегда возможно получить требуемый объем информации за один период времени, статистические данные обобщают за несколько (k) одинаковых периодов и вероятность навигационного происшествия вычисляют по формуле среднего взвешенного с учетом количества плавающих судов (данного типа) Ni в каждом i-м периоде:

(5.1.4)

где:Qi - вероятность навигационных происшествий в i-м периоде [вычисляется по формуле (5.1.1)].

Учитывая, что точность оценки вероятности навигационного происшествия повышается с увеличением объема статистической информации, возникает вопрос о возможности объединения информации о навигационных происшествиях, полученной на судах разных типов или разных водоизмещений, для оценки вероятности происшествий на судах интересуемого типа (обозначим этот тип символом "К").

Для решения этого вопроса принимается гипотеза, состоящая в том, что статистика навигационных происшествий одинакова для любого судна, совершающего морские переходы, вне зависимости от его типа и водоизмещения, то есть расхождение вероятностей Q (вычислена по информации о происшествиях с судами всех типов) и QК (вычислена по статистике происшествий с судами "К") обусловлено чисто случайными причинами, связанными с ограниченным объемом информации о судах типа "К". Эта гипотеза может быть подтверждена или опровергнута по результатам статистического анализа с помощью статистического критерия .

Для этого по формуле (5.1.4) оценивается вероятность навигационного происшествия судов различных типов, без учета их типа и водоизмещения и вычисляется полная средняя квадратическая погрешность этой вероятности:

(5.1.5)

где:m - средняя квадратическая погрешность, характеризующая случайный разброс числа навигационных происшествий от периода к периоду. Она вычисляется по формуле СКП среднего взвешенного значения:

(5.1.6)

После этого аналогичным образом вычисляются оценки QК и mПК для судов интересуемого типа "K" (без учета информации о судах другого типа). Принятая гипотеза о случайности расхождения вероятностей Q и QК подтверждается (с заданной вероятностью Р), если соблюдается условие:

(5.1.7)

где:tР1 и tР2 - коэффициенты распределения Стьюдента, соответствующие заданному уровню доверительной вероятности Р.

Каждый из них определяется по таблице Приложения 6 по доверительной вероятности Р и по количеству k используемых вероятностей Qi. Модифицированная выписка из этого приложения представлена в виде табл. 5.2.

Таблица 5.2 - Коэффициенты распределения Стьюдента соответствующие заданному уровню доверительной вероятности

PK3456789100,95 0,99 0,9994,30 9,92 31,603,18 5,84 12,942,77 4,60 8,612,57 4,03 6,862,45 3,71 5,962,36 3,50 5,402,31 3,36 5,042,26 3,25 4,78

При подтверждении принятой гипотезы расчет вероятности навигационных происшествий для судна типа "К" допустимо производить по всей совокупности информации о навигационных происшествиях на судах всех типов и любого водоизмещения.

Если гипотеза о случайности расхождения вероятностей Q и QК не подтверждается, то есть условие (5.1.7) не выполняется, то расчет вероятности навигационных происшествий интересуемого типа судов следует производить по статистике навигационных аварийных случаев, произошедших только с судами этого типа. Надежность полученной оценки в этом случае будет ниже приблизительно в раз.

Распределение Стьюдента правомерно применять в предположении нормального распределения величин Qi. Если это не так, то надежность вывода относительно справедливости принятой рассматриваемой гипотезы будет иметь весьма ориентировочный характер.

Степень риска плавания судов в различных условия различна. Поэтому вероятность навигационных происшествий целесообразно определять отдельно для плавания в прибрежной зоне, в узкостях, по фарватерам и путям установленного движения, в ночное и дневное время и в штормовых условиях.

Но в этом случае возникает проблема, связанная с незначительным объемом имеющихся статистических данных по плаванию и навигационным происшествиям в каждой из перечисленных градаций. Она может быть решена путем использования обобщенной статистики в масштабе всей страны, а иногда и в международном масштабе.

Если требуется знать вероятность плавания, безопасного от навигационных происшествий, то она вычисляется по формуле Р = 1 - Q.

5.2Статистический прогноз вероятности навигационного происшествия

При статистическом анализе навигационных происшествий (аварийных случаев) важно выявить их тенденцию.

Систематическое (не случайное) изменение количества навигационных происшествий от одного периода наблюдений к другому (например, от года к году) можно выявить с помощью статистического критерия Аббе. Этот критерий представляет собой отношение:

(5.2.1)

где:Qi+1 и Qi - вероятности навигационных происшествий, определенные за два последовательных периода;- вероятность навигационного происшествия, вычисленная по формуле (5.1.4) на основе объединения данных за k периодов наблюдений.

При плавном систематическом изменении вероятности Q последовательные разности (Qi+1 - Qi), обусловленные только их случайными колебаниями, будут существенно меньше их отклонений от величины Q, так как в них, кроме случайных колебаний входит амплитуда колебания величины Q. Таким образом, знаменатель критерия Аббе оказывается более чувствительным к смещению величины Q, чем числитель, и поэтому отношение А может служить критерием систематического смещения вероятности навигационного происшествия Q.

Нулевая гипотеза состоит в том, что непрерывное систематическое смещение вероятности Q отсутствует, а колебания вероятностей от периода к периоду носят случайный характер.

Для ее проверки вычисленное отношение А сравнивается с его критическим значением АР, соответствующим заданной вероятности Р.

Если А < АР, то гипотеза отвергается - вероятность навигационного происшествия от периода к периоду (от года к году) изменяется неслучайно, существенно. Следовательно, график величины Qi содержит тренд, то есть систематический сдвиг.

Если А > АР, то полученные данные не противоречат выдвинутой гипотезе - систематическое смещение вероятности Q отсутствует (с достоверностью Р). Вероятность навигационных происшествий от периода к периоду (от года к году) остается прежней, а отличие вероятности Qi в i + 1 период от ее значения в i периоде обусловлено случайными факторами.

Критические значения отношения АР приведены в табл. 5.3.

При наличии тренда (систематического изменения вероятности Q) определяется закон изменения вероятности навигационных происшествий от года к году (от периода к периоду). Этот закон необходим для прогнозирования вероятности навигационных происшествий.

Таблица 5.3 - Критерии значений отношения АР

Pk45678910150,95 0,99 0,9990,39 0,31 0,210,41 0,27 0,210,44 0,28 0,180,47 0,31 0,180,49 0,33 0,200,51 0,35 0,220,53 0,38 0,240,60 0,46 0,33

Чтобы определить закономерность изменения вероятностей, строится график Qi = f (T), вид которого изображен на рис. 5.1. В большинстве случаев график аппроксимируется прямой линией Qi= = a + bT (на рисунке - пунктирная линия).

Рисунок 5.1

При k > 5 параметры a и b этой прямой определяются методом наименьших квадратов по формулам:

(5.2.2)

Суммирование в этих формулах производится по всем значениям i от единицы до k. Прогноз вероятности навигационного происшествия производится способом экстраполяции аппроксимирующей прямой. Средняя квадратическая погрешность прогноза вероятности рассчитывается по формуле:

(5.2.3)

где:Qoi - сглаженное значение вероятности навигационного происшествия, соответствующее i периоду.

При k < 5 аппроксимирующая прямая проводится приближенно, на глаз. Формула (5.2.3) для оценки точности прогноза в этом случае оказывается очень ненадежной.

Статистика навигационных происшествий позволяет произвести прогноз не только вероятности навигационного происшествия, но и вероятности количества происшествий n. Поскольку навигационное происшествие является событием редким, то случайность их появления характеризуется законом Пуассона.

Согласно этому закону вероятность появления заданного количества событий описывается выражением:

(5.2.4)

где:r - заданное количество навигационных происшествий;o - оценка математического ожидания ежегодного количества навигационных происшествий, равная среднему арифметическому количеству происшествий за один год (или за другой принятый период):

(5.2.5)

Для применения закона (5.2.4) необходимы данные о навигационных происшествиях за несколько лет (k = 5 … 10). При этом общее количество плавающих судов в течение года должно быть примерно одинаковым.

Критерием возможности использования закона Пуассона для прогнозирования навигационных происшествий является приближенное равенство no > D (n), где D (n) - дисперсия количества навигационных происшествий, случившихся за год. Проще всего она вычисляется по формуле размаха:

(5.3.6)

где:nmax и nmin - экстремальные значения количества ежегодных навигационных происшествий.

Достоинством статистического метода оценки навигационной безопасности плавания является его объективность, связанная с тем, что его показатели опираются на фактические данные о количестве случившихся навигационных происшествий. Этот метод позволяет анализировать состояние безопасности мореплавания в различных условиях и на этой основе совершенствовать навигационно-гидрографическое обеспечение судовождения.

К недостаткам статистического метода следует отнести его низкую оперативность, связанную с необходимостью накопления достаточно большого объема статистических данных о случившихся навигационных происшествиях. Учитывая, что навигационные происшествия - не система, а случаи, то сбор необходимой для анализа статистической информации производится, как правило, в течение нескольких лет.

Другой недостаток статистического метода состоит в том, что статистика навигационных происшествий учитывает их количество в тех или иных условиях плавания, но при этом она не соотнесена к фиксированным параметрам судовождения и поэтому исключает возможность глубокого структурного анализа происшествий с учетом конкретных факторов, обусловивших происшествие на том или ином судне.

6.СТАТИСТИЧЕСКИЙ ПРОГНОЗ СТОЛКНОВЕНИЙ СУДОВ

Количественная оценка степени напряженности мореплавания в заданных районах с интенсивным судоходством - при подходах к портам, к проливам и каналам, а также определения вероятности столкновения судов в таких районах является серьезной и важной научной и практической проблемой.

Ожидаемое количество столкновений судов на одном участке маршрута (при подходе к порту) с заданной площадью S (кв.км) за заданный интервал времени t (ч) вычисляется следующим образом.

При встречном движении:

(6.1.1)

где:Vo - относительная скорость при встречном движении (относительная скорость сближения судов), км/ч;в - область столкновения судов, отнесенная к длине маршрута при подходе к порту.

Ее осредненное значение для районов, прилегающих к портам ориентировочно равно Dв = 2,1/км; t - плотность потока судов, No - количество судов, находящихся одновременно на подходном маршруте, отнесенное к единице площади подходного маршрута Sо:

t = No / Sо.

При обгоне (при попутном движении):

(6.1.2)

где:V'o - относительная скорость судов при обгоне, км/ч;п - область столкновения судов, отнесенная к длине маршрута при подходе к порту. Ее осредненное значение для районов, прилегающих к портам ориентировочно равно Dп = 5,6-6, 1/км.

Вероятности столкновения судов при встречном и попутном движениях (при обгоне) вычисляются по формулам:

(6.1.3)

где Ns - количество судов, движущихся на заданном участке маршрута в течение заданного времени t.

Если корабль следует в полосе двухстороннего движения, то вероятность столкновения вычисляется на основе применения теорем сложения и умножения вероятностей (вероятность столкновения или со встречным судном, или с попутным при условии, что столкновение сразу с двумя судами - событие недостоверное):

(6.1.4)

Ответ, как правило, дает неоправданно оптимистический результат, так как не учитывает важного фактора, влияющего на столкновения судов,- правильность выбора маневра для расхождения одновременно с несколькими встречными судами и своевременность его реализации.

Следует заметить, что формула (6.1.4) может быть использована и при априорных расчетах вероятности столкновения. В этом случае QB = 1 - Pу, QП = 1 - P'у и поэтому:

= (1 - Pу)P'у + (1 - P'у)Pу. (6.1.5)

7.АНАЛИЗ ТОЧНОСТИ СУДОВОЖДЕНИЯ ПО МАРШРУТУ

Важной характеристикой безопасности судовождения является величина погрешности в текущем месте судна и в его элементах движения. Однако погрешность сама по себе, без ее сопоставления с конкретной навигационной обстановкой не может служить показателем навигационной безопасности судовождения: при плавании в открытом море приемлемой считается одна погрешность, а при плавании в узкостях - другая - в зависимости от расположения проложенной линии курса относительно навигационных опасностей.

Обобщенным показателем навигационной безопасности судовождения является вероятность беспрепятственного прохода заданного участка. Этот показатель является функцией от величины погрешности места и от расстояния до опасности.

При плавании судна вблизи нескольких навигационных опасностей, расположенных на различных направлениях относительно судна, вероятность безопасного плавания рассчитывается по формуле, выражающей функцию кругового распределения Релея,

P=l -exp[ - (D/M)2], (7.1)

где:D - кратчайшее расстояние до ближайшей к судну опасности (опасной изобаты, границы фарватера);

М - радиальная СКП места в точке на линии пути, соответствующая минимальному расстоянию до ближайшей навигационной опасности.

Если местными правилами плавания в узкости величина допустимой погрешности места не оговаривается, то возникает задача ее расчета. В этом случае за допустимую СКП места принимается та, при которой достигается заданная вероятность безопасности судовождения. Для ее определения формула (1) решается относительно М, тогда:

Мд ? D ?- In (1 - P3) (7.2)

где:Мд - допустимая радиальная СКП места;

Р3 - заданная вероятность безопасного плавания.

Обозначив ?- In (1 - P3) = R, будем иметь:

MД?D/R (7.3)

Значение величины R выбирается из табл. 1-в МТ-75 по заданной вероятности безопасного плавания Р3 и по отношению главных полуосей эллипса погрешностей е = b/а = 1.

Если намеченный путь судна проходит вблизи какой-то одной навигационной опасности, то безопасность судовождения на данном участке обеспечивается при любой погрешности места, направленной от линии пути в сторону, свободную от опасности (вероятность появления такой погрешности составляет 50 %), или при погрешности места, направленной в сторону опасности, но не превышающей расстояния до нее, т. е.

Р = 0,5[1+Ф(z)] (7.4)

Функция Лапласа Ф(z) определяется по табл. 1-6 МТ-75. Входным аргументом является величина z = D/? = 1.4D/М, где М - радиальная СКП места в точке на пути, находящейся на минимальном расстоянии D от опасности; ? - СКП места по направлению на опасность.

Допустимые значения радиальной СКП места, при котором вероятность безопасного плавания не меньше заданной, рассчитывается по формуле:

MД ?1,4 D/z (7.5)

здесь величина z выбирается по аргументу 2Р 3 - 1 из табл. 1-6 в МТ-75.

Если плавание совершается по оси фарватера или неогражденного канала шириной d, то вероятность безопасного плавания рассчитывается также с помощью функции Лапласа:

Р=Ф(z), (7.6)

где:z = 0,5d/?.

При предварительных расчетах средняя квадратическая погрешность места по направлению, перпендикулярному оси фарватера ?, вычисляется на основе эллиптической погрешности; при расчетах в море - на основе радиальной погрешности ? = 0,7M. Тогда z = 0,7d/M.

Допустимая радиальная СКП в этом случае определяется выражением

MД ?0,7d/z,(7.7)

где:z определяется по заданной вероятности безопасного плавания с помощью табл. 1-6 в МТ-75.

В некоторых случаях правилами предусмотрено плавание по правой стороне фарватера (канала). Если при этом допускается временный выход на левую сторону фарватера (отсутствие встречных судов), то вероятность безопасного плавания

Р = 0,5[Ф(z1) + Ф(z2)], (7.8)

где:z 1 = 1,4 l1/М; z2 = 1,4l2/М;

l1 и l2 - расстояния от судна до левой и правой кромок фарватера.

Если выход судна на левую сторону фарватера условиями обстановки исключается, то расчет вероятности безопасного плавания производится по этой же формуле, но 1г и /2 - расстояния до ближайшей кромки и до оси фарватера. При следовании судна посередине правой стороны величина Р рассчитывается по формуле (6), в которой z = d/4? = 0,36d/M.

Допустимая радиальная СКП места при плавании по правой стороне фарватера определяется формулой

MД ? l,4 l/z. (7.9)

где:l - меньшее из расстояний до ближайшей кромки фарватера и до оси фарватера.

При прохождении судном последовательно нескольких участков с навигационными опасностями вероятность безопасного прохождения всех участков (с точки зрения избежания соприкосновений с препятствиями) равна произведению вероятностей безопасного прохождения отдельных участков.

При расчете вероятностей Pi используются радиальные СКП, соответствующие определенному составу судовых и береговых технических средств навигации. Если планируется использование одного из двух вариантов работы технических средств, имеющих определенную степень надежности, то, предполагая, что один из вариантов будет использован обязательно, вероятность навигационной безопасности плавания на данном i-m участке определяется суммой

Pi=P1PI + Pi(l-Pl)PII (7.10)

где:P1 и Р2 - вероятности, определяемые по изложенной методике по значениям M1 и М2, соответствующим первому и второму составам технических средств навигации;

РI и РII - вероятности безотказной работы первого и второго состава технических средств навигации соответственно (определяются по эксплуатационным характеристикам навигационных систем).

Изложенная модель вероятности безопасного судовождения является приближенной, так как она не учитывает вероятности появления максимальных погрешностей и предполагает отсутствие аномальных погрешностей и грубых ошибок (промахов).

На основании формул 4 и 8 составлена таблица, в которой приведены данные о вероятности безопасного прохода навигационной опасности (Р) при движении по Новороссийскому створу при различных методах определения местоположения судна.

Таблица 7.1 Вероятность безопасного прохода навигационной опасности при движении по Новороссийскому створу.

№ точекВероятность безопасного прохода навигационной опасности (Р)Методы определения местоположения суднаПо двум пеленгамПо пеленгу и створуПо пеленгу и дистанцииПо двум дистанциямDGPSPI10.8550.99850.8240.7291120.87910.83650.74851131110.9975114111111511111161110.99951171110.998118110.99950.99851191110.999511100.955511111110.92811111120.999111111310.999111114111111151111111611111117111111181111111911111120111111210.7820.978510.970511220.9650.96510.99711230.9290.995510.997112411111125111111261111112711111128111111291111113011111131111111321111113311111134111111351111113611111137111111381111113911111140111111

Как видно из графика Рис. 6 Вероятность безопасного прохода навигационной опасности полностью зависит от выбранного метода определения местоположения судна. При ОМС по PI, DGPS вероятность безопасного прохода наиболее высокая, в то время как другие методы показывают несравнимо меньшую надежность. Из этого следует, что наиболее предпочтительными являются ускоренные (лоцманские) методы контроля движения судна.

Рисунок. 6 Вероятность безопасного прохода навигационной опасности

В таблице 9 приведены данные о погрешностях ОМС на Новороссийском створе. Створ разбит на сорок точек, в каждой из которой определены местоположения судна различными методами. Предоставлены данные о чувствительности створа и требованиях МАМС.

Таблица 9 Погрешности ОМС на Новороссийском створе

№ точекКоординатыПредельные погрешности определения места судна, милиДва пеленгаПеленг- створПеленг- дистанцияДве дистанцииDGPSPIЧувствительность створаТребование МАМСширотадолгота144°4308,5²37°4816,5²0,09240,03240,10580,16070,0060,010,130,005 - 0,027 244°4258²37°4824²0,08350,02710,09990,14700,0060,010,290,005 - 0,027 344°4247²37°4831²0,07710,02410,09380,13360,0060,010,470,05 - 0,1444°4236²37°4838,5²0,07260,02300,08790,12060,0060,010,680,05 - 0,1544°4225²37°4846²0,07140,02430,08200,10890,0060,010,920,05 - 0,1644°4214,5²37°4853²0,06370,02580,07580,09790,0060,011,180,05 - 0,1744°42'03,5²37°4901²0,05940,02330,06990,08820,0060,011,480,05 - 0,1844°4153²37°4908²0,05380,01900,06440,07920,0060,011,80,05 - 0,1944°4142²37°4915,5²0,13940,01910,05820,07090,0060,012,160,05 - 0,11044°4131²37°4923²0,13150,02100,05230,06370,0060,012,540,05 - 0,11144°4120²37°4930²0,07160,02590,04670,05780,0060,012,950,05 - 0,11244°4109,5²37°4937²0,06580,06920,04120,05290,0060,013,390,05 - 0,11344°4058,5²37°4944,5²0,06140,06310,03590,04940,0060,013,860,05 - 0,11444°4048²37°4952²0,05950,05800,03090,04790,0060,014,350,05 - 0,11544°4037²37°4959²0,06270,05420,02660,05090,0060,014,880,05 - 0,11644°4026,5²37°5007²0,06460,05120,02290,05370,0060,015,430,05 - 0,11744°4015,5²37°5014²0,06720,04900,02070,05580,0060,016,010,05 - 0,11844°4005²37°5021,5²0,07140,04800,02010,05890,0060,016,630,005 - 0,027 1944°3954²37°5029²0,07640,04780,02130,04540,0060,017,720,005 - 0,027 2044°3943²37°5036,5²0,10530,04860,02690,05190,0060,017,930,005 - 0,027 широтадолгота2144°3932²37°5043,5²0,09990,05060,02820,06060,0060,018,630,005 - 0,027 2244°3921²37°5051²0,09520,05350,03310,04970,0060,019,360,005 - 0,027 2344°5051²37°5058²0,09160,05740,03810,04990,0060,0110,110,005 - 0,027 2444°3859,5²37°5105,5²0,08920,06230,04360,05250,0060,0110,890,05 - 0,12544°3849²37°5113²0,08680,06800,04890,05620,0060,0111,710,05 - 0,12644°3838²37°5120²0,08590,07500,05510,06150,0060,0112,550,05 - 0,12744°3827²37°5127,5²0,08570,08300,06060,06760,0060,0113,410,05 - 0,12844°3816,5²37°5135²0,08560,07630,06650,07460,0060,0114,310,05 - 0,12944°3805,5²37°5142²0,08640,06870,07240,08280,0060,0115,240,05 - 0,13044°3754,5²37°5150²0,08810,06250,07830,09170,0060,0116,190,05 - 0,13144°3744²37°5157²0,09050,05720,08450,10150,0060,0117,180,05 - 0,13244°3733²37°5204²0,09400,05310,09030,11200,0060,0118,190,05 - 0,13344°3722,5²37°5211,5²0,09850,05000,09650,12390,0060,0119,230,05 - 0,13444°3711,5²37°5219,5²0,10490,04860,10270,13610,0060,0120,30,05 - 0,13544°3700,5²37°5226,5²0,09730,04730,10890,14960,0060,0121,40,05 - 0,13644°3649,5²37°5234²0,09910,04790,11510,16410,0060,0122,520,05 - 0,13744°3639²37°5241²0,10260,04940,12100,17820,0060,0123,680,05 - 0,13844°3628²37°5248²0,10800,05210,12720,19440,0060,0124,860,05 - 0,13944°3617²37°5255,5²0,11510,05630,13340,20980,0060,0126,080,05 - 0,14044°3605,5²37°5303²0,12370,06140,13920,22870,0060,0127,320,05 - 0,1

Рисунок 7- Погрешности ОМС на Новороссийском створе

8.НАВИГАЦИОННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ И ЧЕЛОВЕЧЕСКИЙ ФАКТОР

8.1Человеческий фактор в авариях и инцидентах на море

Навигационная безопасность почти полностью определяется человеческим фактором. Огромную роль играет подготовка специалистов. На сегодняшний день имеет место снижения компетентности морских специалистов. Число аварийных случаев, связанных с человеческим фактором, стабильно удерживается на уровне 70-80%.

Объективными причинами снижения качества подготовки специалистов являются следующие:

стремление к тому, чтобы вести подготовку специалистов в соответствии с требованиями конвенции ПДМНВ - 78, приводит к снижению нашего национального стандарта подготовки специалистов морского флота, т.к. требования конвенции являются минимальными;

порой подготовка ведется с учетом возможностей учебных заведений, а не потребностей отрасли;

имеет место старения лабораторной базы учебных заведений;

идет процесс старения преподавательского состава учебных заведений;

не решены многие процедурные вопросы обучения и дипломирования.

низкий уровень дисциплины;

недостаточная компетентность экипажей судов;

ошибки судоводителей;

старение флота;

игнорирование судовладельцами современных требований по

обеспечению безопасности мореплавания;

отсутствие систематической проверки знаний, умения и навыков командного состава судов;

слабая теоретическая подготовка назначенных лиц, курирующих вопросы обеспечения безопасности мореплавания, незнание ими требований международных конвенций и национальных руководящих документов по безопасности мореплавания;

низкая требовательность Морских Администраций при проведении контрольно-надзорных функций в данной сфере и др.

"Кодекс ПДМНВ" означает Кодекс Конвенции о подготовке и дипломировании моряков и несении вахты, одобренный Резолюцией 2 Конференции 1995 года с возможными поправками.

Общие требования по дипломированию моряков определены в Главе I Конвенции (Правила 1/2,1/9), а принципы подтверждения действительности дипломов, включая необходимость прохождения одобренных курсов повышения квалификации, в Правиле 1/11 Конвенции. Общие требования по контролю наличия и соответствия необходимых дипломов и квалификационных свидетельств у всех моряков, работающих на борту судна, определены Правилом 1/4 Конвенции. Процедуры расследования "Администрацией" любого сообщения о случаях некомпетентности владельцев дипломов, о случаях некомпетентных действий, совершенных владельцами дипломов, выданных под юрисдикцией данной "Администрации", а также процедуры изъятия, приостановления действия и отмены таких дипломов, устанавливаются национальной "Администрацией" (Правило 1/5 Конвенции). Ответственность судоходных Компаний в отношении выполнения требований Конвенции определена Правилом 1/14.

Нарушение правил безопасности мореплавания может быть связано с индивидуальными качествами отдельных людей, чаще всего отрицательными: недисциплинированностью, халатностью и беспечностью, некомпетентностью, эмоциональной неустойчивостью и т.п. Такие причины и предпосылки аварийных случаев, в которых проявляется виновность конкретного человека, объединяют понятием «личный фактор». Это понятие включает в себя характеристики человека безотносительно к характеристикам технических средств, с которыми он взаимодействует.

Однако известны случаи, когда опытнейшие капитаны, зарекомендовавшие себя специалистами высшей квалификации, принимали неверное решение, подчас даже в сравнительно несложных ситуациях. При наличии затруднений каждому человеку свойственны ограничения возможностей, обусловленные несоответствием его психологических и психофизиологических характеристик уровню сложности задач, которые возникают перед ним в конкретных условиях трудовой деятельности. Эти характеристики, проявляющиеся в ситуации взаимодействия человека и технических систем, получили название «человеческий фактор» или риск эргономической безопасности.

Ошибки человека представляют собой его действия, неадекватные сложившейся ситуации. Ошибки, расцениваемые как проявление человеческого фактора, как правило, непреднамеренны: человек выполняет неверные действия, расценивая их как верные или наиболее подходящие.

Причины, способствующие возникновению ошибок, можно объединить в несколько групп:

недостатки информационного обеспечения;

ограничения, обусловленные проявлениями внешних факторов;

ограничения, вызванные физическим и психологическим состоянием и свойствами человека;

ограниченность ресурсов поддержки и исполнения принятого решения.

Недостатки информационного обеспечения могут проявляться как дефицит информации, необходимой для принятия решения; информационная перегрузка, при которой из обилия поступающих сигналов трудно выделить те, которые служат для принятия решения; фрагментарность поступающей информации.

Дефицит информации усматривается в столкновении на Темзе экскурсионного парохода «Принцесса Алиса» с грузовым пароходом «Байуэлл Касл» (1878 г.), в результате которого погибло более 700 человек.

Капитан «Принцессы Алисы» заметил ходовые огни идущего навстречу парохода, а лоцман на мостике «Байуэлл Касл» увидел красный левый бортовой огонь «Принцессы Алисы». Лоцман предположил, что встречное судно отвернет к северному (левому) берегу реки, где, как он считал, встречное течении намного слабее. Поэтому он намеревался приблизиться к южному берегу и разойтись с наблюдаемым судном левыми бортами. Но капитан «Принцессы Алисы» принял решение не пересекать курс встречного судна и продолжать следовать вдоль южных берегов. Но он слишком поздно стал перекладывать руль на левый борт, чтобы обогнуть мыс, и мощное течение вынесло его судно на стремнину реки. На «Байуэлл Касл» теперь видели зеленый огонь правого борта «Принцессы Алисы», он был подставлен под удар, которого избежать не удалось.

Следует принять во внимание, что в те времена еще отсутствовало принятое правило, определяющие порядок плавания вдоль узкого прохода или фарватера, равно как и сигнализацию о предполагаемых маневрах.

Как предположение лоцмана «Байуэлл Касл», так и решение капитана «Принцессы Алисы» были сделаны в условиях дефицита информации о намерениях встречного судна, что и послужило предпосылкой трагедии.

Примером информационной перегрузки может служить ситуация, когда вахтенный помощник капитана в районе интенсивного движения судов на подходе к порту или на пересечении судоходных путей затрудняется выделить среди множества отметок на экране радиолокационной станции наиболее опасное судно, для расхождения с которым необходимо предпринять первоочередные действия.

Известно, что плавание Балтийскими проливами, особенно для больших судов, сопряжено с определёнными трудностями, так как в ряде мест рекомендованные пути проходят вблизи каменистых банок и имеют крутые повороты. В проливах, кроме постоянных течений, наблюдаются довольно сильные течения, зависящие от направления и скорости ветра. Фарватеры во многих местах пересекаются паромными переправами. Проливы хорошо оборудованы береговыми и плавучими маяками, светящими знаками, огнями и плавучими предостерегательными знаками. На некоторых средствах навигационного оборудования установлены радиолокационные маяки-ответчики.

В районе узкости между портами Хельсингёр и Хельсингборг основную опасность здесь представляют многочисленные паромы, курсирующие между этими портами, и интенсивное движение транзитных судов. К тому же, плавание судов в этой узкости особенно трудно ночью из-за обилия береговых огней, на фоне которых трудно различить навигационные огни судов и огни средств навигационного оборудования. В этом районе рекомендованные пути проходят вблизи опасностей; пространство для расхождения встречных судов ограниченно. Здесь относительно часто происходят аварии судов (посадка на грунт, столкновения); можно предполагать, что предпосылкой, по меньшей мере, части этих аварий, послужила информационная перегрузка судоводителей, испытывающих затруднение в выборе и опознавании необходимых огней в условиях острого дефицита времени.

Фрагментарность информации проявляется в том, что сведения о событии или объекте поступают в форме разрозненных признаков, затрудняющих формирование в сознании человека целостной картины рассматриваемого явления.

Иллюстрацией могут служить действия капитана пассажирского парома «Тойа Мару» (1954 г.).Перегруженный пассажирский паром «Тойа Мару» должен был совершить свой ежедневный рейс через пролив Цугару. Низкие, темные и плотные тучи сменились легкими, светлыми и очень высокими облаками. Дождь прекратился, ветер утих, и море лениво катило пологие волны. Капитан решил, что улучшившаяся погода не помешает ему выполнить обычный недолгий рейс. Но судно не успело достичь порта назначения, как на него мгновенно налетел вихрь огромной силы. Корма глубоко сидевшего в воде парома была поднята гигантской волной, а нос погрузился в воду. Вода хлынула внутрь судна, и через минуту паром перевернулся и затонул; погибло 1172 человека.

Роковая ошибка капитана заключалась в том, что он, обладая лишь частью информации, позволяющей судить о дальнейших изменениях в состоянии погоды, сделал вывод о том, что его судно находится в тылу циклона и угроза штормовой погоды миновала. В в действительности же «Тойа Мару» попала в «глаз бури» - штилевую зону в центре тайфуна, сразу за которой начинается область максимальных ветров.

Несовершенство способов представления информации приводит к ошибкам в декодировании сигнала. Они возникают при преобразовании образа воспринимаемого сигнала в представление об объекте, например, когда наблюдатель, обнаружив огонь светящего знака навигационного ограждения, принимает его за огонь другого знака со сходной характеристикой.

Примером могут служить обстоятельства гибели лайнера «Шампольон», наскочившего на подводные камни при входе в порт Бейрут в 1952 г.

Проблесковый огонь маяка мыса Рас-Бейрут на входе в Бейрутский порт, имел период 4 с: свет (белый) - 1 с, затмение - 3 с. В аэропорту, находящемся в нескольких километрах к югу от Бейрута, был установлен аэромаяк, период переменного огня которого также составлял 4 с: белый свет - 1 с, зеленый свет - 3 с. Огонь этот виден с моря, но на большом расстоянии зеленый свет не виден.

На лайнере «Шампольон», следовавшем в Бейрут, капитан заметил отсвет белого огня, вспышки которого на 1 с следовали через интервалы в 3 с. Будучи убежден, что наблюдает огонь маяка Рас-Бейрут, капитан взял курс на этот огонь. Включенный радиолокатор давал очень неясное изображение берега, что, тем не менее, позволяло считать, что судно находится от него на достаточно большом расстоянии.

Вдруг между вспышками появился зеленый свет, и почти одновременно появился истинный огонь маяка Рас-Бейрут. Поняв свою ошибку, капитан дал команду машинам полный ход назад, но принятое решение было запоздалым: судно ударилось о подводную скалу и село на рифы, а впоследствии разломилось пополам.

Внешние факторы, проявляющиеся как помехи восприятию информации, способствуют возникновению ошибок. Засветка центра экрана судовой РЛС, другие помехи, вызванные гидрометеорологическими явлениями, попадание объекта наблюдения в теневой сектор и т.п. приводят к неверной оценке ситуации.

Современное морское судно - один из примеров системы «человек - машина» - системы, в которой человек (или группа людей) взаимодействует с техническим устройством в процессе производства материальных ценностей, управления, обработки информации и т.д. В общем случае машинное звено системы составляют эксплуатируемое оборудование, средства отображения информации о состоянии оборудования и внешней среды и органы управления оборудованием. Человек воспринимает информацию, перерабатывает ее в соответствии с целями функционирования системы, принимает решения и осуществляет управляющие воздействия.

Для того чтобы человеко-машинная система успешно функционировала, должно быть обеспечено взаимопонимание «машинного» и «человеческого» звена системы, качественное взаимодействие между ними. Именно в области взаимодействия человека и машины и возникают осложнения, приводящие подчас к драматическим последствиям, несмотря на вполне удовлетворительное состояние как машинного, так и человеческого звена системы. В системе управления человек осуществляет деятельность не с реальными объектами, а с их заместителями, имитирующими их образами (Рис 8.1).

Рисунок 8.1

Показания радиолокатора в форме отметок на экране индикатора кругового обзора, числовых значений на счетчиках направления и расстояния образуют информационную модель, отображающую положение и перемещение наблюдаемого объекта.

Информационная модель представляет собой организованное в соответствии с определенной системой правил отображение управляемого объекта, его системы управления, внешней среды и способов воздействия на них.

Информационная модель имеет материальный характер: ее образуют технические средства отображения информации - сигнальные индикаторы, счетчики, мнемосхемы, экраны, приборные панели. Любой технике свойственны ограничения. Поэтому информационная модель не идеально отображает действительность, она неизбежно упрощает и огрубляет ее, а в какой-то степени и искажает в силу присущих любой аппаратуре погрешностей. Неадекватность информационной модели реальным параметрам объекта - один из источников принятия человеком неверного решения.

В опасных и аварийных ситуациях в особенности проявляются ограничения, вызванные физическим и психическим состоянием и свойствами человека. Ограниченность ресурсов и дефицит времени на принятие решения обычно усугубляется переживанием высокой ответственности за свои действия.

Можно предположить, что именно этим обусловлены ошибки капитана морского парома «Принцесса Виктория» (1953 г.). Сосредоточившись на попытке спасти свое погибающее судно и терпящих бедствие пассажиров, он неоднократно, он неоднократно ошибся в определении своего местонахождения при аварии.

Паром «Принцесса Виктория», получивший тяжелые штормовые повреждения, в 9 ч 15 мин передал сообщение: «Дрейфую вблизи устья Лок-Райан. Судно неуправляемо. Нужна немедленная помощь буксира». Из-за штормовой погоды идущее на помощь спасательное судно «Сальведа» было вынуждено сбавить ход, а в 10 ч 32 мин капитан парома передал сигнал бедствия, указав свое местоположение в четырех милях к северо-западу от Корсуолла. В 10 ч 45 мин капитан парома снова передал сигнал бедствия, сообщив, что «Принцесса Виктория» находится у входа в Лок-Райан, а в 10 ч 52 мин снова перевал сигнал бедствия. На это сигнал около 11 ч к месту катастрофы вышел спасательный бот. Когда он подошел к указанному месту, тонущего судна он там не обнаружил.

В 11 ч с парома последовала радиограмма: «Наше место в четырех милях северо-западу от Корсуолла. Нужна немедленная помощь». Прибывшие эсминец «Контест» и спасательное судно «Сальведа» в указанном месте судна тоже не нашли.

В 11 ч 25 мин капитан парома сообщил, что его терпящее бедствие судно находится приблизительно в пяти милях к западу-северо-западу от Корсуолла. Три корабля тщетно вели поиск в этом районе.

В 13 ч 54 мин, когда «Принцессу Викторию» разыскивали в указанных ее капитаном районах, тот, к удивлению всех, передал в эфир: «По определению, наше место пять миль восточнее Коплендского входа в Белфаст-Лоу». Оказалось, что сам капитан не знал координаты своего судна. Его искали у берегов Шотландии, а оно в это время тонуло у берегов Северной Ирландии. Получилось, что с момента подачи первого сигнала тревоги до сигнала, переданного в 13 ч 54 мин, «Принцесса Виктория» прошла и продрейфовала через весь пролив Норт Чэннел и оказалось поблизости от Белфаста.

Прибыв на место, спасатели опять не нашли «Принцессу Викторию». На экранах индикаторов радиолокационных станций эсминца «Контест» и спасательного судна «Сальведа» никаких эхо-сигналов от судов в этом районе не появилось, в море не было видно ни спасательных шлюпок, ни плавающих на воде обломков. Значит, место опять было указано неверно. И только когда одно из спасательных судов прошло несколько миль сначала на север и потом на северо-северо-восток, было обнаружено, наконец, точное место, но уже место гибели судна: на воде плавали обломки, спасательные круги, скамьи, перевернутые шлюпки.

В стандартных ситуациях эффективное решение возникших проблем обеспечивается срабатыванием стереотипов деятельности, выработанных обучением и тренировкой. Однако в нестандартной ситуации следование стереотипам может препятствовать полноте оценки риска обстановки и анализу данных. Предпринимаемые действия оказываются опасными не только в силу их неадекватности сложившимся обстоятельствам, но еще и потому, что не остается времени на исправление допущенных ошибок. Отсутствие полной уверенности в успешности выполнения предстоящего действия, сомнения в возможности достижения цели деятельности порождают эмоциональную напряженность, которая проявляется как чрезмерное волнение, интенсивное переживание человеком процесса деятельности и ожидаемых результатов. Эмоциональная напряженность ведет к ухудшению организации деятельности, перевозбуждению или общей заторможенности и скованности в поведении, возрастании вероятности ошибочных действий.

Степень эмоциональной напряженности зависит от оценки человеком своей готовности к действиям в данных обстоятельствах и ответственности за их результаты. Появлению напряженности способствуют такие индивидуальные особенности человека, как излишняя впечатлительность, чрезмерная старательность, недостаточная общая выносливость, импульсивность в поведении.

Источником ошибок может служить снижение бдительности в привычной и спокойной обстановке, когда человек расслабляется и не ожидает возникновения какого-либо осложнения. При монотонной работе иногда появляются ошибки, которые практически никогда не встречаются в напряженных ситуациях.

БМРТ «Мыс Курильский» при благоприятных гидрометеорологических условиях и полной видимости снялся с якоря для выхода из Авачинской губы. Управление судном осуществлял непосредственно капитан, на мостике находились старший, второй и четвертый помощники капитана. Место судна определялось с помощью РЛС.При пересечении створа, ведущего на выход из Авачинской губы, второй помощник доложил капитану, что судно на створе и пора поворачивать. Однако капитан ответил, что это не створ, приказал незначительно изменить курс и даже после двух выполненных определений места судна по РЛС, ясно свидетельствующих о том, что судно идет к опасности, и двукратного предупреждения об опасности не предпринял необходимых мер.

Только когда визуально впереди судна были обнаружены знаки плавучего навигационного ограждения Раковой мели, капитан дал команду «Право руль», но она оказалась запоздалой и судно село на мель.

В выводах ведомственного расследования этого аварийного случая отмечается, что причиной аварии явилось нарушение элементарных основ судовождения: предварительная прокладка была сделана формально; счисление не велось; обсервации носили случайный характер; поправка гирокомпаса не была определена; капитан игнорировал доклады своих помощников. К сожалению, эти выводы не дают ответа на вопрос: почему опытный капитан, не в первый раз выводящий свое судно из Авачинской губы, допустил все эти ошибки?

Ошибки в выполнении тех или иных действий могут быть связаны с неудовлетворительным психическим состоянием субъекта деятельности, которое характеризуется подавленным настроением, повышенной раздражительностью, замедленностью реакций, а иногда, наоборот, излишним волнением, суетливостью, ненужной говорливостью. У человека рассеивается внимание, возникают ошибки при выполнении необходимых действий, в особенности при неожиданных отказах оборудования или внезапных изменениях ситуации.

Причинами, способствующими появлению такого состояния, могут быть переживание какого-либо неприятного события, утомление, начинающееся заболевание, а также неуверенность в своих силах или недостаточная подготовленность к данному сложному или новому виду деятельности.

Человеку в таком состоянии необходима психологическая поддержка со стороны руководителя или коллег. Она заключается, прежде всего, в ровном и тактичном отношении к подчиненному или товарищу. Недопустим разнос за допущенные ошибки, проявления грубости, высокомерия, заносчивости, недоверчивости, подозрительности. Нужно помнить, что осознанная ошибка - это, как правило, нравственная травма, которую человек тяжело переживает. В этой ситуации он более всего нуждается в снятии душевного напряжения, которое усугублено чувством своей вины. Хорошим лекарством может быть шутка, конечно же, не оскорбляющая человеческое достоинство. Нужна терпеливость, чтобы снять психическое напряжение и поддержать хорошее настроение. Четкая команда или совет, поданные уверенным, твердым голосом, снимают растерянность, являются стимулом к адекватному поведению.

Качество деятельности связано с факторами мотивации - заинтересованности работника в том, чтобы хорошо работать. Мотивация предполагает ориентированность работника на достижение цели деятельности как удовлетворения его личных социальных или иных потребностей, таких как достойное вознаграждение за результаты труда, продвижение по службе, самоутверждение, уважение со стороны других людей, получение удовольствия от самого процесса деятельности и т.п. Низкий уровень мотивации проявляется в несосредоточенности на предмете деятельности, пренебрежении требованиями правил и инструкций, следовании по пути наименьшего сопротивления. Мотивационная поддержка предполагает использование руководителями и коллегами побудителей, отвечающих целям, к которым человек стремится, и к формированию этих целей. Руководители должны считать своей важнейшей задачей обеспечение понимания каждым членом экипажа смысла своей работы, осознавания им ответственности за результаты работы, влияния достигнутых результатов на заработную плату или иное вознаграждение, на компетентную оценку профессиональной квалификации и перспективы служебного роста.

Причиной появления ошибок человека могут быть отсутствие или недостаточность интеллектуальной поддержки; особенно остро эта проблема ставится в экстремальных ситуациях и в условиях дефицита времени на принятие решения. Морская практика требует в таких ситуациях использовать обращение к более опытному специалисту: вахтенный помощник капитана при появлении любых сомнений должен поставить в известность капитана судна; сам капитан в необходимых случаях обращается за рекомендациями к береговым специалистам. Большие надежды возлагаются на создание интеллектуальных систем принятия решений по обеспечению безопасности мореплавания. Такие системы должны предоставлять судоводителю уникальные данные, которые не могут быть получены в реальном масштабе времени на основе имеющейся на судне технической документации. Система производит анализ ситуации, осуществляет оценку и прогноз динамики внешней среды и выдает практические рекомендации по управлению судном в сложной обстановке или обеспечению его мореходных качеств в неповрежденном и поврежденном состоянии.

Технической основой интеллектуальной системы являются бортовая ЭВМ стандартной конфигурации и измерительная система, обеспечивающая контроль характеристик состояния судна. Компьютерные программы интеллектуальных систем должны отличаться гибкостью и надежностью. Понятие гибкости позволяет легко вносить в систему добавления и изменения, обеспечивая ей способность к восприятию новых знаний и методов обработки информации. Реализация принципа надежности позволяет в случае выхода из строя части системы или невозможности контроля отдельных параметров управляемого объекта или внешней среды функционировать и выдавать практические рекомендации.

Общение с компьютером интеллектуальной системы осуществляется на естественном языке. Выводимая информация должна отражать результаты контроля состояния судна, анализа ситуации, объяснение логики анализа и прогноза развития ситуации. Практические рекомендации представляются на экране монитора в виде текстовых сообщений и графических образов.

Есть много случаев, когда вина за ошибки часто лежит на конструкторе, который создавал техническое звено системы, или на том, кто разрабатывал правила эксплуатации и технологию труда. Если оператор следовал инструкции, которая предусматривает выполнение трудовых операций подобно автомату, его нельзя обвинять в ошибке. Здесь виноваты, прежде всего, те специалисты, которые при проектировании системы предусмотрели этот способ исполнения операций.

За ошибки можно наказывать только в тех случаях, если выполнение задач не требует выхода за естественные пределы восприятия, памяти, мышления, внимания. Наказуемость, вменяемость зависит от того, насколько человек владеет этими функциями и соответствующими операциями. Степень владения зависит от сознания и выражается в тех психических процессах, которые ему подвластны. Напротив, ошибки, обусловленные психическими процессами и функциями, которые проходят помимо воли субъекта и его сознания, не должны быть наказуемы.

Велико влияние ошибки на формирование профессионального опыта и совершенствование действия. Путь к профессиональному мастерству лежит через преодоление ошибок. Опыт не может возникнуть из одних только знаний правил. Попытки исполнения действия в соответствии с правилами обязательно влекут за собой ошибки. Ошибка здесь - результат активности по освоению границ, пределов, внутри которых результат может считаться нормальным. Такого рода ошибки обязательны - они источник опыта любого человека.

Но когда специалист достиг потолка своего профессионального уровня, его профессиональное развитие прекращается. Если сложность задач выше этого потолка - специалист не может действовать так же успешно, как при решении простых задач. Это именно та ситуация, когда можно сказать, что на ошибках учатся не все, на ошибках учатся не всегда. Новичок может оставаться на месте, не развиваясь, не двигаясь вперед из-за того, что изо дня в день выполняет простые задачи и не имеет возможности накапливать опыт. Крайние, экстремальные ситуации чрезвычайно редки, поэтому не может быть речи о накоплении опыта действий в экстремальных ситуациях. По отношению к ним всякий выступает как новичок.

Формирование профессионального опыта и совершенствование действия идет через преодоление ошибок к мастерству. Высший профессионализм предполагает высокую требовательность специалиста к себе, критическое отношение к совершенным ошибкам, усиление контроля за своими действиями после допущенной ошибки.

Однако остаются случаи, когда ошибки ничему не учат.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной дипломной работе производилась количественная оценка безопасности плавания, используя различные методы ОМС при входе в порт Новороссийск по Новороссийскому створу. Среди методов ОМС присутствовали:

ОМС по двум пеленгам

ОМС по двум дистанциям

ОМС по пеленгу и створу

ОМС по DGPS

ОМС по пеленгу и дистанции

ОМС по PI

Из всех методов наиболее точными оказались ОМС по DGPS, и ОМС по PI. Вероятность безопасного прохода при использовании данных методов наиболее высокая, в то время как другие методы показывают несравнимо меньшую надежность. Из этого следует, что наиболее предпочтительными являются ускоренные методы контроля движения судна.

В настоящее время метод ОМС по DGPS при плавании в непосредственной близости от берега используется как дополнительный, второстепенный метод. Основными же считаются визуальные методы определения места судна и радиолокационные. Исходя из представленных в данной дипломной работе расчетов, можно сделать вывод, что в целях повышения безопасности мореплавания возникает необходимость применения метода ОМС по DGPS в качестве основного метода, при плавании вблизи берегов, по акваториям портов и в узкостях.

Также аналогичные расчеты могут быть применены для расчета вероятности в любых сложных портах, причем они должны выполняться портовой администрацией для различных типов судов и сообщаться лоцманам. На основе данных расчетов соответствующими органами должны приниматься решения о правомерности наличия в регионах двухполосного фарватера. Данные расчеты могут использоваться как некий универсальный критерий, который бы позволил судоводителям быстро определить сложность канала и заострить внимание на опасных моментах.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Баранов Ю.К., Гаврюк М.И., Логиновский В.А., Песков Ю.А. Навигация. - СПб.: Издательство Лань, 1997. - 512 с.
2. Бухановский И.Л. Радиолокационные методы судовождения. - М.: Транспорт, 1970. - 240 с
3. Васьков А.С., Мамаев К.П., Скороходов С.В. Сравнение методов определения ширины полосы движения судна. - Новороссийск: НВИМУ, 1987. - 41 с. - Рус. - Деп. в Мортехинформреклама, № 725 - мф.
4. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. - М.: Наука, 1969.- 576 с.
5. Голубев А.И. Радиолокационные методы судовождения на внутренних водных путях. - М.: Транспорт, 1987. - 143 с
6. Груздев Н.М. Оценка точности морского судовождения. - M.: Транспорт, 1989.-191 с.
7. Данцевич В.А., Шевченко А.И., Коваленко Д.Н. Радиолокационная проводка судна в узкостях. - М.: Транспорт, 1984. - 79 с.
8. Ермолаев Г.Г. Морская лоция. Учебник, 4-е изд., перераб. и доп. М.:Транспорт,1982.- 392 с.
9. Жидков Э.М. «Дипломная работа инженера-судоводителя» - Новороссийск: МГА имени адмирала Ф.Ф.Ушакова, 2006.-40 с.
10. Инструкция по навигационному оборудованию (ИНО - 76). - Л.: ГУНиО, 1977.-285 с.
11. Кожухов В.П., Жухлин А.М., Кондрашихин В.Т., Лукин А.Н. Математические основы судовождения. - М.: Транспорт, 1993. - 200 с.
12. Кондрашихин В.Т. Теория ошибок и ее применение к задачам судовождения. - М.: Транспорт, 1969. - 256 с.
13. Кондрашихин В.Т. Определение места судна. - М.: Транспорт, 1989. - 230 с.
14. Корнараки В.А. Маневрирование судов. - М.: Транспорт, 1979.- 128 с.
15. Лентарев А.А. Навигационные критерии безопасности плавания.- Владивосток: ДВВИМУ, 1988. - 26 с.- Рус. - Деп. в Мортехинформреклама, № 907 - мф.
16. Луконин В.П. Методы математической статистики в кораблевождении (навигации). - Л.: ВМА, 1987. - 285 с.
17. Львовский Е.Н. Статистические методы построения эмпирических формул. - М.: Высш. шк., 1988. - 239 с.
18. Международная конвенция по охране человеческой жизни на море, 1974 года, с поправками SOLAS-74). - СПб.: ЦНИИМФ, 2000.-640 с.
19. Международная конвенция о подготовке и дипломировании моряков и несения вахты 1978, с поправками (STCW-78). - СПб.: ЦНИИМФ,1996.-552 с.
20. Международные правила предупреждения столкновения судов в море, 1972, с поправками (COLREG-72). - Л.: ГУНИО МО, 1982. - 83 с
21. Навигационно-гидрографическое обеспечение мореплавания/ А.С. Баскин, И.А. Блинов, Б.В. Елисеев, и др. - М.: Транспорт, 1980. - 254 с.
22. Ольшамовский С.Б., Земляновский Д.К., Щепетов И.А. Организация безопасности плавания судов. - М.: Транспорт, 1979. - 213 с.

23.Ольшамовский С.Б. Повышение безопасности мореплавания. (в 3-х частях) Часть 3.-2-е изд., переработанное и дополненное. - Новороссийск: НГМА, 2000.-142 с.

.Оценка точности судовождения и гарантированной ширины полосы проводки судна// Отчет/ НГМА; Рук. Васьков А.С. - ГБТ №316; №ГР01930004058, Инв. №02950003501. - Новороссийск, 1994. - 65с.

.Оценка навигационной безопасности плавания// Отчет/ НГМА; Рук. Васьков А.С. - ГБТ №316; №ГР01930004058, Инв. №02960005324. - Новороссийск, 1996. - 94с.

.Песков Ю.А. Руководство по «организации мостика» для судов: В 3 т.: Учеб- ное пособие. - Новороссийск: НГМА, 2002.

.Песков Ю.А. Использование РЛС в судовождении. - М.: Транспорт, 1986. - 144 с.

.Песков Ю.А. Радиолокационная проводка судна. Методы навигационного использования судовой РЛС. Учебное пособие. - М.: В/О «Мортехинформреклама», 1983. - 88 с.

29.Погосов С.Г. Безопасность плавания в портовых водах. - М.: Транспорт, 1977. - 136 с.

.«Приближенный расчет навигационной безопасности» - М.: В/О «Мортехинформреклама», экспресс-информация «Морской транспорт», серия «Судовождение и связь», 1986, вып. 10 (195), с. 15-19.

.Практическое кораблевождение (№ 9035.1). - Мин. обороны СССР, ГУНиО, 1989 г

.Рекомендации по организации штурманской службы на судах Минморфлота СССР (РШС-89). - М.: Мортехинформреклама, 1990. - 64 с.

.Сборник Резолюций Международной морской организации по вопросам судовождения. - М.: Мортехинформреклама, 1989. - 68 с.

.Сборник № 14 резолюций ИМО. Резолюция А 893(21) «Руководство по планированию рейса». - СПб.: ЗАО ЦНИИМФ,- 2000.- 332 с.

.Сборник № 23 резолюций ИМО. Резолюция А 953(23) «Всемирная радионавигационная система». - СПб.: ЗАО ЦНИИМФ,- 2004.- 232 с.

.Скороходов С.В. Требования к характеристикам навигационной безопасности и точности судовождения. - Новороссийск: НГМА, 1995. - 20с. - Рус. - Деп. в Мортехинформреклама, № 1289 - мФ

37. Таратытов В.П. Судовождение в стесненных районах. - М.: Транспорт, 1980.- 129 с.

. Томсон В.В. Навигационное створное оборудование. - М.: Транспорт, 1985. - 64 с. (Б-чка судоводителя.)

39. Управление крупнотоннажными судами/ В.И.Удалов и др. - М.: Транспорт, 1986. - 299 с.

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Таблица А1 - Данные по судну

Длина наибольшаяLOA274 м.Длина между ??LBP264 м.ШиринаB48 м.Осадка по летнюю грузовую маркуd17 м.Осадка судна в балластеSegregated Ballast Draft7,65 м.Высота бортаMoulded depth23.10 м.Высота от киля до клотикаKeel to masthead51,30 м.ДедвейтDWT159 999 т.ВодоизмещениеDisplacement182 655 т.Главный двигатель реверсивный, мощностью 25320 л/c при 90,5 оборотахЧисло последовательных стартов двигателя = 12Минимальные обороты 20 = 2,8 узлаВФШ - правого вращения, четырехлопастнойДиаметр винтаØ8,2 м.Руль - полубалансирныйRudder - semi balancedмаксимальная перекладка руля - 35° на каждый бортПерекладка руля с борта на борт:1 рулевая машина 25 сек2 рулевые машины 18,4 секДиаметр циркуляции Dт в грузу:в открытом море 700м.на мелководье 900м.Диаметр циркуляции Dт в балласте:в открытом море600м

Таблица А2 - Инерционные характеристики судна в грузу

МаневрВремя, мин.Дистанция, кб.В грузуМПХ?ПЗХ9,45СПХ?ПЗХ14,110ППХ?ПЗХ17,922СППХ?ПЗХ21,127МПХ?Стоп15,19СПХ?Стоп22,621ППХ?Стоп23,631СППХ?Стоп33,844Таблица А3 - Инерционные характеристики судна в баласте

МПХ?ПЗХ6,74СПХ?ПЗХ10,17ППХ?ПЗХ12,114СППХ?ПЗХ14,420МПХ?Стоп10,87СПХ?Стоп16,115ППХ?Стоп20,424СППХ?Стоп23,031

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО МОРСКОГО И РЕЧНОГО ТРАНСПОРТА Федеральное государственное образовательное учреждение

Больше работ по теме: