„Където не гледат далече, там бедата е близо.“

Проблемът с разминаването на корабите в морето е един от типичните задачи на навигацията на кораба и включва: разминаване при пресичащи се курсове, разминаване при насрещни курсове и разминаване при изпреварване. Същността на решаването на задачата с оценката на навигационните рискове, когато корабите се разминават в морето, се свежда до намирането на геометричната вероятност за настъпване на събитие на едновременно съвместно присъствие на кораби в определен район, например в район, който характеризира качеството на управление и навигация или друга специална зона, присъща на процеса на разминаване (зона на опасна навигационна ситуация, зони за оценка на ситуацията и край на маневрата на разминаване, зона за край на маневрата в последния момент и др. ( рис. 2).

Рис. 2. Появата на зоната на съвместно разположение на разминаващи се кораби

Решението на задачата с оценка на навигационния риск от сблъсък, когато кораби се разминават в морето, е да се определи зоната, в която два кораба са разположени заедно при приближаване. Да предположим, че два кораба от един и същи тип се разминават, чиято позиция се определя от първоначалните стойности на пеленга и дистанцията.

Нека първоначалното разстояние D₀ = kLc, където Lc е дължината на кораба (k = 1, 2, 3,…).
Да приемем, че са известни параметрите на относителното движение на кораба-мишена K࣪ и V࣪. Тогава стойностите на „относителния насочващ ъгъл“ qρ`= K࣪ – П, 0 ≤ qρ≤ ± 180° (съответно, десният и левият борд) също са известни.
Да приемем, че избраните обиколки на ситуационните зони са допирателни и техните радиуси са известни (зададени) и са Rc1 = Rc2 = nL, n≤ k.
При по-нататъшно относително движение кръговете ще се пресичат, образувайки сегменти със съответните параметри: централни ъгли и сегментни стрелки.

Площта на такъв сегмент ще бъде:

където Rc1 е радиусът на ситуационната окръжност,
α е централният ъгъл.
От своя страна стойността на сегментната стрелка се дефинира като:

Размерът на стрелката на сегмента се определя от променливостта на разстоянието между корабите по време на тяхното относително движение.
Известно е, че текущото разстояние до кораба-мишена се определя от съотношението [6]:

където D₀ е първоначалното разстояние до целевия кораб,
q₀ е първоначалният относителен ъгъл на насочване,
D_n е текущото разстояние до целевия кораб,
q_n е текущият относителен ъгъл на насочване.

Количествената стойност на навигационния риск е числено равна на съотношението на две сегментни зони към общата площ на опасната зона и ако се анализира опасна навигационна ситуация, тогава радиусът на такава зона може да бъде избран от оператора, и ако зоната на възможното местоположение на всяка точка от кораба се разглежда с вероятност от 0,95, тогава радиусът на такава зона е R=1,5(Ш_С L_C)^0,5 .
Ясно е, че в последния случай, ако корабите навлязат в зоната с радиус R, това означава, че има вероятност (риск) от неизбежен сблъсък на корабите.
Дадени са резултатите от количественото определяне на стойностите на навигационния риск в зависимост от началния относителен ъгъл на насочване, първоначалната дистанция, равна на 2R (за общността подходи се приема R = 1) в зависимост от дистанцията или относителния ъгъл на насочване в табл. 1.

Таблица 1 Текущ навигационен риск в зависимост от курсовия ъгъл и дистанцията до кораба цел

За да се получат количествени резултати за оценка на реалното разстояние до кораба-мишена, данните в таблицата трябва да се умножат по определена стойност на радиуса на ситуационната зона.
От горното могат да се направят следните забележки:
1. Разкрива се динамиката на текущото изменение на навигационния риск в зависимост от началните условия на разминаването.
2. Доказана е възможността за текуща количествена оценка на навигационния риск при разминаване на корабите.
3. Навигационният риск от промени в ситуационната зона по смисъла му характеризира намаляване на зоната на възможни действия, включително зоната за вземане на решение за маневра и изпълнение на маневрата.
4. Навигационният риск от действителен сблъсък се увеличава при условие, че относителното разстояние на преминаване е по-малко от сбора на радиусите на зоните за оценка на качеството и управлението на кораба.

Предложеният подход позволява, в допълнение към оценката на текущите навигационни рискове, разумен подход към задачите за управление на навигационните рискове при решаване на основните проблеми на навигацията:
– при разминаване на кораби в морето и теснота,
– при плаване в тесни навигационни условия,
– при разминаване в тесни условия.
Достатъчно условие за безопасно отклонение от динамична опасност е следното: разстоянието на преминаване (относително или абсолютно) не трябва да бъде по-малко от сумата от радиусите на зоните на възможно местоположение на всяка точка на кораба с вероятност 0,95, което е равно на:

Това обаче не взема под внимание други фактори, които влияят върху точността и надеждността на прогнозата за разстоянието на преминаване: точността на измерванията на пеленга и разстоянието и променливостта на относителния курс.
Стандартното отклонение на променливостта на изминатото разстояние приема формата:

където σ_Dт е стандартното отклонение на променливостта на разстоянието на преместване,
σ_Dи е стандартното отклонение на измерването на разстоянието до целта,
σ_п е стандартното отклонение на измерването на пеленга спрямо целта,
σ_К – стандартно отклонение на относителната променливост на относителния курс,
q₀ е първоначалният относителен ъгъл на насочване,
R_c1 – радиусът на обиколката за намиране на която и да е точка 1 на кораба с вероятност Р=0,95,
R_c2 е радиусът на окръжността за намиране на всяка точка 1 от кораба с вероятност Р=0,95.
Изчисленията показват, че необходимата стойност на разстоянието на преминаване (4) за безрисково разминаване на корабите трябва да се увеличи с 15–20% поради очакваната променливост на относителното траверзно разстояние на преминаване:

Въвеждането на ситуационни зони позволява да се отделят редица подзони, които характеризират развитието на навигационната ситуация на отклонение. Тези подзони включват:
– допустима зона на сближаване на корабите при разминаване без риск от сблъсък, чийто радиус е равен на допустимата стойност на разстоянието на преминаване Dти, е допустимата зона за завършване на маневрата в последния момент,
– допустима зона на отклонение без промяна на курса.
За да се определи допустимата зона за завършване на маневрата в последния момент, е необходимо да се знае радиусът на циркулация на маневриращия кораб. В общия случай радиусът на циркулация зависи от размерите на кораба, газенето, дълбочината на навигационния район и др. За оценка на средния радиус на циркулация могат да се използват данните, дадени в литературата.

Средната стойност на радиуса на циркулация за основните типове съвременни кораби е 5,3L_c1, а стандартното отклонение е 0,85L_c1. Тогава възможната стойност на радиуса на циркулация в общия случай няма да надвишава 7,0L_C с вероятност 0.95. В този случай радиусът на допустимата зона за завършване на маневрата в последния момент ще бъде:

От гореизложеното следва, че ако относителните разстояния на преминаване са по-малки от сумата от радиусите на зоните, характеризиращи положението на всяка точка на корабите по време на навигация, тогава съществува навигационен риск от неизбежен сблъсък на корабите. Допустимата зона на разминаване на идентични кораби без промяна на курса зависи от разстоянието и относителния ъгъл на насочване за (Таблица 3).

Таблица 3 Допустими разстояния и относителни ъгли на отклонение на курса на кораби по прави пресичащи се курсове без риск от сблъсък

Най-общо казано, всякакви други области могат да бъдат включени в групата на подобластите на развитие на ситуацията. Те включват областите на прогнозиране с относителното движение на корабите, прогнозирането по позицията на корабите, зоната за наблюдение на навигационната ситуация, зоната за оценка на ситуацията и вземане на решение за маневриране и др. (рис. 3).

Рис. 3. Положението на зоните, характеризиращи процеса на разминаване на корабите в морето

По този начин, за да се получи количествена стойност на навигационния риск на кораби при разминаване на пресичащи се курсове, е необходимо да се оцени динамиката (по време, по разстояние до целта или чрез промяна на относителния ъгъл на курс) на промените в позицията на зоните, характеризиращи позицията на която и да е точка от кораба или подзоните на ситуационната зона. Конфигурацията на тези зони в пространството при пресичане една на друга за двойка разминаващи се кораби ни позволява да преминем към геометричната вероятност за тяхното съвместно местоположение, което ни позволява да определим навигационния риск на текущата ситуация като функция на относителния ъгъл на насочване и разстояния между корабите.

Оценката на навигационните рискове при разминаване на кораби в морето по курс на сблъсък и при изпреварване се извършва по описаните по-горе методи. Разликите са, че скоростта на промяна на опасна ситуация ще бъде по-голяма, отколкото при разминаване на пресичащи се курсове.