Modeliranje i simuliranje piratskih napada uz pomoc hibridnih vremenskih Petrijevih mreza/Modelling and Simulating Pirate Attacks by Using Hybrid Time Petri Nets

Abstract

In an effort to take effective measures against pirate attacks revealed the need to develop models which will contribute to increased protection from pirate attacks on ships in areas where there is a high risk of such a threat. Therefore, the use of hybrid time Petri nets made simulation time dynamics of pirate attack on a ship at sea. In the simulation of the time dynamics of events during pirate attacks (Case Study) by using Petri nets have been developed, presented and analyzed the most unfavorable cases of pirate attack on a ship at sea with additional protection of a warship with a helicopter. Three scenarios of pirate attacks on a ship with one, two and three pirate ships have been prepared and analyzed. Such a system in its own nature is very complex. It consists of a continuous portion (Continuous Systems), ie. movement of the attacked ship, pirate ship motion and movement naval vessel/helicopter (change speed, distance), and the Discrete Event Systems, ie. commencing of attack, sending distress. Analyzed the factors that affect the safety of navigation of the ship through the area of increased risk from possible pirate attacks. The mentioned are typical indicators and studied ways of improving the safety in order to finally demonstrate how developed applications time dynamics of pirate attacks leads to the optimal solution of planning navigation ships through the pirate areas.

Headnote

DOI 10.17818/NM/2017/1.8

UDK 347.7:656 004

Pregledni rad / Review

Rukopis primljen / Paper accepted: 30. 1.2017.

Sazetak

U nastojanju da se poduzmu ucinkovite mjere protiv piratskih ñapada pokazala se potreba za izradom modela koji ce pridonijeti povecanju zastite od piratskih ñapada na brodove u podrucjima gdje postoji visok rizik od te opasnosti. Zato je koristenjem hibridnih vremenskih Petrijevih mreza izradenasimulacija vremenske dinamike piratskog napada na brod u plovidbi. U simulaciji vremenske dinamike dogadanja tijekom piratskog napada - studija slucaja (CaseStudy) - koristenjem Petrijevih mreza razvijeni su, prikazani i analizirani najnepovoljniji piratski napadi na brod u plovidbi uz dodatnu zastitu ratnog broda s helikopterom. Izradena su i analizirana tri scenarija napada pirata na brod s jednim, dva i tri piratska broda. Ovakavje sustav u svojojprirodi vrlo slozen. Sastoji se od kontinuiranog dijela (Continous Systems), tj. gibanja napadnutog broda, gibanja piratskog broda i gibanja vojnog broda/helikoptera (promjena brzine, udaljenosti), i diskretnog dijela (Discrete Event Systems), tj. pocetak napada, slanje distressa. Analizirani su cimbenici koji utjecu na sigurnost plovidbe broda kroz podrucje povecanog rizika od mogucih piratskih napada. Navedeni su karakteristicni pokazatelji i istrazeni nacini poboljsanja sigurnosti kako bi se na kraju pokazalo darazvijena primjena vremenske dinamike piratskog napada vodi k optimalnom rjesenju planiranja plovidbe broda kroz piratska podrucja.

KLJUCNE RIJECI

piratski napad

Petrijeve mreze

simulacija

podrucje visokog rizika

vrijeme dolaska helikoptera

zastita broda

Summary

In an effort to take effective measures against pirate attacks revealed the need to develop models which will contribute to increased protection from pirate attacks on ships in areas where there is a high risk of such a threat. Therefore, the use of hybrid time Petri nets made simulation time dynamics of pirate attack on a ship at sea. In the simulation of the time dynamics of events during pirate attacks (Case Study) by using Petri nets have been developed, presented and analyzed the most unfavorable cases of pirate attack on a ship at sea with additional protection of a warship with a helicopter. Three scenarios of pirate attacks on a ship with one, two and three pirate ships have been prepared and analyzed. Such a system in its own nature is very complex. It consists of a continuous portion (Continuous Systems), ie. movement of the attacked ship, pirate ship motion and movement naval vessel/helicopter (change speed, distance), and the Discrete Event Systems, ie. commencing of attack, sending distress. Analyzed the factors that affect the safety of navigation of the ship through the area of increased risk from possible pirate attacks. The mentioned are typical indicators and studied ways of improving the safety in order to finally demonstrate how developed applications time dynamics of pirate attacks leads to the optimal solution of planning navigation ships through the pirate areas.

KEY WORDS

piracy attack

Petry net

simulation

high risk area

helicopters time range

ship protection

1. UVOD/'Introduction

U doba globalizacije piratstvo i terorizam nisu beznacajni fenomen - radi se o globalnom organiziranom kriminalu i trenutacno najvecoj ljudskoj prijetnji na morima i oceanima. Piratski napadi na brodove ozbiljno ugrozavaju sigurnost plovidbe i ljudske zivote. Prema Konvenciji Ujedinjenih naroda o pravu mora piratsko je djelo i svaki cin dobrovoljnog sudjelovanja i uporabe broda ako pocinitelj zna da taj brod ima obiljezja piratskoga broda. Piratski je i cin kojemu je svrha poticati ili namjerno olaksavati oznacena piratska djela. Piratstvo je jednako tako svaki cin dobrovoljnog sudjelovanja u uporabi broda ili zrakoplova ako pocinitelj zna da taj brod ili zrakoplov ima obiljezje piratskoga broda ili zrakoplova.

Veliko povecanje kolicine pomorskog prometa u posljednjem desetljecu te njegova koncentracija na odredenim pravcima ugrozena je suvremenim pomorskim piratstvom. Ovisno o plovnom podrucju, suvremeno pomorsko piratstvo, kao odredeni oblik terorizma, trenutacno predstavlja jednu od najvecih prijetnji za sigurnost broda. Podrucja najvise izlozena takvim vrstama ugroza su ona u Somaliji, Adenski prolaz i relativno velik dio Indijskog oceana Jugoistocna Azija i Indijski potkontinent (Banglades, Indonezija, Malezija, MalaccaStraits, Singapur Straits, Juzno kinesko more) [15]. Djela piratstva prijete pomorskoj sigurnosti te ugrozavaju pomorce i sigurnost plovidbe i trgovine. Ta djela mogu dovesti do gubitka zivota, tjelesne ozljede ili uzimanja pomoraca kao talaca. Dolazi do znacajnih poremecaja u trgovini i navigaciji, financijskih gubitaka brodovlasnika, povecane premije i troskova osiguranja. Takoder dolazi do povecanih troskova za potrosace i proizvodace, a posljedice piratskih napada mogu izazvati i oneciscenja/ ostecenja morskog okolisa. Piratski napadi mogu imati znacajne posljedice, ukljucujuci i sprjecavanje humanitarne pomoci i povecanje troskova buducih isporuka u pogodenim podrucjima. Zatopotreba zastite broda od mogucih piratskih napada postaje od izuzetne vaznosti. S tim ciljem potrebno je izvrsiti unaprjedenje zastite broda od piratskih napada povecanjem mogucnosti obrane broda. U tome pogledu, razvijen je model koji omogucuje simulaciju prometa kroz piratsko podrucje i razmatranje vremenske dinamike piratskog napada, acijom bi primjenom bilo moguce smanjiti broj uspjesno provedenih piratskih napada.

Danas postoji malo alata koji omogucuju modeliranje vremenske dinamike dogadanja kao slozenog sustava. Da bi se rijesio model vremenske dinamike piratskog napada, koristit ce se teorija Petrijevih mreza. Kao najprikladniji alatizabrane su hibridne vremenske Petrijeve mreze (Hybrid Time Petri Net)[1], [4]. Hibridne Petrijeve mreze kombinacija su klasicnih Petrijevih mreza koje se sastoje od diskretnih mjesta i prijelaza podobnih za modeliranje stanja i dogadaja u sustavima s diskretnim dogadajima i kontinuiranih mjesta i prijelaza pogodnih za modeliranje dinamike kontinuiranih sustava. One predstavljaju sredstvo za prikaz i modeliranje vrlo slozenih hibridnih dinamickih sustava* u svrhu analize njihovih ponasanja u razlicitim okolnostima [1], [10].

2. PETRIJEVE MREZE / Petri Nets

Petrijeve mreze su graficko-matematicki alatnamijenjen opisivanju medusobnih odnosa koji postoje izmedu stanja (engl. State) i dogadaja (engl. Event) sustava s diskretnim dogadajima. Zbog slozenosti ovih sustava, koja proizlazi iz nelinearnosti u njima te velikog broja mogucih stanja sustava, izrazito ih je tesko modelirati, analizirati ili njima upravljati. Petrijeve mreze omogucuju modeliranje te sintezu sustava upravljanja razlicitim slozenim sustavima poput racunalnih viseprocesorskih sustava, racunalnih mreza, slozenih sustava automatskog upravljanja itd.[1]

Osnovna prednost Petrijevih mreza nad drugim alatima iste namjene je u njihovoj sposobnosti da graficki prikazu sustav s diskretnim dogadajima te opisu hijerarhijske odnose unutar sustava. U hibridnim Petrijevim mrezama kombiniraju se klasicne Petrijeve mreze s kontinuiranim mreznim elementima. Ti kontinuirani mrezni elementi dopustaju modeliranje kontinuiranih sustava koristenjem diferencijalnih jednadzbi.

Hibridne petrijeve mreze se matematicki definiraju kao sestorka R = (P, T, Pre, Post, m0, h) koja zadovoljava sljedece uvjete:

P = { P,, P2, ..., Pn } skup mjesta:

T = { T1, T2, ...,Tm } skup prijelaza;

P R T = 0, i.e. skupovi P i T su disjunktni;

h: P U T ^ { D, C }, se naziva "hibridna funkcija", oznacava je li cvor mreze diskretan (cvorovi PD i TD) ili kontinuiran (skupoviPCi Ie);

Pre: P x T ^ Q+ili N je ulazna funkcija;

Post: P x T ^ Q+ili N je izlazna funkcija;

m0: P ^ R+ ili N je pocetno stanje.

Skupovi Q i N su skupovi racionalnih i prirodnih brojeva

Takoder u hibridnim Petrijevim mrezama mogu postojati obicni, testni i inhibirajuci lukovi [1].

Kontinuirano mjesto element je hibridne Petrijeve mreze koji sadrzi oznake [12]. Broj oznaka kontinuiranog mjesta je realni broj, a ne cijeli broj kao u diskretnim mjestima.

Kontinuirani prijelaz U element J Sqrt(m1) je hibridne dinamicke mreze. Svakom kontinuiranom prijelazu dodjeljuje se "brzina okidanja" koja moze biti konstanta ili funkcija [12].

U Petrijevim mrezama upotrebljavani lukovi nazivaju se normalni lukovi 4=iï-* . Kroz njlh oznake teku, ukollko je prijelaz omogucen. Pored normalnlh, lukovi mogu biti inhibirajuci -*» i testni -*. Za inhibirajuci luk karakteristicno je da oznake ne mogu teci dok se ne ispuni neki uvjet. [4] U statickim testnim lukovima zabranjen je tijek oznaka.

3.MODEL VREMENSKE DINAMIKE PIRATSKOG NAPADA [6] / Model of time dynamics of pirate attack [6]

Da bi se dobio uvid u stanje broda, procijenila njegova pouzdanost, te na osnovi toga napravio i odgovarajuci model i simulacija, potrebno je odrediti cimbenike uspjesnosti piratskog napada koji ce se pratiti i analizirati. Temeljem statisticki h podataka o ponasanju pirata i rezultata istrazivanja, razvile su se aktivnosti i djelovanja u razlicitim situacijama realnog vremena u skladu s temeljnom podjelom piratskih napada prema NATO klasifikaciji [7], [13]. Klasifikacija cimbenika djelomicno je preuzeta iz rezultata istrazivanja Thomasa Lucasa i ThomasaTsilisa (2011.) [5]te Hansa Liwânga Chalmersa, Jonasa W. Ringsberga Chalmersa i Martina Norsella (2013.) [11] zbog toga sto se ta klasifikacija smatra vrlo primjerenom i dobro izradenom.

Za analizu piratskih napada u ovom radu koristilo se hibridnim Petrijevim mrezama. Modelom se prikazuje vremenska dinamika dogadanja tijekom piratskog napada na brod u plovidbi plovnim podrucjem koji je stiocen ratnim brodom s helikopterom - Studija slucaja (CaseStudy). Simulacija je izradena koristenjem hibridnih Petrijevih mreza i napravljena je uz pomoc alata "VisObjNet 27a 500++" (VisualObject Net) koji omogucuje modeliranje i simuliranje kontinuiranih i diskretnih (hibridnih) Petrijevih mreza. Uz pomoc razvijenog modelaomogucuje se simulacija prometa kroz piratsko podrucje, te se u modelu koriste varijable koje se kontinuirano mijenjaju u vremenu (udaljenosti i brzine) i varijable koje se mijenjaju diskretno u vremenu (pirat u napadu, kontakt brod-pirat i slicno). Odreduju se varijable vremena, brzine, udaljenosti i to [6]:

- vrijeme, brzina, udaljenost potrebne brodu da izade iz ugrozenog podrucja;

- vrijeme, brzina, udaljenost potrebne piratu da osvoji brod;

- vrijeme reakcije broda u odnosu prema aktivnosti pirata tijekom napada (udaljenosti broda od pirata u trenutku otkrivanja pocetka napada);

- vrijeme, brzina, udaljenost potrebna da helikopter stigne do ugrozenog broda;

- vrijeme odziva helikoptera u odnosu prema potrebnom vremenu njegove pripreme za polijetanje;

- brzina helikoptera i njegova udaljenost od mjesta piratskog napada;

- odnos brzine broda (konvoja), udaljenosti od broda do ratnog broda i vremena reakcije ratnog broda/ helikoptera;

- odnos utjecaja duzine sticenog podrucja i vremena plovidbe (brzine) kroz sticeno podrucje.

U modelu su uzeti u obzir sljedeci parametri [6]:

- brzina broda u sektoru,

- brzina pirata,

- kut prilaza prilikom napada,

- udaljenost pirata u trenutku njegovog uocavanja pocetka bijega broda,

- povecanje brzine broda prilikom uocavanja napada,

- vremena potrebna za slanje pomoci,

- vremena aktiviranja helikoptera i njegova brzina,

- udaljenost nosaca helikoptera od zrtve,

- vrijeme borbe s piratima.

U simulaciji su prikazani i analizirani najnepovoljniji slucajevi piratskog napada na brod u plovidbi uz dodatnu zastitu ratnog broda. Koristena je znanstvena metoda studije slucaja na nacin da su napravljena tri moguca scenarija sa sljedecom strategijom pirata (I)[6]:

1. Strategija pirata (I,) - scenarij napada pirata s jednim piratskim brodom: napad jednog piratskog broda na brod u plovidbi s prilazom brodu s krme pod kutom od 0° (u plovidbenoj brazdi broda), u plovnom podrucju sticenom od ratnog broda s helikopterom;

2. Strategija pirata (I2) - scenarij napada pirata s dva piratska broda: napad dva piratska broda na brod u plovidbi s prilazom brodu s krme. Jedan piratski brod prilazi pod kutom od 20° s lijeve, a drugi pod kutom od 20° s desne strane, u plovnom podrucju sticenom od ratnog broda s helikopterom;

3. Strategija pirata (I3) - scenarij napada pirata s tri piratska broda: napad tri piratska broda na brod u plovidbi s prilazom brodu s krme. Jedan piratski brod prilazi pod kutom od 20° s lijeve, drugi pod kutom od 20° s desne strane, a jedan pod kutom od 0° (u plovidbenoj brazdi broda), u plovnom podrucju sticenom od ratnog broda s helikopterom.

Za svaki scenarij razvijena je i koristena odgovarajuca hibridna Petrijeva mreza i racunalna simulacija. Za sve ove tri studije slucaja analizirana je i graficki prikazana vremenska dinamika zbivanja na nacin da su za sva tri slucaja procijenjena razlicita trajanja vremena kontakta (borbe) izmedu napadnutog broda (broda zrtve) i piratskog broda (pirata).

4.STRATEGIJA PIRATA (1¶) - NAPAD PIRATA S JEDNIM PIRATSKOM BRODOM [6] / Strategy of pirates (I1) - the attack of pirates with one pirate's vessel[6]

Na slici 1. prikazan je sticeni sektor sa svojim dimenzijama u kojem se nalazi brod koji napadaju pirati. Sektor 60 x 20 M [10] nadzire ratni brod koji u slucaju poziva u pogibelji (Distress) salje helikopter u pomoc gdje je shematski prikazan scenarij piratskog napada s jednim piratskim brodom (Studija slucaja - CaseStudy I1).

Na slici 1. shematski je prikazan pretpostavljeni slucaj moguceg piratskog napada na brod u plovidbi sticenim podrucjem. Iz slike 1 vidi se sljedece:

- sticeno podrucje 20Nm x 60Nm,

- vlastiti brod,

- piratski brod (P7),

- distress o piratskom napadu (T5),

- dojavni centar - vojni brod s helikopterom (Om2o)'

- udaljenost pirata od broda (Om(7

- udaljenost od trenutne pozicije broda do Izlaza broda Iz sektora (Om43)'

- ulazak broda u zasticenu zonu A(T1),

- izlazak broda iz zasticene zone B(T2),

- kretanje vlastitog broda (mete) prija ulaza u sticeno podrucje od pozicije P, (Omi6)' Preko ulaza "A" do Izlaza ,,B"tj. pozicije P3(Omi)

Prema klasifikaciji piratskih napada [6]tijekom piratskog napada s jednim piratskim brodom, pirati u pravilu prilaze brodu iz sektora N2c jer je u mrtvom sektoru iza krme broda te je zbog toga tesko uocljiv za radare i motritelje na zapovjednickom mostu. Prilazom iz tog sektora najlakse je i najprakticnije prici najnizim dijelovima nadvoda broda na krmi i bokovima broda.

U slucaju I1 kod prilaza pirata u uzduznici broda po krmi vrijeme priblizavanja brodu zrtvi u odnosu prema prijedenom putu i brzini piratskog broda je najkrace. Pri brzini broda u bijegu 20 cv i brzini pirata u napadu 30 cv relativna brzina pribliza va nja pirata u odnosu prema brodu je 10 cv.

Pirat naglo i iznenadno zapocinje napad na udaljenosti od 2,5 do 3,0 M od broda. Od pocetka napada pirata do dolaska pirata u neposrednu blizinu broda protece vrijeme od najmanje 4,9 - 6,0 minuta pri brzini pirata tijekom napada od 30 cv i brzini broda od 20 cv. Te su vrijednosti unesene u simulaciju studije slucaja I1. Simulirani su slucajevi napada Petrijevim mrezama s vremenom trajanja bliskog kontakta (borbe) (tB) brod - pirat za svakih 5 minuta u vremenskom razmaku od 10 do 55 minuta i vremena dolaska helikoptera (tH) za svakih 5 minuta u vremenskom razmaku od 20 do 60 minuta.

Na slici 2 i 3 su modeliranatri gibanja brodova (,, 2 i 3), te protokol uzbunjivanja brod - helikopter (4) te interakcija izmedu pirata i napadnutog broda (5). Opis cijelog modela koji je realiziran hibridnim petrijevim mrezama slijedi:

(7)model gibanja napadnutog broda

- P, (Omi6) pozicija broda prije ulaska u sticeno podrucje;

- 60<-) ulazak broda u zasticenu zonu i plovidba sticenim podrucjem P2 (Om7) -* (T2^W) izlazak iz zasticene zone -> P3 (Om,) brod izvan zone;

- u trenutku kad se uoci piratski brod i priblizi brodu meti, brod povecava brzinu i pocinje s bijegom, a sto je vidljivo iz polja (7), interakcije izmedu pirata i napadnutog broda, te u polju O, protokol uzbunjivanja brod-helikopter.

(T)model gibanja piratskog broda

- P6 (Om38) piratski brod s brzinom prikradanja 0,5 cv (Om14) na udaljenosti >2,5 M jos nema piratskog napada. Medutim, kada je udaljenost < 2.5 M piratski brod povecava brzinu I I (m12=(m11+m13)), to jest brzina pirata u napadu > (P1+P2);

- (T9^^)podnje ñapad (progon broda od pirata);

- P7(Om8) trajanje progona broda od pirata;

- (T10^^) pirati stigli do broda;

- P8 (Om2) -»* u tijeku J'e bliskog kontakta (borbe) izmedu pirata i broda (vremenski prijelaz/npr. bliski kontakt (borba) traje 30 min ili 0,5 vremenskih jedinica);

- P9(Om,5) zavrsetak bliskog kontakta (borbe).

(7) model gibanja helikoptera

- (T7^^04)vrljemeprlpreme helikoptera -> P14 (Om17) helikoptera -> (T8 ^*01) vrljeme do dolaska helikoptera do broda mete (Omi8) (ovlsl 0 brzlnl I udaljenosti helikoptera od mete nakon odobrenja polijetanja);

- P15 (Omi8) hellkopter Iznad broda.

(T)model protokola uzbunjivanja brod - helikopter

- (T4^B) uocen ñapad -»* (Ts^Paol) slanje Distressa < od jedne minute ^ P12 (O m4) Distress prlmljen od strane dojavnog centra ->(T6^^01) analiza situacije i vrijeme dojave helikopteru oko sest minuta;

- P13 (O m22) -* (T7^b0.4) vrljeme pripreme helikoptera.

(7 (model interakcije izmedu pirata i " ' napadnutog broda

- P5 (OmJ brod jos nlje napadnut;

- P7 (Om8) trenutak kada se piratski brod priblizi brodu meti na manje od 2,5 M, to se smatra pocetkom napada pirata;

- T4=T3uocen ñapad -> P4(Om9) brod je napadnut (progonjen) i odmah povecava brzinu (O m13)

Nakon simulacije Petrijeve mreze na slici 2 dobiju se grafikoni 1 i 2.

Grafikon 1 prikazuje stanje kontinuiranih mjesta PK1, PK2 i PK3. Na lijevom grafikonu 1 prikazuje se stanje mjesta PK1 koje predstavlja udaljenost broda od kraja sektora GOA. Na srednjem grafikonu prikazuje se stanje mjesta PK2 koje predstavlja udaljenost pirata od broda, a na desnom grafikonu prikazuje se stanje mjesta PK3 koje predstavlja udaljenost helikoptera od broda. Udaljenosti se na grafikonima linearno smanjuju po pravcima ciji nagib odgovara brzinama broda, pirata i helikoptera.

Na lijevom grafikonu 2 prikazuje se stanje mjesta P3 koje oznacava trenutak izlaska broda iz zone GOA. Na srednjem grafikonu prikazuje se stanje mjesta P9 koje predstavlja trenutak "osvajanja" broda, a na desnom grafikonu prikazuje se stanje mjesta P15 koje predstavlja trenutak dolaska helikoptera do broda.

Uz pomoc racunalne simulacije dobiveni su podatcivremena trajanja bliskog kontakta (borbe) [tB], vremena do dolaska helikoptera (tH) i razlike izmedu vremena trajanja borbe i vremena dolaska helikoptera [At].

Temeljem unesenih vrijednosti iz tablice 6 u MATLAB, adobivenih uz pomocgrafikona 1 & 2 izradeni su 3-D grafovi (grafikoni 3) za slucaj I1, I2, I3.:

Iz simulacije je vidljivo da je u slucaju I1 pri napadu na brod u plovidbi s jednim piratskim brodom ratni brod udaljen od napadnutog broda 10 M ili 7 minuta leta helikoptera brzinom od 90 cv, a helikopter stize do broda u vremenu od 32 minuta (tH=T5+T6+T7), otprilike pola sata od trenutka slanja distressa.

Temeljem razvijenog i analiziranog slucaja dinamike zbivanja piratskog napada Petrijevim mrezama s jednim piratskim brodom uz pratnju ratnog broda (helikoptera), istom analogijom izradena je i simulacija scenarija napada s dva i tri piratska broda.

U simulaciji je predvideno da piratski brod ima kapacitete za progon za oko 35 - 45 minuta. Iz dobivenog grafikona 3 vidljivo je da se vrijeme At upravo poklapa s vremenom dolaska helikoptera do broda i istekom vremena od 30 do 35 minuta. To je vrijeme dok jos traje bijeg i bliski kontakt (borba) broda s piratima, te optimalno vrijeme u kojem helikopter svojom akcijom sprjecava napad.Kompletan prikazrezultatai analizasimulacija za sve navedene slucajeve (I1, I2, I3) dostupni su u doktorskoj disertaciji [6].

5.ZAKUUtAKI Conclusion

Koristenjem Petrijevih mreza razvijen je model piratskog napada na brod u plovidbi plovnim podrucjem sticenim od ratnog broda s helikopterom. U radu su istrazeni razliciti scenariji piratskog napada s jednim, dva i tri piratska broda na brod u plovidbi uz pratnju ratnog broda s helikopterom.Za svaki scenarij razvijena je i koristenaodgovarajuca hibridnaPetrijeva mreza i racunalna simulacija (dostupno iz doktorske disertacije [6]). U radu je analizirana i graficki prikazana vremenska dinamika zbivanja na nacin da je za sva tri slucaja procijenjeno razlicito vrijeme trajanja borbe izmedu pirata i broda zrtve.

U simulaciji se razmatraju varijable koje se kontinuirano mijenjaju u vremenu (udaljenosti i brzine) i varijable koje se mijenjaju diskretno u vremenu (pirat u napadu, borba i slicno). Vremenska dinamika piratskog napada napravljena je uz pomoc alata "VisObjNet 27a 500++" (VisualObject Net) koji omogucuje modeliranje i simuliranje kontinuiranih i diskretnih (hibridnih) Petrijevih mreza.

Temeljem provedenih simulacija i rezultata istrazivanja moze se zakljuciti da je ratni brod u sticenoj zoni na razlicitim je udaljenostima od brodova u plovidbi. Nakon dojave o piratskom napadu, s obzirom na potrebno vrijeme pripreme helikoptera i njegova dolaska do mjesta napada, prod od 30 do 60 minuta. Stoga su zapovjednik, posada i napadnuti brod bez obzira na prisutnost ratnog broda i helikoptera u sticenoj zoni u vremenu od trenutka dojave napada do dolaska helikoptera i dalje prepusteni samo razini vlastite zastite i obrane od iznenadnoga piratskog napada.

Nadalje, s obzirom na velike brzine piratskih brodova brodu zrtvi nemoguce je pobjeci. Zato brod mora maksimalno iskoristiti sva raspoloziva sredstva za sprjecavanje pirata da osvoje brod.Pri istovremenom napadu dva piratska broda mogucnosti obrane su znacajno smanjene jer je ograniceno uspjesno ometanje prilaza bocnim stranama broda manevriranjem, a da se pritom znacajnije ne smanji brzina vlastitog broda.

Prvi put su za analizu piratskih napada koristene hibridne vremenske Petrijeve mreze koje omogucuju simuliranje vrlo slozenih, kontinuiranih i diskretnih procesa. Iz ovoga se iscitava znanstveni doprinos primjene Petrijevih mreza u modeliranju i simuliranju piratskog napada u plovidbi broda uz pratnju ratnog broda s helikopterom.

Temeljem dobivenih rezultata simulacije, mogu se dalje razviti i predloziti aktivnosti obrane i djelovanja broda. Postojeca simulacija mogla bi se dalje razvijati uvodenjem dodatnih diskretnih i kontinuiranih mjesta i prijelaza uvodeci dodatne cimbenike koji izravno utjecu na aktivnosti pirata tijekom napada, kao sto su primjerice utjecaj smjera i jacine struje, vjetra i mora, utjecaj izmjene pravca kretanja broda od 5° do 10° na gubitak brzine broda, koristenje vatrenog oruzja (od strane pirata i od strane broda) itd. Tako dodatno razvijeni model mogao bi posluziti pri preciznom planiranju potrebne razine obrane trgovackog broda i vremena aktiviranja helikoptera.

Model simulacije moze se koristiti kao objektivno mjerilo procjene stanja zastite broda u ugrozenom plovnom podrucju pri planiranju uspostave mjera i aktivnosti s ciljem poboljsanja sigurnosti i zastite broda od mogucih piratskih napada. Tako dodatno razvijeni model mogao bi posluziti pri preciznom planiranju potrebne razine obrane trgovackog broda i vremena aktiviranja helikoptera. Rezultati ovog istrazivanja cine dobar temelj i daju smjernice za daljnja istrazivanja zastite broda od mogucih piratskih napada.

Footnote

* Dinamicki sustav je pojam u matematici kojim fiksno pravilo opisuje vremensku ovisnost tocke u geometrijskom prostoru (npr. matematicki modeli koji opisuju njihanje njihala na satu, protok vode u cijevi, broj riba svakog proljeca u jezeru).

** Kratica za vremensku jedinicu

References

LITERATURA/References

[1] Durovic, G., Petrijeve mreze, Fakultet elektrotehnike i racunarstva Sveuciliste u Zagrebu, Zavod za automatiku i procesno racunarstvo, Rijeka, 2000.

[2] Miskovic, J., Antonic R., Tomas V., Ucinkovitosti obrane trgovackih brodova od piratskih napada s aspekta njihovih manevarskih sposobnosti, Pomorstvo, Scientific Journal of Maritime Research p. 251-267., Rijeka, sijecanj 2012.

[3] René D., Hassane A., Continuous and Hybrid Petri Nets, 2nd ed. 2010, XXII, 550 p Discrete, Springer-Verlag Berlin and Heidelberg GmbH & Co. K, Berlin, 2010.

[4] Ribaric, S., Snajder, J., Mapping Petri NetBased Temporal Knowledge Representation Scheme Into CP-Net Model, 28th International Convention MIPRO in Proc. of MIPRO, 2005.

[5] nTsilis, T., Lucas T., Counter-Piracy Escort Operations in the Gulf of Aden, p. 68-71., Naval Postgraduae School, NATO Maritime Interdicton Operational jourrnall, lipanj 2011.

[6] Belamaric G.; "Model zastite broda od piratskih napada", Doktorska disertacija, URN: NBN https://urn.nsk.hr/urn:nbn:hr:187:648635, Pomorski fakultet u Rijeci,Rijeka, 11. prosinac 2015.

[7] BEOWULF Defense and Security, Modern Piracy Tactics and Challenges, studeni 2011.

[8] United Nation - UN, Konvencija Ujedinjenih naroda o pravu mora iz 1982., - UNCLOS, Narodne novine - Medunarodni ugovori, br. 11/95, 9/00), Zagreb.

[9] United Nation - UN, United Nations Convention on The Law of the Sea 1982., The ratification of maritime convention, Part II.1, Public International Law, Lloyd's of London Press, norme o piratstvu cl. 100 - 107, London, 1982.

[10] Institut Ruder Boskovic, Metodologija obrade podataka, 2004.:http://www.LIS/2002.htlm

[11] Hans Liwâng Chalmers, Jonas W. Ringsberg Chalmers, Norsell, M., Quantitative risk analysis - Ship security analysis for effective risk control options, Swedish National Defence College, Stockholm, travanj 2013.

[12] Simulation Software: "Visual Objekt Net +++"(VisualObject Net)

[13] NATO COUNTER-PIRACY OPERATIONS, NATO: http://www.nato.int/cps/en/natohq/topics_ 48815.htm. (10. travanj 2015.)

[14] UK Goverment. »Piracy off the coast of Somalia, 12. 2012.: https://www.gov.uk/goverMent/ policies/preventing-and-reducing-piracy-offthe-coast-of-somalia. (ozujak 2015.)

[15] Young, T., Piracy hot by spot, 24. listopad 2012.: http://www.avvo.com/legal-guides/ugc/top-4piracy-hot-spots-in-the-world-today