Abschlussbericht: Simulationsanwendung unter Beachtung von Trimm- und Tiefgangänderungen zur effektiven Schiffssteuerung und Verbesserung der Handlungssicherheit in Gefahrensituationen

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Abschlussbericht: Simulationsanwendung unter Beachtung von Trimm- und Tiefgangänderungen zur effektiven Schiffssteuerung und Verbesserung der Handlungssicherheit in Gefahrensituationen
Autor Knud Benedict, Michael Gluch, Gerd Milbradt, Matthias Kirchhoff
Art Abschlussbericht
Erscheinungsjahr 2017
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Die Schiffsleitung und letztendlich der nautische Schiffsoffizier auf der Navigationsbrücke, müssen zur sicheren und effektiven Realisierung des Gütertransports das hochkomplexe maritime Verkehrssystem Schiff unter allen möglichen externen und internen Bedingungen zuverlässig bedienen. Das gilt insbesondere für die sichere Durchführung von Fahrmanövern, bei denen aufgrund der vielfältigen Interaktionen zwischen den Systemkomponenten zur Unterstützung des Operateurs Assistenzsysteme entwickelt und installiert werden sollen. Diese Systeme werden in der Regel dann benötigt, wenn das Wissen und insbesondere die Erfahrung des Schiffsführers an ihre Grenzen stoßen, z.B. aufgrund von unzulänglichen oder fehlenden Messwerten und Anzeigen sowie durch die begrenzte menschliche Sensibilität, so dass die Bewegungs- und Zustandsänderungen des Schiffes nicht mehr quantifiziert werden können. Die daraus resultierenden potentiellen Fehleinschätzungen sind nicht zwangsläufig verknüpft mit den mangelnden Fähigkeiten des Einzelnen, sondern resultieren aus notwendigen, vereinfachten Betrachtungsweisen der komplexen Zusammenhänge. Um die Vorhersagegenauigkeit der Modelle zu erhöhen und diese damit für eine Anwendung an Bord tauglich zu gestalten, ist es erforderlich, dass von den Trimm- und Tiefgangbedingungen abhängige Bewegungsverhalten in den Simulationsrechnungen nachzubilden. Dieses Forschungsvorhaben hatte die Erarbeitung und Testung von Möglichkeiten zum Ziel, gestörte und ungestörte Schwimmlagen von Schiffen gleichermaßen in einem Schiffsmodell abzubilden. Die theoretischen Ansätze wurden auf Basis umfangreicher Datenerhebungen aus Manövern realer Schiffe entwickelt und verifiziert. Die zu entwickelnden Methoden und Programme versetzen durch die verbesserte Abbildung bzw. Nachbildung des realen Manöververhaltens eine Schiffsführung in die Lage, das Spektrum verfügbarer manövertechnischer Handlungsalternativen exakter zu bestimmen und damit sowohl die Schiffssicherheit als auch den Umweltschutz weiter zu verbessern. Die Erfahrungen aus diesem Forschungsvorhaben fließen in die Aus- und Weiterbildung ein. Damit stellt das Vorhaben ein Bindeglied zwischen den Erfahrungen an Bord der Schiffe der Forschungspartner und der Ausbildung der Studenten sowie der Weiterbildung des bereits zur See fahrenden Personals dar. Die verbesserten Modelle und Methoden waren innerhalb des Forschungsprojektes in bestehende, auf „Fast Time Simulation“ (FTS) basierende Prädiktionslösungen zu integrieren. Gegenstand des Projektes waren daher die Erforschung der tatsächlichen, quantifizierten Auswirkungen von Trimm- und Tiefgangänderungen (T&T-Änderungen) auf das Manövrierverhalten sowie die Entwicklung und Untersuchung von Methoden zur Verbesserung von Bewegungs-/Simulationsmodellen. Untersuchungen hinsichtlich der Anwendung der Forschungsergebnisse für die studentische Aus- und die berufliche Weiterbildung und deren potentielle Übertragbarkeit in den realen Schiffsbetrieb rundeten die Aufgabenstellung ab.