Привет судну!: Содействие безопасному проходу судов в заливе Порт-Филлип

Домой Наука о земле, Австралия > Научные темы > Позиционирование и навигация > Позиционирование Австралии > Тематические исследования > Привет судну!: Содействие безопасному проходу судов в залив Порт-ФиллипПривет судну!: Содействие безопасному проходу судов в залив Порт-Филлип

Вызов

Морской лоцман, судовой лоцман, морской лоцман, портовый лоцман, корабельный лоцман или просто лоцман - это моряк, обладающий специальными знаниями о часто опасных или перегруженных водных путях, таких как гавани или устья рек. Морские лоцманы знают местные детали, такие как глубина, течения и опасности, и после посадки на судно с помощью пилотного катера или вертолета временно присоединяются к экипажу, чтобы безопасно управлять движением судна.

Лоцманы должны обладать опытом управления судами всех типов и размеров и иметь лицензию или авторизацию признанного органа по лоцманской проводке судов. В штате Виктория все компании, предлагающие услуги морского лоцмана, должны зарегистрировать свои суда и лоцманов в Safe Transport Victoria. Морская отрасль всегда была пионером в области навигационных технологий. В течение длительного времени морская отрасль использовала ГНСС для определения широты и долготы, а также дляЮжная сторона, точность этой услуги теперь улучшена.

Port Phillip Sea Pilots (PPSP) начала свою деятельность в 1839 году, является частной австралийской компанией, в которой работает самое большое количество пилотов в штате Виктория. PPSP являются опытными пользователями оборудования GNSS, поскольку точное позиционирование является неотъемлемой частью их работы по навигации крупных судов в Порт-Филлип и Западных портовых бухтах. Их портативные лоцманские устройства (PPU) содержат приемник Глобальных навигационных спутниковых систем (GNSS) и используются в пилотажных операциях для улучшения ситуационной осведомленности, содействия принятию решений и предоставления записей для целей обучения и расследования.

Опасности для судоходства в заливе Порт-Филлип включают:

Вход в саму бухту – Рип. Для больших судов подходит глубокий судоходный канал, или Грейт-Шип-ченнел, шириной всего 245 м, с рифами по обе стороны. Приливный поток в залив и из него сильно ограничен до такой степени, что временами может наблюдаться существенная разница в относительных уровнях воды между Порт-Филлипом и Бассовым проливом. Следовательно, приливы и отливки очень быстры в обоих направлениях и могут эффективно перекрывать вход в залив, делая навигацию небезопасной.
Движение в бухте – ежегодно через бухту проходит около 5800 крупных коммерческих судов. Кроме того, в бухте находится значительное количество прогулочных судов. Чтобы регулировать движение и избегать столкновений между судами, здесь есть судоходные каналы и зоны, предназначенные только для транзита. Уровень воды в заливе небольшой, и со временем реки и сточные воды наносят в залив ил. В прошлом для поддержания безопасной глубины в судоходных каналах проводились дноуглубительные работы.
Мосты – мост Уэст-Гейт пересекает реку Ярра. Суда, направляющиеся в порт, должны проходить под мостом. Администрация порта предписывает, чтобы осадка судов не превышала 50,1 м над уровнем воды, независимо от уровня прилива. Некоторые из более крупных кораблей могут быть близки к этому пределу.
Причальные зоны – сами по себе относительно небольшие, и крупные суда заходят и выходят из них в любое время дня и ночи. Судам приходится маневрировать, чтобы добраться до выделенного им причала и выйти из него, что обычно включает в себя разворот судна. Качающийся бассейн Ярравилля имеет диаметр 274 м; Качающийся бассейн Суонсона имеет диаметр 342 м; Качающийся бассейн Эпплтона имеет диаметр 330 м, когда суда находятся рядом. По мере увеличения размеров судов – с 250 м до максимум 360 м при регулярных заходах судов длиной 337 м – некоторые из этих поворотных бассейнов больше нельзя использовать для поворота судна, а допуски к тем, которые можно использовать, становятся все жестче.

Работа пилота заключается в том, чтобы снизить вероятность возникновения неблагоприятных событий. К неблагоприятным событиям относятся:

Столкновения между судами
Корабли, севшие на мель в заливе или реке
Суда, сталкивающиеся с объектами инфраструктуры в порту или вокруг залива
Потеря контроля над судном, приводящая к нарушению работы каналов и транзитных зон
В зависимости от характера неблагоприятного события его последствия могут включать:
- Смерть или увечья людей, участвовавших в событии
- Создание загрязнения, наносящего вред людям и дикой природе в заливе
- Потеря судна
- Ущерб инфраструктуре, который необходимо устранить
- Падение груза в воду

Решение

monitor screens of two portable pilot units

Два PPU, один SBA включен, другой нет.

Морские лоцманы снижают риски, связанные с этими опасностями, применяя свои знания об условиях района и помощь PPU. PPU использует GNSS и вычисляет местоположение, курс и скорость судна в режиме реального времени и помещает эту информацию в контекст морской карты, отображаемой на экране PPU. Морской лоцман использует свой PPU в качестве вспомогательного средства для навигации и поддержания постоянной осведомленности о ситуации при движении судна к причалу и обратно. В то время как абсолютная точность определения местоположения имеет большое значение для морских пилотов, включая высоту над водой, не менее важным является расчет курса (направления, в котором движется судно) и скорости поворота, курса над поверхностью земли и скорости над поверхностью земли.

Южная сеть усиления позиционирования (SouthPAN) - это бесплатная государственная служба с открытым доступом, которая повышает точность GNSS, например GPS, с 5-10 метров до менее чем метра, а в некоторых случаях и до 10 сантиметров. Эта совместная инициатива правительств Австралии и Новой Зеландии является первой спутниковой системой усиления (SBAS) в Южном полушарии и предоставляет предприятиям и сообществам обеих стран возможность воспользоваться преимуществами точного позиционирования и навигации. Благодаря тому, что PPU может принимать сигналы южного направления, демонстрация демонстрирует потенциал служб SBAS в дополнение к решениям RTK, которые традиционно используются морскими службами.

Воздействие

Точность позиционирования PPU с помощью автономной системы GNSS по горизонтали составила 1,1 м, а по вертикали - 3,2 м. Позиционирование PPU, дополненное корректорами SBAS SouthPAN L1, улучшилось по сравнению с автономным, достигнув точности 0,8 м и 2,1 м в горизонтальной и вертикальной областях соответственно. Повышение точности особенно заметно в вертикальной области, где точность определения местоположения увеличилась на 34%. Результаты 95-го процентиля L1 SBA соответствуют требованиям к производительности, изложенным вДокумент об определении сервиса SouthPAN(Geoscience Australia & Toitū Te Whenua Land Information, Новая Зеландия, 2024).

Кроме того, результаты точного определения местоположения точки с помощью SouthPAN (PVS) показывают значительное улучшение по сравнению как с автономными результатами, так и с результатами L1 SBAS, достигая точности 0,19 м по горизонтали и 0,44 м по вертикали. В ходе этой демонстрации PVS также выполнила целевые требования к производительности, изложенные в документе SouthPAN Service Definition. Эти результаты свидетельствуют о том, что в краткосрочной перспективе внедрение SBAS L1 обеспечит немедленное повышение точности, достижимой с помощью PPU с использованием автономного позиционирования; а в долгосрочной перспективе внедрение PVS в подходящую бортовую или портативную систему лоцманской проводки может значительно улучшить производительность SBAS L1.

Преимущества использования услуг SouthPAN для морских лоцманов включают:

Для определенных операций по пилотированию, не связанных с самыми крупными судами, система определения местоположения L1 SBAS обеспечивает уровень точности, соответствующий задаче пилотирования.
Услуга L1 SBAS предоставляется через спутник и не требует подключения к Интернету или базовой станции UHF.

Возможность выполнения некоторых задач пилотирования без RTK означала бы:

Это позволяет сэкономить на некоторых расходах на подписку на услугу RTK.
Это может снизить административные издержки, связанные с управлением подписками на многих устройствах.
Использование SouthPAN упрощает операции – для работы сервиса достаточно просто включить PPU.

Поскольку в ближайшие годы программа SouthPAN заработает в полную силу, а совместимые устройства станут более доступными, услуга PVS станет жизнеспособной альтернативой RTK.

Морские лоцманы Порт-Филлипа использовали в своих операциях службу SouthPAN L1 SBAS. Это обеспечивает экономичный способ, позволяющий морским пилотам получать некоторые поправки для своих устройств GNSS для повышения точности без необходимости доступа в Интернет или базовой станции UHF, как это обычно бывает при получении поправок RTK.

Джон Дикер, морской пилот, директор компании Port Phillip Sea Pilots