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限潮水域龙骨净空下最小安全综合评价方法

文摘:本文的主要目的是熟悉海上航行船舶在限定潮汐水域航行的龙骨储备量最小的关键问题。本文以亨伯河为例,结合该地区遇到的影响潮汐的各种气象条件,进行了高蒂达尔的实例。提交人利用他的研究和工作经验作为试点,与其他当局密切合作,例如船只交通服务( VTS )亨伯、地方水文以及海事海岸警卫队机构( MCA )和海上事故调查局( MAIB)。在深入分析的基础上,对停飞和未遂情况进行了广泛的统计,并提出了一些问题的结论和建议。与目前使用VTS和船舶交通中心的工具和软件相比,在龙骨软件下的动态龙骨软件的新概念将被广泛提出。

1.简述

1.1研究目的

众所周知的是，所有报告的船舶事件，事件和近距离情况都是统计数据的基础。在英国海事事故调查局（MAIB）的报告中，去年，所有船舶事故发生率分别为73.2％，最近十年为64％以上，另外还有与二次危险和事故严重相关的事故，不久之后出现，例如石油污染，失去稳定，损坏船体，最终与其他船舶在极端情况下碰撞。上述与危险因素相关的危害占总数的7.5％.所有基础的重要数字（超过55％的大致精确估计仍然在限制水域发生），如河流，河口，海湾和小河。 这些病例的平均潮汐范围在5米以上。

由于仔细研究和分析，得出结论认为，在龙骨清理，倒塌假设错误和与通过计划相关的错误计算潮汐数字的基础上，大部分基础的主要原因不足。

基础相对容易分类，所以采用现代软件和复杂工具的所有可用传统方法都应非常仔细地选择任何预防措施。

1.2 Humber作为限制潮汐面积的一个例子

Humber河口是英国最繁忙的贸易路线之一，占海运总量的11％。

波黑河流数量众多，潮汐密集，水深数据的动态变化和前所未有的奇迹，Humber河对导航和保护工作非常困难。自1972年以来，VTS Humber可能在英国不断发展和自我评估，在监督海事 海岸警卫队（MARA）和海上事故调查局（MAIB）履行SOLAS公约第V章第12条海事安全委员会（MSC）1065号通函，国际海事组织（IMO）第A.857（20）号决议，并与国际协会 海事辅助导航和灯塔（IALA）VTS手册2008强调IALA示范课程和培训指南。

尽管当地水文部门赫尔在勘测和疏浚范围内作出了各种努力，但由于大量泥浆和其他河床物质的日常迁移，河流的动态和不可预知的震荡（主要在上部）的河流）被认为是大规模船只的主要原因，在亨伯河上造成的整体海上人员伤亡的比例最高。接地事件分为两类：一是当船舶在同一潮汐上重新浮起来时，二是当船舶不再在同一潮中浮动时（意味着在下一次潮汐或外部援助下重新浮起）。一般来说，测量的两种基础显示非常相似的数字是相当的。在本文提出的结果中，约有50％是由于计算出的潮汐值（时间和高度）或预测不足（潮汐波动）造成的。在总体案例的40％中，测量的事故由具有2年以上实习经验的飞行员带出。超过25％的基础涉及突发“潮汐切割”的高度或时间，在“无点返回”的地区，哪里没有足够的空间来转过船，中止通道。

下图说明了在五年内海上船舶在Humber河上的总基础数字

图1.1具有浮潜的船舶基础的统计

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虽然MAIB和Humber河口服务已经对每一个当地案进行了详细的评估和分析，但在现阶段，很难找出伤员，VTS职员的专业性，船员疏忽之间的任何联系 飞行员缺乏知识.MAIB的基础调查显示，超过50％的事故是由龙骨清除不足引起的，超过30％的情况下，官方的探测未被覆盖在接地或不久之后的实际深度.MAIB严格建议使用VTS复杂高效的软件，允许在龙骨清理下评估需求，并增加对限制水域的龙骨清除（UKC）的裁定，达到既定目标。

在实践中，执行提高龙骨间隙下的最小值是非常困难的，因为河流Trent和Ouse中的洪水时期只有3小时，因此高的需求将导致船舶的频繁取消和停止上游河流交通。最合理的解决方案是应用高度先进的软件，特别为特定水域设计，符合现有系统，并与许多地方的潮汐测量仪灵活协作。实际上，这样的工具应该包括两个独立的模块：一个用于下河，第二个用于上部，因此对于河流的两个部分，UKC要求是非常不同的。应为非常大型船舶（VLS）指定一个附加模块，这些模块受到完全不同的UKC和通过标准的限制。另一个阻碍所需的UKC执行困难的另一个障碍是，上游河流没有被雷达站覆盖，所有对交通的监测都是通过自动识别系统（AIS），无线电话（VHF）和闭路电视。一个替代选择可以是使用便携式操作接近和对接支持系统（POADSS），所有过渡船。这个概念将在下面的章节中广泛提出。

2.根据清洁标准实际应用于河流港

精确确定龙骨间隙清晰度数字仍然是一个悬而未决的问题，也是安全措施和商业利益之间争端的主题。 在短时间间隔内的调查的相对巨大的差异仍然是制定统一的UKC数字的主要障碍。

表2.1在不到一个月的时间内，Ouse河（上层）的深度的动态变化的图示

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上文所述的水文测量，对于Ouse河的特定水域，在23天的持续时间中显示出平均差异约0.20m，在极端情况下甚至0.40和0.50m。通常建立的河流Ouse，Trent和上部Humber的龙骨间隙标准在白天为0.20m，夜间为0.30m（不包括船舶公司的更高标准），这意味着断层给定深度之间的差异几乎是两倍超过实际的龙骨间隙，直接导致潜在的海洋危害。建立更高的UKC标准的另一个想法可能导致，对于具有5.0m的吃水，对于较低的Humber（UKC是最大吃水的10％）的船舶，所需的最小值将是（例如，值0.50m）等效。在较少起草的船舶的情况下，上游河流的UKC将大于下部。最大。 Ouse和Trent的草案在最高的大潮中为5.5m，平均吃水为3.80m，这样的解决方案是绝对无意义的，并且导致无处可去。在目前阶段，它正在寻求在要求的安全航行水平和保持水路完全航行之间的妥协，以更高的标准工作，但这个主要的，基本的问题仍然没有得到解决，它是进一步协商和高级审判的主题由Humber河口服务和MCA。

3.KEEL RESERVE确定的静态方法

一般来说，在计算估算龙骨间隙（UKC）所需要的计算过程中的主要战略假设是在目的地的可用水位，参照实际船舶吃水。 应用这种方法，包括几个变量和派生，但主要基于特定位置，日期和时间的潮汐表，提出谐波曲线和数学算法。 不幸的是，上述方法没有考虑影响期望潮汐水平的变化的水力发电条件，并且直接引导以应用额外的校正或决定性修改电流通道计划。 在遇到意外情况以完成船舶的安全通过时，必须考虑所有因素，包括在中断驾驶行为时的足够的水位（返回通道）。

3.1潮汐需求高度的分析估计

目的港预测潮汐水位的分析计算一般以特定港口的潮汐表为基础，是船舶通过计划初步过程的一部分。 所提到的方法可以被认为仅是估计的，因为在潮汐表中给出的所有潮汐被称为特定位置的高水位，而不提供中间时期的高度。 潮汐的手动高度插值给出的误差约为7-12％，对于潮汐5m的高度分别为0.35和0.5m，这对于UKC的0.3m是不可接受的。 此外，仅依赖于重新计算的数字，在潮汐表中给出，而不考虑季节变化和河床规格，在极端情况下将误差增加到额外的10％。 只有正确，正确的行动应该应用额外的其他支持或/和替代可靠的方法进行双重检查。

3.2使用远程仪表进行当前的潮汐估值

亨伯河在整个导航交通路线上安装了几个潮汐仪。 计量器之间的平均距离为5-7nm，其通过VTS或互联网连接向导航器提供关于特定位置的潮汐条件的当前信息。

潮汐预测不是由每个测量位置（当前潮汐高度只能远程读取）。 假定船舶的平均速度为10节，轴心改变基准并评估各个潮汐测量仪的读数变化，导航员能够以所需的余量推算需要的UKC对于潮汐的具体位置，时间和高度该误差使用以下经验获得的公式：

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对于UKC的双重检查目的，可以在下表中使用，在统计观察中在超过15年的基础上，参考HW Albert Dock并且重新计算在显着位置。 该表包括观察到的潮汐的所有季节变化以及其他波动，并且每年进行验证和更新。

表3.1参考阿尔伯特码头的潮汐高度硬度8.0米

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3.3比较潮位波动与次要位置

寻找次要港口，具有与海/河床的类似特征，基准和不远离定义的区域，其中更可能任何波动潮汐数据可用于在我们的利益的场地外推潮汐条件。 有几个基本的假设：

- 高水位的出现必须不早于3小时且晚于7，

- 没有明显的季节性变化应该影响观测，

- 相互变化与基准不超过1米，

- 次要位置必须位于指定区域的北部，

在多年的仔细观察和广泛分析的基础上，选择北盾作为River Humber的次要位置。 到目前为止，还没有任何允许精确描述这样巨大的主要和次要位置之间的相互关联的数学算法。 上述方法的平均精度在65和72％之间变化和振荡。

4.可用于KEEL CLEARANCE的动态评估

航运条件的动态变化，如潮汐流套和价格，气候条件，可深处，船舶交通密度或使用锁或泊位服务共性技术难题，从而导致对所产生的运费的潜在威胁和未遂的情况下与执行原通行计划有关的安全。VTS运营商尽一切努力更新任何基本数据，影响航运，目前或定期广播，但它只包含主要信息，不包括任何小的和动态的发展潜在的危险的具体领域。 所有导航器（飞行员，船长，飞行员豁免证书（PEC）持有人）应有权访问任何在线航海，水文气象，水深和交通信息，涵盖其航行区域。 这种可能性提供了新的实践，便携式操作和对接支持系统，通常被称为POADSS。

4.1便携式操作和对接支持系统（POADSS）的使用。

POADSS项目成功地于2008年10月在里斯本举行了现场演示，证明其完全适用性。 POADSS单元包括三个主要元件，两个车载单元和岸上单元。 一个机载单元是仪器单元，另一个是显示用于通过移动宽带接收和发送来自岸基单元的数据的所有相关信息的膝上型计算机。 由POADSS地面服务站进行的信息交换，其从VTS，潮汐计和AIS发射机获得数据。 这样的自己存储的数据给出导航器概述船的静态和动态信息细节以及周围的交通图像和环境条件，综合概述在她的段落上的特定船的所有必要参数。 与大多数应用的引航单元不同，POADSS监测垂直位置（3D）和所有动态运动。 有四个主要的新应用程序：

- 具有全球导航卫星系统（GNSS）的内部测量单元，用于确定所有动态船舶运动，

- 无线宽带，实时交换信息（网络或本地地图服务）。

- 动态高密度测深和测量数据显示在电子海图上，包括真正的动态安全轮廓。

- 动态下骨干间隙（DUKCreg;）软件。

上述应用有效地降低了语音无线电通信，并最大化了航路的可用性，并提高了业务流的效率。 与VTS中心的互操作性是一个关键要素，通过使用Web Map Service，整个VTS流量图像可以覆盖在POADSS电子导航图上。如果宽带连接丢失，则AIS信息仍然可由飞行员的插头连接使用。

然而，使用POADSS的好处显然一些限制和不便仍然存在：

- 如果部署专业对接系统，则可能需要长达15分钟来设置它，

- 仍然有一些船只，这种驳船或游艇没有安装AIS，导致POADSS不能如预期的那样有效，

- 未经批准的操作和培训标准，通过使用POADSS结合动态路径规划DPP，最大吃水可以显着增加，潮汐窗口扩大，而不会影响其他交通的安全或效率

- 开发光纤陀螺和微电子运动传感器MEMS

- 目前不提前足够且不能提供足够的精度和可靠性。预计在未来五年内实现这些目标

- 无线宽带的覆盖仍然不能令人满意。

- 电子导航的目前发展阶段不能完全能够与所有POADSS应用集成。

- POADSS的用途在非常狭窄的河道和受限航道（例如Humber河，Ouse河和Trent河）上的功能非常有限。

3.3窗体顶端

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5.气温对气温的影响

所有气象条件或多或少改变了潮汐数据，接下来影响目的港的可用深度，与船舶通道上的龙骨间隙密切相关。 与平均值不同的气象条件将导致预测和实际潮汐之间的相应差异。 下面讨论一些效果。

5.1风的影响

观察到，吹风超过24小时的风从北向上的力超过7B，导致潮汐的下降约30-40cm，矛盾的强烈的南向风不会显着影响潮汐的高度。 在长风吹时期（概率大于50％）之后，潮汐更可能高于与风期成比例的预测。 关于风力效应的河流河流潮汐的新算法正在由特别文件的作者进行

5.2大气压力

潮汐表是针对平均气压计算的，大气压力的任何显着变化都立即反映在潮汐数据中。 与34hPa的平均值的差异可导致约0.3m的高度差。 这方面经常被传递，但仍然是如此关键的导航在边际UKC。 在低压的主导期间，对于静止的低，高程的增加可以通过公式4找到

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对于移动的低，高程的增加由公式给出：

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英国VTS的数量配备了应用气压变化的现代软件，用于潮汐预测。 所以，远VTS Humber没有配备这样的软件lt;

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