RORO-ALUSTEN ELEKTRONINEN LASTAUSSUUNNITTELU TETR LIIKENNETELEMATIIKAN RAKENTEIDEN TUTKIMUS- JA KEHITTÄMISOHJELMA EP-LOGISTICS OY HELSINKI Toukokuu 1999
The publisher '(6&5,37,21 Date of publication Authors (from body; name,chairman and secretary of the body) Seppo Holmberg (EP-Logistics) Jani Tikkanen ( EP-Logistics) Type of publication Research Report Assigned by Date when body appointed Name of the publication The electronic stowage planning of RoRo-vessels Abstract Keywords Stowage planning, RoRo-vessel, data content, telematics, stability calculations Miscellaneous Serial name and number Publications of the Ministry of Transport and Communications Pages, total Distributed by Edita Ltd Language Finnish ISSN 0783-2680 Price ISBN Confidence status Public Published by Ministry of Transport and Communications
ESIPUHE Liikennetelematiikka on tärkein yksittäinen liikenteen alueen toimintaa muuttava ja kehittävä tekijä lähivuosina tietoyhteiskunta-suomessa. Tälläkin hetkellä on käynnissä useita kansallisia ja kansainvälisiä hankkeita, joissa kehitetään liikennetelematiikan osa-alueita. Kehitys on kuitenkin toistaiseksi ollut melko hajanaista ja järjestelmien toteutus on ollut hidasta. Kehitystä on erityisesti hidastanut tietoinfrastruktuurin puute, vaikka maamme teleinfrastruktuuri onkin maailman huippua. Satamatoimintojen hallinnan kehittäminen on vuosina 1998-2000 toteutettavan TETRAohjelman yksi osa-alue, jonka yleisinä tavoitteina on: Tunnistus ja tavaraerien sekä niihin liittyvien tietojen yhteenliittäminen Tavaratoimitusten tunnistamismenetelmien ja -periaatteiden kehittäminen ja käyttöönotto Tavaraerän ja sitä koskevien tietojen yhteenliittäminen Paikka-, aika-, toimituserä-, lasti-, kuljetus- tai yksiköintiväline-, kuljetusolosuhde- ja vauriotietojen saaminen toiminnan hallintajärjestelmien käyttöön Suoritetun ro-ro-alusten elektronista lastaussuunnittelua käsittelevän selvityksen tuloksena saatiin perusta suositukseksi yleiseksi lastinsuunnittelujärjestelmäksi. Järjestelmää voidaan saatujen tulosten pohjalta kehittää sekä suunnitella yksityiskohtien ja teknisten ratkaisujen osalta edelleen siten, että järjestelmän toteutus sovellustasolla on mahdollista. Selvityksen ovat tehneet Seppo Holmberg ja Jani Tikkanen EP-Logistics Oy:stä. Varustamojen, ahtaajien sekä laitevalmistajien asiantuntijoita on kuultu työn eri vaiheissa. Työ aloitettiin 18.1.1999 ja saatiin valmiiksi 19.5.1999 9
SISÄLLYSLUETTELO ESIPUHE...9 TERMINOLOGIA...12 1 YHTEENVETO...14 1.1 Lastaussuunnittelujärjestelmän sisältö... 14 1.2 Tehtäväjako... 17 2 JOHDANTO...18 2.1 Yleistä... 18 2.2 Tavoite... 19 3 LASTAUSSUUNNITTELU...20 4 LÄHTÖTIETOJEN KERUU JA ANALYSOINTI...23 4.1 Käytössä olevat suunnittelujärjestelmät alustyypeittäin... 23 4.1.1 Konttialukset... 23 4.1.2 Irtolastialukset... 25 4.1.3 Monitoimialukset... 26 4.2 Ro-ro-sovellusten erityisvaatimukset... 26 4.2.1 Ro-ro-alusten vakavuus... 27 4.2.2 Lastitilat... 28 4.3 Käyttöä rajoittavat ja säätelevät kansalliset, kansainväliset sopimukset ja määräykset... 29 4.4 Vaarallisten aineiden kuljetusten vaatimukset... 30 5 TIETOJÄRJESTELMIEN EDELLYTYKSET JA KEHITYSTARPEET LASTIPLAANIN TIETOKONEAVUSTEISEN SUUNNITTELUN KÄYTTÖÖNOTOLLE...33 5.1 Yleistä... 33 5.2 Lastisanomien tarve... 33 5.2.1 Baplie... 34 5.2.2 Movins... 34 5.2.3 Muut... 34 6 LASTAUSSUUNNITTELUJÄRJESTELMÄN RAKENNE JA RAJAUKSET...36 6.1 Yleistä... 36 6.2 Järjestelmäkomponentit... 36 10
6.3 Lastin sijaintipaikan määrittelyyn liittyvät osoitteistovaihtoehdot aluksella... 37 6.3.1 Suhteellinen sijainti... 37 6.3.2 Absoluuttinen sijainti... 37 6.3.3 Aluksen rakenteisiin perustuva koordinaatisto...39 7 LASTAUSSUUNNITTELUN SISÄLTÄMÄ INFORMAATIO SEKÄ TARVITTAVA TARKKUUSTASO JA TIEDONVÄLITYSMUOTO ERI OSAPUOLTEN TARPEISIIN41 7.1 Laivaaja... 42 7.2 Vastaanottaja... 43 7.3 Laivaajan ja vastaanottajan huolitsija... 43 7.4 Maakuljetusoperaattori... 44 7.5 Satamaoperaattori... 45 7.6 Satamalaitos... 46 7.7 Varustamo, meklari ja agentti... 46 7.8 Viranomaiset... 47 8 TAVOITEJÄRJESTELMÄN HAHMOTTAMINEN...48 8.1 Toteutustasot... 48 8.1.1 Perusjärjestelmä taso 1... 48 8.1.2 Kehittynyt järjestelmä taso 2... 48 8.1.3 Tavoitejärjestelmä taso 3... 49 8.2 Käyttöliittymien periaatteellinen rakenne... 50 8.3 Toiminnallisen kokonaisuuden hahmottelu... 50 9 JOHTOPÄÄTÖKSET...52 10 SUOSITUKSET...54 10.1 Jatkotoimenpide-ehdotukset... 54 10.2 Kehitysprosessin kulku... 56 11 KIRJALLISUUS JA HAASTATTELUT...58 11
TERMINOLOGIA Ahtaaja, (satamaoperaattori), tavaran fyysiseen käsittelyyn ja siihen liittyviin logistisiin palveluihin erikoistunut, satama-alueella toimiva yritys. Aika-avisointi, varustamon, operaattorin tai vastaavan suorittama toimenpide laivausasiakirjoissa määritellyn vastaanottajan tai hänen edustajan tiedottamiseksi lastin saapumisajankohdasta. Automatisointi, toistuva koneen tai muun laitteen suorittama toiminto, jonka operointi, ohjaus ja valvonta perustuvat laitteen omaan logiikkaan ja tunnistimien antamiin viesteihin ilman ihmisen vaikutusta. Automaatioaste määräytyy sen mukaan, missä määrin koneen tai laitteen toimintaan puututaan ulkopuolelta. EDI, Organisaatioiden Välinen elektronisesti tapahtuva Tiedonsiirto. Extranet, Intranet-toteutuksen laajennus, johon on laadittu osiot business-to-business asiakkaille, alihankkijoille tai muille yhteistyökumppaneille. Jaettu tieto voi olla joko ainoastaan yhteistyöyritysten tai vaihtoehtoisesti kaikkien saatavilla. Internet, (verkkojen verkko) maailmanlaajuinen tietoverkkojen yhteenliittymä, jota määrittävät muun muassa TCP/IP määrittelyt - FTP-, Telnet- ja SMTP -protokollat. Intranet, toimijan sisäinen tietoverkko. Internet- ja erityisesti WWW-välinein toteutettu yhteisön sisäisen tiedon (yritys-työntekijä ja työtekijä-työntekijä) jakelu- ja hallintajärjestelmä. Kasetti, Siirtovaunulla liikuteltava pyörätön lastialusta. Kontti, (container), 10, 20, 30, 40 tai 45 pitkä, standardin mukaan metallista valmistettu tukeva alusta, joka kansainvälisen tyyppimerkinnän mukaan varustetaan päädyillä, laidoilla, katolla, jäähdytyskoneistolla jne. Kontin suurin sallittu kuormitus sekä kulmissa sijaitsevien nostokohtien mitoitus sekä tunnistamiseen käytetyt numero- ja kirjainsarjat määräytyvät myös kansainvälisen kaavan mukaisesti. Lastaussuunnittelu, prosessi, jonka tarkoituksena on tapauskohtaisten optimiohjeiden luominen fyysiselle tavaran käsittelylle aluksen ja satamaterminaalin välillä kulloisenkin matkan turvallisuusmääräykset huomioon ottaen. Tuloksena toimijoiden käyttöön saadaan lastiplaani. Lastaussuunnittelujärjestelmä, tässä yhteydessä merkitykseltään laajempi kokonaisuus kuin se, jonka perinteinen lastaussuunnitteluprosessi muodostaa. Järjestelmä pitää sisällään terminaalin toiminnanohjaussovelluksen, joka kommunikoi elektronisesti laivan lastaussuunnitteluja vakavuusohjelman kanssa. Lisäksi järjestelmään kuuluu tietoliikenneyhteydet useisiin toimijoihin niin tietojen saamiseksi kuin edelleen välittämiseksikin. Lastiobjekti, yksittäinen tuote, joka voi olla osana suurempaa kokonaisuutta eli kuljetuspakkausta tai lastiyksikköä. Lastisanoma, tietojen siirrossa käyttäjän kannalta loogisesti yhteenkuuluva tietojakso, esimerkiksi yksittäinen viesti koskien aluksen lastia tai toimintaohjeita. Lauttavaunu, terminaalitraktorilla vedettävä pyörällinen lastialusta. 12
Manifesti, manifestilla tarkoitetaan aluksen lastiluetteloa, joka kattaa tavaraerät aluksen yhden lähtö- ja määräsataman välillä. Paikannus, lastin, yksikön työkoneen tai muun vastaavan objektin sijainnin määrittäminen satama-alueella erilaisia seurantatekniikoita hyödyntäen. Peräportti, laivan rakenteisiin kuuluva saranoitu silta, jonka avulla ro-ro-alus yhdistetään laituriin. Rajapinta, Kahden tai useamman yhteistoiminnassa olevan yhteisön laitteiden, järjestelmien tai ohjelmien välinen yhtymäkohta (tiedonsiirtoa varten) ja sopimus yhteistoiminnan osapuolille asettamista vaatimuksista. Ohjelmien välinen liitäntä määrittelee niiden toisilleen välittämät tiedot sekä niiden muodon ja järjestyksen. Ro-ro-alus, (roll on-roll off), lasti ajetaan tai valmiit yksiköt vedetään terminaalitraktoreiden avulla laivasta / laivaan, esimerkiksi peräportin kautta. Satamamaksu, satamanpitäjän perimiä alus-, tavara- ja jätehuoltomaksuja. Short-Sea Shipping, vastakohta valtamerikuljetuksille, sisältää lyhyen matkan syöttöliikenteen, tyypillistä esim. Suomen ja ulkomaiden välisille merikuljetuksille. Sivuportti, (side door, sido), laivan sivuportin kautta tapahtuva lastinkäsittely. Yleensä roroaluksen oikeassa kyljessä oleva rakenne, jonka kautta suoritetaan osa aluksen lastauksesta. Storo, (stowable roll on-roll off), lastinkäsittelymenetelmä, jossa lasti vedetään terminaalitraktorien ja perävaunujen avulla laivaan, puretaan trukilla perävaunulta ja sijoitetaan aluksen kannelle. Telematiikka, termi, jolla tarkoitetaan tietoverkkoja hyödyntävää tietokonevälitteistä viestintää. Se koostuu tietokonejärjestelmästä, tietoliikennejärjestelmästä sekä niiden varaan rakennetuista palveluista. Terminaali, paikka tai varasto, jossa tapahtuu tuotteiden pakkausta, lajittelua, uudelleenlastausta sekä yksiköintiä ja tarvittavaa lyhytaikaista varastointia kuljetustapahtumien välillä. Tietojärjestelmä, työnkuvausten, ohjelma- ja laiteteknisten ratkaisuiden kokoonpano, joka toteuttaa yrityksen tietojenkäsittelyn edellyttämät toimintaympäristöt. Tiedot ja niiden käsittelysäännöt ovat oleellisin osa tietojärjestelmää, jolloin voidaan puhua myös liiketoimintatai toiminnanohjausjärjestelmästä. Tietokanta, tietokanta muodostuu tietueista. Tietueita voidaan lisätä, muuttaa ja poistaa. Tietokannasta voidaan poimia tietoja tietueiden avainarvojen avulla erilaisten hakurutiinien avulla. Tietoturvallisuus, tietoriskien hallinta poistamalla ne tai optimoimalla niistä koituvia haittoja. Tietojen suojaus ja varmistus sekä elektronisen tiedonsiirron turvaaminen teknisesti. Tietoverkko, tietoverkko muodostuu toisiinsa liitetyistä tietokoneista ja niitä yhdistävistä tiedonsiirtoväylistä. Tunnistaminen, Lastiobjektin tai muun kohteen identifiointi esimerkiksi lukemalla lukulaitteen avulla siihen kiinnitetty tunniste ja luetun tiedon edelleen välittäminen jatkoprosessointia varten. Tunnistamisfunktio voi sisältyä myös paikannusjärjestelmään. 13
1 YHTEENVETO Lastaussuunnittelu on yksinkertaisimmillaan prosessi, jonka tavoitteena on tapauskohtaisten optimiohjeiden luominen fyysiselle tavaran käsittelylle aluksen ja satamaterminaalin välillä. Lastaussuunnittelua ohjaavat aluksen operointiin ja runkorasituksiin sekä vastuukysymyksiin liittyvät asiat. Lastaussuunnittelujärjestelmällä tarkoitetaan tässä selvityksessä laajempaa kokonaisuutta kuin se, jonka perinteinen varustamokeskeinen lastaussuunnitteluprosessi muodostaa. Järjestelmä pitää sisällään terminaalin toiminnanohjaussovelluksen, joka kommunikoi elektronisesti laivan lastaussuunnittelu- ja vakavuusohjelman kanssa. Lisäksi järjestelmään kuuluu tietoliikenneyhteydet useisiin toimijoihin niin tietojen saamiseksi kuin edelleen välittämiseksikin. 1.1 Lastaussuunnittelujärjestelmän sisältö Ro-ro-alusten lastaussuunnittelujärjestelmien kehittämisen ja toteuttamisen kannalta olisi tärkeää ratkaista tapauskohtaisesti kaksi asiakokonaisuutta: Eri tyyppisten ro-ro-sovellusten vaatimukset lastin yksiselitteisen sekä tarkan sijainnin määrittämisen ja käytettävän tekniikan suhteen Elektroniseen tiedonsiirtoon tarvittavien rajapintojen harmonisointi sovellusten, tietokantojen sekä organisaatioiden välillä LAIVAAJA LASTIN YKSILÖINTI HUOLITSIJA MEKLARI AGENTS VARUSTAMO LASTAUS- LISTA KV. LASTAUSOHJEET IMO YM. LASTAUSOHJE LASTIPLAANI PAIKKATIETO ALUS- TIEDOT ANTARES MITAT TUNNISTUS TERMINAALIJÄRJESTELMÄ VARASTO HALLINTO LASTAUSSUUNNITTELUJÄRJESTELMÄ TYÖMÄÄRÄYS VAKAVUUS- TARKASTELU TOIMIJOITA LAIVAAJA AHTAAJA (OPERAATTORI) VARUSTAMO TULLI SATAMALAITOS MKL VASTAANOTTAJA TIETOLIIKENNE AUTOM. TUNNISTUS AUTOM. PAIKANNUS TOTEUTUNUT LASTAUS- SUUNNITELMA MÄÄRÄSATAMA TULLI MANIFESTI ALUSILMOITUS SATAMALAITOS VAARALLISET AINEET MKL VAARALLISET AINEET VASTAANOTTAJA Kuva 1 Lastaussuunnittelujärjestelmän rakenne 14
Yllä mainittuihin asiakokonaisuuksiin sisältyy, tai niistä seuraa, lähestulkoon kaikki muut lastaussuunnitteluun liittyvät näkökohdat. Keskeisiä asiakokonaisuuksia on käsitelty seuraavissa kohdissa. Lastin sijaintipaikan määrittäminen Lähtökohtana lastien sijainnin ilmoittamiselle on tarve hyödyntää kyseistä tietoa muissa vaiheissa prosessia. Ilman yksiselitteistä tapaa ilmaista kunkin objektin paikka aluksella ei saavuteta tavoitteita, joita lastaussuunnitelman tietosisällön elektroniselle hyödyntämiselle asetetaan. Sijaintipaikan ilmoittamistarkkuus aluksella olisi oltava riittävä rasitus- ja vakavuuslaskentasovellusten käyttöön Lastauksen ennakkosuunnittelun toteuttaminen edellyttää lastin tarkkaa kohdistamista lastioperoinnin yhteydessä Lastin täsmällisen sijaintitiedon edut mm. tarkan aikaavisoinnin ja IMO-vaatimusten muodossa Yksiköiden sijainti on kyettävä raportoimaan myös silloin, kun yksikkö vedetään paikoilleen esim. Rekan omalla paikannuslaitteettomalla veturilla Lastin paikan määrittämiseen aluksella on olemassa useita eri vaihtoehtoja, joista mainittakoon: Sateliitti- ja majakkakonseptit Inertia-paikannusjärjestelmät Suhteellinen, osittain aluksen koordinaatistoon ja järjestyslukuihin perustuva, matemaattinen lähestymistapa Maamerkit ja esim. kameranäkö Edelisten yhdistelmät sekä niihin kuuluvat suunnittelu- ja toiminnanohjausjärjestelmät Lastien tunnistaminen ja yksilöinti lastauksen / purkauksen yhteydessä on keskeisessä asemassa informaation käytettävyyttä silmällä pitäen. Kyseinen osakokonaisuus on mahdollista toteuttaa manuaalisesti tai automaattisesti. Se voi perustua paikannustiedon loogiseen hyödyntämiseen tietojärjestelmän sisällä, tai asia voidaan järjestää siihen soveltuvalla tunnistamisteknologialla (viivakoodit, tagit, kamerateknologiat jne.). Ro-ro-sovellusten moninaisilla variaatioilla on sijaintipaikan suhteen tietyn tyyppiset toimijakohtaiset vaatimuksensa. Esimerkkinä käytettäköön metsäteollisuustuotteiden Storolaivausten yksilöintiin tarvittavaa tietoa. Varustamoille riittää tilauseräkohtainen paino- ja lukumäärätieto. Laivaaja vastaanottaja-akselilla on kuitenkin tavoitteita tarkempaan lastin yksilöintiin lastaussuunnittelussa ja sen toteuttamisessa. Seurauksena olisi nykymenetelmillä 15
osittainen tavarakäsittelyn hidastuminen satamassa ja väistämätön kustannustason jonkin asteinen kasvu. Riippumatta valitusta paikannusmenetelmästä ja sijainnin ilmoittamistavasta olisi otettava huomioon tulostuvan sijaintidatan yhdenmukaisuus eri toimijoiden käyttöön. Keskeistä on sijaintipaikan yksiselitteinen kuvaus siten, että tietokone ja ihminen pystyvät sen hahmottamaan. Aluksen lastioperointi tapahtuu satamassa, joten käytettävä toimintamalli tukeutunee terminaalissa olevaan systeemiin tai vaihtoehtoisesti varustamokohtaisiin järjestelmiin. Merikuljetusputken molemmissa päätepisteissä olisi toteutettava yhteneväiset kokonaisuudet. Tietojärjestelmä- ja sovellusintegraatio Itämeren ro-ro-liikenne on usein kahden tai kolmen sataman välistä säännöllistä ja vakiintunutta linjaliikennettä. Lastaussuunnitteluprosessin ydinryhmän (varustamo, laiva, operaattori) osalta edellytettäisiin toteutusvaiheessa menetelmien ja järjestelmien yhdenmukaistamista toiminta-alueella. Tämä ei tarkoita esimerkiksi saman toiminnanohjausjärjestelmän hankkimista. Kyse on paremminkin tiettyjen toimintojen suorittamisesta sovittujen rakenteiden ja menetelmien mukaan. Esimerkiksi lastauksen sijoittelun suunnittelu ja integrointi aluksen rasitus- ja vakavuuslaskelmiin yms. olisivat harmonisoitu terminaali- sekä varustamokohtaisesti. Jokainen toimija käyttäisi edelleen omaa, parhaaksi katsomaansa sovelluskokonaisuutta, mutta kommunikointi muiden sidosryhmien kanssa olisi yhdenmukaistamisen kulmakivi. Toimijakohtaisten tieto- ja ohjausjärjestelmien yhteensovittaminen olisi lastauksen suunnittelusta saatavan informaation jatkojalostamisen ja käytön kannalta ensiarvoisen tärkeää. Osallistujille tämä tarkoittaisi vakiostrukturoidun, esimerkiksi UN/EDIFACT-perusteisen tiedonvälityksen hyödyntämistä. Järjestelmän toteutukseen vaaditaan laajamittainen osallistuminen ja sitoutuminen eri toimijoilta. Tältä kannalta extranet-ratkaisut näyttäisivät tällä hetkellä olevan eräs potentiaalisimmista vaihtoehdoista. Ne mahdollistaisivat pientenkin, satunnaisesti mukanaolevien yritysten osallistumisen, kun järjestelmän kokonaisvastuullisesta ylläpidosta ja kehityksestä vastaisi jokin muu toimija. Lastaussuunnittelun informaatiosisällön käytettävyys hierarkian ja toimintapolitiikan mukaan on perustana kokonaisjärjestelmälle. Vaikutukset kohdistuvat tietoliikenteen turvallisuuteen. Nykyteknologialla on täysin mahdollista suorittaa luotettavien tietoturvaohjelmistojen sulauttaminen osaksi elektronista tiedonsiirtoa, jolloin salaus- sekä avausfunktiot toimivat läpinäkyvästi osana kokonaisuutta. Aiheeseen lukeutuu myös ainoastaan tarpeellisen tiedon yhdistäminen lastin liikkeisiin kuljetusputken aikana. Tarvittava lisäinformaatio saadaan kussakin vaiheessa hajautetuista taustajärjestelmistä, mikäli käyttäjällä on siihen oikeus. Lastauksen suunnittelu- ja operointiprosessi olisi ymmärrettävä iteratiivisena tapahtumasarjana. Muutokset ennakkosuunnitelmaan sekä mahdolliset eroavaisuudet toteutumassa ovat todennäköisiä. Suunnittelusovellukset rakentuisivat ideaalitilanteessa siten, että objekteja voidaan lisätä ja poistaa sekä lastia koskevia tietoja olisi mahdollista muuttaa muiden järjestelmien mukautuessa reaaliaikaisesti muuttuneeseen tilanteeseen. 16
1.2 Tehtäväjako Vastuukysymykset lastiplaanin ja lastioperoinnin suhteen ovat tällä hetkellä selkeät: alus miehistöineen vastaa viimekädessä merikelpoisuudesta ja turvallisuusnäkökohdista. Seurauksena ovat mahdolliset muutokset maaorganisaatioissa tehtäviin ennakkosuunnitelmiin lastien sijoittelun suhteen. Sulautetuissa sovelluksissa ja yhdenmukaisissa tietojärjestelmissä roolijako ei välttämättä ole kovinkaan selkeä. Luontevaa olisikin siirtää nykyisin maapuolella tehtäviä suunnittelutoimintoja aluksella suoritettaviksi. Skenaariossa koko lastaussuunnittelu kaikkine vaiheineen toteutettaisiin aluksella tietyn likimääräisen maapuolen arvion perusteella. Alus välittäisi suunnitelman eteenpäin muille toimijoille ja lastioperointi suoritettaisiin selkeästi aluksen toiveiden mukaan. Selkeässä, lastikoostumukseltaan usein homogeenisessa liikenteessä kyseinen järjestely olisi mahdollista toteuttaa ja saavutettavat hyödyt rationalisoinneista saattaisivat olla merkittävät. Alusten lastaus- ja purkaustoimintaan liittyy kiinteästi satamakohtaisen terminaalityöskentelyn suunnittelu ja ohjaus. Operaattorin ja varustamon toiminnanohjausjärjestelmät olisi tavoitteiden mukaisesti saatettava nykyistä lähempään yhteistoimintaan. Ainoastaan molempien toimijoiden erityisvaatimusten huomioon ottamisella mahdollistetaan fyysisen tavarankäsittelyn joustavuus ja dynaamisuus muuttuvissa olosuhteissa. Ei ole täysin yksiselitteistä kumman osapuolen järjestelmä loppujen lopuksi ohjaa koko tapahtumaketjua. On myös mahdollista pyrkiä kohti eräiden valtamerivarustamojen toimintamallia, jossa toiminnallisesti katsoen maapuolta ei pystytä erottamaan laivapuolesta. Vaihtoehtoisiin lähestymistapoihin lukeutuvat myös laivaajien erityisvaatimukset koskien lastausjärjestystä ja siihen liittyviä näkökohtia. Nykyisin lastaussuunnittelu käynnistyy jo viikkoa ennen suunniteltua laivausajankohtaa, joskus aikaisemminkin. Lähtökohtana on laivaajien ja varustamojen ennusteet liikennemääristä kullekin lähdölle. Seurauksena onkin ajateltavissa tilanne, jossa laivaajat varaisivat varustamon ja operaattorin tietojärjestelmistä lasteilleen tietyt tarkat alueet alukselta ja terminaalista valintansa mukaan. Vastuu lastauksen suunnittelusta ja lastioperoinnin tahdistamisesta siirtyisi osittain laivaajille, joiden tietotaso prosessin etenemisestä parantuisi nykyisestä. Maltillisemmassa vaihtoehdossa laivaajat toimittaisivat nykyistä tarkemmat ennakkosuunnitelmat lastinkäsittelystä, puuttumatta satamaympäristön tilankäyttöön tai vastaavaan. Perinteistä roolijakoa ja vastuukysymyksiä tulisi voida tarkastella uudelleen elektronisen lastaussuunnittelujärjestelmän käyttöönoton yhteydessä. 17
2 JOHDANTO 2.1 Yleistä Merikuljetusten lastaussuunnittelulla tarkoitetaan yleensä niitä toimintoja, jotka liittyvät tiettyyn alukseen osoitetun tavaran sijoitteluun, plaanaamiseen, alukseen etukäteen niin, että sen lastitilat käytetään mahdollisimman tehokkaasti ja että alus täyttää satamasta lähtiessään merenkulun turvallisuusmääräykset myös lastin määrän ja sijoittelun osalta. Lastaussuunnittelu on perinteisesti aluskeskeinen prosessi, jossa aluksen päälliköllä on viimeinen sana niin lastin sijoittelussa kuin sen määrässäkin. Lastaussuunnitelma konkretisoi ohjeet ja lastausjärjestyksen, joita alus haluaa lastauksen suorittavan organisaation, ahtaajan/satamaoperaattorin noudattavan. Käytännön syistä alustava lastaussuunnitelma laaditaan usein jo ennen laivan saapumista varustamon satamaorganisaation tai varustamon satamaedustajan toimesta. Alustava suunnitelma hyväksytetään sitten aluksella sen saavuttua, ennen lastauksen alkua. Valmis, hyväksytty lastaussuunnitelma on useimmissa tapauksissa edelleen puhtaasti laivan ja sitä lastaavan organisaation välinen työohje. Alusten lastaussuunnitteluun on olemassa kymmeniä erilaisia ratkaisuja ja elektronisia sovelluksia, joissa suunnittelu tehdään aluksen omalla tietokoneella ja alus- tai alustyyppikohtaisella räätälöidyllä ohjelmalla. Useimmat sovellukset löytyvät kontti- kuiva- ja nestebulklastien alueilta. Lastaussuunnittelusovellukseen sisältyvät lähes poikkeuksetta aluksen tasapaino- ja vakavuuslaskelmat. Laskelmat perustuvat yleensä lastin osalta oletusarvoihin. Lastaussuunnittelujärjestelmän elektroniset yhteydet ulospäin muihin toimijoihin sekä lastiplaanin tietosisällön laajempi hyödynnettävyys tai elektroninen tiedonsyöttö muista järjestelmistä, kuten esimerkiksi bookauksesta tai ahtaajan terminaalijärjestelmästä lastaussuunnitelmaan ovat edelleen harvinaisia. Erityisesti tämä koskee ro-ro-liikennettä. Sataman maapuolen järjestelmien yleistyessä ja laajentuessa yhä kattavammiksi on syntynyt ajatuksia lastaussuunnitelman laajemmasta ja yleisemmästä käytöstä. Viime aikoina on yhä useammin esiintynyt vaatimuksia esimerkiksi aika-avisoinnin so. lastiyksikön laivasta/satamasta-saantiajan antamisesta vastaanottajalle suoraan lastiplaanista. Suomalaiset varustamot kehittävät parhaillaan omia ro-ro-alusten lastauksensuunnittelujärjestelmiään elektroniseen muotoon ensimmäisten joukossa Euroopassa. Nämä kehitystoimenpiteet ovat alkaneet osana kunkin yrityksen pyrkimystä saavuttaa kilpailuetua, eivätkä näin ollen välttämättä sellaisenaan edistä yleisen ja yhdenmukaisen järjestelmän kehittämistä. Ongelmana nykyisissä järjestelmissä on ketjun hallinta kokonaisuutena siten, että se toimisi erilaisissa kuljetustapahtumissa koko jakelutien kattavasti sekä viranomaisten tarpeet huomioon ottaen. Nykyiset sovellukset toimivat itsenäisesti, ilman yleisesti sovellettavissa olevan elektronisen tiedonsiirron edellyttämiä rajapintoja. Lastaussuunnittelun olisi liityttävä tavaran fyysisiin käsittely- ja kuljetustoimintoihin telematiikan avulla siten, että ensimmäisessä vaiheessa toimijan sisäiset yhteydet muihin sovelluksiin olisivat kunnossa. Jatkossa kuljetusket- 18
jun osapuolten väliset linkit sekä EDI- ja VAN -sovellukset tällä osa-alueella olisi saatettava tasolle, jolla lastinsuunnittelujärjestelmästä saadaan suurin hyöty kulloisessakin tapauksessa. Lastauksen suunnittelu mielletään edelleen yleisesti varustamon sekä ahtaajan toimesta ja heidän vastuullaan tapahtuvaksi toiminnoksi. Tästä huolimatta tavoitteena ei ole luoda suositusta, jossa yksittäisen tahon intressit tulevat korostetusti esille, vaan kuljetusketjua ja sen sisäisiä riippuvuussuhteita tarkastellaan kokonaisuutena. Lastaussuunnittelujärjestelmän kehittämisellä pyritään, merikuljetusten vaatimukset huomioon ottaen, läpimenoaikojen pienentämiseen ja tehokkuuden kasvattamiseen satamissa sekä eri osapuolten tiedonsaannin lisäämiseen. Valmiina järjestelmä mahdollistaa myös terminaalitoimintojen nykyistä tarkemman aikataulutuksen ja varastosuunnittelun aluksen satamassaolo-aikana sekä lisää toiminnan ennakkosuunnittelumahdollisuuksia vastaanottosatamassa. 2.2 Tavoite Työn tavoitteena on laatia nykyisten järjestelmien selvityksen pohjalta suositus Itämeren roro-liikenteen yleiseksi alusten lastauksen suunnittelujärjestelmäksi. Suosituksessa otetaan huomioon myös varustamojen mahdolliset omat lastaussuunnittelujärjestelmät. Suosituksen tavoitteena on järjestelmään liittyvien rajapintojen hallittu kehittäminen siten, että järjestelmä on ulospäin yksiselitteinen ja kaikki ketjun osapuolet voivat tarvittaessa käyttää järjestelmää sovituilta osin. Suunnitelmassa otetaan huomioon lastiplaanin sisältämät tiedot ja niiden käyttö kuljetusketjun eri osapuolten näkökulmasta. Yhdenmukaisen järjestelmän on oltava joustava siten, että muutokset lastiplaaniin ja lastin sijoitteluun ovat mahdollisia tietyin rajoittein koko lastauksen ajan. Näin järjestelmä saadaan vastaamaan käytännön asettamia edellytyksiä ja tarpeita. Työssä selvitetään ja tutkitaan myös olemassa olevien lastaussuunnittelua rajoittavien ja ohjaavien kansainvälisten määräysten merkitystä. Suosituksen laatimisessa otetaan huomioon myös eri ro-ro-pohjaisten laivaustapojen ominaisuudet ja järjestelmän soveltuvuus niille. Tämä tavoite edellyttää uudenlaista ja harmonisoitua menetelmää määritellä rahtierän sijaintipaikka aluksen lastitiloissa. Sen johdosta tarkastellaan muun muassa aluksen rakenteista yksiselitteisesti muodostuvan koordinaatiston hyödyntämismahdollisuutta. Esiselvityksen tuloksena saadaan perusta suositukseksi yleiseksi lastinsuunnittelujärjestelmäksi. Järjestelmää voidaan tämän jälkeen kehittää sekä suunnitella yksityiskohtien ja teknisten ratkaisujen osalta edelleen siten, että järjestelmän toteutus sovellustasolla on mahdollista. Suosituksen jälkeisessä jatkokehitys- ja toteutusvaiheessa on mahdollista verrata lastauksen suunnittelujärjestelmän kehittämisestä saavutettavia arvioituja hyötyjä järjestelmän toteuttamisesta aiheutuviin kustannuksiin. Mikäli tarpeellista, voidaan laskea vertailulukuja järjestelmän tuomasta lisäarvosta esimerkiksi nykytilanteeseen. Laskelmien tarkkuustaso määritellään intressien selkiinnyttyä. Value Added Network tietoverkko, jossa tiedon siirtämisen ohella on lisäarvoa tuottavia toimintoja. 19
3 LASTAUSSUUNNITTELU Lastaussuunnittelu on yksinkertaisimmillaan prosessi, jonka tavoitteena on tapauskohtaisten optimiohjeiden luominen fyysiselle tavaran käsittelylle aluksen ja satamaterminaalin välillä. Lastaussuunnittelua ohjaavat aluksen operointiin ja runkorasituksiin sekä vastuukysymyksiin liittyvät asiat. Prosessin lopputuloksena tavoitellaan selkeää kokonaisuutta, joka minimoisi aluksen satamassa käyttämän ajan, olisi toteutettuna turvallinen ja määräysten mukainen sekä poistaisi lastin ylimääräisen siirtelytarpeen rotaation aikana. Tiedot lastattavasta ja purettavasta lastista saadaan muista laivausasiakirjoista, joista tärkeimmät ovat bookkauslista tai muu luettelo lastista ja manifesti eri vaiheissaan paperisessa tai elektronisessa muodossa. Näiden rakenne ja sisällytettyjen tietueiden lukumäärä riippuvat muun muassa tavaraliikenteen tyypistä eli siitä onko kyseessä yksikkö- vai irtolastiliikenne. Merikuljetuksiin liittyvät sidosryhmät tulkitsevat lastitietoja kukin eri tavoin ja niistä on löydyttävä juuri heille oleellisin informaatio. Toimitusketjuajattelu pyrkii eräänä tavoitteenaan yhdistämään organisaatioiden välisiä rajapintoja toisiinsa, jolloin bookauslistan tai vastaavan lastia edustavan tiedoston sisältämä yksilöity tieto saa uuden merkityksen osana lastaussuunnittelua ja siihen assosioituvan informaation välitystä. Aluksen lastaussuunnittelua ja siitä tuloksena saatavia lastauksen toteuttamisohjeita eli lastiplaania voidaan lähestyä perinteisesti kolmelta eri kannalta: 1. Satamakohtainen terminaalityöskentelyn suunnittelu 2. Lastitilojen käyttö rotaation aikana 3. Aluksen vakavuus, viippaus, syväys ja rungon rasitukset (meriturvallisuus) Lastiplaanin merkitys korostuu tulevaisuudessa entisestään, mikäli sen käytettävyyttä voidaan lisätä. Itse lastauksen suunnittelu on edelleen pitkälle varustamo- ja operaattorisuuntautunutta, mutta lastaussuunnitelman potentiaalinen lisäarvo otetaan käyttöön. Muutos tapahtunee siten, että varustamon ja operaattorin lisäksi lastaussuunnitelmaa ja sen tietosisältöä hyödyntävät useat muut sidosryhmät omassa liiketoiminnassaan ja valvontatehtävissään. Esimerkkejä uudenlaisista vaatimuksista ja mahdollisuuksista ovat: Parempi toimitusvarmuus, läpimenoaika ja toiminnan suunniteltavuus Elektronisen tiedonsiirron ja telematiikkaratkaisujen mahdollisuudet Lastin tarkan sijaintitiedon edut mm. aika-avisoinnin ja IMOvaatimusten muodossa 20
Lastinsuunnitteluprosessin eteneminen voi olla esimerkiksi seuraavanlainen: 1. Varaustietojen pohjalta ennakoitu tilankäyttö aluksella 2. Aluksen vapaiden paikkojen määrittely lastaussatamassa purkauksen jälkeen 3. Yksiköt/lasti jaetaan painoluokkiin tarkkojen painojen puuttuessa 4. Lastin sijoittaminen alukselle (suunnittelu) 5. Tarkistuslaskelmat (usein aluksen toimesta) 6. Suunnitelma (operaattorille) alukselle hyväksyttäväksi 7. Mahdolliset muutokset suunnitelmaan 8. Lopullinen lastaussuunnitelma ja sen jakelu tarvitsijoille Alusten rotaation (reittisatamien) perusteella ja liikenteen satamakohtaisella jakautumisella lastauksen suunnittelu voidaan jakaa karkeasti kahteen ryhmään: Kahden tai kolmen sataman välinen liikenne, jolloin lasti lastataan/puretaan pääsääntöisesti kokonaan kulloisessakin satamassa pohjalastin määrä ja vaikutus on vähäinen Useamman sataman välinen liikenne ja mahdollisesti muuttuva rotaatio pohjalastia on lähes aina ja sen merkitys on korostunut kokonaisuuden kannalta Suomalaisessa konttien syöttöliikenteessä lastien sijoittelu tapahtuu usein manuaalisesti tietokonetta hyödyntäen. Näin toimien kahdensadan yksikön sijoittelun suunnitteluun kuluu aikaa reilu tunti. Tuloksena saadaan lastiplaani joko elektronisessa tai paperisessa muodossa. Sijoittelun suunnitteluprosessin täydellinen automatisointi edellyttäisi yksityiskohtaisen elektronisen säännöstön luomista, jotta päästäisiin tarvittavalle luotettavuustasolle. 21
Kuva 2 Esimerkki ro-ro-aluksen elektronisesta lastaussuunnittelusovelluksesta. Lastina on sekä storoa että yksiköitä Suunnitteluprosessin järkevä automatisointiaste riippuu voimakkaasti liikenteen määristä. Välttämättä aina ei ole tarkoituksenmukaista pyrkiä täysin automatisoituun lastien sijoitteluun. Järjestelmän olisi varustamon kannalta kyettävä tarkastelemaan yksiköiden sijoittelua ainakin seuraavien asioiden suhteen: Luotettava aluksen syväys-, vakavuus-, viippaus- ja rasitustarkastelu Yksikön pituus, paino ja korkeus Sallitut pinoamiskorkeudet ja -painot Vaarallisten lastien erottelumääräykset (IMO-luokan mukainen jaottelu kts. kohta 3.4) Rotaation ja destinaatioiden aiheuttamat vaatimukset Ylimittaisten lastien tehokas tilankäyttö Tietojen hyödynnettävyys esim. aika-avisoinnissa 22
Varustamokeskeinen lastaussuunnittelujärjestelmä, sisältäen mm. vakavuustarkastelun, on yleisesti käytössä. Puutteita ilmenee sovellusintergraatiossa ja kaikkien yllämainittujen reunaehtojen huomioon ottamisessa toivotunlaisen tuloksen aikaansaamiseksi. Useiden suomalaisten lastien määräsatamien käytännön järjestelyt telematiikkaratkaisujen osalta ovat hieman Suomea pidemmällä. Esimerkiksi Felixstowessa on luovuttu paperisen manifestin käytöstä ja kaikki siihen liittyvä tieto liikkuu sähköisessä muodossa operaattorin, sataman ja varustamon välillä. Yksikköliikenteessä viestirakenteita koskevat harmonisointihankkeet ovat maailmalla niin pitkällä, että suomalaiset pääsevät halutessaan hyödyntämään tältä osin valmiita tuloksia. 4 LÄHTÖTIETOJEN KERUU JA ANALYSOINTI 4.1 Käytössä olevat suunnittelujärjestelmät alustyypeittäin Lastaussuunnittelun painopistealueet vaihtelevat riippuen merikuljetusmuodosta sekä aluksella kuljetettavasta lastista. Esimerkiksi lastien sijoittelun suunnittelu on joissakin tapauksissa korostuneessa asemassa verrattuna vakavuustarkasteluun. Merikuljetusmuodoittain poikkeavat vaatimukset asettavat rajoituksia lastaussuunnittelun automatisoinnille ja samalla siitä mahdollisesti saatava lisäarvo sekä kustannustehokkuus vaihtelevat voimakkaasti. Seuraavassa on käsitelty joitakin erilaisten alustyyppien ominaispiirteitä lastaussuunnittelun kannalta. 4.1.1 Konttialukset Konttien kuljetuksiin suunniteltuja erikoisaluksia, joiden kapasiteetti ilmoitetaan aina 20' perusyksikön (TEU) pohjalta. Lastitilat on jaettu solurakenteisiksi erityisillä konttiohjaimilla. Kansitila on usein alusten tärkein lastin sijoituspaikka, jolla kulkee noin 55-65% lastista. Uusimmissa aluksissa ei ole lastiluukkuja, jolloin satamassaoloajat lyhenevät ja saavutetaan kustannussäästöjä mm. vähentyneestä lastin kiinnittämistarpeesta johtuen. Matkan aikana konttialuksen vakavuuden kannalta tärkeässä asemassa on tuulen vaikutus, mikä johtuu laajasta tuulipinnasta. Yksiköiden sijoittelulla ei ole vakavuuden kannalta merkittävää vaikutusta, mikäli lastikapasiteetti voidaan tilavuuden osalta hyödyntää täysimääräisenä. Lastioperoinnin aikaiset kallistumat rajoitetaan pakollisilla asennonsäätö-järjestelmillä ja lastaus-/purkausprosessin suunnittelulla noin viiteen asteeseen. Mikäli kallistumat ovat suurempia seuraa ongelmia konttiohjainten toiminnassa ja konttien nostaminen/laskeminen aluksella vaikeutuu. Alukset ovat usein säännöllisessä, usean sataman välisessä, linjaliikenteessä. Yhdenmukaiset lastitilat ja vakiomittaiset yksiköt ovat mahdollistaneet tietokoneavusteisen lastaussuunnittelun kehittämisen ja käyttöönoton. 23
Kuva 3 Konttialus, lastaussuunnitteluun käytettävä rakennekuva Lastaussuunnittelun kannalta korostuu rotaation huomioon ottaminen lastierien sijoittelussa, jolloin tuonti- ja vientisyklit on linkitetty toisiinsa. Suunnittelujärjestelmiä on tarjolla useita erisisältöisiä ja laajuisia. Eroavuudet löytyvät sovellusten automaatioasteesta eli esimerkiksi itsenäisestä kyvystä sijoittaa yksiköt optimaalisesti lastitiloihin määriteltyjen parametrien avulla. Kehittyneimmissä sovelluskokonaisuuksissa on muun muassa seuraavia elementtejä: Automaattinen suunnitelma lastioperoinnin suorittamiseksi sataman ja aluksen välillä Muutokset ovat mahdollisia lastaussuunnittelu- ja operointiprosessin aikana: kontteja voidaan lisätä ja poistaa sekä lastia koskevia tietoja on mahdollista muuttaa Elektroniseen tiedonsiirtoon tarvittavat rajapinnat ovat toteutettavissa muiden tietokantojen sekä sovellusten välille yhdenmukaisten sanomatyyppien avulla Vaarallisiin aineisiin liittyvien ja yksiköiden keskinäisen sijoittelun aiheuttamien sekä muiden erityistarpeiden huomioon ottaminen Yhteydet aluksen rasitus- ja vakavuuslaskelmiin Tietyn yksikön reaaliaikainen sijaintitieto (meri)kuljetusketjun aikana 24
4.1.2 Irtolastialukset Irtolastialuksilla tarkoitetaan vakiintuneessa merkityksessä kiinteässä olomuodossa olevien pakkaamattomien lastien kuljetukseen tarkoitettua alustyyppiä. Vastaavasti nestemäisien irtolastien kuljetuksiin tarkoitettua alusta kutsutaan yleisesti säiliö- tai tankkialukseksi. Tässä yhteydessä näitä alustyyppejä ei ole tarkoituksenmukaista käsitellä erikseen, koska samat lainalaisuudet koskien lastaussuunnittelua pätevät molempiin. Irtolastien sijoittelussa aluksen lastitiloihin on tärkeintä löytää optimi aluksen vakavuuden, viippauksen ja aiheutuvien runkorasitusten suhteen. Alusten vakavuuteen vaikuttaa erityisesti vapaiden nestepintojen liikkuminen sekä mahdolliset kuivalastien siirtymät. Näiden vaikutuksia on pystytty eliminoimaan kehittyneellä lastaussuunnittelulla. Irtolastialusten selkeät, rajatut ja toisistaan erotetut lastitilat sekä homogeeniset lastit mahdollistavat tietokoneavusteisen lastien sijoittelun vaivattoman hyödyntämisen. Osa käytössä olevista sovelluksista kattaa myös säiliöiden vajausseurannan ja samanlaisilla tuotteilla lastaus voidaan suorittaa automaattisesti eri ruumien välillä sovelluksen valvoessa ja säilyttäessä operaation luokituslaitosten määrittelemien raja-arvojen sisällä. Kuva 4 Esimerkki irtolastialuksen lastauksen suunnittelujärjestelmästä, jossa ovat mukana lasti- ja vakavuustiedot 25
4.1.3 Monitoimialukset Alustyypille ominaista on kyky kuljettaa yhtäaikaisesti esimerkiksi yksiköityjä- ja irtolasteja. Ryhmään katsotaan kuuluvan useanlaisia yleislastialuksia, joita ei voida selkeästi sisällyttää muihin alusluokkiin. Lastinkäsittely on organisoitu useimmiten konttialusten tapaan lo-lomenetelmään perustuen ja aluksilla on myös lähes aina omat lastinkäsittelylaitteistonsa. Tämä tekee alustyypistä satamariippumattoman. Kuva 5 Monitoimialus Kyseisten alusten lastaussuunnittelun automatisoinnin tekee ongelmalliseksi lastitilojen monimuotoisuus sekä erityyppisten lastien ominaispiirteet. Lastaussuunnittelu järjestetäänkin sijoittelun osalta edelleen usein manuaalisesti. Vakavuustarkasteluun sen sijaan on löydettävissä muista järjestelmistä sovellettuja ratkaisuja. Lastaussuunnittelun automatisointiin ei olemassa olevilla ohjelmistoilla pystytä, eikä se välttämättä olisi edes tarkoituksenmukaista kuljetusten ja lastikoostumuksen tapauskohtaisuudesta johtuen. 4.2 Ro-ro-sovellusten erityisvaatimukset Ro-ro-aluksia on käytössä hyvin monta tyyppiä. Vanhemmissa aluksissa lastitilojen muoto on rikkonainen ja niiden tilankäyttö esimerkiksi yksiköityjen lastien suhteen saattaa jäädä osittain huonoksi. Viimeisimmät rakennetut alukset ovat lastitiloiltaan hyvin selkeitä, yhdenmuotoisia ja ne mahdollistavat nopean lastinkäsittelyn sekä tilankäytöltään parhaimman potentiaalisen hyötysuhteen. Lastia ja matkustajia saman aikaisesti kuljettavia ro-ro-aluksia kutsutaan yleisesti termillä Ropax. Kuva 6 Lastia ja matkustajia kuljettava Ropax-alus 26
Ro-ro-tyyppisillä aluksilla tarkoitetaan aluksia, joiden lastaus perustuu ajatukseen lastien siirtämisestä pyörien päällä aluksen ja sataman välillä. Alukset voivat kuljettaa yksiköityjä lasteja tai lastin lopullinen sijoitus aluksella voidaan hoitaa trukilla tai vastaavalla (storo). Lastioperointi voidaan suorittaa keula- ja peräporteista, myös sivuportit aluksen kyljessä ovat mahdollisia (sido). Lisäksi joillakin alustyypeillä sääkannen lastaus- ja purkaustoiminnot joudutaan toteuttamaan lo-lo-käsittelyä hyödyntäen. Alusten monikäyttöisyys ja lastinkäsittelymenetelmien runsaus luovat monia haasteita yleisesti sovellettavissa olevan lastausjärjestelmän suunnittelulle ja käyttöönotolle. Lastikoostumus saattaa vaihdella pelkistä storo-lasteista yksiköityihin lasteihin ja näiden lukemattomiin yhdistelmiin. 4.2.1 Ro-ro-alusten vakavuus Ro-ro-alusten runko poikkeaa muista aluksista siten, että laiva on peräosastaan vesiviivan läheisyydessä lähes täysleveä. Tähän on luontevana selityksenä peräporttiratkaisut ja suuri kansipinta-alan tarve. Alusten alkuvakavuus on muun muassa yllä mainitusta syystä usein pienin sallittu. Kuva 7 Näkymä vakavuuslaskentaohjelmistosta, jossa kuvataan vuotovakavuustarkastelua Lastauksen ja purkauksen aikana aluksen asennon tulisi olla mahdollisimman vakio pitkittäissuunnassa ja ennen kaikkea poikittaiset heilahtelut sekä asennon muutokset on minimoitava ramppiratkaisujen rikkoutumisen estämiseksi. Tähän on kehitetty useita ratkaisumalleja, joista yleisin on kallistuksen oikaisutankki. Järjestelmä perustuu hyvin nopeasti aluksen puolelta toiselle liikkuviin vesimassoihin, joita kallistusmittari ohjaa paineilman avulla. Alkuvakavuudella tarkoitetaan aluksen vakavuutta pienillä, alle 5-7 asteen, kallistuskulmilla. 27
Lastatun aluksen matkan aikainen vakavuus ei ole useinkaan ongelma. Ro-ro-aluksille tyypillistä on ajoittain runsas painolastien käyttö ja siirtely, lastaussuunnittelussa esiintyvien suurten yksikköpainojen aiheuttamien nopeiden kallistumien ja viippausmuutosten tasaamiseksi. Ro-ro-liikenteessä käytettävien alustojen eli lauttavaunujen ja kasettien merkitys lastaussuunnittelun kannalta on hieman toisistaan poikkeava. Jokaisella kasetilla ja lauttavaunulla on omat painopisteensä, jotka muodostuvat niillä olevan lastin koostumuksesta. On hyvin tapauskohtaista, onko kaseteilla ja lauttavaunuilla kuljetettavien lastien painopisteiden sijainnilla merkitystä aluksen lastauksen kannalta. Tärkeintä on lastin sijoittaminen ro-roalukseen kokonaisuudessaan siten, että saavutetaan riittävä tasapaino pitkittäis- ja poikittaissuunnassa. Vakavuustarkastelun kannalta lähtökohtana trailereiden ja konttien osalta pidetään usein oletusarvoihin perustuvaa keskipainoajatusta - aivan kuten konttialuksilla. 4.2.2 Lastitilat Verrattuna muihin kappaletavaraa ja yksikköjä kuljettaviin alustyyppeihin ro-ro-alusten lastitilat ovat huomattavasti monikäyttöisempiä. Ne soveltuvat monenlaisille rahdeille riippumatta niiden dimensioista. Peräportin aukon mitat ovat usein rajoittava tekijä. Aluksilla voi olla yksi tai useampia kansia, jotka soveltuvat ajoneuvojen, junavaunujen, kappaletavaran, kasettien, konttien, lauttavaunujen ja perävaunujen kuljettamiseen. Eräät alukset ovat erikoistuneet vain osaan yllä mainituista, mutta useissa laivatyypeissä on järjestelyt monimuotoisen rahtiliikenteen harjoittamiseen. Kansitasojen välillä on ramppi- ja hissiratkaisuja, joilla lastin siirtely aluksen sisällä on mahdollista kannelta toiselle. Kansien väliset aukot on sijoitettu usein aluksen laidoille, jolloin niistä on vähiten haittaa fyysisen lastauksen kannalta. Hyötykorkeudet ovat pääkansilla viiden ja kuuden metrin välillä ja muilla kansilla yleensä hieman yli neljä metriä. Lastitilan suunnittelu perustuu osittain aluksen leveyden optimointiin ja siihen liittyviin kaistalukumääriin. Lastitilan kokonaisleveys pyritään optimoimaan siten, että se on jaettavissa (ilman hukkatilaa) tasan yksittäisten kaistojen kesken. Vaadittava kaistaleveys vaihtelee käytettävästä kuljetusyksiköstä ja lastausmenetelmästä riippuen seuraavasti: Kontit, lauttavaunut ja trailerit 2,8-2,9 metriä Kasetit 2,6 metriä Aluksen koosta ja rakenteesta johtuen lastitilat ovat joko tilankäytöltään tehokkaita tai vaihtoehtoisesti tuhlailevia sekä saattavat edellyttää ylimääräistä lastin siirtelyä kokonaistilavuuskapasiteetin hyödyntämiseksi. Ro-ro-alusten erityyppisiä lastitiloja ja käytettäviä lastiyksiköitä olisi sovitettava toisiinsa siten, että lastaus- ja purkausoperaatiot ovat mahdollisimman tehokkaita. Manuaalisesti suoritettuna seurauksena on vahvasti kokemusperäisen tiedon korostunut merkitys eli lastien sijoittelun optimointi on pitkälti riippuvainen henkilöstöresursseista. Lastinsuunnitteluprosessin aikana olisi oltava valmius hyväksyä merkittäviäkin muutoksia esim. kohdesatamien, lastimäärien ja rotaation suhteen. Ro-ro-alusten tietokoneavusteisella lastinsijoittelulla voidaan aikaansaada nykyistä parempi sijoitteluun liittyvien muuttujakokonaisuuksien hallinta ja seurauksena nopeampi tietojen tulostaminen muiden toimijoiden käyttöön. 28
4.3 Käyttöä rajoittavat ja säätelevät kansalliset, kansainväliset sopimukset ja määräykset Lastauksen suunnitteluprosessille asetetaan luokituslaitosten ja kansainvälisten sopimusten taholta useita vaatimuksia, jotka ohjaavat sekä rajoittavat käytettäviä: Menetelmiä ja laitteistoja (esim. lastitietokoneet) Ohjelmistojen rakennetta ja niiden logiikkaa Lastaussuunnittelusta saatavia tuloksia Nämä usein asetuksentasoiset ohjeistot antavat tietyn minimitason, joka kaikkien operatiivisten järjestelmien ja menetelmien on täytettävä. ISM (International Safety Management) määrittelee lastaussuunnittelun kannalta operaatioiden vastuukysymyksiä ja toimintamalleja. Tavoitteena on aikaansaada vakiintuneita käytäntöjä, joissa ei ole poikkeavuuksia turvallisuuden kannalta. Määräykset koskevat ennen kaikkea aluksia, mutta myös maapuolen toimijoiden sitoutuminen on välttämätöntä. Eräinä taustoina määräyksille on SOLAS-sopimukseen tehdyt muutokset sekä vastuualueiden ja - laajuuden entistä tarkempi määrittely. Load Lines tarkastelee alusten lastimäärän vaikutusta turvallisuuteen erityyppisillä aluksilla vaihtelevissa olosuhteissa. Keskeistä on varalaitojen minimiarvojen määrittely ja noudattaminen erilaisilla lastikoostumuksilla. Code of Federal Regulations ovat Yhdysvaltojen aluevesillä voimassa olevia määräyksiä ja yleisiä säännöstöjä, joiden sisältö on joiltakin osin poikkeava kansainvälisiin sopimuksiin verrattuna. Vesikuljetuksia koskevat osat ohittavat tulkinnassa muut vastaavat kansainväliset sopimukset. Luokituslaitosten vaatimukset koskevat ennen kaikkea lastaussuunnitteluun käytettävien välineiden, eli tietokoneiden ja ohjelmistojen, toimintaa. Pakollisten vaatimusten lisäksi on olemassa joukko vapaaehtoisesti toteutettavia erityisvaatimuksia, jotka antavat järjestelmälle kokonaisuutena tietyn standardoidun ja luokitetun tason. Laitteisto testataan käyttöympäristönsä mukaan siten, että vaatimukset kosteuden, lämpötilan, mekaanisten rasitusten ja muiden ympäristötekijöiden suhteen täyttyvät. Seurauksena turvataan järjestelmän toiminta ja luotettavuus käytännössä. Oleellisena kohtana luokitustoiminnassa on myös käytettävien instrumenttien käyttöalueiden ja -rajoitteiden testaaminen. Tällöin varmistetaan, että lastaus suunnitellaan aluksen konstruktion ja rungon lujuuden sallimissa puitteissa. Järjestelmä sertifioidaan käyttöönoton yhteydessä ja tarkastuksia suoritetaan vaadituin väliajoin. Yllä mainitut ovat vain osa kansainvälistä lainsäädäntö-, määräys- ja sopimuskirjoa, joka sivuaa lastauksen suunnitteluprosessia ja toteuttamista. Suomi on vahvistanut ja soveltanut käytäntöön suurimman osan aiheeseen liittyvistä sopimuksista. Vaarallisten aineiden kuljetuksia ja lastien sijoittelua säätelee yleisten määräysten lisäksi omat sopimuksensa, joita on käsitelty seuraavassa kohdassa. 29
4.4 Vaarallisten aineiden kuljetusten vaatimukset Vaarallisten aineiden luokituskriteerit perustuvat kussakin kuljetusmuodossa kansainvälisiin vaarallisten aineiden kuljetusta koskeviin sopimuksiin, koodeihin ja määräyksiin. Alla olevassa taulukossa on esitetty IMDG-koodin mukainen jaottelu eri luokkiin aineiden ominaisuuksien mukaan. Taulukko 1 Vaarallisten aineiden luokittelu Luokka 1 Luokka 2 Luokka 3 Luokka 4 Luokka 5 Luokka 6 Luokka 7 Luokka 8 Luokka 9 Räjähteet Kaasut Palavat nesteet Palavat kiinteät aineet - Helposti itsestään syttyvät aineet - Aineet, jotka veden kanssa kosketuksiin joutuessaan kehittävät palavia kaasuja Sytyttävästi vaikuttavat (hapettavat) aineet ja orgaaniset peroksidit Myrkylliset ja tartuntavaaralliset aineet Radioaktiiviset aineet Syövyttävät aineet Muut vaaralliset aineet ja esineet Lastaussuunnittelun kannalta vaarallisten aineiden osuus koko lastista on merkittävässä asemassa. Erityyppisten aineiden vaikutusta lastauksen suunnitteluun on tarkasteltu tässä yhteydessä yleisellä tasolla IMOn luokittelua hyödyntäen. Keskeistä on, että vähäisetkin määrät vaaralliseksi luokiteltavaa ainetta muodostaa kuljetusyksiköstä kyseisten säännösten mukaan käsiteltävän kokonaisuuden. Säännökset ovat lastin sijoittelun osalta tärkeitä. Esimerkiksi erään varustamon Suomen tuonnista vaarallisiksi luokiteltavia yksikköjä on varovaisen arvion mukaan noin puolet. Ro-ro-alusten lastauksen suunnitteluun vaarallisten aineiden mukana ololla on seuraavia vaikutuksia: Erottelumääräykset toisista aineista, ihmisistä jne. Alustyyppi ja matkustajien määrä Kansi- ja ruumalastausten vaatimusten eroavaisuudet Lämpötilarajoitukset Kuljetusyksikkö, mikäli sellaista käytetään 30
Eräs tärkeä seikka on vaarallisten lastien keskinäiset erottelusäännökset, joita on kuvattu seuraavan sivun taulukossa. Taulukko on jätetty kääntämättä suomeksi tulkintavirheiden välttämiseksi. Voidaan havaita, että tiettyjen aineiden ja niiden yhdistelmien osalta säännöt ja määräykset lastaussuunnittelun toteuttamiseksi ovat huomattavan paljon rajoittavammassa asemassa kuin muissa tapauksissa. Taulukon 2 erotteluvaatimusten selitykset ovat seuraavat: Away from: tehokkaasti eristetty siten, että keskenään vaaralliset aineet eivät voi vaarallisesti vaikuttaa toisiinsa onnettomuustilanteessa. Näitä aineita voidaan kuljettaa samassa rumassa tai kannella olettaen, että niiden etäisyys toisistaan vaakatasossa on vähintään kolme metriä. Separated from: Kannen alle lastattaessa käytettävä eri ruumaa. Mikäli välikansi on nestetiivis ja palonkestävä pystysuuntainen erottelu, eli eri osastot voidaan hyväksyä vastaavaksi erotteluksi. Separated by a complete compartment or hold from: Joko pysty- tai vaakasuuntainen erottelu. Jos kansi ei ole nestetiivis ja palonkestävä ainoastaan pitkittäinen erottelu eli välissä oleva kokonainen osasto voidaan hyväksyä. Separated longitudinally by an intervening complete compartment or hold from: Pystysuoraerottelu ei yksinään täytä kyseistä vaatimusta. No general segregation required: Tarkasteltava yksittäisiä ohjeita IMDG-koodissa sekä ohjeita kiinteiden irtolastien turvallisesta käsittelystä. 31
32 Taulukko 2 Yksikkölastien erottelu ro-ro-aluksilla Segregation Requirem ent Horizontal Horizontal Closed Versus Closed Closed Versus Open Open Versus Open On Deck Under Deck On Deck Under Deck On Deck Under Deck "Away From " 1 "Separated From " 2 "Separated by a Complete Com partm ent or Hold From" 3 "Separated Longitudinally by an Interventing Complete Com partm ent or Hold From" 4 Fore and Aft Fore and Aft Fore and Aft Fore and Aft Athwartships Athwartships Athwartships Athwartships No Restriction No Restriction At Least 6 Metres At Least 3 Metres At Least 12 Metres At Least 12 Metres At Least 36 Metres No Restriction No Restriction At Least 6 Metres or One Bulkhead At Least 3 Metres or One Bulkhead At Least 24 M etres + Deck At Least 24 M etres + Deck Two Bulkheads or At Least 36 M etres + Two Decks No Restriction No Restriction At Least 6 M etres At Least 3 M etres A t Least 24 Metres A t Least 24 Metres A t Least 36 Metres No Restriction No Restriction At Least 6 M etres or One Bulkhead At Least 6 M etres or One Bulkhead At Least 24 M etres + Deck At Least 24 M etres + Deck At Least 48 Metres Including Two Bulkheads At Least 3 M etres At Least 3 M etres At Least 6 M etres At Least 6 M etres At Least 36 M etres At Least 36 M etres At Least 48 M etres At Least 3 M etres At Least 3 M etres A t Least 12 Metres or One Bulkhead A t Least 12 Metres or One Bulkhead Two Decks or Two Bulkheads Prohibited Prohibited Prohibited Prohibited Prohibited Prohibited Prohibited Prohibited Kaikkien aluksen laipioiden ja kansien on oltava nestetiiviitä ja palonkestäviä (Lähde: IMDG Code, 29th Amendment 1998)