Schlepper Szenarien

Machbarkeitsstudie: Auswertung von Schiff – Schlepper Szenarien

1. Inhalt und Problemstellung

Der Inhalt dieser Machbarkeitsstudie mit speziellem Bezug auf die Untersuchung von Schleppreserven und die Problemstellung der Empfehlung von Grenzen bei Umweltbedingungen für das sichere Ein- und Auslaufen in den Rostocker Hafen. Die Untersuchungen fanden am lokalen maritimen Simulationszentrum statt. Während der Studie und den damit verbundenen Untersuchung am Schiffsführungssimulator wurden Simulationen mit Schleppern und einem Tanker durchgeführt. Dabei galt es eine akzeptable Strategie der Darstellung der Manöverkennwerte bzw. additionelle Informationen zur Beurteilung einzelner Simulationen zur Bewertung der zu Grunde liegenden Manöverstrategie einzelner Simulationsläufe zu definieren. In den Simulationen komplexer Szenarien mit mehreren Schleppern ist es wichtig zusätzliche Informationen für die umfassende Beurteilung der Schleppernutzung zu erhalten. Die neue Qualität der Darstellung zur Beurteilung einzelner Simulationen sollte die Beantwortung immanenter Fragestellungen des Auftraggebers helfen zu beantworten. Dabei galt es unter Berücksichtigung vordefinierter Schlepperkapazitäten und der Betrachtung einer spezifischen Tankerklasse folgende Fragestellungen zu beantworten:

a) Kann ein vordefiniertes Schiff in einen ausgewählten Hafen sicher und kontrolliert ein- und auslaufen?

b) Bis zu welcher Windstärke ist eine sichere Passage möglich? (Definition der Umweltbedingungen)

Die Untersuchung mit der Berücksichtigung unterschiedlicher Wind- und Strömungsverhältnisse wurde durch lokale Experten (Lotsen, Behörden, Schlepperkapitäne) unterstützt, wobei besonderer Wert auf die Berücksichtigung von ausreichend Sicherheitsreserven für unvorhersagbare Ereignisse gelegt wurde. Für die Analysen war es wichtig den Seekanal unter Berücksichtigung lokaler Strömungen und Windabschattungen sicher zu passieren, auf der Wendeplatte zu drehen und rückwärts den finalen Liegeplatz anzusteuern. Die Simulationen setzen hierbei ein gutes Teamwork aller Beteiligten voraus, speziell Schlepperkapitäne, Kapitän und Lotse müssen unter der Koordination des Lotsen eng zusammenarbeiten. Die Untersuchung, im speziellen die neue Darstellung spezifischer Parameter, soll zur Unterstützung sowie Verbesserung des Teamworks dienen und zu einer optimalen Schiff-Schlepper Kombination durch verschiedene Trail-and-Error Simulationen führen, denn bei detaillierten Analysen der Schleppernutzung und den vorhandenen Reserven besaßen die Teilnehmer unterschiedliche Ansichten. Dahingehend musste ein ergänzendes objektives Kriterium zur Bewertung der einzelnen Simulationen als Diskussionsgrundlage für das Debriefing zur Verfügung gestellt werden.

2. Methodik und Ergebnisse

Eine Methode zur Beurteilung der Sicherheitsreserven während des Einlaufens in den Hafen musste zur objektiven Einschätzung in einer Diskussion mit Experten entwickelt werden, dazu wurden die Verläufe der Schlepperkräfte der einzelnen Simulationen grafisch referenziert am geografischen Bahnverlauf dargestellt. Es wurde ein Tool entwickelt, dass die maximal möglichen, den aktuell genutzten Kräften in einem Diagramm im Post-Processing-Prozess gegenüberstellt um mehr Transparenz der einzelnen Manöverfolgen zu erlangen. Die allseits bekannte Technologie der zeitbasierten Darstellung von Schiffsparametern, wie Geschwindigkeit, Kurs und Schleppernutzung während eines Simulationsverlaufes wird ebenfalls zur Verfügung gestellt.

Unterschiedliche Daten wurden für die Interpretation von Sicherheitsreserven bereitgestellt (siehe Abb.1 und 2).

Schlepperreserven Minimalabstand
Abb. 1: Schlepperkapazitäten zur Beurteilung der SchlepperreservenAbb. 2: Minimalen Abstand zu den Seekanalgrenzen um Aussagen zur sicheren Passage zu erörtern

Die Darstellungen bewiesen sich im Post-Prozessing als sehr nützlich, um in der Diskussion mit Experten objektive Kriterien als Grundlage für die Erarbeitung akzeptabler Strategien für die Interaktion und Koordination von Kapitän, Lotse und Schlepperfahrern bereitzustellen. Die Verfahrensweise erlaubt es für die gewählte Schiff-Schlepper-Konstellation angemessene Limitierungen in den Windverhältnissen für die gewählte Umgebung aufzustellen. Darauf aufbauend ist es möglich Downtime-Berechnungen anhand von Wetteraufzeichnungen zu erstellen und die Lukrativität des Hafens zu bestimmen. Die aufgestellten Untersuchungen ermöglichen eine detaillierte Beurteilung jedes einzelnen Szenarios und bilden die Grundlage für einen Informationsaustausch mit Experten im Debriefing einzelner Simulationen. Die Grafiken bilden dabei ein objektives Kriterium für die Bewertung der Arbeit der Schlepperkapitäne und der Schiffsbesatzung. Besonders die Darstellung der Schlepperreserven bietet eine neue Qualität in der Debriefing-Phase. Die Resultate bestehen nicht nur aus Bildern, sondern auch aus Videoanimationen die für nachfolgende Präsentationen oder Analysen sehr nützlich sind.

3. Beispielszenario

Das folgende Video zeigt eine beispielhafte Darstellung der Schlepperreserven während des Einlaufens in den Rostocker Hafen. Das Video starten Sie mit der Play-Taste oder auch durch einfaches Anklicken des Vorschaubildes.

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Download Video (8MB)

Dargestellt wird ein Simulationsszenario mit einem Typschiff der Länge 280m, einer Breite von rund 42m und einem Tiefgang von etwa 11m. Es herrschen folgende Umweltbedingungen:

  • nordwestliche Winde der Stärke 6 und
  • ein Strömungsfeld von maximal 0,5 Knoten vor den Molen.

Es agieren im weiteren Verlauf des Videos vier Schlepper unter der Koordination eines Lotsen. Das Typschiff wird außerhalb des Hafens durch zwei Schlepper aktiv eskortiert und nach Passage der Molen werden zwei weitere Schlepper zur Unterstützung im Hafen angebunden. Die Darstellung der Reserven rechterhand beginnt mit dem Anbinden des ersten Schleppers und wird automatisch mit jedem zusätzlichen angebundenen Schlepper angepasst. Diese Darstellung ermöglicht es, genau zu identifizieren an welchem Ort außerhalb oder innerhalb des Hafens welche Schwierigkeiten auftauchen bzw. welche Reserven an noch zur Verfügung stehen.

4. Zusammenfassung

Im Ergebnis ist ein Konzept einer speziellen Parameterpräsentation erarbeitet worden, ein Prototyp wurde umgesetzt und eine Speicherung von Bild- und Videodaten ermöglicht. Eine zukünftige Online-Präsentation der Reserven und Abstände zu den Manöverraumgrenzen könnten beispielsweise für den Lotsen oder Instruktor bereitgestellt werden, die dann Grundberührungen verhindern könnten und die Schlepperkoordinierung des Lotsen unter rauen Umweltbedingungen optimieren. Die Methoden wurden eingehend getestet und während zahlreicher Simulationsläufe erfolgreich erprobt.