7.2. Надежность системы «судно - экипаж - водный путь» (сэвп)

Под надежностью системы СЭВП понимается выполнение судном заданного рейса, гарантирующее сохранность судна, груза, жизни членов экипажа и пассажиров, неповреждаемость судовой техники, береговых и плавучих сооружений. Надежность зависит от свойств судового и берегового комплексов, а также от уровня профессиональной подготовки экипажа судна и персонала вспомогательных береговых служб.

Оценивать количественно надежность функционирования системы СЭВП принято с помощью статистических методов. Важная задача статистики функционирования системы СЭВП - анализ аварийных случаев. При этом для оценки состояния безопасности движения судов и неповреждаемости береговых и плавучих сооружений можно использовать как сведения об абсолютном числе аварийных происшествий, так и коэффициенты относительной аварийности (коэффициенты происшествий). Для получения указанных коэффициентов количество аварийных происшествий относят к числу транспортных средств на длину участка пути в километрах.

Сравнение состояния надежности системы СЭВП за ряд лет в одном пароходстве (судоходной компании) или в нескольких может проводиться по обобщенному безразмерному коэффициенту надежности системы СЭВП

К_Н = 1/τ 365/T_э А/n_c,

где τ — средний коэффициент ходового времени судов; Тэ — продолжительность эксплуатационного периода, сут; n_с - общее количество судов, работающих в исследуемый период, ед.; А — число аварийных случаев.

В этой формуле отношение 365/ Т_э дает возможность в относительных величинах сопоставить эксплуатационные периоды, а 1/τ - использование флота на ходу. Отношение А/n_с также в относительных величинах характеризует аварийность, приходящуюся на единицу флота. В целом коэффициент надежности включает в себя наиболее важные факторы для характеристики состояния надежности системы СЭВП в пароходстве или в отдельных группах флота.

Элементы системы СЭВП во время рейса заданной длительности Т соединены последовательно. Отказ любого элемента приведет к отказу всей системы в целом. Вероятность безотказного действия системы определяет надежность ее функционирования и равна произведению вероятностей безотказной работы каждого элемента системы, т.е.

Р(Т) = Р_сР_эР_пР_б,

где Р_с, Р_э, Р_п, Р_б — вероятности безотказной работы судового комплекса, экипажа (судоводителя), водного пути и вспомогательных береговых служб соответственно.

Повысить надежность функционирования системы СЭВП можно повышением надежности работы судового комплекса, уменьшением числа ошибочных действий экипажа (судоводителя) и улучшением состояния водного пути.

Введя допущение о том, что отказы элементов системы СЭВП независимы, период действия системы непродолжительный, трудоспособность экипажа (судоводителя) — нормальная, можно предположить, что случайные отказы элементов системы могут быть описаны экспоненциальной функцией с постоянной интенсивностью отказов λ за период Т. В этом случае надежность системы СЭВП выразится вероятностью

Р(Т) = exp ^{-(λc - λэ - λп)Т},

где λ_с, λ_э, λ_п - интенсивности отказов судна, экипажа (судоводителя), водного пути соответственно.

Следует отметить, что показателям надежности функционирования системы СЭВП, полученным по статистическим данным, присущи определенные недостатки. Неполный учет всех факторов может привести к ошибочным выводам и крупным просчетам. Это связано с ма­лым объемом исходных данных, не позволяющим на основе статистических методов с высокой достоверностью получить критерии, объективно оценивающие состояние аварийности. Показатели этого типа не связаны прямо со свойствами судна или водного пути, их нельзя контролировать во время проектирования и постройки, а также при подготовке к рейсу и его прохождении.

Для анализа и принятия решений по обеспечению надежности системы СЭВП необходимы такие показатели, которые отражают значе­ния установленных существенных параметров системы СЭВП и относятся непосредственно к конкретному судну, его экипажу и условиям предстоящего рейса изданный момент времени. Плавучесть, остойчивость, непотопляемость и другие свойства, которыми обязано обладать всякое судно как плавающее сооружение, должны удовлетворять требованиям потребителя. Многие из этих свойств регламентируются соответствующими нормами и правилами.

Свойства, характеризующие надежность, могут быть как простые ми, так и сложными, или комплексными. Примером сложного свойства является надежность судна, охватывающая такие простые его свойства, как безотказность, ремонтопригодность, долговечность и сохраняемость.

Оценивая условия эксплуатации судна в целом, совершенно оче­видно, что безопасность плавания судна не может рассматриваться изолированно от транспортно-технологической системы, в которой работает судно и составным элементом которой оно является. Качество функционирования транспортно-технологической системы можно определить по различным факторам и, в первую очередь, по качеству выполнения транспортной работы судна, экономическим издержкам производства, уровню безопасности плавания судна в случайно изменяющихся условиях внешней среды.

Само понятие «управление» применительно к судну можно разделить на несколько видов: управление судном при плавании (выбор курса, скорости и маневра в различных ситуациях); управление работой судна как производственным объектом при выполнении грузовых операций, подготовке судна к рейсу, снабжении судна судовыми запасами, бункеровке; управление судном при техническом обслуживании (ремонте судна), отстое и т.д.

В обеспечении надежности системы СЭВП большое значение имеет надежность работы судоводителей, выполняющих много сложных функций при управлении судном. Главный показатель надежности судоводителя - успешная работа без существенного перенапряжения организма, что, в основном, зависит от профессиональной пригодности, подготовленности и работоспособности.

Подготовленность судоводителей определяется уровнем их профессиональных знаний и навыков, которые приобретаются в процессе обучения и последующей профессиональной деятельности. Работоспособность — физиологическая устойчивость человека к воздействию различных факторов, характеризуемая безотказностью работы организма в целом, зависящая от состояния здоровья.

Условную относительную величину надежности судоводителей можно определить по формуле Q = qa/n, где q — число аварийных происшествий за определенное число дней навигации; а — доля аварийных происшествий по вине судоводителей; n — число ходовых суток за анализируемый период.

Величины а и n определяются на основе статистических данных, величина q во многом зависит от достоверности установления причин аварийных происшествий.

Анализ транспортных происшествий показывает, что, например, более 10—15% от общего числа аварий в Волжском и Северо-Западном бассейнах происходит из-за плохих путевых условий.

Опыт судовождения показывает, что надежность плавания судов и составов существенно зависит от кривизны судового хода, ширины и глубины водного пути, частоты расстановки знаков и навигационного оборудования судового хода, гидрометеорологических условий плавания.