201Weintrit-art.pdf

Adam Weintrit

Akademia Morska w Gdyni

ZAŁOŻENIA PROJEKTOWE

ZINTEGROWANEGO MOSTKA NAWIGACYJNEGO

JEDNOSTEK W ŻEGLUDZE MORSKO-RZECZNEJ

Streszczenie : Nawigacja prowadzona na śródlądowych drogach wodnych znacznie różni się od

nawigacji prowadzonej na akwenach morskich. W referacie przedstawiono założenia budowy

zintegrowanego mostka nawigacyjnego dla jednostek w żegludze morsko-rzecznej.

Słowa kluczowe : transport morski, transport śródlądowy, żegluga morsko-rzeczna, nawigacja,

urządzenia nawigacyjne, zintegrowany system nawigacyjny INS, zintegrowany mostek IBS

1. WPROWADZENIE - ŻEGLUGA MORSKO-RZECZNA

Naturalny układ rzek w Polsce sprzyja rozwojowi transportu wodnego śródlądowego.

Zwłaszcza rzeki Odra i Wisła i łącząca je droga wodna mogą być wykorzystywane dla

rozwoju przewozów żeglugą śródlądową. Z punktu widzenia żeglugi stan śródlądowych

dróg wodnych Polski, które są połączone z europejską siecią dróg wodnych, jest wielce

niezadowalający. Dla uprawiania żeglugi śródlądowej ograniczenia stanowią: zbyt małe

głębokości szlaków wodnych oraz inne parametry określające klasę drogi wodnej [23],

krótki sezon nawigacyjny, słabe wyposażenie dróg wodnych w infrastrukturę nawigacyjną

oraz nieuregulowanie wielu odcinków dróg wodnych, stanowiących wąskie gardła w

żegludze śródlądowej.

Do obsługi statków żeglugi śródlądowej są przygotowane nie tylko porty śródlądowe,

ale także porty morskie o podstawowym znaczeniu dla gospodarki narodowej. Największy

udział żeglugi śródlądowej w obsłudze transportowej portów morskich przypada na port

Szczecin, gdzie rozwija się żegluga morsko-rzeczna [15].

Trasa E-70 to jeden z ważniejszych projektowanych szlaków żeglugi śródlądowej w

Europie. Prowadzi z Antwerpii, przez Berlin, Kostrzyn, Bydgoszcz i Malbork do

Kaliningradu i Kłajpedy. Poprzez Dolną Wisłę, do tej trasy "podpięty" jest Gdańsk, który

ma doskonałe warunki naturalne do przyjmowania barek rzecznych. Dawna potęga

Gdańska była zbudowana na funkcjonowaniu nie tylko portu morskiego, a przede

wszystkim portu morsko-rzecznego. Niestety, Polska jest dziś białą plamą na mapie

śródlądowych dróg wodnych, która rozdziela dwa sprawnie funkcjonujące systemy wodne,

na zachód i na wschód od nas. Chociaż dla niektórych może to być zaskoczeniem, ale

lepiej jest pod tym względem nie tylko w Niemczech czy Holandii, ale nawet na Białorusi,

nie wspominając już o krajach leżących na południe od nas. Dzięki Dunajowi i kanałowi

Dunaj-Ren, Słowacja ma dobre połączenie z portami rzecznymi wielu europejskich

metropolii, a także z Morzem Czarnym i Północnym. Brakuje tylko połączenia z

Bałtykiem. Zapewnić go mają dwa równolegle przygotowywane kanały: Dunaj - Wag -

Kysuca - Olza - Odra oraz Dunaj - Morawa - Odra, realizowane wspólnie przez Słowację i

Czechy. Jeżeli te plany uda się zrealizować, gdański port ma szansę uzyskać połączenie

szlakami rzecznymi nie tylko z Bratysławą, Wiedniem, czy Budapesztem, ale i z...

Krakowem - z tym, że oczywiście nie Wisłą, a okrężną drogą przez Kanał Bydgoski,

Wartę, Odrę i Kanał Śląski. Sytuacja jest kuriozalna: na udrożnienie polskich dróg

wodnych naciskają nasi południowi sąsiedzi i Komisja Europejska, której głównym

argumentem jest ekologiczny charakter transportu wodnego. Transport tysiąca ton ładunku

barką oznacza dwu-trzykrotnie mniejsze szkody dla środowiska naturalnego (emisja CO 2 ,

zużycie energii, hałas), niż przewiezienie tej samej ilości towaru ciężarówkami. Niestety,

największymi hamulcowymi rozwoju żeglugi śródlądowej w Polsce są... polskie

organizacje ekologiczne, które nie zgadzają się z argumentacją Komisji Europejskiej i

stawiają akcenty na zupełnie inne aspekty ochrony przyrody (np. swobodnie płynąca

nieuregulowana rzeka Wisła jako wartość sama w sobie).

Żegluga morsko-rzeczna polega na wpływaniu statków morskich daleko w głąb lądu, do

portów leżących nawet kilkaset kilometrów od morza. Na wodach polskich żegluga

morsko-rzeczna możliwa jest obecnie przede wszystkim, a zasadzie tylko na dolnym

odcinku rzeki Odry i Wisły oraz ich połączeniu [9],[10],[12]. Omawiana żegluga obejmuje

zatem ruch jednostek, zarówno w relacji morze – rzeka (Bałtyk – dolny odcinek rzeki

Odry, Wisły), jak i w tranzycie wschód – zachód (połączenie siecią kanałów rzeki Odry z

Wisłą), a być może także już za niedługo w tranzycie północ-południe.

Śródlądowy transport wodny jest bardzo korzystną metodą transportu ładunków. W

połączeniu z żeglugą morską poprzez statki morsko-rzeczne pozwala na zintegrowanie

transportu w ramach paneuropejskich korytarzy transportowych. W związku z działaniami

UE, które zmierzają do przesunięcia części przewozów, obecnie realizowanych głównie

przez transport drogowy i kolejowy na inne gałęzie transportu oraz do wzrostu

intermodalności przewozów przy zastosowaniu głównie gałęzi transportu morskiego oraz

wodnego śródlądowego, prowadzone są badania nad możliwością rozwoju żeglugi

morsko-rzecznej w Polsce. W badania te wpisuje się projekt badawczy pt.: Opracowanie

szczegółowych wytycznych do zaprojektowania zintegrowanego mostka nawigacyjnego

jednostek w żegludze morsko-rzecznej, który był realizowany pod kierownictwem autora

przez zespół fachowców Akademii Morskiej w Gdyni, Akademii Morskiej w Szczecinie,

Urzędu Morskiego w Gdyni oraz Zespołu Szkół Żeglugi Śródlądowej w Nakle nad

Notecią. Stał się on platformą wymiany wyników badań nad możliwością rozwoju żeglugi

morsko-rzecznej w Polsce.

2. MOSTEK NAWIGACYJNY W ŻEGLUDZE MORSKO-RZECZNEJ

Mostek nawigacyjny w żegludze morsko-rzecznej powinien składać się z odpowiednich

urządzeń i systemów zapewniających nawigatorowi właściwą informację o pozycji z

wymaganą dokładnością, większą niż w innych rodzajach żeglugi. Jednocześnie

urządzenia te powinny współpracować ze sobą tworząc zintegrowany mostek nawigacyjny

IBS ( Integrated Bridge System ) oraz zintegrowany system nawigacyjny INS ( Integrated

Navigational System ). System ten powinien umożliwiać co najmniej [13]:

- określanie pozycji metodą radarową;

- określanie pozycji metodą radionawigacyjną, w tym satelitarną;

- określanie parametrów ruchu statku;

- uzyskiwanie informacji o głębokości akwenu;

- uzyskiwanie informacji o wektorze ruchu własnego;

- zobrazowanie sytuacji nawigacyjnej na podstawie systemu elektronicznych map

nawigacyjnych ECS/ECDIS oraz I-ECDIS;

- zobrazowanie sytuacji antykolizyjnej na podstawie radaru/ARPA oraz systemu

automatycznej identyfikacji statków AIS,

- integrację urządzeń antykolizyjnych (radar/ARPA, AIS), pozycyjnych (systemów

radionawigacyjnych, w tym satelitarnych GPS/GNSS) i innych urządzeń mostka (np.

log, żyrokompas, echosonda) z systemem ECDIS/ECS oraz I-ECDIS.

Obserwowany w ostatnich latach rozwój żeglugi morsko-rzecznej w krajach Europy

Zachodniej oraz na niektórych drogach wodnych w Polsce, stawia zasadniczo różne

wymagania w odniesieniu tak do dokładności określenia pozycji jednostki, jak i sposobu

prezentacji owej pozycji na mapie. Odnosi się to do jednostek nie tylko towarowych, ale

także pasażerskich oraz rekreacyjnych [11].

Dokładne sprecyzowanie wymagań co do wyposażenia nawigacyjnego jednostek

morsko-rzecznych jest priorytetowym zadaniem, szczególnie, że specyfika żeglugi na tych

drogach wodnych różni się od żeglugi na pozostałych akwenach. Analiza warunków

manewrowania stawia kolejne istotne wymagania wynikające z własności rzecznych dróg

wodnych.

O ile jedyny w chwili obecnej, w pełni operacyjny, nawigacyjny system satelitarny GPS

spełnia wymogi w żegludze na wodach otwartych, to w rejonach ograniczonych, a do

takich należy zaliczyć podejścia do portów żeglugę morsko-rzeczną oraz żeglugę

śródlądową, jego przydatność uzależniona jest również od szerokości geograficznej,

parametrów środowiska (np. szerokość, wysokość brzegu oraz obiektów tam się

znajdujących) oraz zorientowania względem północy danego toru wodnego, kanału czy

rzeki. Odbiornik systemu GPS jest bowiem głównym źródłem informacji o bieżącej

pozycji użytkownika, a współrzędne tej pozycji mogą być w sposób ciągły przekazywane

w odpowiedniej formie do centrum dowodzenia, kontroli ruchu, czy właściciela (armatora)

jednostki itp. Znajomość ta przyczynia się z pewnością do wzrostu szeroko rozumianego

bezpieczeństwa żeglugi [16],[17].

W żegludze morsko-rzecznej wymagany jest system pośredni pomiędzy typowymi

systemami morskimi, pilotowymi i śródlądowymi. Dotychczasowe badania pozwalają na

stwierdzenie, że możliwe jest opracowanie założeń zintegrowanego mostka nawigacyjnego

dla jednostek w żegludze morsko-rzecznej dla dróg wodnych w Polsce. Dysponując

odpowiednio dobranymi i skonfigurowanymi urządzeniami można dokonać ich pełnej

integracji pod kątem wybranego użytkownika, a w niedalekiej przyszłości być może

doprowadzić także do produkcji takich urządzeń w Polsce. O potrzebie podjęcia tematu

świadczył także fakt, iż projekt zainteresował armatorów oraz producentów sprzętu

nawigacyjnego. Dotychczasowe wyniki tych badań jednoznacznie wskazują na związek

badań z uwzględnieniem specyfiki akwenu. Dla badań na akwenach polskich zespół miał

do dyspozycji jednostkę morsko-rzeczną „Władysław Łokietek”.

Rys.1. Wyposażenie mostka nawigacyjnego na jednostce morsko-rzecznej m/s „Władysław Łokietek”.

Zdjęcia zrobione dn. 29.05.2009 podczas Konferencji Inland Shipping 2009 w Nakle nad Notecią [21]

3. SYSTEM ECDIS W ŻEGLUDZE MORSKO-RZECZNEJ

Wyniki projektów badawczych prowadzonych pod koniec XX wieku, dowiodły

konieczności stosowania w żegludze śródlądowej sprawdzonych, standaryzowanych

technologii informacyjnych i komunikacyjnych. Wyposażenie jednostek żeglugi śród-

lądowej w urządzenia zintegrowanego mostka nawigacyjnego i sprawnie funkcjonującego

oprogramowania komputerowego umożliwi automatyzację procesu nawigacyjnego, a tym

samym zwiększy efektywność i bezpieczeństwo nawigacji śródlądowej [14].

Określenie funkcjonalnej architektury systemu przepływu informacji do zintegrowanych

mostków nawigacyjnych statków śródlądowych oraz stworzenie kapitanom/nawigatorom

aplikacji umożliwiających wizualizację informacji nawigacyjnej i współpracę z RIS, ( River

Information System ) wyznacza kierunek dalszego rozwoju żeglugi śródlądowej. Obecnie

ma zastosowanie wiele rozwiązań zwiększających efektywność żeglugi śródlądowej. Przy

opisie funkcji systemów Inland ECDIS ograniczono się tylko do określenia możliwości

istniejących systemów. Ze względu na brak możliwości ich praktycznego zastosowania

trudno jest określić niezawodność opisanych systemów Inland ECDIS. Brak systemów

Inland ECDIS w Polsce uniemożliwił autorom sprawdzenie funkcjonalności i określenia

korzyści wynikających z wykorzystania ich na polskich drogach wodnych. Podczas opisu

systemów Inland ECDIS wiedza autorów i doświadczenie z morskim systemem ECDIS i

jego funkcjonalnością stanowiły podstawę do wszelkich porównań. Umożliwiło to

wskazanie tych funkcji, które są podobne i przedstawienie nowych, niewykorzystywanych

dotychczas w nawigacji morskiej.

Analizując funkcjonowanie systemów Inland ECDIS zauważono, że bezpośredni wpływ

na rozwój dodatkowych funkcji i możliwości tych systemów ma rejon eksploatacji.

Europejskie systemy Inland ECDIS w porównaniu do systemów stosowanych w Stanach

Zjednoczonych zostały znacznie bardziej przystosowane do współpracy z centrum RIS.

Systemy stosowane w Stanach Zjednoczonych są w większej mierze niezależne od

zewnętrznych systemów informacji i główny nacisk został położony na zwiększenie

dokładności pozycji jednostki z wykorzystaniem wysokiej klasy urządzeń pomiarowych.

Śródlądowe drogi wodne w Stanach Zjednoczonych leżą w obrębie jednego kraju, gdzie

obowiązują jednolite regulacje prawne. Europejski system śródlądowych dróg wodnych

występuje na obszarach kilku państw, gdzie istnieją często odrębne regulacje prawne,

dlatego wykorzystanie informacji zewnętrznych przekazywanych z RIS ma szczególne

znaczenie dla bezpieczeństwa nawigacji.

Rys.2. Promowana przez IMO, IHO, UN/ECE, UE, CCNR, DC, USACE oraz IEHG kompatybilność

systemu ECDIS i Inland ECDIS ma na celu umożliwienie wykorzystania map systemu Inland ECDIS

w ujściach rzek, po których żeglują zarówno statki żeglugi śródlądowej, jak i morskiej [18],[21]

Międzynarodowa harmonizacja i standaryzacja informacji nawigacyjnej jest konieczna

do sprawnego transportu śródlądowymi drogami wodnymi. Do prac w harmonizacji

standardów powinny włączyć się reprezentanci obszarów, na których planuje się

zastosowanie najnowszych systemów informacji.

Przeprowadzając analizę symboli stosowanych na mapach żeglugi śródlądowej

zauważono znaczne różnice dotyczące oznakowań torów wodnych. Cześć tych symboli

została znormalizowana (ustalono klasy obiektów, atrybuty, i wartości atrybutów -

definiowanych symboli), i mogą być prezentowane na elektronicznej mapie, ale istnieje

znaczna ilość oznakowań stosowanych na obszarach krajów nie będących członkami IEHG

(grupa zajmująca się ujednolicaniem danych stosowanych na śródlądowych drogach

wodnych) [20].

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: