• Сегодня: Суббота, Октябрь 21, 2017

Система подготовки участников ликвидации аварийных разливов нефти на основе тренажерных комплексов «Транзас»

Пятино нефти на поверхности моря

Аннотация

Наращивание производственных мощностей нефтедобычи многократно увеличивает риск возникновения чрезвычайных ситуаций, связанных с аварийными разливами нефти, однако проведение системного обучения на тренажерах позволит свести последствия от такого рода аварий к минимуму. За последние годы компания «Транзас» выполнила множество успешных проектов с применением разработанных систем тренажеров на базе модуля PISCES. Они позволяют обучать персонал нефтедобывающих компаний и экипажи судов обращению с оборудованием в ходе ликвидации разливов нефти. Имитируя подобные ЧС, тренажеры «Транзаса» дают возможность в режиме реального времени отрабатывать все необходимые действия.


Подготовка кадров является одним из жизненно важных факторов обеспечения безопасности на море и безопасного судоходства, а постоянно растущая деятельность в открытом море по всему миру и нехватка квалифицированных кадров становятся все более очевидными с каждым годом и заставляют искать новые решения по подготовке персонала для морской отрасли.

В ответ на эти новые вызовы времени «Транзас» предлагает тренажеры с высоким уровнем реализма для широкого спектра процессов. Глубокие компетенции в математическом моделировании процессов в море и долгий практический опыт применения наших решений делают «Транзас» носителем уникальных знаний, что позволило компании стать абсолютным лидером в этой сфере.

«Транзас» занимает свыше 60 % от доли мирового рынка тренажеров по навигационному и коммуникационному оборудованию и около 35 % от доли рынка технологических и портовых симуляторов. Одним из таких современных тренажерных комплексов, обучение на котором имеет первостепенное значение с точки зрения обеспечения экологической безопасности на объектах в открытом море, является комплексная система для подготовки и поддержки принятия решений в мероприятиях по ликвидации аварийных разливов нефти.

Первая версия современной линейки тренажеров для подготовки и поддержки принятия решений в мероприятиях по ликвидации аварийных разливов нефти PISCES II (Potential Incident Simulation Control and Evaluation System) была разработана «Транзасом» в 2004 г. по заказу Береговой охраны США. К тому времени мировое прогрессивное сообщество осознало, что во избежание разрушительных последствий от аварийного выброса нефти (подобно тому, что случилось в результате аварии танкера компании Exxon «Эксон Вальдес» в 1989 г., которая стала одной из наиболее разрушительных для экологии катастроф, когда-либо происходивших на море) необходимо более тщательно подходить к вопросу обучения персонала проведению действий в случае чрезвычайных ситуаций, когда из-за нахождения судна в труднодоступном для аварийных служб спасения районе весь груз ответственности за принятие верных и своевременных решений ложится на экипаж судна.

Пример сценария, заданного в РISCES II – системе компьютерного моделирования и поддержки принятия решений в ходе действий по ликвидации разлива нефти
Пример сценария, заданного в РISCES II – системе компьютерного моделирования и поддержки принятия решений в ходе действий по ликвидации
разлива нефти

Созданный тогда комплексный тренажер PISCES II был разработан специально для подготовки руководителей ликвидаторов разливов и разработки планов ликвидации разливов нефти (ЛРН). Имитируя чрезвычайные ситуации, связанные с разливами нефти, тренажер дает возможность в режиме реального времени отработать все необходимые действия. На основе математического моделирования нефтяного разлива система создает интерактивное информационное окружение, учитывающее факторы внешней среды и средства, применяемые для ликвидации разливов.

Система прогнозирует траекторию движения разлива, испарения, взаимодействия с берегом и т.д., отображая, сколько нефтепродуктаразлито, осталось на плаву, испарилось, диспергировало, выброшено на берег, сгорело, утонуло, собрано. Кроме того, отображаются количество оставшейся на плаву и собранной нефтеводяной смеси, количество нефтепродукта на плаву и выброшенного на берег, максимальная толщина и площадь пятна. Одновременно ведется учет всех действий персонала и подсчет стоимости использования задействованных ресурсов, что в дальнейшем позволяет провести подробный анализ операции. При этом стоимость использования тех или иных ресурсов может быть указана отдельно для каждого организационного состояния (например, организационные, позиционные и операционные).

Общая стоимость с разбивкой по организационной структуре непрерывно обновляется, при этом пользователь может редактировать иерархическую организационную структуру и назначать средства борьбы в соответствии с данной структурой. При этом условия для выполнения упражнений на тренажере PISCES II могут задаваться с учетом реальных ситуаций, в которые попадало судно.

Система прогнозирует траекторию движения разлива, испарения, взаимодействия с берегом и т.д.
Система прогнозирует траекторию движения разлива, испарения, взаимодействия с берегом и т.д.

Новое решение «транзаса» по подготовке участников ликвидации разливов нефти

В 2011 г. было принято решение поднять обучение персонала для морской отрасли на качественно новый уровень. В результате были разработаны новые функциональные системы для воспроизведения наиболее реалистичных сценариев в ходе обучения специалистов по ЛРН. Серьезная работа в этом направлении была проведена в сотрудничестве с компанией North Cape Simulators на базе тренажера NTPRO 5000.

С момента установки тренажерного комплекса NTPRO 5000 в North Cape в 2008 г. он главным образом использовался для обучения как бортового, так и берегового персонала по оказанию помощи при ликвидации аварий с экологическими последствиями, такими как, например, аварийный разлив нефти, спасательные работы и эвакуация с объектов в открытом море. Этот тренажерный комплекс также нацелен на воспроизведение в сценарии основных особенностей навигации в экстремальных арктических условиях и моделирование поведения нефтяного разлива в ледовых условиях, что особенно важно с учетом увеличения нефтяных разработок в Баренцевом море.

В ноябре 2012 г., отвечая на потребности отрасли в появлении новых решений для эффективной борьбы с разливами нефти, «Транзас» в сотрудничестве с компанией North Cape Simulators внедрил модуль работы с оборудованием по ликвидации разливов нефти в систему навигационного тренажера NTPRO 5000. Он предоставляет возможность отработки конкретных навигационных навыков и опыта обращения с инструментами ликвидации аварийных разливов нефти. NTPRO может работать в одном упражнении с PISCES, в таком случае PISCES выполняет функцию модели нефтяного пятна и практического инструмента для поддержки принятия управленческих решений по ЛРН.

Тренажер NTPRO 5000 со встроенным модулем работы с оборудованием по ликвидации разливов нефти может смоделировать любую ситуацию в отношении типа разлива, участвующих в ликвидации судов, погоды и места происшествия
Тренажер NTPRO 5000 со встроенным модулем работы с оборудованием по ликвидации разливов нефти может смоделировать любую ситуацию в отношении типа разлива, участвующих в ликвидации судов, погоды и места происшествия

Новый тренажер NTPRO 5000 со встроенныммодулем работы с оборудованием по ликвидации разливов нефти позволяет одновременно проводить обучение практически всего экипажа судна, включая команду управления навигационным мостиком, команду на палубе и т. д., а также берегового персонала.

Сегодня системное решение «Транзас» для подготовки специалистов по ЛРН состоит из двух модулей, которые могут применяться как в составе комплексного тренажера, так и в виде отдельных единиц. Это функциональный модуль в системе навигационного тренажера NTPRO 5000 и система компьютерного моделирования и поддержки принятия решений в ходе действий по ликвидации разлива нефти РISCES II.

Функциональный модуль в системе навигационного тренажера NTPRO 5000 предназначен для обучения команды судна таким навыкам, как: маневрирование и управление средствами связи при разливе нефти; контроль состояния палубной лебедки, тросов и бонового заграждения при чрезвычайных ситуациях; выстраивание ограждений соответствующего типа для предотвращения распространения нефтяного пятна с учетом влияния всех факторов окружающей среды.

При этом моделирование нефтесборных объектов, таких как боны, нефтесборщики и дисперсанты, автоматически создается на базе данных от производителя судна, с учетом состояния условий окружающей среды и ограничений по скорости перемещения судна в территориальных водах того или иного государства. При моделировании учитываются факторы окружающей среды (например, поле течений, погода, высота волны, направление ветра), физические свойства нефтепродукта (плотность, поверхностное натяжение, вязкость, кривая дистилляции, характеристики эмульсификации, тип источника разлива) и свойства источника загрязнения (координаты, время и объем разлива).

Второй модуль комплексного решения «Транзас» — это система компьютерного моделирования и поддержки принятия решений в ходе действий по ЛРН РISCES II, которая дает возможность смоделировать нефтяное пятно и отработать все действия по ЛРН в режиме реального времени. Участники учебных мероприятий изучают способы ликвидации нефтяных разливов в соответствии с требованиями конвенции OPRC (Международная конвенция по обеспечению готовности на случай загрязнения нефтью, борьбе с ним и сотрудничеству, БЗНС).

При моделировании нефтяного разлива принимаются во внимание подводные течения, направление и скорость ветра. Нефтяная модель при этом воспроизводит процессы, происходящие в нефтяном разливе на поверхности моря: распространение, испарение, диспергирование, эмульсификацию, изменение вязкости, горение, воздействие дисперсантов, взаимодействие нефтяного пятна с береговой линией и заграждениями.

Упражнение PISCES II может содержать несколько сценариев — как для береговых действий, так и для действий на борту судна. При этом инструкторы могут одновременно работать с любым количеством сценариев.

Реалистичное полномерное отображение заданной сценарием ситуации благодаря трехмерной визуализации
Реалистичное полномерное отображение заданной сценарием ситуации благодаря трехмерной визуализации

Будущее – за использованием новейших разработок тренажерных комплексов

За последние годы компания «Транзас» выполнила множество успешных проектов с применением разработанных систем тренажеров на базе модуля PISCES.

Каждый из реализованных проектов был уникальным в своем роде, и каждый раз основной фокус делался на создание тренажера с учетом тех или иных требований со стороны заказчика. Зачастую разработки, выполняемые «Транзасом» в ходе реализации проекта, велись в тесном сотрудничестве с партнерами, чтобы достичь наиболее эффективного для обеих сторон решения. А обучение и проведение тренировочных упражнений с применением современных разработок становились ключом к усовершенствованию всех операционных процессов и основным катализатором появления новых решений и создания технологического оборудования для обеспечения безопасности человека, окружающей среды и капитальных ресурсов.

За время, прошедшее с момента первых разработок PISCES, «Транзас» поставил десятки систем компьютерного моделирования и поддержки принятия решений PISCES как в России, так и за рубежом. Пользователями уникальной системы являются ЛУКОЙЛ, Администрация Санкт-Петербурга, Волжская государственная академия водного транспорта, Российский университет дружбы народов (РУДН), а также другие российские и международные центры подготовки специалистов в Финляндии, Эстонии, США, Норвегии.

Наращивание производственных мощностей по нефтедобыче во всем мире многократно увеличивает риск возникновения чрезвычайных ситуаций, связанных с аварийными разливами нефти, однако проведение системного обучения персонала нефтедобывающих компаний на тренажерах производства «Транзаса» позволит свести последствия от такого рода аварийных ситуаций к минимуму.


Проведение трехсторонних учений в Финском заливе

В июле 2006 г., вскоре после появления первых разработок тренажерных комплексов для отработки действий и принятия управленческих решений в случае нефтеразлива, были организованы первые в истории трехсторонние учения по ликвидации аварийного разлива нефти и проведению спасательной операции на базе учебных заведений России, Финляндии и Эстонии, оснащенных тренажерами PISCES II производства «Транзас». Учения проводились в рамках финансируемого ЕС долгосрочного проекта GOFMEC по обеспечению безопасности морского судоходства и экологической безопасности вод Финского залива, имеющего огромное значение для всех стран региона.

Предпосылкой для проведения трехсторонних учений стала необходимость обеспечения быстрого реагирования на возможные чрезвычайные ситуации вследствие значительного увеличения объемов нефти и нефтепродуктов, транспортируемых в Финском заливе.

В ходе реализации проекта четыре учебных центра (Учебный центр Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова (Россия), Профессиональный институт Южного Кюменлааксо и Университет прикладных наук Кюменлааксо (Финляндия), а также Морская академия Эстонии) были оснащены новейшей разработкой «Транзаса» — тренажерами PISCES II с дополнительным программным обеспечением АИС, интегрированными в единую сеть, что позволило специалистам из трех стран осуществлять беспрепятственную коммуникацию для принятия скоординированных решений по отработке действий при чрезвычайной ситуации.

Для проведения данного тренировочного упражнения был разработан следующий сценарий: танкер отправляется от нефтяного терминала в порту Приморск (Россия) и двигается в западном направлении. В это же время пассажирский круизный лайнер выходит из Хельсинки в Санкт-Петербург. В тот момент, когда оба судна доходят до островов Сомерса (примерно в 15 милях на юго-восток от Финского архипелага), круизный лайнер сталкивается правым бортом с нефтяным танкером.

Один из танков танкера оказывается пробитым, в результате чего возникает аварийный пролив нефти и риск потенциального разлива от 7000 до 11 000 т сырой нефти. Круизныйлайнер также получил повреждения, в результате которых на борту возникает пожар; необходимо провести эвакуацию пассажиров, для чего на воду спускаются спасательные плоты и шлюпки. Морской центр координации спасательных операций (MRCC) получает сигналы бедствия, и аварийно-спасательная команда немедленно отправляется из Котки на место происшествия.

Все данные по происшествию заносятся в Систему моделирования оценки и управления действиями при возникновении чрезвычайной ситуации (тренажер PISCES II). Поскольку инцидент произошел в российских территориальных водах, управление действиями и ответственность за принятие решений лежат на российских органах быстрого реагирования.

На основании внесенных данных по чрезвычайной ситуации система прогнозирует возможные последствия разлива нефти и обеспечивает центр управления информацией, необходимой для поддержки принятия управленческих реше-ний по ликвидации нефтяного разлива. Кроме того, путем математического моделирования нефтяного разлива система рассчитывает траекторию последнего с учетом влияния погодных факторов на момент возникновения чрезвычайной ситуации и возможного воздействия береговой линии, а также производит расчет стоимости временных и ресурсных затрат на проведение всех действий по ЛРН.

На основании произведенных системой расчетов составляется план действий, который реализуется под наблюдением российского штаба. Визуализация чрезвычайного происшествия и его последствий на основании всех внесенных в систему данных, в том числе и полученных от воздушного наблюдения, помогает командованию MRCC определить наиболее эффективные способы проведения спасательной операции и ЛРН. А общая информационная платформа обеспечивает эффективное взаимодействие специалистов во всех странах-участниках учений для получения общего положительного результата.

Проведение подобного рода обучений способствует повышению квалификации всех специалистов по борьбе с разливами нефти вне зависимости от гражданства и государственных границ, а полученные в ходе обучения результаты могут стать абсолютно бесценными в случае возникновения реальной ситуации, когда решения будет принимать уже сплоченная многонациональная команда профессионалов своего дела.


Отработка новых методов борьбы с несанкционированными загрязнениями с помощью тренажеров «Транзас»

Новый метод борьбы с незаконными загрязнениями и современный подход к обучению персонала соответствующих служб действиям в кризисных ситуациях был разработан Марко Перковичем, профессором Университета Любляна и национальным экспертом Объединенного исследовательского центра Комиссии европейских сообществ (JRC), сотрудничестве с компанией «Транзас». Основная идея этого метода заключается в том, чтобы выявлять многочисленные судна и платформы, которые допускают утечку нефти, с помощью комплексного применения спутниковых снимков, архива данных о трафике автоматической идентификационной системы (АИС), навигационного тренажера и архива метеосводок в системе тренажера для отработки действий по ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций.

Ядром решения для реализации этого метода стала система PISCES производства «Транзас», разработанная для обучения персонала действиям по ликвидации аварийных разливов нефти, с возможностью подключения к АИС, РЛС, станции сбора метео- и океанографических данных, а также с возможностью наложения некоторых растровых изображений, таких как спутниковые снимки. Кроме того, направление движения того или иного судна под воздействием факторов окружающей среды могло быть впоследствии подтверждено с помощью навигационного тренажера.

Приложение PISCES, которое обычно применяется для создания прогрессивной модели нефтяного пятна, можно использовать и для обратного отслеживания источника такого нефтяного пятна. Основной целью этого так называемого ретроспективного статистического прогнозирования является обнаружение потенциального источника загрязнения. Таким образом, приложение позволяет исследователю проследить траекторию передвижений судна, полученную с помощью АИС, оценить и определить движение отдельных судов и их взаимодействие с остальным трафиком.

Метод определения источника загрязнения может быть довольно непростым, поскольку. могут возникнуть сложности с определением изначального местоположения, времени появления и источника загрязнения. Именно поэтому в описанном подходе используются данные о месторасположении судна, полученные с помощью АИС, которые впоследствии тщательно анализируются и интегрируются в ретроспективную модель нефтяного пятна, созданную с учетом поверхностных течений, измеряемых, например, РЛС декаметрового диапазона. Далее источник загрязнения определяется с помощью обратного моделирования, начиная с местонахождения нефтяного пятна, обнаруженного спутниковой системой наблюдений. И наконец, потенциально возможное неблагоприятное воздействие на окружающую среду определяется путем создания прогрессивной модели распространения нижней поверхности нефтяного пятна с учетом движения течений и погодных условий.

Описанный метод исследования был успешно применен в ходе реализации проекта AESOP («Воздушное и спутниковое наблюдение за появлением эксплуатационных загрязнений в Адриатическом море»), а также в ходе расследования появления нефтяного пятна неизвестного происхождения на западном побережье полуострова Истрия в августе 2008 г.

Игорь Гапешко

Генеральный директор ООО «Транзас Навигатор»