Interdependencies between evaluation of collision risks and performance of shipborne PNT data provision

• Autorzy: Banyś P. , Engler E. , Heymann F.

Identyfikatory

DOI

10.20858/tp.2016.11.4.14

Warianty tytułu

PL

Zależności pomiędzy oceną ryzyka zderzeń statków a jakością danych dostarczanych przez pokładowe systemy PNT

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The highest priority for safe ship navigation is the avoidance of collisions and groundings. For this purpose, the concept of ship domain has been introduced to describe the surrounding effective, waters which should be kept clear of other ships and obstacles. In the last decades, a large variety of ship domains have been developed differing in the applied method of their determination as well as in the modelled shape, size, and safety areas. However, a ship domain should be adjusted in real time to enable a reliable evaluation of collision risks by the officers of the watch. Until today in discussions about modelling and utilization of ship domains, it has been mostly unnoticed that the performance of vessel’s position (P), navigation (N), and timing data (T) ultimately determines the accuracy and integrity of indicated ship domain. This paper addresses this question, and starts with a comprehensive analysis of AIS data to prove the violation of ship domains in the maritime practice. A simulation system has been developed to enable, for the first time, investigation into the extent inaccuracies in PNT data result to a faulty evaluation of collision risks. The simulation results have shown that there is a non-negligible risk of not detecting a collision, if inaccuracies of sensor data remain unnoticed.

PL

Zapobieganiu wypadkom na morzu przyznaje się najwyższy priorytet w ramach bezpiecznego prowadzenia statku. Dla poprawy bezpieczeństwa żeglugi stworzono koncepcję domeny statku. Definiuje ona taki obszar wokół jednostki pływającej, w którym nie powinno być ani żadnych innych uczestników ruchu morskiego, ani przeszkód. Na przestrzeni minionych dziesięcioleci powstały rozmaite domeny statku różniące się między sobą sposobem ich definiowania, modelowaniem kształtu, rozmiarem czy strefami bezpieczeństwa. Istotnym warunkiem do należytej oceny ryzyka kolizji jest umożliwienie oficerowi wachtowemu dopasowania w czasie rzeczywistym domeny statku do panujących warunków. W dotychczasowych dyskusjach na temat modelowania i stosowania domeny statku przeważnie pomijano istotną zależność pomiędzy dokładnością pozycji statku (P), wektora ruchu (N) oraz znacznika czasu (T) a dokładnością i spójnością domeny statku. W niniejszym artykule poruszono kwestię powyższego związku. Na wstępie przeprowadzono dogłębną analizę danych AIS i dowiedziono się, że naruszanie domeny statku ma miejsce w praktyce żeglugowej. Ponadto opracowano system symulacyjny, który po raz pierwszy umożliwia badanie wpływu niedokładności danych PNT na błędność oceny ryzyka kolizji. Wyniki symulacji potwierdziły, że istnieje poważna możliwość niewykrycia groźnej sytuacji zbliżeniowej, jeżeli pozostanie niedostateczna dokładność czujników pokładowych niezauważona.

Słowa kluczowe

EN

PNT data; requirements on shipborne; accuracy; integrity; simulation; AIS; risk on incidents and accidents; ship domain; ship arena

PL

dane PNT; wymagania na okręcie; dokładność; integracja; symulacja; AIS; ryzyko w zdarzeniach i wypadkach; domena statku; obszar statku

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Śląskiej
• Czasopismo: Transport Problems
• Rocznik: 2016
• Tom: T. 11, z. 4
• Strony: 151--165
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz.

Twórcy

autor

Banyś P.

• DLR, Institute of Communications and Navigation Kalkhorstweg 53, 17235 Neustrelitz, Germany

autor

Engler E.

• DLR, Institute of Communications and Navigation Kalkhorstweg 53, 17235 Neustrelitz, Germany

autor

Heymann F.

• DLR, Institute of Communications and Navigation Kalkhorstweg 53, 17235 Neustrelitz, Germany

Bibliografia

• 1. Fujii, Y. & Tanaka, K. Traffic capacity. Journal of Navigation. 1971. Vol. 24. The Royal Institute of Navigation. P. 543-552.
• 2. Goodwin, E.-M. A statistical study of ship domains. Journal of Navigation. 1975. Vol. 28. The Royal Institute of Navigation. P. 328-344.
• 3. NCSR1 Report to the Maritime Safety Committee. Draft e-navigation strategy implementation plan. NCSR1/28 Annex 7. 10.09.2014.
• 4. MSC.401(95) Performance standards for multi-system shipborne radionavigation receivers. MSC 95/22/Add.2 annex17. Adopted on 8 June 2014.
• 5. NCSR2 Report to the Maritime Safety Committee. NCSR2/23, 26.03.2015.
• 6. Haiqiang, H. & Yuhuan, Y. & Wuxiong, X. & Yicheng, L. Evaluating waterway transit capacity based on AHP-Fuzzy comprehensive method. In: Proceedings of International Conference on Transportation ICTR 2013. Xianning (China). 4-6 Dec. 2013.
• 7. Goerlandt, F. & Montewka, J. & Lammi, H. & Kujala, P. Analysis of near collisions in the Gulf of Finland. In: Proceedings of the European Safety and Reliability Conference ESREL 2011. Troyes (France). 18-22 Sept. 2011.
• 8. Weibin, Z. & Goerlandt, F. & Montewka, G. & Kujala, P. A method for detecting possible near miss ship collisions from AIS data. Ocean Engineering. 2015. Vol. 107. P. 60-69.
• 9. Qingyang, X. & Chuang, Z. & Ning, W. Multiobjective Optimization Based Vessel Collision Avoidance Strategy Optimization. Mathematical Problems in Engineering. 2014. Article ID 914689.
• 10. Qingyang, X. & Ning, W. Survey on ship collision risk evaluation. Traffic & Transportation. 2014. Vol. 26. No. 6. P. 475-486.
• 11. Goerlandt, F. & Montewka, J. & Lammi, H. & Kujala, P. Analysis of near collisions in the Gulf of Finland. Advances in Safety. Reliability and Risk Management. Bérenguer, Ch. & Grall, A. & Guedes Soares, C. (eds). Taylor & Francis Group. London. 2012. ISBN 978-0-415-68379-1.
• 12. Davis, P. & Dove, M. & Stockel, C. A Computer Simulation of Marine Traffic Using Domains and Arenas. The Journal of Navigation. The Royal Institute of Navigation. 1980. Vol. 33. P. 215-222.
• 13. Ning, W. & Xianyao, M. & Qingyang, X. & Zuwen, W. A Unified Analytical Framework for Ship Domains. The Journal of Navigation. The Royal Institute of Navigation. 2009. Vol. 62. P. 643-655.
• 14. Pietrzykowski, Z. Ship's Fuzzy Domain – a Criterion for Navigational Safety in Narrow Fairways. Journal of Navigation. The Royal Institute of Navigation. 2008. Vol. 61. P. 499-514.
• 15. International Telecommunication Union (ITU), ITU-R M.1371-4 Technical characteristics for an automatic identification system using time division multiple access in the VHF maritime mobile band. 2010.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).