Simuleringsbasert ruteplanlegging - RuteSim

Prosjektet RuteSim har bidratt til utvikling av et rutesimuleringsverktøy (Rutesim versjon alpha1.0) som kombinerer validerte skipssimulatorer med værvarsler og havstrømmodeller. Verktøyet har som mål å heve presisjonen på beregninger av nøkkelverdier som drivstofforbruk, skipsbevegelser, seiletid, og dermed gi et grunnlag for post-analyse og planlegging av seilingsruter. Motivasjonen for å utvikle et rutesimuleringsverktøy har vært å kunne, basert på sammenligning av ruter og visualisering av effektforbruk og belasting på skipet, identifisere forbedringstiltak for å (1) Redusere drivstofforbruk og miljøutslipp gjennom operasjon, (2) Unngå skader på kostbar last, (3) Oppnå bedre sikkerheten og arbeidsmiljøet om bord. I dag benyttes oftest eksterne ressurser og værrutingtjenester for å analysere, beregne ruter og foreslå alternative ruter. Disse krever høy analysekapasitet og tilgang til detaljert værprognoser for å kunne råde skipet best mulig, eller tilbyr avanserte verktøy til bruk ombord som er tilpasset skipet og det operasjonsmønster. Slike tjenester øker terskelen for egne ruteanalyse på flåte nivå, eller postanalyse av flere ruter og generell performance management. Ruteplanleggingsverktøyet Rutesum vil gjøre det mulig å evaluere en eller flere ruter ved bruk av ulike KPIer som drivstofforbruk, avvik fra ETA, roll, pitch, speed over ground, speed through water, og se effekten av vær, bølger og vind på skipets ytelse langs rutetraseen. En brukertest-versjon (apha1.0) av Rutesim er gjort tilgjengelig for de 3 rederipartnerne i prosjektet. Rutesim alpha1.0 benytter seg av 3D-modeller for 3 ulike fartøystyper, representative for brukernes flåte, og historiske værdata (vind, bølge, strøm) for perioden 2016-2020. Den muliggjør simulering, estimering av ytelse og visualisering av ruten, gitt ulike simuleringsparametere: engine policy (constant speed, RPM eller power), frivillig fartstap, og effekt av strømm, vind og bølge. Videreutvikling er allerede i gang for å sikre et stabil web-basert løsning, innhenting av værdata fra online kilder og egne rute-fil. RuteSim bygger på et verktøyet for simulering av skipsoperasjoner, utviklet gjennom mangeårig samarbeid mellom SINTEF Ocean og den norske maritime næringen, og identifisert som en god plattform for utvikling av et høykvalitets ruteplanleggingsverktøy. Takket være samarbeid mellom forskningmiljøer (SINTEF Ocean og Nansen Environmental and Remote Sensing Center) og bedriftspartnere (prosjekteier Grieg Star, KG Jebsen skipsrederi, Wallenius Wilhelmsen Ocean), kunnskapsutvikling og feltarbeid, har prosjektet Rutesim utviklet videre modeller og en grensesnitt som muliggjøre simulering av seilingsruter ved hjelp av avanserte værdata og avansert skipsmodeller. Bedriftspartnerne har hatt en betydelig rolle fra kravspesifikasjoner til testing og validering. Fra hvert til perspektiv og erfaring med ruteplanlegging, har bedriftene gjennom workshop, undersøkelser, datadeling og testing av verktøy, bidratt til problem og behovskartlegging, use case beskrivelse og kravspesifikasjoner, operasjonelle data fra egne flåte og ruter til bruk for utvikling, testing og validering av simuleringsverktøyet, innspill til grensesnittet, testing av funksjonaliteter. Prosjektet har bidratt, gjennom faglige diskusjoner og samarbeid, til at domenekunnskap fra skipsdesignmiljøet og fra ocean oseanografi og ocean modelling, havovervåking og varslingssystemet kan nyttiggjøres i operatørenes daglige drift. For forskerne, har prosjektet ført til økt forståelse for utfordringer og praksis innen operasjon-, navigasjon-, ruteplanlegging- og værruting, noe som har bidratt til tilpasning og videreutvikling av simuleringsverktøyet.

Prosjektet har bidratt til kunnskapsutveksling mellom næringen og forskningsmiljøer; etablert behov for analyseverktøy, og levert en først versjon av et simuleringsverktøy for uttesting av ruter og estimering av skip yttelse i værforhold langs ruten. Prosjektets forventede virkninger på sektornivå på sikt, og når en fullstendig versjon av verktøyet blir tilgjengeliggjort, er: økt energieffektivitet i sjøtransport, økt sikkerhet og forutsigbarhet, bedre monitorering av drivstoff forbruk og reduksjon av utslipp til luft, reduksjon av usikkerhet og risiko for miljøskader. RuteSim vil dermed bidra til prosessen for forbedring av shipping operasjoner, og design av mer robuste sjøtransportsystemer og fartøy.

Prosjektet RuteSim skal utvikle et RUTEPLANLEGGINGSVERKTØY som vil heve standarden fra tradisjonell vær-ruting gjennom kombinering av validerte skipssimulatorer med detaljerte værvarsler og nyutviklede havstrømmodeller. Verktøyet vil heve presisjonen på beregninger av nøkkelverdier som drivstofforbruk, skipsbevegelser, seiletid, og dermed gi rederiene bedre beslutningsstøtte i ruteplanlegging. Motivasjon for å utvikle bedre verktøy kan oppsummeres i følgende hovedpunkt: 1) Redusere drivstoffforbruk og miljøutslipp 2) Unngå skader på kostbar last 3) Bedre sikkerheten og arbeidsmiljøet ombord I dag benyttes ofte eksterne ressurser for å analysere og beregne ruter, noe som øker terskelen for å gjøre iterasjoner på mulige ruter in-house og etterprøve den valgte ruten. Kvaliteten på disse prognosene er ofte for lav, da skipets hydrodynamiske egenskaper ikke hensyntas tilstrekkelig og vær- og strøm-prognoser ikke er presise nok. Det nye ruteplanleggingsverktøyet vil gjøre det mulig å teste flere ruter, og endre ruten underveis hvis værbilde eller ønsket ankomsttid endrer seg. Verktøyet vil også kunne brukes av mannskap på broa for å evaluere seilingsruten på en daglig basis, basert på deres situasjonsforståelse. Prosjektet vil i tillegg bidra til at detaljert domenekunnskap fra skipsdesignmiljøet kan nyttiggjøres av i operatørenes daglige drift, og bidra til et betydelig kompetanseløft og et vesentlig bedre grunnlag for å drifte skipsflåten. RuteSim bygger på et verktøyet for simulering av skipsoperasjoner, utviklet gjennom mangeårig samarbeid mellom SINTEF Ocean og den norske maritime næringen, og identifisert som en god plattform for utvikling av et høykvalitets ruteplanleggingsverktøy. I tillegg vil state-of-the-art teknologi for prognose av havstrømmer og deres usikkerhetsestimater utviklet av Nansensenteret gi en betydelig forbedring av validiteten til rutevalget og en utvidelse av mulige tjenester med statistisk ekstremverdianalyse.