ZESZYTY NAUKOWE NR 6(78) AKADEMII MORSKIEJ W SZCZECINIE

Podobne dokumenty
ZESZYTY NAUKOWE NR 6(78) AKADEMII MORSKIEJ W SZCZECINIE

ZESZYTY NAUKOWE NR 2 (74) AKADEMII MORSKIEJ W SZCZECINIE

Symulacyjne badanie wpływu systemu PNDS na bezpieczeństwo i efektywność manewrów

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

ZESZYTY NAUKOWE NR 11(83) AKADEMII MORSKIEJ W SZCZECINIE

Zastosowanie odbojnic z elastomerów poliuretanowych do ochrony morskich budowli hydrotechnicznych. Wiesław Galor, Przemysław Galor

ZESZYTY NAUKOWE NR 6(78) AKADEMII MORSKIEJ W SZCZECINIE

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

I. KARTA PRZEDMIOTU INŻYNIERIA BEZPIECZEŃSTWA NAWIGACJI

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

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

POZIOM UFNOŚCI PRZY PROJEKTOWANIU DRÓG WODNYCH TERMINALI LNG

Rozstaw morskich urządzeń odbojowych a efektywna energia kinetyczna statku

Przyczynek do projektowania morskich urządzeń odbojowych

Zintegrowany system wizualizacji parametrów nawigacyjnych w PNDS

Pathfinder porównanie czasów ewakuacji ludzi z budynku przy użyciu dwóch metod

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

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

ODLEGŁOŚĆ BOCZNA MANEWRU WYPRZEDZANIA STATKÓW MORSKICH NA AKWENACH OGRANICZONYCH

Probabilistyczny model oceny bezpieczeństwa na akwenach przybrzeżnych. Marcin Przywarty

ZESZYTY NAUKOWE NR 11(83) AKADEMII MORSKIEJ W SZCZECINIE

Fot. 1 Zniszczenia nabrzeża w Porcie Gdynia

BADANIA SYMULACYJNE PROCESU HAMOWANIA SAMOCHODU OSOBOWEGO W PROGRAMIE PC-CRASH

ZESZYTY NAUKOWE NR 2 (74) AKADEMII MORSKIEJ W SZCZECINIE

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

CEL PRZEDMIOTU. Zapoznanie z podstawowym układem sił i momentów działających na statek w ruchu.

Projektowanie urządzeń odbojowych typu modułowego

ODDZIAŁYWANIE RUCHU STATKU NA LIP W OBSZARZE TORU PODEJŚCIOWEGO DO PORTU

Gdańsk, dnia 21 sierpnia 2015 r. Poz ZARZĄDZENIE NR 12 DYREKTORA URZĘDU MORSKIEGO W GDYNI. z dnia 20 sierpnia 2015 r.

Dr hab. inż. of.pokł. WIESŁAW GALOR, Prof. nadzw. Akademii Morskiej w Szczecinie. ANALIZY NAWIGACYJNE- wybrane pozycje

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

Przedmowa 12 Od wydawcy 15 Wykaz ważniejszych oznaczeń 16

Radiolokacja. Wykład 3 Zorientowania, zobrazowania ruchu, interpretacja ruchu ech na ekranie

Rozkład prędkości statków na torze wodnym Szczecin - Świnoujście

ZESZYTY NAUKOWE NR 2 (74) AKADEMII MORSKIEJ W SZCZECINIE

EGZAMIN POTWIERDZAJĄCY KWALIFIKACJE W ZAWODZIE Rok 2018 CZĘŚĆ PRAKTYCZNA

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

Budowa systemu Pilotowo-Dokującego (PNDS) dla zbiornikowców LNG oraz promów morskich

P R Z E T W A R Z A N I E S Y G N A Ł Ó W B I O M E T R Y C Z N Y C H

PROTOKÓŁ ODBIORU MONTAŻU ODBOJNIC

METODY STATYSTYCZNE W BIOLOGII

STATYCZNA PRÓBA ROZCIĄGANIA

PROGRAMOWANIE DYNAMICZNE W ROZMYTYM OTOCZENIU DO STEROWANIA STATKIEM

MIROSŁAW TOMERA WIELOOPERACYJNE STEROWANIE RUCHEM STATKU W UKŁADZIE O STRUKTURZE PRZEŁĄCZALNEJ

Przyczynek do projektowania morskich urzadzeń odbojowych

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

Tematy prac dyplomowych w Katedrze Awioniki i Sterowania Studia I stopnia (inżynierskie)

PODRĘCZNIK PROJEKTOWANIA ODBOJNIC

ZAKŁAD URZĄDZEŃ NAWIGACYJNYCH

Badania marketingowe

ANALIZA NAWIGACYJNA STANOWISKA POSTOJOWEGO HOLOWNIKÓW DO OBSŁUGI GAZOWCÓW LNG W PORCIE ZEWNĘTRZNYM ŚWINOUJŚCIE

PRZEPISY PUBLIKACJA NR 20/P WZMOCNIENIA BURT STATKÓW RYBACKICH CUMUJĄCYCH W MORZU

ANALiZA WPŁYWU PARAMETRÓW SAMOLOTU NA POZiOM HAŁASU MiERZONEGO WEDŁUG PRZEPiSÓW FAR 36 APPENDiX G

STRUKTURA MODELU MATEMATYCZNEGO SYMULATORA NAWIGACYJNO MANEWROWEGO

ZESZYTY NAUKOWE NR 6(78) AKADEMII MORSKIEJ W SZCZECINIE

TRANSCOMP XIV INTERNATIONAL CONFERENCE COMPUTER SYSTEMS AIDED SCIENCE, INDUSTRY AND TRANSPORT

INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH

ZESZYTY NAUKOWE NR 1(73) AKADEMII MORSKIEJ W SZCZECINIE

AKADEMIA MORSKA W SZCZECINIE

Politechnika Śląska. Katedra Wytrzymałości Materiałów i Metod Komputerowych Mechaniki. Praca dyplomowa inżynierska. Wydział Mechaniczny Technologiczny

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

WPŁYW ODLEGŁOŚCI BOCZNEJ NA MANEWR WYPRZEDZANIA STATKÓW MORSKICH NA AKWENACH OGRANICZONYCH

MoŜliwości modelowania trajektorii statku na urządzeniach symulacyjnych

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

EGZAMIN POTWIERDZAJĄCY KWALIFIKACJE W ZAWODZIE Rok 2019 CZĘŚĆ PRAKTYCZNA

AKADEMIA MORSKA W SZCZECINIE

Podręcznik korzystania z platformy szkoleniowej i szkoleń elearningowych BDOT10k

ZESZYTY NAUKOWE NR 6(78) AKADEMII MORSKIEJ W SZCZECINIE

Wykład 4. Plan: 1. Aproksymacja rozkładu dwumianowego rozkładem normalnym. 2. Rozkłady próbkowe. 3. Centralne twierdzenie graniczne

Ćwiczenie: "Symulacja zderzeń sprężystych i niesprężystych"

WYKRYWANIE USZKODZEŃ W LITYCH ELEMENTACH ŁĄCZĄCYCH WAŁY

ZESZYTY NAUKOWE NR 11(83) AKADEMII MORSKIEJ W SZCZECINIE. Weryfikacja dokładności planowania manewru próbnego w urządzeniach ARPA

Mobilny system dowodzenia, obserwacji, rozpoznania i łączności

Katedra Biotechnologii i Genetyki Zwierząt, Wydział Hodowli i Biologii Zwierząt, UTP w Bydgoszczy

WYBRANE WARIANTY PLANOWANIA PODRÓŻY STATKU W ŻEGLUDZE OCEANICZNEJ

NAPRĘŻENIA ŚCISKAJĄCE PRZY 10% ODKSZTAŁCENIU WZGLĘDNYM PRÓBEK NORMOWYCH POBRANYCH Z PŁYT EPS O RÓŻNEJ GRUBOŚCI

PDH Polska S.A. PROJEKT POLIMERY POLICE ZAŁĄCZNIK 2 ZAKRES RZECZOWY UMOWY

Numeryczna symulacja rozpływu płynu w węźle

REQUIRED PARAMETERS FOR ENTRANCE WATERWAYS TO SWINOUJSCIE PORT IN ASPECT OF PLANNED INVESTMENTS

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

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

AKADEMIA MORSKA W SZCZECINIE

1 n. s x x x x. Podstawowe miary rozproszenia: Wariancja z populacji: Czasem stosuje się też inny wzór na wariancję z próby, tak policzy Excel:

1. OCENA RYZYKA NAWIGACYJNEGO STATKÓW MANEWRUJĄCYCH W AKWENACH OGRANICZONYCH

Dziennik Ustaw 15 Poz. 460 ZAKRES WYMAGAŃ EGZAMINACYJNYCH

ZESZYTY NAUKOWE NR 11(83) AKADEMII MORSKIEJ W SZCZECINIE. Kształt i rozmiary stref bezpieczeństwa statku. Shape and Dimension of Ship s Safety Zones

ŚRODKI I URZĄDZENIA TRANSPORTU OKREŚLENIE CHARAKTERYSTYK OPOROWYCH ORAZ WSTĘPNY DOBÓR SILNIKA NAPĘDOWEGO JEDNOSTKI PŁYWAJĄCEJ

Nowy ubiór do pracy w zimnym środowisku z możliwością indywidualnego doboru jego ciepłochronności. dr Anna Marszałek

Drgania poprzeczne belki numeryczna analiza modalna za pomocą Metody Elementów Skończonych dr inż. Piotr Lichota mgr inż.

BADANIA WPŁYWU PRACY PRZY KOMPUTERZE NA ZDOLNOŚĆ PROWADZENIA POJAZDÓW CIĘŻAROWYCH

PODSTAWY NAWIGACJI Pozycja statku i jej rodzaje.

METODY CHEMOMETRYCZNE W IDENTYFIKACJI ŹRÓDEŁ POCHODZENIA

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

Instrukcja obsługi. System do nawigajci satelitarnej

Podstawy Automatyzacji Okrętu

Projekt belki zespolonej

Analiza porównawcza gotówkowych i pieniężnych FIO w Polsce w latach pod względem

INSTRUKCJA do ćwiczenia Wyważanie wirnika maszyny w łożyskach własnych

Akademia Morska w Szczecinie. Wydział Mechaniczny

Transkrypt:

ISSN 1733-867 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 5 Maciej Gucma, Wojciech Ślączka Badania symulacyjne wskaźnika PNS dla manewru cumowania Przedstawiono wyniki badań symulacyjnych wskaźnika PNS (pilotowego systemu nawigacyjnego) dla manewrów cumowania. W badaniach grupa ekspertów wykonywała przejazdy symulacyjne. Przeprowadzono analizę jazd symulacyjnych z uwzględnieniem kryterium energii cumowania oraz analizę ankiet wypełnianych przez ekspertów po wykonanych jazdach. Simulation Research on a PNS Display for Mooring Maneuvers The article presents the results of simulation research on a PNS (Pilot Navigation System) display for mooring maneuvers. In the research, a group of experts performed simulated runs. An analysis of those runs has been performed, with consideration given to berthing energy. Also, task forms filled out by experts have been analysed.

Maciej Gucma, Wojciech Ślączka Wstęp Manewr cumowania statku jest obarczony największym ryzykiem kolizji z nabrzeżem w szczególności, gdy jest on prowadzony bez użycia holowników. Podczas wykonywania manewru cumowania najistotniejszymi parametrami wpływającymi na jego bezpieczne wykonanie jest: energia cumowania w punkcie pierwszego kontaktu oraz ciągła informacja o odległości do linii nabrzeża. Wartość energii cumowania zależy od prędkości poruszania się statku w momencie pierwszego kontaktu. Zarówno prędkość jak i odległość od linii nabrzeża są prezentowane na wskaźniku pilotowego systemu nawigacyjnego (PNS). Podczas prowadzenia manewru cumowania użytkownik pilotowego systemu nawigacyjnego wymaga specjalnie zaprojektowanego interfejsu w szczególności umożliwiającego mu w dogodny sposób obserwację usytuowania kadłuba statku w stosunku do linii nabrzeża. Wymaga to od systemu możliwości wyboru różnego rodzaju zorientowań wskaźnika. W artykule zaprezentowano metody doboru ilości i jakości informacji nawigacyjnej wyświetlanej na wskaźniku PNS, użytecznej w manewrze cumowania statku. 1. Opis wskaźnika PNS Szczegółowy opis wskaźnika pilotowego systemu nawigacyjnego został przedstawiony w publikacji [4]. Założenia konstrukcji PNS-u przedstawiono w pracy [5]. W skład systemu wchodzą: interfejs użytkownika PNS oraz podsystem symulacji dołączony w wersji przewidzianej do prowadzenia badań symulacyjnych PNS-u []. Interfejs użytkownika systemu PNS podczas manewrów cumowania zaprezentowano na rys. 1. Rys. 1. Interfejs użytkownika podczas manewrów cumowania 18

Badania symulacyjne wskaźnika PNS dla manewru cumowania Ekspert sterował statkiem na podstawie danych otrzymywanych z interfejsu PNS-u. Sterowanie nastawami statku odbywało się z wykorzystaniem niezależnego okna przedstawionego na rys.. Rys.. Panel sterowania w systemie symulacji PNS. Opis poligonu badawczego Poligon badawczy został zaprojektowany na potrzeby badań symulacyjnych systemu PNS jako odpowiednio zobrazowane mapy, na których możliwe było prowadzenie nawigacji przez ekspertów. Manewry cumowania wykonano na modelu promu morskiego m/f Jan Śniadecki (Lpp = 155 m) i masowca 5 DWT (Lpp = 9 m). Obie jednostki można uznać za charakterystyczne dla portu morskiego w Świnoujściu, co ma znaczenie dla przyszłych badań (weryfikacja systemu). Ekspert (pilot, kapitan) miał do dyspozycji sternika wypełniającego jego polecenia 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 o ukształtowaniu toru wodnego i symulowanych warunkach hydrometeorologicznych. Ekspert dodatkowo mógł wykonać jazdę próbną w celu zapoznania się z charakterystykami manewrowymi jednostki, którą dowodzi. Manewry cumowania zostały podzielone na podgrupy: manewry cumowania do nabrzeża prostego, manewry cumowania do nabrzeża z rampą. W obydwu podgrupach badano typy zobrazowań: zorientowanie względem północy, zorientowanie względem brzegu. 19

Maciej Gucma, Wojciech Ślączka W sumie otrzymano 4 warianty, których wykonanie miało na celu określenie optymalnego zorientowania i w każdym przypadku badanym kryterium były: energia cumowania w punkcie pierwszego kontaktu z nabrzeżem i rampą, odległości zatrzymania się statku w stosunku do linii nabrzeża oraz rampy. Dodatkowo po wykonaniu serii przejazdów z każdego wariantu ekspert wyrażał swoją opinię w ankiecie, co miało na celu pozyskanie informacji o preferencjach i komforcie pracy z systemem użytkownika. Dla wariantów cumowania do nabrzeża prostego podawana odległość na wskaźniku to wartość odległości burty od nabrzeża (dziobu d d i rufy d r). Sytuację tę przedstawiono na rys. 4. Rys. 4. Oznaczenie odległości od nabrzeża podawanych w systemie W wariantach cumowania do nabrzeża z rampą podawane odległości to wartości dystansu burty do nabrzeża dziobu (d dr i rufy d rr), oraz dodatkowo podawano informację o odległości rufy do rampy (rys. 5). d ra d r d d Rys. 5. Oznaczenie odległości od nabrzeża z rampą podawanych w systemie 11

Badania symulacyjne wskaźnika PNS dla manewru cumowania 3. Metody oceny wskaźnika PNS Istnieje szereg metod stosowanych w badaniach HCI (Human Computer Interaction), które można zastosować w ocenie wskaźnika PNS: test zadaniowy systemu, obserwacja, kwestionariusze (ankiety), wywiady, automatyczne monitorowanie interakcji z systemem. 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 [3]. Ze względu na różne systemy miar istniejące w metodach HCI nie jest możliwe ich bezpośrednie porównanie. Najistotniejsze są dane z ankiet werbalne wyrażenie opinii o danym systemie przez eksperta, oraz dane pochodzące z automatycznej rejestracji interakcji reprezentujące mierzalne statystycznie cechy świadczące o jakości manewrowania. W celu weryfikacji ocen eksperckich dokonano analiz statystycznych energii cumowania statku w punkcie pierwszego kontaktu oraz odległości dziobu i rufy w stosunku do linii nabrzeża oraz rampy. Energię cumowania określano na podstawie wyników zarejestrowanych z prób symulacyjnych w zależności od sposobu cumowania: cumowanie burtą statku do nabrzeża ciągłego oraz cumowanie rufą. 3.1. Cumowanie burtą statku Podchodzenie burtą statku do nabrzeża ciągłego jest najczęstszą metodą cumowania (rys. 6). Podczas prawidłowego wykonywania tego manewru prędkość boczna powinna zawierać się w przedziale od,15 do,3 m/s a kąt podejścia w granicach od 5 do 15. W przypadku wystąpienia wartości wyższych manewr należy traktować jak kolizję. Energię cumowania, jaka powstanie podczas kontaktu kadłuba statku z urządzeniami odbojowymi lub nabrzeżem można obliczyć wykorzystując następującą zależność [1]: D V Ec B C M C E C C S C (1) gdzie: E c D V B energia cumowania [kj], wyporność [t], prędkość cumowania [m/s], 111

Maciej Gucma, Wojciech Ślączka C M C E C S C C współczynnik masy dodanej, współczynnik niecentryczności, współczynnik sprężystości urządzenia odbojowego, współczynnik typu konstrukcji nabrzeża. Rys. 6. Kolizja burtą statku z nabrzeżem ciągłym Współczynnik masy wody towarzyszącej C M uwzględnia wzrost energii kinetycznej statku, spowodowany masą wody poruszającej się wraz z kadłubem. Najczęstszą metodą obliczania tego współczynnika dla statków cumujących do nabrzeża jest metoda Vasco Costa: T C M 1 () B gdzie: T B zanurzenie statku [m], szerokość statku [m]. Współczynnik niecentryczności C E redukuje energię kinetyczną statku, która w momencie kontaktu z nabrzeżem jest częściowo wykorzystywana do wprawienia statku w ruch obrotowy względem punktu podparcia. Współczynnik ten uwzględnia podstawowe zależności geometryczne pomiędzy kadłubem statku i nabrzeżem, czyli: kąt podejścia do nabrzeża, szerokość statku, odległość między środkiem ciężkości a punktem kontaktu z nabrzeżem i promień bezwładności. Współczynnik niecentryczności określa się według zależności zaproponowanej przez Vasco Costa ę: C E K r ( R K r cos ( )) R (3) gdzie: K r promień bezwładności statku [m], R odległość między środkiem ciężkości statku a punktem podparcia [m] (rys. 7), kąt zawarty między kierunkiem wektora prędkości a linią przechodzącą przez punkt kontaktu i środek ciężkości [ (rys. 8). 11

Badania symulacyjne wskaźnika PNS dla manewru cumowania Rys. 7. Statek cumujący do nabrzeża ciągłego W celu wyznaczenia współczynnika niecentryczności należy obliczyć promień bezwładności statku K r: K r [(.19 ).11] Lpp (4) gdzie: współczynnik pełnotliwości kadłuba statku, Lpp długość statku między pionami [m]. Odległość pomiędzy środkiem ciężkości statku a punktem podparcia jest równa: Lpp B R x (5) gdzie: x odległość od dziobu do punktu podparcia mierzona w osi symetrii statku [m]. Rys. 8. Statek cumujący do dalb Kąt zawarty między kierunkiem wektora prędkości a linią przechodzącą przez punkt kontaktu i środek ciężkości statku jest równy: B 9 acos (6) R 113

Maciej Gucma, Wojciech Ślączka gdzie: a kąt podejścia do nabrzeża (rys. 7) [ ], odległość między wektorem prędkości cumowania a osią urządzeń cumowniczych (rys. 8) [m]. Współczynnik niecentryczności C E można obliczyć wykorzystując przybliżone równanie [1]: C E K r (7) K R r Przybliżone wartości współczynnika niecentryczności zależą od punktu podparcia x (punktu kadłuba, którym statek uderza o nabrzeże lub urządzenie odbojowe) tabela 1. Tabela 1 Wartości współczynnika niecentryczności w zależności od punktu podparcia Punkt podparcia Współczynnik niecentryczności x Lpp 4 C.4. 6 x Lpp 3 C.6. 8 x Lpp C 1 Współczynnik konstrukcji nabrzeża C c zależny jest od typu nabrzeża oraz rezerwy wody pod stępką przy nabrzeżu. Typ nabrzeża określa sposób przepływu wody między kadłubem a nabrzeżem. Rozróżniamy trzy główne typy nabrzeży: nabrzeża zamknięte (rys. 9), nabrzeża częściowo zamknięte, nabrzeża otwarte. E E E Rys. 9. Nabrzeże typu zamkniętego 114

Badania symulacyjne wskaźnika PNS dla manewru cumowania W eksperymencie symulacyjnym badano nabrzeże typu zamkniętego. Współczynnik konstrukcji nabrzeża zamkniętego jest równy: K T C T K C.5 C.5 C c C.8.9 gdzie: K c T rezerwa wody pod stępką [m], zanurzenie statku [m]. Współczynnik sprężystości odbojnicy C S uwzględnia właściwości sprężyste kadłuba i urządzenia odbojowego. Dla miękkich urządzeń odbojowych, w których ugięcie jest większe niż.15 m współczynnik C S jest pomijany, czyli przyjmuje wartość 1, zaś dla odbojnic twardych jego wartość wynosi.9. 3.. Cumowanie rufą statku Cumowanie rufą statku do nabrzeża występuje najczęściej w eksploatacji promów morskich (rys. 1). Podczas prawidłowego wykonywania tego manewru prędkość cumowania powinna zawierać się w przedziale od. do.5 m/s a kąt podejścia powinien być równy kątowi prostemu. Energię cumowania, jaka powstanie podczas kontaktu rufowej części kadłuba statku z urządzeniami odbojowymi lub przeszkodą, jaka znajdzie się na trajektorii ruchu statku, można obliczyć wykorzystując następującą zależność: E c D V (8) Rys. 1. Kolizja rufą statku z nabrzeżem 4. Aplikacyjne zastosowanie metody 4.1. Analiza ankiet Badania ankietowe wykonane na etapie eksperymentu były poprzedzone wstępnymi badaniami ekspertowymi, które umożliwiły ściślejsze określenie wymagań użytkownika, przy jednoczesnym zawężeniu spektrum pytań. 115

Maciej Gucma, Wojciech Ślączka Celem badań ankietowych przeprowadzanych w trakcie symulowanych manewrów cumowania było określenie: które zorientowanie jest korzystniejsze względem północy czy brzegu, jakie informacje dotyczące odległości powinny się znaleźć na interfejsie użytkownika w trakcie prowadzonych manewrów. Badania ankietowe wykonywano zawsze po kolejnej serii jazd. W przypadku omawianych w artykule manewrów cumowania przyjęte warianty badań odpowiadają następującym oznaczeniom: a) manewry cumowania do nabrzeża prostego: zorientowanie względem północy wariant nr 13, zorientowanie względem brzegu wariant nr 14; b) manewry cumowania do nabrzeża z rampą: zorientowanie względem północy wariant 15, zorientowanie względem brzegu wariant nr 16. Częstość odpowiedzi na pytanie, które zorientowanie jest korzystniejsze względem północy czy brzegu przedstawiono na rys. 11. Różna całkowita liczba odpowiedzi spowodowana jest brakiem udzielenia odpowiedzi przez część ekspertów. Cała populacja wyniosła 17 osób dla wszystkich wariantów. 16 14 1 częstość odpowiedzi 1 8 6 4 warianty 13 i 14 warianty 15 i 16 w g N które zobrazow anie jest korzystniejsze w g brzegu Rys. 11. Częstość odpowiedzi ekspertów na pytanie dotyczące zorientowania względem północy i brzegu Eksperci jednoznacznie wybrali zorientowanie względem brzegu. Dodatkowo osoby proponowały zorientowanie typu Head-up, ale jako alternatywę dla zorientowania względem brzegu. Częstość wyboru trybu wyświetlania informacji o odległości przedstawiono na rys. 1. Ankieta przewidywała następujące warianty odpowiedzi: wartość 116

Badania symulacyjne wskaźnika PNS dla manewru cumowania wyświetlana zawsze, wartość wyświetlana na żądanie (po naciśnięciu odpowiedniego klawisza). 8 7 6 liczba odpowiedzi częstość 5 4 3 warianty 13 i 14 warianty 15 i 16 1 dziobu dziobu rufy rufy dziobu zaw sze dziobu na żadanie rufy zaw sze rufy na żadanie zawsze na żądanie zawsze na żądanie czy pokazyw ać odległość od brzegu czy pokazywać odległość od brzegu Rys. 1. Średnie ważone wartości konieczności wyświetlania informacji o odległości Zdania ekspertów były w tym przypadku znacznie bardziej zróżnicowane niż to miało miejsce przy wyborze zorientowania. Grupa ekspertów (7 osób dla wariantów 13 i 14, oraz 4 osoby dla wariantów 15 i 16) sugerowała, że zarówno odległości od dziobu jak i od rufy powinny być pokazywane zawsze. Kolejna grupa (5 osób we wszystkich analizowanych wariantach) stwierdziła, iż odległości od rufy i od dziobu powinny być prezentowane na żądanie. 4.. Analiza statystyczna energii kinetycznych Na rysunkach 13 i 14 przedstawiono wartości energii kinetycznej statku cumującego do stanowiska promowego. Dlatego też jednocześnie obliczono energie cumowania w ruchu wzdłużnym, jak i w poprzecznym. Z analizy rysunku 13 wynika, że wyższe średnie wartości energii cumowania wyidukowane w punkcie pierwszego kontaktu na rampie zaobserwowano podczas manewrów wykonywanych w zorientowaniu względem północy. Prawidłowość ta jest obserwowana zarówno w grupie kapitanów, jak i pilotów. Wniosek ten potwierdzają również dużo niższe wartości odchyleń standardowych dla manewru cumowania wykonywanego w zorientowaniu względem nabrzeża. Analogiczne wnioski wynikają z analizy rys. 14. W obu grupach ekspertów niższe wartości energii cumowania indukowanej w punkcie pierwszego kontaktu na nabrzeżu ciągłym występują dla manewrów przeprowadzanych w zorientowaniu względem nabrzeża. 117

Maciej Gucma, Wojciech Ślączka [ kj ] 35 34 33 3 31 3 9 8 7 6 5 4 3 1 19 18 17 16 15 14 13 1 11 1 9 8 7 6 5 4 3 1 1685.375 Ekl Kapitanowie. Ekl Piloci Max Min Śre SD Rys. Wartości energii kinetycznej w punktach pierwszego kontaktu m/f Śniadecki podczas manewru cumowania. Zobrazowanie wg N (Z15) - kapitanowie i piloci..816 49.44 [ kj ] 16 155 15 145 14 135 13 15 1 115 11 15 1 95 9 85 8 75 7 65 6 55 5 45 4 35 3 5 15 1 5 75.51 Ekl Kapitanowie 5.319 Ekl Piloci Max Min Śre SD Rys. Wartości energii kinetycznej w punktach pierwszego kontaktu m/f Śniadecki podczas manewru cumowania. Zobrazowanie wg N (Z16) - kapitanowie i piloci. 195.498 31.397 Rys. 13. Wartości energii kinetycznej w punktach pierwszego kontaktu m/f Jan Śniadecki podczas manewru cumowania do rampy. Zobrazowanie względem północy (górny) i nabrzeża (dolny) 118

Badania symulacyjne wskaźnika PNS dla manewru cumowania [ kj ] 35 34 33 3 31 3 9 8 7 6 5 4 3 1 19 18 17 16 15 14 13 1 11 1 9 8 7 6 5 4 3 1 [ kj ] 16 155 15 145 14 135 13 15 1 115 11 15 1 95 9 85 8 75 7 65 6 55 5 45 4 35 3 5 15 1 5 Ekb Kapitanowie Ekb Piloci Max Min Śre SD Rys. Wartości energii kinetycznej w punktach pierwszego kontaktu m/f Śniadecki podczas manewru cumowania. Zobrazowanie wg N (Z15) - kapitanowie i piloci. 91.651 Ekb Kapitanowie.13 Ekb Piloci Max Min Śre SD Rys. Wartości energii kinetycznej w punktach pierwszego kontaktu m/f Śniadecki podczas manewru cumowania. Zobrazowanie wg N (Z16) - kapitanowie i piloci. Rys. 14. Wartości energii kinetycznej w punktach pierwszego kontaktu m/f Jan Śniadecki podczas manewru cumowania do nabrzeża ciągłego. Zobrazowanie względem północy (górny) i nabrzeża (dolny) 657.871 884.39 4.3. Analiza statystyczna odległości cumowania statku od nabrzeża Na rysunkach 15 i 17 przedstawiono punkty pierwszego kontaktu z nabrzeżem oraz najbliższe punkty do nabrzeża, w których doszło do zatrzymania promu. Na podstawie analizy oby rysunków trudno wnioskować o przewadze ilości informacji prezentowanej na wskaźniku PNS lub o preferowanym typie zorientowania. Zarówno w zorientowaniu względem północy, jak i nabrzeża nierzadko udawało się ekspertom całkowicie zacumować do terminalu. W większości przypadków zatrzymywali prom w odległości podania rzutki cumowniczej (rys. 16, 18). 119

1 99 98 97 96 95 94 93 9 91 9 89 88 87 86 85 84 83 8 81 8 79 78 77 76 75 74 Maciej Gucma, Wojciech Ślączka 31 39 [ m ] 38 37 36 35 34 33 3 31 3 99 98 kontakt rufą - jazdy pilotów kontakt burtą - jazdy pilotów 97 96 95 94 93 9 91 9 [ m ] Rys. Punkty pierwszego kontaktu podczas cumowania m/f Śniadecki. Zobrazowanie wg N (Z15) - piloci Rys. 15. Punkty pierwszego kontaktu podczas cumowania m/f Jan Śniadecki. Zorientowanie względem północy [ m ].15.14 6.649 Odległość rufy od nabrzeża - kpt 8.17 8.576.13 Odległość rufy od nabrzeża - piloci.1.11.1.9.8.7.6.64.5.4.3..1 Max Min Śre SD Rys. Odległości zatrzymania m/f Śniadecki podczas manewru cumowania. Zobrazowanie wg N (Z15) - kapitanowie i piloci. [ m ] 6 5.8 5.6 5.4 5. 5 4.8 4.6 4.4 4. 4 3.8 3.6 3.4 3. 3.8.6.4. 1.8 1.6 1.4 1. 1.8.6.4. 3.9 1.857 Odległość burty od nabrzeża - kpt Odległość rufy od nabrzeża - piloci. Max Min Śre SD 1.77 Rys. Odległości zatrzymania m/f Śniadecki podczas manewru cumowania. Zobrazowanie wg N (Z16) - kapitanowie i piloci. Rys. 16. Odległości zatrzymania m/f Jan Śniadecki od rampy podczas manewru cumowania. Zobrazowanie względem północy (górny) oraz względem nabrzeża (dolny) 1

1 99 98 97 96 95 94 93 9 91 9 89 88 87 86 85 84 83 8 81 8 79 78 77 76 75 74 Badania symulacyjne wskaźnika PNS dla manewru cumowania Mała precyzja w cumowaniu była spowodowana brakiem symulacji urządzenia odbojowego w modelu symulacyjnym PNS. Efekt ten spowodował u ekspertów przesadną ostrożność w manewrach cumowania. 31 39 38 37 36 35 34 33 3 31 3 99 98 kontakt rufą - jazdy pilotów kontakt burtą - jazdy pilotów 97 96 95 94 93 9 91 9 Rys. Punkty pierwszego kontaktu podczas cumowania m/f Śniadecki. Zobrazowanie wg nabrzeża (Z16) - piloci Rys. 17. Punkty pierwszego kontaktu podczas cumowania m/f Jan Śniadecki. Zorientowanie względem nabrzeża. Efektem tego było zatrzymywanie promu w pewnych odległościach od nabrzeża i rampy. W ten sposób eksperci unikali efektu wpływania promu w linię brzegową, a co zatem idzie unikali wystąpienia zbyt dużej energii cumowania w punkcie pierwszego kontaktu. [ m ].15.14 5.75.738 1.551.13.1.11 Odległość burty od nabrzeża - kpt Odległość burty od nabrzeża - piloci.1.9.8.7.6.5.4.3..13.1 Max Min Śre SD Rys. Odległości zatrzymania m/f a) Śniadecki zobrazowanie podczas manewru względem cumowania. Zobrazowanie północy wg N (Z15) - kapitanowie i piloci. 11

Maciej Gucma, Wojciech Ślączka [ m ] 3.9.8.7.6.5.4.3..1 1.9 1.8 1.7 1.6 1.5 1.4 1.3 1. 1.1 1.9.8.7.6.5.4.3..1 6.458 Odległość burty od nabrzeża - kpt Odległość burty od nabrzeża - piloci Max Min Śre SD b) zobrazowanie względem nabrzeża Rys. Odległości zatrzymania m/f Śniadecki podczas manewru cumowania. Zobrazowanie wg N (Z16) - kapitanowie i piloci. Rys. 18. Odległości zatrzymania m/f Jan Śniadecki od nabrzeża podczas manewru cumowania. Zobrazowanie względem północy (a) oraz względem nabrzeża (b) W celu uzyskania prawidłowych wniosków dotyczących preferowanego zorientowania wykorzystywanego do manewru cumowania, z uwzględnieniem kryterium odległości do nabrzeża, należy w modelu symulacyjnym implementować moduł reakcji urządzeń odbojowych i przeprowadzić dodatkowe próby symulacyjne. Wnioski Na podstawie analizy ankiet wypełnianych przez ekspertów po wykonanych przejazdach symulacyjnych oraz analizy statystycznej energii cumowania można wnioskować, że: najkorzystniejszym zorientowaniem w przypadku manewrów cumowania jest zorientowanie względem nabrzeża, potwierdzają to zarówno badania ankietowe jak i statystyczna analiza energii cumowania; żaden z ekspertów nie wybrał zorientowania względem północy, jego słabą przydatność w manewrach cumowania potwierdza również analiza statystyczna energii cumowania; dwóch ekspertów sugerowało jako alternatywne zorientowanie względem dziobu; nie można jednoznacznie ustalić czy wartości odległości od dziobu i od rufy powinny być wyświetlane zawsze czy na żądanie, należy zatem przyjąć możliwość zmiany trybu wyświetlania w ramach interfejsu użytkownika; 1

Badania symulacyjne wskaźnika PNS dla manewru cumowania na podstawie analizy statystycznej występowania punktów pierwszego kontaktu brak jest podstaw do wnioskowania na temat preferowanego zorientowania w PNS podczas manewru cumowania. Literatura 1. Marine Fendering Systems. FENTEK Marine Systems Gmbh, Hamburg Germany.. Gucma M., Metody symulacyjne w optymalizacji informacji nawigacyjnej na potrzeby Pilotowych Systemów Nawigacyjnych. VI Sympozjum Nawigacyjne, AM Gdynia 5. 3. Gucma M., Testowanie interfejsów użytkownika w pilotowych systemach nawigacyjnych. Konferencja IRM 3, Zeszyty Naukowe nr 7 WSM w Szczecinie, Szczecin 3. 4. Gucma M., Ślączka W., Badania symulacyjne wskaźnika PNS dla manewru przejścia torem wodnym. Konferencja IRM 5, Zeszyty Naukowe AM w Szczecinie, Szczecin 5. 5. Gucma S., Information System of Ship Pilotage Support In restricted Areas. Konferencja Niezawodności i Bezpieczeństwa Systemów, Gdynia 3. 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/ 7-5 Szczecin 13