„Кораб с двама капитани потъва.“

Зад граница интензивно се развиват системите за информационна поддръжка на мореплаването със сведения за състоянието на природната среда. Могат да бъдат отделени системите за осигуряване на мореплаването на, океански и морски акватории, в крайбрежни зони и в райони на пристанища. По мястото на поставяне, тези системи могат да бъдат разделени на брегови и бордови. Голяма част от системите за осигуряване на мореплаването в морските акватории носят не комерсиален характер и се развиват със средства на държавата. Значителна част от системите за хидрометеорологично осигуряване на мореплаването в пристанищата и на подходите към тях се разработват от частни компании и се установяват на основата на договори.

Хидрометеорологичната информация се използва за:

– в пристанищата и гаваните за управление на корабите и разчета на динамичния подводния клиренс (проходящо газене);

– при строителство и експлоатация на пристанища за проектиране и избор на конструкторски решение, планиране на работите по почистване на морските канали;

– при проектиране на пристанища и хидротехнически съоръжения за оценка на вълновото натоварване, проектиране, полагане на кабели, оценка на стабилността на дъното, управление на крайбрежната зона;

– в нефто и газовото добиване за осигуряване на сондирането, буксировката, полагането на тръбопроводи и експлоатация на обекти от нефто и газодобива;

– в мореплаването за планиране на разписанието за движение, обхождане на зони с неблагоприятни условия на времето.

По степента на интеграция с регионалните системи за безопасност на мореплаването (РСБМ) и системите за управление на движението на корабите (СУДК) хидрометеорологичните подсистеми съществено се различават. Наред с простата визуализация на сведенията за състоянието на природната среда, се развиват специализирани системи за разчет на необходимите за мореплаването параметри и режими, зависещи от нейното състояние. Сред последните получили най-голямо развитие са системите за избора на оптималния път на движение на кораба по океанските и морските трасета и системите за динамичен разчет на прохдното газене на кораба. Крайната цел за всички разработвани системи се явява осигуряването на безопасността на мореплаването, постигането на икономически ефект и минимален риск, предизвиквани от опасни природни условия.

По-надолу на основата на анализа на чуждестранния опит са представени примери за реализация на различни подходи за построяването на системи за хидрометеорологично осигуряване на мореплаването.

Регионални системи за осигуряване на мореплаването.

През 2009 г. е приета за експлоатация хидрометеорологичната подсистема РСБМ в Исландия. В развитието на системата са взели участие Великобритания, Ирландия, Дания, Норвегия. Информацията се представя на портала на морската администрация на Исландия. В качеството на източници на информация за исландски води се използват единадесет вълномерни буйя в открито море и 30 автоматични станции за времето, от които единадесет станции с измерване на метеорологичните параметри, за вълнението и нивото са установени в пристанищата и гаваните. Освен това, посредством информационното взаимодействие с Европейските центрове за средно срочни прогнози за времето се използват всички източници на информация от Световната метеорологична организация (СМО).

Диагностичната информация се обновява на всеки час и включва сведения за времето и приливите в пристанищата и гаваните, за височината на вълнението в гаваните и на подходите към тях. Измерванията, предаването и усвояването на данните се извършва на всеки час. В състава на прогностичната информация влизат прогноза за полето на вятъра и атмосферното налягане, полето на вълнението, колебанията на нивото, теченията. Прогнозата за полето на вятъра се дава с предварителен период от пет денонощия, прогнозата за вълнението – с предварителен период от седем денонощия и се обновява два пъти в ден. Пространственото разрешение на тези прогнози представляват 0,5º по широта. Прогнозата за теченията и колебанията на нивото се съставят за три денонощия предварително с дискретност един час и се обновяват два пъти в денонощие. По нататък се планира разширяване на възможностите на системата за прогнози за риск от обледеняване на корабите, дрейф на лед, разлив на нефт и дрейф на свободно плаващи предмети.

До внедряването на описаната система в Исландия ежегодно са ставали между две и четири катастрофи с риболовни кораби. По мнението на Морската администрация на Исландия заради това обстоятелство в последните шест години не е имало нито един авариен случай с риболовен кораб на Исландия, което се явява като следствие от създаването на информационната система за метеорологично осигуряване на мореплаването.

Системи за управление на движението на корабите (СУДК).

В САЩ усъвършенстването на СУДК (Vessel Traffic Service – VTS) е свързано с развитието на следните системи:

– Система за безопасност на пристанищата и водните пътища (Port and Waterways Safety Assessment – PAWSA).

В модела за рисковете в системата PAWSA в състава на опасните фактори в природната среда се включват: вятър, движение на водата (вълнение, течения), видимост, препятствия (ледена покривка, айсберги). Рисковете се делят на две категории – преки и косвени – и включват в себе си рискове за здравето и безопасността на хората, рискове за обкръжаващата среда и биоресурсите, рискове, свързани с икономическите загуби (загуби, повреди по товарите, разливи на нефт, ликвидация на последствията от авариите и евакуация на хора).

Отговорността за осигуряването на мореплавателите с океанографски данни в реален мащаб от време в териториалното море на САЩ е възложена на Националната океанографска служба (National Ocean Service – NOS), влизаща в състава на NOAA.

За информационна поддръжка създаваните в САЩ системи за осигуряване на безопасността на мореплаването под ръководството на NOAA, съвместно с Хидрографска служба на САЩ и Корпуса на инженерите от армията на САЩ вече повече от десет години се развива океанографската система за осветяване на обстановката в реален мащаб от време – Physical Oceanographic Real-Time System (PORTS). Предназначението на PORTS – системата е да се повиши безопасността и ефективността на управлението на морските и крайбрежните ресурси по пътя на интеграцията на наблюденията за състоянието на средата, прогностичните данни, друга геопространствена информация. Тази информация се разпространява като необходима за поддържане решенията на лоцманите, корабоводителите посредством VHF/UHF (радиовръзка), VTS (СУДК) AIS (АИС) или алтернативни средства, такива като Интернет, телефон, радиотелефон. Текущата информация в системата PORTS се обновява на всеки 6 минути.

За първи път системата PORTS е била развърната през 1991 г. в залива Тампа бей. Сега тя функционира в 19 пристанища на САЩ и се явява важен елемент от националната система за хидрометеорологично осигуряване на безопасността на мореплаването в САЩ. В залива Сан Франциско е развърната най-голямата мрежа от измерители от системата PORTS, състояща се от 30 отделни хидрометеорологични комплекса. Заедно с това в отчета на Комитета по развитие на морската информационна система (Committee on Maritime Advanced Information Systems) Националния Съвет по научни изследвания на САЩ (National Research Council) се отбелязва, че администрацията на пристанищата не се стараят сами да нарастват системата PORTS в своите региони, NOAA се ограничава до създаването на скромни наблюдателни системи.

Административната система PORTS се осъществява от специално създадена служба (Center for Operational Oceanographic Product and Services – COOPS). Дадената система се използва за разчет на подкилния клиренс, осъществяване на докови операции, разчет за предотвратяване на разливи на нефт. Икономическата ефективност на системата за всяко отделно пристанище се оценява в десетки милиони долари в годината.

За целите на осигуряването на безопасността на мореплаването в САЩ също може да се използва прогностичната продукция на Центъра за цифрова метеорология и океанография (ЦЦМО) на ВМС на САЩ. Значителна част от информационната продукция, включвайки прогнози за теченията на ЦЦМО на ВМС на САЩ, която е закрита за свободен достъп.

Достъп до информационната продукция на разгледаната по-горе система за ХМО на мореплаването се предлага използването на възможностите на мрежата в Интернет. Непосредственото използване на тази информация на кораба може да е ограничено. Поради това зад граница са разработени редица комерсиални бордови системи за достъп до хидрометеорологичната информация и решаването на особено важни приложни задачи в мореплаването. Някои от тези системи са разгледани по-долу.

Бордова специализирана система ХМО на мореплаването.

Един от световните лидери в областта на хидрометеорологичното осигуряване на морската дейност се явява компанията Ocean weather Incorporate (САЩ). В състава на прогностичните продукти на компанията влизат такива комерсиални продукти, като:

– VOSS (Vessel Optimization and Safety System) – бордови системи за планиране на маршрута и режима на плаване;

– ODS (Ocean weather Display System) – бордова информационна система за разархивиране и визуализация на получаваните хидрометеорологични данни;

– CYCLOPS (Tropical Cyclone Operational Prediction System) – бордова система за следене и предотвратяване на среща с тропически циклони.

Системата VOSS е разработена съвместно с компанията Ocean Systems (САЩ) и включва модул за приемане на метеорологична информация, модул за избор на оптималния маршрут на прехода с интерфейс към системата за навигация ЕКНИС и модул за избора на оптималния режим на плаване.

По данни на клиенти на VOSS задържания по пътя по причини на условия на времето се намаляват с 80%, рекламациите по превоза на товарите се намаляват с 73%, броя на случаите за повреди на товарите – на 87%.

В основата на планиране на маршрута лежи прогнозата за десет денонощия на вятъра, ветровото вълнение, мъртвото вълнение (зиб), теченията, тропическите циклони. Прогнозата се готви два пъти в денонощието в мрежа със стъпка 1,25º. Достъп до информацията се осъществява през модем. Всичко това попада в модела на движение на кораба. Задават се допустимите критерии за клатенето (качка), близостта до тропически циклони, до границата на лед. Алгоритъма се основава на минимизацията на времеви преходи при допустими критични значения на външните условия. Ако продължителността на рейса е повече от десет денонощия, тогава се използва климатична информация за вятъра и вълнението.

Системата CYCLOPS се поставя на корабите заедно с системата ODS и позволява да се възползват от информационните ресурси на световния център за следене на тропическите циклони.

Новозеландската компания Met Ocean Solution Ltd, наред с развитието на прогностичните модели, се опитва да разработи комплексно решение за всички видове морски дейности, допълнително развива локална подсистема за мониторинг на природните условия. Прогнозирането на условията на природната среда се основава на съвременните цифрови модели за океана и атмосферата. Резултатите от прогнозирането са достъпни в графичен, картен и текстови вид с дискретност 1 час и предварителен срок до 7 денонощия. В качеството на средства за измерване на вълнението компанията използва пет типа измерители, включително радиолокационни, буйкови. За измерване на теченията се използват три типа прибори, включвайки ADCP, ADP. Интегриращата технология за подготовка на информационната продукция на компанията Met Ocean Solution Ltd е показана на рис. 1.

Рис. 1. Технология за подготовка на информационната продукция на Met Ocean Solution Ltd.

За прогнозиране на вълнението се използват модели от различен тип – отделно за откритите райони на океана, за крайбрежните зони и пристанищните акватории. Използваните модели за вълнението се отнасят към моделите от трето и четвърто поколение (SWAN, WW3, FUNWAVE) и обхващат целия процес на развитие, разпространение и трансформации на вълнението. За прогнозиране на колебанието на нивото и теченията се използва модел на университета от Пристан.

При осигуряване на мореплаването по морските пътища движението на информацията се предава по e-mail и включва общия обзор на времето, прогнозата и предупрежденията за опасните явления на времето и се представят във вид на карти, графики и таблици.