Введение к работе
Актуальность темы. Многолетние статистические материалы аварийности судов морского и рыбопромыслового флота свидетельствуют, что каждое третье-четвёртое судно [5], [55], [125] валовой вместимостью 500 регистровых тонн и более ежегодно терпит аварию. Учёт аварийных происшествий и эксплуатационных повреждений значительно расширяет этот перечень.
Ведение промысла траловыми и другими орудиями лова, производственная деятельность, сопряжённая с грузовыми и швартовными операциями в открытом море, создают дополнительные предпосылки для возникновения аварийных случаев (АС), увеличивая производственный риск и связанные с ним потери. Проблемы промысла и просто плавания часто усугубляются штормовыми погодными условиями. Анализ способности противостоять отрицательному влиянию качки и заливания особенно промысловых судов важен с точки зрения рациональной расстановки флота по районам промысла, а так же с точки зрения дальнейшего совершенствования судов, систем и механизмов.
В 60-70 х- годах высокая аварийность мирового флота, связанная с
увеличением тоннажа и интенсивности движения флота, привела к необходимости совершенствования таких фундаментальных документов, как правила ППСС, и принятия новых правил МППСС-72, ужесточения технического нормирования и обеспечения техническими средствами судовождения (конвенция SOLAS), повышения международных требований к подготовке и дипломированию моряков и несению вахты (конвенция STCW). Однако, все эти важнейшие мероприятия, даже в условиях широкого внедрения систем разделения движения, не изменили радикальным образом показателей аварийности [143] JB мировом флоте. Как и прежде, наибольшие убытки имеют место от навигационной аварийности - посадок на мели, столкновений, навалов [143],[165]. Убытки в результате катастроф супертанкеров "Торри Каньон", "Амоко Кадис", "Атлантик Эмпресс", "Мария Алеандра", "Экссон Валдиз", "Браер" и т.д. составили многие сотни миллионов долларов, а пагубные последствия для окружающей среды от залповых выбросов нефти вообще невозможно оценить.
Морские аварии приводят не только к материальным потерям, но и ежегодно уносят много человеческих жизней. Катастрофы лайнеров "Титаник", "Андреа Дориа", парохода "Адмирал Нахимов", паромов "Хевелиуш", "Эстония" и многих других показывают, что море было и остаётся сферой повышенной опасности для человека.
Международная морская организация ИМО разработала для цели предупреждения посадок на мели Стандарт точности навигации "Accuracy standard for navigation" и приняла его резолюцией А 529 (13) от 17.11.1983г. Казалось бы, этот документ должен был стать основанием для разработки государственных нормативных актов, направленных на повышение безопасности мореплавания, однако этого не произошло. Более того, в морских учебных заведениях студентов и курсантов должны обучать неуклонному исполнению этого Стандарта при ведении прокладки, однако, и этого нет в действительности..
Косвенным образом Стандарт квалифицирует технические средства навигации, однако никто не назвал вещи своими именами в соответствии с требованиями Стандарта. Всё это даёт основания для всестороннего анализа эффективности Стандарта точности навигации ИМО, который и проведён в данной работе.
Безопасность мореплавания в очень значительной степени зависит от датчиков первичной информации - гирокомпасов и магнитных компасов, лагов, приборов и систем определения места судна. Однако вопросы приоритетности, системности использования навигационных приборов сегодня разработаны настолько слабо, что зачастую современные дорогостоящие приборы и системы используются абсолютно неэффективно, а простейшие и надёжные средства необоснованно игнорируются.
Конвенция "SOLAS" формулирует минимальные требования к навигационному оборудованию и понятно, что их выполнение не гарантирует оптимальности процесса. Для обеспечения оптимальности необходимо иметь адекватные критерии оценки безопасности мореплавания с учётом экономических показателей, социальных и других. Автоматизация процессов, связанных с судовождением, так же требует достоверных научных данных и математического описания навигационных процессов, надёжных критериев безопасности.
Для предотвращения столкновений сегодня созданы весьма совершенные системы АРПА. В этих системах сигнал тревоги подаётся автоматически в соответствии с установленными судоводителем допустимого времени сближения на дистанцию кратчайшего сближения и допустимой дистанции кратчайшего сближения. Это означает, что критерии безопасности судоводитель выбирает сам. Естественно, что у каждого судоводителя будет своя оценка ситуации в зависимости от подготовки, опыта, индивидуальных черт характера, а это в свою очередь означает отсутствие единого понимания проблем безопасности. Объективная оценка ситуации, а значит и правильное решение, может иметь место только на основе оценки степени доверия радиолокационной информации вероятностными методами.
Разные навигационные задачи решаются с привлечением разных технических средств и методов судовождения, а потребности в привлечении средств часто входят в противоречие. Оптимальное разрешение этих проблем в работе выполняется на путях системного анализа.
Цель работы. Целью работы является теоретическое обоснование способов и средств повышения безопасности мореплавания путём оценки реального состояния дел в этом вопросе и разработки новых концептуальных положений в вопросах нормирования работы судоводителя, оснащения судна техническими средствами судовождения и обеспечение их высокой надёжности, разработки эффективных критериев оценки и обеспечения безопасности мореплавания.
Методика выполнения работы. Анализ фактического влияния погодных условий на работу судов, механизмов и людей производился экспертно-статистическим методом с использованием в качестве экспертов специалистов плавсостава судов ФРП России, Эстонии, Латвии, Литвы.
Анализ эффективности Стандарта точности навигации ИМО выполнен путём статистической оценки исполнения его на судах, а так же теоретическим исследованием математической концепции заложенной в него.
Оценка приоритетов в технических средствах судовождения выполнена методом сравнительного анализа различных видов ТСС с точки зрения безопасности мореплавания и экономических факторов.
Для оценки надёжности радиолокационной информации в условиях качки и волнения, а так же при расхождении судов было выполнено соответствующее математическое описание и произведены количественные расчёты.
Научная новизна. Широкий экспертно-статистический анализ влияния погодных условий на работу судов, механизмов и людей произведён впервые на флоте рыбной промышленности России, Украины, Латвии, Литвы и Эстонии. Впервые в мире показана полная несостоятельность Стандарта точности навигации ИМО по причине ошибочно выбранного критерия безопасности мореплавания, заложенного в Стандарт.
Предложена исправленная концепция Стандарта на основе общепринятого критерия безопасности, каким является дистанция кратчайшего сближения с опасностью. Исправленная концепция проработана с учётом погодных условий, а так же различий в оснащении судна техническими средствами судовождения.
На основе исправленной концепции Стандарта произведена оценка приоритетов в технических средствах и методах судовождения и показаны приоритетные направления развития технических средств судовождения.
Выполнено математическое описание надёжности радиолокационной информации, используемой при расхождении судов, и наблюдении за окружающей обстановкой и на этой основе оценена адекватность общепринятых понятий о зонах обсервации, маневрирования и чрезмерного сближения. Полученные результаты могут быть использованы в системах АРПА для ранжировки встречных судов по степени опасности.
Для особых условий плавания (во льдах и при постоянном маневрировании) предложена методика укоренного определения генерального курса судна, а при плавании в узкостях и каналах предложена методика оценки технической надёжности системы удержания судна на заданном курсе.
Практическая ценность работы определяется ннедрением в практику мореплавания нормативного документа Технические рекомендации по обеспечению здоровых и безопасных условий труда и обитания на промысловых судах при качке и заливаемости".
В результате проведённых исследований выявлена полная несостоятельность Стандарта точности навигации ИМО из-за ошибочно выбранного критерия безопасности мореплавания. Предложена исправленная концепция Стандарта на базе известного критерия безопасности, каким является дистанция кратчайшего сближения с подвижным или неподвижным объектом.
В результате анализа приоритетов в технических средствах и методах судовождения указаны инвестиционно отзывчивые направления развития технических средств судовождения, обеспечивающие повышение безопасности мореплавания.
Предложенная вариабельная методика уничтожения девиации магнитного компаса минимизирует время проведения девиационных работ, даёт возможность деления работ на этапы.
Предложенная методика ускоренного определения генерального курса судна с помощью курсограммы позволяет исключить рутинную работу при счислении пути судна при постоянном маневрировании.
Внедрение и реализация результатов. Исследования влияния качки и заливания на безопасность мореплавания представленные в гл. 2, проводились в соответствии с заданием 01 по программе 0.74.08 ВЦСПС и ГКНТ по разработке и внедрению методов и средств, обеспечивающих повышение безопасности и оздоровления труда в народном хозяйстве СССР на 1986 -1990 годы.
На основании проведённых работ Минрыбхоз СССР приказом № 82 от 19.02.1988 г. ввёл в действие "Технические рекомендации по обеспечению здоровых и безопасных условий труда и обитания на промысловых судах при качке и заливаемости". Документ предназначен для использования при проектировании и эксплуатации морских судов ФРП неограниченного района плавания. Рекомендации, подлежащие учёту при проектировании и модернизации судов, в соответствии с ТР включаются в состав технических заданий, выдаваемых на разработку соответствующих проектов.
Выполненные по материалам исследований монография "Влияние качки на работу промысловых судов" 1990г. издания, Учебник для студентов и курсантов ВУЗов Роскомрыболовства "Безопасность мореплавания и ведения промысла" 1994г издания, а так же скрипт (учебное пособие) "Bezpieczenstwo zeglugi" (Безопасность судоходства) Польского издания 1999г. используются в учебном процессе ВУЗов Роскомрыболовства и морских Вузов Польши.
Апробацияя работы. По материалам исследований Калининградским книжным издательством в 1990 г. издана монография "Влияние качки на работу промысловых судов", а в 1994г. учебник для ВУЗов Роскомрыболовства "Безопасность мореплавания и ведения промысла".
Результаты проведённых исследований в части эффективности Стандарта точности навигации ИМО и исправления концепции, заложенной в Стандарт, были апробированы на Международной научно-технической конференции "Транском - 97" в СПбГУВТ, в октябре 1997г., на Международной конференции "International scientific and technical conference on sea traffic engineering" в ноябре 1997г. в Высшей морской школе г. Щецин, Польша, на Международном семинаре-совещании "Управление безопасностью мореплавания и подготовка морских специалистов" в БГАРФ г. Калининграда, на всепольской научно -технической конференции "Explo-ship 1998", на второй Международной конференции "Управление безопасностью мореплавания и подготовка морских специалистов" - "SSN - 99" в г. Калининграде, на восьмой Международной конференции "International scientific and technical conference on sea traffic engineering" в г. Щецин в Польше.
Эти материалы так же нашли отражение в скрипте (учебное пособие) "Bezpieczenstwo zeglugi" ("Безопасность судоходства"), изданном в Высшей Морской школе г.Щецин в Польше в 1999г.
Публикации. По материалам представленным в работе опубликовано всего 39 статей на научно-технических конференциях разного уровня, монография "Влияние качки на работу промысловых судов", изданная Калининградским книжным издательством в 1990г., учебник для студентов и курсантов ВУЗов Роскомрыболовства "Безопасность мореплавания и ведения промысла" в 1994г. и учебное пособие "Bezpieczeiistwo zeglugi" (Безопасность судоходства) для студентов и курсантов Морских ВУЗов Польши.
Объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, 9 глав и заключения (309 стр. основного текста), в том числе 28 рисунков, 66 таблиц, списка использованной литературы из 167 наименований и 12 приложений.
