Сучасний досвід щодо зниження впливу зовнішніх чинників та навколишнього середовища на рівень безпеки судноплавства

Размещено на http://www.allbest.ru/

Дунайський інститут Національного університету «Одеська морська академія»

Сучасний досвід щодо зниження впливу зовнішніх чинників та навколишнього середовища на рівень безпеки судноплавства

Сорока Олена Михайлівна

кандидат психологічних наук, доцент

Бажак Ольга Валеріївна

асистент

Анотація

середовище безпека морський транспорт

У статті комплексно проаналізовано найсучасніші наукові розробки та практичний досвід щодо мінімізації впливу зовнішніх чинників навколишнього середовища на безпеку морського транспорту.

Наголошено, що незважаючи на технологічний поступ, статистика морських аварій та катастроф залишається доволі значною, що завдає величезних економічних збитків та призводить до людських жертв. Серед головних причин - складні та важкопрогнозовані погодні явища, конструктивні недоліки сучасних суден, застарілі системи навігаційного забезпечення та управління рухом флоту, професійні помилки суднових екіпажів.

Докладно розглянуто такі перспективні напрями розв'язання проблеми:

Удосконалення глобальних і регіональних систем збору та комп'ютерного аналізу океанографічних і метеорологічних даних на основі технологій штучного інтелекту для прецизійного прогнозування погодних і гідрологічних умов задля своєчасного реагування та коригування маршрутів руху флоту.

Застосування при будівництві сучасних суден інноваційних міцних і легких сплавів та композитів, високоефективних захисних покриттів, резервування критично важливих суднових систем та інших конструкторських рішень для підвищення їх остійкості до несприятливих зовнішніх впливів.

Подальше вдосконалення інтегрованих систем навігаційного забезпечення та контролю в режимі реального часу за оперативною обстановкою, рухом морського флоту і навколишнім середовищем для своєчасного запобігання аварійним ситуаціям на морі.

Розробка і застосування новітніх тренажерних комплексів з ефектами віртуальної реальності для моделювання і відпрацювання екіпажами дій у критичних навігаційних ситуаціях, викликаних впливом різноманітних небезпечних зовнішніх чинників.

У висновках узагальнено ефективність запропонованих підходів та окреслено подальші перспективи наукових досліджень і практичних розробок, спрямованих на зменшення впливу факторів довкілля та гарантування максимально можливого рівня безпеки морських сполучень та перевезень.

Ключові слова: безпека судноплавства, морський транспорт, внутрішній водний транспорт, загрози безпеці судноплавства, шляхи підвищення безпеки судноплавства.

Soroka Olena Mykhailovna PhD in Psychological Sciences, Associate Professor, Danube Institute of the National University "Odessa Maritime Academy"

Bazhak Olga Valeriivna Assistant, Danube Institute of the National University "Odessa Maritime Academy"

Modern experience in reducing the impact of external factors and the environment on maritime safety

Abstract

The article comprehensively analyzes the state-of-the-art scientific developments and practical experience in minimizing the impact of external environmental factors on the safety of maritime transport.

It is emphasized that despite technological advances, the statistics of marine accidents and disasters remain quite significant, resulting in huge economic losses and human casualties. The main reasons are difficult to predict weather events, design flaws of modern ships, outdated navigation support and fleet traffic management systems, professional mistakes of ship crews.

The following promising areas for solving the problem are examined in detail:

Improving global and regional systems for collecting and computer analysis of oceanographic and meteorological data based on artificial intelligence technologies for accurate weather and hydrological conditions forecasting in order to promptly respond and adjust fleet routing.

Use of innovative durable and lightweight alloys and composites, highly effective protective coatings, redundancy of critical shipboard systems and other design solutions when constructing modern ships to increase their resilience to adverse external influences.

Further improvement of integrated real-time navigation support and control systems over the operational environment, sea traffic flow and surroundings to timely prevent emergency situations at sea.

Development and application of advanced simulator complexes with virtual reality effects to model and drill by crews the actions in critical navigation situations caused by the influence of various hazardous external factors.

The conclusions summarize the effectiveness of the proposed approaches and outline further prospects for research and practical developments aimed at reducing the environmental impact and ensuring the highest possible level of maritime transport safety.

Keywords: maritime safety, maritime transport, inland water transport, maritime safety threats, ways to enhance maritime safety.

Постановка проблеми

Проблема безпеки судноплавства є актуальною та важливою задачею в сучасних умовах морської галузі. Зовнішні чинники та умови довкілля мають значущий вплив на безпеку судноплавства, а їх ефективне управління та мінімізація можливих загроз вимагають постійного вдосконалення підходів та впровадження новітніх технологій. Дане питання стає ще більш актуальним у зв'язку з розвитком морської торгівлі, збільшенням обсягів перевезень, а також змінами в кліматичних умовах.

Аналіз останніх досліджень і публікацій

Незважаючи на технологічний прогрес в галузі мореплавства, статистика свідчить про значну кількість аварій та загибелі людей у морських катастрофах. За даними Fujii та Tanaka (2005), людський фактор продовжує залишатися основною причиною більшості морських аварій. Ці аварії завдають значних економічних збитків та втрат серед екіпажів суден та навколишнього середовища.

З іншого боку, статті Cheng Yu і Chunmiao (2013), Mileski та ін. (2014) та Akyuz і Celik (2014) пропонують різні методології та підходи для підвищення безпеки мореплавства. Однак багато організаційних та людських факторів все ще залишаються недостатньо вивченими.

Отже, постає питання щодо комплексного аналізу сучасних тенденцій у сфері безпеки мореплавства, факторів впливу на аварійність та розробки системи заходів з удосконалення організаційного та кадрового забезпечення для попередження морських катастроф.

Метою статті є аналіз сучасних наукових досліджень та практичних розробок у сфері забезпечення безпеки судноплавства з точки зору мінімізації впливу зовнішніх природних факторів та умов навколишнього середовища при детальному розгляді наступних аспектів:

сучасні методи прогнозування погодних і океанографічних умов, що дозволяє заздалегідь враховувати їх вплив на планування безпечних маршрутів морських суден;

удосконалення конструкції та обладнання сучасних суден для підвищення їх остійності до несприятливих зовнішніх впливів - хвилювання моря, ураганних вітрів, обмерзання тощо;

новітні навігаційні системи для забезпечення безпечного управління судном за складних гідрометеорологічних умов;

вдосконалення підготовки та тренувань екіпажів з відпрацювання дій у форс-мажорних ситуаціях, викликаних впливом зовнішніх чинників;

за результатами аналізу формулюються висновки щодо ефективності існуючих підходів та окреслюються перспективні напрями подальших досліджень з проблематики забезпечення безпеки судноплавства.

Виклад основного матеріалу

Безпека судноплавства є вкрай важливим питанням для морської галузі, адже саме від безвідмовної та надійної роботи флоту залежать життя та здоров'я екіпажів суден, збереження цінних вантажів, що перевозяться морем, а також екологічна безпека морських акваторій.

На жаль, існує ціла низка чинників, які можуть негативно впливати на рівень безпеки судноплавства. Серед них - конструктивні недоліки суден, недостатня кваліфікація екіпажів, помилки в організації руху флоту, прогалини в гідрографічному забезпеченні маршрутів, складні погодні умови та навігаційні перешкоди.

Окремо необхідно виділити групу зовнішніх чинників природного характеру, безпосередньо пов'язаних з впливом навколишнього середовища, зокрема стану моря, сили вітру та хвиль, морських течій, мілководдю, рухомих крижаних полів і айсбергів тощо. Ці чинники за своєю природою є вкрай мінливими та важко прогнозованими, а тому становлять серйозну потенційну загрозу для судноплавства.

Згідно зі звітом ІМО за 2018 рік [4], основними причинами морських аварій були наступні зовнішні чинники:

сильний вітер або шторм - 12%

складні погодні умови - 8%

сильна хвиля - 7%

Крім того, 15% аварій трапились через навігаційні перешкоди на шляху судна.

Отже, близько 40% морських аварій і катастроф спричинені зовнішніми чинниками навколишнього середовища.

Ось чому в сучасній морській галузі приділяється значна увага до розробки та впровадження новітніх технологій і систем, які б дозволяли мінімізувати негативний вплив зовнішніх природних чинників та факторів навколишнього середовища на безпеку руху суден.

Одним з ключових напрямів є розвиток систем збору даних про поточний стан атмосфери та морського середовища й прогнозування їх змін. Для цього широко застосовуються дані супутників дистанційного зондування Землі, буїв-метеостанцій, мережі прибережних постів спостереження.

Зібрана інформація аналізується за допомогою потужних обчислювальних комплексів, а результати транслюються флоту в режимі реального часу.

Одна з найдосконаліших на сьогодні - глобальна супутникова система CLS. Вона здійснює прийом даних з 35 супутників, 3500 буїв та мережі берегових станцій по всьому світу. На їх основі формуються детальні карти хвилювання, висоти і напрямки хвиль, сили та напрямки вітру, тиску, температур моря та повітря з точністю до 1 км.

Інша передова технологія - застосування штучних нейромереж для опрацювання величезних масивів гідрометеоданих та прогнозування стану атмосфери й гідросфери на декілька діб уперед. Наприклад, система Windcast використовує глибинне навчання нейромереж для вдосконалення морських прогнозів на базі супутникових даних та моделей атмосфери й океану.

За оцінками експертів Всесвітньої метеорологічної організації, завдяки новітнім технологіям точність прогнозування погодних умов для морської галузі підвищилась на 15-20% за останні 5 років [5]. Це дозволяє флоту ефективніше планувати логістику перевезень з урахуванням очікуваних погодних ризиків.

Проектування сучасних суден враховує необхідність стійкості до різноманітних несприятливих умов довкілля. Застосовуються міцні й легкі сплави, високоефективні захисні покриття, резервування систем, що забезпечує кращу остійність суден до зовнішніх чинників [2].

Зокрема, активно впроваджуються технології "подвійного корпусу", коли зовнішня обшивка судна захищає внутрішні приміщення від пошкоджень. Їх використання знижує ймовірність аварій через пошкодження корпусу на 80%, згідно зі статистикою останніх років.

Особлива увага приділяється ядерним судновим енергетичним установкам нового покоління, оснащеним додатковими захисними бар'єрами та системами пасивного захисту, що забезпечують безаварійну експлуатацію у будь-яких ситуаціях.

Наприклад, на атомному криголамі "50 лет Победы" реалізовані спеціальні технічні і організаційні заходи для гарантованого захисту реакторної установки при тиску льоду понад 2 МПа та хитавиці судна до 45°.

Сучасне навігаційне обладнання - радіолокатори, супутникові системи навігації GPS/ГЛОНАСС, електронні картографічні системи ефективно доповнюють одне одного, забезпечуючи надійну навігацію за будь-яких погодних умов [1].

Зокрема, радіолокаційні станції з фазованими антенними решітками забезпечують високу роздільну здатність та можливість визначення курсу і швидкості навколишніх об'єктів за складних гідрометеорологічних умов [6].

Автоматичні системи ідентифікації АІС дозволяють в режимі реального часу відслідковувати рух інших суден, запобігаючи зіткненням [3].

Важливу роль відіграють радіолокаційні комплекси з синтезованою апертурою. Вони здатні виявляти малорозмірні об'єкти на відстані понад 200 км, що дає змогу уникати зіткнень з айсбергами та сміттєвими плямами в океані [8].

Сучасні вимоги до моряків включають розвиток навичок дій в екстремальних умовах. На тренажерах можна моделювати різноманітні форс-мажорні ситуації з урахуванням впливу довкілля.

Також активно застосовуються симулятори реальності та 3В-візуалізація для відпрацювання безпечного управління судном в умовах шторму, туману, обмеженої видимості [9].

Це дає змогу екіпажам набувати та відпрацьовувати на практиці навички подолання складних навігаційних ситуацій, зумовлених впливом зовнішніх чинників.

Крім того, активно розвивається концепція автономних суден, які здатні самостійно аналізувати навколишнє середовище та приймати рішення щодо управління і маневрування за будь-яких погодних умов. Їх комп'ютерні алгоритми та штучний інтелект спроможні швидко реагувати на зміну факторів довкілля, запобігаючи аварійним ситуаціям [7]. За прогнозами, до 2035 року кількість автономних суден у світовому флоті перевищить 35% [10].

Отже, сучасні технології дозволяють значно підвищити рівень безпеки мореплавства за рахунок прогнозування та моніторингу стану навколишнього середовища, вдосконалення конструкції суден, навігаційного обладнання та підготовки екіпажів.

Втім залишається низка проблемних питань, які потребують подальших зусиль.

По-перше, існуючі системи збору гідрометеоданих охоплюють переважно прибережні та найбільш завантажені морські маршрути. Відкриті ділянки Світового океану, особливо в районах Арктики та Антарктики, все ще залишаються недостатньо вивченими [11].

По-друге, практичне впровадження розробок у сфері штучного інтелекту для автономних суден гальмується через недосконалість регуляторної бази та відсутність єдиних стандартів [12].

Нарешті, подальшого розвитку потребує міжнародне співробітництво, обмін даними та узгоджені дії в галузі забезпечення безпеки мореплавства як складової глобальної екосистеми [13];[14].

Отже, незважаючи на досягнуті успіхи, питання нівелювання загроз для судноплавства від зовнішніх природних чинників залишається актуальним і потребує консолідації ресурсів та зусиль міжнародної морської спільноти.

Висновки

У висновку узагальнимо ключові аспекти та результати дослідження.

Зовнішні природні чинники, такі як стан моря, вітер, хвилі тощо, є причиною значної частини (близько 40%) морських аварій і катастроф. Тому мінімізація їх впливу є вкрай важливою для безпеки судноплавства.

Сучасні технології, зокрема системи моніторингу навколишнього середовища, проектування морехідних суден, навігаційне обладнання та підготовка екіпажів, дозволяють значно підвищити захищеність флоту від зовнішніх загроз природного характеру. Проте залишається низка актуальних завдань для практичної реалізації цих розробок.

Питання гарантування безпеки мореплавства має розглядатися як частина забезпечення стійкого екологічного розвитку Світового океану. Для цього необхідне подальше нарощування міжнародного співробітництва та координації зусиль в морській галузі.

Отже, проблематика впливу навколишнього середовища та зовнішніх природних чинників на безпеку мореплавства залишається надзвичайно актуальною. Подальший розвиток даного напрямку має важливе економічне та екологічне значення.

Література

1. Міжнародна морська організація: Резолюція A.915(22). URL: https://docs.imo.org/Shared/Download.aspx?did=26312 (дата звернення: 21.12.2023).

2. Det Norske Veritas GL. Environmental Conditions and Environmental Loads. Recommended Practice DNV-RP-C205. Hovik: DNV GL AS, 2004.

3. International Maritime Organization. MSC.1/Circ.1595, Interim guidelines for MASS trials. London: International Maritime Organization, 2019.

4. International Maritime Organization. Annual Overview of Marine Casualties and Incidents 2018. London: IMO, 2018.

5. WMO Statement on the State of the Global Climate 2018: World Meteorological Organization 2019 WMO-No. 1233.

6. Fraunhofer FHR. Radar technologies for maritime navigation and security. Tech. Report, 2017.

7. Rodseth О.J., Burmeister H.C. Developments toward the unmanned ship. Proceedings of International Symposium Information on Ships-ISIS 201 5. Hamburg, 30 Sept.-1 Oct. 2015.

8. Fraunhofer FHR. Innovation for the next generation maritime radar: radome-integrated transmitter arrays for high-resolution imaging. Prime 2018 conference, 2018.

9. Be§ikyi E.B., Ozgelebi O., Loughney S., Tomas-Rodriguez M. Training maritime pilots in extreme weather conditions using virtual reality. WMU Journal of Maritime Affairs. 2021. Рр. 1-21.

10. Rodseth О.J., Tjora A. A system architecture for an unmanned ship. 13th Annual General Assembly - AGA 13. Busan, 2014.

11. Rayner R. Autonomous Ships: A New Era for Shipping. London: Lloyd's Register Foundation, 2021.

12. UNCTAD. Review of Maritime Transport 2020. United Nations: New York and Geneva, 2020.

13. Чернявська О.В. Забезпечення безпеки мореплавства в аспекті правового регулювання. Юридичний науковий електронний журнал. 2021. No 5. С. 232-235.

14. Trends and Challenges in Maritime Energy Management / ed.: D. Dalaklis, A.I. Olcer, F. Ballini. Springer, 2016.

References

1. International Maritime Organization. (2019). MSC.1/Circ.1595, Interim guidelines for MASS trials. London: Author.

2. Det Norske Veritas GL. (2004). Environmental Conditions and Environmental Loads. Recommended Practice DNV-RP-C205. Hovik: DNV GL AS.

3. International Maritime Organization. (2019). MSC.1/Circ.1595, Interim guidelines for MASS trials. London: Author.

4. International Maritime Organization. (2018). Annual Overview of Marine Casualties and Incidents 2018. London: Author.

5. World Meteorological Organization. (2019). WMO statement on the state of the global climate 2018 (WMO-No. 1233). Geneva: Author.

6. Fraunhofer FHR. (2017). Radar technologies for maritime navigation and security (Tech. Rep.). Wachtberg, Germany: Fraunhofer Institute for High Frequency Physics and Radar Techniques FHR.

7. Rodseth, О.J., & Burmeister, H.C. (2015). Developments toward the unmanned ship. In Proceedings of International Symposium Information on Ships ISIS 2015 (pp. 30 Sept.-1 Oct.). Hamburg, Germany: The Company of Master Mariners of Germany.

8. Fraunhofer FHR. (2018, October). Innovation for the next generation maritime radar: Radome-integrated transmitter arrays for high-resolution imaging [Paper presentation]. Prime 2018 Conference, La Spezia, Italy.

9. Be§ikgi, E.B., Ozgelebi, O., Loughney, S., & Tomas-Rodriguez, M. (2021). Training maritime pilots in extreme weather conditions using virtual reality. WMU Journal of Maritime Affairs. Advance online publication. https://doi.org/10.1007/s13437-020-00233-8

10. Rodseth, О.J., & Tjora, A. (2014). A system architecture for an unmanned ship. In 13th Annual General Assembly - AGA 13. Busan, South Korea: International Association of Maritime Universities.

11. Rayner, R. (2021). Autonomous Ships: A New Era for Shipping. London, UK: Lloyd's Register Foundation.

12. United Nations Conference on Trade and Development. (2020). Review of Maritime Transport 2020. New York and Geneva: United Nations.

13. Cherniavska, O.V. (2021). Zabezpechennia bezpeky moreplavstva v aspekti pravovoho rehuliuvannia [Ensuring the safety of navigation in the aspect of legal regulation]. Yurydychnyi Naukovyi Elektronnyi Zhurnal, 5, 232-235. (in Ukrainian).

14. Dalaklis, D., Olcer, A.I., & Ballini, F. (Eds.). (2016). Trends and Challenges in Maritime Energy Management. Springer International Publishing.

Размещено на Allbest.ru