Системы разделения движения и установление водных путей

Общие сведения о системах разделения движения и их расчет

По исследованиям К. Тагути (Япония), около 52 % столкновений судов в море и 60 % в портовых водах происходит на встречных курсах. Одним из эффективных методов предотвращения столкновений судов на встречных курсах в местах с интенсивным движением судов считают установление систем разделения движения (СРД). Например, в Дуврском проливе число столкновений судов после введения СРД уменьшилось в 2,6 раза.

Регламентация движения судов в море получила широкое развитие в практике мирового судоходства. В Советском Союзе первые рекомендованные пути были введены в 1957 г. на Дальневосточном бассейне. К началу 1978 г. было введено 72 СРД и 8 глубоководных фарватеров. В качестве единственного международного органа, ответственного за установление и реализацию на международном уровне мероприятий, касающихся СРД, признана Международная Морская организация (ИМО), которая объединяет 121 государство.

Правительства отдельных стран могут самостоятельно разрабатывать и вводить системы разделения движения в своих территориальных и других водах, находящихся под их юрисдикцией. Однако в этом случае правительство, устанавливающее такую систему, должно информировать ИМО и через извещения мореплавателям обеспечивать всеобщее оповещение о вводе СРД. При этом правительство должно особо указывать на применимость в вводимой им системе Правила 10 МППСС-72 «Плавание по системам разделения движения». При разработке СРД правительства должны руководствоваться принципами их установления.

Сведения о действующих путях и СРД помещаются в лоциях и на навигационных картах. При установлении путей и систем разделения движения судов используют следующие методы, разработанные ИМО.

Рис. 1 Схема разделения движения судов естественными препятствиями.
1 – направление движения; 2 – граница полосы движения

Разделение движения зонами и линиями. Этот метод является наиболее простым и достаточно эффективным для разделения встречных потоков движения судов в районах интенсивного судоходства (рис. 2). Ширину и длину зон разделения и полос движения устанавливают на основе тщательного изучения навигационно-гидрографических и гидрометеорологических условий, интенсивности судоходства, наличия пространства для маневрирования.

Разделение движения естественными препятствиями (рис. 1). Наиболее характерным примером этого метода является разделение движения в проливе Ла-Манш.

Разделение движения транзитного и местного судоходства с помощью установления зон прибрежного плавания (рис. 3). Зоны прибрежного плавания устанавливают в районах интенсивного прибрежного судоходства с целью удаления судов, следующих вблизи берега, от прилегающей системы разделения движения. В этой зоне суда могут следовать в любом направлении.

Рис. 3 Разделение движения судов зонами прибрежного плавания.
1 – граница зоны прибрежного плавания; 2 – зона прибрежного плавания; 3 – направление движения

Секторное разделение движения (рис. 5). Этот метод используется в тех местах, где суда, следующие с различных направлений, сходятся в одной точке или небольшом районе. Примером может служить система разделения движения на подходах к порту Сан-Франциско и другие.

Разделение движения с помощью установления района кругового движения (рис. 4). Для облегчения плавания в таких местах суда должны следовать против часовой стрелки вокруг определенной точки или зоны до выхода в соответствующую нужную им полосу движения.

Круговое движение судов — Рис. 4 Район кругового движения судов.
1 – направление кругового движения; 2 – внутренняя граница кругового движения

Введение района пересечения или соединения (рис. 6, 7). Этот метод используется там, где пересекаются или соединяются пути.

Секторы для движения судов — Рис. 5 Секторы разделения движения судов.
1 – зона разделения; 2 – граница полосы движения

Зона разделения может быть прервана, как показано на рис. 6, или заменена линией разделения, чтобы показать правильный переход из одной системы в другую.

Пересечение путей — Рис. 6 Схема разделения движения судов в районе пересечения путей

Введение района повышенной осторожности плавания (рис. 8, 9). В этом случае применяется направление потоков движения вокруг предполагаемой точки их соединения, где могут устанавливаться районы повышенной осторожности для подчеркивания необходимости соблюдения осторожности при плавании.

Схема движения судов — Рис. 7 Схема разделения движения судов в районе соединения путей

На рис. 9 показано использование таких районов в точках схождения.

Рис. 8 Район повышенной осторожности плавания с рекомендованным направлением движения судов вокруг центральной точки (1)

Направление потоков движения может быть рекомендовано вокруг центральной точки.

На рис. 10 показано, как этот же способ может применяться в месте схождения путей.

Места соединения путей — Рис. 10 Район повышенной осторожности (1) плавания судов в месте соединения путей

Районы повышенной осторожности плавания могут также устанавливаться у окончания какого-либо одного пути. Установление путей движения может осуществляться также посредством введения: глубоководных путей, районов, которые следует избегать, двусторонних и рекомендованных путей в районах, где плавание затруднено или опасно.

Установление рекомендованных путей. Этот метод используют, как правило, в районах, где изобилуют подводные препятствия, а также для разделения движения судов в морях с неблагоприятными гидрометеорологическими условиями.

Предлагается к прочтению: Анализ характерной аварии крупнотоннажного танкера в открытом море

Не существует единого обоснованного метода для определения величины отдельных элементов районов разделения движения в различных областях мирового океана. В табл. 1 содержатся сведения о размерах некоторых районов разделения движения и СКП навигационных определений. При сравнении этих соотношений можно видеть значительные колебания. Так, для Балтики, с учетом определения по пеленгу и расстоянию отношение ширины зоны разделения движения к СКП колеблется от 2 до 15, для Атлантического побережья – от 5 до 10.

Таблица 1. Зоны разделения движения, кб
Районы движения	Ширина зоны разделения движения	Ширина полосы движения	Погрешность определения по
Районы движения	Ширина зоны разделения движения	Ширина полосы движения	радиолокационному пеленгу и расстоянию	двум радиолокационным расстояниям	двум пеленгам
Соммерс	3	10	1,3-3,3	1,3-2,3	—
Гогланд	5	12,5	2,0-3,5	1,5-2,0	—
Родшер	5	10	1,0-1,7	1,3-2,6	—
Маяк Колбодагрунд	10	15/20	1,4-1,8	2,0-2,6	—
Порккала Удд	10	15/20	1,1	2,0-2,6	—
Ханко	20	40	2,6-3,8	2,6-2,6	—
Кыпу	20	40	2,8-4,0	2,7-5,0	—
Готланд	10	30	2,4-3,0	1,3-1,8	—
Эланд	20	30	1,3	—	—
Ушант	20	40	1,0-3,0	3,0-10,0	1,5-2,5
Ториньян	20	40	3,0-4,0	5,0-9,0	3,0-12,0
Рока	20	40	2,0-4,0	6,8-10,0	3,8-8,0
Сан-Винсент	20	30	2,0-4,0	5,0-12,0	1,5-3,0

Отношение ширины полос движения к СКП при том же способе определения колеблется в первом случае от 4 до 24, во втором – от 13 до 20. Аналогичный разброс можно встретить в остальных районах разделения движения и при других способах определений.

Ширина полосы движения или коридора B_К при одностороннем движении и обеспечении обгонов может выть определена по формуле М. М. Лескова:

B_{к} ⩾ 2 M_{пр} + 2 v (t_{0} + t_{З}) \frac{m_{c пр}}{57, З} + \frac{{v^{2}}_{0} {m^{2}}_{с}_{пр}}{ω 57, З} \frac{L (C_{T} + m_{c пр})}{57, З} + B + 2 h_{p} . Ф о р м . 1

где:

M_пр – предельная погрешность при определении места судна, м;
v_c – эксплуатационная скорость наиболее крупного (расчетного) судна, м/с;
t₀ – время между обсервациями, с;
t₃ – запаздывающие информации о месте судна;
t₀ + t₃ ⩽ 10 мин;
m_{c, пр} – предельная погрешность курса судна, °;
c_т – снос судна, °;
ω – угловая скорость рыскания судна ω ≈ 0,1°/с;
B, L – габариты расчетного судна;
2h_p – запасное расстояние между судами для избежания их взаимного присасывания, м (2h_p = 1,5L tg30° ≈ 0,9 L), м.

После подстановки t₀ + t₃ = 600 с; ω = 0,1; 2h_p = 0,9L формула 3 приводится к виду:

B_{к} ⩾ 2 M_{пр} + 2, 1 v m_{пр} + \frac{v {m^{2}}_{c}_{пр}}{57, 3} + \frac{L (C_{T} + m_{c пр})}{57, 3} + 0, 9 L + B Ф о р м . 2

Протяженность полосы движения или линии разделения (L_РАЗ) определяется в зависимости от навигационно-гидрографических условий судоходства в данном районе. Из опыта установления существующих СРД можно принять L_PAЗ ≈ 6B_k, а радиус круговой разделяющей зоны r_РАЗ ≥ М_ПР. Согласно опыту действующих СРД ширина кругового коридора движения B_KK ≥ 4 r_РАЗ.

Параметры СРД зависят главным образом от точности определения места судна в море. Целесообразно принимать за основу исчисления точность способов навигации, которые находят самое широкое применение, т. е. при нормальной видимости – «два визуальных пеленга» и «визуальный пеленг и радиолокационное расстояние», при ограниченной видимости – «два радиолокационных расстояния».

Ширина полосы движения (коридора) при одностороннем движении может быть определена вероятностным методом. Предположим, что величина практически возможных отклонений судна от оси полосы равна случайной величине х, тогда половина ширины полосы движения будет равна х + B/2, а вся ширина полосы B_k = 2x + B (рис. 11).

Ходовая полоса — Рис. 11 Схема определения ширины ходовой полосы

Предположим, что вероятность выхода за кромку коридора равна малой величине, т. е. можно принять P ≈ 0,01, а величина среднеквадратичной погрешности определения места судна известна и равна σ. Тогда х = kσ_x и вероятность выхода за обе кромки полосы шириной 2x = 2kσ_x будет равна:

P = 1 - \frac{1}{σ_{x} \sqrt{2 x}} \begin{matrix} R σ_{x} \\ \int \\ R σ_{x} \end{matrix} e^{- x 2 / 2 σ 2 x} d x, Ф о р м . 3

или

0, 02 = 1 - P (x_{1} < X < x_{2}), Ф о р м . 4

или

0, 98 = \frac{1}{2} [Φ (\frac{x_{2} - m_{x}}{σ_{x}}) - Φ (\frac{x_{1} - m_{x}}{σ_{x}})] Ф о р м . 55

При m_x = 0 х₂ = kσ_х; х_г = -kσ_х; k ≈ 2,3.

Таким образом, получаем формулу для определения ширины полосы одностороннего движения B_к = 4,6σ_х + B.

Для участков СРД с двусторонним движением и линией разделения общая ширина коридора B_{К. Д} СРД будет равна:

B_{к . д} = B_{1} + 2, 3 σ x_{1} + z_{0} + 2, 3 σ x_{2} + Β_{2}, Ф о р м . 6

где:

z₀ – расстояние между осями полос движения, которое определяется из условия равновероятностных событий выхода судна за границу ходовой полосы противоположной линии разделения, выхода судов на контркурсы, при которых существует потенциальная вероятность столкновения судов

Расстояние z₀ зависит от величин случайных отклонений встречных судов от осей своих ходовых полос х₁ и х₂.

Случайная величина кратчайшего сближения судов при встрече z = z₀ – (х₁ + х₂). Обозначим z₀ – z = z_u = х₁ + х₂ и определим функцию распределения вероятности.

Вероятность попадания случайных точек x₁, x₂ в область D_ОБ равна

G (z_{u}) = P (x_{1} + x_{3} < D_{о δ}) = \begin{matrix} \int \int \\ D_{о δ} \end{matrix} f (x_{1}) f (x_{2}) d x_{1} d x_{2}

Плотность распределения G (z_u) = q (z_u) суммы z_u = x₁ + x₂ определяется по формуле свертки функций:

q (z_{u}) - \begin{matrix} + \infty \\ \int \\ \infty \end{matrix} f_{1} (x_{1}) f (z_{u} - x_{1}) d x_{1},

Подставляя ƒ₁ (x₁), f₂ (x₂), можно получить новый нормальный закон:

G (z_{u}) = \frac{1}{σ_{Z n} \sqrt{z π}} \begin{matrix} z_{n} \\ \int \\ - \infty \end{matrix} e^{- {z^{2}}_{U} - 2_{Z_{U}}} d z_{u},

где:

$σ_{Z_{t 1}} = \sqrt{σ_{x_{1}} + σ_{x_{2}}}$

Вероятность появления угрозы столкновения судов (P), находящихся на контркурсах, равна:

$P = 1 + \frac{1}{0_{Z_{U}} \sqrt{2 c}} \begin{matrix} Z_{u} \\ \int \\ \infty ω \end{matrix} e^{- z^{2}_{u} / 2 x^{2}} z_{u} d z_{u}$

Зададимся P = 0,005 (0,5 %), тогда

ϕ (z_{0} σ_{Z_{U}} = 0, 195),

или

z_{0} / σ_{Z_{U}} = 2, 58, z_{0} = 2, 58 {\sqrt{σ^{2}}}_{x_{1}} + {σ^{2}}_{x_{2}}

При

$σ_{x_{1}} - σ_{x_{2}} z_{0} = 3, 6 σ_{x}$

Таким образом, для участков СРД ширина коридора с линией разделения B_{к. д} будет равна:

$B_{к . д} = B_{1} + 2, 3 σ_{x_{1}} + z_{0} + 2, 3 σ_{x_{2}} + B_{2},$

или

$P_{к . д} - 2 B + 9, 2 σ_{x} . Ф о р м . 7$

Ширина зон разделения B_{З. Р} на существующих СРД колеблется от 0,5 до 4 миль.

При наличии зоны разделения общая ширина корридора B_{К. З} СРД может быть определена по формуле

B_{К . З} = 2 B + 9, 2 σ_{x} + B_{З . Р} Ф о р м . 8

Ширина зоны разделения B_{З. Р}, если возможно, должна быть не менее утроенного значения поперечной составляющей средней квадратичной погрешности определения, места, измеренной по нормали к оси зоны разделения движения наиболее подходящим способом, т. е. B_{З. Р} ≥ 3σ_х.

Если есть сомнение в вероятности однозначно определить свое место относительно полосы движения, необходимо ограждение полосы движения буями.

Другой формой регулирования (кроме пространственного и временного регулирования) является введение графиков движения для судов с большой осадкой. Подобный график введен в Европорт в Голландии. Системы разделения движения с графиком движения для судов с большой осадкой приняты в Малаккском и Сингапурском проливах.

Изучение района регламентированного движения необходимо производить при предварительной проработке всего перехода. Кроме общих требований к навигационной проработке рейса, необходимо учитывать особые условия плавания регламентированными путями. Пользуясь пособием «Общие положения об установлении путей движения судов», навигационными картами, лоциями и справочными материалами, судоводительский состав должен изучить:

геометрические характеристики СРД в районе плавания;
направления и плотность судопотоков в полосе движения, на подходе к ней и при выходе из нее;
навигационно-гидрографическое обеспечение района СРД;
рекомендации по организации движения судов в данной СРД;
наличие и расположение глубоководных путей;
особые рекомендации для судов, груженных нефтепродуктами, вредными или опасными грузами;
наличие судов в районе рыбной ловли;
методы контроля местоположения своего судна при следовании в полосе движения;
предполагаемый режим работы СЭУ и скорость движения в СРД;
организацию вахтенной службы при плавании в СРД с четким определением обязанностей каждого лица на вахте.

Требования к судовождению в районах регламентированного движения определяются Правилом 10 МППСС-72. В резолюции ИМО также дана рекомендация о строгом выполнении судами стран – членов ИМО положений о порядке плавания в системах разделения движения.

Любое судно при плавании в СРД должно следовать соответствующей полосой движения в установленном направлении потока судов в данной полосе. Плавание против установленного направления движения судов рассматривается как нарушение МППСС-72. При плавании в полосе движения следует держать машину в маневренном режиме, выбирать безопасную скорость, которая будет близка к средней скорости потока судов. Правило 10 не запрещает обгона судов в потоке, однако если в конкретной обстановке обгон необходим, то следует строго руководствоваться Правилом 13. Необходимо также учитывать, особенно на крупнотоннажном судне, возможность «присасывания» обгоняемого судна.

При следовании полосой движения нужно держаться в стороне от линии или зоны разделения движения, чтобы не выйти в полосу встречного потока. Не следует приближаться близко к внешней границе полосы движения, находящейся с правого борта, чтобы не попасть в зону прибрежного плавания, где возможна встреча с судами, идущими противоположными курсами.

Танкерам следует обращать внимание на рекомендации по выбору путей в СРД у островов Силли, мыса Лизард в Английском канале, у острова Уэссан и др. В зависимости от продолжительности и сложности плавания в СРД капитан определяет состав вахтенной службы на мостике, в машине и радиорубке. В общем, вахта должна быть усиленной и близкой по составу для случаев плавания в узкостях.

Ограниченность акватории и плотность движения в СРД требуют при несении штурманской вахты непрерывного наблюдения за ближайшими судами в потоке, соблюдения необходимой дистанции и соответствующей скорости. На участках поперечного движения необходимо учитывать вероятность появления судов с направлений, близких к траверзу. Обсервации необходимо производить наиболее точными способами и дублировать разными наблюдениями. При ограниченных глубинах требуется систематически использовать показания эхолота, особенно в моменты определения места судна, точно фиксировать время прохождения буев, маяков и других средств навигационного оборудования, не полагаясь полностью на средства плавучего ограждения.

Многочисленные аварии в Датских проливах имели одной из причин ошибочное определение по буям, ограждающим системы и проходы.

Каждое лицо, привлеченное к усиленной вахте на мостике, должно четко знать свои обязанности. Всякие сомнения в наблюдениях и изменения в окружающей обстановке необходимо немедленно докладывать капитану. Радиовахта должна обеспечивать соответствующую своевременную связь с постами контроля движения и докладывать о всех сообщениях капитану. Запоздалая информация может привести к аварийной ситуации.

Читать далее: Особенности управления судами при расхождении с другими судами

Особое внимание должно уделяться выполнению всех требований по организации движения в каждой конкретной системе. Правила разрешают входить в полосу движения и покидать ее с любой стороны не на конечных участках под возможно меньшим углом к общему направлению потока движения. Судам длиной менее 20 м и парусным судам разрешается использовать зону прибрежного плавания во всех случаях; суда, занятые деятельностью по поддержанию безопасности мореплавания в системе разделения движения, могут отступать от выполнения требований Правила настолько, насколько это необходимо для выполнения такой деятельности.

Информация о таких судах дается в Извещениях мореплавателям и в предупреждениях по радио. Не рекомендуется проводить такие работы в условиях ограниченной видимости.

Сноски

Районы регламентированного движения

Общие сведения о системах разделения движения и их расчет