Требования к точности судовождения

Требуемая частота определений места зависит от точности обсерваций, расстояния до навигационных опасностей, расположения опасностей относительно пути, направления и скорости суммарного сноса.

Пусть СКП текущего места судна описывается формулами (1, 2), а нарастание погрешностей характеризуется кривой (2) на (рис. 2) Если установлена допустимая СКП текущего места Т)ДОП, то график позволяет определить допустимое время плавания по счислению (tТ)ДОП c момента последней обсервации. Эта же задача может быть решена чисто математически:

МТ(t)ДОП=М02+М02(t)ДОП

Тогда допустимая СКП счислимого места

МТ(t)ДОП=МТ2ДОПМ22                    (1)

Отсюда получим (tс)ДОП при tс ≥2 часов:

(tC)ДОП=МС2(t)ДОПКС2=Мt2(t)ДОПМ02КС2                    (2)

при tс ≤2 часов:

(tC)ДОП=МС(t)ДОП0.7·КС=МТ2(t)ДОПМ020.7·КС2                    (3)

Подобный вероятностный подход позволил сформулировать требования ИМО к точности судовождения, изложенные в Резолюции ИМО А.529(13) (табл. 1, 2).
 

Таблица 1 Стандарты точности судовождения ИМО (По резолюции ИМО А.529(13) от 17.11.1983 г.)

Стадии рейсаПорядок точности судовождения
Стесненные воды (вход в гавань и т. д.)В зависимости от местных обстоятельств
Другие водыПредельная (с вероятностью 0,95) погрешность текущего места не должна превышать 4% расстояния до ближайшей опасности с максимумом в 4 м. Мили

 

Таблица 2 Допустимая дискретность обсерваций

Дистанция до ближайшей опасности, милиДопустимая погрешность (0,95) текущего места судна, милиПредельные (0,95) погрешности обсерваций,
000.10.250.512
Максимально допустимый интервал плавания по счислению от последней обсервации, мин.
100,412129
200,828282722
301,24848474427
401,67272716856
502,0 .100100999787
602,413213213112912073
702,8168168167165157118
803,2208208207206198162
903,6252252252250242210
100 и более4,0300300300298291260

 

Примечания:

  1. Приведенные в таблице цифры получены чисто математическим путем, учитывая обычные погрешности счисления (погрешности компаса и лага, погрешности учета их поправок, погрешности учета течения и ветрового дрейфа).
  2. Приведенные цифры относятся к постоянной дистанции до опасности. Чем ближе опасность, чем выше скорость относительного сближения с ней, чем сильнее действуют течение и ветер, тем чаще должны выполняться обсервации.

Вероятность определения места судна с требуемой точностью (МДОП) можно оценить на основе распределения Релея:

МДОП2М02                    (4)

Р=1-е

где М0 — радиальная СКП обсервации.

Расчеты по этой формуле можно выполнять по табл. I-a «MT-75».

При плавании между навигационными опасностями, по каналам и фарватерам требования к точности судовождения выводятся на основе «вероятностного подхода» и функций Лапласа (рис. 1).

При «вероятностном» подходе к выводу требуемой ширины фарватера принимают, что маневренные отклонения судна от ЛЗП носят случайный характер, подчиняются закону нормального распределения и оцениваются средним квадратическим значением (± my). Тогда вероятность безопасного прохода судна оценивается формулой

Р=12Ф(z1)+Ф(z2)                    (5)

где

z1, z2 — нормированные (т.е. выраженные в средних квадратических отклонениях) расстояния до опасных изобат справа и слева (рис. 1):

z1=y1my;          z2=y2my;                   (6)

y1, y2 — линейные расстояния от границ «геометрической полосы» до опасных изобат справа и слева;

Ф(z1), Ф(z2) — нормированная функция Лапласа, выбираемая из таблицы I-б «МТ-75».

Если же ЛЗП проложена посередине между опасностями, то y2=y1, z2=z1=z, тогда

Р=Ф(z)                    (7)

Оценка Требуемой ширины фарватера
Рис. 1 Оценка Требуемой ширины фарватера (Fгр) «вероятностным методом» на основе функции Лапласа

С точки зрения навигации, прокладка курса посередине узкости более предпочтительна, т. к. при той же точности навигационного контроля (±mу) вероятность безопасного прохода повышается по сравнению с любыми другими «несимметричными» вариантами расположения ЛЗП.

Формула (7) особенно ценна тем, что позволяет выработать нормативные требования к точности судовождения относительно ширины фарватера. Задаваясь требуемым уровнем вероятности безопасного прохода (Рзад), обратным входом в таблицу I-б «МТ-75» можно получить требуемую ширину фарватера:

РЗАД(обратный вход)Табл.1б "МТ74Fmp=2·my·Zmp

Если же размерами судна можно пренебречь, то

Fmp=2·my·Zmp                    (8)

Отсюда получим норматив требуемой точности судовождения:

ДОП%=(my)ДОПFФВК=12Zmp·100%                    (9)

где Δдоп% — допустимое среднее квадратическое значение маневренного смещения в отношении к ширине свободного навигационного пространства.

Например, задаваясь вероятностью безопасного прохода PЗАД=0,999, обратным входом в таблицу 1-6 «МТ-75» получим Zmp=3,57, откуда Δдоп%=14%, т.е. среднее квадратическое значение маневренного смещения судна с ЛЗП (/М),683) не должно превышать 14% имеющейся ширины свободного пространства между опасными изобатами (за вычетом ширины «геометрической полосы».

Подобный вероятностный подход практически использован при выработке требований к точности судовождения Международной Ассоциацией Маячных Служб (МАМС). Требования «МАМС», приведенные в табл. 3, являются более детальными, чем требования ИМО (табл. 1, 2).

В требованиях как МАМС, так и ИМО задаются предельные радиальные погрешности определения места судна т)ДОП,0)ДОП, с вероятностью Р=95%. Связь между СКП(М) и предельными 0,95) погрешностями задается (при нормальном распределении погрешностей) приближенными формулами

М0,95=1,96М2ММ0,5·М0,95                    (10)

 

Таблица 3 Требования МАМС по точности судовождения

Район плавания

(Ṁ0)ДОП

с Р=0,95

(tОМС)ДОП

(Δt)ДОП

Стесненные воды: а) с установленными каналами, ФВК, СРД20% FФВКМгновенно (6-10 с)Непрерывно (6-10 с)
б) подходы к портам и узкостям50-200 м0,5 — 1 мин1-5 мин
Прибрежное плавание (Доп=10-15 миль)4-20 кб1-3 мин10-30 мин
Открытое море (Доп>50 миль)2-4 мили10-15 мин2-4 часа

 
Допустимая дискретность обсерваций (At) оценивалась с помощью формул (2, 3), а допустимое время на определение места (^мс) оценивалось по допустимому отвлечению судоводителя от наблюдения за обстановкой и по допустимой величине запаздывания навигационной информации в зависимости от условий плавания.

Требования как ИМО, так и МАМС носят только ориентирующий характер, на практике требуемая точность судовождения устанавливается капитаном в зависимости от условий плавания. При этом рекомендуется определять место судна через равные промежутки — это облегчает анализ невязок и контроль на промахи. Чем ближе опасности и сложнее навигационные условия, сильнее снос судна в сторону опасности — тем чаще должны быть определения места. Устанавливать дискретность обсерваций менее 5мин, как правило, нецелесообразно даже в стесненных водах, т. к. основную роль здесь играют «лоцманские» методы.

Местоположение судна на ходу должно определяться часто и, по возможности, через равные промежутки времени. Выбор способа определения места судна обуславливается:

  • наличием, исправной работой и надежностью судовых технических средств навигации;
  • необходимой точностью, допустимой дискретностью и продолжительностью наблюдений, при которых обеспечивается безопасное плавание судна;
  • условиями и возможностью наблюдениями опознания ориентиров;
  • временем обработки результатов наблюдения;
  • ограничениями, характерными для технических средств и методов навигации (см. раздел 5 данного «Руководства»).

Требуемая частота определений места судна зависит от таких факторов, как дистанция до ближайшей навигационной опасности (Доп), скорость судна, направление и скорость сноса, точность обсерваций, и устанавливается капитаном. Для каждого участка перехода должно быть заранее принято обоснованное решение относительно того, как часто должно определяться место судна.

При назначении требуемой частоты определений места следует принимать во внимание Рекомендации Резолюция ИМО А.529(13) и рекомендации «МАМС».

Место судна должно обязательно определяться, если это возможно, при:

  1. Отходе от побережья для плавания в открытом море;
  2. Подходе к берегу, навигационным опасностям после перехода открытым морем;
  3. Подходе к району со стесненными условиями плавания, СРД, зоне действия системы УДС;
  4. Сдаче вахты (сдающим вахту ПКМ) и приеме вахты (принимающим вахту ПКМ);
  5. Подходе к точке поворота и после поворота на новый курс;
  6. Уменьшении дальности видимости или подходе к зоне ограниченной видимости;
  7. Обнаружении неизвестных опасных объектов и глубин, не показанных на навигационной карте, а также необычных природных явлений;
  8. Аварийном случае с судном;
  9. Получении сигнала бедствия;
  10. Всех других случаях, требующих знания точного места судна.

Предлагается к прочтению:
Параллельное индексирование
Выбор и планирование методов контроля за местоположением и движением судна

Февраль, 14, 2018 209 0