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Aus Theorie und Praxis –

für Sicherheit und Wirtschaftlichkeit auf See durch verlässliche Schiffsführungssysteme

Die 4 "ANKER" eines verlässlichen Schiffsführungssystems

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      Begonnen :  29.04.2009

  

        DATUM                       BESUCHER bis :

  • 29.01.2016                    5000 
  • 09.04.2016                    7000
  • 05.07.2016                    9000
  • 27.08.2016                 10 000                 
  • 25.04.2017                 15 000
  • 12.07.2017                 17 000
  • 25.08.2017                 18 000
  • 07.10.2017                 19 000

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Willkommen im

FORUM-SCHIFFSFUEHRUNG

 

Herzlichen Dank für das große fachliche Interesse. Es ist für mich eine besondere Freude, dass sich viele Nutzer der Schiffsführung als ihre Fachdisziplin zuwen- den.

 

Das Forum-Schiffsfuehrung ist finanziell unabhängig. Es wurde und wird ausschließlich aus eigenen Mitteln des Autors finanziert. Die Nutzung der Inhalte ist kostenfrei. Die Autorenrechte müssen gewahrt bleiben.

 

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Das FORUM-Schiffsführung ist eine Plattform für die Darstellung von Problemen, Erfahrungen, Erkenntnissen und neuen nautischen, technischen und personellen Anforderungen bei der Führung von Schiffen über See. In ihm finden vorrangig Kapitäne, Nautische Offiziere und Studenten nautischer Fachrichtungen In- formationen, mit denen sie ihr Wissen aus dem Studium und der beruflichen Praxis ergänzen bzw. ihre Kenntnisse erweitern können.

 

Das FORUM-Schiffsführung ist auch eine Quelle von Ideen und Lösungen für die Entwickler neuer Schiffsführungssysteme, für das Fachpersonal von Schiffs- führungssimulatoren, für Reeder und Aufsichtsorgane. Verfahren der Risikoab- schätzung, der Gefahrendiagnose, der Kompetenzbewertung, der Untersuchung von Informationsmängeln sowie der Entwicklung von Assistenzsystemen werden dargestellt. Die Analyse von Seeunfällen und die daraus erwachsenen Erfahrungen sind Mittel des Erkenntnisgewinns aus Fehlern.

 

Im FORUM-Schiffsführung werden neue Erkenntnisse der menschlichen Lei- stungsfähigkeit, des Wandels in der Stellung und Funktion des Nautikers, der Probleme des menschlichen Versagens (human error), der Entwicklung neuer technischer Systeme für die Schiffsführung und der Möglichkeiten für die Erhöhung der Effizienz des Seeverkehrs analysiert und vorgestellt.

Das FORUM-Schiffsführung versteht die Tätigkeit des Nautikers als Bestandteil eines verlässlichen Schiffsführungssystems in seiner Gesamtheit. Es ist ein Beitrag für die Erfassung und Verallgemeinerung der „guten Seemannschaft“ als  Element anforderungsgerechter maritimer Bildung und Forschung.

 

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MENUE-FUEHRUNG :

 

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                                  DER NAUTIKER ...             

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                ASSISTENZSSYSTEME

 

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                                  COMPETENCE ASSESSMENT

 

                GÄSTEWORTE

                                             

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DENKANSÄTZE

 

  1. Die Anforderungen an Prozessleitsysteme für die Schiffsführung können nur auf der Grundlage von umfassenden Erkenntnissen aus dem Wissenschaftskom-plex Mensch – Technik und aus der Gestaltung von „Datability“ - Potenzialen erkannt und umgesetzt werden.

  2. Das Ziel sicherer, wirtschaftlicher und zuverlässiger Betriebsführung wird die „Dependablity“, die Verlässlichkeit von ganzheitlichen Mensch-Maschine-Systemen, sein.

  3. Entwicklung, Betrieb, Kontrolle und Überwachung bedürfen der Bestimmbar-keit und Messbarkeit der Qualität der Gesamtheit technischer und nicht-technischer Einflußparameter, ihrer Prüfung und ihres Vergleiches mit ge-setzten Normen „guter Seemannschaft“ sowie ihrer Vorausschaubarkeit zum Zwecke der Situationsanalyse und der vorausschauenden Prozesssteuerung.

  4. Die Funktion des Menschen besteht nicht nur in der technischen Steuerung des Prozesses nach seinen Zustandsparametern , sondern auch in der Übermittlung von Prozesswissen in das System und in der Gewinnung von Wissen aus dem System.

  5. Diese qualitative Veränderung der Mensch-Maschine-Verbindung verlangt neue Formen und Inhalte der Forschung und der Bildung sowie der Profilierung neuer Wissenschaftskomplexe unter Berücksichtigung einer hohen Inter-disziplinarität.

  6. Neben komplexen Formen der Verallgemeinerung von Prozesswissen muss der Systemlösungs- und Realisierungsansatz die kognitiven Besonderheiten des Menschen und rechtliche Konsequenzen bei Ausfall oder Fehlfunktion menschlicher und/oder technischer Komponenten berücksichtigen.

  7. Der Zugriffsmöglichkeit auf die Einheit von Prozesswissen und Verfügbarkeit aufgezeichneter Prozessdaten setzt die interdisziplinäre Zusammenarbeit bei der Gestaltung und Herstellung von Pozessleitsystemen sowohl in Form von Brückensystemen als auch für Überwachungssysteme in Landzentralen (FOC) voraus,

  8. Die Prozessentwicklung und die Güte der Produkte für die Überwachung und Kontrolle realer Prozessabläufe erfordern, da beide mit der Veränderung der Funktionsverteilung zwischen Mensch und Maschie verbunden sind und neue „Gestaltungswelten“ (Arbeitswelten) hervorbringen, moderne Formen und Inhalte der Zusammenarbeit von Praxis, Wissenschaft, Herstellern und Individuen.

  9. Nur die Erkenntnis, dass der Weg zu Spitzenleistungen über erkannte Fehler im Schiffsbetrieb / in der Schiffsführung als Mensch-Maschine-Einheit führt und die vorbehaltlose Nennung ihrer Ursachen sind Voraus-setzungen für Ände-rungen.

  10. Die ausschließliche Orientierung von Mensch-Maschine-Systemen mittels finanzieller Kenngrößen und „leistungsabhängiger Anpassungen“ verhindern sowohl die notwendige breite Diskussion als auch  das Wachstum ungebun-dener, freier Forschungsvorhaben.

 

Ausgewählte Literatur zu diesem Komplex :

 

Kersandt, D. : Aus Daten Wissen machen – eine neue und anspruchsvolle Aufgabe für das Management eines Reedereiunternehmens (86 Seiten, 2016)
Im Schiffsführungsprozess fallen massenhaft Daten an. Ihre Quellen sind technischer und nichttechnischer Natur. Ungebremst breitet sich die Datenflut aus. Schiffsführungssysteme sind ein reales Ergebnis von Wissenschaft, Praxis und Leistungskraft der Herstellerindustrie.
Die teils aufwendig „hergestellten“ Daten werden den potentiellen Kunden angeboten und verkauft. In ihnen steckt die Eigenschaft der Beschreibbarkeit von Zuständen / Situationen. Für ihre Darstellung sind technische Vorrichtungen erforderlich. Für ihre Interpretation wird Wissen benötigt.
Daten_Wissen_02.pdf
PDF-Dokument [11.0 MB]

 

Kersandt, D. : Aus Daten Wissen machen – Kurzdarstellung (12 Seiten, Wedel, 2016)
Ziel einer modernen, zukunftsweisenden Unternehmensführung ist die „zeitnahe, nachhaltige und nutzerorientierte Verwendung von Daten als Rohstoff für die weitere Wertschöpfung“. Daten werden bereits jetzt aus anderem Grund in großen Mengen in Datenaufzeichnungsmaschinen an Bord und in Simulatoren erfasst, analysiert und teilweise, allerdings im Bereich der Landkontrollzentren völlig unzureichend, visualisiert.
Die strukturierte, fach- und aufgabenorientierte Zusammenführen von Echtzeit- daten aus unterschiedlichen Quellen können helfen, Antworten auf komplexe Fragen zu finden und eine völlig neue Aussagekraft erzeugen. … „Das Know-How um innovative Datennutzung und -vernetzung wird heute mehr denn je zum entscheidenden Wettbewerbsfaktor. ..“
Wissen_kurz_1.pdf
PDF-Dokument [218.2 KB]

 

Kersandt, D. : Schiffsführung als Nautische Wissenschaft – Entwicklung, Anforderungen und Konsequenzen für die Praxis - eine Diskussions-grundlage
Ausarbeitung (73 Seiten) ( 2014-2016) : Schiffsführungssysteme sind ein reales Ergebnis von Wissenschaft, Praxis und Leistungskraft der Herstellerindustrie. Sie bestimmen heute weitgehend den Charakter von Schiffsführungsprozessen an Bord und machen in ihren Widersprüchen Konflikte sichtbar. Häufen sich die Widersprüche, steht ein Umschlag in eine neue Qualität bevor. Einer der aktuell herangereiften Widersprüche ist, dass trotz großen Aufwandes der Hersteller und immer wieder vorgenommenen technisch-funktionellen Verbesserungen der Schiffsführungssysteme sowie modifizierter Ausbildungsformen und Trainingsver- fahren die Nautiker „vor Ort“ ihre Leistungsgrenzen erreicht haben. Sie machen Fehler.
Daten_Wissen_Management_01.pdf
PDF-Dokument [6.9 MB]

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VERLÄSSLICHKEIT IN DER SCHIFFSFÜHRUNG

Verlässlichkeit (dependability) ist ein qualitativer Begriff zur Charakterisierung der anforderungsgerechten Zielerreichung eines Mensch-Maschine-Systems in seiner Gesamtheit (Zusammenwirken aller beteiligten Systeme : Individuen, Gruppen, Organisationen, Organisationsumwelt und Technik)

 

VERLÄSSLICHKEIT  ist die Fähigkeit zu Erhaltung verlangter Qualitäten unter den Bedingungen einer möglichen Komplizierung der Situation bzw. die Stetigkeit optimaler Arbeitsparameter des Individuums (vergl. Timpe 2002).

 

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Menschen machen Fehler ! Sie werden in der Führung von Schiffen wieder und immer wieder auftreten. Erst wenn Brückensysteme einem grundlegenden Wandel unterzogen werden, an dem der Nautiker maßgeblich mitwirken muss und die Einheit von Mensch und Technik zur Realität in Wissenschaft, Bildung und Praxis wird, können Sicherheit, Wirtschaftlichkeit und berufliche Erfüllung zum Wohle des Individuums und der Gesellschaft beitragen.
Die Ursachen von Seeunfällen haben sich  seit ca. 40 Jahren gewandelt. Insbe-sondere geschah das in Verbindung mit der Einführung moderner Informations- technologien und führte zu Technikfolgen, die so nicht gewollt und schon gar nicht geplant waren. Voreilig und unsachlich haben sich einige Medien und vorlaute "Fachleute" auf den Kapitän gestürzt und ihn allein für das Unglück verantwortlich gemacht.

 

Die Grundberührung der „Costa Concordia“ war der vorläufige Höhepunkt dieser Entwicklung. Ein scheinbar technisches Meisterwerk, das alle Anforderungen an moderne Navigationstechnik zu erfüllen scheint, versagt in dem Moment, in dem sich menschliche Schwächen offenbaren.

 

Können Passagiere auf ähnlichen Schiffen darauf vertrauen, dass Kapitän und Offiziere gerade auf ihrem Schiff fehlerfrei arbeiten, sich kritischer Situationen bewusst sind oder werden und die richtigen Entscheidungen für das menschliche Leben treffen ?

 

Die Forderungen nach Verbesserung des Situationsbewusstseins bleiben ein leerer Appell, wenn nicht gleichzeitig die Schwachstellen gegenwärtiger technischer Systeme und die begrenzte menschliche Leistungsfähigkeit aufgedeckt werden. Es kann aus technik-philosophischer Sicht nicht das Ziel sein, den Nautiker von der Brücke zu "verbannen", damit das "menschliche Versagen" nicht mehr die Unfallstatistiken belastet. Mit der Verlagerung von Entscheidungsakten an Land wird sich die Verantwortung des Menschen mitverlagern.

          

Genauigkeit, Zuverlässigkeit, Servicefreundlichkeit und Umfang der Prozessabbil-dungen haben ihre technischen Grenzen wahrscheinlich noch nicht erreicht. Hersteller werden weiter daran arbeiten und immer neue Lösungen vorlegen, die schließlich Reeder und Versicherungen überzeugen. Aber die Signal- und Da- tenmengen und die dadurch wachsende „scheinbare“ Komplexität sind vom Menschen kaum noch beherrschbar. Widersprüche sind nicht nur die Quelle neuer Ideen, sondern können zugleich auch den Beginn von Fehlentwicklungen darstellen. Das ist um so wahrscheinlicher, je größer der Verlust an strategischer Voraussicht in der Schiffsführung ist. Mängel in Bildung, Wissenschaft und For- schung sind dafür ernstzunehmende Anzeichen.

 

Wissen aber ist der Rohstoff der Zukunft ! Wo soll es herkommen, wenn nicht bei der Lösung von Widersprüchen an Bord entstanden, entwickelt, angewendet und weitergegeben ?

 

Es ist ein wesentliches Anliegen, in diesem Forum Erfahrungen aus Theorie und Praxis zu vermitteln. Der Autor versucht, aus seiner über 50 - jährigen Erfahrung als Praktiker und Wissenschaftler einen Teil seines Wissen weiterzugeben.

 

Bitte nutzen Sie das Forum für den eigenen Erkenntnisgewinn, für  Mei- nungsäußerungen und für die weitere Festigung der  "Schiffsführung" als praktische und wissenschaftliche Fachdisziplin.

 

                                         Diethard Kersandt,  29.04. 2009 / 24.12.2015

 

                                                    ***

 

Die folgende Zusammenfassung DEPENDABLE BRIDGE ON SHIPS widerspiegelt die fachlichen Auseinandersetzungen des Autors in verschiedenen Stadien seiner wis-senschaftlichen Arbeit über einen Zeitraum von mehr als 25 Jahren.

 

Diethard Kersandt/ 2016 :   DEPENDABLE BRIDGE ON SHIPS  

                                            

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Diethard Kersandt/ 2016 : DEPENDABLE BRIDGE ON SHIPS (Zusammenfassender F/E- Bericht); 276 Seiten
Entwicklung eines verlässlichen Prozessüberwachungs- und - Steuerungssystems für die Schiffsführung auf der Grundlage aufgabenorientierter Strukturen und wissensbasierter Verfahren der Datenbewertung mit dem Ziel einer echtzeitfähigen ganzheitlichen Zustandsdiagnose auf See
d-Bos_2016_01.pdf
PDF-Dokument [12.1 MB]

                                   ***

 

Die GRUNDBERÜHRUNG des Passagierschiffes "COSTA CONCORDIA" war nicht zwangsläufig das Resultat "menschlichen Versagens", eher war es ein Zeichen für eine Fehlentwicklung einer wichtigen MENSCH - MASCHINE - SCHNITTSTELLE auf der Brücke.

 

Letztlich blieb, wie es in den meisten Seeunfällen zu beobachten war, das die kognitiven Abbildung der Situation bestimmende handlungsregulierende Signal aus oder wurde durch Hoffnungen und Erwartungen verdrängt. 

Die folgende Bildfolge zeigt die Umwandlung der Situationsgiagnose in "visuelle Abbildungen partieller Gefahren", die der Denkweise des Men-schen entsprechen und auf der Grundlage nautischen Expertenwissens die Grundlage der Handlungsregulation bilden.

Die Gefahrenabbildungen sind aufgabenspezifisch, integrativ und anpas-sungsfähig. Diese "menschliche" Fähigkeit des nautischen Assistenten wird

sowohl für die aktuelle Situationsdiagnose, für die Vorhersage zukünftiger partieller Prozesse, für die Sammlung und Speicherung von Wissen als auch

für die Überwachung komplexer Prozesse in einem  Fleet Operation Center

benötigt.

 

Die neue Qualität derartiger Prozessüberwachungssysteme zeigt sich in ihrem Vermögen, nicht nur massenhaft anfallende technisch-physikalische Messdaten zu sammeln sondern vor allem darin, dass die Qualität von Pro- zessen bestimmt, gesteuert und vorhergesagt werden kann.

 "Gute Seemannschaft" wird mit den modernen Verfahren der Datener-fassung und der Datenbewertung  verknüpft.

 

                                                ***

Zustandsdiagnose durch den NAUTICAL TASK MANGER für "Costa Concordia"; 4 Minuten vor der Grundberührung

"COSTA CONCORDIA" -

die letzten 15 Minuten bis zur Grundberührung

 

Grafische Abbildung der aktuellen Gefahrenhöhen, der "guten Seemann-schaft" und der Risikogrenzbereiche für die Förderung von Situationsbe- wußtsein und Handlungsregulation des Nautikers

 

                                                   ***

Diethard Kersandt; Wedel, Februar 2017 : "COSTA CONCORDIA" - The foreseeable and avoidable disaster - Präsentation 100 slides / 12,9 MB
In the following presentation, an assistance system is presented which disregards this finding and shows for the last 15 minutes to the point of grounding that the misfortune could have been foreseenable and therefore avoidable in the case of intelligent assessment / exploitation of the data available in the integrated ship management system.
NTM_VIDEO_01.pdf
PDF-Dokument [12.6 MB]

                                                   ***

Anmerkungen zum Seeunfall "Costa Concordia"

 

Januar 2012 :

 

Menschliches Versagen – eine nicht beeinflussbare Ursache für Katastrophen auf See ? Anmerkungen zum Seeunfall des Kreuzliners „Costa Concordia“ am 13.Jan. 2012 (Auszüge)

 

Diethard Kersandt, Ende Januar 2012

 

„... Das Schiff war mit moderner Technik ausgestattet, von der die Hersteller immer wieder schrieben, dass sie zur Sicherheit und Wirtschaftlichkeit des Schiffes bei- tragen würde, zuverlässig sei, leicht zu warten und einfach zu bedienen wäre. …

 

Niemand dachte daran, dass er in weniger als 1 Stunde in dunkler Nacht das Schiff verlassen und notfalls in die kalte See springen müsste, um sein Leben zu retten oder es zu verlieren. …

 

Der Seeunfall der “Costa Concordia” darf nicht nur ein Versicherungsfall bleiben, für den man einen Schuldigen benötigt. Den hatte man ohnehin sofort gefunden, zumal alle weiteren Handlungen zur Rettung der Passagiere als fehlerhaft eingestuft wurden und den Kapitän belasteten. Wenn alles so bliebe, hätte man keine einzige wirkliche Ursache für diesen Seeunfall gefunden. ...

 

                                                       

18.05.2014 :

 

Schreiben an den Präsidenten der AIDA Cruises - Verbesserung der Sicherheit der nautischen Schiffsführung

 

 

… Mit der Einheit von FOC und Simulator verfügen Sie über ein außerordentlich leistungsfähiges technisches Potenzial des Zugriffes auf Prozessdaten und der Gewinnung und Anwendung von Prozesswissen.

 

Es handelt sich dabei um vermarktungsfähiges Wissen, über das weder Hersteller nach Seefahrtschulen verfügen. Es ist heute nowendig, um die Prozesse wirt-schaftlicher und sicherer zu führen. Allein mit Hardwarelösungen ist dieses große Potenzial nicht mehr zu bewältigen. ...

 

…  Prototypische Lösungen hat es bereits gegeben und das System wurde einem „Usability–Test“ unterzogen. Zahlreiche Veröffentlichungen in der Fachpresse und auf internationalem wissenschaftlichen Tagungen liegen dazu vor.

 

Das System – ein NAUTICAL TASK MANAGER (NTM) – ist mehrfach anwendbar :  an Bord für die unmittelbare Schiffsführung, die Bewertung der Kompetenz in einem Schiffsführungssimulator, für die Gefahrenbeurteilung in einem „Fleet Operation Center“, für die Sammlung nautischen Wissens u.a.m....“

 

 

16.12.2015 :

 

Schreiben an den CEO der Costa Crociere S.p.A. Kreuzfahrtgesell-schaft

 

...

 

Die Grundberührung der „Costa Concordia" hätte der Nautical Task Manager" (NTM) 10 Minuten vorher durch die Warnung, dass sich das Schiff einer gefährlichen Situation nähert, angezeigt, begründet und Handlungen empfohlen. ...

 

 

Vorschläge :

 

1.Untersuchung der Verfügbarkeit und Eignung vorhandener Daten zur Analyse von Schiffsführungsprozessen mit dem Ziel ihrer Bewertung und Verwendung für operative und strategische Entscheidungen

2.Bewertung ausgewählter Situationsverläufe mit einem Verfahren zur Berechnung von aufgabenspezifischen Gefahren der nautischen Schiffsführung

3.Entwicklung grafischer Darstellungen von Gefahren zur Handlungs-regulation, einschließlich ihrer Vorausschau

4. Entwicklung von Vorstellungen zur Einrichtung und Funktionsweise eines unternehmensspezifischen “kowledge pool” unter Einbeziehung von Simulatoren und FOC sowie entsprechenden Fachpersonals ...”

 

06.11.2016 :

 

Schreiben an den CEO der Costa Crociere S.p.A. Kreuzfahrtgesell-schaft

 

...

 

... Niemand hat in Zusammenhang mit der Verschmelzung technischer Teillösungen zu einem integrierten Schiffsführungssystem daran gedacht, Verfahren und Methoden zur Datenverwertung bereitzustellen. ...

 

... Hauptmangel ist die ausschließliche Orientierung der Informationsverarbeitung auf rein physikalische Aspekte (Datennetz, Zuverlässigkeit, Sicherheit, Verteilung, Darstellung, Abruf, Überwachung, Strukturen, Formate, ...).

Im Sinne der kognitiven Seite bei der Informationsaufnahme und -verarbeitung (Menge, Art, Selektion, Verarbeitung, Weitergabe, Kette ‘Erkennen - Entscheiden - Handeln’) findet man keine befriedigenden Lösungen....

 

... Eine Berechnungsmöglichkeit für die Risikohöhe im Schiffsführungs-prozess gab es bisher nicht, das zieht u.U. Zeit- und Auffassungsprobleme nach sich.

 

Der Verfasser bietet Lösungen seit vielen Jahren an und hat das Verfahren sowohl praktisch getestet als auch einer umfangreichen Usability-Analyse unterziehen lassen. …

 

… Die installierte Datenerfassungs- und Kommunikationstechnik im FOC und auf den Schiffen der Reederei sind geeignet, Verfahren zur aufgabenspezifischen Prozess-zustandsberechnung und zum Vergleich unterschiedlicher Prozessqualitäten wären mit geringem Aufwand und hohem Nutzen realisierbar. ...“

 

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Schwachstellen gegenwärtiger Technik und Grundlagen einer Lösung, dargestellt am Beispiel „Costa Concordia“
Konzepte zur technischen Weiterentwicklung (neue Produkte) müssen bereits im Entwurf und erst recht im Betrieb die Einheit von Mensch und Maschine (Verlässlichkeit des Gesamtsystems) berücksichtigen.
Die letzten 15 Minuten bis zur Grundberührung der CC sind, aus der Sicht von Ursachen für Fehlhandlungen durch Informationsmängel, ein Beispiel für die Schwachstellen einer wichtigen Mensch-Maschine-Schnittstelle auf der Brücke. Daran ändert auch kein Hinweis auf die Einhaltung von technischen Standards durch Untersuchungs- bzw. Zulassungsbehörden.
NTM_EXPERT_KE_01.pdf
PDF-Dokument [8.6 MB]
Better Situational Awareness by "Cognitive Integration": Qualitative Change in the Diagnosis of Conditions and Process Control through near Real-Time Calculation and ...
.... Prediction Navigational Hazards of large and complex data sets by means of fuzzy logic and expert knowledge

Eingereichter und angenommener Vortrag für CIMCA'2014; Paper reference number: 14-151
CIMCA_2014_Kersandt.pdf
PDF-Dokument [861.7 KB]
Vortrag : Situationsbewusstsein durch „kognitive Integration“ : Qualitativer Wandel in der Prozesssteuerung durch echtzeitnahe Berechnung und Vorhersage nautischer Gefahren ...
...für die „gute Seemannschaft“ aus großen und komplexen Datenmengen mittels Fuzzylogik und Expertenwissen / Diethard Kersandt / Juli 2014
Kogn_Integ_Wandel_Üb_02.pdf
PDF-Dokument [1.9 MB]
Support of the „cognitive integration“ of data / information from an integrated navigation system by computerized nautical task management (NTM), as exemplified by the grounding of „Costa Concordia“ *
Präsentation / 38 Bilder / Diethard Kersandt, Juni 2014 :
Computer-aided state analysis by fusion and evaluation of large data sets as an expression of a qualitative shift from the technical to the "cognitive integration" in complex, dynamic and uncertain control processes (eg navigation)
INFO_POT_KE_PRÄ.pdf
PDF-Dokument [5.4 MB]

                                      ***

 

            Der notwendige Wandel in der Schiffs-                       führung und in der Tätigkeit des Nautikers 

 

                                          

Die Auseinandersetzung mit den Gefahren der Seefahrt schafft die Grundlage für die Ausnutzung des Risikos für eine optimale Prozessgestaltung und Prozessführung. Moderne technische Verfahren für die Schiffsführung dürfen deshalb das Auftreten von Risiken nicht vollständig unterdrücken, sondern dem Kapitän die Möglichkeit der Fehlererkennung und der Gestaltungsfreiheit für Problemlösungen im Rahmen guter Seemannschaft eröffnen.
 

Diese Forderung setzt die Messbarkeit von Gefahren / Risiken einerseits und die Bestimmung der Grenzen guter Seemannschaft andererseits voraus.

 

Für beides sind hohe Fachkenntnisse, eine ausgezeichnete Moral und ein großes Maß an Verantwortlichkeit gegenüber den anvertrauten Menschen, der Ladung, dem Schiff und der Umwelt erforderlich.

 

Den „Zugang“ zu kognitiven Vorgängen bei der Informationsverarbeitung findet man über die Erfassung und Bewertung konkreter realitätsnaher Situationen. (Vergleich des „inneren“ Modells (einer „guten Seemann-schaft“ - ZIEL) mit dem über Informationen beschriebenen Abbild der Realität (IST).


Diese werden in den Beispielen über Angaben zum Schiff, zum Seegebiet und zum Radarbild sowie weiteren nautisch-technischen Ergänzungen in Form von Indikatoren bereitgestellt.
Die Indikatoren / Bewertungsparameter sind so strukturiert, dass damit zunächst partielle nautische Aufgaben in der Schiffsführung mathematisch-tech- nisch beschrieben werden können. Das entspräche dem heutigen Standard auf einer Brücke.

Während noch vor ca. 10 Jahren davon ausgegangen wurde, die Zeit für die Informationssammlung auf der Brücke zu reduzieren und die Zeit für Entschei-dungen zu erhöhen, steht man heute vor dem Problem, dass der Nautiker, anders als angenommen, die über viele Geräte und Systeme angebotene Informations- menge in der verfügbaren Zeit nicht mehr verarbeiten kann.

 

Folgen Sie mir nun bitte zur Ansteuerung des Hafens Livorno und schätzen Sie die Höhe der Gefahren für die Erfüllung der einzelnen Aufgaben der Schiffsführung im Bereich 0 = keine Gefahr bis 1 = höchste Gefahr ein. Das kostet, wie auf der Brücke, Zeit und ist mitunter mit Fehlern behaftet, die ein selbst gut ausgebildeter Nautiker machen kann.

 

Sehen sie danach auf die Bewertungen des Nautical Task Manager (NTM), der Ihnen in Bruchteilen von Sekunden eine komplexe Diagnose der glei- chen Situation liefert. Er ist mit Expertenwissen ausgerüstet und ein Bei- spiel für die Arbeit eines fachspezifischen Assistenzsystems auf der Brücke bzw. in einem "fleet operation centre" / "shore control centre".

 

 

                                                     ***

 

APPROACHING LIVORNO / scene 4

Beispiel für die Bewertung der Höhe von Gefahren für die Erfüllung von nautischen Aufgaben der Schiffsführung auf der Grundlage von aktuellen (Zustands) - Daten / -Informationen

Approaching / Livorno - Szenenfolgen
Beispiele für die Bewertung der Höhe von Gefahren für die Erfüllung von nautischen Aufgaben der Schiffsführung auf der Grundlage von aktuellen (Zustands) - Daten / -Informationen
NTM_APPR_KE_01.pdf
PDF-Dokument [2.2 MB]
Coastal Traffic / Botany Bay - Szenenfolgen
Beispiele für die Bewertung der Höhe von Gefahren für die Erfüllung von nautischen Aufgaben der Schiffsführung auf der Grundlage von aktuellen (Zustands) - Daten / -Informationen
NTM_COAST_KE_01.pdf
PDF-Dokument [3.2 MB]
Traffic Separation Zone / Gibraltar - Szenenfolgen
Beispiele für die Bewertung der Höhe von Gefahren für die Erfüllung von nautischen Aufgaben der Schiffsführung auf der Grundlage von aktuellen (Zustands) - Daten / -Informationen
NTM_TRAFFIC_KE_01.pdf
PDF-Dokument [3.3 MB]
Fairway / Departure Calais - Szenenfolgen
Beispiele für die Bewertung der Höhe von Gefahren für die Erfüllung von nautischen Aufgaben der Schiffsführung auf der Grundlage von aktuellen (Zustands) - Daten / -Informationen
NTM_FAIRWAY_KE_01.pdf
PDF-Dokument [2.2 MB]
Open Sea - Szenenfolgen
Beispiele für die Bewertung der Höhe von Gefahren für die Erfüllung von nautischen Aufgaben der Schiffsführung auf der Grundlage von aktuellen (Zustands) - Daten / -Informationen
NTM_OPEN_KE_01.pdf
PDF-Dokument [3.2 MB]

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NAUTICAL TASK MANAGER - Bewertung der Situation "Ansteuerung Livorno / Szene 4" und Vergleich mit einem User

 

GENERAL INFORMATION ABOUT THE CURRENT SITUATION

 

TIME : 02:14  SPD (log): 4.2 kts  HDG(gyro) : 165 °
revol. : 63 rev/min power : 4116 KWh
recent fuel consumption : 196.29 Kg/h 0.477e-1 Kg/KWh
draft foreward: 5.1 m draft aft: 5.2 m ; water depth: 15.6 m / depth u.k.: 10.4 m cross track error: 148 m
total quantity of targets in 12  nm range: 10

target B (mdt) :  course target= 277.4 speed target= 13.3 true bearing target(t1)= 95 °; distance: 0.7 cl.pt.of approach (cpa): 0.2 nm  time of cpa (tcpa): 2.5 min.

visibility: 4.5 nm / target visible

bridge manning: 1 NO,CAP,1 LO
watch keeper's alarm sensibility (0.95 - 1.2) : 1
NAVMODE Own Ship A:  APP ; status: MS under command
NAVMODE Target B:  APP ; status: MS under command

available manoeuv. area:10000 m ; safety contour:10 m ;recent stopway :266 m
theoret. tracklimit both port & starboard: 63 m ; limit of under keel clearance: 2.5 m
wind force true : 4 Bft ; wind direction true: 180 °
current force : 0.5 kts current direction / comes from: 230 °
waves / swell direction from : 190 ° ; height of waves:1 m wave period:5.1 sec length of waves: 40.6 m ;rolling periode: 9.04 s heeling angle: 2 °

avarage speed: 17.93 kts
total distance of voyage: 260.5 nm; distance done already: 260 nm
total voyage time with vpl: 14.47 hrs
time needed already of total voyage time: 14.5hrs
remain. time to p.o.dest.: -0.28e-1 hrs

 

NTM - SITUATION DIAGNOSIS / EVALUATION OF PARTIAL TASKS
===========================================

OWERVIEW :

 

ANTI - COLLISION                            : 0.85
ANTI - GROUNDING                          : 0.12
TRACK - KEEPING                             : 0.36

CONSIDERATION ENVIRONMENT    : 0.42
VOYAGE ECONOMY                           : 0.77
BRIDGE MANNING                            : 0.49

 

TRAFFIC SITUATION           :               1

 

 

PARTIAL TASK - COLLISION AVOIDANCE  
---------------------------------------------------

HEIGHT OF DANGER  : 0.85 HIGH DANGER

Rated ANTI-COLL: 170 %  high dangerous COLL risk
p r o b a b l e danger in moment of passing / PROB : 1 / passing dangerous.
target will pass in 2.14 + 2.5 min

QUALITY COMPARISON with GSM : 37 %  ser. quality lack

 

PROCESS CHARACTER

Complexity : 88.83 high cmplx.
Controlability : 0.598 low
Process Time :53.14 s

Additional impact by TRAFFIC SITUATION : 1  ACCIDENT
Effects on TRAFFIC : because of them an extremely high hazard exists

 

PROCESS CHARACTER
Complexity : 9.4249 low cmplx.
Controlability : 0.77348301 medium
Process Time :7.29 s

 

CAUSES for COLLISION AVOIDANCE - QUALITY
cpa: 160 %   high dangerous cpa
tcpa: 170 %   high dangerous tcpa
distance : 140 % dangerous dist.

 

CAUSES TRAFFIC SITUATION
traffic density : 140 % dangerous traffic density  
kind of traffic : 184 % high dangerous kind of traffic

passing situation (mdt) : GCOLLact : 0.85 GCOLLpas: 1

 

DETAILS ANTI - COLLISION :

target B:  course target= 277.4 speed target= 13.3 true bearing target(t1)= 95
distance: 0.7 cl.pt.of approach (cpa): 0.2 time of cpa (tcpa): 2.5
relative bearing target (t1): 70 P relative bearing target(t2): 71.6 P
heading difference to own ship: 112.4 ° speed difference to own ship: -9.1 kts Own ship is slower
valid: COLLREG for visible target (vis > 1 nm) / target visible
distance: 0.7 nm  visibility: 4.5 nm
close quarter situation ?:  close quarter situation exist /target will pass forewards
stopway: 0.14 nm close quarter range: 1.01 nm
critical distance: 0.23 nm  t90 : 2.5 min
safe passing distance: 0.7 nm
passing distance according good seamanship: 0.53 nm

 

DETAILS TRAFFIC :

current level of RISK: 1
total quantity of targets in 12  nm range: 10
targets parallel : 0 targets crossing : 10
 

RECOMMENDATIONS for ANTI COLLISION:
(SSO = Stand on vessel   SGW = Give way vessel)
SSO:Check last min. manvr.
SGW:Start own COLL. avoid. manvr. immed.

RECOMMENDATIONS TRAFFIC SITUATION :
improve human capability for traffic observation immediately !

 

 

PARTIAL TASK - ANTI GROUNDING  
----------------------------------------------

HEIGHT OF DANGER : 0.12 NO DANGER

QUALITY COMPARISON with GSM : 220% high quality
 

ACT. PROCESS CHARACTER
Complexity : 1no complexity
Controlability : 1 no contr.problem
Process Time :1 s

 

CAUSES for ANTI-GROUNDING - QUALITY

ratio recent/possible spd in available manvrg area: 0 % no speed risk in manvrg area

ratio total draft increase/depth below transducer: 20 % no draft increase danger

ratio recent/critical spd (due squat): 0 %  no speed danger due squat

 

DETAILS in ANTI-GROUNDING

available manoeuvring area:10000 m; needed manoeuvring area: 694.31 m
safety contour:10 m ; depth under keel:10.4 m ; limit of u.k.clear.:2.5 m
speed (log): 4.2 kts ; critical speed (due squat) in shallow waters: 19.91 kts
recent stopway :266 m
condition of bottom:  hard sand resp. rocks
ship out of mid channel: 0 m
ship trims bow heavy
squat bow: 0 m squat stern: 0 m
additional deduction : bottom  0.31 m heeling  0 m waves  0.5 m
total deduction :0.81 m
recent under keel clearance: 9.59 m (UKC limit: 2.5 m)
manoeuvrg. factor : 0.75

 

RECOMMENDATIONS for ANTI-GROUNDING

possible spd in restricted man. area: 18.6 kts
critical speed (due squat) in shallow waters: 19.91 kts
max.recom.speed (due squat)in shallow waters: 9.96 kts
Recom max.speed (due squat): 9.96 kts

 

PARTIAL TASK - TRACK - KEEPING  
-------------------------------------------

HEIGHT OF DANGER : 0.36 NO DANGER

QUALITY COMPARISON with GSM : 160% ; high quality

 

ACT. PROCESS CHARACTER
Complexity : 3.07 very low cmplx.
Controlability : 0.87947883 very high
Process Time :2.7 s

 

CAUSES for TRACK KEEPING - QUALITY

ratio xtd/TRL : 190 % ; high dangerous xtd

ratio stopway/avail manvrg area: 0 % ; no stopway/manarea danger

ratio water depth/max. draft+UKCl: 0 % ; no depth/draft risk

 

DETAILS TRACK KEEPING
theoretical tracklimit both port & starboard: 63 m ; cross track error: 148 m
safety contour: 10 m
water depth: 15.6 m / depth u.k.: 10.4 m ; limit of under keel clearance: 2.5 m
limit max.draft (Tmax+UKCL): 7.7 m
avail. manoeuvr. area:10000 m ; need. manoeuvr. area: 694 m
speed (log): 4.2 kts ; recent stopway :266 m

 

RECOMMENDATIONS TRACK KEEPING
no track act is requ.

 

 

PARTIAL TASK - CONSIDERATION OF ENVIRONMENT  
------------------------------------------------------------------

HEIGHT OF DANGER : 0.42 ATTENTION

QUALITY COMPARISON with GSM: 145 % ; high quality

 

ACT. PROCESS CHARACTER
Complexity : 3.07 very low cmplx.
Controlability : 0.87947883 very high
Process Time :2.7 s

 

CAUSES for ENVIRONMENT - QUALITY
wind drift angle (alfa) : 190 % high dangerous wind drift angle
current drift angle (beta): 100 % no current drift angle risk
heeling angle (fi): 0 % no heeling angle risk
resonance : 40 % no resonance risk

 

DETAILS ENVIRONMENT
alfa: 27 (° to starb) ; current force : 0.5 kts current direction : 230 ° ; beta: 5 (° to starb)
waves / swell direction from : 190 ° ; height of waves:1 m wave period:5.1 sec length of waves: 40.5756 m
angle between HDG and sea direction: -25 ° starboard
meeting period: 4.09 s rolling periode: 9.04 s heeling angle: 2 °
metacentric height: 2.8 m
recent 1.0 - periodical ratio crit.: 2.21
rec 0.5   periodical ratio: 1.10
lower limit for probably resonance: 169 °
upper limit for probably resonance: 138 °
pure resonance: 141 °  / pure resonance if heading: 331 °  or 49 °
no likelihood of parametric rolling if sea from bow
no likelihood of parametric rolling if sea from stern

 

RECOMMENDATIONS for IMPROVEMENT ENVIRONMENT SITUATION
Obs. environment situation cont.

No resonance based recommendation because fi <=5°  and wh <= 1 m

 

 

PARTIAL TASK - VOYAGE ECONOMY  
---------------------------------------------

HEIGHT OF DANGER : 0.77 MEDIUM DANGER

QUALITY COMPARISON with GSM : 57.5 % ; quality near limit
 

ACT. PROCESS CHARACTER
Complexity : 9.4249 low cmplx.
Controlability : 0.77348301 medium
Process Time :7.29 s

 

CAUSES for VOYAGE ECONOMY - QUALITY
Priority : Keeping ETA at point of destination
ratio recent/needed spd: 190 high dang speed caused risk
speed difference vsa - vne e.g.vmax: -16.7 kts; vessel to slow
ratio ETA with rec spd / ETA with needed spd: 190 high dang time caused risk
time difference eta(vsa) -  eta(vne or vmax): 0.123 hrs
ratio cost with rec.spd / cost with vne or vmax: 0 no cost caused risk
cost difference cost(vsa) -  cost(vne or vmax): -24.47 $ ; cost smaller

 

DETAILS VOYAGE ECONOMY :
Econ. speed : 18 kts ; Plan. speed : 18 kts ; Avarage speed: 17.93 kts
Total distance of voyage: 260.5 nm; Distance done already: 260 nm
Total voyage time with vpl: 14.47 hrs.
Time needed already of total voyage time: 14.5hrs.
Total voyage time with vec 14.47 hrs. Recent fuel price / t :600 $
planed voyage fuel cost with vpl (average):  18975.73 $
voyage fuel cost with vec: : 18975.73 $
past consumed fuel cost (with vpl): 19012.15
past consumed fuel cost (with vec): 19012.15
remain. fuel cost to p.o.dest.: -36.42
remain. time to p.o.dest.: -0.28e-1
remain. dist. to p.o.dest.: 0.5
fuel cost to p.o.dest. with vne: 38.49 $
cost difference cost (vpl) -  cost(vne) to p.o.dest.: -74.9131908 $
vne : 20.9 kts vsa : 4.2 kts
fuel cost to p.o.dest. with vsa: 14.02
Time with vsa to be in time on p.o.dest. : 0.12 hrs
ETA (to be in time) with vmax: 0.24e-1  hrs

 

RECOMMENDATIONS for IMPROVEMENT VOYAGE ECONOMY
ETA exceeded. Go with vmax to WP: 20.9
total fuel cost to p.o.dest. with vne: 38.49 $
cost difference cost (vpl) -  cost(vne): -74.91 $

 

 

BRIDGE MANNING

------------------------

HEIGHT OF DANGER : 0.49 ATTENTION

STRENGTH of the EFFECTS on the SHIP : effect near limit

 

ACT. PROCESS CHARACTER
Complexity : 3.07 very low cmplx.
Controlability : 0.87947883 very high
Process Time :2.7 s

 

DETAILS BRIDGE MANNING
time 'in command' up to now :2 hrs.
local time: 2.14
bridge manning: 1 NO,CAP,1 LO

 

CAUSES BRIDGE MANNING

Rated time on duty : 40 %   no time on duty danger     
Rated local time : 190 %   high dangerous local time
Rated bridge manning :60 %   no bridge manning danger     

 

RECOMMENDATION BRIDGE MANNING
Human capability should be improved

Because of biorhythms your performance is limited.
Expect a longer time required for problem detection and - solution.

 

 

<<<< TREND >>>>>

 

ANTI - COLLISION  :

If you don't change anything you will enter a very dangerous state of nautical task management in :  very dangerous state reached already

in minute : 15

 

ANTI - GROUNDING : 

If you don't change anything you will enter a very dangerous
state of nautical task management in :  more than 9 minutes...

 

TRACK - KEEPING :

If you don't change anything you will enter a very dangerous
state of nautical task management in :  more than 9 minutes...

 

CONS.ENVIRONMENT :

If you don't change anything you will enter a very dangerous
state of nautical task management in :  more than 9 minutes...

 

VOYAGE ECONOMY : 

If you don't change anything you will enter a very dangerous
state of nautical task management in :  more than 9 minutes...

 

BRIDGE MANNING : 

If you don't change anything you will enter a very dangerous
state of nautical task management in :  more than 9 minutes...

 

 

MAIN PERSONAL CHARACTERISTICS
-------------------------------------------------------

APPEARANCE :                                           0.64
KNOWLEDGE :                                           0.76
INTELLECTUAL SKILLS :                             0.39
ENGAGEMENT / AMBITION :                       0.72
TEAM AND LEADERSHIP ABILITY :               0.43
PROBLEM SOLVING SKILLS :                       0.58

 

SUMMERY and CONCLUSIONS
=====================

Quality of Collision Avoidance Process compared with GSM  37  % 

serious quality lack

Complexity of collission avoidance process  88.8 %  high cmplx.

 

Quality of Anti - Grounding Process compared with GSM  ANTI - GROU : o.k.
Complexity of anti - grounding process   no or low complexity

 

Quality of Track - Keeping Process compared with GSM  TRACK - KEEP : o.k.
Complexity of track - keeping process     no or low complexity

 

Quality of Consideration of Environmental Impacts  compared with GSM   ENVIRON : o.k.
Complexity of consideration of environmental impacts process 

no or low complexity

 

Quality of Voyage Economics Process  compared with GSM  57.5 % 

quality near limit
Complexity of voyage economics process   no or low complexity


Effects on TRAFFIC : 1
because of them an extremely high hazard exists

 

COMPLEXITY and CONTROLLABILITY of NAUTICAL TASKS in its ENTIRETY

(incl. TRAFFIC)
==================================================

Complexity :  24223.97 extremely hgh cmplx.

Controllability : 0.3148 extremely bad contr.

Process Time : 7625.59 s    = : 2.11822152 hrs

 

=================================================
C O N C L U S I O N S  for MAN  and MACHINE
=================================================

PARTIAL  S E R I O U S   NAUTICAL PROBLEMS (high danger) in:

COLLISSION AVOIDANCE 0.85 and Complexity 88.83
VOYAGE ECONOMICS 0.77 and Complexity 9.42
TRAFFIC SITUATION 1 and Complexity 9.42

 

PARTIAL  S E R I O U S   PROBLEMS in PERSONALITY :

<< APPEARANCE 0.64  not suitable to limited suitable
<< TEAM AND LEADERSHIP ABILITY  0.43  totally unsuitable to conditionally suitable
<< PROBLEM SOLVING SKILLS  0.53  totally inadequate to rather incomplete

 

CONTROLLABILITY  associated with HUMAN WEAKNESSES
---------------------------------------------------------------------------

HIGHEST  ATTENTION --->> P O O R  CONTROLLABILITY .....  complemented by :
following problems of HUMAN WEAKNESSES :

 

-               in these leadership skills, the problem can not be solved allone
-               no problem-solving skills
-               existing problems are detected insufficient

-               serious lack in complex thinking
-               team spirit is not sufficient

-               risk behavior does not meet the conditions
-               situational awareness is insufficient

 

                                                                            - end of NTM diagnosis -

 

                               COMPARISATION between USER and NTM
                               =============================

  

                               GCOlluser : 0.45                  GCOllntm :  0.85
                               danger in collision avoidance task underestimated  -0.4
                               serious lack in situation awareness

 

                               GGROUuser : 0.32               GROUntm :  0.12
                               danger in anti-grounding task overestimated  0.2
                               serious lack in situation awareness

 

                              GTRACKuser :  0.1                GTRACKntm :  0.36
                              danger in track-keeping task underestimated  -0.26
                              serious lack in situation awareness

 

                              GENVIAuser :  0.19               GENVIAntm :  0.42
                              danger in envi-consideration task underestimated  -0.23
                              serious lack in situation awareness

 

                              GECONuser :  0.5                 GECONntm :  0.77

                             danger in voyage economy task underestimated  -0.27
                             serious lack in situation awareness

 

                             GHUMANuser :  0.6              GHUMAntm :  0.49
                             danger in bridge manning overestimated  0.11
                             situation awareness o.k.

                 

                                                                                               - end -

 

GRAFISCHE AUSWERTUNG / ANZEIGE : SZENE 4

Echtzeitdiagnose des NTM für die dargestellten Situation um 02 : 14 Uhr
Die persönlichen Eigenschaften des OoC auf der Brücke
Beispiel einer Gefahreneinschätzung durch einen USER um 02:14 Uhr und Vergleich mit der Bewertung des NTM

                                      ***

ZUGRIFF auf den ONLINE - SPEICHER von Forum-Schiffsfuehrung :

                      

           FREMDE  VERÖFFENTLICHUNGEN 

       

                  Hier finden Sie viele interessante Veröffentlichungen von Fachleuten

                  aus verschiedenen wissenschaftlichen Disziplinen, die für die Schiffs-

                  führung und die Arbeit des Nautikers auf der Brücke von Bedeutung 

                  sind. Alle Quellen waren über das Internet abrufbar und werden hier

                  nur im Zusammenhang mit dem Inhalt des Forums Schiffsfuehrung

                  aufgeführt.

 

Wenn Sie Einsicht in fremde Literaturquellen wünschen, senden Sie bitte eine entsprechende E-Mail an mich. Sie erhalten dann einen LINK, den Sie in Ihren Browser eingeben müssen.

 

                                      ***

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