Оценка риска как повышение безопасности мореплавания

2. Только в некоторых гидрометеорологических условиях, преобладающих во время выполняемого маневра, повреждение данного прибора приводит к столкновению судна.
3. Только в некоторых областях повреждения некоторых приборов, повреждение данного прибора приводит к столкновению судна (например, заклинило руль в данной позиции).

Учитывая  вышеупомянутые факторы, зависимость  изменена к ее конечной форме:

      Pt=1-(H1*∆t1*Ph1+ H2*H2*∆t2*∆t2*Ph2+ H3*∆t3*Ph3* P z 3+ +H4*H4*∆t4*∆t4*Ph4+ H5*H5*∆t5*∆t5*Ph5)

Где:

Phi - вероятность  возникновения гидрометеорологических  условий, которые приводят к  столкновению судна во время  повреждения i-прибора, 

P z 3 - вероятность  заклинивания руля в данный момент времени, которое приводит к столкновению судна.

1.2. МОДЕЛЬ  ЭФФЕКТОВ СТОЛКНОВЕНИЯ СУДНА  С БЕРЕГОВЫМИ СТРУКТУРАМИ  

    Столкновение  судна с береговыми структурами  имеет место, когда глубина ограниченного района больше чем осадка судна в момент столкновения (tl).

    Ограниченная морская область представлена как ряд глубин H, чьи элементы, в Декартовских координатах, могут быть представлены следующим образом:

H (x, Y) E H

(22)

    Судно представлено как ряд ее осадок T, чьи элементы, в Декартовских координатах, во время (ti) могут быть представлены следующим образом (Рис. 3):

 

(23) T(x,y,t1) E T(t1)

Наборы глубин отвечают следующему требованию:

T(t1)входит во множество H

(24)

и их элементы остаются в зависимости (Рис. 1.3);

 

T (x, y, t1) <H (x, y)

(25)

 

 
 
 
 
 
 
 

Рис. 1.3. Набор глубин стеснённых вод Х и осадок судна Ti в момент столкновения с берегом

    Эффекты, вызванные обсуждаемым столкновением, зависят от таких факторов как максимальная энергия воздействия судна на части берега и допустимая энергия, поглощенная береговым сооружением (система кранцев на гидротехнической структуре), и они могут быть представлены следующим образом:

 

(26) S=E(ti)/Ea

где:

E (ti) максимальная  энергия воздействия судна на  части береговой структуры, 

Еа- допустимая энергия, поглощенная берегом(система кранец - гидротехническая структура).

    Когда величина S в пределах 0>S<1, столкновение, которое случается, не вызывает существенные потери. Однако, когда S> l, столкновения сопровождаются значительным повреждением корпуса судна, кранцев или гидротехнических структур.

    Максимальная  энергия воздействия судна на  береговое сооружение понята как  кинетическая энергия, которую судно  может иметь в момент воздействия (ti) во время наименее благоприятных  навигационных условий, выполняя проверенный  маневр. Энергия определяется, используя тесты моделирования маневра судна, проверенного в данном морском районе в указанных гидрометеорологических условиях

    Допустимая  энергия воздействия, поглощенного системой кранцы - гидротехническая структура, определена согласно следующей зависимости:

Y_max

E =     ∫  Q (y). dy

o

(27)

где:

Q (y) - сила реакции системы кранец - гидротехническая структура как функция от ее деформации,

Ymax - максимальная деформацию кранца - гидротехническая структура.

Деформация  границы Ymax определена посредством двух методов:

 
 
 
 

1. Когда гидротехническая структура обеспечена кранцами; Ymax - допустимая рабочая деформация кранцев, которые имеет гидротехническая структура.
2. Когда гидротехническая структура не обеспечена кранцами Ymax - деформация структуры при допустимой Qdop силы реакции. Это - сила, которая при превышении допустимого уровня принесет убытки корпусу судна или гидротехнической структуре.

 

1.3. Модель  ЭФФЕКТОВ  СТОЛКНОВЕНИЯ СУДНА'  С МОРСКИМ ДНОМ 

 
 

В СТЕСНЁННЫХ ВОДАХ 

    Столкновение судна с морским дном  (посадка на мель имеет место, когда глубина ограниченной морской области, в которой случается столкновение, меньше чем осадка судна в момент этого столкновения (ti).

В описанном  случае элементы набора находятся в  следующей зависимости (Рис. 1.4):

 
 
 
 

T (x, y, t_i) <H (x, y)

(28)

 
 
 

H

Рис. 1.4. Набор глубин ограниченного  района Х и осадки судна T_i в момент столкновения с морским дном 

    Эффекты, вызванные описанным столкновением, зависят от таких факторов как максимальная энергия судна в момент ее соприкосновения с дном (ti), и допустимая энергия безопасного соприкосновения судна с морским дном. Это может быть представлено  следующим образом:

 

(29) S=E(ti)/Ep

где:

E (ti) - максимальная энергия судна в момент соприкосновения дна корпусом ,

Ep _ допустимая  энергия безопасного соприкосновения  между судном и дном.

    Так же как и в модели столкновения судна с частями береговой структуры, когда S в пределах 0 >S< 1, столкновение не вызывает существенных потерь, и судно может самостоятельно сняться с мели (или с помощью буксиров, осуществляющих заводку в порт) без  какой-либо специальной спасательной операции и повреждения корпуса. Когда, однако, S> 1 столкновение сопровождается повреждением корпуса, и чтобы помочь судну сняться с мели, необходимо будет предпринять специальную спасательную операцию, вовлекающую финансовые последствия (останавливается движение судов, оборудование и т.д.). В большинстве случаев, повреждение  корпуса судна требует спасательной операции.

    Максимальная  энергия судна, в то время как  корпус находится в соприкосновении  с дном, принята как кинетическая энергия, которую судно может  иметь в момент столкновения с  грунтом или посадки на мель в  наименее благоприятных навигационных условиях во время выполнения маневра. Энергия может быть оценена на основе тестов моделирования данного маневра судна в указанной ограниченной морской области в данных гидрометеорологических  условиях.

    Допустимая  энергия безопасного соприкосновения судна с грунтом  должна интерпретироваться как максимальная энергия соприкосновения с грунтом, которое не будет наносить ущерба корпусу (руль, пропеллер) и в котором для судна будет возможно сняться с мели самостоятельно, при условии, что:

 

    Ep≤Epm}

    Ep≤Epu }

(30)

где:

E pm - допустимая  энергия снятия с мели,

E pu - допустимая  энергия соприкосновения с грунтом  без любого повреждения корпуса. 

    Предполагается, что во время первого соприкосновения  корпуса с грунтом, основной двигатель  судна будет остановлен (при ВРШ угол будет установлен на "0"). Это - правило во время маневров в узкостях. С этим предположением допустимая энергия снятия судна с мели самостоятельно в момент первого соприкосновения судна с дном может быть вычислена, используя зависимость:

      Epm = Pin = P_out (31)

где:

Pin - работа, сделанная силой трения корпуса  о дно (Ft) в процессе посадки  на мель,

Pout - работа, сделанная буксирующей силой, (Fu), во время снятия с мели,

это:

 
 

         x max      xmax

 

(32) ∫Ft(x)dx=∫Fu(x)dx                          

        0            0

                              

     

 следовательно:

Ft(x) = Fu (x)

(33)

так же как:

Ftmax=Fumax(x=xmax)

(34)

где:

Ft(x) - сила трения корпуса против основания, Fu(x) -сила буксирования, при снятии,

X_max - длина пути пройденного по дну (с момента первого соприкосновения с дном к моменту остановки судна,

Ft^max - максимальное значение силы трения корпуса о дно, в течении посадки на мель(x = x_max), Fumax - максимальная величина силы буксирования, при снятии с мели (x = x_max).

    Исходя  из правил маневрирования в ограниченных морских областях и определении ограниченной морской области (см. выше), посадка на мель судна возможна только носом или кормой . Судно может сесть на  мелководье наклонного типа определенной склонности под любым углом к контуру глубины.

Максимальная  сила трения корпуса о дно может  быть вычислена, как :

                                                   Ftmax=q*Nmax

 
 
 
 

(35)

где:

q - коэффициент трения корпуса о дно (на нулевой скорости),

N_max - максимальное давление корпусом судна на дно, равном реакции грунта.

    После занимающих место зависимостей (35) в (34), максимальное давление корпуса  на дно может быть представлено следующим  образом: Nmax=Fumax/q

 

(36)

    В ситуации менее благоприятной посадки на мель, то есть,когда какая-то точка судна опирается на грунт, предполагается, что, при посадке на мель, только одна часть судна оказывается выше относительно воды (корма или нос), в то время как другая часть увеличивает свою осадку., Исключая крен судна, было вычислено, для давления N_max, изменение осадки для носа (или форштевня) равняется зависимости:

    ∆Td=∆Tsr+∆t(Lpp-xs)/Lpp

(37)

где:

∆ T d - изменение осадки носом в результате посадки на мель,

ATsr - означают  изменение осадки в результате посадки на мель,

Lpp - длина  судна между перпендикулярами,

Xs -  центр  наклона, 

∆t - изменение дифферента в результате посадки на мель.

и после преобразований (2) заключительное определение следующие:

 

(38)Edm=Fumax*Fumax/(Lpp*B*Ɣ*µ*tgΘ)

где:

B - широта  судна, 

Y -  плотность  воды,

8 - угол наклонной  склонности.

    Допустимая  энергия соприкосновения с дном, не приводящим к повреждению корпуса [E_pu], может быть вычислена посредством двух различных методов в зависимости от  типа дна, в котором имеет место посадка на мель. Там имеется два вида грунта[Симунсен 1997]:

1. Мягкое дно (глина, песок, гравий);
2. Твердое дно (камни, каменная плато, скалы).

    В первом случае, посадка на мель вызывает повреждения корпуса  связанных  с превышением его продольной прочности (превышающий  прочность  или изгибающие моменты).