ZESZYTY NAUKOWE AKADEMII MARYNARKI WOJENNEJ ROK XLIX NR 1 (172) 2008 Józef Urbań ski Wacł aw Morgaś Andrzej Felski Akademia Marynarki Wojennej NAWIGACJA MORSKA DZIŚ I JUTRO: PRZEDMIOT, PROCES, KOMPETENCJE STRESZCZENIE W artykule podjęto próbę przedstawienia obecnego stanu nawigacji morskiej oraz najbardziej prawdopodobnych jej zmian w najbliższej przyszłości, tj. w ciągu najbliższych 10 15 lat. Słowa kluczowe: nawigacja morska, proces nawigacji, systemy nawigacyjne, e-navigation, kształcenie nawigacyjne. WSTĘP Pojęcie nawigacja morska występuje głównie w dwóch znaczeniach: wąskim i szerokim. W wąskim znaczeniu jest ona rozumiana jako proces prowadzenia pojazdu na morzu, tj. na powierzchni, pod nią, względnie nad powierzchnią. W szerokim znaczeniu nawigacja morska rozumiana jest jako pływanie okrętów oraz wszystkich innych pojazdów po morzach i oceanach świata. W tym znaczeniu nawigacja morska odpowiada pojęciu pływanie po morzu (łac. navigare), a także pojęciu żegluga morska, rozumianym jako żeglowanie po morzach i oceanach. Nawigacja morska jest dziedziną działalności morskiej, a więc jest również: zawodem charakteryzującym się odpowiednim zasobem wiedzy, umiejętnościami i kompetencjami; odpowiednim kierunkiem studiów wyższych; właściwą jej dyscypliną naukową. 65
Józef Urbański, Wacław Morgaś, Andrzej Felski Dalej przedstawione zostały następujące zagadnienia: nawigacja morska w dniu dzisiejszym; zmiany dokonujące się w nawigacji morskiej; zmiany w procesie kształcenia i badań nawigacji morskiej. NAWIGACJA MORSKA W DNIU DZISIEJSZYM Obecny stan nawigacji morskiej zostanie przedstawiony w odniesieniu do następujących zagadnień: podstawowych części składowych nawigacji morskiej; czynników warunkujących rozwój nawigacji morskiej; głównych czynników charakteryzujących współczesny stan nawigacji morskiej; przedmiotu współczesnej nawigacji morskiej. Podstawowe części skł adowe nawigacji morskiej Przestrzeń nawigacji morskiej wyznaczają głównie trzy jej części składowe, a mianowicie: pojazdy morskie, zwłaszcza ich właściwości i charakterystyki ruchu; proces prowadzenia pojazdu, tj. proces nawigacyjny wyrażony przez jego procedury, techniczne i informatyczne wyposażenie, zwłaszcza przez odpowiedni zakres wiedzy, umiejętności i kompetencji oficerów wachtowych; środowisko nawigacji morskiej obejmujące zarówno środowisko fizyczno- -geograficzne, jak i środowisko operacyjne (rodzaje i wielkość ruchu morskiego, zagrożenia, infrastruktura nawigacyjna itp.). Należy podkreślić, że najbardziej zmienną częścią nawigacji morskiej jest proces nawigacyjny, tj. proces prowadzenia pojazdu, ale również środowisko operacyjne nawigacji morskiej. Czynniki warunkują ce rozwój nawigacji morskiej Główne czynniki, które warunkują rozwój nawigacji morskiej, są podobne do czynników warunkujących postęp cywilizacyjny, tj. postęp wszystkich dziedzin działalności ludzkiej. 66 Zeszyty Naukowe AMW
Nawigacja morska dziś i jutro: przedmiot, proces, kompetencje Czynniki, które warunkują rozwój nawigacji morskiej, można podzielić na trzy następujące rodzaje: potrzeby i wymuszenia; możliwości; ograniczenia. Istnieją następujące rodzaje potrzeb powodujących rozwój nawigacji morskiej: osobowe; środowiskowe; operacyjne; ekonomiczne; polityczne i inne. Do najważniejszych czynników wyrażających możliwości rozwoju nawigacji zalicza się stan i poziom postępu naukowo-technologicznego. Panuje zgodna opinia, że współczesny poziom rozwoju nauki i technologii pozawala opracować i zastosować w nawigacji morskiej każdy nowy produkt hardwareowy i softwarowy. Do czynników, które ograniczają, tj. hamują, postęp w nawigacji, zalicza się głównie: użyteczność; opłacalność; operacyjna i ekonomiczna efektywność i in. G ł ówne czynniki charakteryzują ce współ czesny stan rozwoju nawigacji morskiej Do czynników, które wyrażają i charakteryzują współczesny stan nawigacji morskiej, zalicza się głównie: globalne satelitarne systemy nawigacyjne (SATNAV); globalne satelitarne systemy radiołączności (SATCOM); rozwój technologii informatycznych wyrażających się współczesnym stanem morskich systemów informacji geoprzestrzennej. Powyższe systemy w olbrzymim stopniu wpłynęły na zmianę procesu prowadzenia pojazdów morskich. Obecnie realizowany proces nawigacyjny, tj. prowadzenia pojazdów morskich, w sposób zasadniczy różni się od procesu nawigacyjnego realizowanego jeszcze 10 15 lat temu. Dzięki rozwiązaniu problemów pozycjonowania, dostępu do informacji o środowisku, przetwarzania i użycia tej informacji 1 (172) 2008 67
Józef Urbański, Wacław Morgaś, Andrzej Felski w procesie nawigacyjnym, a także problemu jej rejestracji proces prowadzenia pojazdów morskich w bardzo dużym stopniu upodobnił się do procesu prowadzenia pojazdów w pozostałych rodzajach środowiska fizyczno-geograficznego, a mianowicie powietrznego, lądowego, a nawet kosmicznego. Przedmiot współ czesnej nawigacji morskiej Jeszcze 5 10 lat temu przedmiot nawigacji morskiej był definiowany w następujący sposób: Nawigacja morska jest to proces bezpiecznego i sprawnego prowadzenia okrętów na morzu. Obecnie Międzynarodowa Organizacja Morska (IMO) proponuje inną definicję nawigacji morskiej: Nawigacja morska jest to proces planowania, dokumentowania oraz kontrolowania ruchu pojazdu z jednego miejsca do drugiego [1, 5]. Wyraz pojazd użyty w powyższej definicji oznacza nie tylko okręt lub inny morski pojazd wypornościowy, zarówno nawodny, jak i podwodny, ale również każdy inny niewypornościowy pojazd morski, tj. wodolot, pojazd na poduszce powietrznej, ekranoplan itp. Należy wyraźnie podkreślić, że ta definicja przedmiotu nawigacji morskiej jest podobna do definicji każdego innego rodzaju nawigacji, tj. nawigacji powietrznej, lądowej i kosmicznej. Wystarczy bowiem zamienić w niej wyrażenie nawigacja morska wyrażeniem nawigacja powietrzna lub nawigacja lądowa, lub nawigacja kosmiczna. Trzeba jednak pamiętać, że chociaż procesy prowadzenia pojazdów w różnych środowiskach fizyczno-geograficznych bardzo się upodobniły, to wspomniane rodzaje nawigacji znacznie się między sobą różnią. Wynika to z właściwości i charakterystyk ruchu pojazdów oraz różnic środowiska nawigacyjnego tych rodzajów nawigacji, zarówno środowiska fizyczno-geograficznego, jak i środowiska operacyjnego (inne rodzaje ruchu, inne rodzaje zagrożeń itp.). ZMIANY DOKONUJĄCE SIĘ W NAWIGACJI MORSKIEJ Nawigacja morska, podobnie jak inne rodzaje działalności ludzkiej, jest przedmiotem ciągłych zmian. Do najważniejszych można zaliczyć: transformację zintegrowanego okrętowego systemu nawigacyjnego w zintegrowany system operowania okrętu; 68 Zeszyty Naukowe AMW
Nawigacja morska dziś i jutro: przedmiot, proces, kompetencje szybko rosnący udział nadbrzeżnych systemów nawigacyjnych w procesie prowadzenia okrętów na morzu; wdrażanie nowej strategii nawigacyjnej e-navigation. Transformacja zintegrowanego systemu nawigacyjnego w zintegrowany system operowania okrętu Proces operacyjny, jak przedstawiono na rysunku 1., składa się z czterech następujących specjalistycznych procesów: procesu kontroli platformy okrętu; procesu nawigacyjnego okrętu; procesu realizacji specjalnych zadań okrętu; procesu dowodzenia i kontroli okrętu. Składowe procesu operacyjnego okrętu realizowane przez zintegrowany system operacyjny okrętu Proces dowodzenia i kontroli okrętu oraz jego urządzenia i systemy Proces operacyjny okrętu Składowe procesu operacyjnego okrętu realizowane przez zintegrowany system mostka okrętu Składowe procesu operacyjnego okrętu realizowane przez urządzenia i systemy nawigacyjne okrętu (przez zintegrowany system nawigacyjny okrętu) Proces kontroli platformy okrętu oraz jego urządzenia i systemy Proces nawigacyjny okrętu oraz jego urządzenia i systemy Proces realizacji specjalistycznych zadań okrętu oraz jego urządzenia i systemy Rys. 1. Części składowe okrętowego procesu realizacji zadań przez poszczególne specjalistyczne systemy okrętu Opracowanie własne. 1 (172) 2008 69
Józef Urbański, Wacław Morgaś, Andrzej Felski Wymienione procesy składowe tworzące proces operowania okrętu są realizowane przez odpowiednie systemy okrętowe. Nowe potrzeby oraz możliwości ich spełnienia, jakie daje współczesny stan rozwoju nauki i technologii, pozwalają na dalszą i szybką integrację systemu nawigacyjnego okrętu (SNO) z innymi specjalistycznymi systemami okrętu i powstawania zintegrowanego systemu operowania (operacyjnego) okrętu (ZSOO) [3, 6]. Powyższe powoduje, ze proces nawigacyjny okrętu przekształca się w proces kontroli realizacji wszystkich zadań okrętu. Zmusza to także do stałego dostosowywania zbiorów wiedzy, umiejętności i kompetencji nawigatorów do realizacji nowych zadań. Stał y wzrost udział u nadbrzeż nych systemów nawigacyjnych w procesie prowadzenia okrę tu Nadbrzeżne systemy nawigacyjne, którym początek dały portowe radary obserwacyjne, rozpoczęły swój rozwój bezpośrednio po zakończeniu II wojny światowej (1946). Wtedy to zezwolono na zastosowanie systemów radionawigacyjnych i radarowych w żegludze morskiej. Zastosowanie radarów portowych stanowiło bardzo istotny krok w zwiększeniu bezpieczeństwa żeglugi, zwłaszcza w zwiększeniu efektywności pracy portów. Radary portowe uniezależniły bowiem prace portów (wejścia i wyjścia okrętów do portu) od warunków widzialności. Jednakże dopiero w latach osiemdziesiątych ubiegłego wieku systemy VTS zostały wprowadzone do eksploatacji w skali międzynarodowej. W ostatnich latach nastąpił gwałtowny rozwój nadbrzeżnych systemów nawigacyjnych. Oprócz VTS pojawiły się i szybko rozwinęły także inne ich rodzaje, między innymi systemy automatycznej identyfikacji statków (AIS). W ostatnich kilku latach nastąpił gwałtowny rozwój nadbrzeżnych systemów nawigacyjnych, zwłaszcza monitoringu i informacji. Istnieją dwie podstawowe przyczyny obecnego burzliwego rozwoju tych systemów: stale wzrasta zagrożenie zanieczyszczenia środowiska morskiego z powodu intensywności i wielkości przewozu surowców energetycznych oraz produktów chemicznych; powstała bardzo pilna potrzeba zwiększenia antyterrorystycznej ochrony żeglugi, której zagrożenie wzrosło gwałtownie po atakach terrorystycznych 11 września 2001 r. Wyrazem stałego wzrostu udziału nadbrzeżnych systemów nawigacyjnych w procesie prowadzenia okrętów na morzu, a także w zapewnieniu ochrony antyterrorystycznej, jest powstanie i stałe doskonalenie systemu monitoringu ruchu statków i informacji (VTMIS) Unii Europejskiej. Przedstawiono to w tabeli 1. i na rysunku 2. 70 Zeszyty Naukowe AMW
Nawigacja morska dziś i jutro: przedmiot, proces, kompetencje Tabela 1. Systemy składowe tworzące system VTMIS Unii Europejskiej Nazwy systemów składowych systemu VTMIS Systemy VTS (systemy kontroli i nadzoru ruchu) Systemy AIS (systemy automatycznej identyfikacji okrętów) Systemy meldunkowe okrętów (SRS) Morskie systemy wsparcia (MAS), włącznie z następującymi komponentami: porty schronienia, holowniki dla holowania statków będących w niebezpieczeństwie Systemy identyfikacji i śledzenia dalekiego zasięgu (systemy LRIT) Komputerowe centra wymiany danych (system SafeSeaNet) INMARSAT Zasięg systemu LRIT oraz systemów meldunkowych okrętów (SMO) Zasięg systemów AIS Zasięg systemu VTS Zasięg systemu VTS AIS AIS AIS DGPS Główne elementy systemu VTS Główne elementy systemu VTS Radiostacje nadbrzeżne (GMDSS, UKF, KF, ŚF) Rys. 2. Podstawowe systemy składowe systemu VTMIS (VTS, AIS, LRIT i SRS) oraz systemy wsparcia systemu VTMIS (DGPS, INMARSAT i radiostacje nadbrzeżne) 1 (172) 2008 71
Józef Urbański, Wacław Morgaś, Andrzej Felski Powstanie systemu VTMIS i jemu podobnych powoduje, że okręty na morzu są w sposób ciągły identyfikowane i śledzone oraz trwa stała wymiana danych między komponentami wspomnianego systemu a okrętami na morzu. Wymiana danych dotyczy bezpieczeństwa morskiego i antyterrorystycznej ochrony. Proces nawigacyjny okrętu musi więc w pełni uwzględniać powyższą sytuację. Wdraż anie nowej strategii nawigacyjnej e-navigation W grudniu 2005 r. Komitet Bezpieczeństwa Morskiego Międzynarodowej Organizacji Morskiej (IMO) zapoczątkował proces opracowywania i wdrażania nowej strategii nawigacyjnej, zwanej strategią e-navigation. Ma ona dać odpowiedź, w jakich kierunkach powinna rozwijać się nawigacja morska w najbliższych latach. Nowa strategia nawigacyjna powinna odpowiedzieć, w jaki sposób zapewnić skuteczną ochronę środowiska morskiego w warunkach zagrożenia tego środowiska stałym wzrostem przewozów materiałów niebezpiecznych oraz dać odpowiedź, w jaki sposób zapewnić efektywną ochronę antyterrorystyczną całej żeglugi morskiej. Zakłada się, że nowa strategia nawigacyjna (e-navigation strategy) powinna w szczególności [4, 6, 7]: w bardzo istotny sposób przyczynić się do udoskonalenia charakterystyk pracy wszystkich okrętowych urządzeń i systemów nawigacyjnych; przyczynić się do dalszej szybkiej integracji okrętowych urządzeń i systemów nawigacyjnych, zwłaszcza zintegrowanego systemu mostka nawigacyjnego (IBS); przyczynić się do ujednolicenia, tj. standaryzacji, podstawowych procedur nawigacyjnych, zwłaszcza standaryzacji procedur obsługi podstawowych systemów nawigacyjnych okrętu, a przez to w sposób istotny zmniejszyć wpływ czynnika ludzkiego na powstawanie awarii i wypadków morskich; w sposób bardzo istotny udoskonalić współpracę okrętu z nadbrzeżnymi systemami monitoringu, wymiany informacji i wsparcia nawigacyjnego, ale głównie wymianę informacji między okrętami i wszystkimi systemami nadbrzeżnymi (z systemami składowymi systemu VTMIS itp.). Jak już wspomniano, współczesny rozwój nauki, a zwłaszcza technologii radiołączności i informatyki, nie stanowi przeszkody w realizacji strategii e-navigation. Czynnikami, które mogą nią być, są partnerzy przemysłu żeglugi morskiej. Od nich bowiem w głównej mierze zależy realizacja strategii, tj. tworzenie jej międzynarodowych ram prawnych. Należy bowiem pamiętać, że interesy poszczególnych partnerów przemysłu żeglugowego często nie tylko bardzo się różnią, ale są zupełnie przeciwstawne. 72 Zeszyty Naukowe AMW
Nawigacja morska dziś i jutro: przedmiot, proces, kompetencje Biorąc powyższe pod uwagę, z bardzo dużym prawdopodobieństwem można wnioskować, że nowa strategia nawigacyjna będzie realizowana systematycznie, ale tempo jej realizacji będzie raczej powolne. ZMIANY W PROCESIE KSZTAŁCENIA I BADAŃ NAWIGACJI MORSKIEJ Działalność ludzką na morzu przyjęto dzielić na: działalność nawigacyjną; działalność nienawigacyjną. Podstawowym rodzajem działalności nawigacyjnej jest żegluga morska, zwana również przemysłem żeglugi morskiej. Przedmiot żeglugi morskiej obejmuje: przewozy towarów i ludzi drogą morską; turystykę i sporty morskie; portową obsługę przewozów morskich. W dalszej części artykułu mówiąc o działalności morskiej, będziemy mieć na uwadze tylko działalność nawigacyjną na morzu, tj. żeglugę morską oraz zbliżone do niej rodzaje działalności morskiej. To założenie jest bardzo istotne, gdyż pozwala przypomnieć oraz uwzględnić ważne międzynarodowe uregulowania dotyczące kształcenia nawigatorów dla potrzeb międzynarodowej żeglugi. Wspomniane międzynarodowe uregulowania dotyczą obowiązujących zakresów wiedzy, umiejętności i kompetencji nawigatorów zatrudnionych w żegludze morskiej. Zostały one ustalone przez konwencję STCW 78/95 [2]. Należy nadmienić, że uregulowania dotyczące kompetencji oficerów nawigacyjnych obowiązują również, chociaż nie z mocy prawa, a na podstawie podjętych decyzji, na okrętach wojennych wszystkich państw członków NATO. Upoważnia to do następujących konkluzji dotyczących obecnego i przyszłego stanu nawigacji morskiej: zakres wiedzy, umiejętności i kompetencji nawigacyjnych jest ustalany i aktualizowany przez odpowiednie instytucje w skali międzynarodowej; procedury nawigacyjne w coraz większym zakresie będą standaryzowane; nowe technologie informatyczne, zwłaszcza technologia internetowa, a także nowe technologie symulacyjne, będą w coraz większym stopniu stosowane w procesie uzyskiwania wiedzy, umiejętności i kompetencji oraz stałej aktualizacji, samokontroli i kontroli niezbędnych kompetencji załóg okrętów. 1 (172) 2008 73
Józef Urbański, Wacław Morgaś, Andrzej Felski Kompetencje w zakresie nawigacji morskiej nie mogą i nie powinny ograniczać się do kompetencji w zakresie procesu prowadzenia okrętu, chociaż są one niewątpliwie najważniejszym i podstawowym, tj. wymaganym prawem, rodzajem kompetencji nawigacyjnych. Coraz ważniejszym i coraz bardziej niezbędnym rodzajem kompetencji nawigacyjnych są te odnoszące się do środowiska operacyjnego nawigacji morskiej. Idzie tu głównie o kompetencje w zakresie zapewnienia bezpieczeństwa morskiego i antyterrorystycznej ochrony żeglugi. Przyczyny powyższego są następujące: stale wzrasta wielkość ruchu morskiego, jego zróżnicowanie i charakterystyki; zapewnienie niezbędnego poziomu bezpieczeństwa morskiego staje się coraz trudniejsze; przyczyną jest zarówno wspomniany wzrost intensywności ruchu (w niemniejszym stopniu), jak też intensywność i wielkość przewozów ładunków niebezpiecznych dla środowiska morskiego; należy oczekiwać, że zagrożenie ze strony terroryzmu morskiego będzie się nadal intensyfikować. Opisana sytuacja generuje zakres problemów, które należy badać, ustalać sposoby ich rozwiązywania oraz wspomagać procesy rozwiązywania. Należy nadmienić, że problemy te, ze względu na ich zakres i złożoność, są przedmiotem badań wielu dyscyplin nauk morskich, głównie okrętownictwa, nauk o środowisku morskim, nauk o ruchu morskim, nauk o bezpieczeństwie tego ruchu, ochrony antyterrorystycznej i wielu innych dziedzin. Zanim jednak podejmiemy próbę sformułowania najbardziej odpowiednich, zdaniem autorów, propozycji odnośnie zmiany, a ściślej aktualizacji i modernizacji, kierunku studiów w zakresie nawigacji morskiej, przedstawimy podstawowe wymagania. Studia te powinny: dobrze przygotowywać do podjęcia zawodu (kompetencje zawodowe muszą być potwierdzone odpowiednimi certyfikatami); wykształcić umiejętności stałego doskonalenia zawodowego i ogólnego; dać taką wiedzę i umiejętności, by w przyszłości ułatwić przystosowanie się do nowych zawodów, i to nie tylko pokrewnych zdobytemu; zapewnić zdobycie podstawowych umiejętności do podejmowania i rozwiązywania zagadnień z zakresu badań i rozwoju nawigacji morskiej; proponować atrakcyjne dla studentów nazwy specjalności i ciekawą treść przedmiotu. 74 Zeszyty Naukowe AMW
Nawigacja morska dziś i jutro: przedmiot, proces, kompetencje Biorąc to wszystko pod uwagę, wydaje się, że powyższe wymagania w bardzo dużym stopniu spełniają następujące specjalności kształcenia dyscypliny nawigacja morska : nawigacja oraz zarządzanie bezpieczeństwem i ochroną żeglugi; pomiary hydrograficzne oraz zarządzanie systemem informacji geoprzestrzennej; nawigacja autonomicznych i zdalnie sterowanych pojazdów podwodnych; nawigacja oraz specjalne prace podwodne. Autorzy pragną nadmienić, że zbiór proponowanych specjalności jest wyłącznie propozycją i podstawą do dyskusji. Główną ideą jest bowiem nowoczesność, atrakcyjność oraz współczesna i przyszła przydatność oraz użyteczność studiów nawigacyjnych. WNIOSKI Zamiarem autorów niniejszego artykułu było przedstawienie współczesnego i spodziewanego rozwoju nawigacji morskiej. Zwrócono uwagę na fakt, że nawigacja morska to nie tylko proces prowadzenia pojazdów, co jest niewątpliwie jej jądrem, ale cała przestrzeń nawigacyjna, która obejmuje również pojazdy morskie, a zwłaszcza ich charakterystyki nawigacyjne oraz całe środowisko nawigacyjne, zarówno fizyczno-geograficzne, jak i dynamiczne środowisko operacyjne. Celem było też zwrócenie uwagi na konieczność modernizacji procesu kształcenia w zakresie nawigacji morskiej. Autorzy mają nadzieję, że przynajmniej częściowo udało im się przedstawić współczesne, bardzo złożone, problemy nawigacji morskiej oraz zachęcić do dyskusji nad koniecznością modernizacji studiów nawigacyjnych. BIBLIOGRAFIA [1] IALA Aids to Navigation Manual 6 th Edition, 2006. [2] International Convention STCW 78/95, konwencja o wymaganiach w zakresie wyszkolenia marynarzy, wydawaniu świadectw oraz pełnieniu wacht. [3] Kopacz Z., Morgaś W., Urbański J., The changes in Maritime Navigation and the Competences of Navigators, Journal of Navigation, 2004, No 1. 1 (172) 2008 75
Józef Urbański, Wacław Morgaś, Andrzej Felski [4] Petraiko D., The Development of E-Navigation. The Nautical Institute London, Monographs of 7 th International Navigational Symposium on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation, Maritime Academy, Gdynia 2007. [5] Resolution A.915 (22) on Revised Maritime Policy and Requirements for future GNSS, November, 2001. [6] Revision of Performance Standards for INS and IBS.NAV 52/4, 12 April, 2006. [7] Vieson M., Future Bridge, Navigation News, 2007, No1/2. ABSTRACT In this paper, an attempt has been made to present the state of marine navigation as well as the most probable changes in the nearest future, i.e. The next 10 15 years. Recenzent prof. dr inż. kpt. ż.w. Aleksander Walczak 76 Zeszyty Naukowe AMW