Dinamik konumlandırma sistemine sahip gemilerde pozisyon kaybı olaylarının risk analizi

Abstract

Dinamik konumlandırma sistemleri ilk oluşumları açık denizde petrol ve gaz arama faaliyetlerinin önem kazandığı yıllara dayanan, günümüzde de gelişimi devam eden teknolojik sistemlerdir. Sanayi devrimi ile önemi artan petrolün derin denizlerde arayışı ve sondajı süreçlerinde, denizel ortamın geleneksel demirleme ve manevra yöntemlerine müsait olmayışı, bu sistemlerin teknolojik gelişiminin hızlanmasına katkı sağlamıştır. Belirlenen bir konumda gemiyi sabit tutabilme, pruvasını koruyabilme veya geminin planlanan bir rotada kontrollü bir biçimde seyir yapılabilmesine olanak sağlayan bu sistemlerin, açık denizde petrol ve gaz arama faaliyetlerinde oldukça kritik bir konumda olmasının yanında, su altı boru hattı döşemesi, kablo serimi, deniz yapıları inşaatı ve turizm de dahil olmak üzere kullanım alanlarının gün geçtikçe çeşitlendiğini söylemek mümkündür. Dinamik konumlandırma sistemine sahip gemilerde operasyonel emniyet için çeşitli önlemler alınmış olsa da sistemde birbirine entegre çeşitli bileşenler bulunmasından ötürü birçok riskli durum ile karşılaşılabilmektedir. Pozisyon kaybı olayları bu risklerin başında gelmektedir. Geminin dinamik konumlandırma operasyonunu kesintiye uğratan bu olaylar kısa süreli olabildiği gibi yeterli ve doğru aksiyonların hızlıca alınmadığı durumlarda oldukça kötü sonuçlar doğurabilecek olaylardır. Gemi dinamik pozisyon operasyonu yaptığı alanda pozisyon kaybı nedeniyle başka bir gemiye, platforma veya bir deniz yapısına çarpabilir. Buna bağlı olarak geminin yapısal bütünlüğünün bozulması, stabilitesinin etkilenmesi, personel yaralanması ve can kaybı ve denizel çevrenin petrol gibi maddelerle kirlenmesi gibi geri dönüşü olmayabilecek olaylarla karşılaşılabilmektedir. Dolayısıyla pozisyon kaybı olaylarının kapsamlı bir biçimde incelenmesi ve risklerin uygun yöntemlerle kontrol altına alınması gerekmektedir. Bu tez çalışmasında dinamik konumlandırma sistemine sahip bir gemide pozisyon kaybı olayına dair risklerin analiz edilmesi amaçlanmıştır. Bunun için kaza raporları ve literatür incelemesi sonucunda söz konusu olaya yol açacak kök nedenler belirlenmiştir. Hata ve risk analizi çalışmalarında sıklıkla kullanılan önemli yöntemlerden biri olan Hata Ağacı Analizi (FTA) ile oluşturulan modelde öncelikle sistemin bileşenleri ele alınmıştır. DP rüzgâr, dalga ve akıntı gibi çevresel kuvvetlere karşı operasyonun türüne göre uzun bir süre zarfı boyunca geminin istenen pozisyonunu korumaya çalışır ve bu kuvvetlere karşı koyabilmek için sistem kendi iticilerini ve pervanelerini kullanmaktadır. İtici sistem, dinamik konumlandırma sisteminin en önemli donanım bileşenlerinden biridir. Gemiye geleneksel ana makine sistemleri ile istenen manevrayı yaptırabilmek her zaman mümkün olmayabilmektedir. Dolayısıyla çok yönlü ve hızlı hareket yeteneği için itici sistemlerin sorunsuz çalışır durumda olması gerekmektedir. Bu sisteme bağlı sıcaklık, basınç ve geri bildirim sensörlerinin etkin çalışması ise en önemli gerekliliklerden biridir. Bir diğer bileşen ise güç üretim sistemi ve elektrik beslemesidir. Dinamik konumun korunabilmesi için gemide kesintisiz ve sorunsuz bir şekilde sağlanabilmesi için jeneratörlerin işlevi oldukça önemlidir. Güç yönetiminin diğer bileşenleri olan otomasyon sistemi ve ana dağıtım panosu bölümleri de operasyonel sürekliliğe katkı sağlamaktadır. Yazılımsal tarafta ise DP bilgisayar tüm sürecin takip edilmesi ve istenen komutların uygulanabilmesi için çalışmaktadır. Güncelleme eksikliği, yazılımın donması gibi problemler nedeniyle operasyonel risk artmaktadır. Pozisyon referans sistemini baz alarak konum bilgisine sahip olan dinamik konumlandırma sistemlerinde tüm bu süreçlerin etkili bir şekilde yürütülebilmesi için tüm yazılımların güncel durumda olması gerekmektedir. Donanım ve yazılım bileşenlerine ek olarak, insan etkisi de dinamik konumlandırma operasyonlarında oldukça kritiktir. Dinamik konumlandırma operatörü sistemi izlemek, bilinçli kararlar almak ve arıza durumunda müdahale etmek durumundadır. Çeşitli nedenlerden ötürü alınabilecek hatalı kararlar ve verilecek yanlış komutlar nedeniyle operasyonlarda istenmeyen durumlar meydana gelebilmektedir. Tüm bu süreçler bu tez çalışmasında ele alınmış ve DP-2 ve DP-3 gemi tipleri baz alınarak toplamda 25 adet temel olaydan oluşan bir hata ağacı modeli kurulmuştur. FTA sistematik ve mantıksal bir yaklaşım olup, bu çalışmada olduğu gibi donanım, yazılım, insan eylemleri ve çevresel faktörler dahil olmak üzere geniş bir sistem yelpazesine uygulanabilmektedir. Net olarak belirlenmiş bir istenmeyen olayın temel nedenlerini belirlemek için kullanılan bu yöntem grafiksel yapısı sayesinde olaylar arasındaki karmaşık ilişkilerin anlaşılmasını kolaylaştırır. Temelinde nitel bir anlayış olmasına rağmen, olaylara ait istatistiki bilgiler olduğunda veya insan tecrübesinin önemli olduğu alanlarda uzman görüşleri alınarak olasılık tahminlemesi yapıldığı senaryolarda tepe olayının meydana gelme olasılığı hesaplanabilmektedir. Yöntem ayrıca minimum kesme setlerini de değerlendirerek tepe olayın olasılığını ve riskini anlamaya, sistemde var olan açıkları keşfetmeye yardımcı olabilmektedir. Bu çalışmada pozisyon kaybı olayının incelenmesi için oluşturulan modelde temel olayların olasılık değerini tahmin edebilmek için uzman görüşlerinden yararlanılmıştır. Dolayısıyla ortaya çıkan öznellik ve dilsel ifadelerin varlığı nedeniyle oluşan belirsizliği yönetebilmek için FTA bulanık mantık yaklaşımı ile desteklenmiştir. Yöntemin temelini oluşturan üyelik fonksiyonları arasından, literatürde sıkça yararlanılan ve risk analizi çalışmalarında güvenilir sonuçlar ortaya koyan yamuk biçimli üyelik fonksiyon türü seçilmiştir. Dinamik konumlandırma sistemli gemilere dair bilgi ve tecrübe sahibi 3 dinamik konumlandırma operatörü v 2 uzakyol başmühendisten oluşan 6 kişilik uzman ekibi çalışmaya katılarak her bir temel olayı belirlenen dilsel parametrelere göre değerlendirmiştir. Bulanık ortamda gerçekleştirilen FTA uygulamasının sonuçlarına göre pozisyon kaybı olayının meydana gelme olasılığı %11 olarak hesaplanmıştır. Pozisyon kaybına yol açan en kritik temel olayların sensör hataları (basınç, sıcaklık, feedback), elektrik motor panosu arızası (kontaktör, şalter, timer), ağır hava şartları, uzaktan/lokal kontrol modülünde arıza ve soğutma suyu sistemi arızası olduğu görülmüştür. Yüksek olasılık değerli risk faktörleri için uygulanabilecek emniyet önlemleri değerlendirilmiştir. Bu tezde, literatürde oldukça kısıtlı olan dinamik konumlandırma sistemlerine sahip gemilerin operasyonel süreçlerine odaklanarak bir risk analizi çalışması yürütülmüştür. Belirlenen risk faktörleri dinamik pozisyon sisteminin bileşenlerinden oluşmakla birlikte, her bir bileşenin detaylandırılması ile fark edilemeyen risklerin de ele alınabilmesi amaçlanmıştır. Nitekim DP sistemlerinin günümüz teknolojik seviyesinde halen pozisyon kaybı olayları meydana gelmeye devam etmektedir. Çalışmanın sonuçlarının sistem tasarımı, bakım stratejileri ve risklerin azaltılabilmesi konusunda yöneticilere ve operatörlere yararlı bakış açıları sunması hedeflenmektedir.