ZARZ DZANIE RYZYKIEM W TECHNOLOGII MORSKIEGO TRANSPORTU ADUNKU

Transkrypt

1 1 IOURI SEMENOV ZARZDZANIE RYZYKIEM W TECHNOLOGII MORSKIEGO TRANSPORTU ADUNKU 1. Wstp W ostatnim wierwieczu w Europie notowano cigy wzrost wydajnoci transportowej, której ilociow ocen przedstawiono w tabeli 1. Tabela 1 Trendy i planowany przyrost wydajnoci przewozowej w Unii Europejskiej Okres (lata) redni przyrost wydajnoci przewozowej w cigu roku (tkm) Transport drogowy Transport ródldowy Transport morski ,3 0,3 5, ,0 0,1 1, ,8 1,4 3,0 Scenariusz planowany na Pesymistyczny 3,0 0,5 2,0 ródo: The EU Commission, DG TREN Statistics. Realny 3,5 1,0 2,5 Optymistyczny 4,0 1,5 3,0 Jak wynika z tej tabeli znaczna cz przewozów w Unii Europejskiej przypada na transport morski i ródldowy. Specyfik tych gazi transportu s trudne warunki eksploatacyjne, co powoduje du liczb róde awaryjnoci przy przewozach adunków drog wodn. Potencjalne róda takiej awaryjnoci pokazane s na rysunku 1. 1 Prof. dr hab. in. Iouri Semenov FIMEST, Politechnika Szczeciska, Kierownik Katedry Logistyki i Ekonomiki Transportu.

2 74 Iouri Semenov ZAKÓCENIA W RODOWISKU SZTUCZNYM dotyczce: infrastruktury morskiej; infrastruktury przybrzenej; infrastruktury brzegowej; infrastruktury cznoci itp. RODOWISKOWE RÓDA AWARYJNOCI EGLUGOWE RÓDA AWARYJNOCI EKSTREMALNE WARUNKI RODOWISKA NATURALNEGO dotyczce: falowania morskiego; wiatru; prdów morskich; stanu gruntu dna itp. Niesprawnoci: konstrukcji kaduba; mechanizmów; urzdze okrtowych itp. Bdne decyzje: zaogi; pasaerów; personelu produkcyjnego itp. Odchylenia parametrów prac: rozmieszczenia adunków; przeadunkowych; zaopatrzeniowych itp. Rys. 1. Potencjalne róda awaryjnoci w systemie transportu morskiego ródo: opracowanie wasne. Analiza licznych przypadków awaryjnoci statków transportowych pokazaa, e: ryzyko transportowania adunków drog wodn zaley od czterech grup czynników wymienionych na rysunku 2. potrzebne jest stworzenie skutecznej metodyki zarzdzania ryzykiem przewozu adunków statkami. Czynniki ryzyka transportowania adunku Waciwoci adunku Sposoby rozmieszczenia i warunki skadowania adunku Oddziaywania zewntrz. na system statek- -adunek Awaryjne uszkodzenia opakowa adunków Rys. 2. Czynniki ryzyka przewozu adunków drog wodn ródo: opracowanie wasne.

3 Zarzdzanie ryzykiem w technologii morskiego transportu adunku 75 Zoono tego zadania okrelona jest rónorodnoci moliwych oddziaywa na ten system wskutek tego, e: charakterystyki adunku umieszczanego na statku mog zmienia si w kadym rejsie; warunki skadowania adunku na konkretnym statku s róne; wystpienie pewnych zagroe moe mie rónorodne skutki od nieznacznych zmian parametrów statecznoci w wyniku przemieszczenia adunku do katastrofalnych; dynamika przemieszczenia adunku w trakcie rejsu zmienia si w zalenoci od warunków pogodowych, typu urzdze mocujcych adunek itp. [1]. 2. Model scenariusza wystpienia ryzyka transportowego w egludze Omówimy zasady opracowania uproszczonego modelu scenariusza zakadajc, e jest on skomponowany: tylko w granicach wspózalenych procesów ruchu statku i przemieszczenia przewoonego na nim adunku; na przykadzie adunku masowego, który charakteryzuje si najbardziej zoon dynamik przemieszczenia, majc zaleno wieloczynnikow od zewntrznych warunków pogodowych i ruchu statku; z uwzgldnieniem wzajemnych zwizków dynamik przemieszczania si statku w morzu i adunku w jego adowniach, co pozwala rozpatrywa system otoczenie statek adunek zgodnie z kryteriami bezpieczestwa transportu adunków w morzu; z uwzgldnieniem wyników bada zachowania si statku w morzu, prowadzonych z hydromechaniki, mechaniki okrtów itp. Przyjcie tych zasad daje moliwo utworzenia uproszczonego modelu moliwego przewracania si statku (rys. 3). Scenariusz skomponowany nawet wg takiego uproszczonego modelu powinien zapewnia wszechstronne badanie dynamiki zachowania si: statku z adunkiem masowym przy regularnym falowaniu; statku z adunkiem masowym przy rónorodnych rodzajach koysania w tym powodujcych zmienne przechylenia i przegbienia; adunku masowego w procesie transportu i warunków jego krytycznego i awaryjnego przemieszczenia si [4], [5].

4 76 Iouri Semenov Przyczyny inicjujce: niesprzyjajce warunki meteorologiczne, braki w normowaniu wymaga dotyczcych bezpiecznego przewozu adunków, niebezpieczne cechy adunków itp. (Pierwotne Czynniki Poraajce PCP ) Przyczyna towarzyszca PCP: Przyczyna towarzyszca PCP: bdne decyzje czonków zaogi niedopuszczalny kt przechylenia statku + poryw (czynnik ludzki indywidualny) wiatru (czynnik przyrodniczo-klimatyczny) Statek + adunek Przyczyna gówna: przemieszczenie si adunku; bdne dziaania zaogi. wtórny czynnik poraajcy - WCP Przyczyna bezporednia, towarzyszca WCP: zmniejszenie ramion prostujcych na grzbiecie fali (czynnik technologiczny) Utrata statku (adunku) Statek + przesunity adunek (nadzwyczajny reim eksploatacji) Rys. 3. Model specjalistyczny scenariusza wystpienia i rozwoju zagroenia na masowcach ródo: opracowanie wasne. Czynniki eksploatacyjne, okrelajce dynamik zachowania si systemu statek adunek w morzu Tabela 2 Czynniki eksploatacyjne Charakterystyka czynników eksploatacyjnych Zewntrzne Wewntrzne Stae Zmienne Obcienia otoczenia: statyczne; + + dynamiczne; + + Zwizany z cechami: geometrycznymi; + + fizycznymi; + + Obcienia adunku: od wytrzymaociowymi; + + chemicznymi; + + zdolnoci do filtracji wilgoci; + + form stosu itp ródo: opracowanie wasne na podstawie: Baranowski M.: Bezpieczestwo transportu adunku morzem. M, 1985.

5 Zarzdzanie ryzykiem w technologii morskiego transportu adunku 77 Jak wynika z rysunku 3 zmiany w stanie systemu statek adunek spowodowane s niesprzyjajcymi warunkami meteorologicznymi oraz niebezpiecznymi cechami adunków, które mona podzieli na wewntrzne i zewntrzne, stae oraz zmienne. Ich skomasowan charakterystyk przytoczono w tabeli 2. Dziaanie omówionych czynników prowadzi do licznych zmian w stanie systemu statek adunek, które mona podzieli na bezpieczne, krytyczne i awaryjne (tab. 3). Podstawowe stany systemu statek adunek Tabela 3 Nr Stan 1 Statek w bezpiecznym reimie przeadunku 2 Statek w reimie przeadunku z przemieszczonym adunkiem 3 Statek w reimie transportu adunku ze stabilnym stosem 4 Statek w reimie transportu adunku z niestabilnym stosem 5 Statek w awaryjnym reimie (przy ponadkrytycznym przemieszczeniem adunku) ródo: opracowanie wasne. Wówczas model scenariusza ryzyka transportowego moe by skomponowany na nastpujcych zaoeniach: prawdopodobiestwo znajdowania si systemu w bezpiecznych stanach nr 1 lub nr 3 wynosi w granicach 0,999 0,9995; prawdopodobiestwo przejcia tego systemu w krytyczny stan nr 2 lub nr 4 nie przekracza ; prawdopodobiestwo przejcia systemu ze stanu krytycznego w awaryjny nr 5 mniej ni 10-4 i w znacznym stopniu zaley od stopnia profesjonalizmu dziaania zaogi; prawdopodobiestwo przejcia systemu ze stanu nr 1 lub nr 3 bezporednio w stan nr 5 jest moliwe, ale mao prawdopodobne. Jedn z przyczyn tego rodzaju przejcia moe by negatywny wpyw statycznego kta przechylenia na bezpieczestwo statku. Dowiadczenie eksploatacji statków transportowych i przeprowadzone badania pozwoliy na ustalenie szeregu warunków, przy spenieniu których pewne trajektorie rozwoju scenariusza Zagroenia utraty statecznoci..., kocz si wywróceniem si statków, jak to pokazano na rysunku 4. I tak stwierdzono, e:

6 78 Iouri Semenov przy przemieszczeniu adunku w granicach o koysanie statku moe inicjowa jego wywrócenie si bez dalszego przemieszczenia adunku; statyczny kt przechylenia statku o 12 o, powstay w wyniku przemieszczenia si adunku masowego, zgodnie z konwencj SOLAS, uwaany jest za maksymalnie dopuszczalny [2], [3]. a) b) o c) d) Rys. 4. Etapy zatonicia koreaskiego trawlera Han Kil ródo: opracowanie wasne. Logika procesu zarzdzania stabilnoci bezpiecznych reimów eksploatacji obiektu przedstawiona na rys Sposób kompozycji scenariusza zarzdzania ryzykiem transportowym Zadanie kompozycji scenariusza rozwizuje si w trzech etapach: Etap pierwszy 1. Opracowuje si informacyjn baz danych obejmujc rozkadów prawdopodobiestw: stanu rodowiska zewntrznego, awaryjnych reimów eksploatacji statków, waciwoci przewoonych adunków itp. 2. Ustala si dopuszczalne wartoci kryteriów stabilnoci stosu adunku. 3. Przyjmuje si kryterium niedopuszczenia transformacji fazy Sytuacja nadzwyczajna w faz Awaryjny reim eksploatacji.

7 Zarzdzanie ryzykiem w technologii morskiego transportu adunku 79 Formuowanie celów i normowanie poziomu bezpieczestwa statku Uogólnienie i scenariusz analizy informacji o potencjalnych zagroeniach Ocena realnych rozmiarów ryzyka skutków negatywnych Okrelenie prawdopodobiestwa wystpienia i likwidacji sytuacji nadzwyczajnych Opracowanie wariantów projektu wsparcia bezpiecznych reimów eksploatacji Wybór strategii zarzdzania ryzykiem transportowym Wybór sposobu zwikszenia jakoci podejmowanych decyzji Uwzgldnienie psychologicznej percepcji sytuacji ryzykownych Program dziaa dotyczcych stabilnoci bezpiecznych reimów eksploatacji statków Organizacja i realizacja przyjtego programu dziaa Analiza i ocena wyników realizacji programu dziaania dotyczcego wsparcia stabilnoci bezpiecznych reimów eksploatacji statków Kontrola wykonania przyjtego programu Rys. 5. Logika procesu zarzdzania stabilnoci bezpiecznych reimów eksploatacji statku ródo: opracowanie wasne. Etap drugi 1. Buduje si opis dynamiki zachowania si systemu statek adunek. Celem tego opisu jest przeksztacenie charakterystyk warunków eglugi statku transportowego, waciwoci przewoonego adunku, form stosu adunku itp. w wartoci kryterium stabilnoci stosu adunku SC. Jednoczenie trzeba mie na uwadze, e adunek masowy skada si z ogromnej iloci czstek, których opisanie zachowania wymaga zastosowania tak zwanego ujcia makroskopowego. Zgodnie z tym ujciem: pod pojciem przemieszczenie si adunku rozumie si przesunicie pewnej jego objtoci; moliwe odchylenia w wartociach charakterystyk wytrzymaociowych sztapli adunku eliminuje si poprzez wprowadzenie do ogólnego modelu systemu statek adunek wspóczynnika korekcyjnego k Q ; w celu uwzgldnienia prawdopodobnych zmian w ruchu statku na falach morskich, do ogólnego systemu statek adunek wprowadza si wspóczynnik korekcyjny dotyczcy obcie zewntrznych k s ; w celu wzrostu wiarygodnoci wyników modelowania procesu zniszczenia masywu sztapli adunku wprowadza si wspóczynnik rezerwy k.

8 80 Iouri Semenov Zastosowanie takiego ujcia pomaga wyeliminowa konieczno opisu zachowania si poszczególnych czstek adunku metodami rachunku prawdopodobiestwa, istotnie upraszcza model zachowania si adunku w systemie statek adunek. 2. Ustala si przedstawienie funkcji dynamiki zachowania si systemu w nastpujcej postaci: gdzie: f: I 1 I 2, (1) I 1 wejciowa informacja w postaci zbioru czynników wewntrznych i zewntrznych okrelajcych dynamik zachowania si statek adunek ; I 2 wyjciowa informacja w postaci zbioru wartoci kryteriów nieprzemieszczalnoci adunku w rónorodnych stanach systemu statek adunek. 3. Bada si funkcj f, któr mona otrzyma na drodze eksperymentalnej lub teoretycznej. Posugujc si ogóln teori katastrof, w celu okrelenia tej funkcji mona wykorzysta model Toma-Zimana, zakadajcy kanoniczne formy zapisu tej funkcji w postaci fady, zmarszczki, ogona jaskóki, motyla itp. Zgodnie z tym zaoeniem przy opisie dynamiki zachowania si systemu statek adunek naley uwzgldni, e: jego stany ze wzgldu na swoj natur zalicza si do procesów przypadkowych; dynamika systemu statek adunek ze wzgldu na swoj natur jest stochastyczna; przynajmniej cz parametrów zmian stanów systemu statek adunek ma charakter nieliniowy. Etap trzeci zorientowany jest na: 1. Opracowanie scenariusza obejmujcego zbiór moliwych trajektorii wystpienia i rozwoju czynników poraajcych przy przemieszczeniu si adunku. 2. Analiz tego scenariusza w celu oceny dopuszczalnoci pewnych stanów systemu statek adunek wedug kryteriów stabilnoci stosu adunku. Warunki niedopuszczania do katastrofy morskiej w systemie statek adunek przy moliwym przemieszczeniu si tego ostatniego maj posta: Warunek A: SC 0, jako wynik spenienia nierównoci lim, (2) Warunek B: gdzie: SC lim, jako wynik spenienia nierównoci, (3) lim maksymalnie dopuszczalna warto kryterium niestabilnoci stosu adunku, SC SC lim

9 Zarzdzanie ryzykiem w technologii morskiego transportu adunku 81 lim maksymalnie dopuszczalny kt przechylenia kaduba statku w wyniku przemieszczenia si adunku, SC statyczny kt przechylenia kaduba statku w wyniku przemieszczenia si adunku. Naturalne rodowisko zewntrzne Czynniki przyrodniczo-klimatyczne (wiatr, falowanie, prdy itp.) Statek bez adunku Statek z adunkiem Informacyjna baza danych dotyczca rozkadu prawdopodobiestwa wystpienia zagroe Kinematyczny model systemu statek-adunek z uwzgldnieniem rónych stanów rodowiska zewntrznego wspóczynnik ks Ocena stanów systemu statek-adunek wg wartoci kryterium sc,. Podejmowanie decyzji zapobiegajcych katastrofy Model ponadkrytycznych przemieszcze stosu adunku podczas funkcjonowania systemu statek-adunek wspóczynnik k Czynnik ludzki (przeadunek statku w porcie adunku na terytorium portu) Makroskopowy model przemieszczenia si stosu adunku podczas jego transportu wspóczynnik kq Sztuczne rodowisko zewntrzne Informacyjna baza danych dotyczca fizycznych, chemicznych, wytrzymaociowych waciwoci adunków(podczas ich transportu morzem) Rys. 6. Kolejno oceny stanów systemu statek adunek ródo: opracowanie wasne. Zauwamy, e warunek A odpowiada wymaganiom wyszego poziomu bezpieczestwa adunkowego transportu morskiego, a warunek B poziomu obnionemu. W zalenoci od przyjtego poziomu powinny by podejmowane te lub inne decyzje dotyczce zapewnienia bezpieczestwa systemu statek adunek (rys. 6).

10 82 Iouri Semenov Bibliografia 1. Baranowski M.: Bezpieczestwo transportu adunku morzem. M, Bist D.S.: Safety and Security at Sea. Butterworth Heinemann, Oxford, Dokumentacja poawaryjna na morskich statkach handlowych. Trademar, Gdynia, Kuo C.: Managing Ship Safety, RINA, London, Semenov I.N.: Factors of Safety Ships Operating. EXPLO-SHIP 99, pp Semenov I.N.: Problems of Risk Management in Marine Industry, St.-Petersburg, Maritime Journal, 2001, 3/4, pp Acknowledgement This article was supported by the State Committee for Scientific Research, Poland-BW/2002.