ABB Ability OCTOPUS八爪鱼船舶咨询系统提升效率及安全性
2022-07-26 13:55 | ABB船舶与港口 配套动态
ABB Ability™ OCTOPUS八爪鱼船舶咨询系统的预测功能可用于监控和预测船舶运动,以应对航运业中至关重要的安全和效率挑战。
著名行业分析师Theo Notteboom、Athanasios Pallis和Jean-Paul Rodrigue在出版的报告《港口经济、管理和政策》中表示,全球集装箱港的吞吐量从1980年的3600万标准箱增长到2019年的超过8亿个标准箱。这数据表明集装箱及其规模经济正在持续推动全球化进程,而安全专家也深知这一点。虽然从船侧跌落海中的集装箱的数量相对较少,但是从绝对的意义上说,该数量也有所上升。
每年在任意给定的时刻里,都有大约600-700万个集装箱在水上航行,而在途中丢失的集装箱估计有1500个,当然,这个比例处于中等水平。也就是说,其中的一些损失会导致令人瞩目的重大事故。
岸端可通过船队数据收集和分享平台Fleet Portal对关键航次及其相关运动数据或超出最大允许运动的情形进行分析
任何损失都会造成重大的后果。除了短期的财务成本外,还会有商誉风险,而且对环境的影响也令人担忧,尤其是在所运载的货物属于危险品时。与此同时,集装箱 – 无论是漂浮着还是沉没到狭窄水域的海底里,都会对航行安全构成威胁。
目前,货物的固定方式比以往受到更密切的关注,同时与集装箱的装载重量有关的法规也已经陆续实施。然而,虽然集装箱可以承受压缩力和剪切力,但是恶劣的天气仍然会带来极端的垂直载荷,从而造成堆垛底部的结构失效。由此产生的高横向载荷会切断捆绑带和角件,从而使堆垛边缘的集装箱倒塌。
读懂波浪
考虑到作用在堆垛中的集装箱的力是由船舶响应当时的情况引起的,监控和预测船舶运动的能力为集装箱船带来显而易见的优势。在现实中,船舶并非完全刚性的,因此船舶的结构不会因船体所受的载荷变化而发生弯曲。此外,某些计算的准确性也有限。然而,当船舶上广泛分布的三个或以上位置上进行测量时,可以避免这个问题。这种类型的运动监控可作为量化因在测量时的波浪条件下过度加速而丢失集装箱的风险的依据。这就是船舶操作性能管理套件ABB Ability OCTOPUS八爪鱼船舶咨询系统关键的、备受认可的功能。
如果检索有关船上任意集装箱位置处的加速度的历史时间序列数据的能力在事故调查时显然很有用,而且在能够预测运动和加速度时,监控的真正价值对于确保当前的状况安全来说很明显,那么可以使用数据来实现更安全的运营。
天气预测(包括海况)是预测船舶运动以及由此对其货物产生的作用力的基础。凭借对海况的准确了解,船长可以避免使船舶运动可能变得更剧烈的区域。然而,仅考虑浪高还未够,因为波周期和浪向相对船舶航向的分布对加速度级的影响大于单纯的浪高。
以最大程度地减少集装箱位置处的加速度为目的的波浪预测解释是一项非常复杂的、不能由人工执行的任务,而防护货物以免其受到过量载荷则可以通过使用被称为‘船舶响应预测’的自动化过程来完美地做到。在这一过程中,浪向预测被转化为船舶运动预测。了解船舶如何在不同海况下作出响应对该过程至关重要。因此逐步记录船舶在各种浪向、波周期和浪高的运动,考虑船速和装载工况,并将其保存在数据库中。
OCTOPUS的保护范围
正是支持航次计划中的实时决策和执行的能力令重载船船东日益转向OCTOPUS。实际上,据ABB估计,目前全球运营的半潜式重载船中,大约90%使用了这个系统。
除了为用户提供详细的当前状况信息外,OCTOPUS还可帮助识别与航行或船速变化时的船舶运动有关的风险。对船舶在所有航向和船速下的运动(横摇和纵摇)进行计算,并将计算结果与上限进行比较。在船载显示器上,红色区域表示至少有一个规定的极限值被超过的情况,而琥珀色区域表示运动可接受但接近极限值的情况;绿色区域表示航行状况有利。
这种类型的船舶运动风险管理已经成为项目货物市场上强大的安全工具。在这个市场上,重载船运输的是庞大且笨重的货物,如风力涡轮机零件和自升式海上钻井平台。此类结构的巨大规模意味着它们承受的加速度和应力远比集装箱堆垛所承受的极端,尽管集装箱船已经非常庞大。
参考案例包括挪威重载运输专家OHT的全部五艘现有项目货物运输船。OHT介绍了对其运营至关重要的船舶运动计算和控制。
尽管项目货物运输航次提前精心计划好,但是由于海上的天气系统发展迅速,可能需要更改计划。三脚架、导管架和风力涡轮机的巨大尺寸只是一个问题。OHT的客户在运输结束后通常会索要加速度日志,以便评估货物疲劳。而且,在过去,货物的运输商和安装商是不同的当事方,而现在一个公司越来越能够履行这两种职能。
相比之下,荷兰公司Roll Group 10年来一直使用OCTOPUS,而其最新船舶“BigRoll Biscay”号也采用这个解决方案,以保护其高价值的有效载荷。这艘146米长、12,285载重吨的模块运输船允许采用滚装或吊装的方式装载货物,并在2020年年初成为了Roll Group船队的一部分。“BigRoll Biscay”号的订单进一步深化了ABB和Roll Group自2009年以来的合作关系,当时双方签订了ABB Ability™OCTOPUS八爪鱼船舶咨询系统的第一个合同。
BigRoll Biscay模块运输船
了解风向
除了提升安全性外,基于OCTOPUS平台的船舶响应预测还提高了效率。据Roll Group的高级项目经理Joep Janssens称,这个解决方案不仅最大程度地减少了“BigRoll Biscay”号及其货物所面临的“环境力”,而且还降低了油耗,有助于减少排放。”
此外,ABB在船舶流体动力学方面的专业知识确保了OCTOPUS在越来越多船型中的应用,其中包括风电安装船。在这种类型的船舶中,船舶运动最小化和操作窗口最大化之间存在直接的关系。Louis Dreyfus Armateurs的一艘即将下水的船舶将使用OCTOPUS。这艘船舶服务于世界最大的海上风电场以及其他项目。
OCTOPUS用户界面采用红色、橙色和绿色的不同标题区进行显示,有助于航次规划,最大程度减少货物损坏或损失风险
另外,OCTOPUS还将为欧盟支持的、影响深远的“亚特兰蒂斯项目”研究计划作出关键贡献。这项计划是在大西洋上开发新的风电场,一个在葡萄牙维亚纳堡的海岸边,另一个在远海。最新开发的OCTOPUS模块将提供可行性建议,帮助岸基操作人员优化从港口到风电场的任务计划,削减陆地与风电场之间的转运时间,并减少船舶等待时间和现场工作时间。
新模块将考虑船舶和人员的操作限制,并评估远程操作型水下航行器 (ROV)、无人水面航行器和无人空中航行器的部署机会。这成为行业第一,因为它使岸上用户能够根据船舶、船员和设备在其所面临的条件下的表现规划海上作业。这是向远程决策迈出的重大一步:在不利天气或恶劣海况下,可能需要中止任务或水下航行器下水,以避免部署无效或情况恶化。在安全和效率方面有明显的优势。
虽然OCTOPUS套件的新增产品是为亚特兰蒂斯项目而开发,但是这个咨询系统将不止应用于一个行业。ABB的愿景是开发模块,服务多个行业,如邮轮业和海上油气业。其中在邮轮业中,模块可用于规划短途航线,而在海上油气业中,模块可用来规划钻井平台和浮式海上钻井单元的供应作业。
OCTOPUS运动监控功能帮助船上工作人员在超出最大允许运动和加速度时采取即时行动
“Edda Fides”号居住船已选择OCTOPUS咨询系统为其提供步桥安全提示,最新模块证明,OCTOPUS不仅为航运业迫切需要解决的集装箱堆垛安全问题提供了直接的方案,同时,OCTOPUS还能够为每个船型找到更平稳、更安全、更高效的航向。
“Edda Fides”号浮式酒店船