Kıyı Tesislerinin Tasarımında Simülasyon Çalışmalarının Esasları

Report
Kıyı Tesislerinin Planlama ve Tasarımında
Gemi Manevraları Simülasyon Deneyleri
Dr. Selçuk Nas
Dokuz Eylül Üniversitesi Denizcilik Fakültesi
27 Nisan – 1 Mayıs 2010 Karadeniz Teknik Üniversitesi / TRABZON
Dünya Denizcilik Örgütü (IMO), gemilerin limanlarla olan etkileşiminde
kolaylaştırıcı olması amacıyla 6. Kolaylaştırıcı Komite tarafından
“Ship/Port Interface” adı ile bilinen sirküler yayımlamaktadır.
27 Nisan – 1 Mayıs 2010 Karadeniz Teknik Üniversitesi / TRABZON
KIYI YAPILARININ TASARIMINDA ULUSLARARASI DÜZENLEMELER
Manevra Alanları (Demirleme ve Yüzer Terminaller Dahil)
- Manevra alanlarının tasarımı ve işletimi
- Hava durumu ile ilgili etkenler, soluğan ve diğer faktörler
- Yanaşma prosedürleri
27 Nisan – 1 Mayıs 2010 Karadeniz Teknik Üniversitesi / TRABZON
KIYI YAPILARININ TASARIMINDA ULUSLARARASI DÜZENLEMELER
IAPH (International Association of Ports and Harbors) tarafından hazırlanan Liman
Planlama ve Tasarımı İçin Rehber (Guidelines for Port Planning and Design),
PIANC (Permanent International Association for Navigation Congresses)
OCDI (The Overseas Coastal Area Development Institute of Japan ) Japonya Liman
ve Barınma Yerleri için Teknik Standartlar.
BS İngiliz Standarları 6349 : Deniz Yapıları için Uygulama Rehberi (BS 6349: Code
of Practice for Maritime Structures Parts 1 to 7)
27 Nisan – 1 Mayıs 2010 Karadeniz Teknik Üniversitesi / TRABZON
KIYI YAPILARININ TASARIMINDA ULUSAL DÜZENLEME
DLH (Demiryollar, Limanlar ve Hava Meydanları İnşaatı Genel Müdürlüğü)
tarafından belirlenen “Kıyı Yapıları ve Limanlar Planlama ve Tasarım Teknik Esasları”
27 Nisan – 1 Mayıs 2010 Karadeniz Teknik Üniversitesi / TRABZON
Kıyı Tesislerinin Tasarımında Simülasyon Çalışmalarının Esasları
Tasarım öncesinde bitirilmiş planın, emniyetli ve ekonomik açıdan maksimum
operasyonel fayda sağlanması amacıyla simülasyon çalışmaları tavsiye edilmektedir
(BS 6349-1: 2000, PIANC: 1992, 1997, IAPH 2001).
Suyollarının tasarımında, kanalların düzenlenmesinde alternatif rotaların tespitinde,
yanaşma alanlarının tasarımında, deneyimli kaptanların ve kılavuz kaptanların
düşünceleri önem taşımaktadır. Bunun için kıyı tesisleri daha tasarım aşamasında iken
tesis ve çevresi tüm şartlar dikkate alınarak simülasyon ortamında geliştirilen gemi
manevra deneylerinde tesisin bulunduğu sahada tecrübe sahibi olan kılavuz kaptanlar
tarafından test edilmesi gerekmektedir (BS 6349-1: 2000; 35, Gucma: 1994; 103).
27 Nisan – 1 Mayıs 2010 Karadeniz Teknik Üniversitesi / TRABZON
Kıyı Tesislerinin Tasarımında Simülasyon Çalışmalarının Esasları
Kıyı tesislerinin, su yollarının ve liman yaklaşımlarına ait planların değerlendirileceği
simülatörler sistemin sağladığı görsel fonksiyonlarına göre dört farklı grupta
incelenmektedir (PIANC: 1992; 9).
• Radar simülatörü (sadece radar görüntüsü)
• Mikro simülatör (simülasyon sahasının kuş bakışı görüntüsü)
• Mini simülatör (simülasyon sahasının köprüüstünden sınırlı bir açıda
görüntüsü)
• Tam donanımlı köprüüstü simülatörü
27 Nisan – 1 Mayıs 2010 Karadeniz Teknik Üniversitesi / TRABZON
Kıyı Tesislerinin Tasarımında Simülasyon Çalışmalarının Esasları
Simülasyon deneyleri iki farklı zaman seçeneğinde gerçekleştirilmektedir.
Hızlı Zaman (Fast Time): Simülasyon çalışmasında daha önceden tanımlanan
parametreler istatistiksel dağılımları nispetinde sisteme veri girerek sonuçları kayıt
edilir. Bu çalışma, istatistiksel anlamlılık düzeyi için tanımlanmış sayıda hızlı bir
şekilde gerçekleştirilir. Simülasyon verilerinin oluşturduğu istatistiksel dağılım analiz
edilerek sonuca varılmaya çalışılır. Genelde, hızlı zaman simülasyonunda insan
faktörü, insan makine etkileşimi, insan algı ve tepkisi sisteme dahil edilmez. Hızlı
zaman tipi simülasyonları etkileşimli olmayan simülasyon olarak da
isimlendirmektedir PIACH (1992; 10).
27 Nisan – 1 Mayıs 2010 Karadeniz Teknik Üniversitesi / TRABZON
Kıyı Tesislerinin Tasarımında Simülasyon Çalışmalarının Esasları
Gerçek Zamanlı (Real Time): Bazı kaynaklarda “eş zamanlı” olarak ifade
edilmektedir. Bu tip simülasyonda, simülasyonda oluşturulan benzeşim, gerçek zaman
ile birlikte senkronize olarak yürür. Gerçek zamanlı olarak çalışan simülasyon
ortamında, gemiyi köprüüstünden kumanda eden insan faktörü, algılama ve tepki
verme süresi açısından sisteme gerçek zamanlı olarak dahil edilmiştir. Simülasyon
ortamındaki algılara göre tepki verilmesi sebebiyle bu tip simülasyonlar etkileşimli
simülasyon olarak da adlandırılmaktadır (PIACH 1992; 10).
27 Nisan – 1 Mayıs 2010 Karadeniz Teknik Üniversitesi / TRABZON
Kıyı Tesislerinin Tasarımında Simülasyon Çalışmalarının Esasları
Kıyı tesisleri için gerçekleştirilecek simülasyon çalışmalarının gerçek zamanlı ve
etkileşimli olarak yapılması gerektiği belirtilmektedir. IAPH (2001; 23), BS 6349-1
(2000; 35), PIANCH (1992; 10).
27 Nisan – 1 Mayıs 2010 Karadeniz Teknik Üniversitesi / TRABZON
Kıyı Tesislerinin Tasarımında Simülasyon Çalışmalarının Esasları
Köprüüstü simülatöründe gerçekleştirilecek simülasyon çalışmalarında aşağıda
belirtilen hususlar dikkate alınmalıdır (BS 6349-1: 2000; 33).
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Mevcut ve/veya tasarlanan gemilerin sayı, tür, boyut ve şekilleri.
Sağlanan römorkörlerin, seyir yardımcılarının ve deniz trafik kontrolünün şartları.
Kılavuzluk hizmeti.
Manevra alanı.
Bağlama planı, uygulamaları, sistemleri ve binen yükleri.
Rıhtım işgali, gemi sıralama zamanları (kuyruk)
Limanda tıkanma (downtime) ve deniz/dava şartlarının etkileri.
Yük elleçleme gereklilikleri,
Ro-Ro trafiği
Gelecekte depolama ve diğer faaliyetler için gereklilikler.
Yukarıda sıralanan hususlar ile ilgili kural ve düzenlemeler.
27 Nisan – 1 Mayıs 2010 Karadeniz Teknik Üniversitesi / TRABZON
Kıyı Tesislerinin Tasarımında Simülasyon Çalışmalarının İçin
T.C. Başbakanlık Denizcilik Müsteşarlığı Tarafından Belirlenen Esaslar
T.C. Başbakanlık Denizcilik Müsteşarlığı’nın 15.03.2009 tarihli ve 27170 sayılı Resmi
Gazete’de yayımlanan Kıyı Tesisi Yapım Taleplerinin Değerlendirilmesine Dair
Tebliğ’inde “Modelleme Raporu” detaylı bir şekilde tanımlanmıştır.
Yapımı planlanan kıyı tesisinin bulunduğu deniz alanında geçerli olan; meteorolojik,
oşinoğrafik ve topoğrafik koşulların, su üstü seyrine etki oluşturan objelerin, tesise
komşu olan diğer kıyı yapılarının ve deniz trafiğinin modellendiği sanal bir manevra
alanında, tesise yanaşıp/ayrılması öngörülen gerçek gemilerin tip ve tonajına uygun
matematik gemi modellerine, köprüüstü simülatörü ortamında manevra yaptırılması
neticesinde elde edilen analitik verilere dayalı olarak, gemiler ile kıyı yapısı
arasındaki etkileşimden kaynaklanan manevra risklerini tanımlayan ve derecelendiren
rapor talep edilmektedir.
27 Nisan – 1 Mayıs 2010 Karadeniz Teknik Üniversitesi / TRABZON
Köprüüstü Simülatörü ve Simülasyon Yazılımı
Köprüüstü Simülatörü, “Gemi Manevra Simülasyonu” yardımıyla tam olarak kontrol
edilmiş ve gerçekçiliğe uyarlanmış gemi modelleri ile çalışmaktadır. Dolayısıyla
yanaşma manevralarında, yedekleme operasyonlarında, halat operasyonlarında ve
diğer liman sahası operasyonlarında geminin hareketleri gerçekçi ve matematiksel
verilerle desteklenerek elde edilmektedir.
Yazılımın fonksiyonları sayesinde simülatör sistemi, manevralar sonucunda elde
edilen analitik verilere dayalı olarak, gemiler ile kıyı yapısı arasındaki etkileşimden
kaynaklanan manevra riskleri algılanmakta tanımlamakta, derecelendirmekte ve
raporlamaktadır.
27 Nisan – 1 Mayıs 2010 Karadeniz Teknik Üniversitesi / TRABZON
Köprüüstü Simülatöründe Kullanılacak Gemi Modeli
Köprüüstü simülatöründe kullanılacak olan gemi modelinin tipi, büyüklüğü, makine
gücü, pervane tipi ve sayısı, deplasmanı vb kriterlerin belirlenmesi gemi manevra
deneylerinin en önemli unsurudur. Deneylerde test edilecek gemi modeli, doğrudan
risk değerlendirme sonuçlarına etki etmektedir. PIANC (1997; 11) tasarlanacak gemi
için, konvansiyel, en zayıf manevraya sahip, liman operasyonlarında planlanmış en
büyük, en geniş, gemi modelinin dikkate alınmasını tavsiye etmektedir.
• En Büyük Gemi
• Tasarlanmış Gemi
• En Küçük Gemi
27 Nisan – 1 Mayıs 2010 Karadeniz Teknik Üniversitesi / TRABZON
Köprüüstü Simülatöründe Kullanılacak Gemi Modeli
En Büyük Gemi: “geminin draft/boy fonksiyonu”, “tesisin deniz suyu derinlik
fonksiyonu” ve “gemi tipine göre en/boy fonksiyonlarının” birlikte çözümleri ile bir
tesise yanaşabilecek maksimum büyüklükteki geminin tespit edilmesi gerekmektedir.
En Küçük Gemi: Kıyı tesislerinde kılavuz kaptanlar için en sıkıntılı manevralar 1999
Grt altındaki römorköre tabi olamayan gemilerdir. Bu büyüklükteki bir geminin boyu
yaklaşık olarak 95 ila 98 m arasında değişmektedir. Simülasyonda denenmesi gereken
önemli bir modeldir.
Tasarlanmış Gemi: Tek bir yanaşma yerine tek başına yanaşabilecek en büyük gemi
yerine, 1999 Grt’lik en küçük gemi yanaştırıldıktan bu geminin hemen önüne
yanaşacak geminin de (tasarlanmış gemi) model olarak test edilmesi gerekmektedir.
Dörtlü yanaşma alanlarında emniyetli basen genişliğinin belirlenebilmesi amacıyla
“tasarlanmış gemi” modelinin de simülasyonda test edilmesi gerekmektedir.
27 Nisan – 1 Mayıs 2010 Karadeniz Teknik Üniversitesi / TRABZON
Köprüüstü Simülatörü Gemi Manevra Deneyleri
Kıyı tesislerinde yapılacak risk değerlendirmesi çalışmasında kullanılacak bilimsel
yaklaşım,
• Tesisin mevcut kullanılıyor durumda olmasına göre
• Henüz tasarım aşamasında olmasına göre
değişiklik göstermektedir.
27 Nisan – 1 Mayıs 2010 Karadeniz Teknik Üniversitesi / TRABZON
Köprüüstü Simülatörü Gemi Manevra Deneyleri
Kıyı tesisinin kullanılıyor olması durumunda, mevcut tesiste gemi manevrası yapan
kılavuz kaptanlar yeterince bilgi ve deneyime sahip durumdadırlar. Bu tesiste tecrübeli
kılavuz kaptanların bilgisine başvurarak odak grup tekniği ile risk değerlendirme
çalışması simülatör deneylerine gerek duyulmadan gerçekleştirilmesi mümkündür
(Nas 2006 a, Nas 2008 a).
Kıyı tesisi tasarım aşamasında iken veya gelişim planı uygulamaya konmadan önce,
tasarlanan tesisin köprüüstü simülatörü ortamında simülasyonu hazırlanarak,
belirlenecek gemi tip ve büyüklükleriyle, değişik meteorolojik şarlarda, uygun
römorkör imkanlarıyla, bölgede kılavuzluk yapmaya ehliyetli bir kılavuz kaptan ile
“yanaşma”, “kalkma” ve “barınma” manevra deneylerinin gerçekleştirilmesi
gerekmektedir.
27 Nisan – 1 Mayıs 2010 Karadeniz Teknik Üniversitesi / TRABZON
Köprüüstü Simülatörü Gemi Manevra Deneyleri
PIANCH (1997; 47) gemi manevra deneyleri için,
• Römorkör desteği ile ve/veya desteksiz olarak yapılmasını,
• Tüm meteorolojik koşullar, emniyet limitlerinin zorlanmasını,
• Usturmaça etkileri test edilmesin gerektiğini belirterek
Yapılması gerekli manevraları aşağıdaki gibi sıralamıştır.
•
•
•
•
•
•
Yaslanarak rıhtımdan kalmak,
Gemiyi döndürerek kaldırmak,
Yaslama ve dönme,
Kuvvetli akıntıda bordasal ötelenme,
Çift pervane tekniği,
Bağlama halatlarının kullanılması.
27 Nisan – 1 Mayıs 2010 Karadeniz Teknik Üniversitesi / TRABZON
Köprüüstü Simülatörü Gemi Manevra Deneyleri
Yapılacak manevralarda,
•
•
•
•
•
•
hakim rüzgar, ikincil hakim rüzgar yönlerinde,
çeşitli akıntı yön ve şiddetlerde,
çeşitli dalga yön ve yüksekliklerinde,
gündüz ve gece şarlarında,
her bir yanaşma yerine, yanaşma yerindeki yanaşmış halde gemiler varken,
yanaşma kalkma ve barınma manevraları gerçekleştirilir.
Dörtlü yanaşma kapasitesi bulunan bir kıyı tesisi için, yukarıdaki kombinasyonlar
dikkate alındığında en az 12 manevranın yapılması gerekmektedir.
27 Nisan – 1 Mayıs 2010 Karadeniz Teknik Üniversitesi / TRABZON
Gemi Manevraları Risk Değerlendirmesi
Risk değerlendirmesinde Nas (2006 a) tarafından ortaya atılan ve Nas (2008 a)
çalışması ile geliştirilen metodoloji kullanılmaktadır.
Manevra deneyleri sırasında tanımlanan tehlikelerin gerçekleşme olasılığı ve etkileri
konusunda bu zamana kadar bir veri oluşmadığı için uzmanların algısal
değerlendirmelerine başvurulmaktadır.
Özellikle modelleme ekibi, kılavuz kaptan ve gözlemciler, tehlikelerin gerçekleşme
olasılığı ve etkileri konusunda yapmış olduğu değerlendirmeler ile, tehlikelere ait risk
değerlerinin risk matrisinde analitik veriye dönüşmesini sağlar.
27 Nisan – 1 Mayıs 2010 Karadeniz Teknik Üniversitesi / TRABZON
Gemi Manevraları Risk Değerlendirmesi
(01-06 puan) tehlike için tedbir alınmasına gerek yoktur.
(08-10 puan) tehlike için tedbir alınması tavsiye olunur.
(12 puan) tehlike için tedbir alınması zaruridir.
(15-16 puan) tehlike için tedbir alınması yerine operasyondan vazgeçilmesi önerilir.
(20-25 puan) operasyondan vazgeçilir.
27 Nisan – 1 Mayıs 2010 Karadeniz Teknik Üniversitesi / TRABZON
Gemi Manevraları Risk Değerlendirmesi
T.C. Başbakanlık Denizcilik Müsteşarlığı’nın 15.03.2009 tarihli ve 27170 sayılı Resmi
Gazete’de yayımlanan Kıyı Tesisi Yapım Taleplerinin Değerlendirilmesine Dair
Tebliğ’de modelleme raporunda bulunması gereken bilgiler sıralanmıştır.
Bu bilgilerin arasına, ani bastıran kuvvetli fırtınalarda, rüzgarın hangi değerinde
gemilerin hangi sıra ile ayrılması gerektiği ile ilgili bir acil durum senaryosunun da
hazırlanarak konması istenmelidir.
27 Nisan – 1 Mayıs 2010 Karadeniz Teknik Üniversitesi / TRABZON
SONUÇ
DLH’nın uluslararası standartları ve yerel şartları göz önüne alarak “Kıyı Yapıları ve
Limanlar Planlama ve Tasarım Teknik Esasları”nı geliştirerek güncelleme yapması.
Kıyı tesisi tasarımcılarının tasarladıkları kıyı tesisine ait köprüüstü simülatöründe
gerçekleştirilecek olan simülasyon çalışmasına, modelleme ekibi ve kılavuz kaptanla
birlikte katılımının sağlanması.
Kıyı tesisi tasarımcısının, simülatör ortamında, tasarımına ait deneylerin sonuçlarına
göre projesinde tashih yapma olanağı bulması.
Kıyı tesisleri ile ilgili uluslararası standartları belirleyen kuruluşlara (PIANC)
kurumsal ve resmi daimi üyelik.
27 Nisan – 1 Mayıs 2010 Karadeniz Teknik Üniversitesi / TRABZON
TEŞEKKÜR EDERİM
27 Nisan – 1 Mayıs 2010 Karadeniz Teknik Üniversitesi / TRABZON

similar documents