Beitrag 4

Handlungsempfehlungen zur Kollisionsverhütung auf der Basis eines Risikomodells

Prof. Dr.-Ing. H. Hilgert, Kapitän, Dipl.-Ing. M. Baldauf
Hochschule Wismar, Fachbereich Seefahrt Warnemünde


Vorbemerkungen
  1. Situationseinschätzung und Handlungsempfehlungen für gute Sichtbedingungenen
  2. Situationseinschätzung und Handlungsempfehlungen für die Nebelfahrt
    1. Zur Definition Nahbereichslage
    2. Zu den Handlungsempfehlungen bei kreuzenden Kursen
  3. Vereinfachte Erklärung zu einigen verwendeten Grenzparametern
    1. Der hydrodynamisch sichere Passierabstand CH
    2. Der nominal sichere Passierabstand CN
    3. Der zur Situationseinschätzung (Assessment) sichere Passierabstand CA
Literatur


Vorbemerkungen

Die am Fachbereich Seefahrt in Warnemünde durchgeführten Untersuchungen zur Risikobewertung für Begegnungssituationen von Schiffen und das daraus entwickelte Risikomodell ist eine Weiterentwicklung der in /1/ definierten Risiko- und Gefahrenstufen. Die dort auf den Seiten 52 bis 55 gemachten Ausführungen werden hiermit ersetzt. Mit dieser jetzt komplex svorliegenden KVR- Risikobetrachtung /2/ ergibt sich die Möglichkeit, die nach den KVR zur Kollisionsverhütung geforderten Handlungen jeweils einer definierten Risikostufe zuzuordnen. Diese Zuordnung gilt sowohl unter guten Sichtbedingungen als auch unter Bedingungen verminderter Sicht. In Tabelle1 werden Empfehlungen für Nautiker der Seewache zur Situationseinschätzung und Entscheidungsfindung bei ARPA-Gebrauch gegeben, die sich aus dem Risikomodell ableiten lassen.

Weiterhin ergeben sich aus den komplexen Risikobetrachtungen veränderte Gesichtspunkte zur Auslegung der in Regel 19(d) gestellten Forderung, nach der ein Nautiker ermitteln muß, ob sich eine Nahbereichslage entwickelt. Insbesondere sind die in /1/ auf den Seiten 137 zu Bild 19.7 getroffenen Aussagen zum "sicheren Passierabstand", so wie sie dort formuliert sind, nicht mehr zu vertreten. Eine der Praxis besser gerecht werdende Auslegung hierzu wird in Abschnitt 3 und mit den Bildern 2 bis 5 vorgestellt.

In Abhängigkeit von der Situationseinschätzung sind jetzt eindeutige Handlungspflichten für den Wachhabenden der Brückenwache ableitbar. Damit wird eine bisher nicht vorhandene Rechtssicherheit für den Nautiker geschaffen.


1. Situationseinschätzung und Handlungsempfehlungen für gute Sichtbedingungenen

Die in Tabelle 1 empfohlenen Entscheidungsbereiche und Handlungen werden in Bild 1 beispielhaft dargestellt. Die Beispielsituation zeigt einen Kurshalter "A" (Tanker ; L=210 m) mit KA = 0° und vA = 16 kn gegenüber einem ausweichpflichtigen Fahrzeug "B" mit vB =16 kn in stehender Peilung an Backbord.

Für dieses Beispiel (Fahrzeug "B" in stehender Peilung 35° an Bb) würden sich bei Anwendung der in Tabelle 1 vorgeschlagenen Empfehlungen folgende Aussagen ergeben:

bis TCPA = 18 min entwickelt sich ein Kollisionsrisiko und es bestehen mit Ausnahme von Regel 18 und 8(f) keine Handlungspflichten für "A" und "B"

ab TCPA = 18 min bis TCPA = 6 min besteht ein Kollisionsrisiko und damit Ausweichpflicht für "B" und Kurshaltepflicht für "A"

ab TCPA = 6 min bis TCPA = 2,2 min entwickelt sich eine Kollisionsgefahr und "A" ist als Kurshalter berechtigt, Manöver nach Regel 17(a)(ii) und 17 (c) zur Vermeidung einer Kollision zu fahren.

(Der Tanker "A" möge mit Hartruder für 90° Kursänderung t90=2,2 min benötigen) ab TCPA = 2,2 min besteht Kollisionsgefahr. "A" kann mit seinen Manövern allein die Kollision nicht mehr vermeiden.

Abb.1

Bild 1: Entscheidungsbereiche und Handlungsgrenzen für die beschriebene Beispielsituation


2. Situationseinschätzung und Handlungsempfehlungen für die Nebelfahrt

2.1 Zur Definition Nahbereichslage

Ausgehend von den bei "bestehendem Kollisionsrisiko" in Tabelle 1 empfohlenen Handlungen unter Bedingungen verminderter Sicht kann eine den Bordbedingungen angepaßte Definition wie folgt gegeben werden:

"Eine Nahbereichslage besteht, wenn bei einer Entfernung RNG, die gleich oder kleiner ist als die nach Regel 19(e) festlegbare Handlungsgrenze Nahbereich N, ein Passierabstand CPA zu erwarten ist, der kleiner sein wird, als ein zur Situationseinschätzung sicherer Passierabstand CA oder, wenn CPA nicht bestimmbar ist. "

In den Bildern 2 bis 5 werden Auslegungsbeispiele ausgewählter Begegnungssituationen im ARPA- Bild mit dezentrierter kursstabilisierter Bilddarstellung vorgestellt.

Abb.2 Abb.3 Abb.4 Abb.5


2.2 Zu den Handlungsempfehlungen bei kreuzenden Kursen

Die Tatsache, daß bei kreuzenden Kursen gegenüber einem Fahrzeug an Backbordseite eine den Regeln entsprechende Steuerbordkursänderung das eigene Fahrzeug zum "Mitläufer" macht und daß eine ebenfalls regelgerechte Fahrtreduzierung ein möglicherweise von dem anderen Fahrzeug eingeleitetes Manöver aufheben kann, führt zu der in Tabelle 1 für kreuzende Kurse bei verminderter Sicht gegebenen Empfehlung. Diese Emfehlung kommt der verbreiteten Praxis entgegen, eine Begegnungssituation unter Bedingungegen verminderter Sicht hinsichtlich der Ausweichpflichten ähnlich einer Begegnung bei guter Sicht einzuschätzen und verhindert weitgehend die eingangs aufgeführten Probleme.

In Bild 6 auf der folgenden Seite werden diese Empfehlungen an einem Beispiel - ähnlich der Begegnungssituation in Bild 1, aber unter Bedingungen verminderter Sicht - demonstriert.

Abb.6

Bild 6

Beispiel einer Begegnungssituation (ähnlich der in Bild 1) unter Bedingungen verminderter Sicht mit Handlungsempfehlungen, die die seemännische Praxis und die Probleme gegenüber Fahrzeugen an Bb. bei Fahrt unter Bedingungen verminderter Sicht berücksichtigen, in einem ARPA - Bild.


3. Vereinfachte Erklärung zu einigen verwendeten Grenzparametern

3.1 Der hydrodynamisch sichere Passierabstand CH

CH ist der im Verlauf des Passierens geringstmögliche Abstand zwischen den Fahrzeugen, bei dem es infolge hydrodynamischer Interaktionen noch nicht zur Berührung der sich begegnenden Fahrzeuge kommen kann. Dieser Abstand wäre eine objektive Basisgröße für einen "sicheren Passierabstand". Da diese objektive Größe zur Zeit noch nicht allgemeingültig bestimmbar ist, wird aus pragmatischer Sicht ein als sicher anzusehender Passierabstand CN festgelegt .


3.2 Der nominal sichere Passierabstand CN

CN ist ein festgelegter sicherer Abstand zwischen zwei sich passierenden Fahrzeugen zum Zeitpunkt der dichtesten Annäherung bezogen auf deren Meßpunkte. (z.B. die "Bildpunkte" der Radarechos von Fahrzeugen im Radarbildschirm.) Um das Risikomodell für Begegnungen von Schiffen aller Größen anwenden zu können, wird pragmatisch davon ausgegangen, daß sich der sichere Passierabstand CN auf die Schiffslänge des größten an der Begegnung beteiligten Schiffes, Lmax beziehen soll und daß damit ein entsprechender Faktor "f" bestimmt werden muß, der von der Begegnungssituation x abhängig ist. CN = fx · Lmax . Für den freien Seeraum werden bei guter Sicht und ruhiger See für die 4 markantesten Begegnungsarten Werte vorgeschlagen, die von einer Vielzahl befragter erfahrener Nautiker als real angesehen werden. Diese Werte sind in folgender Tabelle zusammengestellt.

Begegnungsartfx
(gute Sicht)
fx
(verminderte Sicht)
Gegenkursbegegnung mit Bb/Bb-Passage und Überholsituationen2,55
Gegenkursbegegnung mit Stb/Stb-Passage und Kreuzende Kurse510

Anmerkung: Lmax = Länge des größten an der Begegnung beteiligten Schiffes
Sofern Lmax nicht abschätzbar ist, sollte Lmax = LOS, aber mindestens 1 kbl sein.


3.3 Der zur Situationseinschätzung (Assessment) sichere Passierabstand CA

CA ist derjenige an Bord zur Situationseinschätzung verwendete Passierabstandsgrenzwert, der gegenüber dem ermittelbaren zu erwartenden Passierabstand CPA als ausreichend sicher in Rechnung gestellt werden kann. Er setzt sich aus dem nominal sicheren Passierabstand CN und dem maximalen Ortungs- und Auswertefehler CE zusammen. (CA = CN + CE ).

Der Ortungs- und Auswertefehler - CE - bezieht sich auf die Zuverlässigkeit in der CPA-Bestimmung. Er verändert sich u.a. annähernd proportional zum Quadrat der Entfernung.


Beispiele für CE-Fehler bei einer Situationseinschätzung mittels ARPA

Ausgehend von den IMO-Performance-Standards und der quadratischen Abhängigkeit des CPA-Fehlers von der Entfernung ergeben sich zur Situationseinschätzung mit ARPA folgende anzunehmende Werte:

RNG [sm]8642
CPA (Gegenkursbegegnungen)
CPA (kreuzende Kurse)
0,5
0,7
IMO-Forderung
0,3
0,4
0,2
0,2
0,04
0,05

Für die praktische Anwendung kann bei Entfernungen unter 7 sm angenommen werden, daß der CPA-Fehler ca. 5% der Entfernung beträgt.


Vereinfachte Empfehlungen bei ARPA-Gebrauch

im freien Seeraum bei einem als nicht sicher eingeschätzten Passierabstand CPA < CA

Vereinfachte Risiko-/Gefahrenstufen und KriterienHandlungen lt. KVR
 bei guter Sichtbei verminderter Sicht
AusweichpflichtigerKurshalterfür alle Fahrzeuge
Kollisionsrisiko besteht, wenn:

6 min < TCPA < 18 min
wobei der Abstand nie kleiner sein soll als CN

(bzw. N bei verminderter Sicht)
Ausweichmanöver

nach den Regeln 12-16 und 18

  • Kurshalten nach Regel 17(a)(i)

  • "Ausweichmanöver" nach Regel 17(b) für schnelle Schiffe gegenüber großen manöverträgen Fahrzeugen.

  • Raumgebemanöver nach Regel 18(d) und 8(f) gegenüber tiefgangbehinderten Fahrzeugen
Raumgebemanöver nach Regel 19(d)

bei kreuzenden Kursen

gegenüber Fahrzeugen an Stb., Handlung zu:
12 min < TCPA < 18 min

gegenüber Fahrzeugen an Bb., Handlung zu:
6 min < TCPA < 12 min

Kollisionsgefahr entwickelt sich, wenn:

t90 < TCPA < 6 min

wobei der Abstand nie kleiner sein soll als CN

(bzw. N bei verminderter Sicht)
Ausweichmanöver

nach den Regeln 12-15 und 18

  • Manöver des Kurshalters nach Regel 17(a)(ii) und 17(c)

  • "Ausweichmanöver" nach Regel 17(b) für schnelle Schiffe gegenüber großen manöverträgen Fahrzeugen
  • Fahrtreduzierung gegenüber Objekten vorlicher als querab nach Regel 19(e)

  • Escape action gegenüber Objekten achterlicher als querab nach Regel 2(b)
Kollisionsgefahr besteht, wenn:

TCPA < t90

(bzw. CD bei verminderter Sicht)
Manöver nach den Regeln 2(b), 12-15 und 18
  • Manöver "des letzten Augenblicks" nach Regel 17(b) und Regel 2(b)
  • ZV gegenüber Objekten vorlicher als querab nach Regel 19(e)

  • Escape action gegenüber Objekten achterlicher als querab nach Regel 2(b)

simplified risk level and criteria

if CPA is not safe

actions according to COLREG
 good visibilityrestricted visibility
give-way vesselstand-on vesselall vessels
risk of collision exists
when:

6 min < TCPA < 18 min

but RNG should never be less than CN

(resp. N in restricted visibility)
give waystand onvoiding action in

crossing situations as to vessels on starboard:
12 min < TCPA < 18 min

as to vessels on port:
6 min < TCPA < 12 min

danger of collision is developing
when

t90 < TCPA < 6 min

but RNG should never be less than CN

(resp. N in restricted visibility)
give wayvoiding action may be ordered

[rule 17(a)(ii) and 17(c)]

  • reduce speed as to vessels forward of the beam

  • Escape action as to vessels abaft the beam
danger of collision exists
when:

RNG < RC

(TCPA < t90, resp. CD in restricted visibility)
give wayaction to avoid collision by her manoeuvre alone

[rule 2(b) and 17(b)]

  • astern full as to vessels forward of the beam

  • Escape action as to vessels abaft the beam


Literatur

/1/ Hilgert/Schilling "Kollisionsverhütung auf See (Teil I)" Hanseatischer Verkehrsverlag ISBN 3-929414-00-7

/2/ Hilgert, H. "Objektive Einschätzung von Begegnungssituationen auf See sowie Handlungsempfehlungen für Risiko- und Gefahrenstufen." 1. Workshop des Schiffahrtsinstitutes Warnemünde vom 03.11.1995 (bzw. /1/ Teil 2 ab Januar 1997)


Verwendete Abkürzungen

ABezeichner für das eigene Fahrzeug
B, C, DBezeichner für ein anderes Fahrzeug
CAzur Situationseinschätzung sicherer Passierabstand (CA = CN + CE)
CD, CD´kritische Distanz in der Nebelfahrt
CEOrtungs- und Auswertefehler in der Bestimmung des CPA
CHhydrodynamisch sicherer Passierabstand
CNnominal sicherer Passierabstand
CPAvorausberechnete dichteste Annäherung an ein sich näherndes Fahrzeug
Krrelativer Kurs
fxFaktor zur Festlegung CN abhängig von Begegnungsart und Lmax
LmaxLänge des größten an einer Begegnungssituation beteiligten Schiffes
LOSLänge des eigenen Schiffes
NHandlungsgrenze Nahbereich
RNGaktueller Abstandswert
SPSchiffsseitenpeilung
t90Zeit für eine Kursänderung um 90° mit Hartruderlage (bzw. mit der gewählten Ruderlage)
TCPAZeit bis zum Erreichen der dichtesten Annäherung
vGeschwindigkeit, allgemein
vrAnnäherungsgeschwindigkeit von zwei sich begegnenden Fahrzeugen
vA, vBGeschwindigkeit der an einer Begegnungssituation beteiligten Fahrzeuge "A" bzw."B"