Качество радиоэлектронных систем безопасности с учетом "человеческого фактора" на нефтетерминалах с выносными причальными устройствами: На примере систем безопасности мореплавания в регионе порта Новороссийск тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.12.13, кандидат технических наук Герман-Шахлы, Юрий Гасанович

• Герман-Шахлы, Юрий Гасанович
• кандидат технических наук
• 2003

Оглавление диссертации кандидат технических наук Герман-Шахлы, Юрий Гасанович

Введение. Общая характеристика работы.

Глава 1. Современные проблемы перевалки нефти из России через

Чёрное море в Европу.

Глава 2. Инфраструктура нефтеналивного терминала с системой обеспечения безопасности загрузки танкеров на ВПУ.

Глава 3. Анализ погодно-климатических условий и их влияния на надёжность систем загрузки танкеров от ВПУ.

Глава 4. Границы применимости различных радиоэлектронных систем обеспечения безопасности по районам их действия.

Глава 5. Влияние человеческого фактора на надёжность функционирования нефтетерминала и ВПУ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Качество радиоэлектронных систем безопасности с учетом "человеческого фактора" на нефтетерминалах с выносными причальными устройствами: На примере систем безопасности мореплавания в регионе порта Новороссийск»

Актуальность проблемы. В последние 40-50 лет объёмы межконтинентальной транспортировки нефти танкерами росла во времени пропорционально кубической зависимости (см. пояснения к формуле 1.1). Сосредоточение более 90% мировой добычи нефти на континентах вдали от морских портов привело к строительству системы трубопроводов к береговым её накопителям, с которых и ведётся её перевалка на танкеры через стационарные (береговые) и выносные (свайные и плавающие) причальные устройства.

Такое расширение приморской и морской перевалки нефти на супертанкеры вызвало интенсивный рост научных исследований в области обеспечения безопасности технологических операций, а также безопасности движения судов в припортовых водах, в проливах, каналах, реках и т.п. с помощью автоматизированных систем управления движением судов. Почти во всех крупных портах мира стали действовать Системы управления движением судов (СУДС), сети Глобальной морской системы связи по безопасности и при бедствии (ГМССБ), а с 2002 года разворачиваются Автоматизированные идентификационные системы (АИС), которые постепенно превращают портовые и морские информационные и навигационные сети в "большие кибернетические системы", причём, "большие" и в географическом, и в интеллектуально-техническом отношениях. Все перечисленные системы являются по сути эргатическими, поскольку содержат человека-оператора в составе основного управляющего звена. Обобщение опыта повышения надёжности технологических операций перегрузки нефти с береговых нефте-терминалов на танкеры и обеспечения безопасности мореплавания на ближних подступах к плавающим выносным причальным устройствам (ВПУ) с учётом "человеческого фактора" весьма актуально именно сейчас - в период интенсивного роста объёмов перевалки нефти через Новороссийский порт.

В качестве объекта исследования нами избран береговой комплекс эрго-технических средств контроля (с наземными сооружениями), объединенных в морском терминале Каспийского трубопроводного консорциума (КТК-Р) с глубоководными нефтеналивными плавающими ВПУ. Предметом же исследования стали качественные показатели систем: а) обеспечения безопасности мореплавания при входе к границам района дислокации ВПУ; б) контроля за швартовкой судов к ВПУ и отшвартовки от ВПУ; в) информационного контроля за обстановкой на акватории расположения ВПУ; г) обеспечения ЭМС РЭС морского терминала КТК-Р и остального порта.

Целью диссертационного исследования стало: обобщение опыта технической эксплуатации морских ВПУ в других странах для специфического использования в Черноморском бассейне РФ; обоснование необходимой избыточности технических средств обеспечения безопасности мореплавания и усиленного контроля технологических операций для ослабления роли "человеческого фактора" в технических процессах на ВПУ, чтобы резко снизить вероятность аварийных ситуаций в прибрежной зоне порта Новороссийск; разработка модели надёжности технологического процесса загрузки нефти на танкеры с ВПУ, учитывающей погодно-климатические условия и гидрографические особенности региона; обеспечение качества ЭМС средств радионавигации, связи и электронного контроля безопасности швартовки судов к ВПУ морского терминала КТК-Р; реализация (внедрение) подсистем безопасности мореплавания в зоне ВПУ в едином информационном комплексе, обслуживающем Новороссийский порт и примыкающие к нему морские районы.

В диссертации достигнута научная новизна защищаемых положений в: разработке комплекса безопасности мореплавания судов в зоне ВПУ на основе системного усиления слабых звеньев, связанных с "человеческим фактором"; построении математической модели эксплуатационного процесса ВПУ, учитывающей эрготех-ническую специфику действующей в порту Новороссийск системы безопасности мореплавания; анализе качества и надёжности радиоэлектронных средств безопасности мореплавания в конкретных условиях ЭМО региона; исследовании розы рефракции в черноморском районе Ai от Анапы до Геленджика (с акцентом внимания на зоне ВПУ у Ю.Озерейки) для оценки надёжности функционирования УКВ-средств радиосвязи и контроля безопасности швартовки судов к ВПУ в экстремальных условиях эксплуатации; обеспечении ЭМС средств радиосвязи и PJIC-контроля безопасной швартовки судов к ВПУ с действующими в порту РЭС.

Диссертационная работа имеет практическое внедрение. Практическая значимость полученных соискателем научных результатов состоит в том, что они способствовали: строительству и сдаче в эксплуатацию в 2000 году (впервые в стране) системы дополнительного технического контроля безопасности мореплавания, маневрирования и причаливания к ВПУ в морском районе Ai порта Новороссийск (система работает успешно уже более двух лет); повышению надёжности действующей системы региональной экологической безопасности за счёт избыточного технического контроля точности техпроцесса заливки нефти от ВПУ и "эргономической модернизации" её технического обслуживания.

Результаты диссертационной работы основательно апробированы в научных средах специалистов-транспортников. Основные научные положения и результаты докладывались на: Третьей региональной научно-технической конференции "Проблемы технической и коммерческой эксплуатации и модернизации морского транспорта", г. Новороссийск, 26-28.09. 2002; Международной научно-технической конференции "Проблемы и перспективы развития транспортного комплекса Юга России", г. Ростов-на-Дону, 18-19.05. 2001; Второй региональной научно-технической конференции "Проблемы технической и коммерческой эксплуатации и модернизации транспорта", г.Новороссийск (НГМА), 14-И 6.06.2001; Международном конгрессе "Трибология транспортных систем", в г. Ростове-на-Дону, 12-И 4.09, 2003. Кроме того, материалы диссертации опубликованы в 14 публикациях, в числе которых две книги (одна с соавтором) и четыре статьи в центральных изданиях, соответствующих списку ВАК. Основные научные и практические результаты, защищаемые в диссертации, накоплены автором в течение последних 15 лет решения проблем водного транспорта и получены лично.

В итоге на защиту выносятся следующие основные положения:

1. Эрготехнический комплекс обеспечения безопасности мореплавания супертанкеров в зоне ВПУ с избыточно дублированной информационной системой контроля безопасности перевалки нефти в экологически чувствительной заповедной прибрежной зоне Новороссийского порта.

2. Методика обеспечения избыточного контроля безопасности наливки нефти от ВПУ, учитывающая эрготехническую специфику действующей в порту Новороссийск системы обеспечения безопасности мореплавания.

3. Метод оценки эффективности и качества эксплуатации системы технического контроля нефтетерминальных портовых операций радиоэлектронными средствами обеспечения безопасности мореплавания.

• 4. Надёжностная модель работы оператора радиоэлектронного комплекса контроля техпроцессов судопроводки танкера к ВПУ и заливки в него нефти.

5. Внедрение научных результатов в технологический процесс компании-оператора по наливке нефти в супертанкеры от ВПУ в порту Новороссийск.

Заключение диссертации по теме «Системы, сети и устройства телекоммуникаций», Герман-Шахлы, Юрий Гасанович

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Выполнен анализ естественных и сложившихся инфраструктурных условий и правил плавания в морских районах порта Новороссийск, вскрывающий основные проблемы обеспечения безопасности судопровод-ки танкеров к выносным причальным устройствам (ВПУ) налива нефти из накопителей Каспийского трубопроводного консорциума, расположенных в районе Южной Озереевки на юго-западной части порта.

2. Новый результат защищаемого исследования состоит в том, что выработаны системно-эргатические принципы обеспечения безопасности мореплавания для впервые внедряемой в РФ технологии перегрузки нефти из трубопровода через ВПУ на супертанкер.

3. Приведенные в диссертационной работе результаты позволяют сделать выводы о том, что современные технические средства наблюдения и контроля положения судна на акватории порта обеспечивают гораздо более высокую (на два порядка выше) надёжность работы (при оценке их вклада в безаварийную проводку и швартовку судов к пирсам и ВПУ портовых терминалов), чем это обеспечивается в настоящее время операторами су-допроводки по данным статистики морских происшествий.

Этот главный вывод настоящего научного исследования указывает на то, что в судовой практике и в технологиях оперативного контроля состояния судов на акватории портов (со стороны СУДС) весьма неполно используются возможности средств технического контроля. Сделан вывод о том, что при сохранении приоритета в контроле зон безопасности плавания каждого конкретного судна и принятии решений по управлению судном за лоцманом и капитаном следует избыточно дублировать (в ряде случаев, многократно) эти же функции контроля с помощью технических средств пассивного контура непрерывного наблюдения за зонами безопасности каждого судна, которые бы информировали лоцмана или капитана о критических ситуациях с судами в зонах безопасности (опасность навала, столкновения и т.п.) при их швартовке или маневрировании.

4. Сделан вывод о необходимости повышения надёжности и действенности средств технического контроля за проводкой танкеров как из зоны морского района А\ к пункту посадки лоцманов, так, в особенности, и в зонах лоцманской проводки танкеров и швартовки к ВПУ; показано, что параллельное (с действиями лоцмана и капитана судна) действие средств технического контроля проводки танкеров (даже при сохранении приоритета в принятии решений за человеком) способно повысить надёжность су-допроводки до уровня, сравнимого с надёжностью работы технических средств контроля зоны безопасного плавания судна.

5. Предложен вариант перспективной системы контроля безопасности плавания на акватории порта, действующей на основе внедряемой ИМО (с 2002 года) Автоматизированной информационно-идентификационной системы (АИС) обеспечения безопасности судопроводки и постановки на якорные стоянки портов, модифицированной в так называемом двухточечном варианте транспондер-ного контроля как субметрово-точного положения оконечных точек судна на акватории порта, так и его основных характеристик движения относительно ВПУ при швартовке (скорости, пространственных координатах, его курсе, положении его кормы и носа относительно границ зон безопасности окрест судна и т.п.).

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Герман-Шахлы, Юрий Гасанович, 2003 год

1. Демьянов В.В. Эвалектика ноосферы, ч.З. - Новороссийск: 2001, 880 с.

2. Герман-Шахлы Ю.Г., Попов В.В. Научный опыт создания техносферы специализированного морского порта. М.: "РосКонсульт", 2003,544 с.

3. Герман-Шахлы Ю.Г. Современные методы технического контроля безопасности перевалки нефти на морской транспорт. М.: "РосКонсульт", 2002,304 с.

4. Герман-Шахлы Ю.Г., Демьянов В.В. Точностные характеристики спутниковой навигационной системы в зонах швартовочного маневрирования судов: М.: "Транспортное дело России", Спецвыпуск, 2003, с. 18-22.

5. Долматов Б.М., Попов В.В. Научные аспекты создания Автоматизированных информационных систем безопасности мореплавания в портах южного бассейна России. М.: "РосКонсульт", 2001.

6. Демьянов В.В., Попов В.В. Научное осмысление опыта создания информационной сети ГМССБ на Юге Росиии., Ростов-на Дону (PAT РФ), Новороссийск (НГМА), 1999,640 с.

7. Герман-Шахлы Ю.Г., Демьянов В.В. Проблемы наращивания перевалки нефти через Чёрное море. М.: ВИНИТИ, 2001,14 с.

8. Герман-Шахлы Ю.Г., Лицкевич А.П., Мясников С.В. Особенности эксплуатации береговых систем радиоэлектронного контроля технологических операций перевалки нефти через ВПУ в специфических климатических условиях Новороссийского порта. М.: ВИНИТИ, 2001,18с.

9. Герман-Шахлы Ю.Г., Подопригора М.М., Панамарев Г.Е. Расширение возможностей портовых АИС в обеспечении безопасности швартовки судов к выносным причальным устройствам. М.: ВИНИТИ, 2001,19 с.

10. Черняев Р.Н., Зурабов Ю.Г. Особенности внедрения и применения автоматической информационной системы. Морской транспорт. Серия "Судовождение, связь и безопасность мореплавания". Экспресс-информация. Выпуск 9(376). М.: "Мортехинформреклама", 2000.

11. Корнараки В.А. Справочник лоцмана. М.: "Транспорт", 1983.

12. Правила техники безопасности при производстве работ на судах портового и служебно-вспомогательного флота. М.: "Рекламинформбюро ММФ", 1977.

13. Рекомендации по швартовным и грузовым операциям в открытом море. — М.: "Рекламбюро ММФ", 1973.

14. Обязательные постановления СУДС по портам Новороссийск (с приписным портовым пунктом Анапа) и Геленджик. — Новороссийск, 2001.

15. Баскин А.С., Москвин Г.И. Береговые системы управления движением судов. М.: "Транспорт", 1986,159 с.

16. Чернякова А.П. Северо-восточные шторма на Чёрном и Азовском морях при перемещении циклонов с Малой Азии на юго-восток Чёрного моря. Труды Укр. НИГМИ, №12,1958.

17. Лоция Чёрного моря (№ 1244), ГУНиО МО, 1987 с дополнением №2,2002.

18. Атлас поверхностных течений Чёрного моря. — Л.: ГУНиО МО, 1983.

19. Гордиенко А.И., Дремлюг В.В. Гидрометеорологические обеспечения судовождения.-М.: "Транспорт", 1989.

20. Морская радиолокация. Под редакцией Виноградова Е.М. и Виноградова В .И. Л.: "Транспорт", 1986.

21. Васин В.В., Степанов Б.М. Справочник задачник по радиолокации. М.: "Советское радио", 1987.

22. Грудинская Г.П. Распространение радиоволн. — М.: "Высшая школа", 1975.

23. Юсупов Л.Н., Герман-Шахлы Ю.Г., Демьянов В.В. Система радиолокационного контроля маневрирующего судна на подходах в зоне безопасности ВПУ. М.: ВИНИТИ, 2001,21 с.

24. Игнатов В.А. Оптимизация обслуживания радиоэлектронных устройств. — Киев: "Техника", 1969.

25. Дружинин Г.В. Надёжность автоматизированных производственных систем. "Энергоатомиздат", 1989.

26. Герман-Шахлы Ю.Г., Попов В.В., Демьянов В.В. Международно-правовой режим Средиземно-Азово-Черноморских бассейнов в части свободы судоходства. Ростов н/Д: "Изв. ВУЗов, Сев.-Кавк. регион", Технические науки, Спецвыпуск, 2003.

27. Чумаков Н.М., Серебряный Е.И. Оценка эффективности сложных технических устройств. -М.: "Советское радио", 1980.

28. Волкович В.Л. Методы принятия решений по множеству критериев оптимальности (обзор). Труды семинара "Сложные системы управления". — Киев: "Наукова думка", 1968, вып. 1, с. 100-112.

29. Жербин К.С., Первозванский А.А. Об оценке эффективности восстанавливаемых систем управления. "Техническая кибернетика", 1967, №2, с. 38-42.

30. Солодовников В.В. Некоторые вопросы теории и принципы построения аналитических самонастраивающихся систем. В кн. Аналитические самонастраивающиеся системы автоматического управления. — М.: "Машиностроение", 1965, с. 9-32.

31. Бурцев В.К., Свечарник Д.В. О надёжности и эффективности систем автоматического контроля и регулирования. — "Приборостроение", 1963, № 6, с.10-14.

32. ЗЗ.Чинаев П.И. Основные принципы построения самонастраивающихся систем. В кн. Теория и применение самонастраивающихся систем. — Киев: "Техника", 1968,328 с.

33. Ушаков И.А., Коненков Ю.К. Оценка эффективности функциональной сложной ветвящейся системы с учетом надёжности. В кн. Кибернетику на службу коммунизма. — М.: "Энергия", 1964, с. 205-212.

34. Васильев Б.В., Козлов Б.А., Ткаченко Л.Г. Надёжность и эффективность радиоэлектронных устройств. — М.: "Советское радио" 1964, 368 с.

35. Пугачев B.C. Определение оптимальной системы по произвольному критерию. "Автоматика и телемеханика", 1958, т. 19, №6, с. 519-539.

36. Ивахненко А.Г. "Техническая кибернетика". М.: ГИТТЛ, 1959,422 с.

37. Кочубиевский И.Д. Эффективность систем автоматического управления. "Техническая кибернетика", 1964, № 3, с. 134-140.41.3айченко Ю.П. Метод оценки числовых параметров конструкций. "Автоматика", 1967, №6, с. 23-27.

38. Чернецкий В.И. О технико-экономическом подходе к выбору основных параметров новых технических средств автоматического управления. "Техническая кибернетика", 1963, с. 44-55.

39. Чернецкий В.И. Анализ точности нелинейных систем управления. — М.: "Машиностроение", 1968,247 с.

40. Чумаков Н.М. Общие вопросы оптимизации автоматических систем летательных аппаратов. Труды НТК КВИАВУ. Киев: 1968, с. 12-18.

41. Чумаков Н.М. Вопросы синтеза практически оптимальных систем управления. — Сб. докладов науч.-техн. конф. — Киев: 1966, с. 14-21.

42. Красовский А.А., Поспелов Г.С. Основы автоматики и технической кибернетики. M.-JL: "Госэнергоиздат", 1962,600 с.

43. Волкович В.Л., Ишняк В.Ф. Оценка вариантов сложной системы управления на этапе предварительного проектирования по заданной степени выполнения основной задачи. Труды семинара "Сложные системы управления".-Киев: "Наукова думка", 1969, вып.1, с. 77-94.

44. Гуткин Л.С. Оптимизация радиоэлектронных устройств по совокупности показателей качества. -М.: "Советское радио", 1975,368 с.

45. Емельянов С.В., Борисов В.И., Малевич А.А., Черкашин A.M. Модели и методы векторной оптимизации. "Техническая кибернетика", 1973, № 5, с. 386-448.

46. Макаров И.М., Озерной В.М., Ястребов А.П. Принятие решения о выборе варианта сложной системы автоматического управления. "Автоматика и телемеханика", 1971, № 3, с. 84-90.

47. Бусленко Н.П., Соболь И.М., Срагович В.Г. и др. Метод статистических испытаний (Метод Монте-Карло). -М.: "Физматгиз", 1962, 331 с.

48. Салуквадзе М.Е. Об оптимизации векторных функционалов. "Автоматика и телемеханика", 1971, № 8, с. 5-15; № 9, с. 5-15.

49. Шапот Д.В. О построении критериев качества технических объектов. "Техническая кибернетика", 1971, № 6, с. 53-59.

50. Виноградов Е.М., Виноградов В.И., Харченко И.П. Электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств. Л.: "Судостроение" 1986.

51. Богданович В.А., Сорочинский В.А., Якшевич Е.В. Спутниковые системы морской навигации. М.: "Транспорт", 1987.

52. Глобальная спутниковая радионавигационная система. Под ред. Харисова В.Н. Изд.2. М.: ИПРЖР, 1999.

53. Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика. М.: "Высшая школа", 1977.

54. Денисов В.Г., Козарук В.В., Новиков B.C. и др. Техническая эксплуатация пштотажно-навигационных комплексов.-М.: "Транспорт", 1992.

55. Зараковский Г.М., Павлов В.В. Закономерности функционирования эрга-тических систем. М.: "Радио и связь", 1987, 266 с.

56. Душков Б.А., Королёв А.В., Смирнов Б.А. Основы инженерной психологии (Учебник для студентов ВУЗов). М.: Академический проект/Екатеринбург: Деловая книга, 2002, 198 с.

57. Котик М.А., Емельянов А.М. Природа ошибок человека-оператора. М.: "Транспорт", 1993, 208 с.

58. Зайцев B.C. Системный анализ операторской деятельности. М.: "Радио и связь", 1990.

59. Герман-Шахлы Ю.Г., Лицкевич А.П. Имитационное моделирование надёжности оператора с учётом параметра загруженности: Ростов н/Д: Изв. ВУЗов. Сев.-Кавк. регион. Технические науки, Спецвыпуск, 2003, с. 119-123.

60. Закрытое Акционерное Общество Каспийский Трубопроводный Консорциум-Р1. Морской терминал1. Утверждаю:

61. Заместитель Регионального менеджера по морским операциям1. Ю.И. Пужаев353900, Россия, г. Новороссийск, ул. Карла Маркса 1 тел. (+ 7 8617) 642552* факс [phone]