NO315724B1 - Datainnsamlingssystem for et fartöy - Google Patents

Description

Innledning

Foreliggende oppfinnelse vedrører et datainnsamlingssysiem for bruk ombord på et fartøy eller en installasjon, for å tilveiebringe basisdata om skrogpåvirkede bølger. Med uttrykket «skrogpåvirkede bølger» mener man bølger som endrer sin oppførsel på grunn av skrogets tilstedeværelse. 1 denne beskrivelse vil man illustrere oppfinnelsen ved anvendelse av et fartøy hvor systemet ifølge oppfinnelsen brukes, men det er fult mulig å anvende dette på andre sjøinstallasjoner slik som oljeplattformer osv.

Basisdata for enkeltbølger fremskaffes ved hjelp av minst en trykksensor som er plassert på skroget, dvs. at man måler vannhøyde over det punktet der sensoren er plassert ved å måle trykk. Man kan om ønskelig anvende flere sensorer som er plassert forskjellige steder på skroget for å måle de forskjellige vannhøyder som en enkelt bølge forårsaker på skroget. Viktige basisdata er også nøyaktig angivelse av plassering av sensorene i forhold til skroget, idet disse vil være spesielt viktige for vurdering av helhetsbildet.

Basisdataene for enkeltbølger benyttes for å etablere et diagram av skrogpåvirkede bølger eller «resultant-bølgediagram» for det individuelle skrog (dvs. den kurve den enkelte bølge avtegner på det individuelle skrogets sider)."Det skrogpåvirkede bølgediagram vil være basis for etablering av et projeksjonsdiagram, dette betyr at basert på bølgenes egenskaper (eller sjøens oppførsel) i en bestemt tidsperiode vil man kunne avlede fremtidige egenskaper for bølgene (eller sjøoppførsel) for å prediktere en utvikling og gi tidlig varsel om risiko for at det oppstår bølger som er av en slik art at de kan forårsake såkalt "grønn sjø" på dekk. «Grønn sjø» er et uttrykk som anvendes for situasjonen der vann skyller over fartøyets dekk med en slik mengde og hastighet at det utgjør en risiko for fysiske skader på dekksutstyr, dekkslast eller/og skrogets integritet (utvikling i avstand mellom skrogets dekk og bølgetopp). Online presentasjon ombord av enkeltbølgers høyde på skroget, av "skrogpåvirket eller resultant-bølgediagram " og "skrogpåvirket eller resultant-bølgediagram projeksjon" med kontinuerlig oppdatering av informasjonen tilveiebringes ved hjelp av oppfinnelsen.

Diagrammene, dvs. nevnte "resultant-bølgediagram " og "resultant-bølgediagram projeksjon" benyttes for å prediktere en utvikling og gi tidlig varsel om risiko for tilstander hvor store bølger kan forårsake kraftige slag mot skrogets bunn (utvikling i avstand mellom skrogets bunn og bølgedal). Dette fenomen vil heretter kalles "bunnslag" og medfører kraftige vibrasjoner og således betydelig reduksjon av skrogets utmattingskapasitet (levetid).

Nevnte "grønn sjø" på dekket og bunnslag forårsakes hovedsakelig av særlig høye enkelt-bølger («peak waves») heretter kalt "toppbølger".

Basisdataene kan videre benyttes til å beregne bølgeretning i forhold til skroget; en informasjon som er viktig for optimal navigasjon i dårlig vær.

Opprørt hav med sterk sjøsprøyt, lang avstand fra bro til baug, innebærer at man fra skipets bro ikke visuelt kan etablere bølgeretning, særlig om natten. Dekkslast (containere etc.) hindrer utsyn fra bro til baugområdet (kan også forårsake en blindsone på flere hundre meter foran skipets baug).

Basisdataene, sammen med informasjon fra andre systemer; skipets fart, aksellerasjoner og inklinasjoner, kan benyttes til å etablere "seastate", det faktiske bølgemønsteret uten påvirkning av skroget, dersom ikke skrogets utforming (helling utover) har for stor påvirkning på bølgene ved målinger ved skipets halvlengde evt. sammenholde disse med målinger i baugområdet og/eller akter.

Det ovenstående betyr at når man måler trykk ved skipets halvlengde og skroget er slik at dets påvirkning av bølgemønsteret ikke er betydelig, kan man tilveiebringe et «seastate» diagram som eventuelt kan anvendes for andre fartøy.

Ved å integrere data for bunkersforbruk for hovedmaskineri i behandlingen av basisdataene, vil man kunne optimalisere bunkersforbruk med skipets kurs og fart.

Ved.bruk av ekspertsystemer og historiske basisdata og data fra integrerte systemer, inklusive bunkersforbruk og GPS, vil man kunne beregne og gi anbefaling om optimale operasjonelle parametre; kurs, fart, også innen spesifikke geografiske områder med særegne vær og bølgeforhold.

Ved bruk av ekspertsystemer og historiske basisdata og data fra integrerte systemer, inklusive bunkersforbruk og GPS, vil man kunne utvikle en simulator for å komme frem til generelle optimale operasjonelle parametre i ulike vær- og bølgeforhold.

Bakgrunn

Helt siden mennesket begynte å bygge fartøy har "grønn sjø" på dekk representert en trussel mot skrogets integritet, mot fartøyets last, mot sikkerheten til folkene ombord, mot miljø og mot andre verdier. Også i vår tid forårsaker "grønn sjø" på dekk skader og totalforlis.

Kreftene i bølger kan være enorme, både p.g.a. vekt og hastighet. Bølgemønsteret er typisk nokså jevnt, men med betydelig større enkeltbølger, såkalte toppbølger. Det er særlig slike toppbølger som forårsaker skader. Vekten av vann som flommer over dekk, utgjør en risiko for sammenbrudd i skroget. Vekt kombinert med hastighet utgjør en risiko for dekksutstyr og dekkslast. Det finnes i dag ikke noe system, som basert på direkte målinger av individuelle bølgers høyde på individuelle skrog, gir varsel om "grønn sjø" eller bunnslag (dvs. slag av bølger mot skipets bunn) særlig fra toppbølger.

Ulike skipstyper har ulik sårbarhet for grønn sjø på dekk. Tankskip er relativt lite utsatt for skader på dekksutstyr; her er det vekten av grønn sjø på dekk og bunnslag som utgjør størst risiko for sikkerhet og skader. For andre "lettere" og ofte hurtigere skip, f.eks. containerskip, er det skader på dekksutstyr og dekkslast samt bunnslag som representerer størst risiko for sikkerhet og skader. For alle skip som opererer nær grensen for "grønn sjø", vil også endring av kurs mot bølgeretningen uten fartsreduksjon øke belastningene og risiko for "grønn sjø" og bunnslag i betydelig grad.

Utviklingen har gått og synes fortsatt å gå i retning av stadig større, hurtigere og lettere skrog for økonomisk optimalisering. Styrkemarginer i skrogkonstruksjoner er kontinuerlig under press. Ombord øker kravet til optimal økonomisk operasjon.

I dårlig vær vil man av økonomiske årsaker ønske å kunne operere nærmest mulig grensene for grønn sjø og bunnslag.

Mannskapet ombord gjør så godt de kan, men manglende informasjon gjør at beslutninger om optimal kurs, fart, ballast og trim fortsatt blir basert på individuelle vurderinger. I en slik utvikling er nødvendigheten av å erstatte individuelle vurderinger med objektiv informasjon basert på målinger åpenbar.

Det vokser derfor frem et behov for å fremskaffe systemer som kan gi pålitelig informasjon for optimal økonomisk operasjon. Interessen for rene sikkerhetssystemer som ikke er påbudt er dessverre ubetydelig. Sikkerhet må derfor bygges inn i systemer som har en dokumenterbar positiv økonomisk nytteverdi i løpet av 3 år. Reduksjon i antall skader på last, reduksjon i antall bunnslag og reduksjon i bunkersforbruk vil kunne være slike målbare parametre.

Tidligere kjent teknikk for å fremskaffe informasjon om bølger omfatter blant annet ulike bølgeradarsystemer. Lav oppdateringsfrekvens har imidlertid vært et problem for detektering av topp-bølger. Videre kan de også få problemer i dårlig vær p.g.a. sjøsprøyt og snø etc. som påvirker reflekterende signaler. Data fra slike bølgeradarsystemer har vært brukt til å etablere "seastate" (bølgespekteret). "Seastate" benyttes som input i beregningsmodeller for å kalkulere skipets toleransegrenser for "grønn sjø" . Disse beregninger kan så gjøres tilgjengelige i tabellformat for folkene ombord. Bølgeradar er montert ombord eller i utsatte bøyer i enkelte områder. Ulempen med slike systemer, i tillegg til varierende erfaringer med nøyaktigheten i bøl geråd ard ata (toppbølger og dårlig vær), er at de anvender beregningsmodeller med mange variable faktorer og mange forutsetninger og ikke virkelige data om det individuelle skrogs påvirkning av bølgene.

Direkte målinger om det individuelle skrogs respons til hver individuell bølge basert på skrogets faktiske fart og kurs (avstand skrogets dekk/bølgetopp og avstand skrogets bunn/bølgedal), vil være en bedre basis for å gi folkene ombord tidlig varsel for risiko for "grønn sjø" på dekk og for bunnslag samt bølgeretning. Folkene ombord kan da også følge med i den faktiske utviklingen. Kompliserte beregningsmodeller tilpasset de enkelte skrogene vil ikke lenger være nødvendige.

Det er tidligere kjent å anbringe trykksensorer på et skipsskrog, under vannlinjen, i den hensikt å beregne en mest mulig nøyaktig statisk verdi (ved f.eks. avlese trykket fra en avledet vannsøyle i et stigerør) av vannhøyden utenfor for å etablere skipets dypgående under laste- og losseoperasjoner. Disse systemer er både på sensor- og på databehandlingssiden tilpasset for å fjerne komponenter av kort varighet, som vil være tilfelle ved bølger. Kartlegging av bølgemønstre krever helt annerledes utstyr og behandlingsmetoder. I det angjeldende

datainnsamlingssystemet er det de dynamiske verdier som er interessante.

Det er tidligere kjent å anbringe trykksensorer på et skipsskrog, i den hensikt å beregne en avledet størrelse fra sensorsignalene. En slik løsning fremgår av GB-2 278 446. Her er sensorene imidlertid plassert under vannlinjen, nederst på skipssidene langs hele skroget, og ikke spesifikt i baugområdet. Det avledes heller ikke informasjon om bølgene, og spesielt ikke med tanke på deteksjon av bølger som kan medføre "grønn sjø", derimot avledes informasjon om stresspåvirkninger på skroget.

Datainnsamlingssystemet - Hensikten

Hensikten med datainnsamlingssystemet ifølge oppfinnelsen er ombord i et fartøy eller flytende innretning å tilveiebringe: a) Basisdata for hver bølge (vannhøyde i form av trykk) som treffer fartøyet/innretningen for kontinuerlig å presentere ombord skrogets respons

på bølgene.

b) Basisdata (trykk, sensorplassering) for å beregne bølgenes retning i forhold til skroget. c) Historiske basisdata for etablering av det individuelle skrogs "resultant-bølgediagram " for bl.a. etablering av en "resultant-bølgediagram-projeksjon"

eller «bølgeprojeksjon», og anvendelse av denne for å gi tidlig varsel om risiko for at grenseverdier for grønn sjø og/eller bunnslag på dekk kan overskrides.

d) Angivelse av bølgeretning. Bølgeretning beregnes initielt i forhold til skipets lengdeakse og kan deretter kalkuleres i grader. Kalkulering av bølgeretningen er

beskrevet nedenfor.

e) Fastsetting av alarm grenser for skipets inklinasjon i begge akser med utgangspunkt i inklinometermålinger. Disse defineres i forhold til fartøyets

sikkerhet og toleranse for stabilitet/skader på last.

f) Fastsetting av grenseverdier for aksjoner; endring av kurs, fart, ballast og trim som besluttes av operatør. g) Fastsetting av alarmgrenser for akselerasjoner i begge akser med utgangspunkt i akselerometermålinger. Disse defineres i forhold til fartøyets sikkerhet og

toleranse for stabilitet/skader på last. Fastsetting av grenseverdier for aksjoner;

endring av kurs, fart, ballast og trim som besluttes av operatør.

h) Advis om iverksetting av tiltak for å hindre at nevnte grenseverdier overskrides.

i) Råd om optimale operasjonelle parametre kan omfatte fart, kurs, ballast- og

trim-kondisjon. Basis for slike råd kan også være basert på historiske integrerte data som kan inkludere data for akselerasjoner, inklinasjoner og posisjon. Basis for optimale økonomiske operasjonelle parametre kan også inkludere historiske integrerte data om bunkersforbruk for hovedmaskinen.

j) Simuleringsmodell samt anvendelse av den for å vise hvilke konsekvenser ulike

operasjonelle beslutninger vil få under forskjellige vær- og bølgeforhold.

Datainnsamlingssystem - Komponenter

Nevnte hensikter oppnås ved et datainnsamlingssystem for bruk ombord i et fartøy eller installasjon, for å tilveiebringe basisdata om bølger som treffer fartøyet eller installasjonen for å tillatte kartlegging av de individuelle bølgers innflytelse på det individuelle fartøy eller installasjon, omfattende: - minst en sensorinnretning for anbringelse i/på fartøyets eller installasjonens skrog, - en databehandlingsenhet innrettet for lagring og behandling av målesignalene, og - signaloverføringsmidler for å overføre målesignaler til databehandlingsenheten for lagring og behandling av verdier for målesignalene.

Datainnsamlingssystemet omfatter altså:

A) en eller flere sensorinnretninger for anbringelse på fartøyets/installasjonens skrog, innrettet for å tilveiebringe et målesignal assosiert med nærvær av vann på skrogets utside, hvor sensorinnretningen(e) vil fortrinnsvis bestå av minst to trykksensorer, anbrakt i ulik høyde i samme lengderetning og på samme side av skTOget. En sensorinnretning med kun en sensor vil ikke være å anbefale da dynamikken i bølgene og derved basisdataene fra kun en sensor vil kunne variere med bølgemønster og ikke gi ønsket nøyaktighet i sluttresultatet. Antall sensorinnretninger vil kunne variere med utforming av skroget, med seilingsmønster og værforhold innen aktuelle seilingsområder samt med brukers krav til nøyaktighet i sluttresultatet og med evt. fremtidige påbud. Eksempler på variasjoner er: FPSO/FSO med sylinderformet baug ligger stille i samme posisjon med baugen mot bølgene - kontinuerlig lasting/lossing av olje.

Containerskip med cruiser baug (smal baug, skjærer bølgene),

høyest mulig hastighet (ca. 25 knots eller mer) også i dårlig vær.

Det skrogpåvirkede bølgediagram vil med samme seastate og med samme fart, kurs og lastekondisjon kunne variere sterkt med skrogutforming. Det anbefales derfor å ta kontakt med ekspertise for beslutning av antall sensorinnretninger og deres montering i det individuelle skrog.

Når det gjelder antall og lokaliseringer av sensorinnretninger i en foretrukket utførelse av oppfinnelsen vil disse være: a) En sensorinnretning på hver side av skrogets baug. Uten påbud om antall sensorinnretninger vil dette være en rimelig løsning da baugen erfaringsmessig er

mest utsatt for «grønn sjø» på dekk og for bunnslag.

b) En sensorinnretning på hver side ved skrogets halvlengde. Som a), men på halvlengden fordi man antar turbulensen i bølgende vil være betydelig mindre i

dette område, særlig ved spesielle utforminger av skroget i baugen. For skrog med smal baug (liten avstand mellom sensorinnretningene) vil sensorinnretningene på halvlengden (betydelig større avstand) gi et mer nøyaktig måling av bølgeretningen.

c) En sensorinnretning på hver side av skrogets baug pluss en sensorinnretning på hver side ved skrogets halvlengde. En naturlig utvidelse av a) og b) med økt

nøyaktighet.

d) En sensorinnretning på hver side av skrogets baug pluss en sensorinnretning på hver side ved skrogets halvlengde pluss en sensorinnretning på hver side ved

skrogets akterende. Dette vil være et tilnærmet komplett antall for de fleste typer

skrog. Trolig uaktuelt for stasjonære skrog som FSO/FPSO med bølger konstant mot baugen. Aktuelt for skrog som opplever tunge bølger inn akter.

Ved antall sensorinnretninger som nevnt i c) og d) vil man i mange tilfeller kunne ha 2 sett sensorinnretninger (parallelt på hver side av skroget) med 2 sensorer mens de øvrige sensorinnretninger vil kunne består av kun en sensor avhengig av krav til nøyaktighet i målingene.

Den enkelte sensorinnretning vil typisk men ikke på begrensende måte bestå av:

a) en eller flere trykksensorer

b) stigerør m/flens og ventil i en foretrukket utførelse av oppfinnelsen

c) ventil m/flens

d) skrogjennomføring

e) ytre rør m/flens

a) Trykksensoren vil kunne være av standard fabrikat; elektronisk, keramisk, fiberoptisk eller annen type som kan avlede høye vann- og lufttrykk. For sensorer uten automatisk kalibrering for lufttrykket utenfor, må særskilt sensor for måling av lufttrykket utenfor installeres for kalibrering av basisdataene. Trykksensor monteres på flens til et stigerør med flens. Ved bruk av flere sensorer i en sensorinnretning kan alle trykksensorer tilkobles samme stigerør hvor det for hver sensor fortrinnsvis monteres en ventil mellom sensor og stigerør for å ha kontroll på lufting og rengjøring ved f.eks. høytrykkspyling for fjerning av fremmedlegemer og slam. b) Stigerør m/flens og ventil. Stigerøret vil om ønskelig kunne rekke opp til skrogets dekk og være utstyrt med en mekanisk- eller fjernstyrt ventil. Stigerøret vil ikke påvirke basisdataene da ventilen, som fortrinnsvis anbringes lengst ned på stigerøret vil være stengt under operasjon. Gjennom ventilen vil man automatisk eller manuelt kunne fjerne "luftputer" som vil kunne etablere seg i systemet. Slike luftputer vil påvirke sensorens basisdata. I tillegg vil stigerøret kunne benyttes til høytrykkspyling av systemet for å fjerne evt. fremmedlegemer og grums. Stigerøret monteres til flens på en ventil med flens. Stigerøret er et praktisk arrangement, men hensikten, lufting og rengjøring, kan også oppnås ved andre løsninger.| c) Ventil m/flens. Denne vil i mange tilfeller være påbudt av sikkerhetsmessige årsaker for å kunne stenge for evt. vanninntrenging. Ventilen muliggjør også vedlikehold, reparasjoner og utskiftinger av a) og b) over. Avhengig av regelverket til enhver tid, vil det kunne avledes mange varianter/kombinasjoner av b) og c). b), d) og i mange tilfeller e) vil rent måleteknisk kunne sløyfes, evt. erstattes med annet luftearrangement av systemet. Ventil monteres til flens på en skrog-gjennomføring. d) Utforming av skrog-gjennomføring (innvendig og utvendig skrogforsterkning) vil være i.h.t. påbud og regelverk. e) Et kort rør/flens vil fortrinnsvis monteres til skrog-gjennomføring på skrogets ytterside for å hindre inntrengning av fremmedlegemer i systemet, utformingen bør

være myk (halvsirkel) for å unngå fysiske skader fra fremmedlegemer og redusere turbulens i vannet. Røret/flensen vil typisk være montert i vertikalt på skutesiden, men kan også monteres noe skråttstilt i skrogets lengderetning.

I den foreliggende beskrivelsen er det med uttrykket «sensorenes høydeposisjon» ment stillingen i høyde i forhold til skrogets bunn, mens «lengdeposisjon» refererer til stillingen langs fartøyets langsgående akse. De optimale høyde- og lengdeposisjonene vil igjen være avhengige av skrogets utforming, og kan i særlige tilfeller være forskjellige på babord og styrbord side. Det kan alternativt benyttes et ytterligere større antall sensorinnretninger, for tilveiebringelse av et enda mer detaljert basisgrunnlag.

I hver sensorinnretning anbringes en sensor (heretter kalt Sl) fortrinnsvis nær skrogets bunn for å tilveiebringe kontinuerlig dynamiske basisdata om hver bølge som passerer skroget (høyde på vannsøyle). Anbringelsen nær skipets bunn vil gi mest nøyaktige basisdata relatert til "bunnslag". En slik lokalisering av Sl vil redusere inntrenging av luft(bobler) som etablerer en luftpute foran S1. Fordelen med å anvende vanntrykk i forhold til anvendelse av lufttrykk vil være at mens luften danner en «pute» som kan komprimeres og gi treghet i systemet samt innføre unøyaktighet, vil vannet overføre trykket direkte. Som nevnt ovenfor kan slike luftputer fjernes ved lufting av systemet, manuelt eller automatisk.

En annen sensor (heretter kalt S2) vil fortrinnsvis anbringes i ønsket høyde mellom skrogets dypgående i lastet tilstand og skrogets dekk. Dynamikken og turbulensen i bølgene vil kunne være sterkt varierende med bølgehøyder/-spektre. Vannsøylen over sensorene vil også påvirkes av skrogets utforming og fart. Høydeposisjonen for sensor S2 vil således være et uttrykk for når (ved hvilke bølgehøyder på skroget) man ønsker å kalibrere basisdataene i sensor Sl for slik dynamikk og turbulens i bølgene i etablering av det "resultant-bølgediagram " (amplituder og frekvenser) for det individuelle skrog og den avledete "bølgerespons projeksjon". Den nøyaktige avstand mellom Sl og S2 vil da være kjent. S2 vil frembringe basisdata ved tilstedeværelse av vann.

Ved anbringelse av ytterligere en sensor (heretter kalt S3) i en annen utførelse av oppfinnelsen, i samme lengdeposisjon som Sl og S2., men i høyde med skrogets dekk, vil denne sensor også være kalibrator for Sl for en enda mer nøyaktig vannhøyde og et direkte alarmnivå for "grønn sjø" på dekk. 51 kan anbringes høyere på skroget, også over vannlinjen. Sl kan kalibreres for effekten av "luftputen" som oppstår. Luftputen kan fjernes eller reduseres ved en ventil nær skroggjennomføringen og eller ved at Sl anbringes i en posisjon lavere enn skroggjennomføringen. En slik posisjon vil imidlertid kunne medføre redusert nøyaktighet i basisdataene og da særlig vedrørende "bunnslag". 52 vil kunne sløyfes i alle sensorinnretninger dersom større usikkerhet og evt. unøyaktighet i basisdataene aksepteres. B) En datainnsamlings- og behandlingsenhet innrettet for lagring og behandling av målesignalene. Datainnsamlings- og behandlingsenheten er i en særlig utførelse innrettet for å prosessere måledata fra sensorinnretningene som detekterer en utvikling i bølgemønsteret som kan/vil medføre «grønn sjø» og/eller bunnslag og/eller bølgeretning. Datainnsamlings- og behandlingsenheten kan være plassert i forpigg eller på skipets bro. Ved plassering f.eks. på skipets bro kan datainnsamlings- og behandlingsenheten være koblet til en prosesserings- og presentasjonsenhet for mottak og fremvisning av det samlede datasignal.

I dette tilfellet vil prosesserings- og presentasjonsenheten med fordel omfatte midler for å prosessere det samlede datasignalet for å tilveiebringe, det vil si rekonstruere, data som samsvarer med måledataene fra sensorinnretningene. På grunnlag av disse dataene tilveiebringes videre et bølgediagram som projiseres i tid for å prediktere bølger som kan forårsake at vann skyller over dekk på fartøyet, og som kan forårsake bunnslag. Til dette kan man også benytte data fra inklinometer, aksellerometer samt data om skipets kurs, fart, laste- og ballastkondisjon og posisjon, hvilke data tilføres datainnsamlings- og behandlingsenheten og deretter prosesserings- og presentasjonsenheten.

I en særlig utførelse omfatter datainnsamlingssystemet i tillegg et/flere inklinometer(e), 2 akser, og/eller et/flere akselerometer(e), 2 akser, for anbringelse i fartøyet, fortrinnsvis ett sett i fartøyets forpigg. Disse kan tilveiebringe statiske og/eller dynamiske data knyttet til fartøyets rull, hiv og akselerasjoner. Også disse data kan benyttes separat eller samholdt med målinger fra trykksensorene, evt. også med andre integrerte data.

Databehandlin<g>senheten i datainnsamlingssystemet ifølge oppfinnelsen omfatter i en foretrukket utførelse av oppfinnelsen midler for: a) prosessering av dataene fra sensorinnretningen(e) anordnet fortrinnsvis i nærheten av skipets bunn for å tilveiebringe bølgehøydesignaler (bølgespekter) som funksjon av tid, b) registrering av data angående fartøyets kurs, fart. lastekondisjon, trim og posisjon og prosessering av disse for å tilveiebringe fartøyets responsprofil ovenfor hver enkelt bølge i aktuelt geografisk område som funksjon av tid, c) med utgangspunkt i bølgehøydesignalene tilveiebragt i trinn a) samt profilen tilveiebragt i trinn b), etablere den individuelle bølgerespons for hver bølge med skrogpåvirkning, samlet i serier i et "resultant-bølgediagram " for prediktering av «skorgpåvirket bølgemønster» i tiden og/eller av fartøyets tilstand som konsekvens av denne utvikling i en "resultant-bølgediagram-projeksjon", d) tilveiebringelse av grenseverdier for bølgehøyder ved sensorinnretningene som en funksjon av fartøyets kapasitive påkjenningsnivåer (eller ved evt. innføring av påbud, tillatte påkjenningsnivåer), e) utfra innmatede data om grenseverdier for bølgehøyde tilsvarende grønn sjø og bunnslag, tilveiebringelse av grenseverdier for bølgehøyde samt alarmfunksjoner ved grenseverdioverskridelse, f) utfra innmatede data ved a) til e) over tilveiebringelse av grenseverdier for preventive aksjoner endring av kurs, fart, ballast og trim, idet grenseverdiene er til enhver tid tilpasset fartøyets tilstand, bølgenes høyde og den predikterte utvikling, g) lagring av signalene tilveiebragt i trinnene a)-f) for senere behandling og statistikkdannelse.

Historiske data, også fra integrerte systemer, kan ved hjelp av ekspert systemer benyttes til å etablere en erfaringsbase for advis om optimale operasjonelle parametre. Systemet vil på denne måten "huske" tidligere hendelser også relatert til avgrensede geografiske områder. Ved å la fartøyet gjennomføre operasjonelle testprogram (trinnvise endringer av fart/kurs i ulike laste- og trimtilstander og ved ulike vær- og bølgetilstander, evt. i ulike geografiske områder, vil en erfaringsbase kunne etableres tidlig).

Ved å benytte nevnte erfaringsbase vil man også kunne etablere en simuleringsmodul for å vise konsekvenser av operasjonelle beslutninger.

Ved å integrere data om hovedmaskineriets bunkersforbruk og belastningsgrad i erfaringsbasen og simuleringsmodulen vil man kunne gi advis og simulere ikke bare optimale sikkerhetsmessige operasjonelle parametre, men også optimale økonomiske operasjonelle parametre. Det er erfaringer for at ved gitte tilstander og værforhold vil en økning av fart kunne resultere i et lavere bunkersforbruk på hovedmaskineriet.

Som nevnt tidligere vil databehandlingsenheten med fordel omfatte midler for:

a) kalibrering av hver sensor anordnet nærmest skipets bunn, Sl, ved hjelp av måledataene fra en sensor anordnet i samme lengdeposisjon men i forskjellig høyde

enn sensor i nærhet av fartøyets bunn, S2, for å unngå feilmålinger ved dynamikk og turbulens i bølgene, og b) sammenlikning av måledataene fra de forskjellige sensorinnretningene og filtrering for å oppnå høy nøyaktighet.

Når det gjelder fastsettelse av bølgeretningen vil databehandlingsenheten i systemet ifølge oppfinnelsen ytterligere omfatte midler for beregning av bølgeretning i forhold til fartøyets langsgående akse utfra: a) sammenlikning av maksimumverdier i hver enkeltbølge, fortrinnsvis tilveiebragt i kontinuerlig oppdaterte serier for økt nøyaktighet, fra flere sensorinnretninger liggende i samme lengdeposisjon og høyde, men på motsatte sider av fartøyet, hvor signalene fortrinnsvis korrigeres for inklinasjon, akselerasjon og evt. også fartøyets fart før sammenlikningen, og

b) sammenligning av tidsforløp for maksimumverdier i hver enkeltbølge, fortrinnsvis tilveiebragt i kontinuerlig oppdaterte serier for økt nøyaktighet, fra

sensorinnretninger liggende i samme lengdeposisjon og høyde, men på motsatte sider av fartøyet, for å etablere tidsforskjellen mellom registrering av bølgetoppene, fortrinnsvis korrigert for inklinasjon, akselerasjon og fartøyets fart før sammenligningen, for derved å kunne beregne forholdet mellom fartøyets lengderetning og bølgefrontens retning. Avstanden mellom sensorene er kjent. Tidsdifferansen mellom bølgetoppens passering av hver sensor er kjent. Avstanden bølgetoppen beveger seg i løpet av tidsdifferansen regnes ut. Bølgenes vinkel på skroget regnes ut. Serier av målinger gir mer nøyaktig resultat.

En viktig del av datainnsamlingssystemet ifølge oppfinnelsen er en presentasjonsenhet koblet til databehandlingsenheten for fremvisning av utgangssignalene fra databehandlingsenheten. I en foretrukket utførelse omfatter presentasjonsenheten midler for å vise kontinuerlig oppdaterte data for:

a) Status: bølgehøyde og verdier i forhold til aksjonsgrenser og alamnivåer for:

- "grønn sjø" - bunnslag - inklinasjon - akselerasjon - samt bølgeretning.

Informasjon om parametrene oppdateres og presenteres online. For raskt å kunne se effekten av (preventive) aksjoner presenteres også dataene historisk, f.eks. for en time/en halv time siden.

b) Operasjonelle data:- fart - kurs - bunkersforbruk for hovedmaskinen. Informasjon om parametrene oppdateres og presenteres online. For raskt å kunne

se effekten av (preventive) aksjoner presenteres også dataene historisk, f.eks. for en time/en halv time siden. I en særlig utførelse presenteres også en advis for optimale operasjonelle parametre basert på historiske data og bruk av ekspert systemer. Slik advis kan også ta hensyn til spesielle vær/bølgeforhold i geografisk bestemte

områder.

c) Andre data: - lastekondisjon - trim - vindstyrke-/retning - posisjon. Disse kan hentes inn (sammen med nevnte fart, kurs og bunkersforbruk) og presenteres. d) Varsel status: Basert på tidligere nevnte "resultant-bølgediagram " og "resultant-bølgediagram projeksjon" kan det presenteres et tidlig varsel om risiko for at bestemte grensenivåer for aksjoner og for alarm kan overskrides. Tidsangivelse for slike overskridelser vil også presenteres. Systemet," resultant-bølgediagram projeksjonen ", vil raskt fange opp og justere for endringer i værutviklingen og for endringer i operasjonelle parametre (fart/kurs). e) Alarm status: idet presentasjonsenheten er innrettet til å vise dataene i a), b) og c) i sann tid vil alarm utløses når grensenivåer for aksjonsalarm og for kapasitive

nivåer overskrides. Alarmer kan utløses audio og/eller visuelt. Systemet kan kreve

at alarmer kvitteres ut. 1 en enda mer foretrukket utførelse er presentasjonsenheten dessuten innrettet for å anbefale preventive aksjoner.

Over er beskrevet en særlig omfattende datapresentasjon. Datapresentasjonen kan forenkles/reduseres ned til varsel om alarmnivåer. Med referanse til tidligere omtalte anvendelse vil datapresentasjonen også kunne inkludere presentasjon av advis og simuleringer. C) Signaloverføringsmidler for å overføre målesignaler til databehandlingsenheten omfatter elektriske eller fiberoptiske kabler. Fiberoptiske kabler vil være å anbefale p.g.a. levetid, EX-imunitet og imunitet mot elektromagnetisk støy. Signaloverføring kan også foretas via radiolink.

Oppfinnelsen vil nå beskrives nærmere ved hjelp av de vedlagte tegningene hvor: figur 1 og 2 viser et fartøy forsynt med et datainnsamlingssystem ifølge oppfinnelsen,

figur 3 og 4 viser en utførelse av sensorinnretningen,

figur 5 viser bølgehøydeforhold i forhold til sensorplassering,

figur 6 viser et "resultant-bølgediagram " og en «bølgerespons projeksjon",

fig. 7 viser et "resultant-bølgediagram " og en "bølge response projeksjon" kun for bølgetopper og bølgedaler,

fig. 8. viser et tidsforløpsdiagram og en projeksjon for inklinasjon i begge plan (langskips og tverskips) med alarmgrenser,

fig. 9. viser et tilsvarende diagram og en projeksjon for akselerasjon,

fig. 10 illustrerer beregning av bølgeretning,

fig. 11 viser hvordan systemet kan benyttes til å beregne faktisk "seastate",

figur 12 viser et eksempel på skjermbilde som vises i presentasjonsenheten.

Fig. 1 viser en oversikt over et fartøy forsynt med et datainnsamlings-system ifølge en enklest mulig utførelse av oppfinnelsen; en trykksensor Sl i fartøyets forpigg A eller en trykksensor ved fartøyets halvlengde B. I samme figur angir C fartøyets bro og D akteret. Henvisningstall 5 refererer til databehandlings- og presentasjonsenheten. I en særdeles enkel utgave kan sensoren Sl flyttes til fartøyets Telling for direkte alarm for "grønn sjø" på dekk. Denne plassering vil imidlertid ikke gi informasjon relatert til bunnslag. Fig. 2 viser en oversikt over et fartøy forsynt med et datainnsamlings-system av en omfattende karakter. Systemet omfatter en trykksensor Sl, en kalibreringssensor S2, akselerometere 3, inklinometere 4 og en databehandlings- og presentasjonsenhet 5. Datainnsamlingssystemet kan inkludere enhver kombinasjon innenfor fig. 2 og evt. ytterligere utvidelser. Fig. 3 viser hvordan en trykksensor med innfestningsarrangement, skrog-gjennomføring og utvendig rør kan monteres. Røret kan ha forskjellige utforminger. I figuren angir 3.1 en flens, 3.6 angir selve sensor, 3.2 angir pakninger, 3.7 angir fartøyets skrog, 3.5 angir et lokk, 3.3 angir en skroggjennomføring, og 3.4 angir en utvendig rørflens Fig. 4 viser hvordan en ventil 3.9 og et stigerør 3.8 med ventil kan monteres inn i sensprarrangementet. Ventilen 3.9 vil i mange tilfeller være påbudt av sikkerhetsmessige årsaker, særlig ved montasje ved/under vannlinjen. Med ventilen 3.9 kan systemet stenges og vedlikehold/reparasjoner/utskiftinger foretas. Med montert stigerør kan systemet luftes med stigerørets ventil (manuelt eller fjernstyrt åpne/lukke-mekanisme) for å fjerne evt. luftputer mellom sensor 3.6 og vannet utenfor. Luftputen forårsaker treghet i målingene. Gjennom stigerøret 3.8 kan systemet også høytrykkspyles for å fjerne evt. fremmedlegemer eller slam. Stigerøret 3.8 er et praktisk arrangement, men hensikten, lufting og rengjøring, kan også oppnås ved andre løsninger.

Fig. 5 viser som nevnt bølgehøydeforhold i forhold til sensorplassering.

Fig. 5 A viser hvordan sensoren Sl detekterer kontinuerlig overliggende vannhøyder ved passering av en bølge og hvordan et bølgemønster etableres med bølgetopp og bølgebunn. Vannlinjen (waterline - stillwater) vises med stiplet linje. Figuren viser også sjøsprøyt S. Hvor høyt på det individuelle skrog bølgetoppen rekker kan avledes og relateres til fare for "grønn sjø" på dekk. Hvor høyt over det individuelle skrogs bunn bølgebunnen går kan avledes og relateres til fare for bunnslag. Fig. 5 B viser hvordan verdiene i Sl kan kalibreres i det øyeblikk S2 detekterer vann. H3 er verdien for toppbølgen ("wave peak"), H2 tilsvarer stillingen til kalibreringssensoren S2, den stiplede linjen viser vannnivået ved rolig vann, Hl viser stillingen til trykksensoren Sl og HO stillingen til fartøyets bunn. Nøyaktig høyde mellom Sl og S2 kan i dette øyeblikk etableres. De kalibreringsverdier som benyttes ved lavere bølgehøyder kan legges inn manuelt basert på praktiske erfaringer etc. eller ved modellforsøk. P.g.a. "luftputen" i målesystemet \ S2 vil Sl og S2 gi ulike signaler ved deteksjon av vann også i S2 Graden av økende eller minkende forskjeller i verdiene i Sl og S2 vil være et uttrykk for økende/minkende dynamikk/turbulens i det øvre skiktet i bølgen og kan sammen med tidsfrekvenser for disse tas inn i målesystemet.

I en særlig utførelse evt. ved særlige skrogutforminger kan det også monteres en sensor ved skrogets relling for direkte, alarm for "grønn sjø," på dekk. Figur 5C-F viser hvordan skroget påvirker bølgemønsteret. Nærmere bestemt viser figuren bølgepåvirkningen forfra/ fra side uten at aksellerasjoner/inklinasjoner er tatt med. Figuren illustrerer hvordan oppadgående og nedadgående strømmer/turbulens påvirker sensordata i høye bølger. Figurene viser i kolonne I forpigg fra siden, i kolonne II forpigg forfra, i kolonne III halvlengde i snitt og i kolonne IV halvlengde fra siden. Figur 5C viser situasjonen med smul sjø i motgående retning. I kolonne I ser man at den øvre sensor Sl ligger over vannlinjen mens den nedre sensor II ligger under vannlinjen. I kolonne 2 kan man se at det oppstår turbulens rundt baugen (angitt med pilene) . I kolonnene III og IV ser man at ved fartøyets halvlengde er fortsatt Sl over vann og S2 under vann. Figur 5D viser situasjonen med grov sjø i motgående retning. Kolonne I viser at både Sl og S2 ligger under vann nå, pilen angir turbulens i bølgen. Turbulensen vises også i kolonne II. Kolonnene III og IV viser at sensorene Sl ligger over vann ved halvlengden, mens S2 ligger under vann. Figur 5E viser situasjonen med smul sjø mot fartøyets ene side. Sensorene Sl ligger over vannnivået i alle kolonnene, mens S2 ligger under vann. Kolonne II viser turbulens angitt med piler. Figur 5F viser situasjonen med grov sjø mot fartøyets ene side. I kolonne I ser man at Sl på en side av forpiggen ligger under vann, mens kolonne II viser at Sl på den andre siden ligger over vann. Kolonne II viser også turbulens i bølgen angitt med piler. Kolonnene III og IV viser sprøyt SP og svell SV, og i disse kolonnene vises

Sl under vann på en side og,over vann på den andre. Skråstrekkene viser sprøyt. De stiplede linjene viser grønnsjøbølgen etter filtrering av sprøyt og "run ups".

Fig. 6 viser et "resultant-bølgediagram " i del I (diagram for de siste minuttene) og en «bølgerespons projeksjon" i del II (diagram for de "neste" minuttene). GSAL står for "Green Sea Alarm Level": grønnsjøalarm-nivå. AAL står for "Action Alarm Level" : handlingsalarm-nivå. BSAL står for "Bottom Slamming Alarm Level": bunnslagalarm-nivå. WRA står for "Wave Response Amplitude": bølgeresponsamplituden. 0-nivået for amplituden er gitt av vannlinjen ved rolig vann Historiske data for de enkelte bølger i forhold til det individuelle skroget i en bestemt tidsperiode utgjør et "resultant-bølgediagram " slik det oppstår basert på faktisk lastekondisjon, trim, fart og kurs <p>g faktisk bølgespekter med bølgenes amplituder som en funksjon av tid.

Tendensen i utviklingen i "resultant-bølgediagrammet" blir projisert frem i tid i en "bølge respons projeksjon". I denne projeksjonen blir utviklingen i amplitudene for toppbølgene samt den siste del av historisk tidsperiode vektlagt mest. Likeledes vil projeksjonen raskt justere seg i takt med endringer i øvrige variable parametre, fart, kurs, trim og ballast kondisjon. Fig. 7 viser et "resultant-bølgediagram " og en "bølgerespons projeksjon" kun for bølgetopper og bølgedaler (avledet av diagrammet i fig. 6). Fig..8. viser et tidsforløpsdiagram (kolonne I) og en projeksjon (kolonne II) for inklinasjoner i begge plan (langskips, merket med LI som står for "Longitudinal lnclination": inklinasjon i den langsgående retningen og tverskips, merket med TI som står for "Transversal lnclination": inklinasjon i den tverrgående reningen) med alarmgrenser (AL står for "Alarm Level": alarm-nivå og AAL står for "Action Alarm Level": handlingsalarm-nivå). Fig. 9. viser et tilsvarende diagram og en projeksjon for akselerasjon i begge plan (vertikal V og horisontal H) med alarmgrenser. G angir akselerasjonene. Fig. 10A viser beregning av bølgeretning basert på forskjell i sensorverdier i serier av målinger, dvs. forskjellen i gjennomsnittlig maksimumverdi av en serie enkeltbølger målt i to par sensorinnretninger i samme lengdeposisjon i skroget på styrbord og babord side (fig. 10 A I). Nevnte maksimumverdier bør korrigeres for inklinasjoner, akselerasjoner (fig. 8 og fig. 9) evt. også for fartøyets og bølgenes hastighet før beregning av bølgeretning for økt nøyaktighet. Forskjellen i gjennomsnittsverdier indikerer bølgeretning. I fig. 10A illustreres hvordan en endring i bølgeretning fra Tl til T2 øker forskjellen i måleverdiene mellom sensor på styrbord side og sensor på babord side. Erfaringsmateriale benyttes som kalibrerende faktor. Figurene 10 A III og IV viser bølgeresponsamplityden WRA på babord og styrbord siden i forhold til tid. Man kan således angi differansen i toppverdier i de siste ... minuttene og gjennomsnittdifferansen i de siste ... minuttene. Tabellen i figur V viser gjennomsnittsvinkelen for en serie av bølger. Fig. 10B viser beregning av bølgeretning basert på gjennomsnittlig tidsdifferanse (T) for serier av målinger ved to par sensorinnretninger Sl i samme lengdeposisjon (Stb l/P 1 og Stb 2 /P 2) på skroget på styrbord (Stb) og babord (Port) side. Dette vises nærmere bestemt i figur 10 B I. Nevnte maksimumverdier korrigeres for inklinasjon, akselerasjon (fig. 8 og fig. 9). Ved å korrigere for fartøyets hastighet vil man få bølgenes hastighet. Tidsdifferansen kan så uttrykkes i bølgenes tilbakelagte avstand (ml og m2) i dette tidsintervall (figur 10 B III). I denne figuren vises sensorer som er plassert på forpiggen og sensorer som er plassert på halvlengde. Nøyaktig avstand mellom sensorer i samme lengdeposisjon er kjent. Bølgenes vinkel (a) i forhold til fartøyets lengdeakse kan kalkuleres. Tabellen i figur 10 B IV viser gjennomsnittsvinkel for et valgt antall bølger. Fig. 11 viser hvordan systemet kan benyttes til å beregne faktiske " seastate"

(faktisk bølgespekter med bølgeperiode og amplituder). Som før vurderes serier av måleverdiene i to par sensorinnretninger i samme lengdeposisjon. I bølgespekterberegningen benyttes sensor med lavest verdi i det sensorpar (sensorinnretninger med samme lengdeposisjon på styrbord og babord side) som til enhver tid har minst forskjell i gjennomsnittlige verdier (skrogets egen respons gir minst påvirkning på måledataene). Etter korrigering for akselerasjon, inklinasjon og fartøyets fart kan enkeltbølgenes amplituder som funksjon av virkelig tid beregnes. Av denne beregning kan ønskede parametre kalkuleres; maksimum, minimum amplituder, bølgeperiode og gjennomsnitt for ønskede tidsintervall.

Figur 111 viser hvordan gjennomsnittelige sensorverdier oppnås fra serier av målinger. Figur 11 II viser justeringer for inklinasjon og akselerasjon. Figur 11 III viser gjennomsnittberegning for sensorverdier fra et eller flere sett med sensorer som er plassert ved samme lengde- og høydestilling på hver side av skroget, i form av serier av målinger. Figur 11 IV viser bølgediagrammet justert for fartøyets hastighet, hvor man på venstre side har diagrammet uten hastighetsjustering og på høyre side med hastighetsjustering..

Til slutt og som en oppsummering vil man vise til figur 12 som viser et eksempel på hvordan et skjermbilde, som vil presenteres i presentasjonsenheten, vil kunne se ut for brukeren av systemet.

På den øvre venstre siden av skjermbildet ser man et første felt, ALARM STATUS. som vil endre farge, grønt for OK, gult for inntrådt aksjonsalarm og rødt for alarm

(for en eller flere måleparametre i systemet; "grønn sjø", bunnslag, inklinasjon, aksellerasjon).

Under dette felt finnes det et andre felt, WARN1NG STATUS, som angir forskjellige tekstmeldinger knyttet til bølgehøydeforløp og tidlig varsel om at alarm vil kunne utløses, inkl. indikasjon om tidspunkt for slike alarmer. Anbefalinger når det gjelder kurs og hastighet basert på fartøyets og sjøens situasjon kan også avledes av systemet og presenteres.

Under finnes et tredje felt, OPERATION. som viser driftsparametre, f.eks. hastighet, kurs og bunkersforbruk for hovedmaskinen. Parametrene kan f.eks. oppgis i sann tid (a) og f.eks. for en time siden (b). Sammenlikningen mellom (a) og (b) vil være meget nyttige informasjon for å kunne optimalisere operasjonen ombord, både sikkerhetsmessig og økonomisk. Ved å integrere ekspert system(er) vil man basert på erfaringsdata kunne gi råd om optimale operasjonelle parametre under gjeldende værforhold, også i aktuelt geografisk område (med f.eks. særlige bølgespektre i dårlig vær).

Konsekvensen av operasjonelle beslutninger (fart, kurs, ballast kondisjon og trim) kan relateres både til bunkersforbruk på hovedmaskiner! og til parametre relatert til "grønn sjø", bunnslag, akselerasjoner og inklinasjoner vises under i et fjerde felt, STATUS. Dette viser grafisk (kan også vises numerisk) tilstandene relatert til "grønn sjø", bunnslag, inklinasjon og akselerasjon. Grønt - OK, gult - aksjonsalarm og rødt felt for alarm.

Oppe til høyre har man et femte felt som viser B0LGERETNING i forhold til fartøyets lengderetning samt bølgehøyde på fartøyets skrog. Både bølgeretning og

-høyde er valgt vist i fargene grønn, gult og rødt relatert til alarm status.

Denne siste figuren viser klart hvordan en bruker kan få nytte av systemet ifølge oppfinnelsen i en konkret anvendelse. Systemet er enkelt å anvende og gir signaler i form av farger og også tallverdier slik at det er både mulig å få et klart, hurtig signal om muligheten for at en faresituasjon inntreffer samt å få en nøyaktig angivelse av de aktuelle verdier for de forskjellige variabler.

På nederste linje i skjermbilde er det valg for å hente frem flere data for de forskjellige parametrene. Valget " OPERATOR GUIDANCE" eller advis til operatør vil gi råd om optimale operasjonelle beslutning; fart, kurs, ballast kondisjon og trim relatert til risiko for "grønn sjø" på dekk, bunnslag, til akselerasjoner, inklinasjoner og ikke minst til bunkersforbruk for hovedmaskineri som er av stor økonomisk betydning. Advis til operatør er basert på anvende ekspert systemer og det erfaringsmateriale om alle parametre som her vil være tilgjengelig for prosessering i ønsket format. For tidlig oppbygging av slik erfaringsbase, kan man utferdige et testskjema som benyttes ved forskjellige bølgespektre ved å variere de operasjonelle parametre. Erfaringsmaterialet kan, om ønskelig også inkludere geografiske områder. Dette innebærer at man i adviset også vil kunne inkludere særlige vær/bølgeforhold i aktuelle områder; f.eks. værutsatte områder med liten vanndybde, eller hvor to strømmer møter hverandre slik at særlige bølgespektre bygges opp i dårlig vær.

I valget " SIMULATION" eller simulering på nederste linje vil man kunne simulere konsekvenser av operasjonelle beslutning ved å benytte erfaringsmaterialet i integrerte ekspert system(er).

Som er siste oppsummering vil man angi en sammenfatning av betydningen av systeminformasjon fra de ulike enhetene: Trykksensorer: vil direkte kunne gi informasjon om bølgenes høyde på

skroget og gi varsel om faren for "grønn sjø" ved, Akselerometer vil direkte kunne gi informasjon de akselerasjoner (2 akser)

skroget utsettes for ved aktuelle operasjonelle parametre. Inklinometer vil direkte kunne gi informasjon om skipets inklinasjon (2

akser).

Vibrasjonsmålere vil kunne integreres i systemet og direkte gi informasjon om vibrasjoner som følge av bunnslag eller bølgeslag mot

skrogets baug eller sider.

Hastighetsmåler vil gi informasjon om fartøyets hastighet, og man kan derved ta hensyn til hastighetens påvirkning på belastningsnivå og

mulighet for belastningsreduksjon ved hastighetsendring, ICursmåler vil gi informasjon om kursens påvirkning på belastningsnivået

og mulighet for belastningsreduksjon ved kursendring, Posisjonsmåler informasjon om skipets posisjon vil sammen med øvrig lagret informasjon gjøre det mulig å gjenskape

belastningsdiagrammer i geografisk bestemte områder, Lastetilstand informasjon om skipets lastetilstand vil sammen med øvrig lagret informasjon gjøre det mulig å gjenskape

belastningsdiagrammer i ettertid i forhold til lastetilstand. Trim- og ballast informasjon om trim- og ballastkondisjon vil sammen med øvrig lagret informasjon gjøre det mulig å gjenskape

belastningsdiagrammer i ettertid i forhold til disse parametre. Bunkersforbruk for hovedmaskinen

informasjon om bunkersforbruket vil, sammen med øvrig lagret informasjon gjøre det mulig å gjenskape diagrammer for bunkersforbruk ved ulike parametre for økonomi-optimalisering.

Definisjoner

Skrogpåvireede eller resultantbølser: bølger som er påvirket av et fartøy eller en

installasjons skrog

Resultantbølgedia<g>ram: kurven som bølgene avtegner på skrogsiden, med bølgehøyde i en akse og tid i den andre

Resultantbøl<g>e<p>roieksion: antatt kurve som bølgene vil avtegne på skrogsiden Grønn siø: store mengder vann som skyller over dekk

Bunnslag: slag fra bølger mot skrogets bunn

Online: så nær sann tid elektronikk og dataprosessering tillater

Sea state: sjøtilstand - signifikant bølgehøyde (evt. også retning)

Signifikant bølgehøyde: middelverdien av tredjedelen av de høyeste bølgene Amplitude: avstand fra middelverdien til topp og bunn

Bølgerange: avstand fra topp til bunn

Bølgespekter: frekvensinnhold i bølgene

Claims (15)

1. Datainnsamlingssystem for bruk ombord i et fartøy eller installasjon, for å tilveiebringe basisdata om bølger som treffer fartøyet eller installasjonen for å tillatte kartlegging av de individuelle bølgers innflytelse på det individuelle fartøy eller installasjon, omfattende: - minst en sensorinnretning for anbringelse i/på fartøyets eller installasjonens skrog, - en databehandlingsenhet innrettet for lagring og behandling av målesignalene, og - signaloverføringsmidler for å overføre målesignaler til databehandlingsenheten for lagring og behandling av verdier for målesignalene, karakterisert ved at systemet omfatter minst to sensorinnretninger, anbrakt i ulik høydeposisjon på samme side av skroget.

2. Datainnsamlingssystem i samsvar med krav 1, karakterisert ved at det omfatter i tillegg minst en sensorinnretning på hver side av skrogets baug, og/eller minst en sensorinnretning på hver side ved skrogets halvlengde, og/eller minst en sensorinnretning på hver side ved skrogets akterende.

3. Datainnsamlingssystem i samsvar med krav 1, karakterisert ved at det omfatter i tillegg minst to sensorinnretninger anbragt i samme høydeposisjon på samme side eller på hver sin side av skroget.

4. Datainnsamlingssystem i samsvar med et av de foregående krav, karakterisert ved at - hver sensorinnretning omfatter minst en trykksensor, fortrinnsvis anbrakt ved skrogets bunn og/eller - hver sensorinnretning omfatteT flere trykksensoreT fortrinnsvis anbragt i samme lengdeposisjon, men fortrinnsvis i ulike høydeposisjoner på samme side av skroget og/eller - hver sensorinnretning fortrinnsvis omfatter også et stigerør m/flens og en ventil pr. trykksensor eller annet arrangement for lufting og rengjøring av systemet, en ventil med flens, en skrog-gjennomføring og et ytre rør m/flens.

5. Datainnsamlingssystem i samsvar med et av kravene 1-4, karakterisert ved at sensorinnretningen(e) omfatter trykksensorer av standard fabrikat og/eller av særlig fabrikat, inklusive men ikke begrenset til elektroniske, keramiske, fiberoptiske eller annen type trykksensorer og at - signaloverføringsmidlene inkluderer men er ikke begrenset til elektriske kabler, fiberoptiske kabler, radiolink.

6. Datainnsamlingssystem ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at det i tillegg omfatter - ett eller flere inklinometer og/eller ett eller flere akseleTometer, hvor disse fortrinnsvis måler i flere akser, for anbringelse i fartøyet eller installasjonen, for å tilveiebringe statiske og/eller dynamiske data knyttet til fartøyets eller installasjonens rull, hiv og aksellerasjoner, samt - innmatingsenhet(er) for innmating av andre måledata som måledata angående fartøyets eller installasjonens fart, kurs, posisjon, lastekondisjon, trim samt bunkersforbruk på fartøyets fremdriftsmaskineri.

7. Datainnsamlingssystem i samsvar med et av de foregående krav, karakterisert ved at databehandlingsenheten omfatter midler for: a) prosessering av dataene fra sensorinnretningen(e) for å tilveiebringe bølgespektre, skrogpåvirkede og virkelige bølgespektre som funksjon av tid, b) registrering av data angående fartøyets kurs, fart, posisjon, lastekondisjon og trim og prosessering av disse for å tilveiebringe fartøyets responsprofil ovenfor hver enkelt bølge som funksjon av tid, c) med utgangspunkt i bølgespektrene tilveiebragt i trinn a) samt profilen tilveiebragt i trinn b), prediktering av utvikling av bølgespektrene i tiden og/eller av fartøyets eller installasjonens tilstand som konsekvens av denne utvikling, d) tilveiebringelse av grenseverdier i bølgespektrene som funksjon av fartøyets eller installasjonenes kapasitive påkjenningsnivåer eller, dersom påbud blir innført, tillatte påkjenningsnivåer, e) utfra innmatede data om kapasitive og/eller tillate grenseverdier i bølgespektrene tilsvarende «grønn sjø» på dekknivå og bunnslag, tilveiebringelse av grenseverdier i bølgespektrene samt alarmfunksjoner ved grenseoverskridelser, f) utfra innmatede data om kapasitive og/eller tillate grenseverdier i bølgespektrene, samt dataene tilveiebragt ved a) og b) tilveiebringelse av grenseverdier for preventive aksjoner: endring av kurs og/eller fart og/eller ballast og/eller trim, idet grenseverdiene er til enhver tid tilpasset fartøyets eller installasjonens tilstand, bølgespekterets tilstand og den predikerte utvikling, g) lagring av signalene tilveiebragt i trinnene a)-f) for senere behandling og statistikkdannelse.

8. Datainnsamlingssystem som angitt i krav 7, karakterisert ved at databehandlingsenheten ytterligere omfatter midler for: - manuell eller automatisk kalibrering av sensorene i en sensorinnretning hvor sensorene er anordnet i samme lengdeposisjon eller i posisjon med samme skrogutforming av skrogets side, hvor en sensor kalibreres ved hjelp av måledataene fra en annen sensor anordnet i en annen høydeposisjon for å unngå feilmålinger fra turbulens i bølgene, - sammenlikning av måledataene fra de forskjellige sensorinnretningene og individuelle sensorer og filtrering for å oppnå høy nøyaktighet.

9. Datainnsamlingssystem som angitt i krav 7 eller 8, karakterisert ved at databehandlingsenheten ytterligere omfatter midler for beregning av bølgeretning i forhold til fartøyets langsgående akse utfra: - sammenlikning av utgangssignaler, maksimums- og/eller minimumsverdier for hver bølge eller for serier av bølger, fra sensorer i sensorinnretninger liggende i samme lengde- og høydeposisjon men på motsatte sider av fartøyet eller installasjonen, hvor signalene korrigeres for inklinasjoner evt. også akselerasjoner, evt. også fartøyets fart, før sammenlikningen, og/eller - sammenligning av tidsforløp av utgangssignaler, maksimums- og/eller minimumsverdier for hver bølge eller for serier av bølger før signalene fra sensorer i sensorinnretninger liggende i samme lengde- og høydeposisjon men på motsatte sider av fartøyet eller installasjonen, for å etablere tidsforskjeller mellom registrering av maksimums- og/eller minimumsverdier for hver bølge eller for serier av bølger, hvor signalene korrigeres for inklinasjoner, evt. også akselerasjoner, evt. også fartøyets fart, før sammenlikningen, for derved å kunne beregne forholdet mellom fartøyets lengderetning og bølgefronten.

10. Datainnsamlingssystem som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at den omfatter en presentasjonsenhet koblet til databehandlingsenheten for fremvisning av utgangssignalene fra databehandlingsenheten.

11. Datainnsamlingssystem i samsvar med et av de foregående krav, karakterisert ved at databehandlingsenheten omfatter midler for å tilveiebringe et samlet datasignal for videre overføring, gjennom en fiberoptisk kabel, og/eller en elektrisk kabel, og/eller via radiolink, og/eller på en annen måte til en eller flere prosesserings- og presentasjonsenheter.

12. Datainnsamlingsystem ifølge krav 10 eller 11, karakterisert ved at presentasjonsenheten omfatter midler for å vise . historiske og kontinuerlig oppdaterte data for: a) status: bølgehøyde, skrogpåvirket eller ikke skrogpåvirket, i forhold til «grønnsjø» på dekk- og bunnslagterskelen, inklinasjoner, akselerasjoner med deres terskelnivåer samt bølgeretning, b) fartøyets fart, kurs, posisjon og forbruk på fartøyets fremdriftsmaskineri, c) fartøyets/installasjonens laste-, ballast- og trimkondisjon, idet presentasjonsenheten er innrettet til å vise dataene i a), b) og c) så nær sann tid elektronikken og dataprosesseringen tillater, samt i et diagram over tid som viser verdiene minst en time tilbake i tiden og/eller en prediksjon av verdiene for a), b) og c) i en tidsperiode på minst 5 minutter fremover i tid i forhold til måletidspunktet.

13. Datainnsamlingssystem som angitt i krav 12, karakterisert ved at presentasjonsenheten dessuten er innrettet for å vise foreslåtte grenser for fart og kurs utfra rådende utvikling i vær- og bølgeforhold samt fartøyets laste-, ballast- og trimtilstand.

14. Datainnsamlingssystem som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at den omfatter midler for å tilveiebringe advis, hvor nevnte midler omfatter bl.a. ekspertsystemer.

15. Datainnsamlingssystem som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at den omfatter midler for simulering av sjø-, operasjonelle- og fartøy/installasjonsrelaterte forhold, hvor nevnte midler omfatter bl.a. ekspertsystemer.