كيفية إجراء الدراسات الاستقصائية الهيدروغرافية في البيئات البحرية مع الثقيلة حركة المرور البحرية

مقدمة

وتشكل الدراسات الاستقصائية الهيدروغرافية أساس الملاحة الآمنة وإدارة المناطق الساحلية وتطوير الهياكل الأساسية البحرية، ويصبح رسم خرائط قاع البحار بدقة عالية أمراً ملحاً للغاية عندما تجتاز منطقة المسح بكسور من حركة مرور السفن الثابتة وأجهزة الصهاريج إلى الخصبات وسفن الصيد، بينما يؤدي النقل البحري الثقيل إلى مخاطر الاصطدام والتدخل الصوتي والقيود على الجدولة التي يمكن أن تضر بنوعية البيانات إذا لم تُدار على النحو الصحيح.

فهم تحديات الاتجار البحري الثقيل

وقبل التخلّص من تقنيات المسح، من الضروري الاعتراف بالعقبات المحددة التي تخلقها حركة المرور الثقيلة، وتندرج هذه التحديات في ثلاث فئات رئيسية هي: السلامة التشغيلية، وسلامة البيانات، والتعقيد اللوجستي.

مخاطر الملاحة والتصادم

والأكثر إلحاحا هو الخطر المادي الذي تشكله السفن الكبيرة التي تنتقل عبر منطقة المسح أو بالقرب منها، إذ يمكن أن يكون من الصعب على سفينة مسح تعمل بسرعة بطيئة، أو تقطع معدات في كثير من الأحيان أو تتبع خطوط دقيقة، أن تكتشف حركة المرور الأخرى أو تتجنبها، وحتى مع نظام تحديد الهوية الآلي (نظام تحديد الهوية)، فإن خطر ] ] يتطلب يقظة مستمرة واتصالا صارما بخدمات السير.

التداخل الصوتي

ويمكن أن تستحدث نظم السونار النشطة، مثل أجهزة صدى متعددة الحزم، نقلاً واضحاً للنبضات الصوتية واستقبالاً لها، كما يمكن لأجهزة البربلر، وضوضاء المحرك، وإشارة السفن الأخرى إلى السونار أن تستحدث [(FLT:0]) جهازاً صوتياً ، يبطل نسبة الكشف عن الإشارات إلى الأرقام.

الفصل في النزاعات والحدود المفروضة على الوصول

:: تشغيل مرافئ الشحن وممرات الشحن في جداول ضيقة، وقد يقتصر المسح على نوافذ ضيقة زمنيا خلال المد الخفيف أو فترات المرور المنخفضة أو الليل، وغالبا ما يتطلب التأخير بسبب الطقس أو تحركات السفن غير المتوقعة إجراء سلسلة تعاقبية، مما يرغم على إعادة التخطيط، ويحتاج إلى تنسيق متعدد مع السلطات المختصة.

التخطيط وتقييم المخاطر قبل الدورة

ويعد الإعداد الدقيق أهم عامل واحد للنجاح في البيئات العالية الكفاءة، وينبغي أن تعالج مرحلة التخطيط أنماط المرور، والمتطلبات التنظيمية، والظروف البيئية.

دراسة المنطقة وتحليل حركة فيسل

الحصول على بيانات تاريخية عن منطقة المسح المخططة لتحديد ساعات المرور القصوى، وطرق السفن المهيمنة، وحجم السفن المعتاد، ويوفر العديد من الموانئ تغذية في الوقت الحقيقي، ومحفوظة من خلال منابر الإنترنت، واستخدام هذه البيانات لتصميم جدول مسحي يتجنب فترات الاقتحام، وإذا كانت المنطقة تشمل مخططاً محدداً ] لفصل السفن عبر الحدود ، لا تكفل وجود خطوط مسح نشطة.

التنسيق التنظيمي والتفويض

(ج) الاتصال بسلطة الموانئ أو بحراسة السواحل أو المكتب الهيدروغرافي ذي الصلة في وقت مبكر من العملية، ويمكنها تقديم مبادئ توجيهية بشأن المسافات الآمنة من قنوات الشحن، والإضاءة والعلامات لسفن المسح، وأي تصاريح خاصة مطلوبة، وفي العديد من الولايات القضائية، يتطلب إجراء مسح الهيدروغرافي في منطقة ميناء وجود خطة مفصلة لإدارة السلامة ، وافق عليها جهاز المشورة البحرية(د).

Weather and Tidal Windows

تحليل حركة المرور في منطقة المجرى مع جداول المد المحلي والتنبؤات الجوية البعيدة المدى، وعندما تكون التيار الأفقي ضئيلة جداً، كثيراً ما يكون أفضل وقت لمسح المناطق الضحلة، ولكنه يتزامن أيضاً مع ارتفاع حركة المرور عندما تنتقل السفن إلى الخنازير ومنها، ويمكن أن تؤدي الدراسات الاستقصائية الليلية إلى الحد من تدخل حركة المرور، ولكن تنطوي على شواغل إضافية تتعلق بالسلامة، ويُبقي هذه العوامل في توازنها لتحديد نافذة المسح الأمثل.

اختيار معدات المسح المناسبة

ويمكن أن يؤدي اختيار الأدوات المناسبة إلى التخفيف من آثار حركة السفن وتحسين نوعية البيانات في ظروف صعبة، وفي حين أن المعدات المحددة تتوقف على عمق المياه وعلى الحل المطلوب، فإن عدة سمات مفيدة بوجه خاص بالنسبة للبيئات العالية الارتطامات.

مُعدّد الحزمة المُكوّنة مع التّأشيرة في الوقت الحقيقي

ويمكن أن تؤدي نظم التعددية الحديثة التي تستخدم فيها شعاع الوقت الحقيقي ] وأغلافير الكشف المتقدمة في قاع البحار إلى رفض الضوضاء من السفن العابرة، والبحث عن نظم تتيح التردد القابل للتعديل لتجنب التدخل في السونار القريب.() وتسمح التغطية الواسعة النطاق في المواهب بإكمال خطوط المسح بسرعة، وتقليص وقت التعرض.()

Side-Scan Sonar for Obstacle Detection

إن السونار الجانبي لا يقدر بثمن لتحديد الحطام والحطام والعقبات المغمورة التي قد تكون حركة المرور الثقيلة قد انقطعت أو أودعت، وترميم الأسماك الراكبة بعمق مأمون، وتخفض السرعة فرصة التأقلم على الحطام المتحول، واستخدام نظام للمسح الجانبي مع عرض أرقام قياسية مباشرة بحيث يمكن للمساحين القيام بذلك.

ألف - التعويض عن النقل إلى منطقة البعثة

ومن الأهمية بمكان أن تُحدَّد مواقع دقيقة عندما تُنحرف قوات المرور بسرعة عن الخطوط المخطط لها، كما أنَّ جهاز استقبال ثنائي التردد للنظم العالمية لسواتل الملاحة مع التصويبات الخاصة بشبكة RRK (Real-Time Kinematic) يوفر الدقة الأفقية دون القياس. ينبغي أن تكون نظم الملاحة الجوية الحكومية ، إلى جانب نظام GNSS، تساعد على الحفاظ على المعلومات المتعلقة بالمسارات والمواقف حتى عندما تكون إشارات السواتل كبيرة.

إدماج برامجيات المسح

ويمكن أن تدمج برامجيات المسح الحديثة بيانات نظام المعلومات المسبقة عن علم لعرض السفن القريبة على شاشة المسح، إلى جانب الخطوط المخططة والتغطية في الوقت الحقيقي، مما يتيح للممسح أن يعدل عناوين السفينة أو أن يوقف تسجيل البيانات عندما تقترب سفينة كبيرة، بل يمكن لبعض النظم أن تقوم حتى ]FLT:0[[ ]FLT:1][ بأوقات يحتمل أن يكون التدخل الصوتي قائما على قرب نظام المعلومات المسبقة عن البضائع.

تصميم الدراسات الاستقصائية والتخطيط للخطوط

ويقلل التخطيط الفعال للخط من الوقت الذي ينفق في المناطق الشديدة الخطورة ويضمن التكرار لتغطية الثغرات في البيانات الناجمة عن حركة المرور، والهدف هو تحقيق تغطية من القاعدة بنسبة 100 في المائة مع هامش لإعادة المسح دون الحاجة إلى العودة إلى الميناء.

التوجيه على الخط الأمثل

" خط المسح الخفي المهيمن " أو على طول محور الممرات البحرية للتقليل إلى أدنى حد من عدد المرات التي يجب أن تعبر فيها سفينة المسح حركة المرور الثقيلة، واستخدام مقايضات التصفيق من 20 إلى 30 في المائة للسماح بالثغرات إذا توقف الخط، والنظر في قنوات ضيقة جداً في خط واحد أسفل المركز مع مسح يغطي كامل الخطوط العريضة.

المسح التأديبي لحركة المرور في الوقت الحقيقي

وبدلاً من إنفاذ خطة خطية صارمة، استخدام استراتيجيات التكيف، مثلاً، إذا اقترب ناقل للسوائب، يمكن لسفينة المسح أن تنتقل مؤقتاً إلى جزء مختلف من منطقة المسح، وأن تسجل خطوطاً بديلة، وتعود فيما بعد، وهذا يتطلب مسحاً ماهراً يمكنه إعادة تخطيط الطيران مع الحفاظ على التغطية، كما أن البرمجيات مثل QINSy تدعم التخطيط لقياس الاستحمام التكييف.

العمليات الليلية وعمليات الاستقطاب المنخفضة

وعندما يكون المرور خفيفاً في الليل، يمكن للمساحين أن يعملوا بحرية أكبر، غير أن العمليات الليلية تتطلب إضاءة إضافية على متن سفينة المسح، ووضع علامات واضحة على أي معدات مفخخة، وتعزيز المراقبة الرادارية، واستخدام كاميرات التصوير الحراري لضبط الزوارق الصغيرة دون أي معلومات إضافية، والتأكيد مع سلطات الموانئ على أن المسح الليلي مسموح به وعدم وجود حظر للتجول.

بروتوكولات التنفيذ والسلامة على الموقع

وتتطلب مرحلة التنفيذ التقيد الصارم ببروتوكولات السلامة واتخاذ القرارات في الوقت الحقيقي، فالاتصال هو حجر الزاوية للعمليات الآمنة في حركة المرور الثقيلة.

الاتصال بأجهزة الاتصال اللاسلكية ومراقبة الموانئ

وقبل أن يبدأ كل يوم، يقيم اتصالات مع الدائرة المحلية للمنشطات الفضائية ويوفر لها المسار المقصود للسفن المسحية، بأقصى سرعة، والوقت المقدر للإنجاز، ويستخدم جهازا لاسلكيا ذا تردد عال جدا ]FLT:1[ لإرسال أي انحرافات، وفي العديد من الموانئ، يتعين على سفن المسح أن تحرق أشكالا أو أضواء خاصة )مثل إشارة " RV " ( لبيان أنها مقيدة في القدرة على المنايو.

استراتيجيات تجنب الاصطدام

(د) أن تراقب دائماً راداراً وجهازاً للمعلومات المسبقة عن علم وأن تستخدمه في إطار متضافر، وإذا اكتشف وجود نزاع، ينبغي أن تُعقد السفينة التي تعمل على أساس المواصفات دورة تدريبية، ولكن قد تحتاج سفينة المسح إلى أن تفسح المجال في وقت مبكر لتجنب وضع مقربة من السفن، وأن تُوافق مع طاقم المسح على الإجراءات التي يتعين اتخاذها: وقف تسجيل البيانات، أو الإسراع في تصفية قناة أو أي عملية تحليل تُجرى بعد صدورها.

رصد جودة البيانات في الوقت الحقيقي

وأثناء عملية اقتناء البيانات، رصد كثافة الفرز الاحتياطي والكشف عن القاع للمسربين المفاجئين بسبب مرور السفن، وتظهر معظم البرامجيات المتعددة الحزمة مقياسا ] من حيث الجودة لكل قطعة، وإذا تجاوز مستوى الضوضاء عتبة، يأمر الخوذة بوقف التسجيل لمدة 30 إلى 60 ثانية حتى يتم الكشف عن السفينة المتداخلة، فإن هذه الأقسام الاستباقية تمنع من رفضها.

تجهيز البيانات ومراقبة الجودة

وتركز عملية التجهيز بعد إجراء الدراسات الاستقصائية العالية الكفاءة على إزالة الضوضاء الصوتية وتصحيح الظروف الدينامية، ويجب تكييف تدفقات العمل الموحدة للتجهيز الهيدروغرافي لمعالجة القطع الأثرية الفريدة التي استحدثتها حركة المرور على السفن.

التخزين الصوتي

استخدام مرشحات الضمادات وأغلافير إزالة السبايك في تطهير البيانات الملوثة بالضجيج الرافئي أو بسوارق أخرى، وكثير من مجموعات التجهيز، مثل CARIS HIPS و SIPS ، تشمل مرشحات صوتية تلقائية يمكن أن تُخصم إلى طيف الترددات الذي يُجرى في المسح، ولا يزال يوصى بإجراء استعراض دليلي لكل خط متزامن مع تغييرات.

إصلاحيات تيدال وسوند فيلوستي

ويمكن أن يؤدي المرور الثقيل إلى تهدئة الرواسب، وتغيير مسارات الصوت المحلي، ونشر مسبار للسرعة الصوتية في كثير من الأحيان - أي بضع ساعات أو بعد تغيير كبير في وضوح المياه، وتطبيق تصحيح المد والجزر في الوقت الحقيقي باستخدام بيانات قياس محلية أو مسار مدقع نموذجي.

ملء الخلايا

وبعد التجهيز، يمكن أن تكون خرائط التغطية كاملة لتحديد أي ثغرات تنشأ عن تجنب حركة المرور، وإذا كانت الثغرات صغيرة (أقل من 5 في المائة من مجموع المساحة)، فإنها قد تكون مقبولة تبعاً لمواصفات الدراسة الاستقصائية، وبالنسبة للثغرات الأكبر، تخطط لزيارة العودة، وتستخدم عمليات تفتيش عبر الخط ] للتحقق من أن البيانات المستمدة من مختلف الممرات تتفق في إطار التسامح المطلوب، وهو ما يقل عادة عن 0.2 متر للملاحة.

النواتج المنجزة بعد انتهاء الخدمة والإبلاغ عنها

ويجب أن توثق المنتجات النهائية بوضوح الأساليب المستخدمة للتغلب على التحديات المتصلة بحركة المرور، لأن ذلك يؤثر على مستوى الثقة في البيانات.

الصور والنماذج الرقمية للتضاريس

)أ( رسم بياني يسلط الضوء على مجالات الثقة المنخفضة بسبب التدخل في حركة المرور، وذلك مثلاً عن طريق المناطق المظلة التي جمعت فيها البيانات أثناء فترات المرور العالية، وتوفير بيانات مميتة تتضمن قائمة بمواعيد وزمن وثاقة حركة المرور ](FLT:1] أثناء كل خط من خطوط المسح، وهذه الشفافية تتيح للمستعملين النهائيين تقييم موثوقية المخطط لاتخاذ قرارات الملاحة أو الهندسة.

وثائق الامتثال

وكثيراً ما تحتاج سلطات الموانئ والجهات التنظيمية البحرية إلى تقرير يفصل كيفية الحفاظ على السلامة، ويشمل تقييم المخاطر، وسجلات الاتصالات، وأي انحرافات عن خطة الدراسة المعتمدة، فيما يتعلق بالاستقصاءات التي تجرى بموجب معايير مثل ] IHO S-44، وتوثيق الدقة المتحققة وأي حلول توفيقية بسبب القيود المفروضة على حركة المرور.

دراسة حالة: دراسة استقصائية في مضيق دوفر

ولتوضيح المبادئ التي نوقشت، والنظر في إجراء مسح افتراضي لمقاييس الأعماق في مضيق دوفر - واحد من أشق الممرات البحرية في العالم التي يتجاوز عدد السفن فيها 400 سفينة في اليوم، وقد استخدم فريق المسح بيانات نظام المعلومات المسبقة عن البضائع منذ الشهر السابق لتحديد نافذة مدتها ساعتين بعد منتصف الليل عندما كانت حركة المرور أقل بنسبة 50 في المائة، ونشرت بيانات متعددة الكميات ذات سعر مرتفع، وأدمجت التغذية في برنامج الدراسات الاستقصائية.

الاتجاهات المستقبلية في الهيدروغرافيا العالية الكفاءة

وبدأت سفن المسح المستقلة تعمل في المياه المكتظة باستخدام خوارزميات تجنب الاصطدام ] التي تدمج مع نظام المعلومات المسبقة عن علم والرادار، ومع أنها لا تزال محدودة في حركة المرور الثقيلة، يمكن ترك المركبات فوق الصوتية لإجراء مسح خلال فترات منخفضة النشاط دون خطر على طاقم الإنسان، كما يجري تطبيق الاستخبارات اليدوية على توجيه معلومات محسنة من خلال عقد من الزمن.

خاتمة

إن إجراء دراسات استقصائية هيدروغرافية في البيئات البحرية ذات الحركة الثقيلة مهمة معقدة ولكن يمكن تحقيقها، ونجاحها في التخطيط المسبق الدقيق، واختيار المعدات المقاومة للضوضاء، والقدرة على التكيف في الوقت الحقيقي، ومراقبة نوعية البيانات بدقة، ومن خلال إدماج تحليل حركة المرور في نظام المعلومات الإدارية المتكامل، والتنسيق مع سلطات الموانئ، واستخدام تقنيات التجهيز الحديثة، يمكن للمساحين أن يقدموا خرائط دقيقة للتحكم في حركة المرور وتلبي أعلى معايير السلامة والطريق المعروفة.