CC BY
16
DOI: 10.12845/bitp.43.3.2016.14
dr inz. Dorota tozowicka1 dr inz. Magdalena Kaup2
Przyjçty/Accepted/Принята: 18.01.2016; Zrecenzowany/Reviewed/Рецензирована: 16.08.2016; Opublikowany/Published/Опубликована: 30.09.2016;
Koncepcja bezpiecznej ewakuacji ze statkow cumuj^cych w rzeczno-morskim porcie Szczecin w przypadku zagrozenia terrorystycznego podczas trwania imprez masowych3
The Concept of Safe Evacuation From Sea Faring Vessels at the Port of Szczecin in Circumstances Occasioned by Terrorist Threats during Mass Events
Концепция безопасной эвакуации с судов причаливающих в речном и морском порте Щецин в случае террористической угрозы во время
массовых мероприятий
ABSTRAKT
Cel: Celem artykulu jest opracowanie koncepcji bezpiecznej ewakuacji osob ze statkow cumuj^cych przy nabrzezach pasazerskich rzeczno-morskiego portu Szczecin podczas trwania imprez masowych w przypadku zaistnienia zagrozenia terrorystycznego.
Wprowadzenie: Kazdego roku w porcie Szczecin obslugiwanych jest okolo 100 jednostek pasazerskich, na ktorych przebywaj^ tysi^ce osob. Ich kumulacja nast^puje podczas imprez masowych odbywaj^cych si£ w ramach organizowanych przez miasto Szczecin Dni Morza czy Tall Ship Races. Zapewnienie komfortu oraz wysokiego poziomu bezpieczenstwa na jednostkach pasazerskich podczas rejsu oraz postoju w porcie jest dzialaniem priorytetowym. Nie zawsze mozliwe jest calkowite wyeliminowanie zagrozen, dlatego w artykule skupiono si£ na opracowaniu koncepcji bezpiecznej ewakuacji osob znajduj^cych si£ na zacumowanych jednostkach lub na nabrzezach pasazerskich.
Metody: Do wylonienia najlepszych wariantow ewakuacji osob znajduj^cych si£ w okreslonych sektorach na nabrzezach pasazerskich opracowano algorytm post^powania w oparciu o teori^ grafow i algorytmy genetyczne. Obliczenia wykonano w programie MATLAB z wykorzystaniem pakietu Optimization Toolbox. Opracowano oryginaln^ metody kodowania rozpatrywanego problemu do postaci, ktora moze bye przetwarzana przez algorytm genetyczny (funkcja przystosowania, chromosomy, dobor pokolenia pocz^tkowego). Wyniki: W oparciu o plan nabrzezy i okolic wytypowano obiekty, b^d^ce bezpiecznymi miejscami, do ktorych mozna skierowae grupy osob. Uwzgl^dniono pojemnose i odpowiednie zaplecze higieniczno-sanitarne tych obiektow. Nabrzeze podzielono na sektory i wyznaczono z kazdego z nich trasy ewakuacyjne do bezpiecznych miejsc. Opracowana metoda z wykorzystaniem algorytmow genetycznych umozliwila wylonienie najkorzystniejszych wariantow ewakuacji, zatem ustalono ile osob powinno pod^zae dan^ tras^ tak, aby czas calkowity ewakuacji byl jak najkrotszy.
Wnioski: Usytuowanie nabrzezy pasazerskich w porcie Szczecin pozwala na organizowanie na ich terenie imprez masowych. Podczas takich imprez na ich terenie moze przebywae jednoczesnie kilka tysi^cy osob, co stanowi wyzwanie dla sluzb odpowiedzialnych za bezpieczenstwo uczestnikow imprez.
Zastosowane metody poszukiwania najlepszych wariantow ewakuacji oraz wyniki obliczen mog^ pozwolie na zwi^kszenie poziomu bezpieczenstwa poprzez opracowanie wytycznych do przygotowania procedur ewakuacyjnych na organizowane imprezy.
Slowa kluczowe: bezpieczenstwo, terroryzm, ewakuacja, algorytmy genetyczne, port rzeczno-morski, impreza masowa Typ artykulu: oryginalny artykul naukowy
ABSTRACT
Aim: The purpose of this article is develop the concept of safe evacuation of people from sea faring vessels, berthed at the passenger port of Szczecin during mass events, in circumstances occasioned by terrorist threats.
Introduction: Every year, the port of Szczecin hosts some 100 passenger vessels, which ferry thousands of people. Peak activity is achieved during mass events such as Szczecin Sea Days or Tall Ship Races. The task of providing passenger comfort and high level of security on vessels docked at the port is a priority. It is not always possible to completely eliminate risks, hence, the article concentrates on the development of safe
Akademia Morska w Szczecinie / The Maritime University of Szczecin;
Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie / West Pomeranian University of Technology; magdalena.kaup@zut.edu.pl; Autorzy wniesli rowny wklad merytoryczny w opracowanie artykulu / The authors contributed equally to this article;
D01:10.12845/bitp.43.3.2016.14
evacuation procedures for people found on moored vessels or located on the quayside.
Methods: In order to identify the best evacuation option for people found in specific areas of the quayside, a procedure algorithm was developed, based on graph theory and genetic algorithms. Calculations were performed with the use of MATLAB software utilising an Optimization Toolbox package with a Genetic Algorithm and Direct Search Toolbox (GAtoolbox) module. An original method was developed for encoding problems under investigation into a format, which could be processed by genetic algorithms (adaptive function, chromosomes, selection of the primary generation).
Results: Safe locations were identified from plans of the quayside and surrounding areas, where people could be evacuated, taking into account capacity and need for adequate hygiene as well as sanitary facilities. Quaysides were divided into sectors and from each an evacuation route was identified, which led to a safe location. The developed method, utilising genetic algorithms, facilitates the determination of the most suitable evacuation route permutation and identified the volume of people which should follow a given route so as to minimise the overall evacuation time. Conclusions: The location of quayside and wharfs, at the port of Szczecin, allows for the running of mass events. Such circumstances lead to the presence of several thousands of people at any given time and presents a challenge to services responsible for ensuring the safety of spectators and people taking part in events. The application of methods used, in the search for optimal evacuation permutations and calculated results, may allow for the enhancement of safety levels by development of appropriate evacuation guidelines for organised events.
Keywords: security, terrorism, evacuation, genetic algorithms, sea-river port Type of article: original scientific article
АННОТАЦИЯ
Цель: Цель данной статьи заключается в разработке концепции безопасной эвакуации людей с судов, пришвартованных у пассажирских причалах речного и морского порта Щецин в случае возникновения террористической угрозы.
Введение: Каждый год в порту Щецин обслуживается около 100 пассажирских судов, на которых находятся тысячи людей. Их скопление наблюдается во время массовых мероприятий, организованных городом Щецин в рамках Дней моря или Tall Ship Races. Обеспечение комфорта и высокого уровня безопасности на пассажирских судах во время круиза и стоянки в порту является приоритетной задачей. Не всегда возможно устранить все угрозы, поэтому в статье особое внимание было уделено разработке концепции безопасной эвакуации людей, находящихся в судах пришвартованных у берега или у пассажирских причалов. Методы: Для того, чтобы определить наилучшие варианты эвакуации людей, находящихся в конкретных секторах у пассажирских причалов был разработан алгоритм поведения основанный на теории графов и генетических алгоритмах. Расчеты проводились с помощью программы MATLAB и пакета Optimization Toolbox. Был разработан оригинальный метод кодирования рассматриваемой задачи в форму, которая может быть обработана с помощью генетического алгоритма (функция адаптации, хромосомы, подбор начального поколения).
Результаты: На основании плана причалов и их окрестностей были выбраны объекты, которые могут служить в качестве безопасных мест, куда могут быть направлены группы людей, принимая во внимание вместимость и соответствующие санитарно-гигиенические условия этих объектов. Причал разделен на секторы, из каждого из них были установлены пути эвакуации в безопасные места. Разработанный метод с использованием генетических алгоритмов позволил выявить наилучшие варианты эвакуации. Благодаря тому можно было определить, сколько людей должно следовать по маршруту таким образом, чтобы общее время эвакуации было как можно короче.
Выводы: Расположение пассажирских причалов в порту Щецин позволяет организовать не его территории массовые мероприятия. В связи с этим на данной территории может находиться несколько тысяч человек. Это вызов для служб, отвечающих за безопасность участников массовых мероприятий. Используемые в статье методы поиска лучших варианты эвакуации и результаты расчетов могут позволить повысить уровень безопасности путем разработки руководств для подготовки процедур эвакуации для организованных мероприятий.
Ключевые слова: безопасность, терроризм, эвакуация, генетические алгоритмы, речной и морской порт, массовое мероприятие Вид статьи: оригинальная научная статья
1. Wstfp
Zegluga morska i srödl^dowa zaliczana jest do rodzajöw dzialalnosci czlowieka, ktöre cechuje wysoki poziom ryzyka. Wszelkie prace i dzialania prowadzone s^ na mniej lub bardziej skomplikowanych systemach technicznych w nieprzewidy-walnym srodowisku wodnym. Podczas zeglugi pod wplywem röznych czynniköw inicjuj^cych moze dojsc do niebezpiecz-nych sytuacji, zagrazaj^cych zyciu pasazeröw i zalogi, a takze niebezpiecznych dla ladunköw i jednostki transportowej.
Poniewaz uzyskanie absolutnej niezawodnosci systemöw technicznych oraz wyeliminowanie wszystkich czynniköw za-grazaj^cych funkcjonowaniu jednostki nie jest mozliwe, wazne aby wczesniej okreslic i zbadac zaröwno zrödla zdarzen niepo-z^danych, jak i warunki ich ksztaltowania oraz mozliwe skutki. W przypadku jednostek pasazerskich utrzymanie standardöw bezpieczenstwa jest zadaniem priorytetowym. Dlatego bardzo wazna jest dbalosc o doskonaly stan techniczny statköw, a takze staranna praca wszystkich czlonköw zalogi, ktöra pozwoli unik-n^c sytuacji nadzwyczajnych, ktöre moglyby spowodowac nega-tywne skutki podczas rejsu oraz postoju w porcie.
Obecnie wyröznia si§ trzy formy zeglugi pasazerskiej: wy-cieczkow^, pasazersk^ liniow^ i promow^ [1]. S^ to zaröwno stale regularne pol^czenia pomi^dzy tymi samymi portami
zgodnie z rozkladem rejsow, jak i tygodniowe czy miesi^czne rejsy, w ktorych statki zawijaj^ do kilku lub kilkunastu portow, a pasazerowie maj^ zapewnione zwiedzanie czy wypoczynek w miastach-portach i okolicy. Statkami pasazerskimi, o roz-nym tonazu i standardzie wyposazenia, podrozuj^ setki lub tysi^ce pasazerow w roznych rejonach swiata. Zgromadzenie tak duzej liczby osob w jednym miejscu stwarza mozliwosci do zaistnienia ryzyka nieprzewidzianych zdarzen.
Do portu w Szczecinie okolo 80-100 razy w roku zawija-j^ srodl^dowe jednostki pasazerskie, a kilka lub kilkanascie razy rocznie takze pelnomorskie wycieczkowce. Ogranicze-nia akwenow portowych i nabrzezy powoduj^, ze nie s^ to jednak duze jednostki, tak jak w przypadku Portu Gdynia czy Portu Gdansk. Organizacja w miescie masowych imprez takich jak Dni Morza, czy The Tall Ship Races sprawia, ze przy nabrzezach cumuje wiele jednostek, a na nabrzezach i w okolicy przebywaj^ tysi^ce osob. Do chwili obecnej nie mialo miejsca zdarzenie, ktore moglo zagrazac bezpieczen-stwu pasazerow statkow b^d^cych w porcie i innych osob podczas imprez organizowanych na Walach Chrobrego. Istnieje jednak pewien poziom prawdopodobienstwa ze zdarzenie niepoz^dane wyst^pi i b^dzie wymagalo podj^-cia natychmiastowych reakcji w wyniku okreslonych relacji przyczynowo-skutkowych.
ИССЛЕДОВАНИЯ И РАЗВИТИЕ
D01:10.12845/bitp.43.3.2016.14
2. Charakterystyka i rodzaje zagrozen statkow pasazerskich
Bezpieczenstwo jednostki piywaj^cej to stan, w ktorym zaloga oraz pasazerowie nie s^ narazeni na utrat^ zdrowia lub zycia, a ladunek i sama jednostka nie s^ narazone na uszko-dzenie lub zniszczenie. Wedlug M. Hanna i innych bezpieczenstwo jest wlasnosci^ makrosystemu, polegaj^c^ na zdol-nosci funkcjonowania w okreslonych warunkach i w okreslo-nym czasie bez zajscia wypadku [2]. Jednak ze wzgl^du na istnienie bardzo wielu czynnikow zagrazaj^cych, ktorych nie mozna calkowicie wyeliminowac, zapewnienie takiego stanu eksploatacji przez dlugi okres, jest praktycznie niemozliwe.
Zgodnie z defini j R. Krystka zagrozeniem nazywamy zrodlo zdarzenia niepoz^danego, ktore moze spowodowac szkod^, czyli utrat^ zycia, uraz fizyczny, utrat^ mienia lub zniszczenia. Zrodlami tych zagrozen s^ m.in. czynniki fizycz-ne, chemiczne, organizacyjne, osobowe, ktorych obecnosc, stan czy wlasciwosci s^ powodem wyst^pienia niepoz^danych zdarzen. Stan, w ktorym wyst^puj^ zagrozenia, nazywany jest niebezpieczenstwem [3].
Wyroznia si§ zagrozenia wewn^trzne i zewn^trzne. Bior^c pod uwag^ statek jako element analizy, do zagrozen zewn^trz-nych nalezy zaliczyc wszystkie czynniki znajduj^ce si§ poza statkiem, ktore maj^ wplyw na jego bezpieczenstwo, a ktorych zrodlem s^: przyroda, wytwory ludzkiej cywilizacji czy inny czlowiek [4], nat^zenie ruchu, warunki zeglugi w danym akwenie. Pomimo ze s^ to zagrozenia tradycyjnie wpisane w historic doswiadczen czlowieka, ci^gle brakuje wystarcza-j^co skutecznych srodkow ograniczaj^cych ich negatywne skutki. Natomiast zagrozeniami wewn^trznymi nazywamy zagrozenia, ktore mog^ zaistniec na danym statku i s^ wy-nikiem realizowanych przez zaloga czynnosci i pelnionych przez ni^ funkcji [4].
Analizy statystyczne oparte na pierwotnych skutkach za-istnialych awarii, wypadkow czy katastrof wykazuj^, ze ist-nieje kilka rodzajow zagrozen. Sposrod nich nalezy wyroznic zagrozenia nawigacyjne, spowodowane bl^dami w nawigo-waniu jednostk^, b^dz awari^ urz^dzen nawigacyjnych. Ich skutkiem s^ np. zderzenia, osiadanie statkow na mieliznie czy uszkodzenia lodowe i sztormowe.
Inn^ grup^ stanowi^ zagrozenia termiczne, powoduj^ce powstanie pozarow na statku i mog^ce doprowadzic w konse-kwencji do zatoni^cia jednostki.
Wyroznic nalezy rowniez zagrozenia eksploatacyjne, zwi^zane z okresem eksploatacji statku, zm^czeniem i zuzy-ciem poszczegolnych urz^dzen i mechanizmow. Mog^ one
prowadzic np. do uszkodzen korozyjnych, p^kni^cia kadluba czy utraty wytrzymalosci statku.
Nast^pnym rodzajem zagrozenia jest zagrozenie technicz-ne, b^d^ce skutkiem bl^dow projektowych i konstrukcyjnych czy tez naruszenia rezimow i warunkow eksploatacji. Najcz^-sciej zagrozenia te dotycz^ systemow nap^dowych statkow czy tez konstrukcji kadluba, jednak dokonuj^cy si§ post^p techniczny w znacznym stopniu pozwala obnizyc awaryjnosc statku.
Podczas omawiania zagrozen nalezy rowniez wzi^c pod uwa-czynnik ludzki, ktory jest najcz^stsz^ przyczyn^ wypadkow. Ba-dania statystyczne wykazuj^, ze okolo 80% wszystkich wypadkow i awarii bylo spowodowanych przez bl^dy ludzkie. Na rycinie 1 przedstawiono procentowy udzial poszczegolnych bl^dow ludz-kich, ktore przyczyniaje si§ do zajscia niepoz^danego zdarzenia.
Najcz^sciej bl^dy te wynikaly z niewykonania lub niepra-widlowego wykonania wymaganych procedure operacji, czy tez wykonania czynnosci niezgodnych z procedure Moge one byc spowodowane dzialaniem jednej lub kilku osob, st^d tez moge miec charakter indywidualny lub zespolowy. W ogolnosci praca czlowieka na statku ulega silnym wply-wom srodowiska zewn^trznego. Zalezy tez od parametrow techniczno-eksploatacyjnych statku. Ludzki bl^d odgrywa znacz^c^ rol§ w wyst^pieniu wypadku w zegludze.
Zagrozenia s^ nieodl^cznym elementem zeglugi na stat-kach pasazerskich. Trudno jest je przewidziec i oceniac ich przebieg. Mozna jednak, poprzez wlasciwe i zgodne z procedure post^powanie, wyeliminowac pewne czynniki zagraza-j^ce i zapobiec lub zminimalizowac ewentualne skutki, ktore na statkach pasazerskich b^d^ mialy zupelnie inny (duzo wi^kszy) wymiar i charakter niz na statkach towarowych.
3. Terroryzm jako szczegolny rodzaj zagrozenia na statkach pasazerskich
W ostatnich latach zaobserwowano nowe zjawisko prze-mocy rozni^ce si§ od piractwa i rozboju morskiego oraz nie-generowane z pobudek kryminalnych. Jest nim terroryzm i przemoc wynikaj^ca z motywow politycznych, religijnych i ideologicznych. Zorganizowane akcje terrorystyczne ukie-runkowane s^ na naruszenie porz^dku prawnego. Maj^ na celu wymuszenie na wladzach panstwowych i spoleczen-stwach okreslonych zachowan lub swiadczen. Akty prze-mocy polegaje na zabojstwach, grozeniu smierci^, mordach politycznych, wzi^ciu zakladnikow, uprowadzaniu jednostek transportowych i stosowaniu innych form nacisku wyroznia-j^cych si§ bezwzgl^dnosci^ i okrucienstwem.
■
■
10% 8% 22% ■
8%% ■
8°% 17% ■
5% 4% 4% 14% ■
W ■
■
EBtqcd oficera poktadoveego / Dekck officer error
Btqd oficerai maszypovcego / Engine officer error
EBtqd zatoi/i / Crew error
Btqd puilcota / Pilot error
Awaria mechaniczna / Mechanical failure
Dotychczas nie poznano przyczyny / Under investigation
Uszkodzenia ponstrukcyjne / Structural failure
Awarie w/yposazenia / Equipment failure
Ryc. 1. Rodzaje bl^dow ludzkich b^d^cych przyczyny zdarzenia niepoz^danego w zegludze [5] Fig. 1. Human errors resulting in adverse incidents involving shipping [5]
Po zaistnialych wydarzeniach na przestrzeni ostatnich lat, a w szczególnosci po zamachach terrorystycznych we wrze-sniu 2001 roku, stwierdzono, ze statki równiez mog^ byc uzy-te jako cel lub narz^dzie terrorystów [б].
Ogólnie terroryzm morski kojarzy siç z uprowadzeniem statków. Liczba tych aktów nie jest duza, dlatego nie wywo-luje wiçkszego lçku i grozy, tak jak w przypadku terroryzmu w transporcie l^dowym i lotniczym.
W klasyfikacji stopnia zagrozenia atakiem terrorystycz-nym w aspekcie rodzaju jednostki, najbardziej narazone na ataki s^ promy pasazerskie i pasazersko-towarowe oraz wy-cieczkowce. Wynika to ze wzglçdu na duz^ efektywnosc dzia-lan terrorystycznych, szczególnie dotycz^cych mozliwosci wziçcia zakladników, zyskania rozglosu, wywierania nacisku spolecznego na wladze administracyjne i rz^dowe w celu re-alizacji z^dan terrorystów.
Trzeba zwrócic uwagç na to, ze tzw. statki turystyczne mog^ zaokrçtowac ok. 3000 pasazerów i posiadaj^ ok. 12001400 czlonków zalogi. Co wiçcej ich szlaki wycieczkowe s^ powszechnie znane, a terminy zawiniçcia do portów i czas postoju scisle okreslone w programach rejsowych, co ulatwia terrorystom przygotowanie akcji.
Statki pasazerskie s^ atrakcyjne z punktu widzenia spraw-ców, poniewaz stwarzaj^ one mozliwosc pojmania i nadzoro-wania duzej liczby osób, z zamiarem uzycia ich w charakterze zakladników lub pozbawienia zycia (w przypadku uprowa-dzenia wloskiego statku pasazerskiego MS Achille Lauro czte-rech terrorystów sprawowalo peln^ kontrolç nad ponad tysi^-cem pasazerów i czlonków zalogi) [7]. Ponadto statek morski, a zwlaszcza wycieczkowiec, dysponuje znaczn^ autonomicz-nosci^ uniezalezniaj^c^ sprawców od zaopatrzenia z zewn^trz i wyposazony jest w srodki l^cznosci o zasiçgu globalnym.
Analiza dotychczasowych ataków terrorystycznych ukie-runkowanych na zawladniçcie statkami pasazerskimi pozwo-lila na okreslenie miejsc (sytuacji), umozliwiaj^cych sprawcy przedostanie siç na jednostkç plywaj^c^ [7]:
1. W porcie:
- w sposób skryty, z zamiarem rozpoczçcia akcji po wyj-sciu jednostki w morze;
- jawnie i legalnie z zakupem biletu, z zamyslem przepro-wadzenia akcji po opuszczeniu portu;
- z uzyciem przemocy, z zamiarem opanowania jednostki podczas postoju i pózniejszego zmuszenia zalogi do jej wyprowadzenia na morze.
2. Podczas postoju na redzie lub kotwicowisku;
3. Podczas przejscia morzem:
- skryte przenikniçcie na poklad manewruj^cej jednostki i rozpoczçcie dzialan ukierunkowanych na jej opanowa-nie dopiero po przedostaniu siç grupy szturmowej na poklad, co umozliwia uzyskanie pelnego zaskoczenia i uniemozliwia zalodze wezwanie pomocy;
- wymuszenie zatrzymania statku ogniem broni maszy-nowej prowadzonej z szybkich lodzi motorowych, a na-stçpnie obsadzenie jednostki przez grupç abordazow^ (sposób ten nie daje uzyskania pelnego zaskoczenia, zaatakowana jednostka moze wezwac pomoc).
Atak podczas ruchu promu jest dosc trudny, wymaga bo-wiem uzycia odpowiednich, szybkich jednostek, wyposazo-nych w bron rakietow^ lub dzialka konwencjonalne do wy-muszenia zatrzymania jednostki, albo posiadania oddzialów, wyszkolonych do abordazu w warunkach uzyskania pelnego zaskoczenia i uniemozliwienia wezwania pomocy. Równiez na kotwicy sytuacja jest podobna, chociaz latwiej jest podply-n^c po cichu na pontonach, tratwach lub szalupach i zasko-czyc wachtç kotwiczn^ wejsciem na poklad za pomoc^ zarzu-conych na burtç lin z hakami lub po lancuchu kotwicznym. Natomiast port jest miejscem umozliwiaj^cym zastosowanie róznych wariantów ataku. W przypadku promów terrorysci
DOI:10.12845/bitp.43.3.2016.14
z wykupionymi biletami mog^ legalnie zaokrçtowac siç i opa-nowac jednostkç na morzu.
Czynnikiem decyduj^cym o ataku terrorystów jest czç-sto narodowosc i obywatelstwo pasazerów, zwlaszcza panstw pozostaj^cych w konflikcie z grup^ przestçpcz^ lub zaokrç-towanie waznej osobistosci, mog^cej byc kart^ przetargow^ w spelnieniu z^dan sprawców ataku. Atak na prom moze od-bywac siç w sposób skryty lub z wykorzystaniem przemocy. W ataku mog^ uczestniczyc zorganizowane oddzialy terrorystów przygotowanych do tego rodzaju akcji. Zaskoczenie jest czçsto stosowan^ form^ ataków terrorystycznych. Dziç-ki skrytemu i cichemu podejsciu napastnicy obezwladniaj^ zalogç przy pomocy broni bialej. Dzialania terrorystów nie ograniczaj^ siç do wspomnianych wyzej metod i srodków, coraz czçsciej bowiem przygotowuj^ oni ataki z uzyciem bardziej wyrafinowanych rodzajów broni, takich jak bakteriolo-giczna, chemiczna, nuklearna oraz torpedowa oraz wykorzy-stuj^ okrçty podwodne.
Istnieje duze prawdopodobienstwo, ze terrorysci opraco-wuj^ nowe sposoby wykorzystania statków w dzialaniach terrorystycznych. W celu rozszerzenia obszaru ataków na rejony odlegle od brzegu mozliwa jest adaptacja statku-bazy dla szybkich lodzi motorowych, co daje operacjom na pelnym morzu mozliwosc zabezpieczenia logistycznego. Terrorysci posiadaj^ uzbrojone morskie jednostki uderzeniowe w postaci zama-skowanych kutrów i statków rybackich oraz upozorowanych jachtów sportowo-turystycznych lub pulapki z materialem wy-buchowym zdalnie sterowane na wytypowany cel morski.
Przy analizowaniu zagrozenia jednostek plywaj^cych i obiektów portowych wywolanego dzialaniami terrorystycz-nymi nalezy zwrócic szczególn^ uwagç na mozliwosc napadu na statek pasazerski, poniewaz na wszystkie dzialania przemocy narazona jest ludnosc cywilna. Nalezaloby rozwazyc ewentualnosc ataku terrorystycznego na jednostkç pasazer-sk^, która zacumowana jest w porcie w celu uczestnictwa w imprezie masowej. Zagrozenie moze byc powazniejsze ze wzglçdu na obecnosc innych statków przy kei oraz osób, które s^ zgromadzone na nabrzezu. W zwi^zku z tym nalezy prze-widziec sprawn^ ewakuacjç ludzi z otoczenia opanowanego przez terrorystów, zaktadaj^c, ze maj^ oni mozliwosc detona-cji ladunków wybuchowych o duzej sile razenia.
4. Analiza zawiniçc statków pasazerskich do portu w Szczecinie
Kazdego roku do portu w Szczecinie zawijaj^ rzeczne i pelnomorskie wycieczkowce, które cumuj^ na czterech nabrze-zach przeznaczonych dla statków pasazerskich (Bulwar Chro-brego, Nabrzeze Polskie, Nabrzeze Pasazerskie, Nabrzeze Wie-leckie). W roku 2015 zarejestrowano l^cznie okolo 100 zawiniçc wycieczkowców rzecznych i 1 zawiniçcie wycieczkowca pelno-morskiego. Ponizej na rycinach 2 i 3 przedstawiono zawiniçcia statków pasazerskich do portu w Szczecinie, które mialy miejsce w ostatnich latach oraz te, które zostaly zaplanowane na rok 2015 oraz liczbç pasazerów, którzy przyplynçli na tych j ednostkach.
Najwiçcej zawiniçc wycieczkowców (114) zanotowano w 2010 roku. Wtedy tez do portu przyplynçlo l^cznie 13 000 pasazerów. W latach pózniejszych nast^pil spadek liczby pasazerów, co utrzymuje siç do dzis, jednak wartosc ta przekra-cza 7000 pasazerów rocznie, poza rokiem 2014, kiedy wartosc ta wynosila jedynie 5848.
Obecnie zawijaj^ce wycieczkowce rzeczne na swoim po-kladzie mog^ przewozic ok. 80 pasazerów. Parametry technicz-no-eksploatacyjne tych jednostek uzaleznione s^ od ograniczen trasy rejsów - mozliwosci podnosni w Niderfinow oraz ograni-czen kanalu Odra-Havela. Po zmodernizowaniu szlaku wodne-go Odra-Havela oraz otwarciu nowej podnosni statków w roku 2020 do Szczecina bçd^ mogly zawijac duze wycieczkowce [8].
ИССЛЕДОВАНИЯ И РАЗВИТИЕ D01:10.12845/bitp.43.3.2016.14
>U 4-
Q
120 100 80 60 40 20 0
102
100
I Wycieczkowce rzeczne/ River cruises
Wycieczkowce petnomorskie/ Sea
2010 2011 2012 2013 2014 2015 Rok/Year
Ryc. 2. Liczba zawini^c wycieczkowcow do portu w Szczecinie w latach 2010-2015 [8] Fig. 2. The number of cruise arrivals at the port of Szczecin during the years 2010-2015 [8]
s IS
re £
- 5
14000 12000 10000 8000 6000 4000 2000 0
13000 -ТЧ
2010 2011 2012 2013 Rok/Year
2014
Pasazerowe wycieczkowców rzecznych/ River cruises passengers
Pasazerowe wycieczkowców petnomorskich/ Sea cruises passengers
Itqczna liczba pasazerów wycieczkowców/ Total number of passengers
Ryc. 3. Liczba pasazerow wycieczkowcow przybylych do portu w Szczecinie w latach 2010-2014 [8] Fig. 3. The number of cruise passengers at the port of Szczecin during the years 2010-2014 [8]
Najcz^sciej i najch^tniej wybieranym nabrzezem przez ar-matorów statków pasazerskich, ze wzgl^du najego atrakcyj-nosc i bliskosc do cantrum,jest Bulwar Chrobrego. W tabeli 1 przedstawiono podstawowe parametry nabrzezy, na których mog^ cumowac sitaitki pasazerskie w porcie Szczecin. Wi^cej informacji na ich temat mozna znaleec w publikacjach Kaup, Lozowickiej i Chmielewskiej-Przybysz [9-10].
Trzy nabrzeza pasazerskie s^ dogodnie skomunikowane z centrum miasta. Jedynie w przypadku Nabrzeza Polskiego, które niestety jest malo reprezentatywne, pesazerowie maj^ do pokonania dluzszij tras<i. Na rycinie 4 przedatawiono uklad ulic w rejonie poszczególnych nabrzezy pasazerskich w porcie Szczecin.
Wiele imprez masowych w Szczecinie odbywa si§ na nabrzezach pasazerskich i w ich okolicach. Nalez^ do nich m.in. Final Regat The Tall Ship' Races, Dni Morza, Dni Odry czy Mi^dzynarodowy Festiwal Ogni Sztucznych Piro-magic. Podczas trwania imprez masowych zamykanych jest wiele ulic, organizowany jest objazd i komunikacja zast^p-cza. Ustawa z dnia 20 marca 2009 r. o bezpieczenstwie imprez masowych [12] okresla zasady post^powania i warunki bezpieczenstwa podczas trwania imprez masowych. W na-st^pnej cz^sci artykulu zostan^ przeanalizowane mozliwo-sci ewakuacji pasazerów ze statków cumuj^cych w porcie Szczecin w przypadku zagrozenia terrorystycznegopodczas trwania imprezy masowej.
Tabela 1. Parametry nabrzezy pasazerskich w porcie Szczecin [9-10] Table 1. Passenger wharf parameter at the Port Szczecin [9-10]
Lp. / No Nabrzeze/ Wharf Dlugosc nabrzeza/ Lenght of wharf [m] Dopuszczalne zanurzenie statków/ Permissible ship draft [m] Odleglosc od centrum miasta/ Distatnce from the center of city [m]
1. Bulwar Chrobrego 270 6,00 - 6,50 500
2. Pasazerskie 377,5 4,10 - 5,10 600
3. Polskie 260 9,10 - 9,15 2000
4. Wieleckie 235 2,10 - 3,20 400
' ta
i .
i I
i
Ж
I
h
; y
X
/1
ï i
jr ,
rï . I Jj1
i / ^r
о ■
DOI:10.12845/bitp.43.3.2016.14 ЯШ ■ 3»
■
^ t 4 í
__
X ta
\ .
1-Я AiitoMa
Ryc. 4. Uklady ulic w s^siedztwie nabrzezy p»a.s^f;rsli:ich w Szczecime [11] Fig. 4. Street configuration in the passenger wharves neighborhood at Szczecin [11]
S. Identyfikacja punktów gromadzenia pasazerów podczas wyst^pienia zagrozenia terrorystycznego na statku cumuj^cym w porcie Szczecin
Podczas trwania Dni Morza (trzy dni) w 2012 roku w Szczecinie przybywalo okolo 75 tys. osób, a do portu przy-plynçlo ponad 30 jednostek. W roku 2013 podczas Finalu Regat The Tall Ship' Races, zgodnie z szacunkami Komen-dy Wojewódzkiej Policji w Szczecinie, miasto odwiedzilo ok. 2,25 mln osób, przy czym w ci^gu pierwszego dnia wydarze-nia teren imprezy odwiedzilo okolo 1 mln osób (maksymal-nie okolo 400 tys. osób równoczesnie). Poniewaz jest wysoce prawdopodobne, ze istotna czçsc osób uczestniczyla w wiçcej niz jednym dniu imprezy, szacuje siç, ze uczestników Regat bylo pomiçdzy 1 a 1,2 mln. W imprezie tej uczestniczylo ok. 3200 zeglarzy z 36 krajów, którzy przyplynçli do Szczecina na 91 zaglowcach [13]. W roku 2014 w imprezie Piknik nad Odr^ wziçlo udzial okolo 40 tys. osób, a na Dniach Morza 100 tys. osób. Przyplynçlo wówczas ponad 30 jednostek.
Organizacja tego typu wydarzen wymaga zajçcia roz-leglych terenów w centrum Szczecina - zazwyczaj od Pla-cu Adama Mickiewicza, poprzez Waly Chrobrego i ul. Jana z Kolna, nabrzeza i bulwary, po tasztowniç na drugim brzegu Odry [14].
Precyzyjne oszacowanie liczby uczestników imprez ma-sowych jest niemozliwe, co wynika przede wszystkim z [13]:
• ich rozproszenia na znacznej powierzchni,
• otwartego charakteru wydarzen i mozliwosci wielokrot-nego opuszczania i powrotu na teren imprezy.
Na rycinie 5 przedstawione jest miejsce organizacji Dni Morza 2014.
Podczas trwania tych imprez bardzo istotne jest zapew-nienie wlasciwego poziomu bezpieczenstwa dla osób na nich przebywaj^cych oraz ich mienia. Odpowiednie przepisy na-kladaje na organizatorów szereg obowi^zków dotycz^cych za-pewnienia bezpieczenstwa. Wazne jest równiez odpowiednie przystosowanie terenu imprezy, na którym powinny znalezc siç m.in. zaplecze higieniczno-sanitarne, sprzçt ratowniczy i gasniczy. Powinny takze zostac wyznaczone drogi ewaku-
acyjne oraz drogi umozliwiajtjce dojazdl pojazdom sluzb ra-towniczych i Policji w przypadku zagrozenia.
Przyplywaj^ce na imprezy masowejednostki pasazerskie, cumujafce przy opisanych wczesniej nabrzezach w porcie Szczecin, moge byc zró dlem zagrozenia, w tym zagrozenia terrorystycznego. Dlatego ponizej zostaly rozpatrzone mozliwosci ewakuacji pasazerów ze statków cumujaecych na nabrzezu Bulwar Chrobrego w przypadku zagrozenia wy-nikaj^cego z podlozonego ladunku wybuchowego na jednej z zacumowanych przy nabrzezach j ednostek.
Opieraj^c siç na uprzednich doswiadczeniach przy zabez-pieczeniu strefy wydobycia z Odry 1-tonowej bomby z czasów II wojny swiatowej, zalozono zasiçg razenia okolo 800-1500 m. Wówczas granice obszaru zagrozonego wyznaczaly nastçpuj^ce ulice: Sw. Ducha, Podgórna, Grodzka, Kusnierska, Panienska i Klodna. Dlugosc nabrzeza, przy którym obecnie cumuje jednostki pasazerskie, warunkuje nastçpuj^ce granice obszaru ewakuacji: ulice - Szarotki, Malczewskiego, Matejki, Plac Holdu Pruskiego, Plac Solidarnosci, ulice - Farna, Soltysia i Wyszyn-skiego. Na rycinie 5 rozpatrywane nabrzeze podzielono na 4 sek-tory, do których, w dalszej czçsci artykulu, zostan^ dopasowane bezpieczne miejsca dla przebywania w nich pasazerów statków.
Bezpieczne miejsca, do których mogliby zostac skierowa-ni przez odpowiednie sluzby pasazerowie statków cumuj^-cych przy zagrozonych nabrzezach, powinny spelniac nastç-puj^ce warunki:
• niewielka odleglosc od nabrzezy, aby umozliwic w miarç szybkie dotarcie osób,
• lokalizacja poza strefy niebezpieczn^ (nie moge znajdo-wac siç w obszarze razenia potencjalnego ladunku wy-buchowego),
• pojemnosc obiektów pozwalaj^ca na zgromadzenie siç duzej liczby osób,
• wyposazanie obiektów w wodç, elektrycznosc i toalety,
• zapewnienie latwego dostçpu dla sluzb medycznych. Uwzglçdniaj^c powyzsze, dla rozpatrywanego przypadku
wytypowano nastçpuj^ce obiekty:
• Dom Marynarza (BM1),
• Siedzibç Zakladu Ubezpieczen Spolecznych (BM2),
• Zespól Szkól Ogólnoksztalc^cych nr 6 (BM3),
• Urz^d Celny (BM4).
ИССЛЕДОВАНИЯ И РАЗВИТИЕ
DOI:10.12845/bitp.43.3.201б.14
Ryc. 5. Schemat miejsca organizacji Dni Morza 2014 [5] Fig. 5. Organisation strategy diagram for "Dni Morza 2014" event [5]
6. Analiza wariantów ewakuacji pasazerów statków cumuj^cych w porcie Szczecin w przypadku zagrozenia terrorystycznego podczas imprez masowych
Procesy planowania przebiegu ewakuacji z mozliwych rejonów zagrozonych trz^sieniami ziemi, powodziami, hu-raganami czy w ostatnim czasie aktami przemocy i atakami terrorystycznymi s^ przedmiotem badan wielu osrodków na-ukowych na swiecie, takich jak Niemcy (program TraffGo), Japonia (instytuty NM RI, SRA), Wielka Brytania (uniwersy-
tety w Greenwich i Strathclyde), USA (Coast Guard), Kanada (Transport Canada), Australia, Francja, Norwegia i Szwecja. Cz^sto w tych badaniach wykorzystywana jest optymalizacja wielokryterialna oraz metody sztucznej inteligencji [15], [16], [17], [18].
W celu analizy wariantow ewakuacji ludzi ze statkow cu-muj^cych przy szczecinskich nabrzezach ustalono nast^puj^-cy algorytm post^powania (ryc. 6).
W oparciu o plan nabrzezy i okolic przedstawiony w roz-dziale 4 wytypowano obiekty, ktore stanowic mog^ bezpieczne miejsca, do ktorych skierowani zostan^ ewakuowani ludzie.
Wybór bezpiecznych miejsc/ Selection of safe areas
hz.
Zapis w postaci digrafu/ Coding diagram
Ustalenie wag i ograniczen/ Identification of weightings and limits
Poszukiwanie optymalnych alternatyw ewakuacji/ Identification of optimal evacuation alternatives
Plan nabrzezy i okolic/ Wharf and area plans
Plan dystrybucji ludzi do miejsc bezpiecznych/ Distribution of people to safe areas plan areas
Ryc. 6. Schemat analizy wariantow ewakuacji osob ze statkow cumuj^cych w porcie Szczecin Fig 6. People evacuation variation analysis diagram for ships moored at the port of Szczecin Zrodlo: Opracowanie wlasne. Source: Own elaboration.
Analiza planu nabrzezy oraz okolic pozwala na przedstawie-nie go w postaci rysunku grafu skierowanego. Graf skierowa-ny (digraf) sklada siç z dwóch zbiorów: wierzcholków grafu i krawçdzi grafu oraz funkcji ze zbioru wierzcholków w zbiór krawçdzi [19]. Wierzcholek grafu skierowanego nazywa siç ujsciem, jesli nie jest poczetkiem zadnej krawçdzi, natomiast wierzcholek, który nie jest koncem zadnej krawçdzi nazywa siç zródlem. W odniesieniu do planów nabrzezy jako ujscia mozemy przyjec wierzcholki reprezentujece bezpieczne miejsca. Zródlami zas bçde wierzcholki reprezentujece poszcze-gólne nabrzeza. Do krawçdzi grafu przypisane zostaje wagi (liczby, przyporzedkowane danej krawçdzi) kodujece infor-macje o czasie przebycia z jednego do drugiego etapu ewakuacji przez dane grupç osób. Na rycinie 7 przedstawiono graf reprezentujecy plan ewakuacji analizowanego nabrzeza.
W tabeli 2 wyszczególniono poszczególne trasy ewakuacyjne.
Kazde przejscie krawçdzi w grafie skierowanym wyma-ga poniesienia pewnych kosztów. Takim kosztem moze byc dowolna wielkosc, w naszym przypadku jest to miara czasu potrzebnego do przejscia przez krawçdz. W grafie symbolizu-jecym plan ewakuacji z nabrzeza raczej rzadko zaistnieje taka sytuacja, ze wszystkie krawçdzie bçde kosztowaiy tyle samo (wtedy najtansza droga bylaby najkrótsze). Zazwyczaj mamy do czynienia z róznymi stopniami trudnosci (np. schody), tak wiçc koszty krawçdzi bçde siç róznic. Na tej podstawie mozna sporzedzic macierz, która posluzy do zapisu czasu przejscia tras ewakuacyjnych.
D01:10.12845/bitp.43.3.2016.14
W wiçkszosci komputerowych modeli symuluj^cych ewakuacjç ludzi, czy to ze statkow, czy tez obiektow l^do-wych populacji osob b^dz tez indywidualnym uczestni-kom przypisuje siç specyficzn^ prçdkosc przemieszczania siç. Taki sposob postçpowania jest skuteczny w przypadku malego zagçszczenia osob na drogach ewakuacji. Problem pojawia siç, jezeli zwiçkszy siç zagçszczenie, ktore skutkuje zblizaniem siç do siebie osob oraz powstawaniem zatorow. Zmniejsza siç wtedy prçdkosc ruchu. W modelach ewa-kuacyjnych spowolnienie ludzi moze byc uwzglçdnione w roznoraki sposob. Sposoby obliczania prçdkosci ludzi w modelach ewakuacji zostaly szerzej omowione w literatu-rze [9], [20-21]. W przypadku wyznaczania prçdkosci przemieszczania siç osob podczas ewakuacji z wykorzystaniem programow komputerowych warunkiem koniecznym jest przeprowadzenie ich weryfikacji funkcjonalnej, jakosciowej, jak i ilosciowej [22].
Na prçdkosc przemieszczania siç osob wplywa szereg parametrow, z ktorych wazn^ grupç stanowi^ cechy fizyczne obiektu ewakuacji takie jak: ksztalty, wymiary i liczba po-mieszczen, liczba pokladow, liczba i wymiary wyjsc, schody, przeszkody itp. Na podstawie The SFPE Handbook of Fire Protection Engineeringy [23] mozna zalozyc, ze wartosci prçdkosci przemieszczania siç osob, z uwzglçdnieniem specy-fiki drog ewakuacyjnych, s^ stale i wynosz^: 1,1 (m/s) - schody w dol, 0,88 (m/s) - schody w gorç, 1,3 (m/s) - korytarze, 1,3 (m/s) - drzwi.
BM1
Ryc. 7. Digraf reprezentuj^cy drogi ewakuacyjne z nabrzezy Fig. 7. Diagram representing evacuation routes from the wharfs Zrôdlo: Opracowanie wlasne. Source: Own elaboration.
Tabela 2. Zestawienie tras ewakuacyjnych Table 2. Summary of evacuation routes
Numer sektora/ Number of sector Bezpieczne miejsca ewakuacji/ Safety areas of evacuation
BMl BM2 BM3 BM4
sektor l/ sector l Storrady, Kapitanska, Parkowa, Malczewskiego Storrady, Wawelska, Plantowa Kapitanska, Starzynskiego, Plac Solidarnosci, Mariacka -
sektor 2/ sector 2 Admiralska, Wawelska, Park Zeromskiego Waly Chrobrego, Starego, Hotel Park Komandorska, Malopolska, Plac Solidarnosci, Mariacka Bulwar Chrobrego, Bulwar Piastowski, most Dlugi
sektor З/ sector З - Malopolska, Starzynskiego, Park Zeromskiego pod Trase Zamkowe, Plac Solidarnosci, Mariacka Bulwar Piastowski, most Dlugi
sektor 4/ sector 4 - - pod Trase Zamkowe, Plac Solidarnosci, Mariacka Bulwar Piastowski, most Dlugi
ZródJo: Opracowanie wlasne. Source: Own elaboration.
ИССЛЕДОВАНИЯ I/I РАЗВИТИЕ D01:10. 12845/bitp.43.3.2016.14
Tabela 3. Macierz wag tx. (czas przejscia w minutach) Table 3. Weightings matrix t° (relocation time in minutes)
Numer sektorn/ Number of sector Bezpieczne miejsca ewakuacji/ Evacuation safe areas
BMA BM2 BM3 BM4
sektor 1 /sector 1 18 17 1P -
sektor 2/ sector 2 20 15 20 20
sektor 3/ sActor 3 - 18 17 17
sektor 4/ sector 4 - - 15 15
Zrodlo: Opracowanie wlasne. Source: Own elaboration.
Macierz wag analizowanego grafu sporzadzono w oparciu o rzeczywiste p omiary czasow przejsc poszczegolnymi trasa-mi ewakuacyjnymi swobodnym marszem. Przedstawiono je w tabeli 3. Zalozony pomiar obejmowal czas przejscia z nabrzeza do miejsca bezpiecznego. Zagadnienie czasu ewakuacji z jednostki pasazerskiej zostalo przeanalizowane w od-rçbnym artykule [24].
Zalozono, ze w sektorachznajduja siç grupy osob (NS) o roznej liczebnosci, ktore nalezy ewakuowac. Sa to nastçpu-jace grupy osob: NS1 = 300,NS2 = 400, NS3 = 200,NS4 = 200.
Poszczegolnymi trasami ewakuacyjnymi przedstawiony-mi w tabeli 2 przemieszczaja siç nastçpujace strumienie osob, oznaczonm jako xu
(S1-BM1)-x1, ' (S1-BM2)-x2, (S1-BM3)-x3, (S2-BM1)-x4, (S2-BM2)-x5, (S2-BM3)-x6, (S2-BM4)-x?, (s3-BB]VI2)-}c8, (S3^^M3)-x9, (S3-BM4)-x10, (S4-BM3)-X11, (S4-BM4)-x12,
przy czym ogolna liczba ewakuowanychi osob (NC) wyno-si 1100.
F(xi,...,xi2) = XX • fx,
(1.11)
Nc =£ x,.
(1.1)
Pojemnos/i bezpie/znych miajsc sa nastçpujpce: NBM1 =
400, NBM2 = 500, NBM3 = 400, NBM4 = 500.
Kolejnym etapem jest ustalenie ograniczen. Dotycza one liczebnosci grup ludzi tworzacych strumienie osob wycho-dz^cych z danych sektorow x, ktore sa ustalane z wykorzy-staniem generatora liczb losowych w zadanym przedziale z uwzglçdnieniem ponizszych ograniczen.
0<Xj< NS1 л 0<Xj< NS1 л 0<x3< NS1 л 0<x4< NS2 л 0^5<Ns2 л 0<x6< ^ л 0<x7< NS2 л 0<x8< NS3 л 0<x9< (L2)
X1+X2+X3=NS1 X4+X5+X6+X7=NS2 X8+X9+X10=NS3 X11+X12 =NS4
(1.3)
(1.4)
(1.5)
(1.6)
Ponadto suma osob docierajacych do bezpiecznych miejsc nie moze przekroczyc pojemnosci tych obiektow.
(1.7)
(1.8) (1.9)
(1.10)
X1+X4<NBM1 X2+X5+X8<NBM2
X3+X6+X9+X11<NBM3 X7+X10+X12<NBM4
Tworz^c funkcjç celu, d^zy siç do uzyskania jak najkrot-szych czasow ewakuacji. Dlatego tez obliczenia zostana tak pokierowane, aby podzial na poszczegolne trasy ewakuacyjne byl dokonywany z preferencja tych najkrotszych (w odniesie-niu do czasu przebycia) [25].
Funkcja celu bçdzie miala zatem postac:
Do rozwiazania postawionego problemu proponuje siç wykorzystanie metody algorytmow genetycznych. Obliczenia ewolucyjne mozna zaliczyc do grupy metod sztucznej inteligencii. Metody ewolucyjne, w tym algorytmy genetycz-ne, pozwalaja na uzyskiwanie dobrych wynikow (zblizonych do optymalnychji bez koniecznosci przeprowadzania czaso-chlonnych obliczen. Druga wazna zaleta tej metody jest od-pornosc na znajdowanie eksfremow lekalnych, co czçsto ce-chuje ukierunkowane metody optymalizacji. WW celu dokona-nia obliczen proponuje siç skorzystanie z programu MATLAB, ktoay posiada wiele wbudowanych funkrji obliczeniowych, a takzezestawy funkcji do wykonywania zadan specjalnych. Jednym z takich zestawow narzçdziowych jest pakiet Optimization Toolbox z modulem Genetic Algorithm anl Direct Search Toolbox (GAtoolbox). Modul ten byl wykorzystywany m.in. przy ob liczaniu czasu ewakuocji ze statkow [20], zgod-nie z interpretacja metody obliczeniowej zawartej w publikacji Kaup, Lozowickiej i Chmielewskiej-Przybysz [26].
Ponizej przedstawiono kilka przyktadowych propozycji wariantow ewakuacji ludzi z poszczegolnych sektorow wylo-nionych w toku obliczen metoda algorytmow genetycznych, dla ktorych czas ewakuacji wszystkich grup ludzi nie przekro-czylby 17 minut (najlepsze warianty ewakuacji). Na rycinach 8, 9 i 10 przedstawiono wartosci, jakie osiagala funkcja celu w poszczegolnych iteracjach algorytmu oraz sposob dystry-bucji ludzi danymi trasami ewakuacyjnymi.
Dla powyzszych rezultatow uzyskano nastçpujacy podzial osob na poszczegolne grupy ewakuacyjne:
1. Przypadek pierwszy:
(S1-BM1)-100 osob, (S1-BM2)- 100 osob (S1-BM2)- 100 osob, (S2-BM1)- 22 osoby, (S2-BM2)- 335 osob (S2-BM3)-22 osoby, (S2-BM4)- 22 osoby, (S3-BM2)- 67 osob (S3-BM3)-67osob, (S3-BM4)- 67osob, (S4-BM3)- 100 osob, (S4-BM4)-100 osob.
2. Przypadek drugi:
(S1-BM1)-140 osob, (S1-BM2)- 85 osob (S1-BM2)- 75 osob, (S2-BM1)- 18 osob, (S2-BM2)- 347 osob (S2-BM3)- 16 osob, (S2-BM4)- 18 osob, (S3-BM2)- 67 osob (S3-BM3)- 66 osob, (S3-BM4)- 65 osob, (S4-BM3)- 73 osoby, (S4-BM4)-127 osob.
3. Przypadek trzeci:
(S1-BM1)-99 osob, (S1-BM2)- 100 osob (S1-BM2)- 101 osob, (S2-BM1)- 18 osob, (S2-BM2)- 355 osob (S2-BM3)- 16 osob, (S2-BM4)- 12 osob, (S3-BM2)- 45 osob (S3-BM3)- 47 osob, (S3-BM4)- 108 osob, (S4-BM3)- 86 osob, (S4-BM4)-113 osob.
i=i
i=i
NS3 л 0<xM< NS3 л 0<xn< N л 0<x12< NS4
D01:10.12845/bitp.43.3.2016.14
Ryc. 8. Graficzna prezentacja wynikow obliczen metode algorytmow genetycznych dla czasu ewakuacji 16,5 min Fig. 8. Graphical representation of calculation results using genetic algorithms for evacuation time of 16,5 minutes
Zrodlo: Opracowanie wlasne. Source: Own elaboration.
I 10" 1.95 -
Вest: 13043.3399 Mear- 13043.6927
I 13
1.35
♦ Best fitness
+ Mean fitness
10 20 30 40 50 60 Gensration Current Best Individual
70
80
90
100
Stop
4 5 В 7 8 9 Nurnbsr of variables. (12)
Ryc. 9. Graficzna prezentacja wynikow obliczen metod^ algorytmow genetycznych dla czasu ewakuacjil6,4 min Fig. 9. Graphical representation of calculation results using geneticalgorithms for evacuation time of 16,4 minutes
Zrodlo: Opracowanie wlasne. Source: Own elaboration.
ИССЛЕДОВАНИЯ И РАЗВИТИЕ
DOI:10.12845/bitp.43.3.201б.14
Ryc. 10. Graficzna prezentacja wynikow obliczen metod^ algorytmow genetycznych dla czasu ewakuacji 16,3 min Fig. 10. Graphical representation of calculations results using genetic algorithms for evacuation time of 16,3 minutes
Zrodlo: Opracowanie wlasne. Source: Own elaboration.
Uzyskane wyniki pokazuje, iz przyjçta metoda obliczen pozwala na wlasciwe okreslenie czasu i sposobu ewakuacji pasazerów podczas trwania imprezy masowej. Wykorzystana metoda algorytmów genetycznych umozliwia osiegniçcie za-dowalajecych wyników obliczen w rozsednym czasie. Zastoso-wanie algorytmu pozwala na znalezienie rozwiezania bliskiego optymalnemu juz po okolo 10 iteracjach. Obliczenia zostaly przeprowadzone dla stosunkowo nieskomplikowanych rozkla-dów tras ewakuacyjnych i duzej liczby osób. Uzyskane wyniki wskazuje jednak, ze opracowana metoda bçdzie miarodajna w przypadku planowania i organizacji ewakuacji do miejsc zbiórek dla dowolnej liczby osób przebywajecej na nabrzezach pasazerskich w rzeczno-morskim porcie Szczecin.
7. Wnioski
Lokalizacja i specyfika nabrzezy pasazerskich w rzeczno-mor-skim porcie Szczecin sprawia, ze niejednokrotnie na ich terenie or-ganizowane se imprezy masowe, na które przybywa tysiece osób, zarówno od strony wody, jak i ledu. W obecnej sytuacji geopoli-tycznej organizacja tego typu imprez moze stanowic duze wy-zwanie w aspekcie zapewnienia bezpieczenstwa jej uczestnikom. Pomimo iz dotychczas nie stwierdzono w porcie Szczecin zagro-zenia jednostek plywajecych i obiektów portowych wywolanego dzialaniami terrorystycznymi, to jednak nie mozna calkowicie wyeliminowac zaistnienia tego typu zdarzenia.
Ze wzglçdu na zgromadzenie duzej liczby osób w jednym miejscu, wazne, aby sluzby odpowiedzialne za bezpieczenstwo potrafily wlasciwie przeprowadzic akcjç ewakuacyjne, zarówno z nabrzezy, jak i cumujecych przy nich jednostkach.
Podane w artykule propozycje moge ulatwic organizatorom planowanie ewentualnych tras ewakuacyjnych oraz wlasciwe dys-trybucjç osób podczas ewakuacji, w celu unikniçcia zbçdnych za-torów oraz przeludnienia poszczególnych punktów zbornych.
W kolejnych iteracjach zgodnie z przyjçtym algorytmem uzyskiwano coraz krótsze trasy ewakuacji. Jednakze glównym zadaniem optymalizacji bylo ustalenie odpowiedniej dystry-
bucji osób do bezpiecznych miejsc, biorec pod uwagç ich po-jemnosc i odpowiednie zaplecze higieniczno-sanitarne.
Rozwazono nieskomplikowany do organizacji przypadek ewakuacji. Przyjçty zakres badan objel jedynie relatywnie prosty scenariusz ewakuacji. W pracach o charakterze prak-tycznym nalezaloby rozpatrzyc zdecydowanie wiçksze liczbç bardziej zlozonych scenariuszy. Analiza wówczas powinna byc przeprowadzona w kontekscie ograniczen i obszaru sto-sowalnosci zalecanych metod.
Na statkach zacumowanych do nabrzezy podczas obcho-dów Dni Morza przebywa znacznie mniej ludzi niz chociazby w przypadku imprezy typu Tall Ship Races. Wyniki symulacji zdaje siç jednakze wskazywac, ze metoda ta bçdzie równiez skuteczna w planowaniu ewakuacji dla znacznie wiçkszej liczby osób.
Literatura
[1] Kujawa J. (red), Organizacja i technika transportu morskiego, Wydawnictwo Uniwersytetu Gdanskiego, Gdansk 2GGS.
[2] Hann M., Semenow I., Rosochacki W., Wybrane zagadnienia bezpieczenstwa i niezawodnosci obiektów górnictwa morskiego, Wydawnictwo Uczelniane Politechniki Szczecinskiej, Szczecin 1998.
[3] Krystek R., Zintegrowany system bezpieczenstwa transportu. Tom II. Uwarunkowania rozwoju integracji systemów bezpieczenstwa transportu, Wydawnictwa Komunikacji i teczn°sci Sp. z o. o., Gdansk 2GG9.
[4] Holyst B. (red), Czlowiek w sytuacji trudnej, Polskie Towarzystwo Higieny Psychicznej, Warszawa 1991.
[5] Oficjalna strona internetowa wydarzenia Dni Morza, http:// dnimorza.szczecin.eu, [dostçp: 3G.1G.2G1S].
[6] Ficon K., Logistyka morska, Statki, Porty, Spedycja, Bel Studio Sp. z o. o., Warszawa 2G1G.
[7] Gawliczek P., Pawlowski J., Zagrozenia asymetryczne, Akademia Obrony Narodowej, Warszawa 2GG3.
[8] Oficjalna strona internetowa portu Szczecin-Swinoujscie, http://www.port.szczecin.pl, [dostçp: 3G.1G.2G1S].
[9] Kaup M., Tozowicka D., Chmielewska-Przybysz M., Turystyka wodna jako sznasa rozwoju miast nadwodnych na przykladzie Szczecina, „Autobusy" nr 3/2013.
[10] Kaup M., Chmielewska-Przybysz M., Analiza funkcjonownia sródlqdowych jesdnostek pasazerskich obsugiwanych w porcie Szczecin, „Logistyka" 2011, 6.
[11] http://mapa.targeo.pl, [dost^p: 30.10.2015].
[12] Ustawa z dnia 20 marca 2009 r. o bezpieczenstwie imprez masowych (Dz.U. 2009 Nr 62, poz. 504).
[13] Raport: Wplyw organizacji finalu regat The Tall Ships' Races 2013 na gospodark^ miasta Szczecin. Zarzecki, Lasota i Wspólnicy Sp. z o.o., Szczecin, Listopad 2013.
[14] Oficjalna strona internetowa Mi^dzynarodowych targów Szczecinskich, http://www.mts.pl, [dost^p: 30.10.2015].
[15] Izquierdo J., Montalvo I., Pérez R., Fuertes V. S., Forecasting pedestrian evacuation times by using swarm intelligence, "Physica A" 2009, 388, 1213-1220.
[16] Johansson A., Helbing D., Pedestrian flow with genetic algorithm based on Boolean grids, [in:] Pedestrian and Evacuation Dynamics, M. Schreckenberg, S. Som Deo (eds.) Springer, 2005, 267-272,
[17] Nishinari K., Sugawara K., Kazama T., Schadschneider A., Chowdhury D., Modelling of self-driven particles: foraging ants and pedestrians, "Physica A" Vol. 372, 2006, pp.132-141.
[18] Saadatseresht M., Mansourian A., Taleai M., Evacuation planning using multiobjective evolutionary optimization
DOI:10.12845/bitp.43.3.2016.14
approach, "European Journal of Operational Research" 2009, 198, 305-314.
[19] Ross K.A, Matematyka dyskretna, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2005.
[20] Tozowicka D., Metody szacowania prçdkosci przemieszczania siç ludzi w modelach ewakuacji ze szczególnym uwzglçdnieniem specyfiki ewakuacji ze statków pasazerskich, „Logistyka -nauka" 2010, б, 2031-2040.
[21] Tozowicka D., Symulacyjne badania ewakuacji w budownictwie lqdowym oraz mozliwosci ich zastosowania dla statków, „Technika Transportu Szynowego" 2012, 9.
[22] Tozowicka D., Czyz S., Interpretacja wymagan analizy ewakuacji statków pasazerskich, [w:] Proceedings of the XII International Scientific and Technical Conference on Marine Traffic Engineering, Swinoujscie -Szczecin 2007, 4б9-478
[23] SFPE Fire Protection Engineering Handbook, 2nd edition, NFPA 1995.
[24] Kaup M., Tozowicka D., Analysis of the possibility of safe evacuation of passengers from a ship moored in the river- sea port Szczecin, Polish Maritime Research [w druku].
[25] Chen Y. L., Chin Y. H., The quickest path problem, "Computers and Operations Research" 1990, 17, 153-1б1.
[26] Tozowicka D., Kaup M., Chmielewska-Przybysz M., Interpretacja przepisów dotyczqcych analizy ewakuacji metody uproszczon^ zawarfy w Msc/circ. 1238 IMO, „Autobusy. Technika, Eksploatacja, Systemy Transportowe" 2013, 3, 1203-1213.
A A A
dr inz. Dorota tozowicka - absolwentka Wydzialu Techniki Morskiej Politechniki Szczecinskiej, adiunkt w Zakladzie Budowy i Statecznosci Statku na Wydziale Nawigacyjnym Akademii Morskiej w Szczecinie. Zainteresowania naukowe dotyczq bezpieczenstwa i eksploatacji statków sródlqdowych i morskich.
dr inz. Magdalena Kaup - absolwentka Wydzialu Techniki Morskiej Politechniki Szczecinskiej, adiunkt w Katedrze Logistyki i Ekonomiki Transportu Zachodniopomorskiego Uniwersytetu Technologicznego w Szczecinie. Zainteresowania naukowe doty-czq bezpieczenstwa i eksploatacji statków sródlqdowych i morskich.
