Ανάπτυξη στοχαστικού μοντέλου για την εκτίμηση της πιθανότητας σύγκρουσης στο Αιγαίο Πέλαγος

Δημητριάδης, Παναγιώτης; Dimitriadis, Panagiotis

dc.contributor.author	Δημητριάδης, Παναγιώτης	el
dc.contributor.author	Dimitriadis, Panagiotis	en
dc.date.accessioned	2020-11-25T18:07:15Z
dc.date.available	2020-11-25T18:07:15Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/52068
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.19766
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Πιθανότητα	el
dc.subject	Συγκρούσεις	el
dc.subject	Ρίσκο	el
dc.subject	Προσομοίωση	el
dc.subject	Matlab	en
dc.subject	Probability	en
dc.subject	Collisions	en
dc.subject	Risk	en
dc.subject	Simulation	en
dc.subject	Matlab	el
dc.title	Ανάπτυξη στοχαστικού μοντέλου για την εκτίμηση της πιθανότητας σύγκρουσης στο Αιγαίο Πέλαγος	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Ρίσκο στις Θαλάσσιες Μεταφορές	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2020-11-03
heal.abstract	Οι συγκρούσεις αποτελούν έναν από τους πιο συνήθεις τύπους ναυτικών ατυχημάτων, ελλοχεύοντας σημαντικούς κινδύνους για την ανθρώπινη ζωή, τις οικονομίες αλλά και το περιβάλλον. Επομένως η ρεαλιστική εκτίμηση της πιθανότητας εμφάνισής τους αλλά και των συνεπειών που αυτές μπορεί να επιφέρουν, αποτελεί ζήτημα ζωτικής σημασίας κατά τη διαδικασία της ανάλυσης ρίσκου αλλά και χρήσιμο εργαλείο στα χέρια των αρμόδιων φορέων ναυτικής ασφάλειας. Η παρούσα διπλωματική εργασία εστιάζει στον καθορισμό του αναμενόμενου αριθμού συγκρούσεων στο πυκνότερο από άποψη κυκλοφορίας κομμάτι του Αιγαίου Πελάγους, ανάμεσα στο Στενό της Ελαφονήσου και σε αυτό των Δαρδανελίων. Για το σκοπό αυτό, η κυκλοφορία στην περιοχή ενδιαφέροντος προσομοιώνεται στοχαστικά στο προγραμματιστικό περιβάλλον του Matlab για χρονικό διάστημα ενός μήνα. Ως εισροές χρησιμοποιούνται στοιχεία του τοπικού στόλου τα οποία αντλήθηκαν από την ιστοσελίδα Marine Traffic. Σε αυτά αντιστοιχίζονται κατάλληλες κατανομές μέσω στατιστικών ελέγχων στη βάση της μεθόδου επαναλαμβανόμενης παραγωγής τυχαίων αριθμών Monte Carlo. Για την εξαγωγή του αναμενόμενου αριθμού ατυχημάτων εφαρμόζεται η δημοφιλής γεωμετρική μέθοδος σε συνδυασμό με το κριτήριο της διαμέτρου σύγκρουσης (collision diameter), ενώ κρίνεται αναγκαία η εκτέλεση του κώδικα για έναν επαρκή αριθμό επαναλήψεων. Τα αποτελέσματα χρησιμοποιούνται για την αξιολόγηση του απορρέοντος ρίσκου, παράλληλα με την εξαγωγή επωφελών συμπερασμάτων και την ανάλυση των περιθωρίων βελτίωσης του αναπτυχθέντος μοντέλου. Στο 1ο κεφάλαιο πραγματοποιείται μία εκτενής βιβλιογραφική επισκόπηση στην οποία περιγράφονται οι εξελίξεις και οι διαφορετικές προσεγγίσεις πάνω στον τομέα της μελέτης των συγκρούσεων από τον 20ο αιώνα μέχρι σήμερα. Συν τοις άλλοις επεξηγούνται ορισμένες βασικές έννοιες, χρήσιμες κατά την ανάγνωση της διπλωματικής εργασίας. Στο 2ο κεφάλαιο αναλύονται τα ναυτικά ατυχήματα συνολικά με έμφαση στην κατηγορία των συγκρούσεων μέσω της παράθεσης αντίστοιχων ιστορικών στατιστικών στοιχείων και ερευνών. Επιπροσθέτως, διενεργείται μία ιστορική αναδρομή στους διεθνείς κανονισμούς σύγκρουσης από τον 19ο αιώνα. Οι κανονισμοί αυτοί, γνωστοί σήμερα ως COLREGs 1972, σκιαγραφούνται αναλυτικά ως προς τα πέντε κομμάτια που τους απαρτίζουν. Στο 3ο κεφάλαιο διεξάγεται μία ανασκόπηση της ασφάλειας και του ρίσκου στις θαλάσσιες μεταφορές παράλληλα με τη λεπτομερή περιγραφή της Τυπικής Αποτίμησης Ασφαλείας (Formal Safety Assessment) του IMO και των πέντε βημάτων από τα οποία αυτή αποτελείται. Ακόμη, παρατίθενται και κατηγοριοποιούνται υπάρχοντα μοντέλα σύγκρουσης (γεωμετρικά και στατιστικά) και τα αντίστοιχα κριτήρια υποψηφιότητας. Στο 4ο κεφάλαιο παρουσιάζεται ενδελεχώς το μοντέλο σύγκρουσης και αναλύονται τα σημαντικά βήματα βελτίωσης σε σχέση με την προηγούμενη προσέγγιση του Δημήτρη Ράκα. Περιγράφεται αναλυτικά η διαδικασία συλλογής και επεξεργασίας των δεδομένων τα οποία αποτελούν τις εισροές στον αλγόριθμο προσομοίωσης της κυκλοφορίας. Ακόμη, επεξηγείται η μέθοδος ανίχνευσης των υποψήφιων ζευγαριών σύγκρουσης συναρτήσει του επιλεγμένου κριτηρίου της διαμέτρου σύγκρουσης και του αντίστοιχου παράγονται αιτιώδους συνάφειας. Στο 5ο κεφάλαιο παρατίθενται τα αποτελέσματα του κώδικα Matlab τα οποία σχολιάζονται διεξοδικά, συγκρινόμενα με παρόμοιες μελέτες επικεντρωμένες στην ίδια ή σε άλλες θαλάσσιες περιοχές. Στο 6ο κεφάλαιο τέλος, συνοψίζονται τα χρήσιμα συμπεράσματα της διπλωματικής εργασίας και προτείνονται πιθανές βελτιώσεις του μοντέλου για μελλοντική έρευνα. Λέξεις κλειδιά: σύγκρουση; ανάλυση ρίσκου; Προσομοίωση; θαλάσσια κυκλοφορία; γεωμετρικό μοντέλο; Αιγαίο Πέλαγος; μοντελοποίηση	el
heal.abstract	Collisions are one of the most common types of maritime accidents, posing serious threats for human life, economies and the environment. Therefore the realistic estimation of the probability of their appearance as well as their consequences is of vital importance during risk analysis and makes for a very useful tool in the hands of maritime safety authorities. The following thesis focuses on the determination of the expected number of collisions in the most dense ,in respect to traffic, part of the Aegean sea: between the strait of Elafonisos and that of Dardanelia. To achieve that, the traffic in the area of interest is simulated stochastically using the programming environment Matlab for the timeframe of 1 month. The data of the local fleet found on the website Marine Traffic are used as the input of the program. Mathematical distributions are matched to the data through statistical tests in the base of the repeated random number generation method Monte Carlo. To assess the expected number of accidents as the output, the famous geometrical method is used in combination with the criterion of collision diameter, while at the same time the execution of the code for a sufficient number of repetitions is deemed necessary. The results are used for the evaluation of the resulting risk simultaneously with the output of beneficial conclusions and the analysis of the improvement margin for the developed model. Chapter 1 includes the literature review, through which the advancements and the different approaches concerning the study of collisions from the 20th century up to the current day are analysed. In addition the chapter includes an explanation of basic terminology, useful during the reading of the thesis. In Chapter 2 there is an analysis of maritime accidents with an emphasis in the category of collisions by citing relevant historical data and research. Moreover, a historical retrospect is conducted around international collision regulations from the 19th century. The regulations, known as COLREGs 1972, are outlined extensively in regard to the 5 parts that make them up. Chapter 3 illustrates an overview of safety and risk in maritime alongside a detailed description of the Formal Safety Assessment of IMO and of the five steps from which it consists. Additionally, the collisions models (geometrical and statistical) and the responding candidacy criteria are listed. Chapter 4 contains an in-depth presentation of the collision model as well as an analysis of the steps taken to improve it in comparison to the previous approach of Dimitris Rakas. There is a thorough description of the process for the collection and processing of the data which comprise the input of the maritime traffic simulation. Also explained, is the method of detection of collision candidates in relation to the selected criteriοn of the collision diameter and the cοrresponding causation factor. In Chapter 5 Matlab code results, which are commented extensively, are listed and compared alongside other studies focused on the same or similar seaways. Finally, in Chapter 6 there is a summary of the useful conclusions of the thesis and suggestions for possible future improvements to the model. Keywords: collision; risk analysis; simulation; maritime traffic; geometrical model; Aegean Sea; modeling	en
heal.advisorName	Βεντίκος, Νικόλαος	el
heal.committeeMemberName	Σαμουηλίδης, Εμμανουήλ	el
heal.committeeMemberName	Θέμελης, Νικόλαος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ναυπηγών Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Μελέτης Πλοίου και Θαλάσσιων Μεταφορών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	100 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false