Publikacje naukowe Stanisław Gucma
Tytuł monografii: Safety of Navigation in Restricted Areas, Methods of Risk Estimation and Analysis
Autor/Autorzy: Andrzej Bąk, Stanisław Gucma, Marcin Przywarty
Miejsce publikacji: Springer, Syntetic Lectures on Ocean Systems Engineering
Rok: 2024
Słowa kluczowe: navigation, risk, safety, waterways restricted areas risk estimation
Abstrakt: -
Adres strony internetowej (link) do pełnego tekstu publikacji: https://doi.org/10.1007/978-3-031-49532-8
ISSN 2692-4420
ISBN 978-3-031-49531-1
Tytuł: Simulation Tests of the Passing Distance of Ships on a Two-Way Fairway
Autor/Autorzy: Stanisław Gucma, Jarosław Artyszuk, Rafał Gralak, Marcin Przywarty
Miejsce publikacji: Applied Sciences-Basel 2023 , vol. 13 (2); pp. 920
Rok: 2023
Słowa kluczowe: passing distance; safety of navigation; design of waterways; full-mission ship simulator; maritime traffic engineering; safe maneuvering area; two-way fairway
Abstrakt publikacji: One of the components necessary to determine the width of a safe maneuvering area on two-way fairways is a safe passing distance. Existing methods do not consider modern model studies of interactions between passing vessels, additionally, they ignore the influence of the vessel’s position accuracy and navigators’ qualifications. This paper presents a method to determine the passing distance, which is free of the drawbacks of the methods used so far. The proposed method is based on simulation research carried out using an FMBS-type (Full Mission Bridge) simulator. The tests were carried out for three loaded vessels (bulk carrier, tanker, and sea ferry), on four sections of the fairway with different parameters and aids-to-navigation available. The results obtained allowed the modification of the authors’ previous, but still widely used, deterministic–probabilistic MTE (Marine Traffic Engineering) method for determining the width of a safe maneuvering area.
Adres strony internetowej (link) do pełnego tekstu publikacji: https://www.mdpi.com/2076-3417/13/2/920
DOI: 10.3390/app13020920
Tytuł: ASSESSMENT OF SHIP MANOEUVRING SAFETY IN WATERWAY SYSTEMS BY RELATIVE NAVIGATIONAL
RISK
Autor/Autorzy: Stanisław Gucma, Wojciech Ślączka, Andrzej Bąk
Miejsce publikacji: Archives of Transport, 64(4), 119-134.
Rok: 2022
Słowa kluczowe: sea waterway system, navigational risk, navigation safety on sea waterways
Abstrakt publikacji: The safety of vessels navigating in the sea waterway system is ensured by fulfilling the acceptable restrictions called safe ship operation conditions in that system. The assessment of navigation safety is particularly important when the conditions for safe operation of ships in the waterway system are changed concerns increasing the maximum parameters of vessels, increasing the allowable hydrometeorological conditions or changing the minimum tug assistance. The article presents a method for assessing navigation safety when the conditions for the safe operation of vessels in the waterway system get changed. The method uses two indicators, which are difference in navigation risks and relative navigation risk. To deter-mine the navigational risk, algorithms were developed for calculating the probability of accidents caused by the deterioration of navigation conditions and technical failure of ship equipment and tugs. Another algorithm was developed for calculating the consequences of the accidents that involve blocking a waterway by a ship anchoring in an emergency, grounding, impact of the ship against a port structure or moored ship and a collision with another ship in motion. The method developed for assessing navigation safety by means of relative navigation risk can be used in practice when changing the conditions for safe operation of vessels in the waterway system and when the system is modernized. Navigational safety management is a decision process that is implemented in the loop presented in the article. The acceptable risk is determined on the basis of vessel traffic intensity and ship parameters defined by safe operation conditions for a given waterway system. Relative navigational risk may be used in assessment and comparison of various conditions of safe ship operation. The probability of an accident caused by ship’s moving outside the available navigable area due to technical failures of ship equipment or tugs is determined, depending on the type of port waterway and the manoeuvres performed.
Adres strony internetowej (link) do pełnego tekstu publikacji: http://www.archivesoftransport.com/eaot/2022/04/008.pdf
DOI: https://doi.org/10.5604/01.3001.0016.1230
Tytuł: Generalized Method for Determining the Width of a Safe Maneuvering Area for Bulk Carriers at Waterway Bends
Autor/Autorzy: Stanisław Gucma, Rafał Gralak, Marcin Przywarty
Miejsce publikacji: Sustainability 2022 , vol. 14 (11); pp. 6706
Rok: 2022
Słowa kluczowe: maritime transport routes; safety of navigation; maritime transport; design of waterways; marine simulation; full-mission ship simulator; maritime traffic engineering; safe maneuvering area; safe operation of the ship; navigational risk
Abstrakt publikacji: There are a number of empirical methods for determining the width of safe maneuvering areas for ships on waterways. These methods are relatively accurate for straight sections of waterways and less accurate for curves of the waterways. When designing waterways in detail or determining the conditions for their safe operation, more accurate methods (e.g., simulations) are used. However, such studies require relatively large expenditure involving the construction of simulation models of various vessels and water areas, and conducting a real-time simulation experiment with a sufficiently large number of maneuvers performed by highly qualified navigators (pilots, captains). This study deals with the problem of determining the width of safe maneuvering areas of ships on the bends of the waterway based on the results of simulation studies. A new empirical method was developed to determine the width of safe maneuvering areas of loaded bulk carriers passing through fairway bends under deteriorated hydro-meteorological conditions. The method was developed on the basis of a generalization of the results of many simulation experiments carried out at various stages of the Świnoujście–Szczecin fairway reconstruction and a determination of the safe operating conditions for ships passing through the fairway.
Adres strony internetowej (link) do pełnego tekstu publikacji: https://www.mdpi.com/2071-1050/14/11/6706
Tytuł: Dimensioning of port waterways for vessels handling offshore wind farms using the navigational risk analysis
Autor/Autorzy: Stanisław Gucma, Rafał Gralak
Miejsce publikacji: Zeszyty Naukowe Akademii Morskiej w Szczecinie, vol. 70(142)2022, pp. 9-19
Rok: 2022
Słowa kluczowe: offshore wind farm, offshore wind turbine, offshore wind turbine installation terminal, wind turbine installation vessel, wind turbine transport vessel, dimensioning of waterways
Abstrakt publikacji: This article indicates the development trends in the construction of offshore wind turbines worldwide, and the characteristics of existing and planned ships for wind turbine installation and maintenance; it presents an approach to design ports with their future operations in mind. Problem: The safety of navigation in port waterways is the basic restrictions for the construction of harbors (terminals) to handle ships used for the construction of OWT and for increasing their size. Navigational risk is a criterion of navigational safety assessment that allows its accurate estimation in port waterways. Method: The article presents the method for dimensioning port waterways for ships serving offshore sea wind turbine transport and construction. Furthermore, a method for determining the navigational risk of jack-up vessels navigating in port waterway areas is presented. Results: The authors have determined conditions for safe operation of these ships in restricted areas and defined the basic condition of navigational safety. The presented method of navigational risk analysis refers to the departure of a loaded ship carrying offshore wind turbine components in the presently designed port terminal in Świnoujście for handling offshore wind farm projects. Conclusion: These are universal methods that can be applied to the design of ports serving vessels that install offshore wind turbines in various types of waters.
Adres strony internetowej (link) do pełnego tekstu publikacji: Repository - Scientific Journals of the Maritime University of Szczecin - cientific Journals of the Maritime University of Szczecin (scientific-journals.eu)
DOI: 10.17402/504
Tytuł: Maximum Safe Parameters of Ships in Complex Systems of Port Waterways
Autor/Autorzy: Stanisław Gucma, Maciej Gucma, Rafał Gralak, Marcin Przywarty
Miejsce publikacji: Applied Sciences, vol 12(15)2022, pp.7692
Rok: 2022
Słowa kluczowe: maritime transport routes; safety of navigation; maritime transport; design of waterways; marine simulation; full-mission ship simulator; maritime traffic engineering; safe maneuvering area; safe operation of the ship; navigational risk
Abstrakt publikacji: Context: From the perspective of marine traffic engineering, a system of port waterways is composed of a set of waterways (port areas), such as approach channels, port entrance, inner fairways (port channels, rivers, lakes), turning basins and port basins of various terminals. The sea waterway must be adjusted to the navigation of specific types of ships, characterized by length, breadth, draft and airdraft. The primary requirement for shipping in sea waterways is the safety of navigation. Each sea waterway has traffic restrictions for the ships using it. These restrictions are called conditions of sea waterway operation or conditions of ship operation in the sea waterway. Problem: There are a number of empirical, deterministic or probabilistic methods to determine the safe width of maneuvering areas on port waterways. The direct application of empirical methods to determine the conditions for the safe operation of ships on the complex waterway, such as the Świnoujście–Szczecin fairway, was impossible due to the complexity of the waterway and various restrictions on its individual parts. Method: The paper presents the assumptions and calculation procedure of a method allowing for the determination of maximum safe parameters of ships in existing complex waterways. Results: The proposed method was used in the preparation of port regulations for the dredged and widened Świnoujście–Szczecin waterway. The results of these calculations are presented as a practical application of the method. Conclusions: This article defines conditions for the safe operation of ships in complex port waterways systems and presents the methodology for determining maximum safe parameters of ships in existing complex port waterways systems.
Adres strony internetowej (link) do pełnego tekstu publikacji: Applied Sciences | Free Full-Text | Maximum Safe Parameters of Ships in Complex Systems of Port Waterways (mdpi.com)
Tytuł: Maximum Safe Parameters of Outbound Loaded Vessels for Wind Turbine Installation
Autor/Autorzy: Stanisław Gucma, Rafał Gralak, Marcin Przywarty, Wojciech Ślączka
Miejsce publikacji: Applied Sciences, vol 12(8)2022, pp.3868
Rok: 2022
Słowa kluczowe: maritime traffic engineering; safe maneuvering area; wind turbine installation vessel
Abstrakt publikacji: A paper presents problems related to the safe operation of wind turbine installation vessels in port waterways. It presents a developed method for determining maximum safe lengths of blades of wind turbines loaded transversely on a jack-up vessel leaving a given port. In this method, the safety criterion for navigation is the acceptable risk of accidents, whose scenarios are determined by the identification of hazards in the studied waterway. Based on this safety criterion, the confidence level of the width of the safe maneuvering area of the loaded jack-up vessel and the maximum safe lengths of the transversely loaded wind turbine blades, respectively, are determined.
Adres strony internetowej (link) do pełnego tekstu publikacji: Applied Sciences | Free Full-Text | Maximum Safe Parameters of Outbound Loaded Vessels for Wind Turbine Installation (mdpi.com)
DOI: https://doi.org/10.3390/app12083868
Tytuł monografii: Bezpieczeństwo nawigacji na akwenach ograniczonych. Metody szacowania i analizy ryzyka nawigacyjnego
Autor/Autorzy: Andrzej Bąk, Stanisław Gucma, Marcin Przywarty
Miejsce publikacji: Wydawnictwo Akademii Morskiej w Szczecinie
Rok: 2021
Słowa kluczowe: bezpieczeństwo nawigacji, akweny ograniczone, modele ryzyka nawigacyjnego
Abstrakt: Tematyka monografii obejmuje swoim zakresem współczesne problemy inżynierii ruchu morskiego, koncentrując się na stosowanych w tej naukowej dyscyplinie metodach oceny bezpieczeństwa nawigacji takich jak: kryteria oceny bezpieczeństwa nawigacji na akwenach ograniczonych ryzyko nawigacyjne, jako złożone kryterium oceny bezpieczeństwa nawigacji w systemach dróg wodnych modele określania ryzyka nawigacyjnego stosowane na świecie warunki bezpiecznej eksploatacji statków na drogach wodnych określone przy zastosowaniu ryzyka nawigacyjnego minimalna bezpieczna asysta holownicza na portowych drogach wodnych zarządzanie ryzykiem nawigacyjnym w systemach dróg wodnych z opisem programu komputerowego służącego do badań modelowych bezpieczeństwa nawigacji na drogach wodnych południowego Bałtyku.
Adres strony internetowej (link) do pełnego tekstu publikacji: http://publisher.am.szczecin.pl/ksiazki/monografie/429-bezpieczenstwo-nawigacji-na-akwenach-ograniczonych-metody-szacowania-i-analiza-ryzyka-nawigacyjnego
ISBN 978-83-64434-35-8
Tytuł: Projektowany port do obsługi morskich farm wiatrowych w Świnoujściu – analiza ryzyka nawigacyjnego
Autor/Autorzy: Stanisław Gucma, Rafał Gralak
Miejsce publikacji: Inżynieria Morska i Geotechnika, Vol. 42: 2021, No. 2, p. 76.
Rok: 2021
Słowa kluczowe: bezpieczeństwo nawigacji, morskie farmy wiatrowe, projektowanie morskich dróg wodnych
Abstrakt: Prezentacja projektu portu w Świnoujściu przewidzianego do obsługi statków instalujących oraz serwisujących turbiny wiatrowe na Bałtyku w polskiej strefie ekonomicznej. Opracowanie specjalnych kryteriów bezpieczeństwa nawigacji dla statków tego typu oraz przeprowadzenie analizy ryzyka nawigacyjnego w celu zwymiarowania akwenów portowych dla tych statków oraz określenia warunków ich bezpiecznej eksploatacji podczas manewrów wejścia i wyjścia z portu.
Adres strony internetowej (link) do pełnego tekstu publikacji: https://imig.pl/
DOI: brak
Tytuł: Navigational Risk of Ships Proceeding Through a Fairway
Autor/Autorzy: Stanisław Gucma, Rafał Gralak, Bartosz Muczyński, Mateusz Bilewski
Miejsce publikacji: European Research Studies Journal
Rok: 2021
Słowa kluczowe: Navigational safety, navigational risks in fairways, ship emergency manoeuvres, ship simulation, maritime traffic engineering
Abstrakt: Purpose: Navigational risk is a criterion for navigational safety assessment on fairways. To estimate navigational risk, we must determine the probability of an accident and its consequences. Design/Methodology/Approach: The authors have developed methods of determining navigational risks caused by deterioration in navigational conditions during the passage of ships through the waterway system and for the estimation of risk caused by shipboard equipment failures. In a simulation experiment, full ships with 5.000 DWT to 100.000 DWT capacity performed emergency stopping after rudder jamming. Findings: The results of simulation tests developed in the form of mathematical models constitute data for the determination of ship’s navigational risk due to rudder failure. Practical implications: The models can be used for defining simplified relationships allowing authors to determine the width of safe emergency manoeuvring areas. Originality value: The procedure has been developed and navigation algorithms for determining the risk associated with the failure of the steering of the vessel passing through the different types of the fairway.
Adres strony internetowej (link) do pełnego tekstu publikacji: https://www.ersj.eu/journal/2385
DOI: 10.35808/ersj/2385
Tytuł: Dimensioning of Fairway Bends—Kinematic Method of Numerical Simulation
Autor/Autorzy: Stanisław Gucma, Marcin Przywarty, Jan Dzwonkowski, Mateusz Bilewski
Miejsce publikacji: Journal of Marine Science and Engineering
Rok: 2020
Słowa kluczowe: manoeuvring safety; safe manoeuvring area; dimensioning of fairway bends
Abstrakt: The article presents a new kinematic method of numerical simulation intended for establishingdimensions of safe manoeuvring areas of bends in various types of fairways for vessels of specificparameters. The method consists of multiple numerical simulations of a ship’s passage (ship’s centre ofgravity) through a bend, representing the entire physically possible movement of the ship, and an analysisof simulation results. The developed method was verified on the bends of the ́Swinouj ́scie–Szczecinfairway, by comparing the results to the exact simulation method of a ship’s movements. The relativelyhigh accuracy and low costs of the method allow it to be used in a concept design of built or modernwaterway systems.
Adres strony internetowej (link) do pełnego tekstu publikacji: pełny tekst
DOI: 10.3390/jmse8020138
Tytuł: Optimization of fairway design parameters: Systematic approach to manoeuvring safety
Autor/Autorzy: Stanisław Gucma, Paweł Zalewski
Miejsce publikacji: International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering, vol. 12, pp. 129-145
Rok: 2020
Słowa kluczowe: Navigation channel, Fairway width, Manoeuvring safety, Marine engineering, Optimization
Abstrakt: The article presents a systematic approach to design of marine navigation channels parameters resulting from manoeuvring and operational safety. Relations between the parameters of waterway system elements and the conditions of safe ship operation have been determined and the objective function of waterway parameters’ optimization problems has been minimized with respect to variables of construction and operation costs. These costs have been functionally associated to variables of channel width at the bottom and fairway depth. The method of fairway’s width computation at specified safe depth at the preliminary and detailed stages of waterway design has been proposed. The results of this method application have been illustrated with two examples: 1. The modernization of Szczecin-Świnoujście fairway aimed at accepting vessels of 60,000 DWT capacity. 2. Construction of an approach channel leading to a newly built container terminal in Świnoujście harbour (Poland), handling ocean-going container ships of 20,000 TEU capacity.
Adres strony internetowej (link) do pełnego tekstu publikacji: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2092678219300202
Tytuł: Areas of emergency maneuvers and the navigational risk of accidents in fairways due to ship technical failures determined by the ship movement simulation method
Autor/Autorzy: Stanisław Gucma, Rafał Gralak, Bartosz Muczyński
Miejsce publikacji: Zeszyty Naukowe Akademii Morskiej w Szczecinie, vol.61(133)2020, pp. 39-47
Rok: 2020
Słowa kluczowe: navigational risk in fairways, consequences of navigational accidents, areas and speed of emergency maneuvers, ship movement, simulation method, technical failures
Abstrakt publikacji: The identification of navigational risks of accidents in fairways is a basic principle for the construction or modernization of waterways in restricted waters and when the conditions of safe operation change. The estimation of navigational risk requires the evaluation of the consequences of accidents occurring in fairways: grounding, impact against a vertical shore, port/offshore structure or moored ship. When determining the consequences of these accidents, it is necessary to know the emergency maneuvering area and the speed of the ship at the time of the accident. The method of ship movement simulation in real time was used to determine the parameters of emergency maneuvering areas and the speed of vessels during the maneuvers. The results of the simulation experiment include full form vessels (bulk carriers, tankers) with a capacity ranging from 5,000 DWT to 100,000 DWT. The presented results of simulation tests enabled the evaluation of probability and consequences of ships’ accidents in fairways resulting from technical failures of ships’ steering equipment, allowing to assess the navigational risk for ships sailing through different types of fairways (approach channels, port entrances and inner port fairways).
Adres strony internetowej (link) do pełnego tekstu publikacji: http://repository.scientific-journals.eu/handle/123456789/2605
Tytuł: Kinematic Method of Determining Safe Fairway Bend Widths
Autor/Autorzy: Stanisław Gucma, Marcin Przywarty, Jan Dzwonkowski
Miejsce publikacji: TransNav, the International Journal on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation
Rok: 2020
Słowa kluczowe: maritime traffic engineering, safe fairway, fairway, Full Mission Bridge Simulator (FMBS), PIANC, kinematic model of ship movement, rate of turn (ROT)
Abstrakt: This article presents a dedicated kinematic method of determining a safe fairway bend width with a specific turn angle and arc radius as the function of ship parameters and prevailing navigational conditions on the fairway. The assumed approach takes into consideration monoeuvring and navigational components of the safe fairway bend width. The method is based on an analysis of the results of numerical tests conducted on a model representing all physically possible movements of ship’s centre of gravity in the bend. The developed method was initially verified on the Ińskie bend, part of the Świnoujście-Szczecin fairway.
Adres strony internetowej (link) do pełnego tekstu publikacji: pełny tekst
DOI: 10.12716/1001.14.02.22
Tytuł: Conditions for the location of a universal LNG tanker berth designed for the port of Świnoujście
Autor/Autorzy: Stanisław Gucma, Maciej Gucma, Rafał Gralak, Marcin Przywarty, Bartosz Muczyński
Miejsce publikacji: Scientific Journals of the Maritime University of Szczecin
Rok: 2019
Słowa kluczowe: universal LNG discharge berth, waterway optimization simulation method
Abstrakt: This article describes the methodology to design a universal berth for LNG discharge from tankers with a wide cargo capacity range of 500 m3 to 220,000 m3. Based on a waterway optimization simulation, the methodology has been used to determine parameters of the designed universal cargo handling berth located in the port of Świnoujście.
Adres strony internetowej (link) do pełnego tekstu publikacji: pełny tekst
DOI: 10.17402/326
Tytuł: A simulation method for the determining the minimum pull of tugs assisting in port manoeuvres
Autor/Autorzy: Stanisław Gucma, Maciej Gucma, Rafał Gralak, Mateusz Bilewski, Bartosz Muczyński
Miejsce publikacji: Zeszyty Naukowe Akademii Morskiej w Szczecinie, 57(129)2019, pp. 49-55
Rok: 2019
Słowa kluczowe: port manoeuvring, simulation of ship movement, manoeuvring safety, tug assistance, determination, minimum safe pull
Abstrakt: publikacji: The article presents a simulation method for determining the minimum safe pull of tugs assisting in port manoeuvres. The method can be used to determine the relationship between the minimum safe pull, understood as the tension on the line, of the assisting tugs and the overall length, cargo capacity or net capacity of ships manoeuvring in a given port under allowable hydrometeorological conditions. The method was verified through simulated tests of gas tankers’ entry, turning and berthing at the LNG terminal of Świnoujście.
Adres strony internetowej (link) do pełnego tekstu publikacji: http://repository.scientific-journals.eu/handle/123456789/2518
Tytuł: Risk of grounding by a ship passing a fairway - Simulation method of navigational risk estimation in emergency situations
Autor/Autorzy: Stanisław Gucma, Marcin Przywarty, Wojciech Ślączka, Rafał Gralak
Miejsce publikacji: European Navigation Conference, ENC 2019/ IEEE
Rok: 2019
Słowa kluczowe: risk estimation, safety of navigation, marine simulation, marine traffic engineering
Abstrakt: The article presents a simulation method for estimating the risk of grounding of a ship passing along the fairway in emergency situations This method consists in the determination of accident probability and utilizes a specially designed simulation experiment involving rudder jamming or engine blackout during ship passage along a dredged fairway. The method was used for risk assessment referring to grounding by an LNG tanker in the approach channel to the port of Swinoujście.
Adres strony internetowej (link) do pełnego tekstu publikacji: pełny tekst
DOI: 10.1109/EURONAV.2019.8714146
Tytuł: Simulation methods for determining the conditions of safe ship operations on port waterways
Autor/Autorzy: Stanisław Gucma, Maciej Gucma, Marcin Przywarty
Miejsce publikacji: Inżynieria Morska i Geotechnika
Rok: 2019
Słowa kluczowe: port technology, ship operation, sea waterways, port waterways, safe ship operation, safe maneuvering areas
Abstrakt: Simulation methods for determining the conditions of safe ships operations on existing port waterways. Examples of application of these methods concerning detailed solutions such as: increasing the maximum parameters of ships on a given waterway, changing permissible hydrometeorological conditions (eg increasing the permissible wind speed or current), determining the minimum towing assistance for ships operated on an existing waterway
Szczegóły
ISSN: 0867-4299
Tytuł: Optimization of LNG terminal parameters for a wide range of gas tanker sizes: the case of the Port of Świnoujście
Autor/Autorzy: Stanisław Gucma, Maciej Gucma
Miejsce publikacji: Archives of Transport
Rok: 2019
Słowa kluczowe: LNG terminal, optimization of port waterways, navigational safety in restricted areas.
Abstrakt: LNG terminals are built to handle tankers of specific size, with cargo capacities within a narrow scope. This is related to the differences in cargo, fender and mooring systems used for LNG tanker handling of various sizes. The research problem solved in the article is the development of the method for optimal design of a universal LNG cargo handling facility that enables safe operations of LNG tankers in a wide range of cargo capacity that covers almost entire spectrum of global fleet tanker sizes. The article presents a methodology of optimizing the parameters of LNG cargo terminals to accommodate both small bunker ships with cargo capacity of 500 m3 (50 metres in length) to Q-flex type tankers capable of carrying up to 220 000 m3 (320 m in length). The authors have determined conditions for the safe operation of these tankers in sea LNG terminals and described differences in the construction of cargo, fendering and mooring systems. The optimization of both location and terminal parameters for a wide range of gas tanker sizes as well as approach channels leading to the LNG berths was performed using a specially designed two-stage simulation method of optimization. In the first stage the best location of a universal LNG terminal and its berths in the existing port basin is determined. The second stage defines optimal parameters of approach waterways to the berths of a universal LNG terminal. The optimization criterion at both stages was the minimization of the costs to build and to operate a universal LNG terminal. The developed optimization methodology was actually used in the design of the universal LNG terminal in the outer port of Świnoujście. The tests made use of real time simulation (RTS) and non-autonomous models of ships, in which ship movement is controlled by a human (pilot, captain). Simulation tests were performed on a multi-bridge ship handling Polaris simulator with a 3D projection, from Kongsberg Maritime AS. This full-mission bridge simulator (FMBS) is located at the Marine Traffic Engineering Centre, Maritime University of Szczecin. Two simulation ship movement models were built and verified for testing the manoeuvres of port entry and berthing. These are: Q-flex type tanker (length: 320 m) and an LNG bunker ship, 6,000 m3 capacity, 104 m in length. The test results were used in the design of the universal LNG terminal in the outer port of Świnoujście and approach waterways leading to the berths (now this investment project is in progress).
Adres strony internetowej (link) do pełnego tekstu
publikacji: http://www.archivesoftransport.com/eaot/2019/02/007.pdf
DOI: 10.5604/01.3001.0013.5696
Tytuł: Conditions of safe ship operation in seaports – optimization of port waterway parameters
Autor/Autorzy: Stanisław Gucma
Miejsce publikacji: Polish Maritime Research, Vol.26, No 3(103) 2019, pp. 22-29
Rok: 2019
Słowa kluczowe: marine traffic engineering, sea port, waterways, optimization of port parameters, simulation methods of optimization; inżynieria ruchu morskiego, port morski, drogi wodne, optymalizacja parametrów portu, symulacyjne metody optymalizacji.
Abstrakt: publikacji: A seaport is presented in this article as a system composed of various types of waterways. The author has defined relationships between port waterway system elements and conditions of safe operation of ships in port. Relationships were determined between the conditions of safe operation of ships and the parameters of the following port waterways: anchorage, fairways (approach and inner channels, port entrances), turning area and port basin. The identified relationships between port waterway system and conditions of safe ship operation provided a basis for formulating the objective function of waterway parameter optimization during port design. In practice, these relations were used to determine the parameters of the Outer Container Terminal being built in Świnoujście, where two optimization problems were to be solved:
1. The optimization of approach channel parameters,
2. The optimization of parameters of the port entrance, turning area and port basin.
The Outer Container Terminal in Świnoujście is expected to handle ocean-going ships with a length overall Lo = 400 m, and its projected capacity is estimated at 1.5 million TEU per year, a figure that can be doubled in the future.
Adres strony internetowej (link) do pełnego tekstu publikacji: http://www.bg.pg.gda.pl/pmr/pdf/PMRes_2019_3.pdf
Rozdziały:
Terestryczne metody określania położenia statku na morskich drogach wodnych i ocena ich dokładności,
Bezpieczeństwo nawigacji na morskich drogach wodnych,
Nawigacja pilotażowa
Tytuł monografii: Nawigacja pilotażowa. Nawigacja na akwenach ograniczonych
Autor/Autorzy: Jan Dzwonkowski, Maciej Gucma, Stanisław Gucma, Adam Kowalski
Miejsce publikacji: Wydawnictwo Akademii Morskiej w Szczecinie
Rok: 2019
Słowa kluczowe: pilot navigation, navigation accidents, restricted area, pilot navigation, critical points of pilot navigation
Abstrakt: The book comprehensively covers contemporary aspects of safe navigation in restricted areas. Coordinate systems, methods and criteria for its selection in order to determine the ship’s position during pilotage are described. The paper presents modern navigation systems based on electronic charts technologies that support ship sailing in restricted areas. The content of the book ends with a description of practical procedures and a set of guidelines aimed directly to captains and pilots undertaking the piloting of a sea-going vessel.
ISBN 978-83-64434-27-3
Tytuł: A simulation method to determine the safe operating conditions for designed sea-going ferries
Autor/Autorzy: Stanisław Gucma, Jarosław Artyszuk, Rafał Gralak, Adam Kowalski
Miejsce publikacji: Zeszyty Naukowe Akademii Morskiej w Szczecinie, vol.53(125)2018, pp. 114-122
Rok: 2018
Słowa kluczowe: ferry manoeuvring safety in port, safe operational conditions, ferry design requirements, simulation study
Abstrakt: publikacji: The presented method for defining the conditions of safe operation of marine ferries in ferry terminals allows verification of shipowner ferry designs. In the first stage of this method, simulations are used to determine the allowable wind speed. The second stage comprises simulations of ferry berthing aimed at defining safe manoeuvring areas, the energy of berthing impact and propeller stream speeds at allowable wind speeds. The method was used in the design of a 228 m long hybrid ferry.
Adres strony internetowej (link) do pełnego tekstu publikacji: http://repository.scientific-journals.eu/handle/123456789/2454
Tytuł: Optimization of the parameters of the Swinoujscie outer container port
Autor/Autorzy: Stanisław Gucma, Rafał Gralak, Marcin Przywarty, Bartosz Muczyński
Miejsce publikacji: Scientific Journals of the Maritime University of Szczecin
Rok: 2018
Słowa kluczowe: optimization, ships traffic, Simulation method, seaport parameters, container port, safety of manoeuvring
Abstrakt: The article presents an original two-stage simulation method for the optimization of seaport parameters. Presentation of the method is based on example of parameter optimization of the outer container port in Świnoujście. Presented method uses two limitations of the objective function related to safety of manoeuvring and mooring of ships. It consist of two stages, first one is carried out for the parameters defined in the preliminary stage of design. On the basis of results from this stage, layout and other parameters of port waterways can be adjusted to satisfy assumed safety criteria. The second stage uses the parameters established in the first stage. It allows for small adjustments which will not change the safety of manoeuvring. The result of second stage is optimal parameters of the examined port waterways.
Adres strony internetowej (link) do pełnego tekstu publikacji: pełny tekst
DOI: 10.17402/274
Tytuł: Comprehensive method of formal safety assessment of ship manoeuvring in waterways
Autor/Autorzy: Stanisław Gucma, Wojciech Ślączka
Miejsce publikacji: Zeszyty Naukowe Akademii Morskiej w Szczecinie 54/126
Rok: 2018
Słowa kluczowe: safety, ship navigation, restricted water, risk, manoeuvring, formal safety assessment
Abstrakt: The following paper presents an original, universal method of formal safety assessment of ship manoeuvring in sea waterways. The method allows evaluation of a ship’s formal safety assessment on various types of waterways. It may be a basis for standardizing the methods of performing the ‘navigational analyses’ which are required in Poland.
Adres strony internetowej (link) do pełnego tekstu publikacji: http://repository.scientific-journals.eu/handle/123456789/2473
DOI: 10.17402/292
Tytuł: Optymalizacja parametrów portu zewnętrznego w Świnoujściu (Gazoport) - docelowa rozbudowa
Autor/Autorzy: Stanisław Gucma, Maciej Gucma
Miejsce publikacji: Inżynieria Morska i Geotechnika, vol.5/2018, pp. 356-363
Rok: 2018
Słowa kluczowe: Gazoport, port zewnętrzny, uniwersalne stanowisko przeładunkowe LNG, Świnoujście; Gas terminal, external port, universal LNG reloading station, Świnoujście
Abstrakt: publikacji: W artykule zaprezentowano koncepcją rozbudowy portu zewnętrznego w Świnoujściu (Gazoport) optymalizując parametry projektowanego uniwersalnego stanowiska przeładunkowego LNG oraz wybierając najkorzystniejszą lokalizację stanowiska postojowego bunkier LNG oraz stanowiska postojowego jednostek pomocniczych i jednostek pływających Straży Granicznej. Optymalizację lokalizacji i optymalizację parametrów podejściowych dróg wodnych do uniwersalnego stanowiska przeładunkowego LNG określono przy wykorzystaniu specjalnej opracowanej dwuetapowej symulacyjnej metody optymalizacji. Przy lokalizacji stanowisk postojowych bunkierek LNG oraz jednostek pomocniczych i jednostek pływających Straży Granicznej uwzględniono warunki ich bezpiecznej eksploatacji oraz strefy zagrożeń związanych z przeładunkami LNG. Bezpieczny obszary manewrowy jednostek eksploatowanych na tych stanowiskach określono wykorzystując metody empiryczne stosowane w inżynierii ruchu morskiego.
Adres strony internetowej (link) do pełnego tekstu publikacji: Artykuły z IMiG 5/2018 – Inżynieria Morska i Geotechnika
DOI: brak
Tytuł: Analiza ryzyka manewrowania statków w procesie projektowania morskich dróg wodnych i portów
Autor/Autorzy: Stanisław Gucma, Wojciech Ślączka
Miejsce publikacji: Inżynieria Morska i Geotechnika 6/38
Rok: 2017
Słowa kluczowe: drogi wodne, porty
Abstrakt publikacji: W artykule przedstawiono nowo opracowaną uniwersalną metodę formalnej analizy ryzyka manewrowania statków na morskich drogach wodnych i w portach spełniającą standardy Formalnej Analizy Ryzyka (FSA) rekomendowanej przez organizacje międzynarodowe (IMO). Opracowaną uniwersalną metodę analizy ryzyka można zastosować przy projektowaniu dróg wodnych wykorzystującym zarówno metodologię empiryczną jak i symulacyjną. Rekomenduje się wprowadzenie formalnej analizy ryzyka manewrowania statków do zakresu „analizy nawigacyjnej” – obligatoryjnego w Polsce dokumentu przy projektowaniu dróg wodnych i portów wykonywanego zgodnie z rozporządzeniem ministra właściwego do spraw gospodarki morskiej.
Adres strony internetowej (link) do pełnego tekstu publikacji: http://imig.pl/pliki/artykuly/2017-6/2017-6_316-324_Gucma.pdf
DOI: -
Tytuł: A system approach for optimizing of parameters of the proposed maritime container port in Świnoujście
Autor/Autorzy: Stanisław Gucma
Miejsce publikacji: Journal of KONBiN, vol.43 (2017), pp.381-392
Rok: 2017
Słowa kluczowe: morski port kontenerowy, drogi wodne; maritime container port, waterways
Abstrakt publikacji:The article presents specially developed methods for optimizing of parameters of the proposed maritime container port in Świnoujście with planned transshipment capacity of 1.5-milion TEU intended for handling container vessels up to 400m lenght. The methods have been developed based on a system approach for the proposed maritime waterways.
Adres strony internetowej (link) do pełnego tekstu publikacji: http://www.journal.itwl.pl/images/2017t43/381-392%2010.1515jok-2017-0057%20%20OK%20S%20Gucma.pdf
Rozdziały:
Autor rozdziału 1: Morskie drogi wodne i porty w ujęciu inżynierii ruchu morskiego, strony 20-37.
Autor rozdziału 2: Metodologia projektowania morskich dróg wodnych i portów, strony 39-57,
Autor rozdziału 4: Metody określenia minimalnych bezpiecznych głębokości i rezerwy wody pod stępką na
morskich drogach wodnych i w portach, strony 85-104,
Autor rozdziału 5: Metody określania bezpiecznych warunków eksploatacji statków na morskich drogach
wodnych, strony 106-116,
Autor rozdziału 6.2: Metody symulacji komputerowej wymiarowania dróg wodnych, strony 162-179,
Autor rozdziału 7.1: Podstawowe parametry systemów nawigacyjnych i zasady ich projektowania, strony
181-187,
Autor rozdziału 7.2: Optyczne i radarowe metody nawigacyjne-algorytm określania dokładności położenia statku
na morskich drogach wodnych, strony188-197,
Autor rozdziału 8: Przykłady zastosowań metod CIRM i symulacyjnej na etapie szczegółowego projektowania dróg
wodnych, strony 206-241,
Autor rozdziału 9: Formalna analiza ryzyka manewrowania na morskich drogach wodnych i w portach, strony
243-277.
Tytuł monografii: Inżynieria ruchu morskiego. Wytyczne do projektowania morskich dróg wodnych i portów oraz warunków ich bezpiecznej eksploatacji
Autor/Autorzy: Stanisław Gucma, Jarosław Artyszuk, Mateusz Bilewski, Rafał Gralak, Lucjan Gucma, Maciej Gucma, Krzysztof Marcjan, Wojciech Ślączka, Paweł Zalewski
Miejsce publikacji: Wydawnictwo Akademii Morskiej w Szczecinie
Rok: 2017
Słowa kluczowe: morskie drogi wodne, wymiarowanie morskich dróg wodnych, eksploatacja statków, przepustowość dróg wodnych, analiza ryzyka
Abstrakt: Inżynieria ruchu morskiego jest dyscypliną zajmującą się jakościowym i ilościowym opisem ruchu jednostek pływających na akwenach ograniczonych w aspektach bezpieczeństwa nawigacji i efektywności żeglugi. Opracowywane metody i procedury inżynierii ruchu morskiego znalazły szerokie zastosowanie przy projektowaniu morskich dróg wodnych, portów, statków oraz warunków ich bezpiecznej eksploatacji. Projektowanie w inżynierii ruchu morskiego utożsamiane jest z następującymi podstawowymi zadaniami:
• optymalizacja parametrów budowanych i modernizowanych systemów morskich dróg wodnych;
• określenie warunków bezpiecznej eksploatacji statków na drogach wodnych;
• optymalizacja parametrów statków przewidzianych do eksploatacji na określonych drogach wodnych. Opisane w książce metodologia i metody projektowania różnego rodzaju dróg wodnych ich systemów oraz promów morskich zostały opracowane w oparciu o odpowiednie rozwiązania stosowane w inżynierii ruchu morskiego. Metody te bazują na modelach deterministycznych i probalistycznych procesu ruchu statków, modelowaniu matematycznym i symulacji komputerowej ruchu statków na morskich drogach wodnych.
ISBN 978-83-60584-71-2
Tytuł: Optimization of waterway bend widths using computer simulation methods of ship movement
Autor/Autorzy: Jarosław Artyszuk, Rafał Gralak, Maciej Gucma, Stanisław Gucma, Wojciech Ślączka, Paweł Zalewski
Miejsce publikacji: Zeszyty Naukowe Akademii Morskiej w Szczecinie, vol.46(118)2016, pp. 115-121
Rok: 2016
Słowa kluczowe: computer simulation of vessel traffic, marine traffic engineering, waterways, bends in the fairway, simulation methods of optimizing the parameters of waterways, Świnoujście–Szczecin fairway
Abstrakt publikacji: The paper presents the development of a new simulation method to optimize bends in marine waterways. This method, using results of empirical research and simulation methods, would allow accurate determination of safe manoeuvring areas. The method was used for detailed design of parameters of a waterway which is undergoing modernization to determine the optimum parameters of bend shapes in horizontal plane. The study was conducted on the ship bridge simulator by marine pilots.
Adres strony internetowej (link) do pełnego tekstu publikacji: http://repository.scientific-journals.eu/handle/123456789/1231
Tytuł: PARAMETER OPTIMIZATION OF SEA WATERWAY SYSTEM DREDGED TO THE SPECIFIED DEPTH CASE OF THE MODERNIZED ŚWINOUJŚCIE-SZCZECIN FAIRWAY
Autor/Autorzy: Stanisław Gucma
Miejsce publikacji: Archives of Transport , vol.40 (4), pp. 29-38
Rok: 2016
Słowa kluczowe: sea waterways, optimization of waterway parameters; Morskie drogi wodne, optymalizacja parametrów dróg wodnych
Abstrakt publikacji: The paper presents a methodology for designing and optimizing the parameters of reconstructed
marine waterways dredged to a certain depth. The reconstruction comes down to a particular deepening and
widening of the waterway to permit operation of longer, broader and deeper drawing ships. The methodology,
based on a systemic approach to the design and optimization of waterways, uses the method developed at the
Marine Traffic Engineering Centre (MTEC), Maritime University of Szczecin and methods of computer
simulation. The optimization criterion used is the minimization of the aggregated costs of construction and
operation of the waterway and its navigation systems.
Adres strony internetowej (link) do pełnego tekstu publikacji: http://zlist.webd.pl/eaot/2016/04/003.pdf
Tytuł: Wybór lokalizacji terminalu kontenerowego w Świnoujściu
Autor/Autorzy: Stanisław Gucma, Izabela Kotowska, Wojciech Ślączka
Miejsce publikacji: Inżynieria Morska i Geotechnika, vol.6/2016, pp. 366-377
Rok: 2016
Słowa kluczowe: terminal kontenerowy, transport kontenenrowy
Abstrakt publikacji: Dwa warianty budowy terminalu kontenerowego w porcie Świnoujście. Wariant 1. wewnątrz Portu Zewnętrznego w Świnoujściu jako terminal feederowy i wariant 2. na wschód od Portu Zewnętrznego jako terminal habowy (oceaniczny). Ograniczenia obu wariantów wynikające z sąsiedztwa terminalu LNG. Określenie parametrów portowej infrastruktury nawigacyjnej, wykorzystując metody empiryczne inżynierii ruchu morskiego. Uwarunkowania związane z technologią przeładunkowo-składową kontenerów. Szczegółowa analiza obu wariantów i wnioski dotyczące możliwości ich zastosowania.
Adres strony internetowej (link) do pełnego tekstu publikacji: Artykuły z IMiG 6/2016 – Inżynieria Morska i Geotechnika
DOI: brak
Tytuł: Przebudowa toru wodnego Świnoujście -Szczecin poglębianego do 12,5 m - optymalizacja parametrów., Modernization of the Świnoujście-Szczecin fairway dredged 12.5 m – parameter optimization
Autor/Autorzy: Stanisław Gucma
Miejsce publikacji: Inżynieria Morska i Geotechnika , vol.2/2016, pp. 97-105
Rok: 2016
Słowa kluczowe: optimization of waterway parameters, Świnoujście-Szczecin fairway, Optymalizacja parametrów dróg wodnych, Tor wodny Świnoujście-Szczecin
Abstrakt publikacji: Wyniki badań optymalizacji parametrów przebudowywanego toru wodnego Świnoujście – Szczecin pogłębianego do 12,5 m. Zastosowanie specjalnie opracowanej metodologii projektowania i optymalizacji przebudowy systemu dróg wodnych. Wyniki badań optymalizacyjnych użyte do budowy modelu matematycznego – podstawy do wykonania projektu technicznego przebudowy toru wodnego Świnoujście – Szczecin., The results of research on the parameter optimization of the Szczecin – Świnoujście fairway undergoing dredging to 12.5 metres. Using the special methodology for the design and optimization of waterway system reconstruction to solve the problem. The optimization research results used for building a mathematical model, a basis for the engineering design of Szczecin – Świnoujście fairway modernization.
Adres strony internetowej (link) do pełnego tekstu publikacji: Artykuły z IMiG 2/2016 – Inżynieria Morska i Geotechnika
DOI: brak
Tytuł: Ship movement simulation studies used to optimize waterway system elements comprising the Przesmyk Orli Turning Basin in the Port of Szczecin
Autor/Autorzy: Stanisław Gucma, Wojciech Ślączka
Miejsce publikacji: Zeszyty Naukowe Akademii Morskiej w Szczecinie, vol.45(117)2016, pp. 82-87
Rok: 2016
Słowa kluczowe: Marine Traffic Engineering, Simulation method, simulation studies of waterways, optimization of turning basins in waterways, optimal parameters, ship movement
Abstrakt publikacji: This paper presents a simulation method for identifying optimal parameters for turning basins on waterways. This method has been used for the detailed design of the Przesmyk Orli Turning Basin in the Port of Szczecin. Methods of this type allow the parameters of a turning basin to be optimized so long as the facility is fixed in one location.
Adres strony internetowej (link) do pełnego tekstu publikacji: http://repository.scientific-journals.eu/handle/123456789/1205
Tytuł: Optimization of Świnoujście port areas and approach channel parameters for safe operation of 300-bulk carries
Autor/Autorzy: Stanisław Gucma,
Miejsce publikacji: Zeszyty Naukowe Akademii Morskiej w Szczecinie, vol.48(120)/2016, pp. 125-133
Rok: 2016
Słowa kluczowe: marine traffic engineering, waterways, computer simulation of ship movement, safety of navigation, seaport, approach; inżynieria ruchu morskiego; drogi wodne; symulacja komputerowa ruchu statków
Abstrakt publikacji: This article presents the optimized parameters of the Świnoujście seaport entrance and three-kilometer fairway linking Świnoujście and Szczecin, extended to allow the safe entry of 300-meter bulk carriers drawing up to 13.5 meters. The parameters were determined by a simulation-based optimization method, where the objective function and its constraint were, respectively, the reconstruction costs of that waterway section and the vessels’ navigation safety. The study made use of real-time simulation in coordination with the vessel’s human operator.
Adres strony internetowej (link) do pełnego tekstu publikacji: http://repository.am.szczecin.pl/handle/123456789/2344
Tytuł: Kryteria optymalizacji parametrów różnych modeli systemu morskich dróg wodnych, Optimization criteria for parametrs of different models of sea waterway system
Autor/Autorzy: Stanisław Gucma,
Miejsce publikacji: Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Transport, vol.114/2016, pp. 127-138
Rok: 2016
Słowa kluczowe: inżynieria ruchu morskiego, optymalizacja parametrów morskich dróg wodnych, kryteria optymalizacji dwukierunkowych torów wodnych; marine traffic engineering, optimization of sea waterways parameters, optimization criteria for two-way waterways
Abstrakt publikacji: W artykule przedstawiono algorytmy optymalizacji parametrów systemu morskich dróg wodnych dla modeli ruchu jednokierunkowego i dwukierunkowego oraz określono i przeanalizowano ich różne kryteria optymalizacji. Nowoopracowaną metodę (algorytm) optymalizacji parametrów systemu dwukierunkowej morskiej drogi wodnej zastosowano do określenia parametrów przebudowywanego toru wodnego Świnoujście-Szczecin w części Zalewu Szczecińskiego, określając parametry toru i jego oznakowania nawigacyjnego oraz lokalizacje i parametry mijanek.
Adres strony internetowej (link) do pełnego tekstu publikacji: http://www.wt.pw.edu.pl/Badania-i-nauka/Prace-Naukowe-Politechniki-Warszawskiej-Transport/Zeszyty/Zeszyt-114
DOI: brak