Тупиковая проблема автоматизации расхождения судов - Морские вести России

Тупиковая проблема автоматизации расхождения судов

16.10.2020

Морской транспорт

Тупиковая проблема автоматизации расхождения судов

Фото: 24warez.ru

Современные условия встреч судов в море значительно изменились. Возросла плотность и интенсивность движения, увеличились размеры судов, соответственно, ухудшилась маневренность, уменьшился экипаж, обеспечивающий безопасное судовождение. Эти факторы ведут к понижению безопасности расхождения судов.

Повышение интенсивности и плотности движения судов ведет к тяжелым последствиям. Особенно чреваты столкновения военных кораблей или столкновения военного корабля с транспортным судном. К трагедии может привести столкновение с атомной подводной лодкой или с надводным кораблем, на котором имеется атомное оружие или ядерная энергетическая установка. Столкновения становятся причиной экологических катастроф из-за разлива нефти. Вот почему сегодня необходимы мероприятия, радикально изменяющие проблему предотвращения столкновений.

Автор рассматривает недостатки современных технологий, обеспечивающих безопасное расхождение судов, и уделяет особое внимание несоответствию Правил предупреждения столкновений судов современным условиям судоходства. Предлагает мероприятия, повышающие безопасность судоходства. Рассматривает проект формализуемых Новых Правил (ПРСМ) базирующихся на Методе согласованного расхождения.

Евгений Найденов, капитан дальнего плавания, кандидат технических наук

Неформализуемые правила

Весь путь автоматизации процесса предупреждения столкновений судов зашел в тупик из-за невозможности формализовать МППСС-72. Правила неформализуемы. Их следует радикально изменить, чтобы была возможность на базе Новых Правил создать компьютерные программы.

Процесс управления морскими объектами коренным образом отличается от подобных процессов на других видах транспорта. При опасной встрече судов в большинстве случаев в наличии имеется высокая неопределенность выбора параметров расхождения для опасно сближающихся судов. Такое положение затрудняет расхождение не только для судна, которому по Правилам должны уступить, но даже для судна, которое обязано уступить дорогу, и имеет право выбора – определять процесс маневрирования (решать – необходим ли маневр, выбирать вид маневра, время и дистанцию начала самого маневра).

Изменения в судоходстве. Проблема предотвращения столкновений приобрела особую актуальность с появлением крупнотоннажных судов, маневренные возможности которых, естественно, ухудшились. Увеличилась плотность и интенсивность потоков судов на морских путях, особенно в проливах и на подходах к большим портам.

Ухудшение условий судоходства, а также и другие постоянные причины (слабое техническое обеспечение судов, низкая организация судоходства, некачественные МППСС) не дают возможности понизить вероятность столкновений судов в море. Данные статистики указывают на не снижающийся уровень аварий по этой причине.

Недостатки технических средств. Техническое обеспечение, необходимое для повышения надежности безопасного расхождения судов, отстает от требований изменившихся условий судоходства.

Многие мировые технические новинки не используются на гражданском флоте. Применяемые на крупных судах системы автоматической радиолокационной прокладки – САРП, модернизированные радиолокационные станции – РЛС, автоматические идентификационные системы – АИС, электронно-картографическая навигационно-информационная система – ЭКНИС частично реализуют проблему автоматизации процесса предупреждения столкновений, но не охватывают весь объем научных достижений.

Нынешний уровень развития средств автоматизации производственных процессов, в том числе и судовых, позволяет создать автоматическую автономную систему, значительно уменьшающую функции человека при принятии решений при расхождении судов. Создание таких автономных систем – длительный во времени процесс. Наиболее приемлемый прямой путь – включение ее в создаваемую сейчас под эгидой ИМО систему е-Навигация.

При высокой степени неопределенности математическое описание процесса маневрирования отличается сложностью и недостаточностью изученности. Математические выкладки базируются на использовании основных параметров оценки сближения и маневрирования. Однако некоторые параметры имеют с основными параметрами и факторами дополнительную математическую связь, которая не берется в расчет. Например, формализация ведется на базе известных алгоритмов, дающих неточные результаты. Оценка степени опасности сближения, определяемая по одному параметру – ожидаемой дистанции кратчайшего сближения, не может быть абсолютной. Она еще зависит от скорости сближения судов, от ракурса другого судна, от размера встречного судна и других переменных, которые судоводитель интуитивно или сознательно учитывает при расхождении. Параметры сближения и выбора маневра рассматривать раздельно, как независимые друг от друга величины, нельзя. Разработка этих зависимостей необходима для формирования надежных математических моделей, на базе которых могут создаваться автоматические средства (системы) предотвращения столкновений судов.

Математические модели выбора

Сегодня создано значительное количество математических моделей выбора маневра с разнообразными концепциями. Имея положительную значимость для теоретиков, модели не находят практического использования (не имеют покупателей) из-за их несовместимости с фактическими условиями жизни. Модели разрабатываются на базе множества допущений и ограничений, которые облегчают теоретические выкладки, но искажают реальные условия опасного сближения судов в море. Применять подобные модели в практических условиях опасно: слишком великими могут быть последствия от применения таких допущений в реальных судовых автоматических системах.

Несоответствие правил. Действующие сейчас МППСС-72 в значительной мере не соответствуют требованиям безопасного расхождения и в некоторых случаях неприемлемы для жизни. Например, часть «Правила плавания и маневрирования» размещается на семи страницах книги. Комментарий к ним требует свыше 200 страниц. При этом комментарий также не дает конкретных объяснений на важнейшие термины и понятия, заложенные в Правилах. Нет количественных определений. Вместо них используются размытые, неопределенные термины, такие как «обычная морская практика», «непосредственная опасность столкновения», «заблаговременные действия», «хорошая морская практика», «своевременные действия», «окончательно пройдено», «почти противоположные курсы», «становится очевидным». Таков выборочный перечень терминов, большинство из которых не имеет однозначных конкретных определений.

Правила не определяют, с какого момента или с какой дистанции между судами они начинают действовать и когда их в этом случае необходимо применять? Если такое выражение, как «обычная морская практика», имеет расшифровку в комментариях, то объяснения понятия «хорошая морская практика» автор нигде не встретил. Очевидно, под этим термином необходимо понимать судоводителя, имеющего накопленный положительный опыт по расхождению судов. Такой опыт на судах имеют капитаны и старшие помощники. Тогда напрашивается вопрос – что делать с младшими помощниками, особенно с начинающими выпускниками? Все они не имеют хорошей морской практики, точнее, совсем не имеют никакой практики по расхождению судов. Таких судоводителей в мировом флоте большинство.

Согласно юридическому определению, например, Правило 8, этих людей нельзя допускать к управлению судном. Выполнять Правило 2 и Правило 8, а фактически все правила части B они неспособны. Однако ситуаций, когда им приходится маневрировать судном самостоятельно для предупреждения столкновений, предостаточно.

Обучение на тренажерах и изучение учебников незначительно заменяет опыт расхождения судов в реальной обстановке. Начинающие судоводители могут получить «хорошую морскую практику» только после нескольких лет плавания при условии их участия в принятии решений при опасных сближениях судов или самостоятельных действий по предупреждению столкновений. Поэтому внесение в МППСС требования «Любые действия для предупреждения столкновения должны соответствовать хорошей морской практике» по своей юридической сущности неправомерно. В соответствии с таким требованием больше половины судоводителей в мире не имеют права нести ходовую вахту.

Правило 17 (b) невыполнимо по своей юридической сущности. По этому Правилу, когда два судна опасно сближаются, одному из них требуется сохранять свой курс и скорость до тех пор, пока оно по какой-либо причине не обнаружит, что находится настолько близко к другому судну, обязанному уступать дорогу, что действиями этого другого (обязанного уступать дорогу судна) уже невозможно предотвратить столкновение.

Судну, обязанному сохранять свои элементы движения, необходимо найти так называемый «момент последнего момента», т.е. рассчитать, в какой момент уступающее дорогу судно, нарушая Правила, сблизилось настолько близко, что уже любой его маневр приведет к столкновению и в этот последний момент надо уже маневрировать судну, обязанному сохранять свой курс и скорость. Тогда напрашивается вопрос: каким образом правильно определить этот момент? На такой вопрос можно смело отвечать: это сделать почти невозможно.

Для определения момента последнего маневра необходимо знать маневренные возможности (характеристики) другого судна, главным образом количественные значения диаметра и времени его циркуляции, а также его намерения по маневрированию (время/дистанция начала маневра и вид маневра). Эти данные о другом судне неизвестны судну, определяющему момент начала последнего маневра. Конечно, очень опытный капитан может по некоторым внешним признакам (размер, тип судна и др.) «прикинуть» его маневренные характеристики, но это будут косвенные величины. Они могут оказаться ошибочными. Последствия от таких ошибок слишком значительны. В отношении условия, когда «…столкновения нельзя избежать только действием судна, уступающего дорогу…», Правило 17 неприемлемо как юридически, так и практически.

Имеются другие примеры несоответствия требований Правил современным условиям судоходства.

Метод согласованных расхождений

Новый способ расхождения судов. Один из путей решения проблемы возможности формализации – использование средств сигнализации для согласования действий судов при расхождении.

В современных Правилах уже предусмотрена и используется практика информационной сигнализации (Правило 9, Правило 34 и др.). Такую практику можно расширить. Сигнализация может быть применена для согласования всего процесса расхождения судов – Метод согласованных расхождений. Сущность метода заключается в почти полном исключении неопределенности при опасном сближении. Для исключения неопределенности при оценке сближения встречным судам достаточно надежно (достоверно) знать намерения встречного судна: планирует ли судно маневрировать, моменты начала и окончания маневрирования.

Процесс расхождения будет выглядеть в принципе следующим образом:

Судно, обязанное уступить дорогу, должно идентифицировать, вызвать по УКВ-связи или сигналами другое судно, обязанное сохранять свой курс и скорость, и сообщить ему информацию с дублированием по электронной, по световой, по звуковой сигнализации:

Намерено ли ОНО (уступающее дорогу судно) маневрировать с целью расхождения или не намерено маневрировать. Эту информацию оно обязано продублировать с помощью отдельного электронного сигнала, видимого на дисплеях, сохраняющего курс и скорость судна, а также с помощью световой и звуковой сигнализации, видимой и слышимой всеми судами вблизи.

Намечаемое время и/или дистанцию начала своего (судна, уступающего дорогу), также вид маневра. Эта информация однотипно также дублируется электронными, световыми и звуковыми сигналами, но другой формы.

Сообщить с дублированием сигналами об окончании всех маневров, связанных с данным расхождением.

Зафиксировать в памяти ЭВМ береговых служб (Власти) и в Организации весь процесс маневрирования. Информация о согласовании и выполнении маневров (указанная в пунктах 1 и 2) записывается в черный ящик всех задействованных в данном расхождении судов, а также в память ЭВМ ближайших береговых служб контроля безопасности судоходства в регионе и в ИМО и хранится там до полного окончания успешного расхождения, затем стирается. В случае чрезмерного сближения или столкновения информация о расхождении архивируется.

Новые правила. Разработанные в соответствии с Методом согласованного расхождения Новые Правила дадут возможность создать компьютерные программы расхождения судов.

Выводы и предложения

Морское сообщество слишком много теряет из-за отсутствия надлежащих Правил предупреждения столкновений судов в море. Применяемые сейчас некачественные Правила увеличивают риск столкновений судов в море. МППСС-72 необходимо радикально изменить в соответствии с требованиями современного уровня судоходства.

Разработанные в 1972 году для условий прошлого века МППСС-72 устарели и требуют нового подхода к решению задачи безопасного расхождения и их радикального пересмотра в соответствии с современными условиями плавания. Правила являются международным законом, требующим неукоснительного и точного их исполнения. Однако МППСС-72 сложны и громоздки. Они разработаны для людей с высоким общим и специальным образованием. Нет количественных характеристик. Установить численные значения многих определений в Правилах трудно. Однако некоторые разработки показывают возможность использования статистических, логических, расчетных данных для установления количественных параметров расхождения. В современном виде Правила не поддаются алгоритмизации. На их основе нельзя разработать компьютерные программы. Невозможность формализации Правил является одним из тормозов разработки математических моделей процесса маневрирования.

Одним из основных направлений, способных уменьшить количество аварий, является организация движения судов на морских путях и в ограниченных акваториях. Необходимо упорядочить движение судов в Мировом океане, используя принцип действия рекомендованных путей и регулируемых перекрестков. Для чего потребуется:

Cоздать Центр контроля судоходства в ИМО и центры «Администрация» для контроля прибрежным государством за движением судов в его прибрежных водах: сбор информации и передачи на суда об опасно сближающихся судах (параметры сближения, данные судов и др.).

Распределить ареалы Мирового океана между центрами контроля «Администрация».

Организовать возможность передачи в береговой центр контроля «Администрация» и в Организацию информации об опасно сближающихся судах (требуемые параметры сближения, данные судов и др.).

Обеспечить архивацию в ИМО случаев чрезмерного сближения и случаев столкновений.

Обеспечить возможность получения информации от берегового центра «Администрация» и от ИМО о вероятности негативного поведения экипажей некоторых встречных судов.

Совместными усилиями судоводителей, математиков и технологов разработать математическую модель расхождения судов, на базе которой можно создать реальную автоматизированную систему предупреждения столкновения судов.

Рассматриваемый в статье Метод согласованных расхождений и ПРСМ не являются истиной в последней инстанции. Предложенные другими судоводителями новые методы решения задачи предотвращения столкновений могут оказаться более эффективными.

По-хорошему, ИМО вообще-то надо было бы объявить конкурс под рабочим названием – КАК УЛУЧШИТЬ МППСС-72?

Морские вести России №10 (2020)

75 лет Великой Победы
Баннер
6MX
Справочник Речные порты России 2019
Журнал Транспортное дело России