PROCESY NAWIGACYJNE W SYSTEMIE DYNAMICZNEGO ZAPASU WODY POD STĘPKĄ DUKC (DYNAMIC UNDER KEEL CLEARANCE )

Podobne dokumenty
SYSTEMY DYNAMICZNEGO USTALANIA WARTOŚCI ZAPASU WODY POD STĘPKĄ NA PŁYTKOWODZIU

UNIKANIE NIEBEZPIECZNYCH SYTUACJI W ZŁYCH WARUNKACH POGODOWYCH W RUCHU STATKU NA FALI NADĄŻAJĄCEJ

Inżynieria Ruchu Morskiego wykład 01. Dr inż. Maciej Gucma Pok. 343 Tel //wykłady tu//

WYBRANE WARIANTY PLANOWANIA PODRÓŻY STATKU W ŻEGLUDZE OCEANICZNEJ

POZIOM UFNOŚCI PRZY PROJEKTOWANIU DRÓG WODNYCH TERMINALI LNG

Wymiary akwenu w płaszczyźnie pionowej bezpieczna głębokość podawana zazwyczaj w postaci stosunku minimalnej rezerwy wody pod kilem do zanurzenia

Przedmowa 12 Od wydawcy 15 Wykaz ważniejszych oznaczeń 16

PLANOWANIE PODRÓŻY MORSKIEJ Z UWZGLĘDNIENIEM RYZYKA NAWIGACJI MORSKIEJ W REJONACH OGRANICZONYCH

PRZEPISY PUBLIKACJA NR 19/P ANALIZA STREFOWEJ WYTRZYMAŁOŚCI KADŁUBA ZBIORNIKOWCA

MORSKIE PLANOWANIE PRZESTRZENNE A PLANOWANIE NAWIGACJI W REJONACH OGRANICZONYCH

OCENA GŁĘBOKOŚCI TORU PODEJŚCIOWEGO NA POŁUDNIE OD ŁAWICY SŁUPSKIEJ W ASPEKCIE OBSŁUGI JEDNOSTEK O MAKSYMALNYCH GABARYTACH METODA ROZBUDOWANA

WPROWADZENIE. Grzegorz Rutkowski Akademia Morska W Gdyni

Modelowanie ryzyka dla dużych statków podczas kotwiczenia

Przykłady wybranych fragmentów prac egzaminacyjnych z komentarzami Technik nawigator morski 314[01]

Grzegorz Rutkowski Akademia Morska w Gdyni

I. KARTA PRZEDMIOTU INŻYNIERIA BEZPIECZEŃSTWA NAWIGACJI

DOMENA STATKU W NAWIGACJI MORSKIEJ

ZESZYTY NAUKOWE NR 2 (74) AKADEMII MORSKIEJ W SZCZECINIE

Akademia Morska w Szczecinie STUDIA NIESTACJONARNE WEBSITE LEARNING. Przedmiot: RATOWNICTWO MORSKIE. Ćwiczenia

PUBLIKACJA INFORMACYJNA NR 22/I METODA OBLICZANIA I OCENY STATECZNOŚCI STATKU NA FALI NADĄŻAJĄCEJ

ROZDZIAŁ 1. NAWIGACJA MORSKA, WSPÓŁRZĘDNE GEOGRAFICZNE, ZBOCZENIE NAWIGACYJNE. KIERUNEK NA MORZU.

Zapas wody pod stępką gazowców LNG na podejściu do Świnoujścia

PLANOWANIE KOTWICZENIA DUŻYCH STATKÓW NA GŁĘBOKICH KOTWICOWISKACH

Probabilistyczny model oceny bezpieczeństwa na akwenach przybrzeżnych. Marcin Przywarty

OCENA GŁĘBOKOŚCI TORU PODEJŚCIOWEGO NA POŁUDNIE OD ŁAWICY SŁUPSKIEJ W ASPEKCIE OBSŁUGI JEDNOSTEK O MAKSYMALNYCH GABARYTACH METODY UPROSZCZONE

WPŁYW PRĄDÓW MORSKICH NA BEZPIECZNĄ REALIZACJĘ PLANU PODRÓŻY W REJONIE TRUDNYM NAWIGACYJNIE

ZESZYTY NAUKOWE NR 1(73) AKADEMII MORSKIEJ W SZCZECINIE

System AIS. Paweł Zalewski Instytut Inżynierii Ruchu Morskiego Akademia Morska w Szczecinie

OCENA STATECZNOŚ CI DYNAMICZNEJ OKRĘ TU NA PODSTAWIE WYMAGAŃ PRZEPISÓW POLSKIEGO REJESTRU STATKÓW

Literatura: Maciej Gucma, Jakub Montewka, Antoni Zieziula Urządzenia nawigacji technicznej Krajczyński Edward Urządzenia elektronawigacyjne

lp tematy pracy promotor dyplomant data otrzymania tematu uwagi ZAKŁAD URZĄDZEŃ NAWIGACYJNYCH

MANEWR OSTATNIEJ CHWILI OCENA I ANALIZA DLA MASOWCA W ZALEŻNOŚCI OD ODLEGŁOŚCI ROZPOCZĘCIA MANEWRU I KĄTA KURSOWEGO

Metoda określania pozycji wodnicy statków na podstawie pomiarów odległości statku od głowic laserowych

EGZAMIN POTWIERDZAJĄCY KWALIFIKACJE W ZAWODZIE Rok 2019 CZĘŚĆ PRAKTYCZNA

ODDZIAŁYWANIE RUCHU STATKU NA LIP W OBSZARZE TORU PODEJŚCIOWEGO DO PORTU

ZESZYTY NAUKOWE NR 2 (74) AKADEMII MORSKIEJ W SZCZECINIE. Założenia budowy modelu uderzenia statku w dno akwenu portowego

HARCERSKI OŚRODEK MORSKI PUCK ZWIĄZKU HARCERSTWA POLSKIEGO. 3. Wiadomości o jachtach motorowych i motorowo-żaglowych. Duże jachty motorowe.

Podstawy Automatyzacji Okrętu

System Automatycznej Identyfikacji. Automatic Identification System (AIS)

PODSTAWY NAWIGACJI Pozycja statku i jej rodzaje.

AKADEMIA MORSKA W SZCZECINIE WYDZIAŁ NAWIGACYJNY ZAKŁAD BUDOWY I STATECZNOŚCI STATKU INSTRUKCJA

I. KARTA PRZEDMIOTU CEL PRZEDMIOTU

Badania ANALIZA PORÓWNAWCZA METOD WYZNACZANIA SZEROKOŚCI PASA RUCHU STATKU ŚRÓDLĄDOWEGO NA ODCINKU PROSTOLINIOWYM

ZESZYTY NAUKOWE NR 11(83) AKADEMII MORSKIEJ W SZCZECINIE

BADANIA DOSTĘPNOŚCI SYSTEMU DGPS NA DOLNEJ ODRZE RESEARCH ON THE AVAILABILITY OF DGPS SYSTEM ON THE LOWER ODRA RIVER

WYNIKI BADAŃ CHARAKTERYSTYKI PRĘDKOŚCIOWEJ MODELU STATKU Z NAPĘDEM HYBRYDOWYM

Jan P. Michalski. Podstawy teorii projektowania okrętów

Warszawa, dnia 11 grudnia 2013 r. Poz ROZPORZĄDZENIE MINISTRA TRANSPORTU, BUDOWNICTWA I GOSPODARKI MORSKIEJ 1) z dnia 26 listopada 2013 r.

CZERPALNYCH W RAMACH UTRZYMANIA I MODERNIZACJI INFRASTRUKTURY TRANSPORTU MORSKIEGO

OKREŚLENIE PARAMETRÓW PORTU ZEWNĘTRZNEGO W ŚWINOUJŚCIU W ASPEKCIE BEZPIECZEŃSTWA EKSPLOATACJI GAZOWCÓW LNG

OBSZARY BADAŃ NAUKOWYCH

PROGRAMOWANIE DYNAMICZNE W ROZMYTYM OTOCZENIU DO STEROWANIA STATKIEM

Instytut Budownictwa Wodnego Polskiej Akademii Nauk. Gdańsk Oliwa ul. Kościerska 7.

ANALIZA CZYNNIKÓW WPŁYWAJĄCYCH NA BEZPIECZEŃSTWO ŻEGLUGI W REJONACH KIEROWANIA RUCHEM STATKÓW VTS

PUBLIKACJA INFORMACYJNA NR 21/I WPŁYW ZBIORNIKÓW STABILIZACYJNYCH ZE SWOBODNYMI POWIERZCHNIAMI CIECZY NA AMPLITUDĘ KOŁYSANIA STATKU

WYKORZYSTANIE MES DO WYZNACZANIA WPŁYWU PĘKNIĘCIA W STOPIE ZĘBA KOŁA NA ZMIANĘ SZTYWNOŚCI ZAZĘBIENIA

EGZAMIN POTWIERDZAJĄCY KWALIFIKACJE W ZAWODZIE Rok 2018 CZĘŚĆ PRAKTYCZNA

SYSTEM PODEJMOWANIA DECYZJI WSPOMAGAJĄCY DOBÓR NASTAW UKŁADU NAPĘDOWEGO STATKU ZE ŚRUBĄ NASTAWNĄ

Symulacyjne badanie wpływu systemu PNDS na bezpieczeństwo i efektywność manewrów

Rozwój prac projektowych przemysłowego systemu wydobywania konkrecji z dna Oceanu Spokojnego poprzez realizację projektów badawczo-rozwojowych

Dziennik Ustaw 15 Poz. 460 ZAKRES WYMAGAŃ EGZAMINACYJNYCH

Politechnika Gdańska Wydział Oceanotechniki i Okrętownictwa St. inż. I stopnia, sem. IV, Transport. Luty Automatyzacja statku 1.

Marzec Politechnika Gdańska Wydział Oceanotechniki i Okrętownictwa St. inż. I stopnia, sem. IV, Oceanotechnika, ZiMwGM

Falowanie czyli pionowy ruch cząsteczek wody, wywołany rytmicznymi uderzeniami wiatru o powierzchnię wody. Fale wiatrowe dochodzą średnio do 2-6 m

ZESZYTY NAUKOWE NR 11(83) AKADEMII MORSKIEJ W SZCZECINIE. Wpływ linii żeglugowej i wielkości statku na średnią długoterminową prędkość

Komentarz technik nawigator morski 314[01]-01 Czerwiec 2009

ZESZYTY NAUKOWE NR 2 (74) AKADEMII MORSKIEJ W SZCZECINIE. Układy współrzędnych stosowane w nawigacji na akwenach ograniczonych

DOBÓR PRĘDKOŚCI BEZPIECZNEJ ORAZ MANEWRY KOTWICZENIA DLA STATKU TYPU VLCC NA TORZE PODEJŚCIOWYM DO PORTU PÓŁNOCNEGO GDAŃSK

Wsparcie projektowania badaniami modelowymi na przykładzie projektu VIDAR. Przygotował: Tomasz Płotka - StoGda

Identyfikacja zagrożeń powodziowych w obszarze pilotowym projektu MOMENT, zgodnie w wymogami Dyrektywy Powodziowej

I. KARTA PRZEDMIOTU. Wyrobienie umiejętności korzystania z metod zliczenia matematycznego.

Rozdział VI Pilotaż

ODKSZTAŁCENIA I ZMIANY POŁOŻENIA PIONOWEGO RUROCIĄGU PODCZAS WYDOBYWANIA POLIMETALICZNYCH KONKRECJI Z DNA OCEANU

Pomiar rezystancji metodą techniczną

Warszawa, dnia 16 grudnia 2013 r. Poz ROZPORZĄDZENIE MINISTRA TRANSPORTU, BUDOWNICTWA I GOSPODARKI MORSKIEJ 1) z dnia 26 listopada 2013 r.

SYSTEM WSPOMAGANIA DECYZJI KAPITANA W TRUDNYCH WARUNKACH POGODOWYCH

KLASYFIKACJI I BUDOWY STATKÓW MORSKICH

Sposoby opisu i modelowania zakłóceń kanałowych

OPIS PRZEDMIOTU ZAMÓWIENIA

ZESZYTY NAUKOWE NR 11(83) AKADEMII MORSKIEJ W SZCZECINIE. Dynamiczne programowanie trasy statku z uwzględnieniem omijania cyklonów tropikalnych

LABORATORIUM PROCESÓW STOCHASTYCZNYCH

Rozkład prędkości statków na torze wodnym Szczecin - Świnoujście

Stanisław Gucma Budowa terminalu LNG w Świnoujściu : ocena dotychczasowych działań. Ekonomiczne Problemy Usług nr 49,

ZESZYTY NAUKOWE NR 11(83) AKADEMII MORSKIEJ W SZCZECINIE. Wpływ czynników hydrometeorologicznych na bezpieczeństwo wejścia statku do portu

PLANOWANIE NAWIGACJI PILOTAŻOWEJ

INŻYNIERIA RZECZNA Konspekt wykładu

Obciążenia, warunki środowiskowe. Modele, pomiary. Tomasz Marcinkowski

Analiza stanów gry na potrzeby UCT w DVRP

LABORATORIUM PODSTAW TELEKOMUNIKACJI

Metoda wizualizacji danych z AIS na potrzeby nawigatora

Dokładność pozycji. dr inż. Stefan Jankowski

Prof. dr hab. inż. Tadeusz Szelangiewicz. transport morski

Optymalizacja konstrukcji wymiennika ciepła

III LUBELSKIE FORUM DROGOWE POLSKI KONGRES DROGOWY Puławski węzeł drogowy Puławy, 5 6 kwietnia 2018 r.

WYMAGANIA WSTĘPNE W ZAKRESIE WIEDZY,

ZESZYTY NAUKOWE NR 2 (74) AKADEMII MORSKIEJ W SZCZECINIE. Prognozowany zasięg pola sztormowego cyklonu tropikalnego jako domena rozmyta cyklonu

PRZEPISY KLASYFIKACJI I BUDOWY DOKÓW PŁYWAJĄCYCH

PROGRAM SZKOLENIA Jachtowy sternik morski teoria e-learning stan na dzień:

nawigację zliczeniową, która polega na określaniu pozycji na podstawie pomiaru przebytej drogi i jej kierunku.

ZESZYTY NAUKOWE NR 11(83) AKADEMII MORSKIEJ W SZCZECINIE

Transkrypt:

Mirosław Jurdziński Akademia Morska w Gdyni PROCESY NAWIGACYJNE W SYSTEMIE DYNAMICZNEGO ZAPASU WODY POD STĘPKĄ DUKC (DYNAMIC UNDER KEEL CLEARANCE ) W pracy przedstawiono założenia działania lądowego systemu wspomagania nawigacji w rejonach trudnych nawigacyjnie, w celu prowadzenia efektywnej i bezpiecznej nawigacji. Omówiono zakres informacji przekazywanych z systemu lądowego na statki do wiadomości kapitanów oraz pilotów. Opisano również metody określania zapasu wody pod stępką w systemie DUKC (Dynamic Under Keel Clearance). Słowa kluczowe: planowanie podróży, zapas wody pod stępką. WSTĘP Wejście do portów dużego statku, przechodzącego przez rejon płytkowodzia, torem wodnym lub kanałem, w czasie zakłóceń zewnętrznych, wiąże się z określonym ryzykiem, szczególnie w obszarach pływowych. W większości portów na świecie władze portowe wprowadzają wspomaganie nawigacji morskiej po wodach będących w ich jurysdykcji, otwierając na lądzie ośrodki, których celem jest pomoc kapitanom w bezpiecznym ruchu statków przepływających lub zawijających do portów. Tworzone są systemy dynamicznego określania zapasu wody pod stępką na trasach pilotowania statku. Głównie chodzi o przekazywanie na statki, w systemie ciągłym, informacji o bezpiecznym zapasie wody pod stępką, wartościach bezpiecznego zanurzenia, prędkości oraz czasu trwania okna pływowego w rejonach pływowych. Kapitanowie statków o dużym zanurzeniu nie posiadają odpowiednio aktualnych informacji o dynamice zmian zakłóceń zewnętrznych, co powoduje, że nie są w stanie na bieżąco określać wartości zapasu wody pod stępką oraz innych elementów bezpiecznej żeglugi. Na rysunku 1 przedstawiono ideowy schemat systemu DUKC, stosowanego w rejonach pływowych do pomocy w nawigacji, w celu bezpiecznego określania zapasu wody pod stępką oraz czasu trwania okna pływowego. Trasa w takich systemach podzielona jest na kilka odrębnych obszarów (faz), w których statek może poruszać się z właściwą prędkością ze względu na zanurzenie, przy określonej głębokości wody zmieniającej się w czasie (w oknie pływowym).

34 ZESZYTY NAUKOWE AKADEMII MORSKIEJ W GDYNI, nr 86, grudzień 2014 Rys. 1. Schemat modelu systemu DUKC Fig. 1. Diagram of DUKC system model H W = T S + Z [m] H W wymagana głębokość na trasie Δt = t 2 t 1 [h] Δt wymagany czas trwania okna pływowego (okres) Rys. 2. Okno pływowe na swobodny przepływ statku na trasie dla bezpiecznej wartości Z [6] Fig. 2. Tidal Window during the ship passage in restricted area under save UKC

M. Jurdziński, Procesy nawigacyjne w systemie dynamicznego zapasu wody pod stępką DUKC... 35 1. ZAKRES INFORMACJI WYKORZYSTYWANY W SYSTEMACH DUKC System DUKC jest wykorzystywany do prognozowania istotnych (głównych) elementów związanych z bezpiecznym ruchem statków. Do nich zalicza się: prędkość bezpieczną statku dla wartości Z oraz zanurzenie i zapas wody pod stępką. Dodatkowym, ważnym elementem w rejonach pływowych jest informacja dla kapitana (pilota) o okresie trwania okna pływowego. Na dłuższych trasach, odległych od portu, zachodzi konieczność prognozowania prędkości fali pływowej, dynamiki przemieszczania się okna pływowego w trakcie przypływu lub odpływu fali pływowej. W każdym systemie DUKC można wyróżnić trzy grupy danych, jak: (S) statek (właściwości statyczne i dynamiczne o statku); (D) rejon pływania (parametry); (W) warunki środowiska (główne zakłócenia działające na statek). Rys. 3. Podział poprawek do określania zapasu Z [2] Fig. 3. Corrections classification to UKC calculation Dynamika zmian informacji w grupach różni się. Podobnie modele rozkładu prawdopodobieństwa tych grup są różne. Prowadzi to do różnych form określania wartości zapasu wody pod stępką oraz okna pływowego w systemie DUKC. Można tu mówić o praktycznym wykorzystaniu modelu deterministycznego lub probabilistycznego do obliczenia parametrów Z lub Δt (okna pływowego) [1, 5].

36 ZESZYTY NAUKOWE AKADEMII MORSKIEJ W GDYNI, nr 86, grudzień 2014 Zespół informacji związanych z warunkami środowiska i rejonem pływania, ze względu na dużą dynamikę zmian, stanowi podstawę opracowania zapasu wody pod stępką. Przy modelowaniu wartości zapasu wody pod stępką Z należy wykorzystać informacje dotyczące: stateczności w danym stadium załadowania, jak KG i MG; głównych parametrów geometrycznych statku, jak LBT; kształtów kadłuba (współczynnika pełnotliwości), wyporności; efektów prędkości statku i kąta kursowego natarcia fali: wartości H/T (głębokości wody do zanurzenia statku); parametrów falowania, w tym okresu fali i wpływu falowania na okres kołysań statku, czyli odpowiedzi kadłuba na falę (spektrum falowania). Tabela 1. Klasyfikacja informacji potrzebnych do oceny Z na trasie pływania [5] Table 1. Classification of information to assess UKC during passage Rodzaj procesu nawigacji Zmiany probabilistyczne w czasie ruchu na trasie Zmiany deterministyczne w czasie ruchu na trasie Zmiany probabilistyczne w czasie pływania na trasie Zmiany probabilistyczne kołysania statku na fali Właściwości statyczne S stat. Wymiary statku Moc SG Rodzaj ładunku (przegłębienie) Osiadanie Prędkość Przechył od wiatru Zmiana zanurzenia od falowania Osiadanie w stosunku do kształtu toru (kanału) Przechyły od wiatru Odpowiedź kadłuba na falowanie Zakres warunków w czasie pływania statku na trasie Właściwości dynamiczne S dyn Trasa ruch (faza) Czas Rozkład Prędkość Kurs Dryf Odległość od płycizn (krawędzi toru) Prędkość Kąt kursowy do wiatru Kąt dryfu Odległość od brzegu kanału Czas przepływu (okno pływowe) Właściwości trasy D Osady denne Zmiany głębokości Przeszkody denne Głębokość Szerokość trasy Rodzaj kanału (toru wodnego) Parametry kanału Kształty kanału Kształt dna Aktualne wartości zapasu wody pod stępką Warunki hydrometeorologiczne W Pływy, prądy Falowanie Wiatr Gęstość wody Wartość pływu Warunki prądowe Stan falowania Siła wiatru Rodzaj pływu Warunki pływu Warunki wiatru Falowanie Gęstość wody Warunki falowania (pogoda) gdzie: S stat. elementy dotyczące statku (statyczne), S dyn elementy dotyczące statku (dynamiczne), D elementy związane z trasą ruchu statku, W elementy związane z warunkami pogody na trasie ruchu.

M. Jurdziński, Procesy nawigacyjne w systemie dynamicznego zapasu wody pod stępką DUKC... 37 Dodatkowo zespół informacji związany ze środowiskiem pływania (W) dotyczy: danych parametrów pływu na całej trasie (skok, momenty wystąpienia wód, itp.) wraz z prognozą; danych o pływach on line (z obserwacji na bieżąco); informacji o poziomie morza (z obserwacji, z monitoringu) wraz z prognozami; poziomu zera mapy (monitoring ze stacji); danych hydrograficznych (ostatnie badania, on line); zakresu aktualnych informacji o parametrach statku. W tabeli 1 przedstawiono zakres informacji potrzebnych w procesie nawigacji, w różnych warunkach zewnętrznych, do dynamicznego określenia zapasu wody pod stępką. 2. OMÓWIENIE METOD OKREŚLANIA ZAPASU WODY POD STĘPKĄ Z Zapas Z jest to pionowa odległość między najniższą częścią zanurzonego kadłuba statku a powierzchnią dna morskiego. Wartość ta stanowi główny element uniknięcia awarii wejścia statku na mieliznę lub innego kontaktu statku z elementami dna morskiego. W celu uniknięcia kontaktu kadłuba statku z dnem morza oraz prawidłowej oceny zapasu wody pod stępką zachodzi konieczność przestrzegania szeregu ważnych procedur, mogących mieć wpływ na bezpieczną żeglugę po akwenach ograniczonych (na płytkowodziu, w kanałach, torach wodnych itp.) [3]. 1. Uwzględnienie ugięć lub wygięć kadłuba w zanurzeniu statku. Wymaga tego bezpieczne poruszanie się po zaplanowanej trasie, od strony pełnego morza do portu przeznaczenia, na której zachodzą zmiany gęstości wody. 2. Uwzględnienie zmian zanurzenia powstałych w wyniku: przegłębienia i osiadania, prędkości statku, działania prądów, głębokości wody, parametrów geometrycznych statku, rodzaju i mocy napędu. 3. Uwzględnienie pionowych ruchów kadłuba pojawiających się w wyniku: przechyłów występujących w czasie zwrotów, na fali (przechyły, kiwanie, nurzanie), przechyłów od wiatru. 4. Uwzględnienie zmiany głębokości wody w czasie ruchu na trasie.

38 ZESZYTY NAUKOWE AKADEMII MORSKIEJ W GDYNI, nr 86, grudzień 2014 2.1. Podejście deterministyczne do oceny zapasu Z Model deterministyczny jest to model, który danemu na wejściu zdarzeniu jednocześnie przypisuje konkretny stan. W tym modelu nie ma żadnego elementu losowości. Rozwój modelu jest z góry przesądzony i zależy od parametrów początkowych lub ich wartości poprzednio testowanych. Modele deterministyczne, posiadające zmienne czasowe, stają się modelami prognostycznymi (prognozy prądów, wiatru lub falowania). Przed rozpoczęciem obliczania wartości Z ustanawiane są kryteria, takie jak: 1. Kryterium, którego celem jest unikanie kontaktu dna statku z dnem rejonu pływania (dokładne UKC). 2. Kryterium unikania niebezpiecznych manewrów. Obliczanie zapasu Z, wykorzystujące metodę deterministyczną, stosowane jest na statkach przez nawigatorów. W praktyce nawigacyjnej wstępną ocenę zapasu wody pod stępką określa się za pomocą metody, znanej jako określanie wartości zapasu Z, którą wyraża się procentowo w stosunku do zanurzenia statku: Z = (X) T S [m] (1) gdzie: X wartość procentowa, T zanurzenie statyczne [m]. Wartość X zależy od rejonu pływania i/lub rodzaju dna morskiego. Wartość X = 7 10 w rejonach portowych, gdzie dno jest miękkie, równe (muliste lub piaszczyste). Na dnie kamienistym wartość X zwiększa się nawet do 50. Również rodzaj statku, jego przeznaczenie (np. chemikaliowce, zbiornikowce) wpływa na wartość X. Jednak ten typ oceny Z jest bardzo ogólny i zwykle musi być określany bezpośrednio przez obliczanie. Obliczanie wartości Z odbywa się na podstawie aktualnych informacji oraz danych obejmujących zakres trzech elementów składowych:[3] 1. Oceny wahania poziomu wody (poprawki). 2. Oceny ruchu (dynamiki) kadłuba (zmiany T S ). 3. Oceny parametrów dna morskiego (H O ) (rys. 4). Suma poprawek, obejmująca te trzy grupy, daje w efekcie wartość zapasu wody pod stępką. Z = H T S [m] (2) H = H O + Δh [m] (3) 9 Z = Ri [m] (4) i 1 gdzie: H głębokość wody aktualna, T S zanurzenie statyczne, Ri poprawki statyczne i dynamiczne.

M. Jurdziński, Procesy nawigacyjne w systemie dynamicznego zapasu wody pod stępką DUKC... 39 Na rysunku 4 przedstawiono elementy składowe zapasu Z w postaci poprawek R. W sumie pokazano 9 głównych poprawek do zanurzenia T S (4). Poprawki R można podzielić na statyczne i dynamiczne (rys. 4). Poprawki dynamiczne są to poprawki na falowanie i osiadanie statku w ruchu, pozostałe to tzw. poprawki statyczne. Obejmują one składowe zapasu wody pod stępką i dotyczą takiego zjawiska, jak zmiany parametrów pływu w czasie pływania na trasie. Wskazują także na konieczność stosowania poprawek na: 1. Błędy oceny aktualnego poziomu wody(zera mapy) na trasie. 2. Zanurzenie statyczne. 3. Zmianę gęstości wody w czasie pływania. 4. Wartości osiadania i przegłębienia dynamicznego w ruchu. 5. Falowanie morza (nurzanie kadłuba). 6. Niepewność niektórych głębokości. 7. Zmiany profilu dna morskiego między badaniami. 8. Błędy pogłębiania. 9. Błędy oceny wartości pływu. Na rysunku 4 pokazano inną kolejność rozkładu poprawek z różniącym się opisem. Rys. 4. Deterministyczne podejście do oceny zapasu wody pod stępką [5, 6] Fig. 4. Deterministic approach to UKC determination Drugim ważnym elementem w procesie działania systemu DUKC jest określanie parametrów okna pływowego [6]. Wiąże się to z ustalaniem momentów wejścia na płytkowodziu w ściśle określonym czasie.

40 ZESZYTY NAUKOWE AKADEMII MORSKIEJ W GDYNI, nr 86, grudzień 2014 Ważne tu jest opracowanie kryteriów stosowania okna pływowego: kryterium unikania kontaktu dna statku z mielizną; kryterium unikania niebezpiecznych manewrów. Jednocześnie chodzi o wykorzystanie okresu okna pływowego o maksymalnych wartościach lub maksymalnego zanurzenia w procesie pływania na całej trasie. 2.2. Podejście probabilistyczne do oceny zapasu Z Sposób rozwiązywania wartości zapasu wody pod stępką oraz okna pływowego metodą probabilistyczną wymaga znajomości określania akceptowanego prawdopodobieństwa kontaktu z dnem morskim pojedynczego statku w czasie ruchu na określonej trasie lub znajomości ryzyka prawdopodobieństwa uderzenia kadłuba o dno morza na trasie podczas rejsu: r = P c, gdzie ryzyko (r) równa się prawdopodobieństwu (P) awarii razy konsekwencje (c) kontaktu z dnem pojedynczego statku. Wielkości P i c są trudne do oceny, toteż metoda ta nie może być wykorzystywana przez nawigatorów ze względu na brak możliwości zdobycia odpowiednich danych. Dotyczy to również znajomości średnich błędów poprawek do zanurzenia. Znając dane, wartość Z można obliczyć wzorem: ( 2 2 2 2 2 2 ) 0, S + S + S + S + S S 5 Z = k + [m] (5) 1 2 3 gdzie: k wartość współczynnika w zależności od gęstości rozkładu dla awarii statku przy określonej ilości przejść na określonej trasie, S 1 średni błąd oceny głębokości wody, S 2 średni błąd oceny poziomu pływu, S 3 średni błąd określenia wartości zamulenia trasy, S 4 średni błąd oceny zmiany wartości zasolenia wody na całej trasie, S 5 średni błąd oceny wartości osiadania i przechyłu statku na trasie, S 6 średni błąd oceny zanurzenia statku na trasie. Przykład: Prawdopodobieństwo awarii statku dla 10 000 przejść na określonej trasie, współczynnik k = 3,718 [5]. Zakłada się, że każdy wyżej wymieniony błąd ma rozkład normalny. Mankamentem tej metody jest fakt pominięcia wartości poprawki na falowanie morza. Wartość S 7 poprawki na falowanie morza ma rozkład Raleigha. Należy zatem dodatkowo określić część składowej związanej z falowaniem, aby uzyskać pełną wartość zapasu wody pod stępką. 4 5 6

M. Jurdziński, Procesy nawigacyjne w systemie dynamicznego zapasu wody pod stępką DUKC... 41 2.3. Porównanie metod deterministycznej i probabilistycznej Z badań [6] wynika, że metoda deterministyczna jest bardziej przydatna w praktyce nawigacyjnej. Analiza wykorzystania poszczególnych metod do obliczania wartości Z oraz czasu trwania okna pływowego wykazała wyższość metody deterministycznej. Daje ona możliwość obliczania wydłużenia okna pływowego, zanurzenia statku w wielu portach pływowych ze względu na dostępność danych. Podejście probabilistyczne prowadziło do zmniejszenia czasu okna pływowego oraz zwiększenia wartości Z. W efekcie wejście statków do portów było ograniczone. Istniała konieczność oczekiwania statku przed wejściem do portu na zwiększony skok pływu. 3. WNIOSKI KOŃCOWE 1. Stworzenie w ośrodkach portowych systemu pomocy nawigacyjnej w rejonach trudnych nawigacyjnie, co podniesie poziom bezpieczeństwa i efektywność nawigacji. 2. Procesy nawigacji prowadzone w systemach powinny być optymalizowane według kryteriów unikania kontaktu kadłuba statku z dnem morza oraz ułatwienia manewrowania statkiem na całej trasie. 3. Pionowe ruchy kadłuba statku, wywołane falowaniem oraz ruchem statku, stanowią najważniejszą składową dynamiczną zapasu wody pod stępką w ruchu statku na płytkowodziu. 4. Wybór wzoru do określania wartości osiadania statku w ruchu powinien być zweryfikowany przed zastosowaniem ze względu na dużą rozpiętość wyników. 5. Z analizy 18 technik określania osiadania statku opisanych w [6] wynika, że istnieją duże rozpiętości wyników. Dla masowca o zanurzeniu T = 14,5 m, osiadania dla prędkości 14 w, wyniki różniły się o 1,45 m (osiadanie maksymalne 2,05; minimalne 0,6 m). 6. Na podstawie analizy porównawczej 15 wartości wyników obliczania osiadania statku wynika, że wzór ogólny Barrasa CB był najbardziej zbliżony do średniej wartości z 15 wzorów. Wyniki porównania w tabeli 2. Tabela 2. Masowiec T = 14,5 m (δ = 0,8) Table 2. Bulkcarrier Dryft = 14.5 m (C B = 0.8) Prędkość [w] 4 6 8 10 12 14 16 Osiadanie śr. [m] 0,15 0,30 0,45 0,75 1,10 1,55 2,10 Osiadanie wg Barrasa [m] 0,13 0,28 0,51 0,80 1,15 1,57 2,04 7. Podejście metodą deterministyczną do obliczenia UKC i okna pływowego jest bardziej korzystne niż metodą probabilistyczną.

42 ZESZYTY NAUKOWE AKADEMII MORSKIEJ W GDYNI, nr 86, grudzień 2014 LITERATURA 1. Dynamic Under Keel Clearance Marsden Point, www.northport.co.nz /node/ 1969. 2. Jurdziński M., Ocena zapasu wody pod stępką w żegludze morskiej, Akademia Morska w Gdyni, SDK, Gdynia 2005. 3. Jurdziński M., Systemy dynamicznego ustalania wartości zapasu wody pod stępką na płytkowodziu, Zeszyty Naukowe Akademii Morskiej w Gdyni, 2013, nr 82, s. 15 37. 4. Moes H., Probability and risk criteria for channel depth design and channel operation, www.hmoes@csir.co.za. 5. PIANC 919850 Under keel Clearance for a large ship in maritime fairways with hard bottom, Supplement to PIANC Bulletin No. 51, Brussels. 6. Vantorre M. et al., Optimization of Tidal Windows for Deep-Drafted Vessels by means of a Probabilistic Approach Policy for Access Channels with depth limitation. 7. www.aaai.org. THE NAVIGATION PROCESSES IN THE DYNAMICAL UNDER KEEL CLEARANCE SYSTEM Summary In this paper the principle of organization of the ground DUKC system [7] activities in the areas difficult to navigation have been presented. The volume of information disseminated to the pilots and ship masters have been discussed. Methods of the UKC and tide windows calculations in the DUKC system have been described. Keywords: passage planning, Dynamic Under Keel Clearance.