// Вие четете...

Приложни науки

Изисквания към точността на плаване.

„И морето би се разляло, ако нямаше брегове.“

Един от основните проблеми за осигуряване на навигационната безопасност на мореплаването винаги е бил обосноваването на изискванията към необходимата точност за определяне на мястото на кораба, гарантираща надеждното „разминаване” с опасностите, показани на картите. Не обръщайки внимание на привидната очевидност да се реши такава задача, с помощта на аналитическите съотношения, свързващи характеристиките на погрешността на мястото с вероятността за засядане на грунта, така и не е станало възможно. Причината за това се заключава в принципиалната неопределеност на поставянето на въпроса. На практика, ако се приеме някакъв норматив, то той трябва да се отнася към широк кръг от условия, иначе нормата няма да има смисъл. В същото време изисквания за конкретните обстоятелства на плаване се различават доста съществено.

В резултат на това на практика обикновено се ръководят от принципа „колкото по-точно е мястото, толкова е по-добре”. Следва да се отбележи, че и възможностите за повишаване на точността на корабоводенето за цялата много вековна история на мореплаването винаги е била много ограничена.

Така, до Втората Световна война единствен способ за контрол на мястото на кораба в открития океан е бил астрономическия, а при подход към брега, в някои акватории е било възможно с помощта на радио пеленгатор да се получи пеленг към брегови радио маяк с кръгово излъчване. На незначително отдалечаване от брега широко са се използвали визуалните методи за определяне на мястото. В началото на втората половина на ХХ век РНС (РНС) със средна и относителна голяма далечина на действие са станали все по достъпни.

На IV–та Извънредна Асамблея на Международната Консултативна Морска Организация (ИМОКО), създадена във втората половина на 70-те години на миналия век във връзка с авария на крупномащабен танкер, която е довела до екологична катастрофа в обширен регион, за първи път е бил поставен въпроса за необходимостта от задължително оборудване на корабите с приемни индикатори на радио навигационните системи.

Този проблем за безопасността на корабоплаването се е обсъждал в течение на много години (от 1982 г. в ИМО) в Подкомитета на ИМКО (ПКБМ – Sub Committee on safety of navigation) под общото заглавие „Хармонизация на радио навигационните системи и стандарти за точност на плаването”. Терминът „хармонизация” в дадения случай означавал необходимост от съкращаване на количеството на разновидности на РНС, броят на които е започнало да се увеличава. По икономически съображения веднага е било прието условие – на кораба трябва да има един приемен индикатор. В течение на дълго време тази роля в съответствие с изискването на Правило 12 Глава 5 от Конвенцията СОЛАС-74 е изпълнявал радио пеленгаторът.

От 1 юли 2002 г. е влязла в сила нова редакция на Глава 5, включваща в себе си изискване (Правило 19) за задължително оборудване на всички кораби с приемни индикатори за СНС или РНС.

В хода на дискусиите разглеждането на въпроса за хармонизацията се затруднил, доколкото основните морски страни в света твърдо се ориентирали към интересите на своята промишленост. Така, САЩ през 1978 г. са приели Федерален закон „За безопасността на пристанищата и танкерите”, в съответствие с който кораб, посещаващ американско пристанище, трябва да бъде задължително оборудван с автоматични приемни индикатори на СНС „Транзит”. В последствие, когато е станала очевидна възможността за практическото използване на високо точните Спътникови навигационни системи (СНС) с непрекъснато действие, с работна зона, която покрива целия Световен океан, „хармонизацията” е изгубила актуалност. Наземните РНС сега изпълняват ролята на средства, допълнително дублиращи СНС и предаващи диференциални поправки на значителни разстояния.

Това което се касае до стандартите за точност, то през 1982 г. е била приета Резолюция на ИМО А.529(13) „Стандарти за точност на плаване”. Значителни затруднения в процеса на тяхната изработка са възникнали при обосноваване на допустимите интервали на дискретност на определяне на мястото, което, на свой ред, зависи от погрешността на обсервациите. Изход е бил намерен по пътя на стандартизация на значението на погрешността на текущото място на кораба, тоест – или счислимото, или получено по резултатите от определяне на мястото.

Допустимото значение на погрешността на текущото място (за ниво на вероятност от 95%) е била установена равна на 4% от дистанцията до най-близката опасност, но не повече от 4 мили. В Приложение към дадената Резолюция се привеждали формули и графики за разчет на натрупващата се погрешност от счислението на пътя в зависимост от времето и оценъчните значения на статистическите характеристики на основния отклоняващ фактор – теченията.

В преамбюла на документа се указвало, че той не е предназначен за използване на мостика, а служи само за ориентировка на службите, занимаващи се с навигационното оборудване на акваториите.

Приведените в Резолюцията нормативи са били приети на международно ниво за първи път, макар и в болшинството морски страни в света да са действали национални стандарти, незначително отличаващи се един от друг. Така, например, започвайки с първото издание през 1977 г. в Федералния радио навигационен план на САЩ са поместени изисквания към точността за знание на своето място на различни етапи от плаването (в открито море, при подход към брега, на излизане от пристанище, в акваторията на пристанище). Отделно се указват изисквания към точността на мястото при изпълнение на хидрографски работи, в това число и при поставянето на плаващи средства от навигационното оборудване, а също и за други видове стопански дейности на море.

Започвайки във втората половина на 80-те години на ХХ век отначало като опитна, а после и като пълно мащабна експлоатация американската спътникова радио навигационна система с непрекъснато действие GPS убедително е показала, че мореплавателите са получили възможност за постоянен контрол на своето място в коя да е акватория на Световния океан, с точност, значително превъзхождаща изискванията на Резолюция А.529(13). Поради това е възникнала необходимостта за внасяне на изменения в приетите, в различно време, международни документи и съгласуване на тяхното съдържание.

Изпълнявайки поръчението на Комитета на ИМО по безопасност на море (КБМ – Maritime Safety Committee), ПКБМ на своята 47 сесия през юли 2001 г. е завършил прегледа на приетата през 1995 г. Резолюция А.815(19) „Световна Спътникова Радио навигационна Система”. В този документ е била установена процедурата за одобрение от ИМО на радио навигационни системи с наземно и космическо базиране, представени в качеството на компонент от Световната СРНС. Изискванията към точността тук първоначално са били формулирани достатъчно общо. Така, за открито море те трябвало да съответстват на положенията на упоменатата по-горе Резолюция А.529(13). В крайбрежните акватории допустимата величина на погрешност на мястото не трябва да преминава пределите от 10 метра с вероятност 95%. Именно тази част на документа е била прегледана и оформена във вид на проект за по-нататъшно разглеждане в органите на ИМО.

През май 2002 г. даденият проект е бил одобрен на 75 сесия на КБМ. След това той е представен на 23 Асамблея на ИМО, проведена в края на 2003 г. В съответствие с редът на работа, приет от органите на ИМО, висшестоящата инстанция (Комитет и Асамблея) внасят в проекта само отделни изменения от редакционен характер. Поради това следва да се счита, че документът е в крайния си вариант и може да се обсъждат новите международни изисквания към точността на плаване. Още повече, че в преамбюла към тази Резолюция се указва, че тя отменя действащата досега Резолюция А529(13).

В новата редакция на Приложенията към Резолюция А.815(19) изискванията към експлоатационните характеристики на ССРНС се отнасят за три района на плаване:

• океанско (разполагащо се на дистанции по-големи от 50 мили от най-близката опасност);

• крайбрежно (дистанцията от най-близката опасност 3-50 мили);

• райони за лоцманско плаване (дистанция до най-близката опасност по-малка от 3 мили).

В океански район плаването с погрешност на определеното място с вероятност 95% не трябва да излиза зад пределите от 100 м. Определянето на мястото трябва да се извършва не по-рядко от един път за всеки 10 с. В тези случаи, когато резултатите от определяне на мястото се използват от системи за автоматично опознаване (АИС) или за автоматично удържане на кораба на линията на зададения път, темпът за обновяване на данните за мястото трябва да бъде увеличен до един път на всеки 2 с.

Показателя достъпност (availability) сигналът трябва да бъде не по-малко от 99,8%, отнесен към 30 дневен период (т.е. в течение на 720 часа обща продължителност, прекъсвания на постъпващия сигнал трябва да не е повече от 1,5 часа).

Очевидно е, че толкова високи изисквания към характеристиките на навигационната информация могат да бъдат реализирани само в тези случаи, когато на кораба е установено автоматично средство, позволяващо удържането му на зададената траектория с цел съблюдаване на оптималния маршрут на плаване, предварително избран по някакъв критерий.

В съответствие с изискванията на правило 19 от новата редакция на Глава 5 от Международната Конвенция по опазване на човешкия живот на море такива устройства трябва да се установяват на корабите с товаровместимост от 10 000 т и повече. По икономически съображения е желателно по възможност точно движение по набелязаната линия на пътя, доколкото всяка, различна от нея, крива ще е по-дълга. Но следва да се отчита, че за решаването на такава задача ще е необходимо практически непрекъснато да се премества руля, а това ще доведе до допълнително съпротивление и, в краен резултат, към нежелателно увеличаване на разхода на гориво. Във връзка с това възниква задачата за търсенето на оптимално съотношение по критерия експлоатационни разходи.

Както е известно, удължаването незакономерно на кривата по отношение към дължината на правата линия зависи от величината на ъгъла между тях, а самият ъгъл – от честотата на корекциите на пътя и приетото значение на допустимото странично отклонение. Може да се покаже, че математически очакваната величина на относителното отклонение от пътя има порядък по-малък от стотна част от процента при странично отклонение от няколко стотен метра и редки корекции на маршрута на движение. По такъв начин, установяването на изисквания към точността на мястото при океански плавания няма практическо значение даже при автоматично удържане на кораба на линията на зададения път.

Това което се касае до темпа на обновяване на данните за координатите, то даже само за това, просто да се покаже на карта всяко определено място, е необходимо на кораба да има електронна картографска навигационна система, дотолкова доколкото „ръчно” такава задача не е решима. Но и в този случай резултатите от толкова честа обсервация практически няма смисъл, тъй като всички определени места така или иначе няма да бъдат видими заради малкия мащаб на пътевите карти, обикновено използващи се при плаване на голямо отдалечение от брега.

Приведените по-горе изисквания към точността и скоростта на обновяване на данните могат да имат практическо значение само при използване на данните от система за АИС за решаване на задачите по разминаването с насрещно движещи се кораби, при задминаване или при участие в операции по търсене и спасение на търпящите бедствие на море.

За практическото решаване на традиционните задачи по осигуряване на навигационната безопасност на плаване в открито море такава висока точност на текущото място на кораба не се изисква. Възможностите на съвременната радио електроника тук превишават потребностите на много годишната практика в мореплаването. Казаното не означава, че от изисквания „от достигнатото” няма смисъл.

На практика, с усилията на световната морска общност е въведена в действие Световната система за търсене и спасяване при бедствие на море, и всеки намиращ се кораб на море трябва да бъде готов за участие в такива операции. А тук високата точност и непрекъснатото знание на координатите вече се оказва необходимо.

Ако се вземе под внимание по нататъшното възможно развитие на морските превози, то спазването на приетите изисквания към експлоатационните характеристики на ССРНС, може би ще се окаже не чак толкова далечна перспектива. Освен това, трябва да се има в предвид и това, че ССРНС – системата е многофункционална и е предназначена за работа в интересите на различни ползватели с различни заявки. Естествено, че при определяне на нейните параметри са били взети под внимание най-високите изисквания, удовлетворяващи условията необходими за осигуряване на дейностите и на други групи ползватели.

Разбира се, технически би било напълно възможно изкуствено да се загрубят изходните данни за корабните индикатори на ССРНС (например, за сметка на намаление на разрядността на засветване на координатите), но такъв път се определя като съвсем нецелесъобразен, тъй като на корабоводителя ще се наложи през цялото време да помни, каква точност се осигурява в дадения момент. Взетото решение за по-висока, от колкото е необходима, точност на постоянно определяне на мястото на кораба по никакъв начин не може да застраши безопасността на плаване, поради което следва да се оцени като много полезно и далновидно.

Коментари

Все още няма коментари

Публикувай коментар