Gemi Manevrası Eğitiminde Simülasyon Teknolojilerinin Önemi

Gemi manevrası ile ilgili olarak simülasyon dediğimiz zaman gemi kaptanları, gemi zabitleri, kılavuz kaptanlar ya da daha genel bir deyimle gemi kullanıcılarının bir gemiye herhangi bir su yolunda, dar bir kanalda ya da liman içinde bağlama ve kalkış manevrası vs. yaptırırken içinde bulundukları gerçek ortamın belli bir ölçekte aslına uygun olarak gelişmiş bilgisayar teknolojileri vasıtasıyla uygun bir ortamda eğitim ya da değerlendirme amacıyla yapay olarak oluşturulmasını anlıyoruz.

Bilindiği üzere IMO tarafından kılavuzluk hizmetlerinin çalışma prosedürleri ve kılavuz kaptanların eğitimi ve sertifikalandırılması hakkında A 960 belgesi olarak adlandırılan tavsiye kararlarında, kılavuz kaptanların meslek içi eğitimlerinde simülasyonun önemine özellikle vurgu yapılmıştır. Bu kararın çıkmasından önce de bazı ülkelerde her ne kadar doğru bir uygulama olup olmadığı tartışılsa da simülasyonun eğitimden de öte kılavuz kaptan adaylarının ve bilfiil kılavuz kaptan olarak görev yapanların mesleki becerilerini ölçmekte de bir araç olarak kullanıldığı bilinmekteydi.

Bir simülasyon eğitiminde üç unsur bulunur:

1. Eğitimin verileceği simülatör sistemi,
2. Eğitmen,
3. Eğitim programı.

Eğitmenlerin gemi manevrası konusunda tecrübeli denizcilerden oluşması dikkat edilen bir husustur. Birçok eğitim merkezinde eğitmenlik görevini emekli kılavuz kaptanlar üstlenmiştir.

Eğitim uygulaması genel olarak benimsenen prensiplere göre üç aşamada uygulanır:

1. Teori,
2. Simülatör üzerinde eğitim,
3. Simülatör üzerinde uygulama yapan kursiyerin performansının eğitmen tarafından değerlendirilmesi.

Simülatör üzerinde pratik uygulamaya geçilmeden önce eğitmenler tarafından o günkü uygulaması yapılacak konunun teorik hususları kursiyerlere detaylı bir biçimde anlatılır. Konunun teknik detayları gözden geçirildikten sonra simülatör üzerinde pratik uygulama yapılır. Uygulamanın ardından eğitmen tarafından kursiyerin yapmış olduğu manevra artıları ve eksileriyle kendisine anlatılarak değerlendirme yapılır.

Bu son aşama simülasyon eğitiminin en önemli unsurlarından biridir.

Gemi kullanıcılarının küçük ayrıntılar üzerinde sıklıkla yoğunlaşma fırsatlarının olmaması, kariyerleri süresince çok da vahim sonuçlara yol açmadığı için farkına varamadıkları manevra pratiği ve zamanlama ile ilgili bazı yanlış alışkanlıklarını göz ardı etmelerine neden olabilir.

İşte simülasyon ortamında eğitmenin yapacağı performans değerlendirmeleri gemi kullanıcılarının bu olası yanlış alışkanlıklarını fark etmelerinde ve düzeltmelerinde son derece önemli bir rol oynar. Bu yüzden simülasyon ortamında eğitmenler kursiyerlerin yanlışlarını manevra yaptıkları sırada söylemezler ve yanlış yapmalarına izin verirler. Ancak simülasyon sonrası yapılan değerlendirmede bu hususlar video, ses ve DGPS kayıtları çözümlenerek kendilerine izah edilir ve hatalarını düzeltmelerine bir sonraki uygulamada fırsat tanınır.

Günümüzde gemi manevrasına yönelik olarak uygulanan simülasyon eğitiminin aşağıda sıralanan bazı farklı türleri vardır:

1. Sınırlı Görev Simülatörleri (Part-task simulators - PTS)

En az maliyetli olan bu tip simülatör eğitiminde gerçek zaman ve normal bire bir gemi hızı temel alınarak masa üstü bilgisayar üzerinde basit görsel ve kontroller veya buna yakın düzenekler kullanılır.

Daha çok stajyerler, zabitler, kaptanlar ve kılavuz kaptanların eğitiminde kullanılır ve gemi karakteristiğinin ve temel manevra becerilerinin edinilmesine yardımcı olur.

Dümen kullanımı, yanaşma, römorkör kullanımı, demirleme, sığ su etkileri vs. gibi temel manevraları kapsar.

2. Seri Zamanlı Simülatörler (Fast-time simulators - FTS)

Gerçek bir gemi kullanıcısı yerine otomatik kılavuz ile uygulanan kapalı bir dizi komuttur. Bu tarz simülasyonlar özellikle su yollarının genişletilmesinde, liman projelerinin dizayn edilmesinde yardımcı bir unsur olarak kullanılmaktadır.

Bu yöntemle yapılan uygulamalara örnek olarak Coatzacoalcos-Meksika projesini verebiliriz. Exxon Firması Coatzacoalcos Limanı'nda maksimum yükleme yapılabilecek tanker tonajını belirlemek için bu projeye sponsor olarak destek vermiştir.

Yükleme limanından çıkış 330 feet genişliğinde dar bir kanal içerisinden gerçekleşmekte ve bu taranmış kanal Coatzacoalcos Nehri'nin içinde yer almaktadır. Özellikle yağmur sezonunda nehirde çok kuvvetli akıntılar meydana gelmektedir. Simülasyon çalışmasını yapan firma matematik modeller üzerinde yaptığı çalışmalar sonucu mevcut müsaade edilen maksimum tanker tonajının en kötü durumda bile yüzde on fazlasına (70.000 DWT) çıkarılabileceğini ispatlamıştır.

Sonuç olarak müsaade edilen tonaj artırıldı ve Exxon proje için yaptığı masrafı iki aylık bir sürede büyüyen taşıma kapasitesinden çıkarmış oldu.

Bilgisayar destekli simülasyon söz konusu olduğunda şimdiye kadar dünya genelinde aynı coğrafi bölge için yapılan simülasyon çalışmaları göstermiştir ki simülasyon uygulamaları gerçek hayattaki pratikle özellikle derin su söz konusu olduğunda büyük bir özdeşlik göstermekte ancak gemilerin tonajları büyüdükçe ve özellikle geminin karinesi ile deniz dibi arasındaki mesafe (clearance) geminin su çekiminin yani draftının %10 oranından az olduğu durumlarda simülasyon sonuçları ve gerçek uygulamada karşılaşılanlar çok farklı olabilmektedir. Bu özellikteki gemilerin liman manevra sahası içerisinde hızlarıyla orantılı olarak diğer gemiler, rıhtımlar, bank ve topuklar ile yapmış oldukları hidrodinamik ve fiziksel etkileşimler halen simülasyon teknolojisinin tam anlamıyla çözememiş olduğu, üzerinde araştırmalar yapılan konulardır.

Simülasyon teknolojisinin diğer zorluk çektiği bir konu inşa edilen yeni gemilerin tamamının seyir denemelerine (trial tests-turning diagram-crash stop-inclination test etc.) tabi tutulmayıp benzer teknoloji ile yaklaşık ebatlarda yapılmış gemilerde elde edilen sonuçların bu gemilere interpole edilerek uygulanmasından kaynaklanan bazı belirsizliklerdir.

Daha yakın bir örnek olarak Avrupa Birliği fonları katkısıyla Venedik Kanalı'nda emniyetli seyir şartlarını belirleyen onlarca simülasyon çalışması büyüklüğü ve tonajına ve su çekimine göre risk içeren gemilerin tasnifini bu yöntemle gerçekleştirmiştir.

[Şekil-1: Kanalda dökme yük gemisinin bank etkisi nedeniyle karaya oturmasını irdeleyen simülasyon]

[Şekil-2: Kanalın kuzey bölümünde yolcu gemisinin Tresse adası ve Batı Endüstriyel Kanalı arasında karaya oturmasını simüle eden çalışma]

Bu açıklamalar ve örneklerden de anlaşılacağı üzere seri zamanlı simülasyon araştırma, planlama, genel gemi manevraları, liman dizaynı, kanal genişliği belirleme, ihtiyaç duyulan römorkör güçlerini belirleme vs. gibi amaçlara yönelik olarak daha çok liman dizaynları konusunda hizmet veren firmalar, araştırmacılar, kılavuzluk teşkilatları, denizcilik firmaları ve denizcilik kurumları tarafından kullanılır.

Seri zamanlı simülasyon tam olarak güvenilir, doğru hidrostatik modeller gerektirir. Ancak buna karşılık bilgisayar sistem ve teknik gereksinimleri nispeten daha makuldür.

Hızlandırılmış bir zaman ve gemi hızı ile bilgisayar çeşitli senaryolar üzerinden gemiye istenen sayıda manevra yaptırır. Ayrıntılı görsellerden ziyade daha çok harita ve çizelgeler kullanılır.

3. Tam Kapsamlı Simülatörler (Full-mission simulators - FMS)

Tam kapsamlı simülatörler aynı zamanda otomatik kılavuz olarak da adlandırılır ve seri zamanlı simülasyonda kullanılmayan büyük ve pahalı sistemleri gerektirir.

Gerçeği bire bir andıran köprüüstü modelinin etrafında sıralanan görüntü ekranlarına genelde modeline göre 180°-240°-360° derecelik yatay görüntü, gerçek kişiler tarafından verilen kumandalara uygun olarak sisteme girilen verilere göre bilgisayar sistemi tarafından matematiksel olarak hesaplanıp projeksiyon olarak yansıtılır.

Bu tarz simülasyonda eğitimi alan kişinin durduğu yer ve bunun eğitim süresince sabit olması simülasyonun sağlıklı olması açısından çok önemlidir.

Dikey görüntü açısı ise 20° ile 24° derece arasında uygulamaya göre değişir. Liman içi yanaşma simülatörleri genelde daha geniş bir dikey alan gerektirir.

[Şekil-3: Tam kapsamlı simülasyon odasının yukarıdan görünüşü]

Aşağıdaki tabloda en yaygın olarak kullanılan bu üç farklı simülasyon yönteminin kullananlar, kullanılış amaçları, kullanım şekli, simülasyon ortamı ve maliyetler açısından birbirlerine göre farkları ve kıyaslaması verilmiştir.

[Tablo-1: Simülasyon yöntemlerinin temel özellikleri]

Tablodan da görüleceği üzere tam kapsamlı simülasyon gemi kaptanlarının, gemi zabitlerinin, kılavuz kaptanların ve diğer köprüüstü personelinin eğitiminde sıklıkla tercih edilmekte ve yaygın olarak kullanılmaktadır.

Tam kapsamlı simülatörler aynı zamanda römorkör kaptanlarının periyodik meslek içi eğitimlerinde de sıklıkla kullanılmaktadır.

[Şekil-4: Tam kapsamlı simülasyon ortamında römorkör kaptanı eğitim konsolu]

Farkında olunması gereken diğer önemli bir nokta özellikle insanlı simülasyon uygulamalarında kullanıcının kişisel becerilerine ve tecrübesine göre sonuçların bazen çok iyimser ya da tam tersi olabileceğidir ki bu hususta yapılması gereken ortalama performansın belirleyici olması gerektiğidir.

Simülasyonun genel bir yeterlilik ve beceri ölçme aracı olarak kullanılması hususunda Dünya Kılavuz Kaptanlar Birliği (IMPA)'nin kurumsal değerlendirmesi aşağıda olduğu gibidir:

"Simülasyon geleneksel kılavuz kaptan eğitiminde dikkate alınması gereken ancak göreceli olarak pahalı bir yöntemdir. Simülasyon temel ve acil seyir yöntemlerinin öğrenilmesinde yararlı bir araçtır.

Simülasyon eğitimi alan bir kılavuz kaptan simülasyondan gerekli öğrenim deneyimini kazanabilmesi için gerçek yaşamdaki uygulama ile simülasyon ortamındaki uygulama farklılıklarının ayrımında olmalıdır.

Tüm bunları göz önüne alarak simülasyon ortamı bir kılavuz kaptanın gerçek hayattaki becerisini, kendine güvenini, çabasını ve karar verme becerisini yansıtamayacağından IMPA simülasyon aracını bir kılavuzun gerçek becerisini ölçebilecek bir araç olarak görmemektedir."

Model Gemi Simülasyonu

Önceki sayfalarda anlatılan üç ayrı simülasyon yönteminden farklı olarak gerçek hayattaki asıllarına uygun gemi maketlerinin su kanallarında bizzat kursiyerler tarafından kullanıldığı "Model Gemi Simülasyonu" ise esas olarak insan kumandalı modelin bir alt türevi olarak değerlendirilse de kılavuzluk eğitiminde çığır açıcı niteliği nedeniyle ayrı bir kategoride ele alınmaktadır ve yukarıda bahsettiğimiz olumsuzlukların çoğu bu uygulamada görülmez.

Bu yöntem ilk olarak 1966 yılında Fransa Port Revel'de kullanılmaya başlanmıştır.

O dönemde özellikle Cape size dökme yük gemileri gibi yüksek tonajlı hammadde gemilerinin dizayn edilerek hizmete girmeleri, kötü tecrübeler yaşanmaması adına bu gemilerde görev yapacak gemi kaptanlarının, hidrostatik değerler ve dizayn ölçüleri açısından aslına benzer maket modeller üzerinde eğitilmeleri projesini gündeme getirdi. Bunu izleyen yıllarda İngiltere'de Warsash Centre'da, Virginia-Little Creek ABD'de, Avustralya Port Ash'da ve son olarak da Polonya'da kurulan eğitim kurumları bu alanda en çok isim yapmış merkezlerdir. Maket modeller yüksek bir oranda akıntı, rüzgar, demir ve bank etkilerini, yakın geçişlerde gemi ve rıhtım, gemilerin birbirleriyle olan hidrodinamik etkileşimlerini aslına uygun olarak yansıtırlar.

[Şekil-5: Port Revel gemi manevrası eğitim merkezi]

Örnek olarak bu konuda dünyada önde gelen eğitim kurumlarından biri olan Fransa Grenoble'de faaliyet gösteren Port Revel Gemi Manevrası Eğitim Merkezi (Port Revel Shiphandling Centre - www.portrevel.com) uzunluk olarak 1/25 ölçeğinde yapılmış gerçek hayatta asılları bulunan maket gemileri eğitim faaliyetlerinde kullandırmaktadır.

"Froude Yasaları" olarak bilinen simülasyon formüllerine göre 1/25 oranında yapılmış bir gemi kendi hızını ve akıntı, rüzgar etkisini 1/5 oranında ölçeklendirir. Aynı şekilde zaman kavramı da 1/5 oranında algılanır. Model gemiler üzerinde yaptığınız iki saatlik bir manevra bu geminin gerçek hayattaki aslının üzerinde yapılan on saatlik manevraya eşittir.

Asıl gemi üzerindeki on millik süratin yarattığı etkinin aynısını elde edebilmek için model gemi iki mil süratle kullanılmalıdır. Yine aynı şekilde manevraların yapıldığı gölde beş mil kuvvetinde esen rüzgar bu geminin gerçeği üzerinde yirmi beş mille esen bir rüzgarın yaptığı etkinin aynısını yapacaktır.

Zaman kavramı da aynı 1/5 ölçeğine tabi olduğundan tüm kararların model gemi üzerinde gerçek hayatta olduğundan beş kat daha hızlı alınması gerekir.

Manevraların yapıldığı gölün içinde haritada görüleceği üzere çeşitli rıhtımlar, bir sığ su kanalı, bir derin su kanalı, dalga, akıntı ve rüzgar yaratma cihazları bulunmaktadır.

Uygulanacak senaryoya göre bu cihazlar değişen konum, yön ve kuvvetlerde çalıştırılır. Hemen hemen tüm gemilerde baş ve kıç iter olduğu gibi köprüüstünden her iki demiri funda ve vira etmeye yarayan uzaktan kontrol sistemi mevcuttur.

[Şekil-6: Port Revel gemi manevrası eğitim merkezi göleti yerleşim planı]

Gemilere iki kişi çıkar, biri gemiyi kılavuzlarken diğeri de ötekinin verdiği komutlara göre makine telgrafı ve dümeni kullanır. Emirlere ve baş-kıç iterlere ait kumandalar gemiye kumanda edenin önündeki konsolda da bulunur ve genelde bu kişi tarafından bizzat kullanılır.

Port Revel'de beş günlük bir temel gemi manevrası eğitiminin programı aşağıda açıklandığı gibidir:

Pazartesi: Gemileri tanıma, ilk seyir, derin su kanalına giriş, şamandıra seyri

Salı: Sığ su kanal seyri, farklı süratlerde derin ve sığ suda dönüş dairesi, havuza giriş, demirleme ve demir üzerinde dönüş, pivot noktası ve baş-kıç iterlerin efektif kullanımı, Becker ve Schilling dümenler kullanılarak dar alanda yanaşma

Çarşamba: Demir taratarak yanaşma ve kalkış manevraları, kanal içinde dar alanda demir kullanarak dönme, keskin dönüşlerde dönme tekniği ve paralel kayma, akıntıyı kafaya alarak yanaşma, kemere akıntısında demir taratarak yanaşma

Perşembe: Sığ su kanalında dar alanda bank etkisini kullanarak dönüş, dalgalı denizde sürüklenme, sığ suda kıçtan kara yanaşma, kıçtan gelen akıntıda baş iter kullanarak yanaşma

Cuma: Kıçtan gelen akıntıyla sığ su kanalında seyir, karşı karşıya dar kanalda geçiş, dar kanalda gemi geçişleri, kuvvetli kemere akıntısına karşı baştan kara ve kıçtan kara iki iskele arasına yanaşma

Model gemi uygulamasının en büyük avantajı gemilerin gerçek hayatta karşılaştıkları sığ su etkisi, bank etkisi, gemilerin birbirleriyle ve rıhtım altyapılarıyla olan etkileşimlerini, demir üzerinde yapılan manevraları gerçeğe son derece uygun olarak yansıtmalarıdır. Kaptanlar, kılavuz kaptanlar, genel olarak gemi kullananlar model gemi eğitiminin bilgisayar destekli simülatörlere kıyasla çok daha gerçekçi ve faydalı olduğunu düşünmektedirler.

[Şekil-7: Kaptan Anıker Port Revel'de Normandy gemisinin modeli ile manevra yaparken]

Bir gemi kullanıcısının belki de yirmi sene içerisinde birkaç kez karşılaşabileceği bazı ekstrem tecrübeler akıntı, rüzgar, dalga jeneratörleri kullanılarak sıklıkla kurgulanır ve bir anlamda kariyerleri süresince karşılaşabilecekleri bazı olumsuz durumlarda refleks olarak doğru kararları vermelerinin altyapısı oluşturulur.

Model gemiler üzerinde manevra eğitiminin bilgisayar simülatörlerine kıyasla bir dezavantajı hava koşullarının uygun olmasını gerektirmesidir.

Önceki sayfalarda anlatıldığı gibi göl içerisinde beş mil kuvvetinde esen bir rüzgar gerçek gemi üzerinde yirmi beş millik bir rüzgarın yaptığı etkiyi yapacaktır.

Dolayısıyla göl içerisinde rüzgar yirmi mile çıkması durumunda yüz millik bir rüzgar etkisi söz konusu olacağından gerçekçi ve makul bir senaryonun dışına çıkılmış olur. Bu nedenden ötürü Alp dağlarının eteklerinde yer alan Port Revel'de ancak nisan ve kasım ayları arasında yer alan zaman diliminde eğitim verilebilmektedir.

[Şekil-8: İngiltere Solent (Southampton) Üniversitesi'ne bağlı Warsash model gemi eğitim merkezi]

Simülasyon Uygulamalarının Ortak Faydaları

Tüm bu bahsettiğimiz simülasyon uygulamalarının ortak faydalarını aşağıda olduğu gibi sınıflandırabiliriz:

1. Simülatör ortamı gerçek bir manevra ortamına çok yakın koşullarda insan hayatına, gemi, liman tesisleri ve doğaya bir risk unsuru teşkil etmeden eğitim olanağını mümkün kılar.

2. Bilgisayarlı simülasyon eğitimi kötü hava şartlarının, gemi trafiğinin eğitim sürecine olabilecek olumsuz etkilerini geçersiz kılar.

3. Simülasyon ortamı riskli durumların tekrarını defalarca mümkün kılar. Eğitmenler adayların hata yaparak yaptıkları hatalardan ders çıkarmalarına imkan tanırlar. Oysa gerçek hayatta eğitmen en ufak bir risk söz konusu olduğunda kursiyere müdahale etmek zorundadır.

4. Kötü hava şartları gibi manevrayı olumsuz olarak etkileyen unsurlar simülasyon ortamında defalarca tekrar edilerek adayların bu gibi durumlarda en doğru manevrayı yapma becerileri devamlı surette geliştirilir. Oysa bu imkanlardan istifade edemeyen gemi kullanıcılar bu becerileri belki de bazı olumsuz deneyimlere maruz kalarak öğrenme durumundadırlar.

5. Simülasyon ortamının imkan tanıdığı kayıt özelliği, tüm manevra sürecinin kayıttan yeniden izlenmesine olanak sağlayarak eksiksiz bir değerlendirme yapılmasını sağlar.

6. Simülasyon ortamında yapay olarak meydana getirilen zor koşullarda bir manevra konseptinin tüm eğitim gören kursiyerlere tek tek uygulanması ve bunların herkes tarafından kayıtlardan izlenmesi aynı tipte bir manevraya değişik yaklaşım biçimlerinin analizine imkan tanıyarak gemi kullanıcıların değişik alternatifleri görmesine ve alışkanlıklarını olumlu anlamda geliştirmelerine imkan tanır.

Özellikle gemi kaptanları, yakın gelecekte kaptan olacak gemi zabitlerinin ve kılavuz kaptanların bu eğitimlerden yararlanabilmeleri hususunda çalıştıkları kurum ve şirketlere de büyük sorumluluklar düşmektedir.

Her ne kadar bu eğitimlerin hatırı sayılır bir maliyeti olsa da insana yapılan yatırım geri dönüşü fazlasıyla olan en doğru ve isabetli yatırımdır.

Saygılarımla,

Kpt. Alpertunga Anıker