DOMENA STATKU W IDENTYFIKACJI INCYDENTÓW W SYSTEMACH ROZGRANICZENIA RUCHU

Transkrypt

1 PRACE NAUKOWE POLITECHNIKI WARSZAWSKIEJ z. 114 Transport 2016 Zbigniew Pietrzykowski, Janusz Magaj Akademia Morska w Szczecinie DOMENA STATKU W IDENTYFIKACJI INCYDENTÓW W SYSTEMACH ROZGRANICZENIA RUCHU Streszczenie: acji niebezpiecznych, ale ich nie kolizji. O ile niebezpiecznych oraz incydentów. liczby wypadków poprzez sygnalizowanie tych sytuacji nawigatorowi lub operatorowi VTS tryb online lub wskazanie obszarów, na których tryb offline. Zaproponowano TSS. 1. WPROWADZENIE ich skutki. cych przeprowadzenie analizy i oceny sytuacji, wypracowanie decyzji oraz jej wykonanie.

2 280 Zbigniew Pietrzykowski, Janusz Magaj padku akwenów ograniczonych, w tym w obszarach, na których wprowadzono systemy rozgraniczenia ruchu (Traffic Separation Schemes TSS) torach kierunkowych oraz ograniczenia ob- tory bszaru wo- z trzech wymiarów, co powoduje brak lub ograniczenie swobodnego wyboru drogi. Zasto- wypadkami [5, 6, 7, 8, 19]. Wynika to cyjnego na analizowanym akwenie, podczas gdy informacja o incydentach nie tylko pozwala tuacje niebezpieczne, ezpiecznych jak i incydentów jest ruch statków na danym akwenie. Rozpatrzono ruch statków w jednym z TSS zlokalizowanych na Morzu TSS Bornholmsgat. Zaproponowa tuacja incydent wypadek. 2. SYSTEM ROZGRANICZENIA RUCHU TSS BORNHOLMSGAT Systemy ro narodowej Organizacji Morskiej (International Maritime Organization IMO). Wyznaczone tory kierunkowe Kompetencje IMO w zakresie ustanawiania w konwencji SOLAS [13], V, IMO jest opracowu-. Tego typu

3 Domena statku w identyfikacji incydentów w systemach rozgraniczenia ruchu 281 dzynarodowych przepisów o zapobieganiu zderzeniom na morzu [1] ez IMO, co jednak zawartych w wymienionych przepisach chu Tory kierunkowe wyznaczone s nicy toru kierunkowego em kolizj system rozgraniczenia ruchu. W wyznaczone tory kierunkowe toru kierunku ruchu. erunkach przeciwnych (rys 1). W obszarze 1 ponad [4]. Na rys 1. przedstawiono wyznaczone tam tory kierunkowe oraz zarejestrowane w systemie AIS w okresie 4 dni czerwca 2011 r. na torach 1 i 2. a) b) Rys. 1. System rozgraniczenia ruchu statków zarejestrowane w systemie AIS w okresie czterech dni czerwca 2011 r. na torach kierunkowych 1 i 2 Zarejestrowano 332 statki na torze kierunkowym 1 i 347 statków na torze 2 [10]. W ana- zbiornikowce i statki 313. wane przez nie manewry.

4 282 Zbigniew Pietrzykowski, Janusz Magaj 3. IDENTYFIKACJA SYTUACJI NIEBEZPIECZNYCH Z ZASTOSOWANIEM DOMENY STATKU 3.1. METODA WYZNACZANIA DOMENY STATKU W literaturze [2, 3, 5, 7, 8, 9. 11, 12, 14, 16 20] proponowane domeny: analityczne, statystyczne, sztucznej inteligencji. Do wyznaczania domeny meto- cyjnych - symulatory nawigacyjne - jak i dane rzeczywiste o ruchu statków - nie dane rejestrowane w AIS. Do wyznaczania domen statków w obszarach TSS wykorzy- 10, 11]: tatków (rys. 2b). 3. identyfikacja parametrów domeny dla analizowanych akw i zarejestrowanych statków. a) b) 7,5% oraz pierwszego maximum [10, 11].

5 Domena statku w identyfikacji incydentów w systemach rozgraniczenia ruchu DOMENY STATKÓW eny statku w podziale na typy i wiel- zbiorni = (rys. 3). Elipsy opisano na- - a, b Zaobser rozmiary domeny zbiorni m) w nktów granicy a) b) y [m] Wszystkie Masowce Zbiornikowce y [m] Wszystkie Statki 0-50 m Statki m Statki m Statki m Statki >200 m x [m] x [m] Rys. 3. Domena statku na torze kierunkowym 1 w systemie TSS Bornholmsgat: a) statki wybranych typów; b) [11]

6 284 Zbigniew Pietrzykowski, Janusz Magaj 3.3. IDENTYFIKACJA SYTUACJI NIEBEZPIECZNYCH Do identyfikacji sytuacji niebezpiecznych zastosowano wyznaczone domeny statków dla toru kierunkowego 1 w systemie TSS Bornholmsgat na podstawie danych AIS zarejestro- 2 pozycji drugiego statku w obszarze analizowanej domeny. Identyfikowano sytuacje niebezpieczne w ruchu statków na tym samym akwenie w ko- wano o poza rozpatrywanym pasem ruchu, tj. statku, który w w obszarze pasa ruchu (rys. 4). a) b) Rys. 4 u przez statek systemem Na rysunku 5a przedstawiono zarejestrowane wszystkie 5b). Czas trwa- tor kierunkowy

7 Domena statku w identyfikacji incydentów w systemach rozgraniczenia ruchu 285 a) b) Rys. 5. Zidentyfikowane sytuacje niebezpieczne w ruchu statków w TSS Bornholmsgat, tor kierunkowy 1: a) pozycje (jeden punkt oznacza wykrycie jednej sytuacji); b) pozycje pierwszego naruszenia domeny statku w zidentyfikowanych sytuacjach niebezpiecznych 3.4. WYNIKI IDENTYFIKACJI SYTUACJI NIEBEZPIECZNYCH Tabela 1. Sytuacje niebezpieczne w syst typów. Tablica 1 Sytuacje niebezpieczne w systemie TSS Bornholmsgat, tor kierunkowy 1, dla statków parametr liczba statków naruszenia domebezpieczne sytuacje nie- typ statku masowiec zbiornikowiec wszystkie *) *) Tablica 2 Sytuacje niebezpieczne w systemie TSS Bornholmsgat, tor kierunkowy 1, dla statków parametr liczba statków naruszenia domebezpieczne sytuacje nie > wszystkie *) *)

8 286 Zbigniew Pietrzykowski, Janusz Magaj tym np. statkami rybackimi. 4. IDENTYFIKACJA INCYDENTÓW NAWIGACYJNYCH 4.1. METODA IDENTYFIKACJI INCYDENTÓW NAWIGACYJNYCH ) identyfikacja sytuacji niebezpiecznych, 2) identyfikacja incydentów nawigacyjnych. z zastosowaniem dodatkowych manewry - zy statkami. Naruszenie domeny w zaproponowano dodatkowe kryteria, powszechnie stosowane na akwenach otwartych: odle- st sygnalizowane nawigatorowi i sytuacji kolizyjnej. LI : CPA n D (1)

9 Domena statku w identyfikacji incydentów w systemach rozgraniczenia ruchu TCPA TCPA LI (2) gdzie: n D CPA TCPA TCPA LI incydentu WYNIKI IDENTYFIKACJI INCYDENTÓW NAWIGACYJNYCH LI ów i zbiornikowców z in- 3.2). Wyniki identyfikacji incydentów w podziale na st nych typów zestawiono w tabeli 3. Tablica 3 parametr typ statku sytuacje niebezpieczne incydenty - kryterium CPA incydenty - kryterium CPA i TCPA incydenty z statku rybackiego masowiec zbiornikowiec wszystkie*) *) statków ze statkami rybackimi (rys. 6 przecinania przez nie toru kierunkowego i wykonywania przez nich manewrów blisko in-

10 288 Zbigniew Pietrzykowski, Janusz Magaj Rys. 6. Zidentyfikowane incydenty nawigacyjne w systemie TSS Bornholmsgat, tor kierunkowy 1; pozycje statków w momencie wykrycia incydentu: incydenty ze statkami rybackimi kolor czerwony Na rys 7. przedstawiono jeden z przypadków. Statek r 7 w w i mi- a) b) Rys. 7 (tabela 4) Tablica 4 parametr sytuacje niebezpiecznrium incydenty - kryte- incydenty - kryterium incydenty z udzia- statku [m] CPA CPA i TCPA kiego > wszystkie *) *)

11 Domena statku w identyfikacji incydentów w systemach rozgraniczenia ruchu 289 typów manewrów. 5. WNIOSKI nawigacyjnych. Pierwszy tuacji niebez- niczne (limity) dla wymienionych parametrów. syste- bezpiecze do identyfikacji sytuacji niebezpiecznych i sygnalizacji wykrytych incydentów. Bibliografia 1. COLREGs. przepisy o zapobieganiu zderzeniom na morzu (MPZZM), IMO Fuji Y. Tanaka K.: Traffic Capacity. Journal of Navigation, no 24, Hansen M. Jensen T. Lehn-Schiøler T. Melchild K. Rassmussen F. Ennemark F.: Empirical ship domain based on AIS data. Journal of Navigation, no 66, HECOM. Helsinki Commission Baltic Marine Environment Protection Commission. Report on shipping accidents in the Baltic Sea area during Marcjan, K. Gucma L. Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Warszawa Nazeri Z. Donohue G. Sherry L.: Analyzing Relationships Between Aircraft Accidents and Incidents. A Data Mining Approach. Proceedings International Conference on Research in Air Transportation Pietrzykowski Z.: Ship s fuzzy domain a criterion of navigational safety in Narrow Fairways. Journal of Navigation, no 61, Pietrzykowski Z., Uriasz J., The ship domain a criterion of navigational safety assessment in an open sea area, Journal of Navigation, no 62, : Navigators Behavior in Traffic Separation Schemes, Journal on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation (TRANSNAV), Vol. 9, No. 1 in March 2015.

12 290 Zbigniew Pietrzykowski, Janusz Magaj 10. Pietrzykowski Z. Magaj J.: Ship Domains in Traffic Separation Schemes, Scientific Papers Maritime University of Szczecin. University of Szczecin, no 45(117), Pietrzykowski Z. Magaj J.: Analysis of ship domains in Traffic Separation Schemes, Zeszyty Naukowe Akademii Morskiej w Szczecinie (w recenzji). 12. Rutkowski G.: awigacji na akwenach tru cyjnym. jnego Akademii Morskiej w Gdyni : Domeny obiektów nawigacyjnych jako pomoc w planowaniu trajektorii statku w sytuacji kolizyjnej na morzu. III Sympozjum Nawigacyjne, Gdynia , Wang, N., Meng, X., Xu, Q., Wang, Z.: A unified analytical framework for ship domains, Journal of Navigation, no 62, Wang N.: A novel analytical framework for dynamic quaternion ship domains, Journal of Navigation. no 66, Wielgosz M. Pietrzykowski Z.: Ship domain in the restricted area analysis of the influence of ship speed on the shape and size of the domain. Scientific Papers Maritime University of Szczecin, no 30, Zhao J. Wu Z. Wang F.: Comments of ship domains, Journal of Navigation, no 46, Zhu X. Xu H. Lin J.: Domain and its model based on neural networks, Journal of Navigation, no 54, SHIP DOMAIN IN IDENTIFICATION OF INCIDENTS IN TRAFFIC SEPARATION SCHEMES Summary: Traffic Separation Schemes are established in port approaches and frequently used shipping routes, characteristic of high intensity of vessel traffic. They organize the traffic by separating vessel flows. These systems reduce the occurrence of dangerous situations, but do not eliminate them completely. Some of these situations may lead to incidents, near-misses, even accidents, i.e. collisions. While marine accidents are documented, data on the occurrence of dangerous situations, near-misses or incidents are not, due to difficulties in defining relevant criteria. The identification of dangerous situations and incidents may contribute to the reduction of accident frequency by online signaling these situations to the navigator or VTS operator, or indicating areas of largest occurrence (offline). The proposed two-stage incident identification is based on the criterion of ship domain, and the results illustrate research on the identification of navigational incidents in a selected TSS. Keywords: navigation, safety, ship domain, Traffic Separations Schemes