ZESZYTY NAUKOWE NR 6(78) AKADEMII MORSKIEJ W SZCZECINIE

Transkrypt

1 ISSN ZESZYTY NAUKOWE NR 6(78) AKADEMII MORSKIEJ W SZCZECINIE I N Ż Y N I E R I A R U C H U M O R S K I E G O Maciej Gucma, Wojciech Ślączka Badania symulacyjne wskaźnika PNS dla manewru przejścia torem wodnym Przedstawiono wyniki badań symulacyjnych wskaźnika PNS (pilotowego systemu nawigacyjnego) dla manewru przejścia torem wodnym. W badaniach grupa ekspertów wykonywała przejazdy symulacyjne. Przeprowadzono analizę jazd symulacyjnych z uwzględnieniem kryterium szerokości pasa ruchu oraz analizę ankiet wypełnianych przez ekspertów po wykonanych jazdach. Simulation Research on a PNS Display for Waterway Passage Maneuvers The article presents the results of simulation research on a PNS (Pilot Navigation System) display for a confined waterway passage. In the research a group of experts performed simulated runs. The runs have been analysed with the use of safe maneuvering area criterion. Also, expert task forms have been analysed.

2 Maciej Gucma, Wojciech Ślączka Wstęp Manewrowanie statkiem na akwenie ograniczonym 1 wymaga od użytkownika umiejętności precyzyjnego określania pozycji. Do tego celu budowane są systemy wspomagania nawigacji na akwenach ograniczonych. Takim systemem jest pilotowy system nawigacyjny (PNS). Użytkownik PNS u podczas prowadzenia nawigacji na akwenach ograniczonych wymaga specjalnie zaprojektowanego interfejsu. Umożliwia on dostarczenie użytkownikowi odpowiednio przygotowanej i zaprezentowanej informacji nawigacyjnej. W artykule zostaną zaprezentowane metody doboru ilości i jakości informacji nawigacyjnej wyświetlanej na wskaźniku PNS. 1. Opis wskaźnika PNS Wskaźnik PNS u zaprojektowano zgodnie z przeprowadzonymi badaniami wstępnymi [3]. System składa się z graficznego interfejsu użytkownika (GUI) oraz podsystemu symulacji ruchu statku dołączonego jedynie w wersji symulacyjnej PNS u [2]. Układ interakcji pomiędzy GUI i podsystemem symulacji przedstawiono na rys. 1. Rys. 1. Warstwa programowa środowiska symulacyjnego [1] 1 Akwen ograniczony [4]: obszar wodny (droga wodna), do którego projektowania oraz do określenia warunków jego eksploatacji stosowane są zasady inżynierii ruchu morskiego. 126

3 Badania symulacyjne wskaźnika PNS dla manewru Graficzny interfejs użytkownika zawiera: system zobrazowania mapy elektronicznej, elementy interfejsu łącznie z informacjami innymi niż prezentowane na mapie, elementy kontrolne służące do interakcji użytkownika z interfejsem, podsystem wymiany danych z innymi modułami PNS u. Podsystem symulacji zawiera: dynamiczną bibliotekę modułu symulacji ruchu statku, formularz sterowania procesem symulacji, podsystemu rejestracji parametrów ruchu statku. Cała warstwa programowa systemu PNS zaprojektowana została w środowisku programistycznym zorientowanym obiektowo. Całość powstała w Instytucie Inżynierii Ruchu Morskiego Akademii Morskiej w Szczecinie. Oprócz podstawowych elementów symulacji, wykorzystano odpowiednie aplikacje pozwalające na rejestrację przebiegu próby symulacyjnej oraz zachowania badanego użytkownika na GUI (rejestracja interakcji). Wskaźnik PNS u wykorzystywany w badaniach wraz z GUI przedstawiono na rys. 2, zawiera on następujące elementy: 1: sterowanie zorientowaniem i skalą mapy, 2: wyświetlacz podstawowych parametrów ruchu, 3: sterowanie trybami wyświetlania odległości, 4: wyświetlacz prezentacji odległości wg wybranego trybu, 5: okno mapy elektronicznej i zobrazowania ruchu statku. 127

4 Maciej Gucma, Wojciech Ślączka Rys. 2. Wskaźnik PNS 2. Opis poligonu badawczego Poligon badawczy został zbudowany na potrzeby badań symulacyjnych systemu PNS jako odpowiednio zobrazowane mapy, na których możliwe było prowadzenie nawigacji przez ekspertów (pilotów, kapitanów). Manewry przejścia torem wodnym były wykonywane na modelu promu morskiego m/f Jan Śniadecki o następujących parametrach: zanurzenie długość całkowita szerokość 5,15 [m], 155,0 [m], 21,6 [m]. Ekspert miał do dyspozycji sternika wypełniającego jego komendy odnośnie wprowadzanych nastaw, co miało na celu przybliżenie warunków podczas symulacji do tych, jakie panują podczas nawigacji na rzeczywistym akwenie ograniczonym. Przed wykonaniem prób symulacyjnych eksperci byli informowani, co do ukształtowania toru wodnego, jak i warunków hydrometeorologicznych. Manewry przejścia torem wodnym przeprowadzono w dwóch wariantach: przejście nieoznakowanym i ograniczonym liniami brzegowymi torze wodnym. W obydwu wariantach wykonano po 3 następujące serie: w zorientowaniu względem północy, w zorientowaniu względem osi toru, która zmienia się co 10, w zorientowaniu względem osi toru, która zmienia się co 20. Wymienione warianty umożliwiły określenie optymalnego zorientowania wykorzystywanego do manewrowania z użyciem PNS u. Badanym kryterium były: badania ekspertowe oraz szerokość pasa ruchu. Zorientowanie względem północy jest zorientowaniem stosowanym w radarach oraz elektronicznych mapach nawigacyjnych, w którym kreska kursowa wskazuje kurs rzeczywisty. Natomiast zorientowanie względem osi toru [3] posiada następujące cechy: i i 1 z Z Ki 1 i i 1 z Z Ki (1) gdzie: K i odcinek osi toru o kursie i i długości d i, z wartość zmiany osi toru [ ], Z zorientowanie względem określonego odcinka. Zorientowanie względem osi toru przedstawiono na rys

5 Badania symulacyjne wskaźnika PNS dla manewru W wariancie przejścia nieoznakowanym torem wodnym na wskaźniku podawane są odległości dziobu d d(t) i rufy d r(t) do osi toru wodnego (rys. 4). Rys. 3. Zasada zmiany aktualnego odcinka trasy, według którego zorientowany jest obraz Rys. 4. Odległości podawane w PNS od osi toru oraz od linii brzegowych W przypadku przejścia ograniczonym torem wodnym podawane odległości to wartości dystansu dziobu d dr i rufy d rr do linii brzegowej (rys. 4). Po wykonaniu serii przejazdów z danego wariantu ekspert wyrażał opinię w ankiecie, co miało na celu pozyskanie informacji dotyczącej preferencji użytkownika z zakresu informacji wyświetlanej na wskaźniku PNS u Manewr przejścia nieoznakowanym torem wodnym Poligon badawczy składał się z podwójnego zakola 90 w lewo i 90 w prawo o promieniu łuku równym 300 m. Między zakolami odległość wynosiła 150 m. Manewr przejścia rozpoczynano 2 L C przed pierwszym zakolem. Zakoń- 129

6 Maciej Gucma, Wojciech Ślączka czenie manewru 2 L C następowało za zakolem drugim. Na rysunku 5 przedstawiono przejazd przy włączonym zorientowaniu względem północy. Rys. 5. Przejazd odcinkiem krzywoliniowym z zorientowaniem względem północy 2.2. Manewr przejścia ograniczonym torem wodnym Poligon badawczy składał się również z dwóch zakoli 90 w lewo i 90 w prawo o promień łuku równy 300 m. Szerokość toru wodnego wynosiła 200 m. Manewry rozpoczynano 2 L C przed pierwszym zakolem, zaś kończono 2 L C za zakolem drugim (rys. 6). Na rysunku 6 przedstawiono przejazd przy włączonym zorientowaniu względem północy. 3. Metody oceny wskaźnika PNS Istnieje szereg metod stosowanych w badaniach HCI 2, które można zastosować do oceny wskaźnika PNS: test zadaniowy systemu, obserwacja, kwestionariusze (ankiety), wywiady, automatyczne monitorowanie interakcji z systemem. Rys. 6. Manewr przejścia ograniczonym torem wodnym przy włączonym zorientowaniu względem północy 2 HCI ang. Human Computer Interaction 130

7 Badania symulacyjne wskaźnika PNS dla manewru W przypadku systemów PNS na etapie prototypu najkorzystniejszym wyborem metody oceny interfejsu jest automatyczne monitorowanie interakcji wraz z kwestionariuszem, natomiast dla działającego systemu (badania prowadzone na jednostkach morskich) dochodzi do powyższych metod rejestracja wideo [2]. Ze względu na różne systemy miar istniejące w metodach HCI nie jest możliwe ich bezpośrednie porównanie. Najistotniejsze są dane z ankiet, czyli opinie eksperckie, oraz dane pochodzące z automatycznej rejestracji interakcji. Do potwierdzenia ocen, wniosków uzyskanych z badań HCI wykorzystuje się metodę symulacyjną. Metoda sprowadza się do zbudowania modelu symulacyjnego PNS, na którym przeprowadza się badania. W przypadku systemów PNS wykorzystuje się nieautonomiczny model symulacyjny typu interakcyjnego, pracujący w czasie rzeczywistym. Działa on na podstawie bezpośredniej komunikacji użytkownika PNS z komputerem. Za pomocą metody symulacyjnej można rozwiązać szereg problemów z zakresu eksploatacji PNS a w szczególności: określenie najkorzystniejszego zorientowania systemu poprzez badanie szerokości pasa ruchu, wyboru najkorzystniejszych warunków manewrów dla danego statku w zależności od typu drogi wodnej. Pasem ruchu statku poruszającego się po akwenie ograniczonym nazywany jest obszar, jaki zakreślą najdalej wysunięte punkty wodnicy statku w stosunku do trajektorii ruchu [5] lub założonej linii odniesienia. Szerokość pasa ruchu dla określonego poziomu ufności z części populacji generalnej pomiarów symulacyjnych wyznaczonej ustaloną w wariantach badań liczebnością określono według zależności [6]: d ( x ks ) ( x ks ) [ ] ) li li pi pi (1) m i( 1 gdzie: d i(1- ) szerokość pasa ruchu na poziomie ufności (1 ) w odniesieniu do i-tego punktu osi odniesienia [m]; k współczynnik zależny od przyjętego poziomu ufności, rozkładu zmiennych x li, x pi oraz szacowanych granic tolerancji (np. przyjmowany jako k = 1,96 w rozkładzie normalnym dla całości populacji pomiarów przy współczynniku ufności (1 ) = 0,95); x li średnia arytmetyczna z próby maksymalnych odległości punktu wodnicy statku na lewo od i-tego punktu osi odniesienia (i minimalnych odległości do wodnicy pływania statku na prawo ze znakiem ujemnym, gdy ślad wodnicy pływania znajduje się w całości po prawej stronie osi toru) [m]; S li odchylenie standardowe w serii prób symulacyjnych dla maksymalnych odległości wodnicy pływania statku na lewo od i-tego punktu osi od- 131

8 Maciej Gucma, Wojciech Ślączka x pi S pi niesienia [m]; średnia arytmetyczna z próby maksymalnych odległości punktu wodnicy statku na prawo od i-tego punktu osi odniesienia (i minimalnych odległości do wodnicy pływania statku na lewo ze znakiem ujemnym, gdy ślad wodnicy pływania znajduje się w całości po lewej stronie osi toru) [m]; odchylenie standardowe w serii prób symulacyjnych dla maksymalnych odległości wodnicy pływania statku na prawo od i-tego punktu osi odniesienia [m]. x li n 1 x [ m] lij (2) n j 1 gdzie: x lij maksymalna odległość wodnicy statku na lewo od i-tego punktu osi odniesienia (lub minimalna odległość do wodnicy statku w prawo ze znakiem ujemnym, gdy ślad kadłuba znajduje się w całości po prawej stronie osi toru) w j-tym przejeździe symulacyjnym [m]; n liczebność przejazdów w próbie (wariancie badań złożonym z serii przejazdów). S li n 2 ( xlij xli) j 1 n 1 [ m] (3) x pi n 1 x [ m] pij (4) n j 1 gdzie: x pij maksymalna odległość wodnicy statku na prawo od i-tego punktu osi odniesienia (lub minimalna odległość do wodnicy pływania statku na lewo ze znakiem ujemnym, gdy ślad wodnicy pływania znajduje się w całości po lewej stronie osi toru) w j-tym przejeździe symulacyjnym [m]. S pi n 2 ( x x ) pij pi j 1 (5) [ m] n 1 Populacją generalną są wszystkie możliwe przejazdy, np. symulacyjne w przyjętym wariancie badań. Wykorzystując równanie (1), wyliczono pasy ruchu dla poszczególnych prób symulacyjnych. Na rysunkach 7 i 8 przedstawiono przykładowe pasy ruchu wyliczone dla poziomu ufności 95%. 132

9 Badania symulacyjne wskaźnika PNS dla manewru [ m ] Przekrój 220 N Zakole 1 Przekrój140 Przekrój 325 Oś toru wodnego 95% N 95% 10º 95% 20º Zakole 2 Przekrój 35 [ m ] Rys. Pasy ruchu m/f Śniadecki (Z6 i Z6 i Z7). Wszystkie jazdy. Rys. 7. Pasy ruchu m/f Jan Śniadecki podczas przejścia nieoznakowanym torem wodnym [ m ] N Oś toru wodnego Linia brzegu 95% N 95% 10º 95% 20º Przekrój140 Przekrój Zakole Zakole Przekrój 220 Przekrój 325 [ m ] Rys. Pasy ruchu m/f Śniadecki (Z9 i Z10 i Z11), powiększenie pierwszego zakrętu. Wszystkie jazdy. Rys. 8. Pasy ruchu m/f Jan Śniadecki podczas przejścia ograniczonym torem wodnym Analiza położenia pasów ruchu na akwenie ograniczonym dostarcza szeregu informacji, będących konsekwencją procesu sterowania statkiem za pomocą PNS u a w szczególności: porównania szerokości pasów ruchu między badanymi próbami symulacyjnymi w zależności od typu wykorzystywanego zorientowania, wnioskowania dotyczącego struktury populacji szerokości pasów ruchu (wartości średnich, maksymalnych itp.), 133

10 Maciej Gucma, Wojciech Ślączka wpływu typu akwenu manewrowego na szerokości pasa ruchu, porównania z ocenami HCI. Chcąc uzyskać informacje dotyczące zbiorowości szerokości pasów ruchu zrealizowano następujący eksperyment badawczy: pasy ruchu wyznaczone na poziomie ufności 95% (na wykresach oznaczane 95%. ) poddano analizie statystycznej; na badanym akwenie usytuowano linie zwane przekrojami (rys. 7 i 8); zdefiniowano obszary badawcze zawarte między przekrojami położone na zakolu 1, oraz między przekrojami położone na zakolu 2, przekroje wyznaczono co pięć stopni w mierze kątowej;; wyliczono wartości skalarne szerokości 95 % pasów ruchu metodą sektorową [7] w linii kolejnych przekrojów dla poszczególnych wariantów badań (materiał obróbki statystycznej); dokonano analizy statystycznej szerokości pasów ruchu. 4. Aplikacyjne zastosowanie metod 4.1. Analiza ankiet Badania ankietowe przeprowadzone na przedstawionym etapie eksperymentu były poprzedzone wstępnymi badaniami ekspertowymi, które umożliwiły ściślejsze określenie wymagań użytkownika, przy jednoczesnym zawężeniu spektrum pytań. Celem badań ankietowych przeprowadzanych w trakcie symulowanych manewrów przejścia torem było określenie: które zorientowanie jest korzystniejsze względem północy czy osi toru; jaka jest korzystniejsza wartość zmiany osi toru; który system zobrazowania jest korzystniejszy (przedstawiający bezpieczne izobaty, przedstawiający oś toru, czy mieszany); jakie informacje powinny się znaleźć na interfejsie użytkownika w trakcie prowadzonych manewrów. Badania ankietowe były przeprowadzone zawsze po wykonanej serii jazd. W przypadku omawianych w artykule manewrów przejścia torem wodnym przyjęte warianty badań odpowiadają następującym oznaczeniom: Manewry przejścia torem bez oznakowania: zorientowanie względem północy, wariant nr 6; zorientowanie względem osi toru. Zmiana osi co 10, wariant nr 7; zorientowanie względem osi toru. Zmiana osi co 20, wariant nr

11 Badania symulacyjne wskaźnika PNS dla manewru Manewry przejścia ograniczonym torem wodnym: zorientowanie względem północy, wariant 9, zorientowanie względem osi toru. Zmiana osi co 10, wariant 10, zorientowanie względem osi toru. Zmiana osi co 20, wariant 11. Ankieta pierwsza była wypełniana po wariantach 6, 7, 8 natomiast ankieta druga po zakończeniu wariantów 9, 10, 11, ale dotyczyła także wariantów 6, 7, 8. Częstość odpowiedzi na pytanie, które zorientowanie jest korzystniejsze względem północy, czy osi toru przedstawiono na rys. 9. Końcowa całkowita liczba odpowiedzi spowodowana jest brakiem udzielenia odpowiedzi przez część ekspertów. Cała populacja wyniosła 17 osób w przypadku wszystkich wariantów częstości liczba odpowiedzi odpowied w arianty 6,7,8 w arianty 9,10, w g N w g osi toru które które zorientowanie jst jest korzystniejsze Rys. 9. Częstość odpowiedzi ekspertów na pytanie dotyczące zorientowania względem północy i osi toru Na rysunku 10 przedstawiono częstość odpowiedzi na pytanie o korzystniejszą wartość zmiany osi toru (do wyboru 10 lub 20 ). Według ekspertów korzystniejszym zorientowaniem jest zorientowanie względem osi toru. Należy jednak przewidzieć możliwość użycia zorientowania względem północy. Badanie korzystniejszej zmiany osi toru nie dało jednoznacznego wyniku. Należy przeprowadzić kolejne testy, wprowadzając dodatkowo możliwość zmiany osi toru co 5, co sugerowało 10 ekspertów. Kolejny element ankiety dotyczył kwestii, który system zobrazowania jest korzystniejszy (do wyboru: przedstawiający bezpieczne izobaty, linie brzegowe, oś toru, czy mieszany). To pytanie znalazło się po zakończeniu zarówno wariantów 6, 7, 8 jak i 9, 10, 11 (rys. 11). 135

12 Maciej Gucma, Wojciech Ślączka 8 7 częstość częstości odpowiedzi w arianty 6,7,8 w arianty 9,10, co 10 co 20 jaka jaka jest jest korzystniejsza wartość warość zmiany osi osi toru toru Rys. 10. Częstość odpowiedzi ekspertów na pytanie dotyczące korzystniejszej wartości zmiany osi toru Eksperci określili jako najkorzystniejszy system zobrazowania łączony (przedstawiający zarówno bezpieczne izobaty jak i oś toru). Na wskaźniku powinny być podane odległości od osi toru częstość częstości odpowiedzi przedstawiający oś toru (zad. 6,7,8); przedstawiający bezpieczne izobaty toru (zad. 9,10,11); łączony odległości od osi toru, łączony odległości od bezpiecznej izobaty, systemy zobrazowania Rys. 11. Częstość odpowiedzi ekspertów na pytanie dotyczące korzystniejszego zobrazowania Kolejna kwestia poruszona w ankiecie dotyczyła konieczności wyświetlania określonych informacji na interfejsie użytkownika PNS. Średnie wartości konieczności wyświetlania informacji na GUI dla kolejnych wariantów badań ankietowych dla wskaźnika PNS podczas manewrów przejścia torem, przedstawiono na rys. 12. Istniały cztery możliwe odpowiedzi oraz wagi im przyporządkowane dotyczące wyświetlania informacji: zawsze waga 1 ; na żądanie w jednym kroku waga 0,66 ; na żądanie w dwóch krokach waga 0,33 ; niedostępna waga 0. Średnie ważone wartości konieczności wyświetlania określonych informacji podano na rys

13 Badania symulacyjne wskaźnika PNS dla manewru 1.00 Średnie wartości Średnie konieczności wartość konieczności wyświetlania informacji na GUI na dla GUI kolejnych dla wariantów kolejnych badań wariantów ankietowych badań ankietowych dla wskaźnika PNS podczas manewrów przejścia torem dla wskaźnika PNS podczas manewrów przejścia torem wariant 6,7,8 warianty 6,7,8,9,10,11, Koniecznośc wyświetla KDd Vx Vy Omega Kierunek ruchu kierunek obrotu Skala zobrazowania Element interfejsu Element interfejsu Odległość do wybranego punktu Odległość dziobu Odległość rufy od Odległośc dziobu Odległośc rufy od od osi toru osi toru od bezpiecznej bezpiecznej izobaty izobaty Rys. 12. Średnie ważone wartości konieczności wyświetlania określonych informacji Analiza wykazuje, iż wszystkie przedstawione informacje powinny znaleźć się na interfejsie w trakcie wykonywanych manewrów przejścia torem. Uwagi dołączone do ankiet wskazywały jedynie na drobne zmiany treści informacji. Eksperci dodatkowo w 4 przypadkach sugerowali dodanie wartości prędkości i kierunku wiatru, co będzie wzięte pod uwagę przy dalszych pracach prototypowych Analiza statystyczna szerokości pasów ruchu Na rysunkach 13 i 14 pokazano szerokości pasów ruchu, jakie zaobserwowano podczas poruszania się promu nieoznakowanym i ograniczonym brzegiem torem wodnym. Ze względu na zastosowaną metodę sektorową w obliczaniu pasów ruchu istotne jest zachowanie kierunku analizy poniższych charakterystyk (kierunek zaznaczono strzałkami). Z analizy szerokości pasów ruchu wynika (rys. 13 i 14), że: wartości szerokości pasów ruchu są mniejsze na zakolu 1 niż zakolu 2, najszersze pasy ruchu występują w obszarze wychodzenia z zakola 2, w obu wariantach badań obserwowane jest duże zróżnicowanie szerokości pasów ruchu w zależności od zorientowania zobrazowania PNS. Na rysunkach 15 i 16 przedstawiono w sposób graficzny wartości podstawowych miar położenia i zróżnicowania szerokości pasów ruchu. Z analizy średnich i odchyleń standardowych wynika, że: średnie wartości szerokości pasów ruchu we wszystkich seriach są większe dla wariantu z nieoznakowanym torem wodnym; w obu wariantach zaobserwowano największe wartości średnie i odchylenia standardowe pasów ruchu dla serii przeprowadzanych w zorientowaniu względem północy, gdzie badane szerokości pasów ruchu różnią 137

14 Przekrój 320 Przekrój 310 Przekrój 300 Przekrój 290 Przekrój 280 Przekrój 270 Przekrój 260 Przekrój 250 Przekrój 240 Przekrój 230 Przekrój 220 Przekrój 135 Przekrój 125 Przekrój 115 Przekrój 105 Przekrój 95 Przekrój 85 Przekrój 75 Przekrój 65 Przekrój 55 Przekrój 45 Przekrój 35 Przekrój 320 Przekrój 310 Przekrój 300 Przekrój 290 Przekrój 280 Przekrój 270 Przekrój 260 Przekrój 250 Przekrój 240 Przekrój 230 Przekrój 220 Przekrój 135 Przekrój 125 Przekrój 115 Przekrój 105 Przekrój 95 Przekrój 85 Przekrój 75 Przekrój 65 Przekrój 55 Przekrój 45 Przekrój 35 Maciej Gucma, Wojciech Ślączka się przeciętnie od średniej szerokości o około ± 55 m dla toru nieoznakowanego i ± 45 m dla toru ograniczonego liniami brzegowymi; najmniejsze średnie i odchylenia standardowe szerokości pasów ruchu zaobserwowano w obu wariantach badań w seriach przeprowadzanych w zorientowaniu względem osi toru zmieniającej się co 10º, wartości te są mniejsze niż w zorientowaniu względem osi toru zmieniającej się co 20º [ m ] Zakole 2 kierunek analizy Szerokość maksymalna pasa 95% N Szerokość maksymalna pasa 95% 10º Szerokość maksymalna pasa 95% 20º Zakole 1 kierunek analizy Rys. 13. Szerokości pasów ruchu m/f Jan Śniadecki podczas przejścia nieoznakowanym torem wodnym [ m ] Zakole 2 kierunek analizy Szerokość maksymalna pasa 95% N Szerokość maksymalna pasa 95% 10º Szerokość maksymalna pasa 95% 20º Zakole 1 kierunek analizy Rys. 14. Szerokości pasów ruchu m/f Jan Śniadecki podczas przejścia oznakowanym torem wodnym 138

15 Badania symulacyjne wskaźnika PNS dla manewru Rys. 15. Wykres ramkowy średniej i odchylenia standardowego szerokości pasów ruchu m/f Jan Śniadecki podczas przejścia nieoznakowanym torem wodnym Rys. 16. Wykres ramkowy średniej i odchylenia standardowego szerokości pasów ruchu m/f Jan Śniadecki podczas przejścia oznakowanym torem wodnym Rysunki 17 i 18 przedstawiają podstawowe parametry miar położenia wartości szerokości pasów ruchu. Z analizy wymienionych rysunków wynika, że: wartości median są mniejsze dla serii przeprowadzonych na ograniczonym liniami brzegowymi torze wodnym; w obu wariantach dla serii przeprowadzonych w zorientowaniu względem północy mediany mają wartości największe, zaś dla zorientowania względem osi toru zmieniającego się co 10º najmniejsze, co świadczy, że dokładnie połowa badanych szerokości pasów ruchu w poszczególnych przekrojach jest mniejsza od wartości mediany; 139

16 Maciej Gucma, Wojciech Ślączka dla większości obserwowanych szerokości pasów ruchu mediany są mniejsze od wartości średnich arytmetycznych, co świadczy, że pasy ruchu są relatywnie węższe aniżeli wskazują na to średnie arytmetyczne; w większości badanych serii mediany nie są położone centralnie wewnątrz kwartyli, co wskazuje na asymetrię rozkładów szerokości pasów ruchu; wszystkie serie charakteryzuje duże zróżnicowanie wartości maksymalnych szerokości pasów ruchu, w szczególności widoczne jest to dla serii przeprowadzanej w zorientowaniu względem północy 95% N. Rys. 17. Wykres ramkowy szerokości pasów ruchu w poszczególnych wariantach badań podczas przejścia promu nieoznakowanym torem wodnym Rys. 18. Wykres ramkowy szerokości pasów ruchu w poszczególnych wariantach badań podczas przejścia promu oznakowanym torem wodnym 140

17 Badania symulacyjne wskaźnika PNS dla manewru Wnioski Badania ekspertowe z wykorzystaniem ankiet oraz analiza statystyczna pasów ruchu prowadzą do następujących wniosków: najkorzystniejszym zorientowaniem podczas manewrów przejścia torem wodnym jest zorientowanie względem osi toru; eksperci oraz analiza statystyczna wykazała większą przydatność zorientowania względem osi toru ze zmianą co 10º w stosunku do zmiany co 20º; należy przeprowadzić dodatkowe testy dla określenia optymalnej wartości zmiany osi toru z dodatkowym uwzględnianiem wartości zmiany co 5 ; wskaźnik PNS powinien przedstawiać zarówno oś toru, jak i bezpieczne izobaty (linie brzegowe) zawężające dostępny akwen manewrowy co podnosi precyzję manewrowania statkiem; wskaźnik PNS powinien wyświetlać parametry odległości położenia kadłuba od osi toru. Literatura 1. Gucma M., Testowanie interfejsów użytkownika w pilotowych systemach nawigacyjnych. Konferencja IRM 2003, Zeszyty Naukowe nr 70 WSM w Szczecinie, Szczecin Gucma M., Metody symulacyjne w optymalizacji informacji nawigacyjnej na potrzeby Pilotowych Systemów Nawigacyjnych. VI Sympozjum Nawigacyjne, AM Gdynia Gucma S., Information System of Ship Pilotage Support in restricted Areas. Konferencja Niezawodności i Bezpieczeństwa Systemów, Gdynia Gucma S., Inżynieria ruchu morskiego. Okrętownictwo i Żegluga, Gdańsk Ślączka W., Wymiarowanie obszaru manewrowania statku na podstawie analizy ryzyka awarii. Rozprawa doktorska, WSM Szczecin Ślączka W., Metoda statystyczna wyznaczania granic typów dróg wodnych. XIV th International Scientific and Technical Conference The part of navigation in support of human activity on the sea, AMW Gdynia Ślączka W., Guziewicz J., Metody wyznaczania obszaru manewrowania statku stosowane w badaniach symulacyjnych. VII Międzynarodowa Konferencja Naukowo-Techniczna Inżynierii Ruchu Morskiego. Szczecin

18 Maciej Gucma, Wojciech Ślączka Recenzenci dr hab. inż. kpt. ż.w. Zbigniew Burciu, prof. AM w Gdyni prof. dr hab. inż. Bernard Wiśniewski Adres Autorów mgr inż. Maciej Gucma dr inż. Wojciech Ślączka Akademia Morska w Szczecinie Instytut Inżynierii Ruchu Morskiego ul. Wały Chrobrego 1/ Szczecin 142