CC BY
46
Кодекс ОСПС с точки зрения Байесовского анализа
В.А. ЛОГИНОВСКИЙ, профессор Государственной морской академии им. адмирала С.О. Макарова, д.т.н. В.Е. КУЗЬМИН, ст. преподаватель Государственной морской академии им. адмирала С.О. Макарова
Сегодня влияние человеческих ресурсов экипажа на безопасность мореплавания и охрану судна становится наиболее определяющим в существующих системах менеджмента. Достаточно большая нагрузка на экипаж, обусловленная положениями современных международных правовых норм, еще более возросла из-за требований кодекса ОСПС. Одним из математических средств, используемых для анализа влияния человеческих ресурсов экипажа на безопасность и охрану судов, являются Байесовские сети (БС). Преимущество использования Байесовских сетей — в их устойчивости к неполноте информации, так как даже в таком случае полученный результат будет отражать наиболее вероятный исход событий.
Судоходная индустрия регулируется требованиями СО-ЛАС 74, включая МКУБ и кодекс ОСПС, ПДНВ 78/95, МАРПОЛ 73/78 и т.д. При этом она постоянно подвергается и сильному коммерческому давлению со стороны рынка, направленному на минимизацию затрат по перевозке грузов. Очень часто это приводит к снижению уровня зарплаты моряков и, вследствие этого, как к низкому уровню их квалификации, так и к сокращению численности экипажа или большей продолжительности контракта. Стали обычным явлением многонациональные экипажи, что не всегда способствует сотрудничеству на борту судна.
Все это приводит к нарушению требований конвенций ПДНВ-78/95 и МОТ-180 по часам отдыха экипажа, к чрезмерной нагрузке на экипаж и, как следствие, к снижению уровня безопасности и охраны. Анализ влияния численности экипажа на выполнение требований кодекса ОСПС, так же как и любых других международных требований, является важной задачей ИМО, национальных морских администраций и судовладельцев. Совершенно ясно, что «Принципы безопасного комплектования экипажа» должны реально учитывать нагрузку по охране судна.
Основной задачей данного исследования стала разработка модели, анализирующей влияние кодекса ОСПС на работу экипажа и его нагрузку. Очевидно, что нагрузка по охране судна не должна рассматриваться отдельно от других обязанностей экипажа. Сокращенный экипаж и жесткие требования по соблюдению часов отдыха, предъявляемые международными правовыми инструментами, определяют необходимость системного под-
хода к анализу влияния кодекса ОСПС на работоспособность экипажа судна, особенно при его эксплуатации на «коротком плече». Особым случаем следует считать применение уровней охраны 2 или 3, требующих повышенной нагрузки на экипаж (уровни охраны 1, 2, и 3 соответствуют нормальному, среднему и высокому уровню риска). Уровень охраны определяет функциональную и ресурсную связь между судном и портовым средством, так как требует применения определенных мер по охране как со стороны судна, так и со стороны портового средства.
Так как абсолютно все работы на судне выполняются экипажем, будет совершенно нелогичным исследовать вопросы выполнения требований кодекса ОСПС, МКУБ или несения вахты по отдельности. Модель судовых ресурсов должна принимать во внимание как индивидуальные обязанности, так и целиком все процессы, связанные с эксплуатацией судна. Особую роль в эксплуатации судна имеет оценка риска возникновения опасных ситуаций. Оценка риска представляет собой основную часть полной формализованной оценки безопасности (Formal Safety Assessment — FSA). Существует два метода количественной оценки риска: с помощью априорной статистики и с помощью моделирования. Недостаток использования традиционной статистики в том, что она анализирует данные прошлого времени и не учитывает развитие ситуации и введение новых требований. Построение модели риска представляется нам более прогрессивным методом, так как опасность оценивается до того, как произошел инцидент, хотя это и противоречит общему ходу истории мореплавания, когда правила разрабаты-
вались и принимались только после произошедших катастроф и аварий.
Так как БС представляют собой причинно-следственные цепи, то есть показывают причинно-следственные связи между «родительскими и дочерними» узлами, то мы можем использовать их для прогнозирования наиболее вероятного исхода событий. При каждом изменении входных данных БС будут давать новый прогноз развития событий, именно поэтому они и были выбраны для анализа влияния человеческих ресурсов экипажа. Для создания БС было выбрано программное обеспечение НИОЖ
На рис. 1 представлена модель оценки риска, разработанная с помощью БС. Ресурсы в настоящей работе рассматриваются как имеющиеся на борту судна человеческие ресурсы. Для ввода начальных значений в модель были использованы экспертные оценки и различные источники данных [1]. Для обеспечения достоверности моделирования в рамках работы был проведен обширный опрос судоводителей на тему «Достаточность ресурсов на борту судна для выполнения конвенционных требований», состоящий из 86 вопросов [5]. В этом опросе приняли участие более 150 человек, в основном капитаны и старшие помощники. Моделирование производилось с помощью объектно-ориентированной Байесовской сети (ООБС). Это сеть, содержащая вложенные сети в дополнение к обычным узлам. В свою очередь, вложенные сети могут содержать другие сети; таким образом, ООБС позволяет представить иерархическое описание исследуемой модели.
В этой модели мы принимали во внимание только человеческие ресурсы экипажа, так как именно они являются самым уязвимым местом в системе охраны судна. Все другие составляющие модели были зафиксированы. Модель состоит из следующих вложенных сетей (рис. 1 ), изображенных в виде прямоугольников, в то время как обыкновенные узлы сети показаны в форме эллипсов.
Наиболее ценным результатом моделирования является не общий риск, прогнозируемый с помощью модели, а сама структура модели, позволяющая выделить связи внутри модели и объяснить причи-
Crew ГС esc urces Subnet
Рис. 1.
Байесовская модель ресурсов экипажа
Рис. 2.
Сеть нагрузки на экипаж по требованиям ОСПС
ну возникающих проблем. Причем каждый раз при изменении входных данных мы будем получать на выходе новый численный результат, другими словами, каждый узел может рассматриваться как мера управления риском (Risk Control Measure — RCM), и его влияние на безопасность и охрану на море может быть исследовано.
Сеть нагрузки на экипаж по требованиям ОСПС включает в себя следующие узлы, которые формально представляются в виде векторов:
• ЛКС (SSO): узел описывает опыт лица командного состава, ответственного за охрану судна, его профессиональные навыки.
• Навыки по охране судна (ISPS Froficiency): узел описывает навыки экипажа по охране судна.
• Владение ситуацией (Situation Awareness): узел является результатом вложенной сети «Компетентность экипажа». Он показывает профессиональную компетентность экипажа в зависимости от следующих факторов: общий стаж работы, стаж работы на конкретном судне и в конкретном районе плавания судна, профессиональные навыки и т.д.
• Общая компетентность (General РгоАоепсу): этот узел объединяет узлы «Навыки по охране судна» и «Владение ситуацией».
• Состояние здоровья (Medical Fitness).
• Готовность (Preparedness): узел использует информацию от узлов «Общая компетентность» и «Состояние здоровья».
• Минимальный состав экипажа (Minimum Safe Manning): узел является результатом вложенной сети «Человеческие ресурсы».
• Уровень охраны (Security Level): узел описывает нагрузку на эки-
паж в зависимости от уровня охраны в сравнении с обычной работой судна.
• Конвенционные требования (ПДНВ, МОТ-180) (Conventional Requirements (STCW, ILO-180): узел учитывает требования по отдыху экипажа конвенций ПДНВ 78/95 и МОТ-180.
• Имеющиеся в наличии ресурсы (Available Resources): узел введен в сеть для того, чтобы собрать узлы «Конвенционные требования», «Минимальный состав экипажа» и «Готовность экипажа» в один узел.
• Многонациональный экипаж (Multinational Crew): этот узел показывает способность экипажа к сплоченным действиям в случае угрозы охране судна или любом другом аварийном случае. Состояния: многонациональный экипаж, мононациональный экипаж.
• Нагрузка по охране судна (Security Workload): узел является результирующим узлом одноименной сети. Это значит, что в этом узле собраны все данные из сети для передачи другим узлам БС. Именно этот узел показывает, имеем ли мы нормальную или повышенную нагрузку на экипаж по охране судна.
Результаты моделирования не противоречат здравому смыслу. Этот факт подтверждает, что модель адекватна исследуемым процессам. Так как модель была разработана для оценки тенденций (концептуальная модель), а не для получения точных результатов, то она имеет некоторые ограничения, включая и те, что присущи БС в целом:
1. Неполнота модели из-за отсутствия некоторых узлов может влиять на результат. Например, узел «Уровень образования» не был включен в модель, потому что на данный момент не имеется данных о зависимости уровня образования и уровня нагрузки на экипаж.
2. Большая устойчивость модели ведет к низкой чувствительности выходных данных. Это служит сигналом для необходимости введения процедуры «взвешивания» узлов.
3. Для моделирования были использованы априорные данные. Эти данные основываются на мнении экспертов и на опросе, проведенном среди 150 судоводителей разного уровня квалификации. Частотная интерпретация была использована вместо вероятностного подхода из-за недостаточного количества информации, что допустимо для практического анализа.
Анализ модели
Рис. 3A показывает компромисс между безопасностью мореплавания и охраной в зависимости от уровня охраны.
Результаты, показанные на диаграмме, могут быть объяснены так: при смене уровня охраны с 1 на 2 имеется небольшой запас экипажа по ресурсам, потому что общий уровень безопасности и охраны вырастает на 1% (с 87 до 88%). Этот запас не так велик, как требуется уровнем охраны 2, так как уровень безопасности снижается до 86%, а при уровне 3 мы видим, что общий уровень безопасности и охраны остался практически без изменений, как и при уровне 2. Этот факт фиксирует недостаточность ресурсов, так как для поддержания уровня охраны нам приходится жертвовать безопасностью, что не является допустимым.
Рис. 3B показывает зависимость уровня безопасности и охраны от выбранных мер контроля риска, так называемый рейтинг мер контроля риска (RCO rating), основанный на результатах моделирования. Как видно из рисунка, передача части обязанностей экипажа береговым структурам приводит к положительным результатам. Также видна
Рис. ЗА. Компромисс между безопасностью мореплавания и охраной ОСПС
Рис. 3B. Рейтинг мер контроля риска
Рис. 4. Охрана и безопасность — передача части функций экипажа береговым структурам
Рис. 5A. Охранное оборудование
Рис. 5B. Нагрузка по ОСПС [4]
четкая взаимосвязь между уровнем безопасности и уровнем охраны, с уменьшением общей нагрузки мы получаем улучшение как безопасности, так и охраны, так как у экипажа остается больше времени на выполнение судовых работ.
Помимо технических средств контроля риска, можно выделить группу средств контроля, направленных на учет человеческого фактора. Основное назначение данной группы, которая называется «Судовые ресурсы» (Crew Resources RCO), — улучшить показатели работы экипажа с помощью дополнительной подготовки и дополнительного персонала. БС «Судовые ресурсы» включает в себя следующие узлы:
• Культура безопасности (Safety culture).
• Тренажерная подготовка (Simulator training).
Рис. 4 показывает изменения в уровне охраны в зависимости от второй группы средств контроля риска.
Из диаграмм видно, что передача части функций экипажа по охране портовым средствам (рис. 4A) значительно повышает уровень охраны судна, так как портовые средства гораздо меньше ограничены в ресурсах по сравнению с судами. Следует также отметить, что передача части судовых работ береговым подразделениям (рис. 4B) улучшает как
уровень безопасности, так и уровень охраны судна, так как у экипажа появляется больше времени для качественного выполнения судовых обязанностей.
Третья группа средств контроля риска включает в себя технические меры, направленные на снижение нагрузки за счет автоматизации процессов, например установку сертифицированной охранной системы по контролю за трапом. Рис. 5А отображает зависимость уровня охраны от внедрения таких мер.
Вряд ли можно сказать, что сегодня существует одна или две меры, позволяющие значительно улучшить уровень безопасности и охраны на судах, а поэтому только комплекс таких мер может привести к существенным положительным результатам. Ресурсы экипажей ограничены по различным параметрам, включая численность, квалификацию, компетентность, временные ресурсы и т.д. Квалификация моряка играет главную и наиболее существенную роль в обеспечении выполнения требований современных международных инструментов. Усложнение условий работы моряков требует повышения уровня их подготовки. Компетентность экипажа — мера уровня безопасности и охраны судна. Обычным в мореплавании является дублирование оборудования для повышения его надежности, те же самые принципы должны действовать и в отношении экипажа.
Сравнивая наши результаты с другими работами, мы можем отметить их соответствие, что показано на рис. 5В, взятом из [4].
Моделирование подтвердило факт существования практически предельной нагрузки на экипаж из-за ограниченности человеческих ресурсов, необходимость создания объединенной системы безопасности и охраны, а также передачи части функций экипажа береговым структурам.
Литература
1. NAV 49/inf. 2 Large passenger ship safety: effective voyage planning for large passenger ships, report submitted by Norway, IMO, 2003.
2. MSC/Circ. 1023, MEPC/Circ. 392 Guidelines for formal security assessment (FSA) for use in the IMO rule-making process, IMO, 2002.
3. HUGIN manual and software, HUGIN Expert A/S, Denmark, 1995-2005.
4. Charalambous T. Questionnaire findings on experience on ISPS implementation from crew/vessel point of view, DFM Presentation, www.thedigitalship.com.
5. Loginovsky V.A., Gorobtsov A.P., Kuzmin V.E., Lomanov KS. Influence of Resources on implementation of quality procedures in MET system and safety at sea (IRMETS), FINAL REPORT, IAMU, 2005.
