ES3033737T3 - System for assisting in maneuvering of an assisted vessel - Google Patents

System for assisting in maneuvering of an assisted vessel

Info

Publication number
ES3033737T3
ES3033737T3 ES18886362T ES18886362T ES3033737T3 ES 3033737 T3 ES3033737 T3 ES 3033737T3 ES 18886362 T ES18886362 T ES 18886362T ES 18886362 T ES18886362 T ES 18886362T ES 3033737 T3 ES3033737 T3 ES 3033737T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
assisted vessel
dynamic positioning
vessel
control
assisted
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES18886362T
Other languages
English (en)
Inventor
Mark Callaway
Anite Lee Jin Teo
Nils Sigmund Breivik
Shaun Dawson
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kongsberg Maritime AS
Original Assignee
Kongsberg Maritime AS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kongsberg Maritime AS filed Critical Kongsberg Maritime AS
Application granted granted Critical
Publication of ES3033737T3 publication Critical patent/ES3033737T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H25/00—Steering; Slowing-down otherwise than by use of propulsive elements; Dynamic anchoring, i.e. positioning vessels by means of main or auxiliary propulsive elements
    • B63H25/42—Steering or dynamic anchoring by propulsive elements; Steering or dynamic anchoring by propellers used therefor only; Steering or dynamic anchoring by rudders carrying propellers
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/0206—Control of position or course in two dimensions specially adapted to water vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B35/00—Vessels or similar floating structures specially adapted for specific purposes and not otherwise provided for
    • B63B2035/006—Unmanned surface vessels, e.g. remotely controlled
    • B63B2035/007—Unmanned surface vessels, e.g. remotely controlled autonomously operating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B35/00—Vessels or similar floating structures specially adapted for specific purposes and not otherwise provided for
    • B63B2035/006—Unmanned surface vessels, e.g. remotely controlled
    • B63B2035/008—Unmanned surface vessels, e.g. remotely controlled remotely controlled
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B35/00—Vessels or similar floating structures specially adapted for specific purposes and not otherwise provided for
    • B63B35/66—Tugs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B49/00—Arrangements of nautical instruments or navigational aids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H5/00—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water
    • B63H5/07—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water of propellers
    • B63H5/125—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water of propellers movably mounted with respect to hull, e.g. adjustable in direction, e.g. podded azimuthing thrusters
    • B63H2005/1254—Podded azimuthing thrusters, i.e. podded thruster units arranged inboard for rotation about vertical axis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H25/00—Steering; Slowing-down otherwise than by use of propulsive elements; Dynamic anchoring, i.e. positioning vessels by means of main or auxiliary propulsive elements
    • B63H25/02—Initiating means for steering, for slowing down, otherwise than by use of propulsive elements, or for dynamic anchoring
    • B63H25/04—Initiating means for steering, for slowing down, otherwise than by use of propulsive elements, or for dynamic anchoring automatic, e.g. reacting to compass
    • B63H2025/045—Initiating means for steering, for slowing down, otherwise than by use of propulsive elements, or for dynamic anchoring automatic, e.g. reacting to compass making use of satellite radio beacon positioning systems, e.g. the Global Positioning System [GPS]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
  • Diaphragms For Electromechanical Transducers (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)
  • External Artificial Organs (AREA)
  • Control Of Non-Positive-Displacement Pumps (AREA)
  • Motorcycle And Bicycle Frame (AREA)

Abstract

Una unidad de interfaz que proporciona una interfaz entre un sistema de control y sensores de una embarcación asistida con capacidad de empuje y un sistema maestro de posicionamiento dinámico. El sistema maestro de posicionamiento dinámico está configurado para controlar varias embarcaciones auxiliares como una sola unidad y controlar la capacidad de empuje de la embarcación asistida para asistir en sus maniobras. Un sistema maestro de posicionamiento dinámico comprende la unidad de interfaz anterior. Un sistema para asistir en las maniobras de una embarcación con capacidad de empuje comprende el sistema maestro de posicionamiento dinámico que controla varias embarcaciones auxiliares como una sola unidad para asistir en las maniobras de una embarcación asistida. El sistema maestro de posicionamiento dinámico controla el sistema de posicionamiento dinámico de cada una de las embarcaciones auxiliares. El sistema maestro de posicionamiento dinámico controla la capacidad de empuje de la embarcación asistida. El sistema maestro de posicionamiento dinámico puede estar instalado a bordo de un remolcador. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Sistema para asistir en la maniobra de un buque asistido
Campo de la invención
La invención se refiere a un sistema para asistir en la maniobra de un buque asistido con capacidades de empuje que comprende un sistema maestro de posicionamiento dinámico y una unidad de interfaz. La unidad de interfaz que proporciona una interfaz entre un sistema maestro de posicionamiento dinámico (DP) que controla una serie de buques auxiliares, por ejemplo, remolcadores y un sistema de control a bordo del buque asistido. La invención se refiere también a un sistema maestro de posicionamiento dinámico que comprende la unidad de interfaz, un remolcador provisto del sistema maestro de posicionamiento dinámico y un método para asistir en la maniobra del buque asistido, así como un programa informático para realizar el método.
Descripción de la técnica relacionada
Un remolcador, o barco remolcador, es un buque o una nave potentes utilizados para remolcar y empujar buques marinos. Al remolcar y empujar el buque marino, uno o más remolcadores pueden maniobrar el buque durante operaciones de maniobra difíciles, como en un puerto, en un canal estrecho, en áreas peligrosas donde se requiera asistencia de remolcadores, o durante operaciones de rescate de buques en peligro. El uno o más remolcadores podrán ser controlados por un sistema de posicionamiento dinámico (sistema DP). El posicionamiento dinámico (DP) implica el control automático o semiautomático de la posición y el rumbo de un buque mediante el uso de sus propias hélices y propulsores con respecto a una o más referencias de posición. El sistema de posicionamiento dinámico (DP) puede mantener la posición del buque fija dentro de parámetros dados o maniobrar el buque de una manera que no podría hacerlo sin el sistema de posicionamiento dinámico. Un sistema de posicionamiento dinámico (DP) puede maniobrar un buque en función de una serie de parámetros de entrada. Estos parámetros de entrada pueden provenir, por ejemplo, de:
- sensores para la ubicación, rumbo, velocidad;
- sensores para factores externos como el viento, olas, corriente; y
- entrada de un usuario para ejecutar una misión, como mantener la posición o moverse en un patrón particular.
Los algoritmos de control del sistema de posicionamiento dinámico (DP) toman los parámetros de entrada del sensor y del usuario y ejecutan la maniobra del buque controlando las hélices y propulsores a bordo incluso con cambios en las fuerzas externas.
Los remolcadores de asistencia también pueden ser controlados remotamente por una unidad de control central y operados en conjunto para mover el buque asistido a la ubicación deseada. El número de remolcadores utilizados en una operación de remolque puede depender del tamaño del buque. Cada remolcador puede estar provisto de un sistema de posicionamiento global (GPS) y la posición GPS de cada remolcador se transmite de forma inalámbrica a la unidad de control central. La ubicación GPS en tiempo real de cada remolcador se puede tener en cuenta al controlar cada remolcador. La unidad de control central también puede tener en cuenta en la operación de maniobra datos de sensores en tiempo real de cada remolcador sobre dirección y velocidad del viento, e inclinómetros de balanceo y cabeceo. Sin embargo, el control central controla de forma inalámbrica cada remolcador para mover el buque asistido como si éste no tuviera capacidades propias.
Los buques marinos vienen en una variedad de formas adaptadas al uso específico, por ejemplo, que abarcan, aunque no de forma limitativa, remolcadores, transbordadores, cruceros, embarcaciones de espera, pesqueros, embarcaciones de carga, embarcaciones portacontenedores, embarcaciones de GNL, embarcaciones cisternas de productos químicos. Todos los buques marinos pueden tener diferentes niveles de autonomía, sistemas de control y sensores. Los buques marinos suelen tener sistemas de automatización y control sencillos. Es posible que estos sistemas no estén vinculados con sistemas sofisticados como un sistema de posicionamiento dinámico (DP). Es posible que hoy en día el sistema de control y sensores de un buque marino no se comunique ni interactúe con los sistemas de control y sensores o con los sistemas de posicionamiento dinámico a bordo de otros buques marinos. Esto puede suponer un riesgo en las operaciones cuando un buque marino recibe ayuda para maniobrar mediante buques auxiliares, por ejemplo, uno o más remolcadores.
El documento WO 2017/167884 A1 divulga un sistema para controlar al menos un remolcador. El sistema comprende un centro de control para controlar de forma remota e inalámbrica al menos un remolcador y al menos un remolcador adecuado para asistir a un buque marino a maniobrar.
El documento GB2417017A divulga un sistema para controlar la posición y el rumbo de un buque de trabajo. Se proporciona un conjunto de buques subsidiarios que cuentan con sistemas de posicionamiento dinámico para permitir que los buques naveguen/maniobren y se mantengan en posiciones y rumbos precisos. Los buques subsidiarios están amarrados al buque de trabajo para permitir que los buques subsidiarios controlen la posición y el rumbo del buque de trabajo. Un sistema de control maestro en el buque de trabajo interactúa con los sistemas de posicionamiento dinámico de los buques subsidiarios para coordinar el funcionamiento de los sistemas de posicionamiento dinámico de los buques subsidiarios para permitir que la posición y el rumbo del buque de trabajo se controlen a través del control del posicionamiento de los buques subsidiarios.
El documento JP S63 222994 A divulga un dispositivo de comando de remolque automático para permitir que un buque se mueva razonablemente a una posición objetivo, distribuyendo automáticamente la fuerza total de movimiento del buque obtenida mediante la distancia y dirección desde el buque hasta la posición objetivo, entre el buque y los respectivos remolcadores.
Sumario de la invención
La invención se expone en el conjunto de reivindicaciones adjuntas.
Se describe una unidad de interfaz que proporciona una interfaz entre un sistema de control y sensores de una buques asistidos con capacidades de empuje y un sistema maestro de posicionamiento dinámico. El sistema maestro de posicionamiento dinámico está configurado para controlar una serie de buques auxiliares como una unidad y controlar las capacidades de empuje del buque asistido para asistir en la maniobra del buque asistido.
La unidad de interfaz está adaptada para transmitir información de un sistema de control y sensores del buque asistido al sistema maestro de posicionamiento dinámico.
La unidad de interfaz puede comprender además un sistema de navegación inercial. El sistema de navegación inercial puede comprender un sistema de posicionamiento global y una unidad de referencia de movimiento.
El sistema maestro de posicionamiento dinámico puede colocarse en uno de los buques auxiliares o en una instalación terrestre.
La información del sistema de control y sensores del buque asistido transmitida al sistema maestro de posicionamiento dinámico incluye al menos uno de:
- un ángulo de timón del buque asistido,
- un ángulo de paso de la hélice de paso controlable (CPP) del buque asistido,
- las revoluciones por minuto (RPM) de la hélice el buque asistido,
- revoluciones por minuto (RPM) del motor del buque asistido,
- una potencia del motor del buque asistido,
- un ángulo de propulsión del buque asistido,
- las revoluciones por minuto (RPM) del propulsor del buque asistido, o
- la potencia del propulsor del buque asistido.
La información del sistema de control y sensores del buque asistido transmitida al sistema maestro de posicionamiento dinámico puede además incluir al menos uno de:
- posición global del buque asistido,
- una velocidad del buque asistido,
- un rumbo del buque asistido, o
- parámetros asistidos por el sistema de identificación automática (AIS) como geometría y condiciones de carga.
La unidad de interfaz puede ser portátil. La unidad de interfaz se puede conectar fácilmente a los sistemas de control y sensores a bordo del buque asistido. La unidad de interfaz puede configurarse para transmitir comandos del sistema maestro de posicionamiento dinámico al sistema de control y sensores del buque asistido para controlar las capacidades de empuje del buque asistido. La unidad de interfaz puede configurarse para permitir el control humano del sistema maestro de posicionamiento dinámico. El control humano puede incluir comandos de un capitán de barco, un piloto, un capitán de remolcador o un operador en tierra. La unidad de interfaz puede configurarse además para proporcionar comandos de audio o visuales a una tripulación a bordo del buque asistido para que la tripulación controle las capacidades de empuje del buque asistido.
La unidad de interfaz puede comprender además un módulo de comunicación configurado para comunicarse con el sistema de control y sensores a bordo del buque asistido. La unidad de interfaz puede comprender además un módulo de interfaz de posicionamiento dinámico configurado para comunicarse con el sistema maestro de posicionamiento dinámico.
La unidad de interfaz puede comprender además un módulo de conversión configurado para convertir señales del sistema de control y sensores a bordo del buque en señales comprensibles para el sistema maestro de posicionamiento dinámico. El módulo de conversión puede incluir una base de datos con información de conversión entre el sistema de control y sensores a bordo del buque asistido y el sistema maestro de posicionamiento dinámico.
El módulo de comunicación se puede conectar al sistema de control y sensores de un buque asistido a través de una conexión basada en cable o inalámbrica. La conexión inalámbrica puede ser al menos una de satelital, antenas o señales de radio. La conexión inalámbrica puede ser una conexión segura. Se puede implementar una conexión segura en la comunicación entre al menos uno de:
- el módulo de interfaz de posicionamiento dinámico y el sistema maestro de posicionamiento dinámico,
- el módulo de interfaz de posicionamiento dinámico y el sistema de control y sensores del buque asistido, o - el sistema maestro de posicionamiento dinámico y los buques auxiliares.
Las capacidades de empuje pueden comprender al menos una de las siguientes: un timón, una hélice, un propulsor azimutal, un chorro de agua, o un propulsor de túnel. Los buques auxiliares podrán ser remolcadores.
Se describe un sistema maestro de posicionamiento dinámico que comprende una unidad de interfaz como se define anteriormente. El sistema maestro de posicionamiento dinámico puede comprender un sistema de control de posicionamiento dinámico configurado para controlar los buques auxiliares y las capacidades de empuje del buque asistido en función de una pluralidad de parámetros de entrada, comprendiendo la pluralidad de parámetros de entrada al menos uno de:
- velocidad del buque asistido,
- rumbo del buque asistido,
- posición del buque asistido,
- tráfico en superficie,
- datos meteorológicos,
- datos ambientales,
- velocidad de los buques auxiliares,
- rumbo de los buques auxiliares,
- posición de los buques auxiliares,
- tensión del cable o del cabo o capacidad del cabrestante de los buques auxiliares, o
- cartas de navegación electrónicas.
Se describe un sistema para asistir en la maniobra de un buque con capacidades de empuje, comprendiendo el sistema:
- un sistema maestro de posicionamiento dinámico como el definido anteriormente que controla una serie de buques auxiliares como una unidad para asistir en la maniobra de un buque asistido, y
- una unidad de interfaz como la descrita anteriormente.
Se describe un método para asistir en la maniobra de un buque con capacidades de empuje, comprendiendo el método:
- controlar una serie de buques auxiliares como una unidad para asistir en la maniobra del buque asistido mediante el control de un sistema de posicionamiento dinámico de cada uno de los buques auxiliares mediante un sistema maestro de posicionamiento dinámico, y
- controlar las capacidades de empuje del buque asistido mediante el sistema maestro de posicionamiento dinámico.
El sistema maestro de posicionamiento dinámico está provisto de una unidad de interfaz que permite controlar las capacidades de empuje a bordo del buque asistido. El sistema maestro de posicionamiento dinámico recibe información de control y de sensores del buque asistido a través de la unidad de interfaz. La unidad de interfaz puede colocarse en el buque asistido. El sistema maestro de posicionamiento dinámico puede recibir información de un sistema de navegación inercial proporcionado en la unidad de interfaz. El sistema de navegación inercial puede comprender un sistema de posicionamiento global y una unidad de referencia de movimiento.
Se describe un programa informático para realizar el método tal como se ha definido anteriormente.
Se describe un remolcador provisto de un sistema maestro de posicionamiento dinámico, en donde el sistema maestro de posicionamiento dinámico está adaptado para controlar varios remolcadores como una unidad para asistir en la maniobra de un buque asistido que tiene capacidades de empuje y para controlar las capacidades de empuje a bordo del buque asistido. El sistema maestro de posicionamiento dinámico se puede conectar a una unidad de interfaz que permite controlar las capacidades de empuje a bordo del buque asistido. El remolcador comprende una unidad de interfaz como la descrita anteriormente.
La unidad de interfaz puede conectarse a un sistema de control y automatización de barco preexistente en un buque asistido y transmitir datos desde los sensores y controles del buque asistido a un sistema maestro de posicionamiento dinámico (DP). El sistema maestro de posicionamiento dinámico (DP) también puede transmitir comandos al buque asistido.
El sistema maestro de posicionamiento dinámico DP controla una serie de buques auxiliares y también las capacidades de empuje del buque asistido. Las capacidades de empuje de un buque asistido pueden considerarse como la propulsión principal, timones y propulsores de proa. Como el sistema maestro de posicionamiento dinámico también controla las capacidades de empuje del buque asistido, esto mejora enormemente la capacidad de ejecutar la maniobra deseada. La maniobra deseada puede ser, por ejemplo, mantener la posición o maniobrar en aguas peligrosas. Todos los datos e información de control que puedan ayudar al sistema maestro DP a controlar mejor el movimiento del buque asistido para cumplir su misión con el buque asistido, pueden transmitirse desde el buque asistido al sistema maestro DP.
La unidad de interfaz también puede incluir un sistema de navegación inercial (INS). El sistema de navegación inercial utiliza una unidad de referencia de movimiento (MRU) para determinar aceleraciones, velocidad/rumbo y, en última instancia, ubicación. El sistema de navegación inercial también puede incorporar datos GPS como referencia para proporcionar mediciones muy precisas. Al incorporar esto a la unidad de interfaz, los movimientos reales del buque pueden ser tomados en cuenta por el sistema maestro de posicionamiento dinámico (DP) en la maniobra de los remolcadores y el control asistido de las capacidades de empuje del buque asistido. Esto aumenta tanto la seguridad como la eficiencia en la misión de asistencia al buque.
Como la unidad de interfaz permite la comunicación entre los diferentes sistemas de control y sensores a bordo del buque asistido y el sistema maestro de posicionamiento dinámico de los remolcadores, el buque asistido pasa a formar parte del ecosistema de posicionamiento dinámico de los remolcadores y permite que el buque asistido pase a formar parte de este sistema de múltiples unidades.
La invención proporciona una mayor eficiencia y una mayor seguridad en las operaciones de maniobra asistida. La interacción entre los sistemas de control y sensores asistidos del buque y el sistema maestro de posicionamiento dinámico (DP) que controla los remolcadores reduce considerablemente o incluso elimina la posibilidad de malentendidos entre el buque asistido y los remolcadores que anteriormente podrían dar lugar a maniobras ineficientes o incluso a accidentes. La invención también puede reducir el número de remolcadores necesarios para una operación de asistencia, ya que el sistema maestro de posicionamiento dinámico (DP) también controla las capacidades de empuje del buque asistido al tiempo que opera los remolcadores como una unidad. Una mayor automatización en el desempeño de la misión también permite una operación rentable con un menor consumo de combustible.
Breve descripción de los dibujos
Se describirán ahora las realizaciones de ejemplo de la invención con referencia a los siguientes dibujos, donde:
la Figura 1 ilustra tres remolcadores con sistemas de posicionamiento dinámico DP y un sistema maestro de posicionamiento dinámico DP trabajando juntos para asistir a un buque,
la Figura 2 ilustra un ejemplo de una interfaz entre un sistema maestro de posicionamiento dinámico y un sistema de control y sensores de un buque asistido;
la Figura 3 ilustra un ejemplo de una unidad de interfaz con sistema de navegación inercial, módulo de comunicación, módulo conector, módulo de conversión y módulo de interfaz de posicionamiento dinámico DP, y la Figura 4 ilustra un sistema de posicionamiento dinámico maestro DP de ejemplo.
Descripción detallada
La presente invención se describirá con referencia a los dibujos. Los mismos números de referencia se usan para las mismas o similares características en todos los dibujos y en toda la descripción.
La Figura 1 es una vista en perspectiva que ilustra un buque 1 que será asistido por tres remolcadores 2 (buques auxiliares). Los remolcadores 2 asisten al buque 1 en la operación de maniobra deseada para permitir que el buque controle la posición y el rumbo deseados. El buque puede requerir dicha asistencia durante, por ejemplo, operaciones de maniobra difíciles, como en un puerto, en un canal estrecho, en áreas peligrosas o durante operaciones de rescate del buque.
El buque asistido 1 está provisto de capacidades de empuje propias 3 según lo requiera su misión específica. Las capacidades de empuje 3 de un buque asistido pueden considerarse como la propulsión principal 4, timones 6 y propulsores de proa 7. Por lo tanto, las capacidades de empuje pueden incluir, aunque no de forma limitativa, timón(es), hélice(s), propulsores azimutales, chorros de agua, o propulsores de túnel (TT). Los propulsores azimutales pueden ser una propulsión principal o una propulsión de apoyo del buque asistido. El propulsor de túnel (TT) es un propulsor fijo capaz de proporcionar potencia lateral y suele ubicarse en proa o popa. El sistema de potencia del buque asistido puede ser, aunque no de forma limitativa, de configuración mecánica, eléctrica y/o híbrida.
Los remolcadores 2 están controlados para actuar juntos como una unidad mediante un sistema maestro de posicionamiento dinámico 40. El sistema maestro de posicionamiento dinámico 40 tiene una misión a ejecutar con el buque asistido 1 para ayudar al buque en sus operaciones de maniobra como se ha explicado anteriormente. Los datos de entrada de la misión pueden incluir información sobre al menos uno de la posición deseada, velocidad, rumbo, trayecto o trayectoria que debe alcanzar el buque asistido. El sistema maestro de posicionamiento dinámico 40 puede coordinar los buques auxiliares 2 como una unidad en todas las fases de la operación de remolque; incluyendo, aunque no de forma limitativa: la aproximación del buque asistido, el contacto con el buque asistido, la asistencia en el mantenimiento de posición, la maniobra del buque asistido tanto en la operación de remolque como en puerto, el atraque y amarre.
El sistema maestro de posicionamiento dinámico 40 puede colocarse en uno de los buques auxiliares 2 o en una instalación terrestre 12.
Cada remolcador está provisto de un sistema de posicionamiento dinámico (sistema DP) 50 que controla la posición, velocidad y rumbo del remolcador. El sistema maestro de posicionamiento dinámico 40 controla los remolcadores 2 como una unidad dando instrucciones a los sistemas de posicionamiento dinámico 50 de cada remolcador para maniobrar cada uno de los remolcadores 2. El sistema maestro de control de posicionamiento dinámico 41 envía instrucciones de movimiento a los sistemas de posicionamiento dinámico 50 de cada remolcador. Los sistemas de posicionamiento dinámico 50 de cada remolcador procesan estas instrucciones de movimiento y adaptan los parámetros de control de cada remolcador para ayudar al buque según sea necesario. Los parámetros de control de cada remolcador pueden incluir, aunque no de forma limitativa; velocidad, fuerza y dirección de la propulsión de cada remolcador para lograr una dirección y una potencia resultantes de las fuerzas sobre el buque asistido a partir de la fuerza de empuje/tracción combinada y las direcciones de empuje/tracción de cada uno de los remolcadores. También, las fuerzas ambientales externas como el viento, corriente y olas, podrán tomarse en cuenta por el sistema de posicionamiento dinámico de cada remolcador. Por lo tanto, otros parámetros de control también pueden incluir la dirección y la velocidad del viento, dirección y velocidad de la corriente y altura, dirección y velocidad de las olas.
Para una maniobra eficiente y segura del buque asistido, los remolcadores, que actúan como una unidad, deben trabajar en conjunto con el buque asistido. Para cumplir la misión, el sistema maestro de posicionamiento dinámico controla los buques auxiliares 2 (por ejemplo, remolcadores) como una unidad para asistir en la maniobra del buque asistido 1 y también controla las capacidades de empuje 3 del buque asistido 1. El sistema maestro de posicionamiento dinámico 40 puede así ejecutar su misión con el buque asistido 1 proporcionando también empuje al buque asistido a través de las capacidades de empuje 3 del propio buque asistido.
El buque asistido 1 está provisto de un sistema de control y de sistemas de sensores. Para permitir el control de las capacidades de empuje a bordo del buque asistido por el sistema maestro de posicionamiento dinámico, los comandos del sistema maestro de posicionamiento dinámico 40 se comunican a los sistemas de control de capacidades de empuje a bordo del buque asistido. También, se debe permitir que el sistema maestro de posicionamiento dinámico 40 acceda a los sistemas de control y sensores 10 a bordo del buque asistido para su uso en el cumplimiento de la misión con el buque asistido.
El sistema maestro de posicionamiento dinámico 40 controla los buques auxiliares 2 como una unidad y controla las capacidades de empuje 3 del buque asistido 1 para resolver la misión de ayudar en la maniobra del buque asistido teniendo en cuenta los parámetros del sistema de control y sensores recibidos del buque asistido. El buque asistido 1 puede así funcionar como esclavo del sistema maestro de posicionamiento dinámico permitiendo que el buque asistido maniobre mejor tanto utilizando las capacidades de empuje 3 del propio buque asistido como utilizando las fuerzas de empuje externas 9 de los remolcadores 2.
Como se ha explicado, todos los buques tienen diferentes niveles de autonomía y diferentes sistemas de control y sensores. Los sistemas de control y sensores a bordo de los buques que van a recibir asistencia pueden tener enormes variaciones en el número de sistemas de sensores y controles, tipo de sistemas de sensores y control, y los sistemas de control y sensores pueden ser digitales o analógicos o tener una combinación de sistemas analógicos y digitales. Es posible que el sistema maestro de posicionamiento dinámico de los remolcadores no se comunique directamente con los diferentes sistemas de control y sensores a bordo del buque asistido.
Se proporciona una unidad de interfaz 20 que sirve de enlace entre los sistemas de control y sensores 10 a bordo del barco asistido 1 y el sistema maestro de posicionamiento dinámico 40 para los remolcadores como se ilustra en la Figura 2. En la Figura 3 se ilustra una realización de una unidad de interfaz. La unidad de interfaz 20 incluye un módulo de comunicación 24 configurado para comunicarse con el sistema de control y sensores 10 a bordo del buque asistido. La unidad de interfaz 20 puede así conectarse a un sistema de control y sensores 10 preexistente del buque asistido 1, transmitir datos de los sensores y sistemas de control del buque asistido al sistema maestro de posicionamiento dinámico 40 y transmitir comandos de control e información del sistema maestro de posicionamiento dinámico 40 al buque asistido 1.
La unidad de interfaz 1 está diseñada para conectarse fácilmente a los sistemas de control y sensores 10 a bordo del buque asistido. La unidad de interfaz puede incluir un módulo de comunicación 24 para conectarse a los sistemas de control y sensores 10. Los sistemas de control y sensores normalmente tienen una interfaz física centralizada en el puente del buque. La conexión puede ser física/mecánica o inalámbrica. La conexión puede ser segura o no segura. El módulo de comunicación 24 está diseñado para poder conectarse a las soluciones de puente más comunes para sistemas de control y sensores a bordo de un buque. El módulo de comunicación 24 puede estar provisto de un sistema multiconector para la conexión física/mecánica. El módulo de comunicación 24 puede estar conectado al sistema maestro de posicionamiento dinámico 40 en el remolcador a través de un cable, un alambre, una fibra óptica o de forma inalámbrica. Una solución física puede utilizar cualquier protocolo de comunicación de datos adecuado. Una solución inalámbrica puede basarse en la comunicación inalámbrica con el sistema de control y sensores en el puente a través de un protocolo de comunicación estándar, que puede ser seguro o no seguro. La comunicación inalámbrica puede utilizar cualquier protocolo de comunicación de datos inalámbrico adecuado, por ejemplo, aunque no de forma limitativa, servicios de datos celulares, comunicación móvil por satélite, protocolos de red de sensores inalámbricos o Wi-Fi.
Los protocolos de servicio de datos móviles de ejemplo incluyen, aunque no de forma limitativa, el sistema global para comunicaciones móviles (GSM), acceso múltiple por división de código (CDMA), servicio general de paquetes de radio (GPRS), sistema de comunicaciones móviles universal (UMTS), CDMA2000, tasas de datos mejoradas para la evolución del GSM (EDGE), WiMAX móvil, evolución a Largo Plazo (LTE).
Una comunicación segura es la forma preferida de comunicación entre todas las partes involucradas en la misión de asistencia al buque. Se prefiere una comunicación segura entre el sistema maestro de posicionamiento dinámico 40, el buque asistido 1 y los sistemas de posicionamiento dinámico 50 en los remolcadores 2. Una comunicación abierta es vulnerable a ataques cibernéticos, por ejemplo, piratería informática. Los ataques cibernéticos pueden dar lugar a una toma hostil del buque asistido por parte de terceros, por ejemplo, maniobrando el buque hacia un destino diferente, provocar accidentes por colisión con otros buques o al maniobrar el buque en tierra o sobre peligros submarinos, que, además de la pérdida de vidas, también pueden causar enormes desastres ambientales. Terceros no autorizados pueden ser tripulantes de otros buques hostiles que llegan al buque asistido, o estar ubicados en cualquier parte del mundo accediendo a los canales de comunicación mediante piratería informática, uso de programas informáticos maliciosos como virus informáticos, gusanos, software malicioso, CryptoLocker o troyanos u otros programas de datos no autorizados que infectan la unidad de interfaz. Ataques de delitos cibernéticos también pueden provocar que la unidad de interfaz emita instrucciones maliciosas o provocar una falla o mal funcionamiento de la unidad de interfaz. Se prefiere una comunicación segura entre las partes autorizadas en la operación de remolque que asiste al buque, tanto para soluciones por cable, inalámbricas y de fibra óptica.
Las medidas de ciberseguridad pueden implementarse en al menos uno de hardware, componentes de firmware o software de la unidad de interfaz 20 y/o del sistema maestro de posicionamiento dinámico 40 y del sistema de sensores y control 10 a bordo del buque asistido 1. Las medidas de ciberseguridad pueden implicar, aunque no de forma limitativa, por ejemplo, control de acceso de usuarios, criptografía, cortafuegos, sistemas de detección de intrusiones, autenticación de dos factores, etc. La comunicación segura puede implicar, aunque no de forma limitativa, seguridad criptográfica; seguridad de las emisiones; seguridad de la transmisión, seguridad física; cifrado de señales de comunicación, mensajería instantánea segura, cifrado de cliente a servidor o voz sobre protocolo de Internet seguro (VOSIP).
La unidad de interfaz 20 puede ser portátil. Se puede llevar a bordo del buque asistido una unidad de interfaz portátil, por ejemplo, cuando un piloto sube a bordo para ayudar a la tripulación a maniobrar el buque asistido en aguas donde se requiere un piloto. La unidad de interfaz portátil también podrá ser llevada a bordo del buque asistido por la tripulación de los remolcadores que lleguen para prestar asistencia al buque. La unidad de interfaz portátil también puede conectarse al buque asistido, por ejemplo mediante una grúa a bordo de uno de los remolcadores sin intervención humana, o transportarse y/o conectarse al buque asistido mediante el uso de un dron. La unidad de interfaz también puede ser estacionaria y comprarse e instalarse en el buque asistido para permitir que cualquier remolcador con un sistema maestro de posicionamiento dinámico se comunique con la unidad de interfaz cuando llegue al buque para su asistencia.
La unidad de interfaz 20 también podrá ser instalada en remolcadores sin sistemas de posicionamiento dinámico que lleguen para ayudar en la misión que el sistema maestro de posicionamiento dinámico 40 tiene con el buque asistido 1. Estos remolcadores también podrán convertirse en parte del ecosistema de posicionamiento dinámico controlado por el sistema maestro de posicionamiento dinámico. Estas unidades de interfaz tendrán la designación de buque asistente en lugar de buque asistido para que el sistema maestro de posicionamiento dinámico las maneje correctamente al ejecutar la misión deseada.
La unidad de interfaz 20 también puede colocarse a bordo de un remolcador junto con el sistema maestro de posicionamiento dinámico 40. Cuando el remolcador se acerca al buque que va a ser asistido, se puede iniciar un procedimiento de protocolo de enlace entre el módulo de comunicación 24 de la unidad de interfaz 20 y los sistemas de control y sensores de buques asistidos 10 para la conexión de la unidad de interfaz 20 a los sistemas de control y sensores de buques asistidos. Este procedimiento puede ser iniciado manualmente por la tripulación del remolcador y confirmado manualmente por la tripulación del buque asistido. Sin embargo, también cualquier combinación de iniciación automática, semiautomática o manual es posible por parte del remolcador y la confirmación semiautomática o manual por parte de la tripulación del buque asistido. También se podrá utilizar un dron para proporcionar una conexión física con el buque asistido. La conexión física puede luego acoplarse a los sistemas de control y sensores permitiendo la comunicación inalámbrica con el sistema maestro de posicionamiento dinámico a bordo del remolcador.
La unidad de interfaz incluye un módulo de conversión 27 para convertir las señales del sistema de control y sensores proporcionadas por los sistemas de control y sensores 10 a bordo del buque asistido 1 en una señal comprensible para el sistema maestro de posicionamiento dinámico 40. El módulo de conversión 27 también convierte los comandos del sistema maestro de posicionamiento dinámico en señales comprensibles para los sistemas de control y sensores 10 a bordo del buque asistido 1. La unidad de interfaz 20 puede estar provista de un procesador, memoria y software para convertir las señales de control y sensores y los comandos del sistema maestro de posicionamiento dinámico como se explicó anteriormente. El módulo de conversión 27 puede incluir una base de datos 26 con información para convertir las señales de control y sensores para todos los diferentes sistemas de control y sensores utilizados en los buques y para convertir los comandos del sistema maestro de posicionamiento dinámico en señales comprensibles para todos los sistemas de control y sensores. Como alternativa, el módulo de conversión puede incluir componentes electrónicos físicos para realizar la conversión. La conversión también puede realizarse en un generador de señales. El módulo de conversión puede reconocer automáticamente el tipo de sistema de control y sensores después de conectar la unidad de interfaz al sistema de control y sensores. Como alternativa, el tipo de sistema de control y sensores a bordo del buque asistido puede seleccionarse manualmente, por ejemplo, en una pantalla en la unidad de interfaz o seleccionando un interruptor en la unidad de interfaz.
La unidad de interfaz también incluye un módulo de interfaz de posicionamiento dinámico 25 que transmite las señales de control y de sensor convertidas al sistema maestro de posicionamiento dinámico 40 y recibe los comandos del sistema maestro de posicionamiento dinámico 40. La transmisión puede ser por cable o inalámbrica. La transmisión puede ser segura o no segura. Cuando la unidad de interfaz 20 está a bordo del buque asistido, la transmisión se realiza preferiblemente de forma inalámbrica a través de una conexión segura. La transmisión inalámbrica puede realizarse a través de cualquier protocolo de comunicación inalámbrica estándar adecuado, que puede ser seguro o no seguro, por ejemplo, el protocolo de comunicación de datos inalámbricos para servicios de datos celulares, comunicación móvil por satélite, protocolos de red de sensores inalámbricos o Wi-Fi. La transmisión por cable también podrá realizarse mediante protocolos de comunicación estándar. Se han identificado anteriormente ejemplos de dichos protocolos para la interfaz con los sistemas de vasos asistidos.
La unidad de interfaz 20 de la Figura 2 también incluye un sistema de navegación inercial 21. El sistema de navegación inercial incorpora además un sistema de posicionamiento global 23 (GPS) y una unidad de referencia de movimiento 22 (MRU). La unidad de referencia de movimiento 22 (MRU) determina la aceleración, velocidad/rumbo y, en última instancia, ubicación. La unidad de referencia de movimiento (MRU) permite una capacidad de sensor de movimiento que los buques marítimos comúnmente no tienen hoy en día. El sistema GPS incorporado 23 es un GPS especializado con una precisión mejorada. La unidad de referencia de movimiento 22 (MRU) puede comprender cualquier tipo de sensor de movimiento, proporcionar preferentemente información de movimiento de seis grados de libertad de los buques. Se prefiere una unidad de referencia de movimiento 22 cuando la unidad de interfaz se coloca a bordo del buque asistido, a medida que el sistema maestro de posicionamiento dinámico recibe información sobre los movimientos reales del buque asistido, que luego pueden tenerse en cuenta para maniobrar los remolcadores y controlar las capacidades de empuje a bordo del buque asistido. Esto puede ocurrir, por ejemplo, en mar agitado, donde los remolcadores deben tener cuidado de no chocar con el casco del buque asistido o golpearlo sin control, o evitar cargas de choque en el cable de remolque 13. Otro ejemplo, los remolcadores deben ayudar al buque a maniobrar con seguridad, por ejemplo, evitando una inclinación excesiva.
La(s) entrada(s) de los parámetros del sistema de control y del sistema de sensores descritos anteriormente transmitidos al sistema maestro de posicionamiento dinámico 40 también pueden introducirse manualmente por la tripulación a bordo del buque asistido. La unidad de interfaz también puede configurarse para permitir el control humano 30 del sistema maestro de posicionamiento dinámico. El control humano puede incluir comandos, por ejemplo, de un capitán de barco, un piloto, un capitán de remolcador o un operador en tierra.
Los comandos del sistema maestro de posicionamiento dinámico 40 pueden transmitirse a los sistemas de control y sensores 10 a bordo del buque asistido como se explicó anteriormente. Los comandos del sistema maestro de posicionamiento dinámico también pueden darse a la tripulación en el puente para operar manualmente el buque asistido 1 de acuerdo con los comandos del sistema maestro de posicionamiento dinámico 40. De este modo, se puede proporcionar en el puente una interfaz de la tripulación con el sistema maestro de posicionamiento dinámico. La interfaz de tripulación 28 puede estar incluida en la unidad de interfaz 20 como se ilustra en la Figura 3. Los comandos del sistema de posicionamiento dinámico pueden ser comandos visuales o de audio. Los comandos visuales pueden proporcionarse, por ejemplo, a través de una pantalla y los comandos de audio, por ejemplo, a través de un altavoz, auriculares o audífonos. La interfaz de la tripulación puede, por ejemplo, tener la forma de una pantalla, un ordenador portátil, una pantalla táctil, un teléfono inteligente o una tableta, etc.
La interfaz de la tripulación 28 también puede permitir que la tripulación proporcione información al sistema maestro de posicionamiento dinámico físicamente, por ejemplo, a través de un teclado, joystick o pantalla táctil, o por voz a través de, por ejemplo, un micrófono. La interfaz de tripulación 28 también puede proporcionar a la tripulación información del sistema maestro de posicionamiento dinámico 40 incluso cuando el sistema maestro de posicionamiento dinámico 40 está en un modo de control automático que controla directamente las capacidades de empuje 3 a bordo del buque asistido 1. El sistema maestro de posicionamiento dinámico 40 también puede funcionar en modos de control semiautomáticos, involucrando parcialmente a la tripulación del buque asistido. Los remolcadores 2 también podrán operar en modos de control automático, semiautomático o manual.
El sistema de control controla una serie de parámetros de control, por ejemplo, al menos uno de: el ángulo del timón del buque asistido, un ángulo de paso de la hélice de paso controlable (CPP) del buque asistido, las revoluciones por minuto (RPM) de la hélice el buque asistido, revoluciones por minuto (RPM) del motor del buque asistido, una potencia del motor del buque asistido, un ángulo de propulsión del buque asistido, revoluciones por minuto (RPM) de los propulsores del buque asistido, o la potencia del propulsor del buque asistido.
El sistema de sensores proporciona una serie de parámetros de sensor, por ejemplo, de al menos uno de los sensores para detectar la posición, velocidad o rumbo. La información de los sistemas de control y sensores 10 del buque asistido puede incluir también al menos uno de: un ángulo del timón del buque asistido, un ángulo de paso de la hélice de paso controlable (CPP) del buque asistido, las revoluciones por minuto (RPM) de la hélice el buque asistido, revoluciones por minuto (RPM) del motor del buque asistido, una potencia del motor del buque asistido, un ángulo de propulsión del buque asistido, revoluciones por minuto (RPM) de los propulsores del buque asistido, o la potencia del propulsor del buque asistido.
Para los propulsores azimutales, los parámetros de control pueden estar relacionados, por ejemplo, con al menos uno de: ángulo del propulsor, ángulo de hélice de paso controlable (CPP), revoluciones por minuto (RPM) o potencia del motor. Para los propulsores de túnel (TT), los parámetros de control pueden ser, por ejemplo, al menos uno de: ángulo de hélice de paso controlable (CPP), revoluciones por minuto (RPM) de la hélice, potencia del motor, o dirección del empuje. Para una hélice de línea de ejes, los parámetros de control pueden incluir, por ejemplo, al menos uno de: ángulo del timón, revoluciones del eje por minuto (RPM), revoluciones del motor por minuto (RPM), o potencia del motor. La información del sistema de control y sensores puede incluir además al menos una de las siguientes: una posición global (GPS) del buque asistido, una velocidad del buque asistido, un rumbo del buque asistido, o parámetros asistidos por AIS (sistema de identificación automática), como geometría y condiciones de carga.
Un ejemplo de un sistema de control en un buque asistido puede ser un sistema Acon (control de automatización). Estos sistemas son sistemas de automatización integrados para el control y la monitorización de equipos y maquinaria de los buques. Las imágenes gráficas con la información necesaria se muestran en una interfaz hombre-máquina y hacen que el sistema sea fácil de operar para la tripulación. Los sistemas de control normalmente cuentan con un sistema de alarma y monitoreo que brinda información a la tripulación sobre el estado de los equipos de la maquinaria. Dichos sistemas también pueden incluir, por ejemplo, un sistema de hombre muerto, control de bombas y válvulas, un sistema de control y visión general para sistemas de manipulación de carga y/o maquinaria o sistemas de medición del nivel de tanques de buques.
La unidad de interfaz 20 también puede transmitir parámetros de control desde el sistema maestro de posicionamiento dinámico al buque asistido para fines de monitoreo. El seguimiento podrá ser realizado manualmente por el piloto o la tripulación a bordo del buque, por ejemplo a través de una interfaz visual. Si la unidad de interfaz 20 está instalada de forma permanente en el buque asistido 1, los parámetros de control del sistema maestro de posicionamiento dinámico 40 también pueden mostrarse en una interfaz física del sistema de control y sensores, por ejemplo, una indicación visual de las posiciones del buque asistido y del buque auxiliar junto con parámetros de navegación y una serie de parámetros de control.
Como ejemplo de control semiautomático por el sistema maestro de posicionamiento dinámico 40, los comandos del sistema maestro de posicionamiento dinámico para controlar las capacidades de empuje 3 el buque asistido 1 pueden incluir comandos para al menos uno de las revoluciones por minuto (RPM) de la hélice, potencia del motor, paso de la hélice de paso controlable (CPP), ángulo del timón, empuje de proa o empuje de popa. La tripulación puede recibir comandos del sistema maestro de posicionamiento dinámico a través de la unidad de interfaz 20 para controlar manualmente el ángulo del timón 6 y la potencia del motor 9. La tripulación a bordo del buque asistido y de los remolcadores puede estar compuesta por seres humanos, humanoides, robots o robots con inteligencia artificial.
El sistema maestro de posicionamiento dinámico 40 recibe una pluralidad de parámetros de entrada del sistema de control y sensores 10 a bordo del buque a través de la unidad de interfaz 20. Basándose en la pluralidad de parámetros de entrada, el sistema maestro de control de posicionamiento dinámico controla la posición de cada uno de los remolcadores y controla las capacidades de empuje a bordo del buque asistido. Si los sistemas de control y sensores a bordo del buque asistido no funcionan, por ejemplo, en caso de apagón o situación de emergencia, el sistema maestro de control de posicionamiento dinámico puede recibir la pluralidad de parámetros de entrada de sensores y sistemas de navegación a bordo de los remolcadores y, a partir de esta información, determinar y coordinar el movimiento de cada remolcador como una unidad para mover el buque asistido.
La figura 4 ilustra un sistema maestro de posicionamiento dinámico de ejemplo. El sistema maestro de control de posicionamiento dinámico puede verificar parámetros relacionados con la posición real del buque asistido con respecto a la tierra, rocas y otros peligros fijos. Los parámetros de posición reales pueden obtenerse de los sistemas de navegación a bordo del buque asistido o de los remolcadores, o de un sistema de navegación 42 conectado al sistema de control maestro. El sistema de navegación puede ser un sistema de radionavegación terrestre, tal como DECCA, LORAN, GEE y Omega, o un sistema de navegación por satélite, tal como GPS, GLONASS, Galileo y BeiDou. En el caso de los sistemas de navegación por satélite, la precisión de la ubicación real puede mejorarse introduciéndose en el sistema maestro de control de posicionamiento dinámico desde un sistema de posicionamiento global diferencial (DGPS). El sistema maestro de control de posicionamiento dinámico 40 también puede recibir parámetros de entrada de cartas de navegación electrónicas 43. En combinación con los parámetros de entrada de los sistemas de navegación 42, esto permite que el sistema de control de posicionamiento dinámico 41 determine las instrucciones de movimiento que controlan de manera segura que el remolcador y el buque asistido colisionen con tierra, rocas y otros peligros fijos. Para este fin, el sistema de control de posicionamiento dinámico 41 puede recibir también parámetros de entrada de otros sensores 44 tales como un sonar, radar marino y/o un sistema óptico que utiliza una cámara. El sonar puede proporcionar información sobre peligros submarinos tales como tierra, rocas, buque submarino, etc. El radar marino y/o el sistema óptico pueden proporcionar información sobre peligros sobre el agua tales como tierra y otras buques superficiales. El radar marino y/o el sistema óptico pueden proporcionar también información de navegación a partir de marcas marítimas tales como balizas, boyas, radiofaros respondedores, cúmulos de piedras y faros. Si el sistema maestro de control de posicionamiento dinámico determina que el buque asistido está demasiado cerca de algún peligro fijo, el sistema de control de posicionamiento dinámico emite instrucciones de movimiento para mover el buque asistido de forma segura lejos de los peligros fijos.
El sistema maestro de control de posicionamiento dinámico 41 también puede comprobar parámetros relacionados con la posición del buque asistido en relación con otro tráfico de superficie, evaluar los parámetros del tráfico en superficie 45 en vista de las reglas de navegación pertinentes. El remolcador deberá cumplir con las reglas de navegación para evitar colisiones con otras embarcaciones o buques. Una base de datos que comprende las reglas de navegación relevantes para una ubicación de operación del remolcador puede incluirse en el sistema maestro de control de posicionamiento dinámico 41. Si el sistema maestro de control de posicionamiento dinámico determina que el buque asistido debe alejarse del resto del tráfico de superficie, el sistema maestro de control de posicionamiento dinámico emite instrucciones de movimiento para mover el buque asistido en consecuencia. El viento, las olas y las corrientes marinas pueden actuar sobre el buque asistido y la embarcación auxiliar y hacer que el buque asistido se mueva de la ubicación o ruta deseada. Esta información se tiene en cuenta a la hora de prestar asistencia al buque. Esta información puede incluir al menos uno de los parámetros meteorológicos y parámetros de entrada ambientales, como la dirección del viento, fuerza del viento, la temperatura del agua, temperatura del aire, presión barométrica, altura de las olas, etc. Estos parámetros de entrada pueden ser proporcionados por sensores relevantes 44 conectados al sistema de control, como un anemómetro, un sensor de temperatura, sensor de presión atmosférica, etc. El sistema maestro de posicionamiento dinámico puede calcular la deriva y emitir instrucciones de movimiento para contrarrestarla. Otros parámetros de entrada para calcular la deriva pueden incluir datos de sensores de movimiento tales como un giroscopio, un acelerómetro, una brújula giroscópica y un indicador de velocidad de giro.
Los parámetros de entrada 46 también pueden incluir al menos uno de velocidad, rumbo o posición de los remolcadores. Los remolcadores pueden actuar sobre el buque asistido también mediante cabos o cables de remolque 13, y los parámetros de entrada pueden incluir al menos uno de tensión del cabo/cable o capacidad del cabrestante. Los parámetros de entrada pueden ser proporcionados por sensores relevantes conectados al sistema maestro de control de posicionamiento dinámico, o al sistema de posicionamiento dinámico de cada remolcador o sensores en el sistema de sensores a bordo del buque asistido, que luego se comunican al sistema maestro de posicionamiento dinámico. Los parámetros de entrada pueden ser recibidos por el sistema maestro de control de posicionamiento dinámico mediante conexiones cableadas o inalámbricas, comunicación móvil o satelital, o cualquier protocolo de comunicación de datos inalámbrico adecuado, como los protocolos de red de sensores inalámbricos o Wi-Fi como se ha descrito anteriormente.
El movimiento del buque asistido se puede calcular también a partir de los parámetros de posición reales del buque asistido en relación con la ubicación deseada ya sea manualmente, parcialmente manual o mediante el sistema de control. Los parámetros de posición reales se pueden obtener de los sistemas de navegación conectados al sistema de control. El sistema de navegación puede ser un sistema de radionavegación terrestre, tal como DECCA, LORAN, GEE y Omega, o un sistema de navegación por satélite, tal como GPS, GLONASS, Galileo y BeiDou. En el caso de los sistemas de navegación por satélite, la precisión de la ubicación real puede mejorarse introduciéndose en el sistema de control de posicionamiento dinámico desde un sistema de posicionamiento global diferencial (DGPS).
El sistema de control puede recibir también parámetros de entrada de cartas de navegación electrónicas. En combinación con los parámetros de entrada de los sistemas de navegación, esto permite determinar instrucciones de movimiento que controlan de forma segura que el buque asistido no colisione con la tierra, rocas y otros peligros fijos. Un sonar, un radar marino y/o un sistema óptico que utiliza una cámara también proporcionan parámetros que se tienen en cuenta para maniobrar con seguridad el buque hasta su destino. El sonar puede proporcionar información sobre peligros submarinos tales como tierra, rocas, buque submarino, etc. El radar marino y/o el sistema óptico pueden proporcionar información sobre peligros sobre el agua tales como tierra y otras buques superficiales. El radar marino y/o el sistema óptico pueden proporcionar también información de navegación a partir de marcas marítimas tales como balizas, boyas, radiofaros respondedores, cúmulos de piedras y faros. Los sensores ópticos pueden observar y reconocer otros buques de superficie. Los parámetros de entrada relativos al tráfico de superficie pueden ser proporcionados por sensores y sistemas como un radar marino, un sistema automático de identificación (AIS) y un sistema automático de ayuda al trazado de radar (ARPA), o puede ser proporcionado por sensores ópticos como una cámara. La tripulación a bordo del buque asistido también podrá observar visualmente la información del tráfico de superficie y de la navegación.
En aguas nacionales e internacionales, el buque asistido deberá cumplir con las normas de navegación nacionales e internacionales respectivas para evitar colisiones con otros barcos o buques. El cumplimiento de las reglas de navegación podrá ser realizado por la tripulación, por el sistema de control o por el sistema maestro de posicionamiento dinámico. Se puede incluir en el sistema de control del buque asistido una base de datos que comprenda las reglas de navegación pertinentes para una ubicación de operación y que se proporcione al sistema maestro de posicionamiento dinámico, o bien se puede incluir en el sistema maestro de posicionamiento dinámico. El sistema maestro de posicionamiento dinámico también puede recibir parámetros de entrada relacionados con otro tráfico de superficie y evaluar los parámetros del tráfico de superficie en vista de las reglas de navegación pertinentes, al determinar cuándo y dónde se debe mover el buque asistido y la posición, trayectoria, rumbo y velocidad deseados.
El sistema maestro de posicionamiento dinámico y las funciones de la unidad de interfaz pueden implementarse como software o hardware o una combinación de software y hardware. El software puede implementarse para ejecutarse en un ordenador que tenga al menos un procesador y al menos una memoria. Un sistema operativo se ejecuta en al menos un procesador. Programas personalizados, controlados por el sistema, se mueven dentro y fuera de la memoria. El sistema puede contener además un componente de memoria extraíble para transferir imágenes, mapas, instrucciones o programas.
El software puede almacenarse en un medio legible por ordenador.

Claims (30)

REIVINDICACIONES
1. Un sistema para ayudar a maniobrar un buque asistido (1) con capacidades de empuje (3), comprendiendo el sistema:
- un sistema maestro de posicionamiento dinámico (40) que controla una serie de buques auxiliares (2) como una unidad y que controla las capacidades de empuje (3) del buque asistido (1) para asistir en la maniobra del buque asistido, y
- una unidad de interfaz (20)
que proporciona una interfaz entre un sistema de control y sensores (10) del buque asistido (1) con capacidades de empuje y el sistema maestro de posicionamiento dinámico (40), en donde la unidad de interfaz (20) está configurada para transmitir comandos del sistema maestro de posicionamiento dinámico (40) al sistema de control y sensores (10) del buque asistido (1) para controlar las capacidades de empuje (3) del buque asistido y en donde la unidad de interfaz (20) está configurada para transmitir información del sistema de control y sensores (10) del buque asistido al sistema maestro de posicionamiento dinámico (40), en donde la información del sistema de control y sensores (10) del buque asistido (1) transmitida al sistema maestro de posicionamiento dinámico (40) incluye al menos uno de los siguientes: - un ángulo de timón del buque asistido,
- un ángulo de paso de la hélice de paso controlable (CPP) del buque asistido,
- las revoluciones por minuto (RPM) de la hélice el buque asistido,
- las revoluciones por minuto (RPM) del motor del buque asistido,
- una potencia del motor del buque asistido,
- un ángulo de propulsión del buque asistido,
- las revoluciones por minuto (RPM) del propulsor del buque asistido, o
- la potencia del propulsor del buque asistido.
2. Sistema de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende además un sistema de navegación inercial (21).
3. Sistema de acuerdo con la reivindicación 2, en donde el sistema de navegación inercial comprende un sistema de posicionamiento global (23) y una unidad de referencia de movimiento (22).
4. Sistema de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, en donde el sistema maestro de posicionamiento dinámico (40) está colocado en uno de los buques auxiliares (2) o en una instalación terrestre.
5. Sistema de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, en donde la información del sistema de control y sensores (10) del buque asistido (1) transmitida al sistema maestro de posicionamiento dinámico (40) incluye al menos uno de los siguientes:
- posición global del buque asistido,
- una velocidad del buque asistido,
- un rumbo del buque asistido, o
- parámetros asistidos por el sistema de identificación automática (AIS) como geometría y condiciones de carga.
6. Sistema de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, en donde la unidad de interfaz es portátil.
7. Sistema de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, en donde la unidad de interfaz es fácilmente conectable a los sistemas de control y sensores (10) a bordo del buque asistido (10).
8. Sistema de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, en donde la unidad de interfaz está configurada para permitir el control humano del sistema maestro de posicionamiento dinámico (40).
9. Sistema de acuerdo con la reivindicación 8, en donde el control humano comprende comandos de un capitán de barco, un piloto, un capitán de remolcador o un operador en tierra.
10. Sistema de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9, en donde la unidad de interfaz está configurada para proporcionar comandos de audio o visuales a una tripulación a bordo del buque asistido (1) para que la tripulación controle las capacidades de empuje (3) del buque asistido.
11. Sistema de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 10, que comprende además un módulo de comunicación (24) configurado para comunicarse con el sistema de control y sensores (10) a bordo del buque asistido (1).
12. Sistema de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 11, que comprende además un módulo de interfaz de posicionamiento dinámico configurado para comunicarse con el sistema maestro de posicionamiento dinámico.
13. Sistema de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 12, que comprende además un módulo de conversión (27) configurado para convertir señales del sistema de control y sensores (10) a bordo del buque asistido en señales comprensibles por el sistema maestro de posicionamiento dinámico (40).
14. Sistema de acuerdo con la reivindicación 13, en donde el módulo de conversión (27) comprende además una base de datos (26) con información de conversión entre el sistema de control y sensores (10) a bordo del buque asistido (2) y el sistema maestro de posicionamiento dinámico (40).
15. Sistema de acuerdo con la reivindicación 11, en donde el módulo de comunicación (24) se puede conectar al sistema de control y sensores (10) del buque asistido a través de una conexión basada en cable o inalámbrica.
16. Sistema de acuerdo con la reivindicación 15, en donde la conexión inalámbrica es al menos una de señales satelitales, de antenas o de radio.
17. Sistema de acuerdo con las reivindicaciones 15 o 16, en donde la conexión inalámbrica es una conexión segura.
18. Sistema de acuerdo con una de las reivindicaciones 12 a 17, en donde se implementa una conexión segura en la comunicación entre al menos uno de:
- el módulo de interfaz de posicionamiento dinámico (25) y el sistema maestro de posicionamiento dinámico (40), - el módulo de interfaz de posicionamiento dinámico (25) y el sistema de control y sensores (10) del buque asistido, o
- el sistema maestro de posicionamiento dinámico (40) y los buques auxiliares (2).
19. Sistema de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 18, en donde las capacidades de empuje comprenden al menos uno de un timón, una hélice, un propulsor azimutal, un chorro de agua, o un propulsor de túnel.
20. Sistema de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 19, en donde los buques auxiliares (2) son remolcadores.
21. Sistema de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 20, en donde un sistema maestro de control de posicionamiento dinámico (41) está configurado para controlar los buques auxiliares (2) y las capacidades de empuje (3) del buque asistido (1) basándose en una pluralidad de parámetros de entrada, en donde la pluralidad de parámetros de entrada comprende al menos uno de:
- velocidad del buque asistido,
- rumbo del buque asistido,
- posición del buque asistido,
- tráfico en superficie,
- datos meteorológicos,
- datos ambientales,
- velocidad de los buques auxiliares,
- rumbo de los buques auxiliares,
- posición de los buques auxiliares,
-tensión del cable o del cabo o capacidad del cabrestante de los buques auxiliares, o
- cartas de navegación electrónicas.
22. Un sistema maestro de posicionamiento dinámico (40) que controla una serie de buques auxiliares (2) como una unidad y que controla las capacidades de empuje (3) de un buque asistido (1) para asistir en la maniobra del buque asistido, comprendiendo el sistema maestro de posicionamiento dinámico (40) una unidad de interfaz (20) que proporciona una interfaz entre un sistema de control y sensores (10) del buque asistido (1) con capacidades de empuje y el sistema maestro de posicionamiento dinámico (40), en donde la unidad de interfaz (20) está configurada para transmitir comandos del sistema maestro de posicionamiento dinámico (40) al sistema de control y sensores (10) del buque asistido (1) para controlar las capacidades de empuje (3) del buque asistido y en donde la unidad de interfaz (20) está configurada para transmitir información del sistema de control y sensores (10) del buque asistido al sistema maestro de posicionamiento dinámico (40), en donde la información del sistema de control y sensores (10) del buque asistido (1) transmitida al sistema maestro de posicionamiento dinámico (40) incluye al menos uno de los siguientes:
- un ángulo de timón del buque asistido,
- un ángulo de paso de la hélice de paso controlable (CPP) del buque asistido,
- las revoluciones por minuto (RPM) de la hélice el buque asistido,
- las revoluciones por minuto (RPM) del motor del buque asistido,
- una potencia del motor del buque asistido,
- un ángulo de propulsión del buque asistido,
- las revoluciones por minuto (RPM) del propulsor del buque asistido, o
- la potencia del propulsor del buque asistido.
23. El sistema maestro de posicionamiento dinámico de acuerdo con la reivindicación 22, en donde un sistema maestro de control de posicionamiento dinámico (41) está configurado para controlar los buques auxiliares (2) y las capacidades de empuje (3) del buque asistido (1) basándose en una pluralidad de parámetros de entrada, en donde la pluralidad de parámetros de entrada comprende al menos uno de:
- velocidad del buque asistido,
- rumbo del buque asistido,
- posición del buque asistido,
- tráfico en superficie,
- datos meteorológicos,
- datos ambientales,
- velocidad de los buques auxiliares,
- rumbo de los buques auxiliares,
- posición de los buques auxiliares,
-tensión del cable o del cabo o capacidad del cabrestante de los buques auxiliares, o
- cartas de navegación electrónicas.
24. Un método para asistir en la maniobra de un buque asistido (1) con capacidades de empuje (3), comprendiendo el método:
- controlar una serie de buques auxiliares (2) como una unidad para asistir en la maniobra del buque asistida mediante el control de un sistema de posicionamiento dinámico (50) de cada uno de los buques auxiliares (2) mediante un sistema maestro de posicionamiento dinámico (40),
- controlar las capacidades de empuje (3) del buque asistido por el sistema maestro de posicionamiento dinámico, en donde el sistema maestro de posicionamiento dinámico (40) está provisto de una unidad de interfaz (20) que permite controlar las capacidades de empuje (3) a bordo del buque asistido (1), en donde la unidad de interfaz (20) está configurada para transmitir comandos del sistema maestro de posicionamiento dinámico (40) a un sistema de control y sensores (10) del buque asistido (1) para controlar las capacidades de empuje (3) del buque asistido, y - recibir por parte del sistema maestro de posicionamiento dinámico (40) información de control y de sensores del sistema de control y de sensores (10) del buque asistido (1) a través de la unidad de interfaz (20), en donde la información del sistema de control y sensores (10) del buque asistido (1) transmitida al sistema maestro de posicionamiento dinámico (40) incluye al menos uno de los siguientes:
- un ángulo de timón del buque asistido,
- un ángulo de paso de la hélice de paso controlable (CPP) del buque asistido,
- las revoluciones por minuto (RPM) de la hélice del buque asistido,
- las revoluciones por minuto (RPM) del motor del buque asistido,
- una potencia del motor del buque asistido,
- un ángulo de propulsión del buque asistido,
- las revoluciones por minuto (RPM) del propulsor del buque asistido, o
- la potencia del propulsor del buque asistido.
25. Método de acuerdo con la reivindicación 24, que comprende además la colocación de la unidad de interfaz (20) en el buque asistido (1).
26. Método de acuerdo con una de las reivindicaciones 24 o 25, que comprende la recepción por parte del sistema maestro de posicionamiento dinámico (40) de información procedente de un sistema de navegación inercial (21) dispuesto en la unidad de interfaz (20).
27. Método de acuerdo con la reivindicación 26, en donde el sistema de navegación inercial (21) comprende un sistema de posicionamiento global (23) y una unidad de referencia de movimiento (22).
28. Programa informático para realizar el método de acuerdo con una de las reivindicaciones 24 a 27.
29. Un remolcador (2) provisto de un sistema maestro de posicionamiento dinámico (50) de acuerdo con la reivindicación 22, en donde el sistema maestro de posicionamiento dinámico (50) está adaptado para controlar una serie de remolcadores (2) como una unidad para asistir en la maniobra de un buque asistido (1) que tiene capacidades de empuje (3) y para controlar las capacidades de empuje a bordo del buque asistido.
30. Un remolcador (2) provisto de un sistema para asistir en la maniobra de un buque asistido (1) con capacidades de empuje (3) de acuerdo con la reivindicación 1.
ES18886362T 2017-12-07 2018-12-06 System for assisting in maneuvering of an assisted vessel Active ES3033737T3 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO20171950A NO344178B1 (en) 2017-12-07 2017-12-07 Interface unit
PCT/NO2018/050303 WO2019112442A1 (en) 2017-12-07 2018-12-06 Interface unit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES3033737T3 true ES3033737T3 (en) 2025-08-07

Family

ID=66751030

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES18886362T Active ES3033737T3 (en) 2017-12-07 2018-12-06 System for assisting in maneuvering of an assisted vessel

Country Status (13)

Country Link
US (1) US11738847B2 (es)
EP (2) EP3721312B1 (es)
JP (1) JP7382321B2 (es)
CN (1) CN111801634B (es)
AU (1) AU2018379592B2 (es)
DK (1) DK3721312T3 (es)
ES (1) ES3033737T3 (es)
FI (1) FI3721312T3 (es)
HR (1) HRP20250844T1 (es)
NO (1) NO344178B1 (es)
PL (1) PL3721312T3 (es)
SG (1) SG11202005311UA (es)
WO (1) WO2019112442A1 (es)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NO344178B1 (en) * 2017-12-07 2019-09-30 Rolls Royce Marine As Interface unit
JP7481882B2 (ja) * 2020-03-31 2024-05-13 川崎重工業株式会社 操船支援システム
WO2024050787A1 (zh) * 2022-09-08 2024-03-14 广东逸动科技有限公司 一种操控装置、配置操控装置的方法、机器可读存储介质
NO349106B1 (en) * 2023-01-10 2025-09-22 Kongsberg Maritime As Module, system and method for determining position of vessels
NO349339B1 (en) * 2023-06-02 2025-12-15 Kongsberg Maritime As Tow assist

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63222994A (ja) 1987-03-12 1988-09-16 Nkk Corp 自動曳航指令装置
GB2417017A (en) * 2004-04-29 2006-02-15 Heerema Marine Contractors Nl A system for controlling the position/heading of work vessels
RU2417017C1 (ru) * 2009-12-15 2011-04-27 Олег Иванович Квасенков Способ выработки компота из малины
NO20101354A1 (no) * 2010-09-29 2012-03-30 Fugro Geoteam As Et system og en fremgangsmate for transport av redningsmannskap fra et fartoy til en installasjon til sjos
JP6141406B2 (ja) * 2012-04-09 2017-06-07 サイトロニク リミテッドＣｙｔｒｏｎｉｑ．， Ｌｔｄ． 海洋構造物の静的又は動的ポジショニングまたはモーション制御システム及び方法
WO2015181626A1 (en) * 2014-05-28 2015-12-03 Cgg Services Sa System and method to optimize dynamically multi-vessel seismic operations
TW201620785A (zh) 2014-08-12 2016-06-16 凍結運動私人有限公司 用於執行表面操作之航海機具
DK201670190A1 (en) * 2016-03-31 2017-10-09 A P Møller - Mærsk As Boat with connection to shore
DK201670186A1 (en) * 2016-03-31 2017-10-16 A P Møller - Mærsk As A method and system for operating one or more tugboats
NO344178B1 (en) * 2017-12-07 2019-09-30 Rolls Royce Marine As Interface unit

Also Published As

Publication number Publication date
NO20171950A1 (en) 2019-06-10
FI3721312T3 (fi) 2025-07-25
DK3721312T3 (da) 2025-07-21
EP3721312A1 (en) 2020-10-14
NO344178B1 (en) 2019-09-30
EP4552969A2 (en) 2025-05-14
AU2018379592B2 (en) 2023-12-14
EP4552969A3 (en) 2025-06-04
CN111801634A (zh) 2020-10-20
CN111801634B (zh) 2023-10-20
PL3721312T3 (pl) 2025-09-08
WO2019112442A1 (en) 2019-06-13
HRP20250844T1 (hr) 2025-09-12
US11738847B2 (en) 2023-08-29
US20200369358A1 (en) 2020-11-26
JP7382321B2 (ja) 2023-11-16
JP2021505468A (ja) 2021-02-18
EP3721312B1 (en) 2025-06-11
AU2018379592A1 (en) 2020-06-25
EP3721312A4 (en) 2021-05-26
SG11202005311UA (en) 2020-07-29
AU2018379592A8 (en) 2020-07-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES3033737T3 (en) System for assisting in maneuvering of an assisted vessel
ES2865195T3 (es) Un procedimiento y sistema para operar uno o más remolcadores
CN114599580B (zh) 船舶操纵支持系统及方法
ES2847208T3 (es) Un remolcador con sistema para impedir vuelcos y hundimientos
ES2857774T3 (es) Un procedimiento y sistema para operar uno o más remolcadores
JP4716214B2 (ja) 船舶の入出港離着桟支援方法およびシステム
EP3778373B1 (en) Unmanned surface vessel for remotely operated underwater vehicle operations
EP3478565B1 (en) Dynamic tug winch control
US20220404839A1 (en) Systems, apparatus, and methods for remote monitoring and pilotage
US11815886B2 (en) Method and system for operating a ship
WO2018030897A1 (en) Motion compensating crane system
JP2019162922A (ja) 操艦支援システム、艦船、及び、操艦支援方法
NO20250242A1 (en) Unmanned surface vessel for remotely operated underwater vehicle operations
NO348616B1 (en) Unmanned surface vessel for remotely operated underwater vehicle operations