 |
PIAS Handleiding
2024
Programma voor de Integrale Aanpak van het Scheepsontwerp
|
|
PIAS Handleiding
2024
Programma voor de Integrale Aanpak van het Scheepsontwerp
|
Deze PIAS handleiding is niet de plaats voor een uitgebreide toelichting op de probabilistische lekstabiliteit, en al z'n merites, daarvoor ontbreekt de ruimte en is het onderwerp eenvoudig te veelomvattend voor. En een programmahandleiding is geen leerboek. Voor de achtergrond verwijzen we daarom naar de literatuurlijst, die achterin dit hoofdstuk is opgenomen. In de eerste plaats is er het fraaie boek van Pawlowski [1] wat een zeer compleet en gedegen overzicht geeft. Een nederlandse toelichting op de probabilistische lekstabiliteit — die een beetje toegespitst is op de overgang van SOLAS 1992 naar SOLAS 2009 — is te vinden in [9]. De achtergrond van specifieke instellingen en berekeningswijzen worden besproken in de artikelen [2], [3], [4] en [5], welke zelf overigens ook weer naar oudere literatuur verwijzen. En last but not least zullen natuurlijk de relevante voorschriften en hun explanatory notes onder handbereik gehouden moeten worden. U zult hier ook geen ontwerpadviezen aantreffen, noch aanbevolen werkwijzen of instellingen. Deze module moet gezien worden als een gereedschapsdoos, waar de gebruiker zelf z'n gewenste gereedschap uit kan kiezen.
Wat wij wel nastreven is dat de kenmerken van alle keuzes en opties duidelijk toegelicht worden, en dat het het rekenproces als zodanig helder is.
Voor het berekenen van de lekstabiliteit op probabilistische wijze hoeft in essentie slechts een aantal kenmerken van het intacte schip te worden opgegeven, een aantal instelparameters, en een serie schadegevallen (welke overigens ook automatisch gegenereerd kunnen worden). Elk schadegeval bestaat in essentie uit één of meer compartimenten, zoals die in de module Layout gedefinieerd zijn Deze module is in staat om schadegevallen en -grenzen automatisch te bepalen, maar de prijs die voor dit automatisme betaald moet worden is dat het schip geheel en eenmalig in compartimenten verdeeld moet worden. Dat wil zeggen dat elk punt in het schip binnen een compartiment moet vallen, en geen enkel punt in het schip in meer dan één compartiment mag vallen. Layout bevat overigens hulpmiddelen die hierbij van dienst kunnen zijn, bv. die van Verschil tussen interne en externe geometrie.
Zoals bekend bestaan er twee soorten PIAS subcompartimenten, nl. die van het type ‘schotten’, die begrensd worden door rechte schotten of de scheepshuid, en die van het type ‘extern subcompartiment’, die elke willekeurige vorm kunnen hebben, zie Vormdefinitie externe subcompartimenten over het definiëren daarvan. Voor de probabilistische lekberekeningen kunnen beide soorten subcompartimenten gebruikt worden, maar bij externe subcompartimenten zijn wel de volgende kanttekeningen te maken:
Wat leidt tot de conclusies:
Dit menu bevat de hoofdopties, die hieronder besproken worden. Daarnaast bevat dit hoofdmenu bijzonderheden van de schadegevallen. Niet alleen wordt het aantal schadegevallen weergegeven, maar ook of er nog bruikbare resultaten van eerdere berekeningen aanwezig zijn, hetzij de aanvaringskansen (de prv-waardes) of de overlevingskansen (de s-waardes). Deze resultaten kunnen eventueel later hergebruikt worden, waardoor vervolgberekeningen aanmerkelijk sneller zouden kunnen worden uitgevoerd. De opties uit het hoofdmenu doen weer submenu s verschijnen, die hieronder besproken worden.
Dit is het centrale instellingenmenu voor deze module, en bevat de volgende subopties:
Na het kiezen van deze optie verschijnt er een invulscherm. Dit scherm heeft geen vaste opmaak, de inhoud is afhankelijk van de gekozen berekeningswijze en berekeningsvoorschrift. In dit scherm kunnen allerhande keuzen en instellingen opgegeven worden waarbij ernaar gestreefd is om de gebruiker zoveel mogelijk mogelijkheden te bieden, en (dus) zo min mogelijk vast in te programmeren. Wel bevat dit menu een functietoets, [Default]. Met deze functie worden de instellingen conform de voorschriften van het geselecteerde berekeningsvoorschrift gekozen, althans, volgens de inzichten bij SARC, in januari 2012. Andere instellingen of personen zouden natuurlijk andere instellingen kunnen prefereren of zelfs voorschrijven, dus het is aan te reden u zich ervan te vergewissen dat u met deze ‘default’ keuze, die is afgedrukt in de tabel hieronder, in kunt stemmen.
| Instelling | SOLAS 1992 & IMO A.265 | SOLAS 2009 & 2020 |
| Zwaartepunt in breedte in intacte conditie | Geen slagzij | Geen slagzij |
| Referentiepunt bepaling indringingsdiepte | Waterlijn, zie ook bespreking van deze optie | Waterlijn, zie ook bespreking van deze optie |
| Toepassing indringingsbeperking (b1,b2) | Regel toepassen, behalve bij schade tot hartschip | Regel toepassen, behalve bij schade tot hartschip |
| Soort indringingsbeperking | b1,b2 < 2.min(b1,b2) | bmean < 2.min(b1,b2) |
| ‘Mean’ of ‘Minimum’ indringing | Mean | Mean |
| Indringingsregel meercompartimentsschade | Lokaal | Lokaal |
| Schadeindringing kan over HS lopen | Nee | Ja, behalve bij berekeningsmethode ‘numerieke integratie’ |
| r buiten haakjes in product r x (p123-p12-p23+p2) | Nee | Nee |
| Aanvaringskans nooit negatief | Nee | Nee |
| Met tussenstadia van vervulling | Ja | Bij passagiersschepen wel, bij vrachtschepen niet |
| Genereren inclusief horizontale onderverdeling | SOLAS 1992: ja, IMO A.265: nee | Ja |
De preciese achtergrond en bedoeling van elke optie wordt in de paragrafen hieronder besproken.
Hier kan gekozen worden uit de volgende voorschriften:
Hier kan, uitsluitend voor de SOLAS 2009 en 2020 voorschriften, gekozen worden tussen ‘vrachtschip’ en ‘passagiersschip’.
Bij deze optie kan men kiezen uit vier methodes voor het berekenen van de kans van optreden p.r.v, t.w. ‘numerieke integratie methode’, ‘1 schade per subcompartiment’, ‘1 schade per compartiment’ en ‘1 schade per zone’. De achtergronden van deze methodes worden toegelicht in [3], [4] en [5], kort samengevat zij echter vermeld dat een bouwsteen van de probabilistische methode het toekennen van een kans op schade aan elke portie van het schip is. In principe maakt het niet uit welke atomische (in de zin van ondeelbare) portie genomen wordt, zolang alle porties tezamen maar het hele schip afdekken. In de praktijk zijn er een aantal keuzen komen bovendrijven, opgesomd van grof naar fijn:
Hier kan SB of BB worden opgegeven. Volgens de explanatory notes van (in ieder geval) SOLAS 1992 moet de berekening zowel naar BB als SB worden gemaakt indien er asymmetrie in rompvorm of compartimentsindeling is, en mag dan zowel de laagste behaalde indelingsindex A als het gemiddelde van SB en BB genomen worden. Overigens kan men bij Config, opgeven of bij lekberekeningen de helling naar SB of BB is, of automatisch bepaald wordt, maar deze instelling is bij de probabilistische lekberekening niet van toepassing.
Hier dient de ledige diepgang (voor SOLAS 1992 en IMO A.265) cq. de kleinste dienstdiepgang (voor SOLAS 2009 en SOLAS 2020) opgegeven te worden. Deze diepgangen zijn dezelfde als die in Hulldef, als besproken in Kenmerken SOLAS hoofdstuk 2, deel B1.
Hier dient de indelingsdiepgang opgegeven te worden, met dezelfde opmerking over SOLAS en Hulldef als in de vorige paragraaf.
Hier kan worden gekozen tussen ligt op HS en wordt bepaald zodat er geen slagzij is. Deze instelling is alleen van belang bij schepen met een asymmetrische rompvorm. Met de eerste instelling, het breedtezwaartepunt op HS, ontstaat er dan aanvangsslagzij, terwijl met de tweede keuze het breedtezwaartepunt zo bepaald worden dat de slagzij precies nul is.
De indringingsdiepte b is de indringing (in meter) tot de binnenste schadebegrenzing. Als deze echter gemeten wordt vanaf de waterlijn, en die binnenste begrenzing ligt buiten die waterlijnbreedet ter plaatse dan onstaat er een logisch probleem, zie onderstaande figuur. Bij schade aan compartiment C is de kwestie dan immers dat Bc > Bwl, zodat de indringing = Bwl - Bc < 0, en dientengevolge zal de kans van optreden p rekenkundig nul zijn. En dat is het probleem, we hebben dan een echt bestaand schadegeval, met een echte scheepsindringing door het staal heen, zonder dat deze rekenkundig meegerekend wordt als schadegeval in de probabilistische lekstabiliteit. Om deze reden kan men bij deze instelling kiezen tussen:
Bij de toelichting, de explanatory notes, op SOLAS 1992 staat een heel verhaal waarmee de schade-indringing beperkt moet worden a.d.h.v. de regel dat de maximum indringing niet groter mag zijn dan het dubbele van de minimum indringing. ‘Oh’ zult u zeggen. Maar kijk eens naar onderstaande figuur, waar het geval is geschetst dat alleen compartiment 1 beschadigd raakt. Uitgaande van een binnenbegrenzing van de schade die recht moet zijn, maar schuin mag staan, is de voor de hand liggende indringing zoals getekend, met een gemiddelde indringingsdiepte b. Maar in dit geval is de minimum indringing, b1, nul, en is de maximum indringing b2 altijd groter dan het dubbele van de minimum indringing, dus wordt de indringingsbeperkingsregel overschreden. De enige mogelijkheid om aan de regel te voldoen is met b2 ook nul, zoals geschetst in de tweede figuur, waarbij de indringing b onrealistisch klein wordt. Met holle waterlijnen zou voor dit reëel existerende schadegeval zelfs geen indringing mogelijk zijn, wat betekent dat het volgens de voorschriften niet op kan treden (althans, een kans van optreden van nul heeft)!
Bij deze optie kan worden opgegeven of, en hoe, deze indringingsbeperkingsregel moet worden toegepast. De mogelijkheden zijn:
Zoals vermeld luidt de indringingsbeperkingsregel van SOLAS 1992 dat maximum indringing niet groter mag zijn dan het dubbele van de minimum indringing. Die voor SOLAS 2009 & 2020 is iets anders, die luidt dat de gemiddelde indringing niet groter mag zijn dan het dubbele van de minimum indringing. Bij deze optie kan een keus uit deze twee varianten worden gemaakt (waarbij de omschrijving voor de SOLAS 1992 variant luidt ‘b1,b2 < 2.min(b1,b2)’ en die voor de 2009 & 2020 variant ‘bmean < 2.min(b1,b2)’.
Hier kan men (alleen bij de zone-methode) aangeven wat het programma moet doen als de indringingsbeperkingsregel (b1,b2) wordt overschreden:
Deze keuze hangt samen met het bepalen van de penetratiediepte b (zie bv. art. 25.-5.2.2 uit SOLAS 1992). Hier kan uit drie mogelijkheden gekozen worden:
Die keuze is ook in PIAS opgenomen en heet ‘Grootste van mean en minimum’ (Deze keus ‘Grootste van mean of minimum’ is niet geïmplementeerd. Hetzelfde effect kan worden bewerkstelligd met een mean indringing, gecombineerd met een b1,b2 indringingsbeperkingsregel die niet toegepast wordt op schades evenwijdig aan hartschip). De keuze van deze interpretatie is aan de gebruiker, er kan nog opgemerkt worden dat de pure minimum interpretatie minder rekentijd vergt.
Deze keus betreft de wijze waarop bij een meercompartimentsschade met langsscheepse onderverdeling de reductiefactoren r bepaald worden. Bij de ene optie gebeurt dat op grond van de lokale dimensieloze indringing b/B, waarbij de r van elk af te trekken schadegeval wordt berekend met de individuele b/B die gemeten wordt in het midden van de waterlijn van dat schadegeval. De andere optie houdt in dat de r van elk schadegeval (dus zowel de hoofdschade als de af te trekken schades) bepaald wordt op grond van een gemeenschappelijke dimensieloze indringing b/B. De preciese implementatie hangt af van de gekozen berekeningswijze:
In SOLAS 1992 en IMO A.265 was de indringing van een zijschade maximaal tot hartschip. In SOLAS 2009 is die indringing B/2, zonder nadere toevoeging. Dat impliceert dat bij SOLAS 2009 de schade zich bij de smaller wordende waterlijn in voor- en achterschip tot over hartschip zal uitstrekken. Met deze optie kan kiezen uit deze twee varianten. Overigens is deze optie vooralsnog niet beschikbaar voor de ‘numerieke integratie’ methode. Niet dat dat onmogelijk zou zijn, verre van dat, maar om de combinatie is gewoon nog nooit gevraagd.
Hier kan worden opgegeven hoe bij meercompartimentsschades een gecombineerde langs- en dwarsverdeling verrekend wordt. Als r buiten haakjes is gehaald dan luidt de formule voor een driecompartimentsschade pr = r123.(p123 - p12 - p23 + p2), als r niet buiten haakjes is gehaald dan luidt zij pr = r123.p123 - r12.p12 - r23.p23 + r2.p2.
Zoals geïllustreerd met de tekst en de figuur hier vlak boven kan de in de wetgeving vastgelegde formulestructuur aanleiding geven tot het optreden van negatieve aanvaringskansen (=kansen van optreden). De ene persoon accepteert dat als de gewone uitkomst van het SOLAS systeem, de ander wordt daarbij onrustig omdat het wiskundige natuurlijk onzin is. Voor die laatste is er deze instelling; als men hier ‘ja’ invult dan wordt de aanvaringskans gemaximaliseerd tot nul (d.w.z. als de kans kleiner dan 0 is dan wordt 0 genomen). Met ‘nee’ worden voor de aanvaringskans gewoon de SOLAS formules gevolgd, zonder speciale behandeling van negatieve kansen.
Bedenk dat de keuze ‘ja’ niet gesteund wordt door SOLAS. Deze voorziening is o.a. in PIAS opgenomen omdat er, naar verluidt, andere computerprogramma's zijn waar standaard (en onzichtbaar) negatieve kansen worden verhoogd naar nul, zodat ze worden weggemoffeld. Met deze instelling kan PIAS hetzelfde doen.
Indien deze vraag met ‘nee’ wordt beantwoord, dan worden de lekberekeningen alleen voor het eindstadium van vervulling berekend. Met ‘ja’ wordt de lekstabiliteit ook voor de tussenstadia van vervulling 25%, 50% en 75% berekend.
De numerieke integratieberekening leent zich er heel goed voor om gelijktijdig ook schadegevallen te genereren, de noodzaak voor een aparte generatieslag is hiermee eigenlijk komen te vervallen. Met ‘ja’ bij deze instelling geeft men aan dat men genereren van schadegevallen en het uitvoeren van de berekening niet wil scheiden, maar juist wenst te combineren.
Opdat er geen schades worden gegenereerd die groter zijn dan de hier opgegeven lengte. Bij SARC zien we meestal weinig reden om van de default van de halve scheepslengte af te wijken.
Indien hier Z wordt ingevuld, dan worden geen schadegevallen gegenereerd die uit meer dan Z lekke compartimenten (of subcompartimenten, in het geval van de subcompartimentenmethode) bestaan. Deze parameter moet met beleid gekozen worden; een te kleine waarde levert heel weinig schadegevallen op en een navenant lage attained subdivision index. Een hoog aantal levert weliswaar de maximale A op, maar daar kunnen dan heel veel schadegevallen voor nodig zijn, zodat de rekentijd behoorlijk lang kan zijn. Een aanbevolen waarde is niet scherp te geven, dat hangt maar net van de scheepsindeling en het aantal compartimenten af. Bij SARC beginnen we wel eens bij tien, kunnen we afhankelijk van het resultaat deze parameter altijd nog bijstellen.
Overigens is het maximum aantal schadegevallen zelf 5000, dat heeft niks met deze parameter te maken.
Bij het gebruik van de zonemethode kan het programma van alle combinaties van aangrenzende zones schadegevallen aanmaken. Dat zou kunnen leiden tot grote hoeveelheden schadegevallen, waarvan de veel-zoneschades overwegend ook nog eens niet aan A bij zouden kunnen dragen. Om het aantal schadegevallen wat te beperken kunt u bij deze opgeven uit hoeveel zones een schadegeval maximaal mag bestaan.
Bij de numerieke integratiemethode speelt de integratiestapgrootte een rol; het moge duidelijk zijn dat de nauwkeurigheid stijgt naarmate de stapgrootte kleiner is. De werkelijke stapgrootte wordt middels een algoritme bepaald a.d.h.v. aantallen compartimenten e.d., het is niet relevant om de gebruiker daarmee te confronteren. Daarom wordt de nauwkeurigheidsinstelling middels een index opgegeven, waarbij 0 de minste en 100 de grootste nauwkeurigheid representeert. Nu zal men de neiging hebben om de grootst mogelijke nauwkeurigheid te kiezen, maar dat gaat vanzelfsprekend ook gepaard met een langere rekentijd. Welke nauwkeuirgheidindex nodig is in het algemeen is niet te zeggen, behalve van uw geduld hangt dat nl. ook van de scheepsindeling af. Om een indruk te geven kan men zich twee extremen voorstellen, de ene uiterste is een bak met een volkomen rechthoekige indeling. Omdat het programma minstens op elke (sub-)compartimentsgrens al een integratiestap neemt wordt elke ruimte al compleet in rekening gebracht, de uitkomst zal dus (bij benadering) onafhankelijk van de nauwkeurigheidsindex zijn. Bij schepen met schuine schotten speelt het aantal integratiestappen echter wel een rol, ter illustratie hebben wij als andere uiterste een bak genomen met slechts één langsschot, wat extreem getordeerd is. De behaalde indelingsindex A als functie van de nauwkeurigheidsindex in geschetst in de figuur. Vanzelfsprekend zal in de realiteit de kwantitatieve invloed van deze index zich ergens tussen deze twee uitersten in bewegen.
Indien hier ‘ja’ is ingevuld worden schadegevallen gegenereerd met inachtname van de horizontale onderverdeling (dekken) tussen de compartimenten. Met ‘nee’ worden de horizontale verdelingen niet in rekening gebracht, en lopen alle gegenereerde schadegevallen van de basislijn tot boven het bovenste dek, met deze instelling zal het aantal schadegevallen dus lager zijn.
Als er compartimentsverbindingen zijn gedefinieerd (zie daarvoor Definieren van compartimentsverbindingen) dan kan bij de onderhavige optie worden opgegeven dat het programma tijdens het genereren van schadegevallen het vollopen van compartimenten via pijpen moet modelleren d.m.v. complexe tussenstadia van vervulling. De optie is alleen relevant bij de (pre-2021) methode van complexe tussenstadia, zie daarvoor Complexe tussenstadia van vervulling (voor 2023).
Voor verificatiedoeleinden worden de bijdragen van alle numerieke integratiestappen ook in de tussenresultatenfile opgenomen (Indien de ‘multithreading’ functie van PIAS actief is dan worden meerdere numerieke integratieslagen gelijktijdig uitgevoerd. Het gevolg is dat de hier bedoelde tussenresultaten niet synchroon worden opgenomen in de tekstfile met tussenresultaten. Indien die synchroniciteit gewenst is dient multithreading uitgeschakeld te worden, daarvoor kan de externe variabele no_multithreading worden gebruikt, zoals besproken in Fairway). Bij een grote nauwkeurigheidsindex kunnen zeer veel integratiestapjes gebruikt worden, en kan de tekstfile derhalve tot enorme proporties uitgroeien. Om dat te voorkomen kan hier opgegeven worden dat die integratiestapjes niet in de tekstfile moet worden opgenomen.
De tekstfile, zoals besproken bij de voorgaande optie, is bedoeld voor menselijke interpretatie. Voor analyse van berekeningsresultaten kan het ook handig zijn om de belangrijkste cijfers in een spreadsheet ter beschikking te hebben. Als dat bij deze optie wordt opgegeven dan worden deze in een .CSV (Comma Separated Values) bestand weggeschreven. Zo'n bestand kan met de meeste spreadsheets kan worden ingelezen. Overigens kan de spreadsheetfile alleen maar aangemaakt worden als de hieronder besproken instelling (benut ongewijzigde resultaten van eerdere berekeningen) ‘uit’ staat. De reden daarvoor is dat alle resultaten natuurlijk wel daadwerkelijk berekend moeten worden, alvorens ze in het spreadsheet opgenomen kunnen worden.
Ter vergroting van de doorvoersnelheid houdt deze module op de achtergrond een heleboel resultaten van eerdere berekeningen in geheugen, die bij vervolgberekening weer opnieuw gebruikt kunnen worden. Zo worden bv. van elk lekgeval de KNsin(φ) waardes opgeslagen, zodat bij een eventuele toekomstige wijziging van alleen KG' de GZ in lekke toestand heel snel bepaald kan worden. In het algemeen is het aan te raden om van dit mechanisme gebruik te maken, maar als men dat om wat voor reden niet wil dan kan dat bij deze optie opgegeven worden.
Er kunnen schetsen van schadegevallen worden getekend. Bij de onderhavige optie kan worden opgegeven of deze staand of liggend moeten zijn.
Hier kunnen de gegevens voor de diverse componenten van het hellend moment worden opgegeven, die voor de berekening van passagiersschepen relevant zijn.
In Berekeningswijze, instellingen en scheepsparameters waren de indelings- en ledige diepgang al opgegeven, de berekeningsdiepgangen liggen hiermee vast. In het onderhavige menu kan men voor elke berekeningsdiepgang het volgende invullen:
Deze module is ook geschikt om de probabilistische lekstabiliteit voor hopperschepen met gereduceerd vrijboord te berekenen, volgens de voorschriften van de ‘Agreement for the construction and operation of dredgers assigned reduced freeboards’, beter bekend als Richtlijn dr-68. Zie voor alle details van de hopperstabiliteit Probabilistische lekstabiliteit.
Volgens SOLAS 2009 & 2020 moeten de verschillende soorten ruimtes bij verschillende diepgangen worden verrekend met verschillende permeabiliteiten (μ). De bij de soorten ruimtes horende μ's kan met bij de onderhavige menuoptie bekijken. Overigens zal men in de module Layout de juiste ruimtesoort aan een compartiment toe moeten kennen, waarbij men zich er ook van moet vergewissen dat alle subcompartimenten die bij zo'n compartiment horen hun ‘Autopermeabiliteit’ op ‘Ja’ hebben staan, anders wordt alsnog de statische μ gebruikt.
De permeabiliteitenlijst van Bekijken van schema van standaard permeabiliteiten dekt die soorten ruimtes die in SOLAS 2009 & 2020 expliciet gedefinieerd zijn. Eventuele andere categoriën van ruimtes kunnen in aanvulling daarop bij deze optie worden opgegeven.
Deze functie werkt samen met PIAS' systeem voor complexe tussenstadia, waarvan de ontwikkeling in 2021 is bevroren omdat toen een capabeler systeem ontwikkeld is, genaamd Consecutive flooding. Bij gebruik daarvan is deze specifieke Probdam functie niet meer nodig, en zodoende is deze dan inactief. Voor meer toelichting zie Achtergrond van hulpmiddelen t.b.v. scheepsinterne verbindingen in PIAS.
Bij deze optie kan voor elk compartiment worden opgegeven welke andere compartimenten vervullen bij schade aan het onderhavige compartiment. Hierbij moet men met name denken aan vollopen via pijpen die bij schade kapot gaan. Dit menu bestaat uit een matrix van verbindingen, tussen alle compartimenten, waar in de eerste kolom alle compartimenten gekoppeld zijn aan een nummer welke correspondeert met de nummers in kop regel. Door deze nummers is het duidelijk welke twee compartimenten met elkaar worden verbonden. De verbinding tussen de twee compartimenten is ook tekstueel terug te vinden in de statusregel.
Bij bijna elke cel kan voor twee compartimenten een tweetal verbindingen worden opgegeven door middel van de ‘Verbindingen popup’. Alle instellingen in de popup worden hieronder, aan de hand van het compartimentsverbindingenmenu, nader toegelicht. Naast de popup kan ook via de toetsen <O>, <P> en <A> respectivelijk een ‘Open’, ‘Pijp’ of ‘A-schot’ verbinding tussen beide compartimenten worden gemaakt.
Door op een compartimentsnaam — in de tweede kolom — te dubbelklikken opent een menu waar alle verbindingen van en naar het geselecteerde compartiment gedefinieerd kunnen worden. Per verbinding moet worden opgegeven of deze bestaat door middel van ‘Geselecteerd’. Als een dergelijke verbinding bestaat dan moet het type verbinding gedefinieerd worden, dit kan één van de volgende types zijn:
Daarnaast kan men nog opgeven of de verbinding altijd bestaat, of slechts na het overschrijden van een bepaalde waterhoogte op een zeker punt. Dat laatste kan bv. het geval zijn bij een halfhoog schot. In zo'n geval moet men ‘Kr.pnt’ — een afkorting van Kritiek Punt — op ‘Ja’ zetten, en bij Lkrit, Bkrit en Hkrit resp. de lengte-, breedte- en hoogtecoördinaat van dat punt opgeven. Naast het ‘Kritieke punt’ kan men ook nog opgeven of de verbinding getoets moet worden aan de criteria voor het tussen of eind stadium van vervulling. Normaliter staat deze instelling op Nee, maar in sommige situaties kan het gewenst, of verplicht, zijn om aan de criteria van het eind stadium te toetsen. Let op, als er volgens de regelgeving geen criteria voor de tussenstadia zijn - bijvoorbeeld voor vrachtschepen onder SOLAS 2009 - zal altijd aan de criteria voor het eindstadium getoetst worden.
In dit menu bevind zich ook nog een ‘Kopieer’ kolom waarmee de gehele verbinding tussen de te verbinden compartimenten gekopieerd kan worden. Normaal gesproken geldt het volgende voor een verbinding; als het ene compartiment, zeg compartiment A, met een ander compartiment, zeg compartiment B, verbonden is, dan wil dat nog niet zeggen dat B ook automatisch met A verboden is. In werkelijkheid hoeft dat namelijk ook helemaal niet zo te zijn omdat bv. de verbinding kan ontstaan doordat in compartiment A een pijpleiding gelegen is die bij beschadiging veroorzaakt dat B volloopt. Omgekeerd is dat mechanisme er helemaal niet, dus bij schade aan A wordt B ook lek, maar bij schade aan B wordt A niet lek. Als zich tussen A en B een permanente opening bevindt dan dient men dus bij B expliciet op te geven dat A ook vollloopt. Deze expliciete opgave kan uithanden worden genomen door het kopiëren op ‘Ja’ te zetten. Hier valt nog op te merken dat in de verbindingen popup, van het matrix menu, iets selectiever gekopieert kan worden.
De hier opgegeven gegevens worden uitsluitend gebruikt bij het genereren van schadegevallen, dat wil zeggen dat deze gegevens bij de berekening niet zelfstandig gebruikt worden, maar bij het genereren worden verwerkt in ieder individueel schadegeval. Bij wijziging van de gegevens zullen de schadegevallen dus opnieuw gegenereerd moeten worden.
Over deze optie vallen nog twee opmerkingen te maken:
| Stadium | A | B | C |
| 1 | 100 | 0 | 0 |
| 2 | 100 | 100 | 0 |
| Eind | 100 | 100 | 100 |
In PIAS zijn compartimenten gedefinieerd, dat zijn de werkelijke omsloten ruimtes in het schip. In een schip zijn echter vaak op een minder gedetailleerd niveau ‘primaire ruimtes’ of ‘zones’ aan te wijzen; er kunnen zich dan meerdere compartimenten in zo'n zone bevinden. Een voorbeeld van zo'n zone kan de machinekamer zijn, ongeacht de precieze indeling in de vele verbruikscompartimenten. Een zonegrens is dus een abstract begrip het hoeft niet altijd te vallen met een fysiek schot. Zonegrenzen kunnen worden opgegeven voor twee doeleinden:
Met deze optie verschijnt er een invulscherm waarmee men losse aantekeningen over de berekening kan maken. Deze aantekeningen worden bij de berekening bewaard, er kan ook worden gespecificeerd of deze bij de uitvoer moeten worden afgedrukt.
Behalve van de indeling is de behaalde indelingsindex A ook afhankelijk van het zwaartepunt in hoogte KG'. In het algemeen zal de index stijgen bij dalende KG', er is dus één KG' waarvoor A precies gelijk aan R is. Met deze optie wordt die kritieke KG' opgespoord. Van belang daarbij is dat er meerdere diepgangen met bijbehorende KG's in het spel zijn en er is geen algemene regel te poneren die aangeeft hoe de KG' variatie over de diepgangen verdeeld moet worden. Daarom moet de gebruiker één diepgang aanwijzen waarop de KG' bepaald wordt, dat kan bij Diepgangen, trimmen en KG's.
Met deze optie worden alle gedefinieerde schadegevallen weggegooid, en worden alle mogelijke (tot een maximum van 5000) schadegevallen gegenereerd. Dit kan, met name bij een groot aantal schadegevallen, nogal wat tijd in beslag nemen, die door het gebruik van multithreading aanzienlijk kan worden verminderd. zie Snelheidsverhogende mechanismen in PIAS: PIAS/ES De naamgeving van de schadegevallen is afhankelijk van de keuze van ‘Identificatie compartiment in tankschetsen’, zoals besproken in Instellingen voor compartimenten en tanktabellen :
Met de (sub-)compartimentsmethode wordt de voortgang getoond in de Multithreading taakmonitor. Schadegevallen worden gegenereerd van de voor- naar de achterzijde van het schip en per thread wordt getoond vanaf welke voorste grens schades wordt gegenereerd. Bij de (sub-) compartimentsmethode is het zo dat de schadegevallen die met deze optie gegenereerd worden alleen gebaseerd zijn op de compartiments-geometrie. De initiële schadegrenzen worden dus bepaald door de uiterste compartimentsgrenzen. Tijdens de lekberekening worden a.d.h.v. alle criteria de werkelijke schadegrenzen bepaald. Hierdoor kan het voorkomen dat gegenereerde schadegevallen uiteindelijk niet binnen de gestelde beperkingen kunnen bestaan, vooral de indringingsbeperkingsregel b1/b2 heeft hier invloed op. Als een schadegeval niet kan bestaan wordt de waarschuwing ‘Damage impossible’ in de file met tussenresultaten geschreven, zie ook Waarschuwingsmededelingen.
Met de vorige optie worden bestaande schadegevallen verwijderd en worden nieuwe schadegevallen gegenereerd. De onderhavige optie genereert ook schadegevallen, maar zodanig dat de bestaande niet worden weggegooid. De nieuwe schadegevallen worden dus aan de oude toegevoegd. Hier moet men vier selectiecriteria opgeven :
Met deze optie werden complexe tussenstadia gegenereerd waarbij compartimenten onder een door de gebruiker aangegeven grens een stadium van vervulling van 0% hebben. Deze optie kon o.a. gebruikt worden voor het simuleren van minor damages. Na december 2021 worden de hoge subschades tijdens de berekening bepaald en berekend. Bij het definieren van de schadegevallen kan opgegeven worden of dit uitgevoerd moet worden.
Deze optie, waarmee schadegevallen gesorteerd kunnen worden, is alleen relevant voor de (sub-)compartimentenmethode, ze staat los van de zonemethode als aparte berekeningswijze van de kans van optreden Ten behoeve van het sorteren dienen de zonegrenzen ( Definiëren van zonegrenzen) gedefinieerd te worden. Bij het sorteren worden die schadegevallen die allen in dezelfde zone vallen bij elkaar geplaatst, en worden subtotalen per zone en groepen van zones afgedrukt. Het is wel van belang dat men zich realiseert dat het berekeningsproces van PIAS door het opgegeven van zones niet verandert. Het betreft hier uitsluitend een sortering die na de berekening plaats moet vinden. Bij het sorteren wordt gevraagd of de schadegevallen een nieuwe naam moeten krijgen. Wordt die vraag bevestigend beantwoord, dan krijgt elk schadegeval een naam in de vorm van K.L.M.N, waarin:
Bij de (sub-)compartimentsmethode dient de gebruiker de schadegevallen (waarbij een schadegeval een combinatie is van één of meer lek geraakte compartimenten) die in het schip op kunnen treden te specificeren, dat kan met de onderhavige optie gebeuren, die in belangrijke mate besproken wordt bij Invoeren en bewerken van schadegevallen. In aanvulling daarop zijn hier bij de probabilistische lekstabiliteit een aantal extra kolommen opgenomen in het tekstvenster:
Als een nieuwe berekening wordt uitgevoerd, kunnen de eerder exact bepaalde schadegrenzen soms een beetje wijzigen. De afgedrukte waarden vormen de initiële waarden voor de nieuwe berekening van de schadegrenzen. Als deze initiële waarden voor twee opeenvolgende berekeningen verschillen, kunnen de uiteindelijke schadegrenzen soms ook enigszins verschillen, zie ook Het laten berekenen van de schadegrenzen.
Omdat de kans op overleven bij schade de som van de kansen bij alle schadegevallen is, moeten alle schadegevallen normaliter meegerekend worden. De kolom ‘Slct’ moet dan voor elk schadegeval met ‘Ja’ ingevuld zijn. In bepaalde (onderzoeks-)gevallen zou het handig kunnen zijn om een schadegeval tijdelijk niet in de berekening mee te nemen. Een schadegeval wordt niet meegerekend met ‘Nee’ in de kolom ‘Slct’.
Indien men op een schadegeval gaat ‘staan’ en <Enter> intoetst komt men in het menu waar wordt opgegeven welke compartimenten (zoals deze bij Layout gedefinieerd zijn) er gelijktijdig lek worden bij het onderhavige schadegeval, ook dat is beschreven bij Invoeren en bewerken van schadegevallen. In het kader van de probabilistische lekstabiliteit staat hier echter nog een extra kolom, ‘geldig voor prv’, die normaliter met ‘ja’ gevuld, wat betekent dat het betrokken compartiment meegerekend wordt bij de bepaling van de kansen op lek raken pi, vi en ri. Indien die kolom met ‘nee’ gevuld wordt dan wordt het compartiment niet meegerekend bij de bepaling van de kans op schade, maar natuurlijk wel meegerekend als lek compartiment. Deze kolom moet dus met ‘nee’ gevuld worden als het compartiment zich niet in het schadegebied bevindt maar wel lek raakt, bv. als het compartiment middels een pijp met andere compartimenten verbonden wordt die zich wel in het schadegebied bevinden.
Zoals eerder vermeld is in de module Benut ongewijzigde resultaten van eerdere berekeningen een mechanisme aanwezig waardoor de resultaten van ongewijzigde, reeds berekende schadegevallen bewaard blijven. Met dit mechanisme kan de rekentijd bij herhalingsberekeningen met kleine variaties sterk verkort worden omdat alleen die gevallen die daadwerkelijk gewijzigd zijn opnieuw doorgerekend worden. De module houdt intern automatisch een boekhouding van compartimenten, schadegevallen en intacte gegevens bij. Een voorwaarde voor een correcte boekhouding is wel dat de klok in de computer altijd de juiste tijd aangeeft. Als de gebruiker bewust alle deze tot nu toe berekende resultaten wil verwijderen dan kan dat met deze optie.
Met deze optie worden alle complexe tussenstadia van vervulling verwijderd (zie Complexe tussenstadia van vervulling (voor 2023) voor de bespreking van het ‘complexe tussenstadia’ mechanisme).
Schadegevallen met een negatieve kans van optreden verlagen de behaalde indelingsindex A. Met deze optie kunnen ze verwijderd worden. Bij de (sub-)compartimentenmehode wijzigt hierna overigens de hele schadegevallenconstellatie, en dus het hele schema van schadegevallenaftrek, waardoor er weer andere gevallen een negatieve kans zouden kunnen krijgen.
Schadegevallen met een niet-positieve ai worden verwijderd. Deze optie kan beter niet gebruikt worden als naderhand de KG' verlaagd zou kunnen worden. Schadegevallen met een overlevingskans van nul worden bij deze optie immers verwijderd, terwijl het best zou kunnen dat bij een lagere KG' de overlevingskans positief zou zijn.
Met deze optie worden simpelweg alle schadegevallen verwijderd.
Met deze optie wordt de berekening gemaakt en afgedrukt. Dat kan, zeker bij een flink aantal schadegevallen, een behoorlijke tijd duren. Deze tijd kan significant verkort worden door gebruik te maken van multithreading, zie Snelheidsverhogende mechanismen in PIAS: PIAS/ES.
De voortgang van de berekening wordt getoond in de Multithreading taakmonitor. Hier wordt per thread getoond welk schadegeval berekend wordt, de start-, en verstreken tijd en de status van het thread
Een voorbeeld van de uitvoer van een droog ladingschip is weergegeven in Bijlage 4: uitvoer van een probabilistische lekstabiliteitsberekening van een droog-ladingsschip, en dat van een hopperschip (volgens dr-68) in Bijlage 5: uitvoer van een probabilistische lekstabiliteitsberekening van een hopperschip.
In deze uitvoer is pi de kans van aanvaren van een schadegeval, dus inclusief het effect van reductiefactor r (ter verrekening van de dwarsscheepse indringing) en de reductiefactor v (ter verrekening van horizontale waterdichte indeling boven de waterlijn). Overlevingskans si, zoals die op de uitvoer wordt weergegeven, is de pure overlevingskans, gebaseerd op de eigenschappen van de GZ-curve in lekke toestand. Dit is een iets andere groepering dan in de voorschriften wordt gebruikt — want daar wordt p×r samen “kans op lekraken” genoemd en s×v “overlevingskans” — maar dat is een beetje ongelukkige formulering omdat aanvarings- en overlevingskansen daarbij een beetje door elkaar worden gehusseld. Voor de einduitkomsten maakt de groepering echter niks uit, omdat de bijdrage ai aan de Attaineed Subdivision Index A in alle gevallen gewoon p×r×v×s is.
Zoals reeds vermeld bewaart het programma, ter maximale verkorting van de doorlooptijd, intern resultaten van eerdere berekeningen. Onder de voorwaarde dat de onderliggende scheepsgegevens niet gewijzigd zijn kunnen deze geheel of gedeeltelijk opnieuw gebruikt worden bij vervolgberekeningen. Dat mechanisme kan ervoor zorgen dat daar waar een eerste berekening uren kan duren, de herhaalde, identieke, berekeningen in een paar minuten afgerond kunnen zijn.
Merk op dat aan het einde van de tabel met schadegevallen, in de uitvoer, de som van alle kansen op lek raken p wordt afgedrukt. Deze som, Σp, representeert de ‘totale kans op lek raken bij lek raken’ en geeft een indicatie of de gespecificeerde schadegevallen correct en compleet zijn. Er zijn drie mogelijkheden:
Helaas is de praktijk vaak sterker dan de leer, en wordt ook bij een correcte verzameling aan schadegevallen de Σp vaak helemaal niet precies 1. Dus in de praktijk zijn we al tevreden als deze daar in de buurt ligt, bv. tussen de 0.9 en 1.13 — of 1.15, of 1.17, deze grens is niet hard.... Dit fenomeen speelt met name bij de (sub-)compartimentenmethode, en wordt toegelicht in [2], [3] en [8].
Tenslotte kan nog worden opgemerkt dat in voorschriften naast de probabilistische criteria nog aanvullende deterministische eisen opgenomen kunnen zijn, maar daar toetst dit programma niet op, daar moet men aparte deterministische lekberekeningen (met Loading) voor maken. Bijvoorbeeld art. 25-6.2 van SOLAS 1992 schrijft in wezen voor dat elke voorpiekschade overleefd moet worden met s=1 (d.w.z. GZMAX ≥0.10 m, bereik ≥20° en θstatisch ≤25°). Dat daar niet aan getoetst wordt deelt het programma mee door op de uitvoer te vermelden “Er is niet getoetst of aan SOLAS art. 25-6.2 voldaan is”.
Deze opties zullen voor zich spreken. Met de eerste wordt de berekening alleen uitgevoerd, en wordt niks afgedrukt. Met tweede worden de van de laatste berekening beschikbare resultaten (nog eens) afgedrukt.
Complete berekeningsresultaten kunnen door hun omvang vrij onoverzichtelijk zijn. Het zou overzichtelijker kunnen zijn de resultaten te groeperen in zones. Als men m.b.v. Definiëren van zonegrenzen dwarszonegrenzen heeft opgegeven, dan kan m.b.v. onderhavige optie de uitvoer in zones worden gerangschikt en afgedrukt, Bijlage 6: groeperen uitvoer in zones geeft een voorbeeld. Dit groeperen binnen zones kan worden gebruikt bij de zone- en (sub-)compartimentenmethode. De numerieke integratiemethode kent ter principale geen harde schadegevalgrenzen, en dientengevolge kan ook niet worden vastgesteld in welke zone een schadegeval zich bevindt.
Bij de uitvoering van de berekeningen worden veel tussenresultaten gegenereerd. Om de mogelijkheid te bieden een bepaalde berekening te analyseren of te verifiëren, worden deze tussenresultaten opgeslagen. Met deze optie kunnen de tussenresultaten bekeken worden. Alleen de tussenresultaten van de laatste berekening zullen via deze optie beschikbaar zijn (het bestand zal worden herschreven wanneer een nieuwe berekening wordt uitgevoerd). Indien de gebruiker dit wenst, kunnen deze tussenresultaten worden opgeslagen.
Wanneer de optie: Benut ongewijzigde resultaten van eerdere berekeningen, wordt gebruikt en PIAS de resultaten van eerdere berekeningen gebruikt, wordt dit in de tussenresultaten vermeld in plaats van de volledige gegevens voor de betreffende schadegevallen. Wanneer u tussenresultaten met alle informatie nodig heeft, moet deze optie niet worden gebruikt of de ongewijzigde resultaten van eerdere berekeningen expliciet worden verwijderd zie Verwijderen van alle resultaten van eerdere berekeningen.
Hier kunnen backups van de Probdam gegevens worden gemaakt en weer teruggezet. Ook bevindt zich hier de optie ‘Stop module zonder opslaan’. Zie voor de details Gegevensopslag en backups.
Er is een directe relatie tussen compartiments- en schadegrenzen, maar als men van de zonemethode gebruik maakt dan zal de gebruiker zelf de zonegrenzen op moeten geven, zodat geen gebruik kan worden gemaakt van de reeds beschikbare compartimentsgeometrie. Bij de compartimentenmethode (evenals bij de subcompartimentenmethode, zie Berekeningswijze kans van optreden voor een overzicht van deze methodes) wordt de relatie wel benut, zodat de schadegrenzen daar automatisch bepaald kunnen worden. Hiervoor wordt een zoekalgoritme gebruikt wat ‘speelt’ met de schadegrenzen, zodat:
Overigens kunnen er best meerdere schadegrenzen zijn die allemaal op een correcte manier de bedoelde compartimenten lek maken, en die allemaal min of meer dezelfde grootte hebben. Daar wordt er dan “bij toeval” één van gekozen. Het kan zelfs zijn dat de ene keer een iets andere combinatie van schadegrenzen wordt gevonden dan de andere keer, daar kunnen twee redenen voor zijn:
Het is in elk geval niet verontrustend, ze kunnen (en zullen) immers allebei correct zijn. Sterker nog, door toepassing van dat genetische algoritme kan het soms zijn dat de ene keer de schadegrenzen van een lekgevel net wel gevonden worden, en een andere keer net niet. Zou dat meer consistent gemaakt kunnen worden? Wel zeker, maar alleen maar tegen een serieuze verlenging van de rekentijd, wat een (te) hoge prijs zou zijn om te betalen voor dit vrij zeldzame verschijnsel bij schadegevallen met een marginaal effect.
Het kan soms voorkomen dat er tijdens het rekenen een melding van Windows komt dat het programma niet meer reageert. Die melding is onjuist en kan genegeerd worden, zie voor de achtergrond hiervan de eerste vraag bij Veel gestelde vragen. Wel zinvolle waarschuwingen kunnen in de tekstfile met tussenresultaten (de .PD0 file) worden afgedrukt, deze hebben de volgende betekenis:
