W artykule omówiono sposoby zarządzania ruchem morskim, a także system kontroli ruchu statków (VTS) i ich rolę w zapobieganiu zderzeniom. Równocześnie przedstawiono konkretny przykład działania takiego systemu na Zatoce Pomorskiej i torze wodnym Świnoujście - Szczecin.

Wstęp

Bezpieczeństwo i efektywność transportu morskiego stanowią przedmiot stałego zainteresowania ze strony międzynarodowej społeczności morskiej. W ostatnich dziesięcioleciach najbardziej istotnymi czynnikami wpływającymi negatywnie na bezpieczeństwo żeglugi były: wzrastająca wielkość i prędkość statków oraz zwiększająca się liczba zbiornikowców, przewożących ładunki ropopochodne. Podobny wpływ ma również rozszerzenie form aktywności ludzkiej na morzach. Oprócz tradycyjnych działań, takich jak przewóz towarów, pasażerów i rybołówstwo, nastąpił ostatnio znaczny wzrost nowych przedsięwzięć, jak wydobywanie podmorskich zasobów naturalnych (ropa naftowa, żwir, konkrecje metali), prace podwodne (układanie i eksploatacja rurociągów) oraz rozwój sportów wodnych.

Wszystkie przedstawione rodzaje działalności ludzkiej na morzu powodują wzrost zagęszczenia statków na akwenach morskich, a szczególnie w strefie przybrzeżnej i na podejściach do portów, co jest przyczyną zwiększenia się ryzyka wypadków morskich. Szkody z nich wynikłe, spowodowane brakiem kontroli ruchu (w przypadku awarii zbiornikowców można nazwać je katastrofami), sięgają setek milionów dolarów. Zmiany te i wynikające z nich zagrożenia dla życia ludzkiego i środowiska naturalnego spowodowały konieczność wprowadzenia zarządzania ruchem morskim.

1. System kontroli ruchu statków

1.1. Funkcje systemu

Pierwsze systemy kontroli ruchu statków pojawiły się w Europie w latach pięćdziesiątych i występowały głównie w portach (Liverpool 1951, Le Havre 1954), wykorzystując brzegowe stacje radarowe.

W owym czasie radar stanowił nowość technologiczną, która umożliwiała w prawie każdych warunkach pogodowych akwizycję obrazu ruchu, poprzednio niedostępnego z lądu. W połączeniu z radiotelefonami UKF zapewniał on ciągłą kontrolę ruchu i wymianę informacji pomiędzy stacją brzegową a statkami na obszarze pokrycia radarowego. Jednak musiało upłynąć kilkadziesiąt lat zanim zdano sobie sprawę z roli VTS w zarządzaniu ruchem statków. Faktycznie, dopiero w 1985 roku rola VTS w zapewnieniu bezpieczeństwa nawigacji morskiej, sprawności ruchu statków i ochrony środowiska zyskała międzynarodowe uznanie. Znalazło ono swój wyraz w rezolucji IMO (Rezolucja A.578(14)), stanowiącej statut VTS. Przywołany dokument definiuje VTS następująco: ???VTS jest dowolną służbą ustanowioną przez kompetentne władze, zaprojektowaną w celu poprawy bezpieczeństwa i sprawności ruchu oraz ochrony środowiska. Może to być zarówno przekazywanie prostych komunikatów, jak i szerokie zarządzanie ruchem statków w porcie czy na drodze wodnej". Definicja ta jest bardzo obszerna. W rzeczywistości funkcjonujące systemy kontroli ruchu statków oferują stronom uczestniczącym w ruchu morskim także usługi, jakie odpowiadają celom ujętym  w ogólnej definicji IMO w czasie rzeczywistym i we współdziałaniu z tymi stronami.

W 1997 roku dokonano aktualizacji w określeniu VTS i zgodnie z postanowieniami rezolucji Zgromadzenia Ogólnego Międzynarodowej Organizacji Morskiej (IMO) nr 857 z dnia 3 grudnia 1997 roku, jako VTS (Vessel Traffic Service) rozumiane są usługi prowadzone przez kompetentną administrację, służące poprawie bezpieczeństwa, wydajności nawigacji i ochrony środowiska. Usługa ta musi mieć możliwość oddziaływania i reagowania na sytuacje związane z ruchem statków na obszarach działania VTS.

Ostatnia definicja VTS określa go jako system przetwarzania informacji, który odbywa się w dwóch grupach związanych z obsługą strumieni ruchu statków:

• funkcji zewnętrznych, służących do opracowania charakterystyk ruchu;

• funkcji wewnętrznych, które są związane z aktualizacją danych informacji z obserwacji strumieni ruchu w celu podejmowania decyzji wewnętrznych i obróbki informacji, a następnie ich zastosowanie do dalszych decyzji strategicznych w systemie.

Zebrane informacje powinny dać odpowiedź na szereg pytań:

• czy istnieje potrzeba interwencji w dowolnym momencie lub sprawie (np. wpływanie na ruch statków);

• jaki zastosować rodzaj interwencji;

• jakiego rodzaju informacje przesłać na statki, jakie dla współpracujących organizacji lądowych;

• jakich dalszych informacji należy poszukiwać w rejonie ruchu, a jakich u organizacji lądowych.

Informacje takie mogą służyć do podejmowania kompetentnych decyzji wewnętrznych. Ostatecznie funkcje zewnętrzne VTS, które odpowiadają usługom świadczonym użytkownikom, mogą obejmować następujące funkcje zarządzania ruchem statków:

• funkcje podstawowe:

• przydzielanie miejsca. Funkcja ta jest efektem rozdzielania miejsca i/lub czasu pomiędzy statki lub pewne kategorie statków w wyniku planowania;

• rutynowa kontrola statków. Jest to procedura, w której VTS uczestniczy przez dostarczenie odpowiednich informacji do podjęcia decyzji nawigacyjnych na statku;

• manewrowanie w celu uniknięcia kolizji. Funkcja ta dotyczy statku znajdującego się w sytuacji nadmiernego zbliżenia i może być wspomagana przez VTS;

• funkcje kontrolno-restrykcyjne, polegające na zachęcaniu i kontroli stosowania przepisów oraz podejmowanie odpowiedniego działania wówczas, gdy jest to konieczne;

• funkcje korekcyjne, realizowane w celu ograniczenia skutków i konsekwencji wypadków takich jak ratownictwo i zanieczyszczenia środowiska;

• pozostałe, realizowane w celu koordynacji i współpracy pomiędzy statkami a stroną trzecią.

1.2. Zapobieganie zderzeniom a VTS

Sama koncepcja kontroli żeglugi, w przeciwieństwie do kontroli ruchu powietrznego, jest sprzeczna z bardzo silnymi tradycjami. Niejednokrotnie odnosi się wrażenie, że jest również sprzeczna z wolnością użytkowania mórz. Jak dotąd nie wykazano, iż kontrola działalności ludzkiej na morzu, a zwłaszcza kontrola ruchu statków, powinna być przesunięta ze statków na ląd. Z technicznego punktu widzenia statki mają względnie małą prędkość i/albo mogą być na ekranie radaru przysłonięte (przez inne statki lub zakłócenia pochodzące od fal morskich), tak iż pewne sytuacje są niedostrzegalne z lądu i mogą być w pełni ocenione tylko przez same statki. Ponadto marynarze, nawet doceniając zalety VTS, niechętnie odnoszą się do zwiększenia funkcji kontrolnych.

Pomimo przedstawionych okoliczności, prawdopodobnie w niedługim okresie nastąpi przesunięcie kontroli ruchu statków na ląd. Obecnie w perspektywie krótko- czy średnioterminowej możliwe jest jedynie współdziałanie pomiędzy lądem i statkiem. W takiej sytuacji państwa nadbrzeżne muszą rozważyć warunki, na jakich powinno odbywać się współdziałanie pomiędzy kapitanami statków a operatorami VTS, aby pojedyncze działania nawigacyjne przetworzyć w działanie zbiorowe. Jednak działalność państw nadbrzeżnych, polegająca na zwiększaniu kontroli swoich wód, wydaje się być nieodwracalna. Można zatem spodziewać się, iż międzynarodowe prawo morskie zmieni się na korzyść tych państw.

1.3. Rozwój systemów kontroli ruchu statków

Systemy kontroli ruchu statków, pomimo coraz większego stopnia złożoności, utrzymują bardzo lokalny status ograniczony zasięgiem radarów i radiotelefonów UKF. Dzięki opracowaniu technik elektronicznej wymiany danych (EDI), narodziła się koncepcja VTMIS (Vessel Traffic Management Information System), którą definiuje się jako brzegową służbę informacyjną. Dotyczy ona wszystkich podmiotów biorących udział w działaniach związanych z zarządzaniem ruchem statków na szczeblu indywidualnym, lokalnym, krajowym lub regionalnym, funkcjonującą na wodach europejskich. System VTMIS będzie polegał na działaniu zintegrowanych służb, które będzie wynikało ze współpracy na danym akwenie systemów kontroli ruchu statków, ich służb pokrewnych oraz innych dostawców potrzebnych informacji. Obszarami o charakterze regionalnym są np.: Morze Bałtyckie, Morze Północne czy basen Morza Śródziemnego.

Służby włączone do systemu VTMIS oparły swoje działanie głównie na konstrukcji określanej jako obraz ruchu (Traffic Image). Taki obraz ruchu jest dynamiczną bazą danych, składającą się z informacji na temat stanu na rozważanym obszarze ruchu, warunków środowiska i środków, jakie potrzebne są statkom do bezpiecznej żeglugi. Uaktualnianie i przewidywanie obrazu ruchu będzie możliwe dzięki metodom przetwarzania, wykorzystującym informacje uzyskane z różnych węzłów sieci informacyjnej.

2. System VTS dla toru wodnego Świnoujście - Szczecin

2.1. Koncepcja systemu

Sprawna organizacja i realizacja zadań transportowych w ramach międzynarodowej wymiany usług i towarów drogą morską wymaga szybkiego i sprawnego przepływu informacji, w tym również dokumentów, między podmiotami uczestniczącymi w tej wymianie. Dlatego system VTMS powinien stanowić jeden z elementów systemu elektronicznej wymiany danych (EDI). Koncepcja systemu EDI dla Pomorza Zachodniego opracowana została w Urzędzie Morskim w Szczecinie i zrealizowana w latach 1997 - 2000.

Funkcje, które będą realizowane przez system VTMS dla toru wodnego Świnoujście - Szczecin można zgromadzić w trzech grupach: według kryterium wpływu na bezpieczeństwo żeglugi, ochronę środowiska naturalnego oraz ich wpływu na charakterystykę obrotu towarowego (rys. 1).

1. Bezpieczeństwo żeglugi:

1. identyfikacja statków oraz innych obiektów (oznakowania nawigacyjnego, przeszkód nawigacyjnych itp.) znajdujących się w obszarach pod kontrolą systemu,

2. śledzenie w czasie rzeczywistym zmian położenia obiektów,

3. śledzenie parametrów ruchu statków,

4. zarządzanie ruchem na obszarach działania systemu,

5. osłona hydrometeorologiczna żeglugi (raportowanie o stanie warunków hydrometeorologicznych),

6. sporządzanie i dystrybucja ostrzeżeń oraz komunikatów nawigacyjnych,

7. dostarczanie informacji odpowiednim organom i służbom o planowanym ruchu statków wymagających szczególnego nadzoru (PSC, MW, UC, SG, PRO),

8. uczestniczenie w akcjach poszukiwania i ratowania prowadzonych w obszarze działania systemu.

2. Ochrona środowiska naturalnego:

1. szczególny nadzór nad statkami przewożącymi ładunki niebezpieczne lub toksyczne, zagrażające bezpieczeństwu środowiska naturalnego,

2. monitorowanie i krótkoterminowe prognozowanie rozprzestrzeniania się rozlewów ropopochodnych oraz oparów toksycznych,

3. koordynowanie akcjami zwalczania rozlewów i operacji ratunkowych,

4. monitorowanie stanu zanieczyszczeń wód,

5. współpraca z odpowiednimi służbami w trakcie prowadzenia identyfikacji źródeł zanieczyszczeń.

3. Obrót towarowy:

1. sterowanie strumieniem ładunków znajdujących się w drodze do portu w obrębie obszaru objętego systemem VTMS (JIT - Just In Time),

2. obsługa procesu zgłoszeniowego jednostek wpływających i wypływających z portów,

3. dostarczanie informacji umożliwiającej optymalizację:

• procesów obsługi odpraw celnych i granicznych,

• obsługi statków i ładunku (pilotaż, holowanie, cumowanie, przeładunek);

4. wdrożenie technologii EDI w obrębie wymiany towarów i usług drogą morską,

5. ogniwo systemu logistyki transportu morskiego oraz multimodalnego.

 

Rys. 1.
Schemat obiegu informacji w VTMS na Zatoce Pomorskiej
oraz torze wodnym Świnoujście - Szczecin

2.2. Zasady organizacji

System składa się z dwóch ogniw. Pierwsze zlokalizowane jest w Świnoujściu do pokrycia obszaru podejściowego tego portu od strony Zatoki Pomorskiej aż do Bramy Torowej I na Zalewie Szczecińskim. Drugie ogniwo z centrum w Szczecinie obejmuje kontrolę nad akwatoriami Zalewu Szczecińskiego od Bramy Torowej I do portu Szczecin (rys. 2).

Głównymi punktami pozyskiwania danych (zgłoszenia, raporty) są centra VTMS zlokalizowane w Świnoujściu i Szczecinie. Dane o bieżącej sytuacji na torze otrzymywane są z poszczególnych stacji radarowych, na podstawie raportów z poszczególnych punktów obserwacyjnych oraz meldunków z jednostek pływających, znajdujących się na akwenie. Są one również uzupełniane danymi hydrometeorologicznymi z punktów pomiarowych. Niezbędny jest także dostęp do danych portowych i o planowanej obsłudze statków w porcie. Dodatkowym źródłem informacji mogą być dane (podgląd) z kamer telewizji przemysłowej, rozmieszczonych w newralgicznych punktach portów Świnoujście i Szczecin.

Rys. 2.
Struktura VTMS na Zatoce Pomorskiej i torze wodnym Świnoujście - Szczecin

Przetwarzanie danych realizowane jest centralnie lub w poszczególnych centrach VTMS. Podstawowe bazy danych zlokalizowane są w jednym z centrów, z możliwością jednoczesnego udostępniania ich innym użytkownikom systemu (kapitanaty, punkty obserwacyjne).

Struktura połączeń umożliwia sprawny przepływ informacji. Dotyczy to zarówno automatycznego pozyskiwania, przetwarzania i prezentowania danych, jak również przekazywania i rejestracji informacji ustnych oraz wzrokowych personelu i uczestników ruchu.

System pozwala na modyfikację danych (zmiana przebiegu izobat, położenie znaków nawigacyjnych, itp.) oraz posiada narzędzia programowe umożliwiające:

• edycję i tworzenie własnych map elektronicznych,

• edycję i tworzenie elementów zobrazowania syntetycznego,

• modyfikację i tworzenie własnych baz danych,

• tworzenie doradczych systemów ekspertowych.

Dla zagwarantowania efektywnej eksploatacji systemu  zapewniono redundancję newralgicznych urządzeń systemu oraz zabezpieczono go przed dostępem osób nieuprawnionych.

Wnioski

Basen Morza Bałtyckiego staje się akwenem znacznego wzrostu połączeń żeglugowych. Obserwowane w ostatnich latach zmiany w strukturze i formach transportu morskiego, związane między innymi z rosnącą konkurencją frachtową oraz coraz większą masą przewożonych ładunków niebezpiecznych lub też stanowiących zagrożenie dla środowiska naturalnego, są podstawą do twierdzenia, że wymiana towarów i usług szlakami morskimi przez Bałtyk będzie się charakteryzować tendencją wzrostową. Spodziewany jest więc dalszy wzrost natężenia ruchu statków, który spowoduje zwiększenie stopnia ryzyka wypadków morskich, mogących prowadzić do poważnych zagrożeń bezpieczeństwa życia na morzu, jak również zagrożeń środowiska naturalnego. Z tych względów rozwój systemów VTS stał się koniecznością, a ich łączenie w sieci regionalne wymogiem przyszłej bezpiecznej żeglugi morskiej.

Literatura

• IALA Vessel Traffic Services Manual, 1998.

• T. Degree F. Aligne - Manual traffic image prediction: the MATIAS project - 8^th International symposium on VTS - Rotterdam, April 1996.

Szkoła Morska w Gdyni - MANEWROWANIE STATKIEM MORSKIM

Kpt.Ż.W. Tomasz SOBIESZCZAŃSKI

M A T E R I A Ł Y 10/10

LOBO Strona 10 04-12-07

MSM 010 - System VTS

---