Modelowanie obszarów poszukiwania w aspekcie bezpieczeństwa transportu i ludzi na morzu

• Autorzy: Burciu Z.

Warianty tytułu

EN

Modelling a search area in relation to the safety of transporting people by sea

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W prowadzeniu akcji poszukiwawczo-ratowniczej na morzu może brać udział wiele jednostek pływających o różnym tonażu i przeznaczeniu wraz z lotnictwem wyspecjalizowanym w akcjach poszukiwania i ratowania (SAR). Aby akcja, w której biorą udział te jednostki, przebiegała szybko, sprawnie i efektywnie, musi ona być odpowiednio skoordynowana i prowadzona według określonego scenariusza. Pierwszym a zarazem głównym punktem tego scenariusza jest określenie najbardziej prawdopodobnej pozycji odniesienia (P o), poszukiwanego obiektu. Aby określić tę pozycję (P o), należy znać pozycję początkową (Pp), błąd pozycji początkowej, czas wypadku, różnicę czasu pomiędzy wypadkiem, a rozpoczęciem akcji poszukiwawczej (AT), prędkość i kierunek znosu wiatrowego obiektu poszukiwanego. Akcje ratownicze, szczególnie dotyczące ratowania ludzi na morzu, w poważnym stopniu uzależnione są od stanu podstawowych czynników meteorologicznych i hydrologicznych. Analizując literaturę przedmiotu zwrócono uwagę, że dotychczasowe badania dryfu obiektów przeprowadzono na obszarach oceanicznych. Ponieważ Morze Bałtyckie jest morzem zamkniętym o specyficznych warunkach hydrometeorolgicznych, dlatego nie można wprost wykorzystywać wyników tych badań do określania dryfu obiektów poszukiwanych w Polskiej Strefie Odpowiedzialności (SAR). Do planowania akcji poszukiwania i ratowania (SAR) na morzu w obszarze południowego Bałtyku stosuje się ogólne zalecenia Międzynarodowej Organizacji Morskiej (IMO) generujące powierzchniowo duże obszary poszukiwania. Powoduje to m.in. wydłużenie czasu akcji, zwiększenie ilości jednostek ratujących i zmniejszenie szans przeżycia rozbitków w wodzie. Przedstawione opracowanie prezentuje między innymi model prądów przypowierzchniowych dla południowego Bałtyku, uwzględniający lokalne elementy hydrometeorologiczne. W pracy przedstawiono metodę wyznaczania obszaru poszukiwania w akcji ratowania życia na morzu, opartą na regresyjnym modelu prędkości znosu obiektów poszukiwanych. Przy opracowaniu modelu wykorzystano proces dyfuzji (równanie Fokkera-Plancka) do wyznaczenia mapy prawdopodobieństwa dla obszaru poszukiwań. Nowa metoda wyznaczania obszarów może być zastosowana na innych obszarach morskich po uwzględnieniu lokalnych elementów hydrometeorologicznych.

EN

A SAR action may have as participants a number of different vessels of different tonnage and purpose together with aircraft. For an action to be effective it must be properly coordinated and carried out in accordance with the specified scenario. The first and the main point of this scenario is the determination of the most probable datum (Po) of the search object. To find this position (Po) the initial position (Pp)' the initial position error, the time of the distress, the signal time difference between the distress signal and commencement of the search action and the speed and direction of wind leeway of the search object must be known. Rescue actions are to a considerable degree dependent on the state of basic meteorological and hydrological factors. Analysing the literature, our attention was drawn to the fact that the research concerning objects drift had been carried out in oceanic areas. Since the Baltic is a closed sea with specific hydro meteorological conditions the results of oceanic research cannot be directly used for determining the drift of search objects in the Polish Search Rescue Region. To plan a Search and Rescue action in the South Baltic area the general recommendations of the IMO, thus generating large surface search areas are used. Among other things this causes the prolonging of action time, are increased number of rescue craft involved and the lessening of survival chances for people in the water. This elaboration presents an attempt to model surface currents in the South Baltic taking into consideration local conditions identified during recent field research. The following elaboration presents a method of estimating the search and rescue area based on the searched object's leeway speed regression model. A diffusion process (Fokker - Planek equation) has been need when projecting the model to mark out the search probability area. The method can be applied in any sea area after taking the local hydro meteorological elements into consideration.

Słowa kluczowe

PL

bezpieczeństwo transportu morskiego; modelowanie

EN

safety of transporting; sea area; modelling

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej
• Czasopismo: Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Transport
• Rocznik: 2003
• Tom: z. 50
• Strony: 3--128
• Opis fizyczny: Bibliogr. 98 poz., wykr., tab., rys.

Twórcy

autor

Burciu Z.

• Akademia Morska, Wydział Nawigacyjny, Gdynia

Bibliografia

• [1] Aitsam A., Elken J.: Synoptic scale variabily of hydrophsical fields in the Baltic proper on the basis of CTD measurements. [in] Hydrodynamics of semi-enclosed seas. Elsevier, Amsterdam 1982.
• [2] Aitsam A., Talsepp L.: Synoptic variability of currents in the Baltic Sea. [in] Hydrodynamics of semi-enclosed seas. Elsevier, Amsterdam 1982.
• [3] Alien A.A.: The leeway of cuban refugee rafts a commercial fishing vessel. U.S. Coast Guard Report No CG-D-21-96. 1996.
• [4] Allen A.A., Fitzgerald R.B.: The leeway of an open boat and three life rafts in heavy weather. U.S. Coast Guard Report No CG-D-03-98. 1997.
• [5] Alien A.A., Robe R.Q., Morton E.T.: The leeway of person-in-water and three small craft. U.S. Coast Guard R&D Center Report No R&D 24/98. 1999.
• [6] Białasiewicz Jan T.: Falki i aproksymacje. WNT, Warszawa 2000.
• [7] Burciu Z.: Systemy ratownicze w akcji poszukiwania i ratowania życia na morzu. V Sympozjum "Bezpieczeństwo Morskie i Ochrona Naturalnego Środowiska Morskiego", 24-26.05.2001 Kołobrzeg 2001, s. 149-155.
• [8] Burciu Z.: Dokładność oceny pozycji obiektu dryfującego. Materiały XI Międzynarodowej Konferencji Naukowo-Technicznej, Akademia Marynarki Wojennej, Gdynia 1998, s. 67-70.
• [9] Burciu Z. et. al.: (Opracowanie wewnętrzne) Budowa platformy ratowniczej do podejmowani ludzi i tratew ratunkowych z ludźmi znajdującymi się w zagrożeniu życia na morzu w ekstremalnych (sztormowych) warunkach hydrometeorologicznych. W ramach projektu celowego dofinansowanego przez Komitet Badań Naukowych Nr 2711/C.T12-9/2000, Gdynia 2001.
• [10] Burciu Z. et. al.: (Opracowanie wewnętrzne) Model hydrodynamiczny HIROMB - w akcji SAR na morzu. Gdynia 2001.
• [11] Burciu Z. et. al.: (Opracowanie wewnętrzne) Informatyczny system wspomagający akcję ratowania życia ludzkiego na morzu. W ramach projektu celowego dofinansowanego przez Komitet Badań Naukowych Nr 2288/C.T12-9/98, Gdynia 2001.
• [12] Burciu Z. et. al.: (Opracowanie wewnętrzne) Wzory przeszukiwania obszarów poszukiwania ludzi będących w zagrożeniu życia na morzu. W ramach projektu badawczego dofinansowanego przez Komitet Badań Naukowych Nr 0068/T12/99/17, Gdynia 2000.
• [13] Burciu Z.: Kierunki prac nad zwiększeniem efektywności działań poszukiwawczo-ratowniczych na morzu. III Sympozjum Bezpieczeństwa Życia na Morzu i Ochrona Środowiska Morskiego 1999, s. 64-68.
• [14] Burciu Z., Kołowrocki K.: Modelowanie procesu poszukiwania rozbitków na morzu. Materiały na Krajową Konferencję Bezpieczeństwa i Niezawodności KONBiN 99, Zakopane 1999, s. 165-172.
• [15) Burciu Z., Kołowrocki K.: On survivors search and rescue modeling. Proceedings of ESREL 2000, SARS and SRA - Europe Annual Conference Edinburgh (Scotland/United Kingdom) 15-17 May 2000.
• [16] Burciu Z.: Leeway of objects during search and rescue action - laboratory and field experiments results. Archives of Transport - volume 14, issue 3, Warsaw 2002.
• [17] Burciu Z.: Metoda wyznaczania obszarów poszukiwania w akcji ratowniczej na morzu. Praca doktorska, Akademia Marynarki Wojennej, Gdynia 1997.
• [18] Burciu Z.: Model śrub ratowniczych w Polsce. Referat na VII Konferencji nt. "Rola nawigacji w zabezpieczaniu działalności ludzkiej na morzu", Gdynia 1990.
• [19] Burciu Z., Rusiński E., Stefurak W.: Badania prototypu urządzenia do podejmowania z wady rozbitków i tratew ratunkowych. Przegląd Mechaniczny nr 5/2002.
• [20] Burciu Z., Rusiński E., Stefurak W.: Prototypowe urządzenie do podejmowania ludzi z tratew ratunkowych. Przegląd Mechaniczny nr 11/2001.
• [21] Burciu Z., Rusiński E., Stefurak W., Wach Z.: Dobór napędów mechanizmów urządzenia do podejmowania ludzi z tratew ratunkowych. V Konferencja Naukowa nt. "Metody doświadczalne w budowie i eksploatacji maszyn", Wrocław-Szklarska Poręba, 2001s. 201-208, tom 1.
• [22] Burciu Z., Rusiński E., Stefurak W., Wach Z.: Obliczenia wytrzymałościowe ramion platformy ratowniczej metodą elementów skończonych do podejmowania ludzi z tratew ratunkowych. V Konferencja Naukowa nt. "Metody doświadczalne w budowie i eksploatacji maszyn", Wrocław-Szklarska Poręba, 2001s. 191-200, tom 1.
• [23] Burciu Z., Rusiński E., Stefurak W., Wach Z.: Założenia projektowe urządzenia do podejmowania ludzi z tratew ratunkowych. V Konferencja Naukowa nt. "Metody doświadczalne w budowie i eksploatacji maszyn", Wrocław-Szklarska Poręba, 2001, s. 179-190, tom 1.
• [24] Burciu Z., Smolarek L.: The discrete kalman filter applied to estimation of the life raft leeway mesurements. Archiwum Transportu (zgłoszony).
• [25] Burciu Z.: The influence of wind speed on surface water currents and its reference to search and rescue actions at sea. Archives of Transport - vol. 14, issue 2 Warsaw 2002, s. 39-50.
• [26] Burciu Z.: Thermovision as an element increasing effectiveness of SAR operation at sea. 1st International Congress of Seas and Oceans, Szczecin-Międzyzdroje, 18-22 September 2001, s. 71-81, vol. 1.
• [27] Burciu Z.: Analysis of existing methods determining search domain related to Baltic hydro-meteorological conditions, "KONBiN 2003" - The 3-rd Safety and Reliability International Conference Gdynia, Poland May 2003, artykuł w druku.
• [28] Burciu Z., Dlugosz M.: Organizacja akcji poszukiwania i ratowania na morzu. Wydawnictwo Uczelniane Wyższej Szkoły Morskiej w Gdyni, 1998.
• [29] Burciu Z., Kołaczyński S.: Ocena dokładności prognozowania ruchu obiektów poszukiwania ratowniczego. Materiały II Sympozjum Bezpieczeństwa Życia na Morzu i Ochrony Środowiska Morskiego - Kołobrzeg 1998, s. 65-70.
• [30] Burciu Z., Model obliczeniowy doboru napędów urządzenia ratunkowego w aspekcie niezawodnego podejmowania rozbitków w warunkach sztormowych. Zagadnienia Eksploatacji Maszyn, Zeszyt 2 (130) 2002, s. 95-102.
• [31] Burciu Z.: Opinia biegłego Izby Morskiej w Gdyni dotycząca oceny sytuacji nawigacyjnej poprzedzającej kolizję i zatopienie jachtu "Bieszczady" ze statkiem mls . "Lady Elena" w dniu 10.09.2000, Gdynia 2001.
• [32] Chapline W.E.: Estimating the drift of distressed small craft. Coast Guard Alumni Association Bulletin, U.S. Coast Guard Academy, New London, CT, vol. 22, No 2, March-April 1960.
• [33] Chomicz K.: Materiały do poznania agroklimatu. PWN, Warszawa 1977.
• [34] Dawidan I.N., Smirnowa A.I.: Czernyszeva I.S.: Izmiencziwost komponientow ekosistiemy i dinamiki wad - Projekt "Baltika". Tom 2, Gidromietieoizdat, Leningrad 1984.
• [35] Defant A.: Physical oceanography. Pergamon Press, Oxford 1961.
• [36] Drogosiewicz M.: Wpływ wielkości dryfu jednostki pływającej na ustalenie pozycji oraz rozmiarów akwenu poszukiwań podczas akcji ratowniczej. Rozprawa doktorska, AMW, Gdynia.
• [37] Druet C.: Dynamika morza. Wyd. Uniwersytetu Gdańskiego, Gdańsk 2000.
• [38] Druet C.: Hydrodynamika budowli i akwenów portowych. Wydawnictwo Morskie, Gdańsk 1978.
• [39] Druet C., Kowalik Z.: Dynamika morza. Wydawnictwo Morskie, Gdańsk 1970.
• [40] Duda D., Poinc W.: Ratownictwo morskie, ratowanie życia i mienia. Wyd. II popr. i uzup., Gdańskie Wydawnictwo Morskie, Gdańsk 1975.
• [41] Feller W.: Wstęp do rachunku prawdopodobieństwa. PWN, Warszawa 1978.
• [42] Felzenbaum A.l.: Dinamika morskich tieczenii. Itogi Nauki, Gidromiechanika, lzdat. VINITI, 1970.
• [43] Felzenbaum A.l.: Tieorieticzeskije osnovy i mietody rasczota ustanowiwszychsja morskich tieczenii. lzdat. AN SSSR, Moskwa 1960.
• [44] Fitzgerald R.B., Finlayson D.J., and Alien A.: Drift of common search and rescue objects - phase III. Contract Report Prepared for Canadian Coast Guard, Research and Development, Ottawa, TP 12179, 1994.
• [45] Fitzgerald R.B., Finlayson DJ., Cross J.F., Alien A.: Drift of common search and rescue objects - phase ll. Contract Report Prepared for Transportation Development Centre, Transport Canada, Montreal TP 11673E, 1993.
• [46] Funkquist L., Gidhagen: A model for pollution studies in the Baltic Sea. Reports Hydrology and Oceanography, Swedish Meteorological and Oceanography, Swedish Meteorological and Hydrological Institute, Rep. 39, Norrkoping 1984.
• [47] Gichman I.I., Skorochod A.W.: Wstęp do teorii procesów stochastycznych. PWN, Warszawa 1968.
• [48] Górski S., Jackowski K., Urbański J.: Ocena dokładności prowadzenia nawigacji. Gdynia 1990.
• [49] Hodgins D.O., Mak R.Y.: Leeway dynamic study phase I development and verification of mathematical drift model for four-person liferafts. Prepared for Transportation Development Centre, Transport Canada, Montreal Report TP 12309E, 1995.
• [50] Hufford G.L., Broida S.: Determination of small craft leeway. U.S. Coast Guard Research and Development Center Report No 39174, December 1974.
• [51] Jankowski A.: Matematyczne modelowanie pola przepływów w Morzu Bałtyckim. Zakład Narodowy im. Ossolińskich, Wrocław 1988.
• [52] Jankowski A.: Model diagnostyczny prądów wiatrowych i gęstościowych w Morzu Bałtyckim. Praca doktorska, biblioteka Instytutu Geofizyki PAN w Warszawie 1979.
• [53] Jaźwiński J., Smalko Z.: Wykorzystanie rozkładu trójkątnego w modelowaniu bezpieczeństwa zadania transportowego. Materiały VI Sympozjum Bezpieczeństwa Systemów, Kiekrz 1996.
• [54] Kamienkowicz V.M.: Osnowy dinamiki okieana. Gidromietieoizdat, Leningrad 1973.
• [55] Kocanda S., Tomaszek H.: Probabilistyczny opis rozwoju pękania i trwałości zmęczeniowej konstrukcji metalowych w ujęciu dwuwymiarowym. Biuletyn WAT nr 8 (492), 1993.
• [56] Kowalik Z.: Metody prognozowania zmian poziomu morza oraz prądów wywołanych wiatrem. Oceanologia, nr 4, 1974.
• [57] Kulesza W.P., Siergiejew Iu.N., Sztrajt E.: Baroklinnaja kwazistaticzeskaia modiel cyrkulacji wod BaLtijskogo moria. Wiestnik Leningradskogo Uniwiersitieta 1971.
• [58] Kullas T.E., Tamsalu R.E.: Prognosticzeskaja modiel Bałtijskogo moria jejo czislennaja realizacyia. Wodnyje resursy. Nr 1, 1979.
• [59] Kwiecień K.: Klimat [w] Zatoka Gdańska. IMGW, Wyd. Geol., Warszawa 1990.
• [60] Kwiecień K.: Warunki klimatyczne [w] Bałtyk południowy. GTN, Wrocław 1987.
• [61] Majewski A., Lauer Z.: Atlas Morza Bałtyckiego. IMGW Warszawa 1994.
• [62] Monin A.S., Kamienkowicz V.M., Kort V.G.: Izmiencziwost mirowogo Okieana. Gidromietieoizdat, Leningrad 1974.
• [63] Mortimer C.H.: Inertial motion and related internal waves in Lake Michigan and Lake Ontario as responses to impulsive wind stresses. Special Report No 37. Center for Great Lakes Studies, Milwaukee, 1980.
• [64] Perry A.H., Walker J.M.: System ocean - atmosfera. Wydawnictwo Morskie, Gdańsk 1982.
• [65] Pingree F de W.: Forethoughts on rubber rafts. Woods Hole Oceanographic Institution, 1944.
• [66] Putyrski W.J., Michajłow W.D.: Cyrkulacja wod Bałtijskogo moria pri prodołżitielnom wozdjejstwii jugozapadnych wietrow. Mietieorologija i gidrologija. Nr 10. 1977.
• [67] Sarkisjan A.S.: Czislennyi analiz i prognoz morskich tieczenii. Gidromietieoizdat, Leningrad 1977.
• [68] Sarkisjan A.S.: Osnowy tieorii i rasczota okieaniczeskich tieczenii. Gidromietieoizdat, Leningrad 1966.
• [69] Schuss Zeev: Teoria i zastosowanie stochastycznych równań różniczkowych. PWN, Warszawa 1989.
• [70] Simons T.J.: Topographic and baroclinic circulation in Southwest Baltic. Ber. Inst. Meereskunde Univ. Kiel, Nr 25. 1976.
• [71] Simons T.J.: Wind-driven circulation in the South-West Baltic Tellus, 30, No 3.
• [72] Staśkiewicz A.: Diagosticzeskije rasczoty cyrkulacji w baroklinnych baseinach. Praca doktorska, biblioteka Instituta Okieanolgi AN SSSR, Moskwa 1974.
• [73] Tamsalu R.E.: Modielirovanie dinamiki i struktury wod Bałtijskogo moria. Lzdat Zwaigzne, Riga 1979.
• [74] Taranowska S.: O kierunkach i prędkościach wiatrów dolnych na obszarze środkowego i południowego Bałtyku (1947-1960). Przegląd Geof., 13/2 1, nr 1, 1968.
• [75] Taranowska S.: Wiatry silne i sztormowe na południowym i środkowym Bałtyku. Rozprawy Wydz. III GTN, nr 7, 1970.
• [76] Tomaszek H., Wróblewski M.: Podstawy oceny efektywności eksploatacji systemów uzbrojenia lotniczego. Dom Wydawniczy "Bellona" 2001.
• [77] Wagenaar W.A.: Human error. Edd. Amsterdam 1988.
• [78] Wiśniewski B.: Opinia biegłego Izby Morskiej w Szczecinie dotycząca oceny warunków pogodowych w okresie poprzedzającym i w czasie wypadku zatonięcia m/f Jan Heweliusz. 14.01.1993.
• [79] Wiśniewski B.: Praca zbiorowa pod kierunkiem autora: Osłona hydrometeorologiczna w Polskiej strefie Bałtyku. Szczecin 1995.
• [80] Wiśniewski B., Holec M.: Zarys oceanografii, cz. II. Dynamika morza. WSM, Gdynia 1983.
• [81] A brief guide to CANSARP. May 1996.
• [82] Encyklopedia internetowa www.wp.pl.
• [83] International aeronautical and maritime search and rescue manual. IMO/ICAO, London/Montreal 1999.
• [84] Międzynarodowa Konwencja o poszukiwaniu i ratownictwie morskim. Sporządzona w Hamburgu dnia 27 kwietnia 1979 r. Dziennik Ustaw Załącznik do nr 27, poz. 184 z dnia 15 sierpnia 1988 r.
• [85] Konwencja SOLAS 1974, Wyd. PRS Gdańsk 1982.
• [86] Locja Bałtyku - Wybrzeże Polskie. Wyd. Rzeczpospolita Polska, Biuro Hydrograficzne Marynarki Wojennej, Gdynia 1994.
• [87] Międzynarodowy Lotniczy i Morski Poradnik Poszukiwania i Ratowania. Tom III - środki mobilne - tłumaczenie Wydawnictwo TRADEMAR, Gdynia 2001.
• [88] Plan Akcji Poszukiwawczych i Ratowniczych na Morzu. Zatwierdzony przez MTiGM w dniu 09.02.2000.
• [89] Protokół zdawczo-odbiorczy: Badania oporowe trzech tratew ratunkowych. - Umowa nr RH/862-20/2000 Centrum Techniki Okrętowej, Gdańsk 2000.
• [90] Provisions of conventions, plans, manuals and other documents affecting SAR - Changes to the IAMSAR Manual (First Edition). Proposed by the United States ICAO/IMO-JWG/7-WP. 1 February, 2000. Adoption of amendments to the International Aeronautical and Maritime Search and Rescue Manual, MSC/Circ.999 - 11 June 2001.
• [91] Raport z badań: Badania aerodynamiczne pneumatycznych tratew ratunkowych w tunelu aerodynamicznym Ø 5 m - Raport nr 168/BA/2000/D Instytut Lotnictwa, Warszawa 2000.
• [92] Raport z badań: Development and verification of a mathematical drift model for four - person liferaft. Seaconsult Marine Research Ltd. 1999.
• [93] Raport z badań: Modeling of leeway drift U.S. Coast Guard Research and Development Center, Report No CG-D-06-99, 1998.
• [94] Raport z badań: Review of leeway: Field Experiments and Implementation. U.S. Coast Guard Research and Development Center, Report No CG-D-08-99, 1999.
• [95] Raport z badań: The leeway of persons-in-water and three small craft. U.S. Coast Guard Research and Development Center, Report No CG-D-09-00, 1999.
• [96] SAR seamamship reference manual. Canadian Government Publishing Public Works and Government Services Canada Ottawa, Ontario, First Edition - November 2000.
• [97] The SOLAS Convention 1992 Edd. IMO, London 1992.
• [98] Ustawa o bezpieczeństwie morskim, Dziennik Ustaw z 2000 r. Nr 109, poz. 1156.