Дифференциально-интегральный подход к моделированию процессов развития аварийных ситуацийв мореплавании и океаническом рыболовстве

знании возможностей и свойств аппаратуры и приборов, входящих в состав АРМ, их характеристик и областей применения возможно максимальное использование заложенных в них ресурсов и потенциала.

Список литературы

1. Радионов А. И. Автоматизация судовождения / А. И. Радионов, А. Е. Сазонов. — М.: Транспорт, 1992. — 192 с.

2. Кантарь И. Л. Автоматизированные рабочие места управленческого аппарата / И. Л. Кан-тарь. — М.: Финансы и статистика, 1990. — 428 с.

3. Пономарев Я. Адаптивная к требованиям судов различного класса технология формирования рабочих мест судоводителей в составе интегрированных мостиковых систем: тез. / Я. Пономарев. — СПб.: ЗАО «Транзас», 2013. — 60 с.

4. Дмитриев В. И. Информационные технологии обеспечения безопасности судоходства и их комплексное использование (е-NAVIGATION): учеб. пособие / В. И. Дмитриев. — М.: Моркнига, 2013. — 176 с.

5. Фадюшин С. Г. Компьютерные технологии в судовождении: учеб. пособие / С. Г. Фадю-шин. — Владивосток: Морской гос. ун-т, 2004. — 83 с.

УДК 656.085 С. С. Мойсеенко,

д-р пед. наук, канд. техн. наук, Балтийская государственная академия рыбопромыслового флота;

В. П. Скрыпник

канд. пед. наук, Балтийская государственная академия рыбопромыслового флота;

О. Г. Фаустова,

аспирант,

Балтийская государственная академия рыбопромыслового флота

ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНО-ИНТЕГРАЛЬНЫЙ ПОДХОД К МОДЕЛИРОВАНИЮ ПРОЦЕССОВ РАЗВИТИЯ АВАРИЙНЫХ СИТУАЦИЙ В МОРЕПЛАВАНИИ И ОКЕАНИЧЕСКОМ РЫБОЛОВСТВЕ

DIFFERENTIAL-INTEGRAL APPROACH TO THE MODELING OF THE DEVELOPMENT OF EMERGENCY SITUATIONS IN SHIPPING AND OCEANIC FISHERIES

Статья посвящена актуальным вопросам разработки и внедрения системы оценки и управления рисками в промышленном (океаническом) рыболовстве. В статье рассмотрен сценарный план (основные этапы) рейса рыболовного судна в контексте «источники аварий-причины-риски-возможные последствия», который является наглядным примером развития аварийной ситуации на судне. Представленная

Выпуск 4

|Выпуск4

ЧЬВЕСТНИК

ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА

XJ/ЮРСКОГО И РЕЧНОГО ФЛОТА ИМЕНИ АДМИРАЛА С. О. МАКАРОВА

модель/сценарий возникновения и развития аварийной ситуации морских судов является эффективным средством, которое помогает проанализировать возможные пути развития различных видов аварий, определить проблемы «узких мест» и снизить возможные последствия аварий, тем самым снизив уровень аварийности на транспорте.

The article is devoted to actual questions of development and introduction of the system of risk assessment and management in industrial (oceanic) fishing. The article considers the scenario plan (basic stages) of the trip of the fishing vessel in the context of the “sources accidents-causes-risks-potential consequences”, which is a good example of development of an emergency on board. The presented model/scenario of the origin and development of emergency ships is an effective tool that helps to analyze possible ways of development of different types of accidents, determine the problems of bottlenecks and reduce the possible consequences of accidents, thereby reducing the level of accidents on transport.

Ключевые слова: аварийная ситуация (АС), сценарий развития аварийной ситуации, рыбопромысловые суда, человеческий фактор, риск подмочки и порчи груза, дифференциация причин ЧС, пожар, разлив топлива, гибель судна.

Key words: emergency, the scenario of emergency, fishing vessels, the human factor, the risk of damage and spoilage of cargo, differentiation of the reasons of emergencies, fire, spillage offuel, the loss of the vessel.

А

КТУАЛЬНОСТЬ разработки и внедрения системы оценки и управления рисками в промышленном (океаническом) рыболовстве и транспортировке сырья (биоресурсы, минералы) обусловлена необходимостью снижения уровня аварийности и повышения надежности работы рыбопромыслового флота и транспортировки сырья [1; 2]. Особенности промысловых аварий и инцидентов определяются спецификой и условиями работы рыболовного флота [1], а также транспортного обслуживания судов в районах промысла. В отличие от обычных навигационных аварий, рыболовные суда, как правило, ведут промысел на ограниченных акваториях при большом скоплении судов. Сам факт большого скопления судов при ограниченности акваторий является источником, «провоцирующим» возникновение причин промысловых аварий (столкновение судов, сцепление орудий лова, потеря орудий лова и др.). Вероятность возникновения АС и аварий с рыболовными судами выше, чем вероятность возникновения ЧС/аварийных ситуаций/аварий с транспортными судами. Это обусловлено тем, что рейс рыболовного судна включает этапы/фазы — промысел, погру-зоразгрузочные и бункеровочные работы непосредственно в море, а также доставка рыбы в трюмах «наливом» или на палубе на береговые рыбоперерабатывающие предприятия, а также на плавзаводы. Так возникают дополнительные источники причин аварий, которые рассматриваются ниже.

Дифференциация источников, причин и последствий наступления ЧС на рыбопромысловом и транспортном флоте.

Источники, порождающие причины аварий, можно объединить в три основные группы: 1-я группа — человеческий фактор; 2-я группа — технико-технологические (техногенные); 3-я группа — природные. Каждая группа включает множество источников, отражающих основные признаки, присущие этой группе. Такой подход представляется наиболее продуктивным, поскольку позволяет осуществлять дифференциацию источников до такой степени малости, которая необходима для решения научно-практических задач в контексте оценки и управления рисками. Предлагается следующая дифференциация источников причин возникновения ЧС/аварийных ситуаций и аварий.

1. Человеческий фактор как источник, порождающий причины аварий, характеризуется:

1.1) уровнем квалификации членов экипажа судов и берегового персонала судоходных компаний;

1.2) уровнем квалификации лоцманов, операторов центров управления движением судов на рейдах, в каналах, акваториях портов;

1.3) уровнем профессиональной подготовки специалистов сервисных центров (ремонт и обслуживание судовых технических средств, электрорадионавигационной аппаратуры, противопожарного инвентаря и аппаратуры и т. д.);

1.4) уровнем психофизиологической устойчивости и состояния здоровья специалистов;

1.5) общечеловеческими ценностями и ответственностью.

2. Техногенные факторы характеризуются:

2.1) техническим состоянием судна (корпус, люковые закрытия, герметичность дверей, иллюминаторов и др.);

2.2) состоянием судовых систем (балластной и осушительной, спасательной и др.);

2.3) техническими характеристиками и состоянием промыслового оборудования и гидроакустических систем;

2.4) техническими характеристиками и состоянием навигационного оборудования, локационных станций, систем спутниковой связи и др.;

2.5) техническими характеристиками и состоянием судовой противопожарной системы и инвентаря.

3. Природные факторы (гидрометеорологические и океанологические, тектонические условия) характеризуются:

3.1) штормовой погодой, ураганами, тайфунами;

3.2) штормовой погодой и обледенением;

3.3) стационарными течениями, сгонно-нагонными течениями;

3.4) подводными землетрясениями;

3.5) непреодолимыми силами природы — ураганами, тайфунами, цунами, противостоять которым практически невозможно.

Поскольку основная задача нашего исследования включает оценку и управление рисками при освоении биологических ресурсов Мирового океана и транспортировки сырья, рассмотрим сценарный план работы рыболовного судна. Этот план включает следующие этапы: порт — подготовка к работе на промысле; переход судна на промысел; промысел, включая поиск рыбных скоплений; погрузоразгрузочные работы и бункеровка судов в море; промысел; переход в порт. В табл. 1 представлены основные этапы (сценарный план) рейса рыболовного судна в контексте «источники аварий-причины-риски-возможные последствия».

Таблица 1

Основные этапы (сценарный план) рейса рыболовного судна, источники и последствия аварийных ситуаций/аварий

Этапы рейса. Характеристика источника Причины Вид и характер риска Возможные последствия

1-й этап — порт

1.1. Ненадлежащее техническое состояние судна. 1.1.1. Появление течи корпуса. Неплотность люковых закрытий. 1.1.2. Отказ балластно-осушительной системы. 1.1.3. Повреждение электропроводки, низкая изоляция электромоторов, протечки ГСМ. 1.1.4. Дефекты или недокомплект противопожарной системы/средств тушения пожаров. Поступление воды в отсек/отсеки. Затопление отсека. Возгорание ГСМ или других материалов. Снижение возможности тушения очага пожара. Затопление отсека/ судна. Подмочка груза. Пожар. Выгорание помещений. Выгорание помещений.

1.2. Гидрометеорологические условия. 1.2.1. Обрыв швартовых концов, срыв с якорей. 1.2.2. Повреждение люковых закрытий. Навал на другие объекты, посадка на мель. Нарушение герметичности. Повреждение корпуса. Подмочка груза.

1.3. Квалификация/уро-вень профессионализма экипажа/руководства компании 1.3.1. Ошибки при комплектовании экипажей судов. 1.3.2. Ошибки в расчетах остойчивости и посадки судна при подготовке к погруз-ке/выгрузке. 1.3.3. Ошибки при маневрировании в порту, на рейде Ошибочная оценка ситуации, неправильные решения. Возникновение избыточных изгибающих моментов. Появление отрицательной начальной остойчивости. Навал, столкновение, посадка на мель Ущерб (по ситуации). Повреждение корпуса судна. Опрокидывание судна. Повреждение судов, посадка на грунт

Выпуск 4

Выпуск 4

Таблица 1

2-й этап — переход на промысел/в порт

2.1. Техническое со- 2.1.1. Появление течи корпуса. Поступление воды в отсек/отсеки. Затопление отсека/

стояние судна (скрытые 2.1.2. Неплотность люковых закрытий. Возгорание ГСМ или других материалов. судна.

дефекты). 2.1.3. Повреждение электропроводки, ка- Снижение возможности тушения очага Порча груза.

белей, низкая изоляция электромоторов. пожара. Пожар.

2.1.4. Отказы/дефекты систем пожароту- Неуправляемость судна. «Развитие» пожара.

шения и оповещения. Снижение уровня информационного обе- Столкновение с суда-

2.1.5. Отказы: спечения судовождения. ми, посадка на мель.

— главного двигателя, рулевого управ- Нарушение герметичности и прочности Столкновение с суда-

ления; судна. ми, посадка на мель.

— радионавигационной аппаратуры и Критическое состоя-

радиолокационной станции. ние судна и экипажа.

2.2. Гидрометеорологи- 2.2.1. Повреждение рулевого управления. Нарушение герметичности и прочности Иформационный

ческие условия. 2.2.2. Частичное разрушение судовых судна. «коллапс».

конструкций. Риск попасть в тяжелые условия плава- Порча груза.

2.2.3. Повреждение средств связи (ан- ния. Гибель судна.

тенны). Риск подмочки груза, потери остойчиво-

2.2.4. Повреждение люковых закрытий. сти судна.

2.2.5. Повреждение/разрушение герметичного корпуса. Риск затопления отсеков.

2.3. Квалификация/уро- 2.3.1. Ошибки выбора маршрута пере- Риск посадки судна на мель/скалы. Повреждение, гибель

вень профессионализма хода. судна.

экипажа/руководства 2.3.2. Ошибки в оценке остойчивости. Риск опрокидывания судна, Гибель судна.

компании 2.3.3. Неверный выбор маневра при рас- Риск столкновения судов. Конструктивные

хождении судов. разрушения. Гибель

2.3.4. Неверный выбор маневра в штор- Риск потери остойчивости на попутном судна

мовую погоду волнении. Опрокидывание

2.3.5. Ошибки в счислении пути судна. Риск посадки на рифы/мель. судна.

2.3.6. Невыполнение требований проти- Кораблекрушение.

вопожарной безопасности Риск возникновения пожара Пожар, гибель судна

3-й этап — промысел

3.1. Техническое со- 3.1.1 Появление микротрещин, трещин, Появление течи. Подмочка груза. За-

стояние судна (скрытые свищей. Снижение прочности судна. топление отсеков.

дефекты). 3.1.2. Отказы: главного двигателя, руле- Неуправляемость судна. Навалы. Столкнове-

вого управления. ния.

3.1.3. Неплотность люковых закрытий. Проникновение воды в отсеки. Подмочка груза.

3.1.4. Повреждение электропроводки, низкая изоляция электромоторов. Появление искр. Возгорание. Пожар.

3.2. Техническое состоя- 3.2.1. Отказ радионавигационной аппа- Трудности с определением места судна. Угроза посадки на

ние радионавигацион- ратуры и радиолокационной станции Ограничения получения информации об скалы, мель.

ной аппаратуры, эхоло- эхолотов. обстановке на театре.

тов, гидроакустических 3.2.2. Отказ эхолотов, гидроакустических Потеря информации о промысловом

станций. станций. объекте, состоянии грунта. Риски потери

3.3.1. Ошибки выбора района лова. орудий лова, сцепления орудий лова. Потеря орудий лова.

3.3. Организация и Риск необнаружения объекта лова.

управление процессами 3.3.2. Ошибки маневрирования в группе Риски намотки снастей на винт и сцепле- Потеря улова.

лова и поиска. судов, ведущих лов. ния орудий лова, навала судов. Потеря улова.

Риск навала и столкновения судов.

3.4. Организация и 3.4.1. Ошибки выбора маневра при вы- Риски навалов, ударов подводными ча- Повреждение или по-

технологии погрузораз- полнении швартовых операций. стями корпусов. теря орудий лова.

грузочных операций в 3.4.2. Отказ системы дистанционного Повреждение винто-

море. управления главным двигателем при Риск навала судов. рулевой группы.

швартовке. Повреждение судов.

3.4.3. Обрыв швартовых в процессе по- Риски повреждения комингсов трюмов, Повреждение корпу-

грузоразгрузочных работ 3.4.4. Ошибки в управлении грузовыми повреждения такелажа кранов, груза. са и судовых кранов. Повреждение судовых

кранами. конструкций.

3.5. Организация бун- 3.5.1. Ошибки выбора маневра при по- Риск навала на судно. Повреждение судов.

керовки судов в море. становке на бакштов. 3.5.2. Ошибки выбора интенсивности перекачки топлива. Риск разрыва шланга. Разлив топлива.

3.6. Организация и 3.6.1. Нарушение правил выполнения Риск загазованности отсека, возгорания, Взрыв. Пожар. Гибель

технологии производ- сварочных работ. взрыва. людей.

ства ремонтных работ 3.6.2. Нарушение правил проведения Риск причинения вреда здоровью водо- Причинение вреда

в море водолазных работ лаза, риск гибели водолаза здоровью водолаза. Гибель водолаза

Моделирование процессов развития ЧС по видам и причинам аварий

В основу разработки сценариев развития ЧС/аварийных ситуаций легли результаты анализа аварий на рыбопромысловых и транспортных судах, работающих под флагом разных стран. К рассмотрению были приняты следующие виды аварий: 1) возникновение течи, поступление забортной воды в судовые отсеки; 2) возникновение возгорания и развитие пожара на судне; 3) потеря остойчивости и опрокидывание судна на попутном волнении; 4) разлив топлива при бункеровке судна; 5) возникновение аварийных ситуаций в процессе лова при большом скоплении судов;

6) аварийные ситуации при выполнении погрузоразгрузочных операций в море [3].

Первый сценарий представляет последовательное развитие затопления отсека/отсеков судна при возникновении течи корпуса судна. При этом нами рассматривается вариант с наихудшим исходом — гибелью судна, что возможно при отягощающих сопутствующих событиях (отказ балластно-осушительной системы, наличие дефектов судовых конструкций и т. п.). Выбор такого подхода объясняется тем, что вариативность сценария позволяет рассматривать различные варианты развития аварийной ситуации и является ориентиром для выбора упреждающих мероприятий, позволяющих минимизировать ущерб/потери.

В нашем сценарии процесс затопления включает следующие стадии:

— первая — возникновение течи корпуса (трещины, пробоины, свищи в сварочных швах и т. п.);

— вторая — прогрессирующее затопление отсека (например, балластного танка двойного дна);

— третья — поступление воды в трюм (например, через поврежденные замерные трубы, которые могут быть подорваны при погрузке круглого леса или других крупногабаритных грузов);

— четвертая — затопление трюма;

— пятая — проникновение воды в соседние отсеки/трюмы в случае нарушения герметичности водонепроницаемых переборок (что нередко случается на судах старше 20 лет);

— шестая — потеря остойчивости/плавучести судна и его гибель.

Модель первого вариативного сценария «возникновение течи, поступление забортной воды в судовые отсеки» приведена на рис. 1.

Второй сценарий — «возникновение возгорания и развитие пожара на судне» включает следующие уровни развития аварийной ситуации:

— первый уровень характеризуется возникновением возгорания с переходом в пожар в одном из отсеков судна (например, в машинном отделении);

— второй уровень характеризуется повышением температуры судовых переборок и распространением пожара на бытовые помещения на главной палубе и повышением температуры водонепроницаемой перегородки между машинным отделением и трюмом;

— третий уровень — распространение пожара на жилые помещения и трюм/трюмы [3; 4, с. 63-82].

При описании возможных вариантов развития пожара нами рассматриваются наиболее критические ситуации, то есть что может случиться, если не принять упреждающих мероприятий.

Третий сценарий — «потеря остойчивости и опрокидывание судна» включает два варианта:

— первый вариант — характеризуется появлением отрицательной начальной остойчивости и при определенных условиях опрокидывание судна. Такая ситуация может случиться как в порту при выполнении погрузоразгрузочных работ (например, случай опрокидывания плавзавода «Обухов» в 1982 г.), так и на переходе морем (случай опрокидывания пассажирского судна «Булгария» в 2011 г.);

— второй вариант — потеря остойчивости и опрокидывание рыболовных судов на попутном волнении, характеризуется совокупностью условий, «провоцирующих» потерю остойчивости.

Четвертый сценарий — «разлив топлива при бункеровке судна».

Выпуск4

|Выпуск4

Рис. 1. Сценарий № 1. Угроза затопления отсеков судна

Формирование обобщенной модели сценария развития ЧС/аварийных ситуаций

Анализ представленных сценариев позволяет определить наиболее общие их характеристики, которые можно представить как последовательность процессов и условий:

1) предпосылки появления источника, порождающего те или иные причины появления признаков развития аварийной ситуации (АС);

2) появление источника, порождающего причины (АС);

3) возникновение предпосылок возникновения АС;

4) начальная стадия возникновения АС (например, проникновение забортной воды в отсек, или возгорание в МО);

5) развитие АС (например, увеличение интенсивности течи или распространение огня);

6) затопление отсека. Пожар в отсеке;

7) проникновение воды в смежные отсеки (или, например, распространение пожара в смежные отсеки);

ВЕСТНИК Д

ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА

МОРСКОГО И РЕЧНОГО ФЛОТА ИМЕНИ АДМИРАЛА С. О. МАКАРОВА,

8) угроза гибели судна или гибель судна (в зависимости от внутренних и внешних условий).

В качестве предпосылок появления источника причин возникновения АС следует рассматривать:

— гидрометеорологические и океанографические условия;

— износ корпуса судна, усталость металла;

— коррозия, электрокоррозия металла — появление свищей в сварочных швах, в районе днища, пояса переменных ватерлиний и т. д.;

— низкий уровень профессионализма — ошибки судовождения: касание грунта, появление трещины или пробоины;

— низкий уровень профессионализма — ошибки судовождения: столкновение, пробоина корпуса;

— отказ оборудования, судовых устройств — столкновение, посадка на мель/рифы — пробоина корпуса, катастрофа;

— ледовые условия — повреждение корпуса;

— повышение температуры в массе груза — самовозгорание;

— короткое замыкание — возгорание;

— разрыв топливной трубки — попадание топлива на раскаленную поверхность двигателя — воспламенение;

— искры — возгорание в подпоршневом пространстве главного двигателя;

— низкий уровень профессионализма — ошибки при маневрировании с орудиями лова: сцепление орудий лова, потеря орудий лова, столкновения/навал с другими судами и т. д.

Таким образом, совокупность процессов и условий с набором логических связей между ними представляют обобщенную модель/сценарий возникновения и развития аварийных ситуаций и катастроф морских транспортных и рыболовных судов.

Следовательно, метод сценариев развития аварийных ситуаций при освоении биоресурсов Мирового океана и транспортировке сырья является эффективным средством:

— анализа возможных путей развития различных видов аварий и определения проблем «узких мест»;

— определения задач, которые необходимо решить для упреждения ЧС или снижения возможных последствий аварий;

— определения факторов риска, описания качественных характеристик риска, возможности расчета вероятностных оценок риска;

— постановки имитационных экспериментов с целью изучения эффективности различных организационно-технических мероприятий, разрабатываемых для снижения уровня риска возникновения ЧС.

Список литературы

1. Мойсеенко С. С. Безопасность морских грузоперевозок: моногр. / С. С. Мойсеенко, Л. Е. Мейлер. — Калининград: Изд-во БГАРФ, 2011. — 398 с.

2. Топалов В. П. Риски в судоходстве / В. П. Топалов, В. Г. Торский. — Одесса: Астропринт, 2007. — 368 с.

3. АбчукВ. А. Теория риска в морской практике / В. А. Абчук. — Л.: Судостроение, 1983. — 152 с.

4. МартынюкИ. В. Снижение рисков чрезвычайных ситуаций техногенного характера — стратегическое научно-техническое направление на железнодорожном транспорте / И. В. Мартынюк, О. Н. Попов, Н. С. Флегонтов // Сб. докл. VIII Всерос. науч.-практ. конф. МЧС России. — М., 2003.

Выпуск 4