В зависимости от полноты информации, получаемой судоводителем, ситуации сближения судов можно разделить на три категории: сближение при ясной видимости днем с глазомерной оценкой ситуации без использования информации от РЛС, сближение при ясной видимости ночью с глазомерной оценкой ситуации без использования информации от РЛС; сближение при ограниченной видимости с использованием радиолокационной информации и без нее.
Качественная оценка ситуации сближения судов зависит от разрешающей способности органов восприятия человека (зрения и слуха) и РЛС. При глазомерном определении направлений курсовых углов (КУ) на другие суда среднеквадратическая ошибка зависит от величины КУ. Так, при его значении в диапазоне от 0 до 90° ошибка достигает по абсолютной величине максимальных величин при КУ от 15 до 35°. В среднем направление («на глаз») определяется опытным наблюдателем с точностью ± 4° относительно диаметральной плоскости судна или другого определенного направления. А при определений расстояния до судов или береговых ориентиров в диапазоне до 7 миль среднеквадратическая ошибка колеблется от 10 до 55%. Наибольшие относительные ошибки наблюдаются на малых расстояниях. Так, среднеквадратическая ошибка измерения расстояний величиной до 500 м составляет около 30%, снижаясь до 12—15% к 13000 м. По абсолютной величине ошибка определения расстояния глазомерным способом растет с его увеличением. На расстоянии около 0,4 мили ошибка меняет знак. На расстояниях свыше 0.4 мили судоводитель считает, что расстояние до опасности меньше действительного, а при расстоянии меньше 0,4 мили—больше действительного. Таким образом, в первом случае налицо переоценка опасности, а во втором—недооценка. Судоводителю необходимо особенно осторожно относиться к результатам глазомерного измерения расстояния в непосредственной близости от судна. При плавании в узкостях, где расстояние до навигационных опасностей менее 4—5 кб, необходимо особенно осторожно подходить к его оценке. В этих случаях следует, по возможности, использовать створные знаки или заранее заметить створы отдельных ориентиров, по которым можно было бы пройти чисто от опасности. Большую помощь может оказать контроль траверзных расстояний до ориентиров с помощью РЛС, где точность измерения обычно принимается около 5%. Недостаток зрительной оценки расстояния должен быть учтён и при подходе к навигационным опасностям, при поворотах вблизи них и т. д. Если эти опасности отмечены навигационными знаками, то расстояние лучше контролировать с помощью РЛС, а не полагаться на глазомерную оценку. Можно считать, что наилучшие результаты визуальной ориентировки получаются в зоне 0,4—0,73 мили. В ней наблюдатель сохраняет возможность оценки глубины пространства при минимальной величине ошибок в определении расстояний.
С помощью визуального наблюдения судоводитель в состоянии:
- своевременно обнаружить судно, чтобы не допустить его на опасное расстояние;
- определить относительный курс встречного судна с точностью, достаточной для суждения об опасности столкновения, это становится возможным благодаря способности человека различать ракурс встречного судна;
- получить информацию об изменении курса встречным судном сразу с его изменением за счет возникновения угла дрейфа, особенно на крупных судах и при больших скоростях (например, у крупнотоннажных танкеров водоизмещением порядка 60 000 т, идущих со скоростями 16—18 уз, диаметральная плоскость начинает отклоняться в сторону поворота за 15—18 с до изменения направления вектора скорости перемещения центра тяжести судна);
- определить возникновение ситуации опасного сближения путем обнаружения неизменности пеленга на сближающееся судно или малой величины его изменения;
- определить особое положение встречного судна, дающее ему преимущество при расхождении (днем это можно обнаружить по визуальным сигналам, а ночью — по сочетанию и цвету огней).
При отсутствии видимости использование зрительного наблюдения становится невозможным и становится необходимым слуховое наблюдение, с помощью которого судоводитель может узнать:
- наличие другого судна в данном районе и приближенном направлении на него, перемещение встречного судна относительно воды;
- имеет ли встречное судно буксир или находится на буксире;
- стоит ли другое судно на якоре и его приблизительную длину (больше или меньше 100 м);
- идет ли встречное судно под парусами и каким галсом;
- занимается ли встречное судно рыбной ловлей, выполняет ли встречное судно лоцманские обязанности;
- лишено ли встречное судно возможности управляться или находится на мели;
- намерение другого судна осуществить маневр (в ночное время и в тумане этот сигнал дублируется световым, что делает его независимым от звуковых помех и увеличивает дальность действия в ясную видимость, если сила этого сигнала позволяет различать на расстоянии большем, чем слышимость звукового сигнала).
При слуховом наблюдении судоводитель не может определить два из трех основных параметров, по которым он оценивает ситуацию сближения, а именно время. Т и 
дистанцию кратчайшего сближения , но может оценить третий параметр — курсовой угол КУ. Таким образом, при слуховом наблюдении можно только грубо определить направление на другое судно, что явно недостаточно для оценки ситуации сближения. Рассматривая вопрос о точности визуального определения ракурса (РК) судна при сближении видно, что информация о нем способствует созданию в сознании судоводителем представления об относительном курсе встречного судна и дистанции кратчайшего сближения. При определении РК (рис. 1.1) могут возникнуть ошибки, влияющие на его Точность. Значение синуса РК можно записать как
, откуда ошибка РК будет равна:
где L — длина судна, которая ночью заменяется расстоянием между мачтами l,
?L — ошибка измерения длины судна;
? — горизонтальный угол, под которым видна длина судна;
?? — ошибка горизонтального угла.
В темное время вместо длины судна L можно брать расстояние между топовыми огнями.
Наиболее высокая точность определения РК достигается при наблюдении судов на встречных и близких к встречным курсах. Если ракурс наблюдаемого судна близок к 90°, то его величину определить труднее, поэтому при подобных ситуациях возникают наибольшие ошибки. Днем о величине РК судят по створу мачт или по взаимному расположению частей надстроек, причем в первом случае точность выше. На встречных и попутных курсах днем может возникнуть двузначность из-за трудности различить, какая из мачт является носовой, какая—кормовой. Судно, идущее на наблюдателя, можно принять за уходящее от него и наоборот. Для разрешения такой двузначности наблюдателю требуется некоторое время для более тщательной оценки. Такого рода двузначность исключена ночью, так как сектор освещения топовых огней расположен на носовых курсовых углах, поэтому на уходящем от наблюдателя судне вообще не видно топовых огней. В ночное время неопределенность в оценке ракурса может возникнуть при наблюдениях за малыми судами, несущими только один топовый огонь, или когда догоняющее судно находится в пределах сектора освещения гакабортного огня. В такой ситуации при переходе обгоняющего судна из сектора гакабортного огня в сектор освещения топовых и отличительных огней, последние могут открываться неожиданно для судоводителя. В результате создается ложный эффект поворота обгоняемого судна в сторону обгоняющего.
Из формулы (1.1) видно, что:
при ночных наблюдениях ошибка в определении РК обратно пропорциональна расстоянию между топовыми огнями;
поскольку малое судно несет только один топовый огонь, а большое судно—два огня, судоводитель большого судна находится в худших условиях с точки зрения определения ракурса встречного судна (так как ошибка ракурса ?РК малого судна больше ?РК, большого судна);
поскольку ?РК обратно пропорциональна L, а в ночное время l, то можно сказать, что увеличение расстояния между мачтами увеличивает точность определения РК судна ночью.
Чувствительность створа топовых огней ночью и мачт днем можно найти по формуле:
где ?Р — боковое смещение, при котором мореплаватель обнаруживает, что огни и мачты растворились; его величина равна 3—5;
? — горизонтальный угол, при котором обнаруживается, что мачты и топовые огни растворились;
D — расстояние от наблюдателя до переднего топового огня;
l — расстояние между мачтами;
Сравнение визуальной и радиолокационной оценок ситуации сближения. Оценка ситуации сближения двух судов, как правило, осуществляется двумя способами:
визуальным и с помощью РЛС. Первый чаще всего применяется при ясной видимости, второй — при сближении в условиях пониженной видимости. В ряде случаев оценка ситуации сближения с помощью РЛС используется и при хорошей видимости, так как это дает возможность наблюдателю с большой точностью измерить расстояние до судна и D?p. Появившиеся в последнее время навигационные комплексы позволяют с помощью РЛС и ЭВМ определить основные параметры встречных судов с точностью и скоростью, недостижимой при визуальном наблюдении. Однако большинство судов морского флота расходятся по-прежнему с помощью РЛС или визуального способа. Качество информации, полученной с помощью РЛС, зависит от технических параметров станции, характеристики наблюдаемых объектов, состояния атмосферы и других факторов.
При использовании РЛС судоводитель может определить: относительное положение сближающегося судна; курс встречного судна, его скорость и время до сближения на кратчайшее расстояние, величину дистанции кратчайшего сближения; наличие опасности столкновения по наблюдениям за изменением пеленга и уменьшением расстояния; изменение направления движения встречного судна.
В ряде случаев во время сближения судоводитель использует радиотелефонную связь со встречным судном, что в значительной степени облегчает определение ситуации сближения судов. Вместе с преимуществами у радиолокационной информации существуют серьезные недостатки.
Так, изображение на экране не позволяет передать все качественное разнообразие информации, полученное с помощью зрительного наблюдения. В частности, оно не дает возможности передать привилегии судна, дающие ему право преимущественного прохода (судно с кабелем, тралом и т. д.). Существенным недостатком является также запаздывание информации о движении (скорость, расстояние до сближения, курс судна и др.). Еще один важный недостаток радиолокационной информации заключается в ненадежности обнаружения объектов с низкой отражательной способностью (лодки, катера и т. п.), особенно при наличии помех, и возможности перепутать эхо-сигнал малого судна с эхо-сигналом буя или другого предмета. В практике судовождения известны случаи, когда РЛС вообще не могла обнаружить встречное судно Одной из особенностей судовождения с помощью РЛС является своевременное выделение эхо-сигналов опасных целей и совершение заблаговременного маневра для расхождения. Как установлено психологами, время, необходимое наблюдателю для анализа взаимного расположения движущихся эхо-сигналов на экране РЛС, растет с увеличением их числа. При увеличении количества эхо-сигналов от 2 до 10 среднее время анализа ситуации расхождения со всеми судами растет линейно, а время, затраченное на оценку расхождения с каждым из эхо-сигналов, уменьшается по мере увеличения количества эхо-сигналов (табл. 1.1).
В первой колонке дается количество эхо-сигналов судов, с которыми производится расхождение. Число необходимых для этого оценок, их взаимного расположения, приводится во второй колонке. В третьей колонке дается среднее время переработки наблюдателем 15 ситуаций расхождения при скорости, соответствующей скорости сравнения количества объектов, указанных в первой колонке. В четвертой колонке приводится время, приходящееся на одну ситуацию сравнения, исходя из условий, указанных в предыдущей третьей колонке. В пятой колонке дается время на идентификацию одного эхо-сигнала а в шестой—время на одно сопоставление.
Из таблицы видно, что по мере увеличения количества объектов (первая колонка) время на одно сопоставление значительно уменьшается. Увеличение скорости сопоставления можно объяснить тем, что человек одновременно может сопоставить несколько из них, создавая таким образом наглядную картину обстановки в конкретном районе. Имея на экране РЛС одновременно большое число судов, судоводитель путем сопоставления может быстро выделить наиболее опасные ситуации и сосредоточить на них свое внимание. Значит, увеличение числа судов практически увеличивает число оценок ситуаций сближения, но вместе с тем уменьшает среднее время, затраченное на каждую из них. Отсюда можно сделать следующий практический вывод. Если расхождение производится с помощью РЛС, то опасность столкновения не пропорциональна количеству встречных и попутных судов в районе плавания. При оценке последней судоводитель решает задачу сразу с несколькими судами или с целой группой, выделяя из нее наиболее опасные и продолжая в дальнейшем следить главным образом за ними. Если судно следует в потоке попутных судов, следующих параллельными курсами, судоводитель следит только за ближайшими соседями, изменение курсов которыми ведет к возникновению опасной ситуации. То же самое касается расхождения с группой судов, идущих параллельными встречными курсами. Судоводитель следит на экране только за ближайшими к нему встречными судами, изменение курсов которых может привести к опасной ситуации. Эхо-сигналы остальных судов начинают его интересовать в случае изменения ими курса в сторону наблюдателя. Только этим можно объяснить тот факт, что суда во встречных потоках с большой плотностью в тумане часто идут полными ходами, например, на участках морских путей южнее острова Гогланд, в южной Балтике и в Северном море. Надежность решения задачи расхождения представляет собой вероятность благополучного расхождения в конкретных условиях. Она зависит, с одной стороны, от надежности наблюдения: слухового, визуального или радиолокационного; с другой стороны — от вероятности (надежности) правильного решения задачи, расхождения судоводителем.
Надежность слухового наблюдения довольно низка: направление, определенное по звуку в тумане, оценивается с точностью до нескольких десятков градусов, а расстояние практически определить трудно, так как оно зависит от гидрометеоусловий и силы источника звука. В настоящее время такого рода определения места встречного судна можно встретить только в тумане при отсутствии или неисправности РЛС. Надежность визуального наблюдения может быть подсчитана как вероятность ясной видимости во время наблюдений в районе нахождения судна:
где nя — количество дней с ясной видимостью в текущем месяце (берется из справочных пособий). При определении надежности правильной оценки информации, полученной с помощью визуального наблюдения, важное значение имеет правильное решение задачи. Общая надежность решения задачи расхождения с помощью информации, полученной при визуальном наблюдении, может быть выражена формулой:
где Рчел. — надежность человека.
При плохой видимости судоводитель руководствуется информацией, поступающей от РЛС. Полученная в этом случае информация о сближении судов позволяет решать задачу расхождения. Надежность такого решения зависит от надежности работы РЛС и правильной оценки полученной от нее информации о сближении судов. Надежность безотказной работы РЛС включает в себя как надежность работы технической аппаратуры Ртех., так и надежность обнаружения цели Робн. Она может быть вычислена по формуле:
где Ртех может быть найдена по формуле:
где qt — вероятность отказа, которую можно найти из статистических данных;
Робн — зависит от отражающей способности встречного судна и гидрометеоусловий.
