Telematyka w zarządzaniu transportem wodnym - ebook

Dimidium facti, qui bene coepit, habet, sapere aude, incipe!

Połowę pracy ma za sobą ten, kto dobrze zaczął, miej odwagę być mądrym, zacznij!

WSTĘP

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

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

Od początków cywilizacji zarówno morza jak i rzeki odgrywały rolę katalizatora wymiany handlowej pomiędzy narodami, ale też procesów kolonizacji i podboju nowych terytoriów. Immanentne cechy środowiska, w którym zachodzą procesy transportu morskiego sprzyjają przewozom ładunków o dużym wolumenie i na duże odległości, o czym może świadczyć najlepiej fakt, że współcześnie tą drogą przewożone jest około 90% wszystkich towarów w wymianie międzykontynentalnej na świecie. Rzeki jako linie komunikacyjne o bardziej lokalnym (regionalnym) charakterze stanowią środowisko transportu komplementarnego w stosunku do globalnego charakteru transportu morskiego. Jednakże transport wodny śródlądowy zdobywa w ostatnich latach coraz większą popularność z uwagi na swoje walory ekonomiczne i ekologiczne. Co więcej, największe porty morskie świata mają swoją lokalizację w ujściach rzek, co znacząco podkreśla potencjał współpracy międzygałęziowej obu tych rodzajów transportu. Biorąc pod uwagę nasilającą się konkurencyjność, operacje portowe (zarówno portów morskich jak i rzecznych), żegluga morska i wodna śródlądowa przebiegają w niezwykle wyśrubowanych reżimach technologicznych i operacyjnych, towarzyszy temu zjawisko presji czasowej (rozumianej również jako przeciwdziałanie kongestii), imperatyw obniżenia kosztów i najważniejsza współcześnie reguła – zapewnienie tym operacjom najwyższego możliwego do osiągnięcia poziomu bezpieczeństwa.

Rosnąca wartość statków różnych typów (od jednostek oceanicznych do barek rzecznych), ich ranga w procesach gospodarczych i transportowych współczesnej gospodarki (reprezentowana przez wartość i wolumen przewożonych ładunków) a także wzrastająca kongestia powodują bowiem wzrost zagrożeń typu security (terroryzm, piractwo) ale też i safety (wypadki, kolizje, wzrost antropopresyjności – straty środowiskowe). W związku z powyższym, problem zapewnienia bezpieczeństwa transportu morskiego i wodnego śródlądowego poprzez skuteczne przeciwdziałanie tym zagrożeniom nabiera znaczenia kluczowego. Staje się jasne, że nie jest to już kwestia jedynie lokalna czy nawet kontynentalna, lecz ma ona charakter globalny i międzynarodowy. Pojawia się zatem imperatyw rozwoju różnorodnych koncepcji odnoszących się do bezpieczeństwa transportu morskiego i wodnego śródlądowego w tych dwóch holistycznie traktowanych aspektach (safety i security). Pojęcia te odnoszą się bowiem zarówno do zagrożeń natury nautycznej, często posiadających charakter probabilistyczny (safety), ale też i świadomych zagrożeń ze strony czynników antropogenicznych, mających z definicji charakter zdeterminowany (security). Poziom bezpieczeństwa staje się zatem pochodną zdolności do identyfikacji tak zdefiniowanych zagrożeń oraz konsekwencji społeczności międzynarodowej w budowaniu zintegrowanych systemów przeciwdziałania o charakterze systemowym. Nieodzownym elementem narzędziowym procesów zapewnienia tak rozumianego bezpieczeństwa w domenie morskiej i wodnej śródlądowej stają się rozwinięte na przestrzeni ostatnich lat systemy telematyki.

Telematyka oznacza zintegrowane i systemowe rozwiązania telekomunikacyjne, informatyczne i informacyjne z zakresu ICT (Information and Communication Technology) oraz rozwiązania automatycznego sterowania dostosowane do potrzeb obsługiwanych systemów fizycznych¹ – wynikających z ich zadań, infrastruktury, organizacji, procesów utrzymania oraz zarządzania.

Najważniejszymi funkcjami systemów telematycznych są funkcje operowania informacją. Dotyczy to jej pozyskiwania (sensory), przetwarzania (systemy analityczno-decyzyjne) oraz dystrybucji wraz z transmisją (efektory). Są to zarówno procesy realizowane w sposób zdeterminowany (np. automatyczne sterowanie), jak i procesy wynikające z sytuacji doraźnych – dyskretnych (decyzje dysponentów, dyspozytorów, operatorów, ale i niezależnych użytkowników danej infrastruktury). Systemy i aplikacje telematyczne są zatem konstruowane adekwatnie do określonych procesów. Inną ważną cechą aplikacji telematycznych jest zdolność efektywnego kojarzenia działania różnych podsystemów i wprowadzania ich w skoordynowany/zintegrowany tryb funkcjonowania (z zastosowaniem rozwiązań inteligentnych, sztucznej inteligencji, wirtualnej rzeczywistości czy rozszerzonej rzeczywistości).

Szczególnie interesującym przykładem w kontekście niniejszej monografii, ilustrującym stosowanie terminu telematyka jest nowoczesny transport. W najszerszym ujęciu nowoczesny (inteligentny) transport jest wsparty zastosowaniem zintegrowanych systemów pomiarowych, telekomunikacyjnych, informatycznych i informacyjnych a także niezbędną automatyką. Ta część inteligentnego transportu stanowiąca „dedykowane” systemy pomiarowe, telekomunikacyjne, informatyczne i informacyjne, a w szczególności ich wyposażenie (wraz z oprogramowaniem – rozumianym jako odpowiednie aplikacje informatyczne) i usługi realizowane przez to wyposażenie jest nazywana telematyką transportu.

Rozwiązania telematyczne dla transportu mogą być dostosowane do jego wyodrębnionego rodzaju (np. transportu morskiego czy wodnego śródlądowego) i obejmować wybrany obszar geograficzny (np. wybrany akwen), ale też mogą integrować i koordynować kontynentalny czy nawet globalny system transportu. Mają one zazwyczaj otwartą architekturę i w miarę potrzeb mogą być rozbudowywane, uzupełniane i modernizowane (są skalowalne). Ich zasadniczym celem jest umożliwienie współdziałania poszczególnych elementów systemu (podsystemów) i interakcji z użytkownikami (interesariuszami). Pozwala to na zapewnienie znaczącego zwiększenia poziomu bezpieczeństwa przewozów, zwiększenie niezawodności objętej danym systemem gałęzi transportu, lepsze wykorzystanie infrastruktury przez co uzyskiwanie lepszych wyników ekonomicznych, a także ograniczenie ryzyka ekologicznego i presji na degradację środowiska (obniżenie antroporesyjności).

W aplikacjach telematycznych transportu następują procesy pozyskiwania i przetwarzania bogatego zbioru informacji (np. megadata, chmura punktów) w użyteczną informację zarządczą dostosowaną do potrzeb odbiorców – użytkowników tych systemów. Informacje zarządcze/decyzyjne kierowane są do właściwych miejsc we właściwym czasie zgodnie ze specyfiką ich powstania czy wykorzystania (np. geospatial – GIS). Operacje zasilania informacyjnego w aplikacjach telematycznych są realizowane bądź to w sposób automatyczny (najczęściej w ramach ciągłego monitoringu), bądź interaktywnie, na konkretne żądanie użytkownika.

Transport morski i żegluga wodna śródlądowa odgrywają istotną rolę we współczesnej gospodarce, stanowiąc warunek sine qua non dalszego dynamicznego rozwoju umiędzynarodowienia (europeizacji i globalizacji) relacji handlu zagranicznego. Przewożony jest coraz większy wolumen ładunków w reżimie coraz bardziej wymagających procesów operacyjnych (konteneryzacja, bezpieczeństwo, optymalizacja kosztowo-czasowa, niezawodność, wygoda zarządzania – monitoring procesów, podatność na automatyzację i w dalszej konsekwencji na autonomizację). Transport morski i żegluga śródlądowa muszą zatem sprostać wymogom czasów i podlegać procesom implementacji inteligentnych rozwiązań systemowych. Krokiem w tym kierunku jest zastosowanie rozwiązań telematyki. Każdy etap procesów transportu i operacji portowych został zatem wyposażony w systemy sensoryczne służące do pozyskiwania informacji (tracking, monitoring), pozyskiwane i przetwarzane są ogromne ilości informacji, tworzone są setki aplikacji informatycznych wspierających procesy obróbki i wizualizacji danych. Można przyjąć, iż osiągnięto poziom znacznego nasycenia transportu morskiego i żeglugi śródlądowej narzędziami telematyki. Niestety wobec braku koordynacji architektura systemów ma charakter rozporoszony, niespójny, następuje efekt powielania systemów i pojawia się problem entropii informacyjnej (szczególnie w kontekście zdywersyfikowanych i zróżnicowanych systemów narodowych zaimplementowanych w różnych krajach). Podejmowane są zatem pierwsze próby integracji systemów i osiągnięcia efektów skali (kompatybilność danych i systemów i w dalszej perspektywie integracja systemowa). Tak zarysowany kontekst ukształtował strukturę niniejszej monografii, na którą składają się cztery rozdziały.

Rozdział pierwszy, wskazuje umiejscowienie transportu morskiego i wodnego śródlądowego w podziale gałęziowym, podkreśla globalną i regionalną rolę tych gałęzi transportu we współczesnej gospodarce. W celu podkreślenia roli obu tych gałęzi transportu we współczesnej gospodarce zaprezentowane zostały podstawowe dane z zakresu wolumenu obrotów i rynków transportowych morskiego i wodnego śródlądowego (regionalnie dla obszaru UE). Dokonano również próby charakterystyki dających się przewidzieć trendów będących wypadkową zjawisk gospodarczych, handlowych, technologicznych i geopolitycznych. Rozdział wprowadza pojęcie parametrów transportu morskiego i wodnego śródlądowego bazując na identyfikacji ich immanentnych cech wynikających z wpływu środowiska morskiego i rzecznego, takich jak powszechność, dostępność czy degresja kosztu jednostkowego jednocześnie ukazując trendy operacyjne (eksploatacja coraz większych jednostek, presja czasowa i kosztowa). Cechy te są ściśle związane z pojęciem taksonomii i morfologii obu tych gałęzi transportu (z uwzględnieniem technologii lighter aboard ship – LASH, będącej doskonałym przykładem możliwości multimodalnych transportu morskiego i wodnego śródlądowego). Aby przedstawić potencjał multimodalności i intermodalności w rozdziale tym dokonano również identyfikacji przesłanek zastosowań kontenera ISO jako uniwersalnej jednostki ładunkowej. Dokonano charakterystyki kontenerów stosowanych w transporcie morskim i rzecznym oraz technik ich sztauowania. Rozważania te (szczególnie w zakresie bezpieczeństwa) umożliwiły znalezienie w dalszej perspektywie argumentacji przemawiającej za implementacją systemów telematyki do tak zorganizowanych procesów transportowych w żegludze morskiej i wodnej śródlądowej.

W konsekwencji rozdział drugi odnosi się do tych dwóch wcześniej zidentyfikowanych aspektów bezpieczeństwa transportu morskiego i wodnego śródlądowego (safety i security). W pierwszej kolejności zostały przedstawione czynniki ryzyka umożliwiające sformułowanie konkluzji, że przy dzisiejszych identyfikowalnych parametrach ryzyka coraz częściej punkt ciężkości przenoszony jest z usuwania skutków niebezpiecznych zdarzeń w żegludze morskiej i wodnej śródlądowej na znacznie bardziej efektywne przeciwdziałanie ryzyku. Kolejny niezwykle istotny aspekt poruszony w niniejszym rozdziale dotyczy problematyki związanej ze skutecznym zarządzaniem procesami bezpieczeństwa w obu transportach wodnych, ze szczególnym uwzględnieniem zunifikowanej struktury zarządzania (systemu zarządzania) wraz z jego narzędziami oceny ryzyka (w tym ryzyka antropopresyjnego – kontrola i monitoring emisji GHG). Rozdział zawiera również odniesienia do aktualnej architektury systemu zarządzania bezpieczeństwem transportu morskiego i wodnego śródlądowego i jego ewolucji w zinstytucjonalizowany, semi-zintegrowany system oparty na europejskich i globalnych (międzynarodowych) standardach. Identyfikacja ryzyk umożliwiła ich egzemplifikację oraz przyporządkowanie im odpowiednich narzędzi ich oceny i ewaluacji. To doprowadziło do pojawienia się systemowych rozwiązań w tym zakresie przyczyniających się do powstania systemów telematyki transportu morskiego i wodnego śródlądowego (ze wskazaniem ich genezy w zakresie mechanizmów bezpieczeństwa). Rozwiązania te zostały przedstawione dla obu gałęzi transportu wodnego na różnych poziomach (od krajowego, przez regionalny aż do globalnego) wraz z systemowym podejściem do budowy systemów telematyki uwzględniającym poziom sensoryczny (narzędzia zdobywania informacji, monitoringu), poziom analityczno-decyzyjny (zaimplementowane algorytmy oceny ryzyka) oraz poziom efektorowy (skuteczna implementacja decyzji w pragmatyce procesów żeglugi i operacji portowych). Przedstawienie typowej struktury systemu telematyki w transporcie morskim i wodnym śródlądowym zamyka rozważania tego rozdziału.

Bazując na zidentyfikowanych elementach morfologii systemów telematyki transportu, rozdział trzeci przedstawia oparty o oryginalne kryteria podział taksonomiczny systemów telematyki transportu morskiego. Główna uwaga skupiona jest na systemach klasy VTMIS (Vessel Traffic Monitoring and Information Systems) wraz z ich subsystemowymi rozwiązaniami typu VTS, AIS, SRS, MAS oraz DGPS a także INMARSAT, stanowiącymi zabezpieczenie informacyjne (sensoryczno-efektorowe) głównych operacji realizowanych w VTMIS. Biorąc pod uwagę uwarunkowania systemowe i kryteria podziału systemów telematyki transportu morskiego można wyodrębnić grupę systemów częściowo zintegrowanych do których można zaliczyć m.in. IMDatE (implementowany przez European Maritime Safety Agency – EMSA), BRITE (jako eksperymentalne narzędzie MSA – koncepcji rozwijanej w ramach NATO); systemy komplementarne reprezentowane przez takie rozwiązania jak GMDSS (Global Maritime Distress and Safety System), MSSIS (Maritime Safety and Security Information System), NAMESIS (Naval Merchant Shipping Information System), VMS (Vessel Monitoring System), oraz systemy na poziomie narodowym np. PHICS (Polish Harbours Information and Control System). Unifikacja podstawowych standardów umożliwiła komercjalizację niektórych rozwiązań z zakresu telematyki transportu morskiego, chodzi tu szczególnie o systemy monitoringu żeglugi oparte o transmisję sygnału AIS (Automated Identification System) w wersji horyzontalnej reprezentowane przez takie aplikacje jak AIS Live, Marine Traffic, Vessel Tracker, exactAIS™ oraz aplikacje oparte na sygnale satelitarnym np. AIS-S, Gatehouse AIS Display System.

Kolejną grupę systemów telematyki wyodrębnioną na bazie kryterium operacji portowych stanowią systemy terminalowe oraz systemy armatorskie, do których (jako przykłady reprezentatywne) można zaliczyć TOS (Terminal Operation System), aplikacje wspierające procesy zarzadzania flotą (np. AMOS – Asset Management Operating System), aplikacje typu CBM (Condition-based Monitoring) używane do monitoringu parametrów pracy układu napędowego statków, zużycia paliwa oraz emisji GHG oraz aplikacje typu GSOP (Geo-informational System of Port Protection) odpowiadające na wymogi bezpieczeństwa portu i obiektów portowych konwencji ISPS. Ostatnia zidentyfikowana podkategoria systemów telematyki transportu morskiego zawiera aplikacje służące do monitoringu reżimów technologicznych przewozu ładunków w jednostkach skonteneryzowanych, są to rozwiązania typu ECTS (Electronic Container Tracking Service).

Istniejące zróżnicowanie systemów telematyki transportu morskiego (przy ich jednoczesnej komercjalizacji) spowodowało problemy integracyjne manifestujące się brakiem koordynacji, trudnościami z zachowaniem standardów komunikacyjnych i formatu danych, brakiem jednolitości w zasadach korzystania z danych (informacji) na poziomie data user, multiplikacją aplikacji o podobnych funkcjonalnościach czy też ponoszeniem wielokrotnie wyższych kosztów na budowę sensorów (osobno dla każdego systemu budowanego przez innego operatora). Sytuacja ta obserwowana jako szczególnie negatywne zjawisko na obszarze UE spowodowała, że pojawił się potencjalny obszar poddający się integracji – rozwijana jest zatem koncepcja CISE (Common Information Sharing Environment) oraz IMDatE (Integrated Maritime Data Environment) rozumiany jako zestaw instrumentów stanowiących potencjał przyszłej integracji systemów telematyki transportu morskiego na terenie UE.

Wychodząc z tożsamych z poprzednim rozdziałem założeń metodycznych, rozdział czwarty ukazuje próbę identyfikacji systemów telematyki transportu wodnego śródlądowego. Klasyfikacja systemów monitoringu statków i barek rzecznych otwiera dyskusję nad rolą i znaczeniem systemów telematyki w transporcie wodnym śródlądowym, przy czym istotną rolę odgrywa tu zidentyfikowana we wcześniejszych rozdziałach specyfika tej gałęzi transportu (co do skali procesów transportowych, rodzaju infrastruktury i specyfiki taboru rzutujących na skalę i mniejsze skomplikowanie procesów operacyjnych). W rozdziale przedstawiono próbę klasyfikacji zaimplementowanych w tej gałęzi transportu systemów telematyki z uwzględnieniem systemu terminalowego typu Improved Port Ship Interface – IPSI, narzucającego kompatybilność systemową i operacyjną pomiędzy systemami portowymi i taborem pływającym dla transportu morskiego i wodnego śródlądowego. Główny nacisk położono jednak na systemy klasy RIS (River Information Services) jako oryginalne europejskie rozwiązanie telematyczne w obszarze transportu śródlądowego. Poza identyfikacją głównych założeń systemowych RIS ukazano jego strukturę organizacyjną i operacyjną jak również wskazano główne funkcjonalności systemu stanowiące o jego potencjalnych zastosowaniach oraz korzyściach wynikających z jego implementacji. To umożliwiło ukazanie na przykładach kluczowych funkcjonalności systemu RIS bazujących na systemach inteligentnej nawigacji i mapach cyfrowych Inland ECDIS (Electronic Chart Display and Information System for Inland Navigation) umożliwiających armatorom i kierownikom statków/barek prowadzenie bezpiecznej żeglugi. W celu uniknięcia podobnej dyspersji systemów telematyki jak w transporcie morskim, w domenie transportu wodnego śródlądowego od początku postawiono na terenie UE na kompatybilność standardów i systemów. Dlatego też opracowano koncepcję Navigation and Inland Waterway Action and Development in Europe (NAIADES II) oraz platformę wsparcia systemowego rekomendowanych rozwiązań PLATINA 2. W tym kontekście istotnego znaczenia nabiera również współpraca systemów telematyki obu gałęzi transportu wodnego (morskiego – VTMIS i rzecznego – RIS) w ramach jednolitej koncepcji DINA (Digital Inland Waterway Area).

Podczas prac nad niniejszą monografią wykorzystano materiały źródłowe i bibliograficzne wielu instytucji międzynarodowych i europejskich, m.in. International Maritime Organisation (IMO), European Maritime Safety Agency (EMSA), NATO Headquarters of Maritime Command in Northwood (a unit of NCAGS – Naval Cooperation and Guidance for Shipping), NATO Shipping Centre (NSC), Eurostat, Rolls-Royce (Ship Intelligence Division), Scottish Canals, Kongsberg oraz materiały domów sofware’owych takich jak Tide Works, SpecTec, Avante, StarCom, Orca i inne.

Reasumując, niniejsza monografia podejmuje próbę identyfikacji oraz usystematyzowania nowoczesnych rozwiązań z zakresu telematyki w transporcie morskim i wodnym śródlądowym w kontekście rozwoju technologii ICT. Dokonano w niej przeglądu istniejących systemów oraz ich taksonomii za pomocą specjalnie stworzonej metodyki. Po raz pierwszy opisano większość systemów telematyki stosowanych w wodnych gałęziach transportu wykazując ich przydatność i skuteczność w optymalizacji procesów transportowych, w podnoszeniu ich bezpieczeństwa oraz skuteczności zarządzania operacyjnego. Na uwagę zasługuje skala (rozpiętość) zastosowań systemów telematyki, szczególnie w transporcie morskim, rozciągająca się od prostych systemów monitoringu żeglugi i operacji portowych a dosięgająca autonomicznej nawigacji i bezobsługowych systemów napędu skutkujących pojawieniem się pierwszych prób z całkowicie autonomicznymi statkami. Obecna architektura systemów telematyki transportu morskiego i żeglugi wodnej śródlądowej umożliwia również działania zmierzające do integracji funkcjonalnej i systemowej co powinno przynieść efekty skali i jeszcze większą użyteczność systemów zintegrowanych w skali europejskiej i globalnej. Najnowsze systemy telematyki transportu morskiego i żeglugi śródlądowej uwzględniają efekty zewnętrzne umożliwiając precyzyjną kontrolę emisji i przyczyniając się do obniżenia antroporesyjności tych gałęzi transportu. Tak ujęta problematyka wskazuje, iż niniejsza monografia adresowana jest do szerokiego kręgu czytelników zainteresowanych genezą, stanem obecnym i kierunkami rozwoju systemów telematyki w transporcie morskim i żegludze śródlądowej rozumianych holistycznie w kontekście bezpieczeństwa i ekonomiki tych gałęzi transportu.INTRODUCTION

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

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

Since the very beginning of mankind, both seas and rivers have been catalysts of trade, colonisation processes, and conquests of new territories. The immanent features in which maritime transport processes take place, provide advantageous conditions for shipping large volumes of cargo for long distances. Rivers, as the lines of communication, play the complementary role in this global activity, however inland waterway transport has become more significant due to its economic and environmental features. The world biggest port locations in the river estuaries highlight this potential for further development of the maritime and inland waterway transport cooperation. Therefore, the potential for increasing the modal share of inland waterway transport is still growing.

Considering the conditions of global competition, maritime shipping, inland waterway transport as well as port operations are performed in accordance with strict technological and operational standards. All these activities are subject to severe time pressure, the imperative of economisation, and to the most important principle of all: providing these operations with the highest possible level of safety and security.

The increasing worth of cargo transported on various types of vessels (oceangoing ships and barges), their significance in economic processes represented by the growing volume of cargo, and finally growing congestion result in a considerable increase in security hazards (terrorism, piracy) and safety hazards (accidents at sea and rivers, collisions, increased anthropogenic impact causing environmental loss). The efficient counteraction against these hazards becomes a crucial issue. It is no longer just a local or even an international challenge; its character has become continental and much more global.

This simple observation has become a basis of some definitely more complicated concepts pertaining to safety and security of maritime and inland waterway transport. In a holistic approach, maritime safety and security come as conceptual aspects which include two most important areas where hazards appear: nautical hazards of probabilistic nature, and conscious hazards of a determined character which are caused by anthropogenic factors. The level of safety/security comes as a derivative of the ability to identify hazards, and consequent perseverance presented by the national – and nowadays more often – international community in developing integrated counteraction systems as a solution. An indispensable instrument used for providing safety and security is a number of telematics systems of maritime and inland waterway transport which have been developed over the recent years.

Telematics refers to the integrated and systemic solutions in the field of ICT (Information and Communication Technology). The most important functions performed by telematics systems are the functions related to the information operating (mega-data). It involves acquiring (sensors), processing (analytical and decisional systems) as well as distributing and transmitting operations (effectors). These are the processes implemented in a determined way (e.g. automatic control) as well as the processes which result from ad-hoc discretionary situations (decisions made by administrators, dispatchers, operators and independent users of a specific infrastructure).

Considering the context of the presented study, a particularly interesting example which illustrates the application of the telematics term is modern maritime and inland waterway transport. Assuming the broadest approach, modern (intelligent) transport is supported with integrated systems of performance measurement, telecommunication, IT, information and indispensable automation (and finally connected and autonomous transport solutions). This part of intelligent transport which consists of dedicated systems and, particularly, its equipment (including software) along with services provided by such equipment – is referred to as transport telematics.

Telematics solutions are usually characterised by open architecture, they can be extended, complemented and modernised (we say they are scalable). Their basic aim is to allow the particular elements of the system (sub-systems) to cooperate and to interact with users (stakeholders). Such cooperation provides a considerable increase in the level of transport safety and security, operational reliability, efficient use of the infrastructure and, consequently, better economic results (optimisation), limitation of ecological risks and pressure exerted on natural environment (lowering anthropopressure).

Maritime and inland waterway transport must therefore meet the requirements and challenges and they must undergo the implementation processes of the intelligent systemic solutions. Application of telematics solutions is a step in the right direction. Each stage of transport processes and port operations has been provided with sensor systems used for acquiring information (e.g. cloud of points). In this way, vast amounts of information are acquired and processed, hundreds of ICT applications supporting data processing and data visualisation are developed (giving us the tracking and monitoring ability). It can be assumed that the saturation level of using telematics tools in maritime and inland waterway transport has been already achieved. Unfortunately, as there is no proper coordination, the architecture of the systems is of dispersed and inconsistent nature; the systems are multiplied and a problem of information entropy can be observed. As a consequence, the implemented architecture does not provide a satisfying level of integration with the low potential of harmonization. Therefore, the first attempts at integrating such systems and at achieving economies of scale have started to appear (compatibility of data and systems and systemic integration in the future).

This study comes as an attempt of presenting a holistic approach to the maritime and inland waterway transport telematics. Identification of a role performed by contemporary maritime and inland waterway transport in modern economy, hazards occurring in transport operations and an imperative to present an intelligent response to the identified challenges leads to the implementation of the transport telematics solutions. Hence, “an inventory” of telematics systems in the maritime and inland waterway transport concludes the presented study. The pragmatic approach to the realisation of such an aim divides this book into four chapters.

Indicating its place in the branch structure, the first Chapter highlights the role of maritime and inland waterway transport in contemporary regional and global economy. To emphasize the significance of maritime and inland waterway transport in economy, the elements of their potential are documented in figures, also, further anticipated directions of their development are outlined as the derivatives of the identified regional/global geo-political and economic trends. The first Chapter also introduces the concept of key parameters pertaining to maritime and inland waterway transport, based on their immanent operational features, such as universality, accessibility and degression of unit costs. These features are closely linked to the taxonomy and morphology of maritime and inland waterway transport (including the lighter aboard ship – LASH technology). To describe the modality of presented means of transportation, the containerisation challenges are pointed and a concept of container as a loading unit in maritime and inland waterway transport is presented. Finally, all types of containers used in maritime and inland waterway transport operations are described in details. Identification of all these factors allows the Author to introduce safety/security challenges as the main determinants of implementation of telematics systems in maritime and inland waterway transport.

Consequently, the second Chapter refers to two fundamental groups of factors: safety and security in maritime and inland waterway transport. The risk factors in maritime and inland waterway transport are clearly identified, leading to a discovery of a clear phenomenon of shifting the balance point from direct counteraction against hazards to active prevention against them. Another important aspect discussed in this chapter refers to problems connected with efficient management of safety/security processes in maritime and inland waterway transport, particularly to the questions of a unified structure of the management system, and precise indication of instruments which support this process (including emission control). The second Chapter also presents the architecture of the safety management system in the maritime and inland waterway domain, and their transition into an institutionalised/quasi-integrated structure. Additionally, all the regularities and cause-and-effect schemes are pointed out as well.

Defining hazards makes it possible for the Author to exemplify them, to identify risks, and to present the mechanisms and instruments of their assessment. It leads us to further considerations which refer to systemic mechanisms and instruments of preventing hazards in maritime and inland waterway transport. And finally, it gives us opportunity to present the origin and significance of telematics systems in maritime and inland waterway transport (introduction/genesis of transport intelligence). All the systemic aspects of maritime and inland waterway transport safety/security defined at the local, national, regional and global levels have internal sensory, analytical and decisional components. These components enable us to map, to monitor (follow the regularities and detect anomalies) and to provide the analysis of the processes in the function of risk assessment, and to assume appropriate preventive and counter-measure solutions. The indication of a typical architecture of telematics systems introduced in maritime and inland waterway transport safety/security comes as the conclusion of this Chapter.

Having indicated tasks and morphological elements of telematics solutions, the third Chapter presents a taxonomic division of these systems, based on the original identification and the criteria which have been assumed particularly for maritime transport. The main attention is paid to the VTMIS (Vessel Traffic Monitoring and Information Systems) with their basic sub-systems of the VTS, AIS, SRS, MAS types and the DGPS, as well as INMARSAT which are the systems supporting their basic operations.

The consideration of the subsequent criteria referring to the division of the monitoring systems of maritime transport safety/security has made it possible to identify a group of partially integrated systems including, among others: IMDatE (EMSA – EU), BRITE (as an experimental tool of the MSA concept developed by NATO); complementary systems which include the following international systems: GMDSS (Global Maritime Distress and Safety System), MSSIS (Maritime Safety and Security Information System), NAMESIS (Naval Merchant Shipping Information System), VMS (Vessel Monitoring System), and national systems e.g. PHICS (Polish Harbours Information and Control System). The common character of the standards has made it possible to provide full commercialisation of some ICT solutions. Hence, some commercial monitoring systems of maritime transport safety have been identified (represented by such applications as AIS Live, Marine Traffic, Vessel Tracker, exactAIS™ as well as based on a satellite signal: AIS-S, Gatehouse AIS Display System). Another group of systems which has been defined on the basis of the assumed division criteria includes terminal and ship owner systems which include TOS (Terminal Operation System), applications supporting processes which take place at the level of fleet management (for example: AMOS – Asset Management Operating System), CBM applications (Condition-based Monitoring) used for monitoring the parameters of propulsion operation, fuel consumption and GHG emission and the GSOP (Geo-informational System of Port Protection) which meet the ISPS Code requirements.

The last identified category includes the monitoring systems of container cargo units in maritime transport – solutions of the ECTS type (Electronic Container Tracking Service).

The variety and comprehensiveness of the application fields and processes referring to the commercialisation of standards pertaining to telematics systems in maritime transport safety/security (for example the AIS at the sensory level) have resulted in massive dispersion of systems. Subsequently, such dispersion has resulted in some measurable negative effects, such as the lack of coordination, difficulties in communication and data use, multiplication of initiatives and incurring multiplied costs (the same systems are multiplied by particular operators, countries and regions). Observed particularly in the EU seas, this situation has released the potential for conceptual work on the development and implementation of a unified, integrated telematics system of maritime transport safety/security. Therefore, the development of the concept of CISE (Common Information Sharing Environment) as well as the IMDatE instrument (Integrated Maritime Data Environment) have been pointed out as a window of opportunity for further systemic integration.

Starting with the same methodology, the fourth Chapter presents an attempt at the identification of telematics systems in intelligent inland waterway transport. The classification of telematics and vessel/barge monitoring systems in inland waterway transportation processes opens a discussion on their role and significance in this particular mode of transport. Taking into account the specific transportation environment of inland waterway transport, the morphological elements and taxonomy of applied telematics and vessel monitoring systems (including river terminal operating system Improved Port Ship Interface – IPSI) have been described. The main focus is on the RIS (River Information Service) as an EU originated telematics system of inland waterway transport management. Apart from the identification of the main tasks of the RIS, the organisational and operational structure is widely described. Furthermore, the main functions (functionalities) of the RIS are identified for better understanding of this telematics system advantages. It allows us to provide readers with some examples of benefits resulting from the application of the RIS system in inland waterway transport management. One of the main features of the RIS system is an application of the Inland ECDIS (Electronic Chart Display and Information System for Inland Navigation), which equips skippers with a much more accurate and reliable navigation tool. In order to avoid the same mistakes (massive dispersion observed in maritime transport telematics) in inland waterway transport telematics systems, the problem of integration and compatibility has been addressed from the very beginning. Thus, a concept of the Navigation and Inland Waterway Action and Development in Europe (NAIADES II) and the PLATINA supporting platform clearly indicates how important the integration and cooperation of the VTMIS (maritime) and RIS (inland waterway) transport systems becomes.

While working on this study and carrying out scientific research, the Author has benefited from consultations and bibliographic materials provided by various foreign civilian and military institutions, the most supportive of which have been: International Maritime Organisation (IMO), European Maritime Safety Agency (EMSA), NATO Headquarters of Maritime Command in Northwood (a unit of NCAGS – Naval Cooperation and Guidance for Shipping), NATO Shipping Centre (NSC), Eurostat, Rolls-Royce (Ship Intelligence Division), Scottish Canals, Kongsberg and software companies such as Tide Works, SpecTec, Avante, StarCom, Orca.

The considerations included in this study come as a continuation of the research on maritime transport safety which has been published as a monograph Maritime Transport Safety. It should be also noted that expert literature of the subject does not provide any synthetic monograph study on the issues presented in this book. Considering dynamic changes in the area of maritime shipping and inland waterway transport monitoring systems and systemic support of managerial decisions that took place during the last decade (dynamic development of the telematics systems), it has been so far difficult to follow these transformations in a comprehensive way. At present, the sophistication level of advanced systems allows us to state that it all comes as the near-ultimate functional architecture, and therefore an attempt at their comprehensive presentation is well justified. The Author hopes that his publication will fill the gap in expert literature, and also that “an inventory” of telematics systems with a synthesis of their architecture presented in this study will prove to be useful in better understanding of intelligent maritime and inland waterway transport processes.PRZYPISY

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

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

1 Termin systemy fizyczne dotyczy instalacji tworzonych w celu określonej działalności – wraz z ich administracją, operatorami, użytkownikami oraz uwarunkowaniami środowiskowymi, obejmującymi zarówno otoczenie naturalne, gospodarcze, jak i formalno-prawne – przyp. aut.

2 I. Kamińska-Szmaj, M. Jarosz , Słownik Wyrazów Obcych, Wydawnictwo Europa, Wrocław 2001, s. 390 i 820.

3 http://encyklopedia.pwn.pl/haslo/transport;3988780.html .

4 W. Grzywacz, J. Burnewicz, Ekonomika Transportu, WKŁ, Warszawa 1989, s. 46.

5 Taki podział przyjmuje charakter techniczno-eksploatacyjny, lecz w literaturze przedmiotu często określany jest mianem podziału gałęziowego – przyp. aut.

6 A. Piskozub, Gospodarowanie w transporcie, WKŁ, Warszawa 1982, s. 19–20.

7 R. Miler, Bezpieczeństwo transportu morskiego, WN PWN, Warszawa 2015, s. 24.

8 Navigare necesse est vivere non est necesse (Pompejusz, ok. 60 p.n.e.), dosłownie „nawigacja jest koniecznością, życie nią już nie jest”, tł. z gr. Plutarch; słowa Pompejusza, wypowiedziane w czasie silnej burzy do sternika na okręcie dowożącym zboże do Rzymu w czasie klęski głodu, znaczące prawdopodobnie wówczas: „musimy odpłynąć natychmiast, nawet ryzykując nasze życie” – przyp. aut.

9 Por.: R. Kacperczyk, Transport i spedycja, Wydawnictwo Difin, Warszawa 2010, s. 74–75.

10 Por.: W. Rydzkowski, K. Wojewódzka-Król (red.), Transport, WN PWN, Warszawa 2007, s. 201–202.

11 Podstawą pojęcia wolności mórz jest ogólnie przyjęte prawo, że żadne państwo nie może sprawować nad jakąkolwiek ich częścią suwerennej władzy, a wolność żeglugi na morzu otwartym stanowi kluczową zasadę współczesnego prawa morza, zasada zawarta w Konwencji o Prawie Morza (UNCLOS) zwanej „konstytucją mórz i oceanów”. Konwencja ta składa się z 320 artykułów i 9 załączników, reguluje w sposób kompleksowy wykorzystanie mórz i oceanów poprzez skodyfikowanie zwyczajowych norm i zasad prawa morza oraz ustaliła nowe koncepcje i reżimy prawne, jak również stworzyła uregulowania dla dalszego rozwoju określonych dziedzin tego prawa – przyp. aut.

12 Zgodnie z art. 2 Konwencji o Prawie Morza (UNCLOS) – przyp. aut.

13 T. Szczepaniak (red.), Transport i spedycja w handlu zagranicznym, PWE, Warszawa 2002, s. 30.

14 Statki morskie mogą się dowolnie poruszać po oceanach i morzach wybierając najkrótszą trasę do portu docelowego. Ograniczenie w tym ruchu określają zasady nawigacji w podejściu do portów, w kanałach naturalnych, kanałach sztucznych i cieśninach – przyp. aut.

15 Transport morski charakteryzuje się katalogiem wyróżników jakościowych dobrze opisanych m.in. w publikacji I. Urbanyi-Popiołek (red.), Ekonomiczne i organizacyjne aspekty transportu morskiego, Wydawnictwo Uczelniane Wyższej Szkoły Gospodarki w Bydgoszczy, Bydgoszcz 2012, s. 69–70 – przyp. aut.

16 Por.: D. Marciniak-Neider, J. Neider (red.), Podręcznik spedytora, Wydawnictwo Polskiej Izby Spedycji i Logistyki, Gdynia 2011, s. 35.

17 2015 Special Report No 01 Inland Waterway Transport in Europe European Court of Auditors Luxembourg: Publications Office of the European Union, 2015, s. 10.

18 2015 Special Report No 01 Inland Waterway Transport in Europe European Court of Auditors Luxembourg: Publications Office of the European Union, 2015, s. 11.

19 Planco Consulting GmbH, Economical and Ecological Comparison of Transport Modes: Road, Railways and Inland waterways, listopad 2007 r., s. 34.

20 Ibidem s. 34–35.