Dynamisk informasjonssystem for operativ beslutningsstøtte i kystsonen DIO Jeppesen orway AP 2.2 Sluttrapport Prosjektansvarlig Kongsberg Seatex AS Prosjektet er støttet av orges forskningsråd med ID: FR nr.: 192902/I40
FR DIO 2010-11 ovember 2011 Sluttrapport AP 2.2 DLIVRABL SUMMARY SHT Delivery o: Sluttrapport AP 2.2 Due Date: Delivery Date: 30. november 2011 Short Description Hovedmål med DIO er å utvikle og demonstrere dynamiske beslutningstøtte systemer for væravhengige, krevende kystnære operasjoner. Flere delmål blir adressert av Jeppesen orway i denne rapporten, bl a integrasjon av observasjoner, klimadata, høyoppløselige prognoser i form av konseptet Virtuelle bøyer til bruk ombord i fartøyet. Informasjon om anbefalte led sammen med øvrig informasjon gir ytterligere gevinst. Det pågår i regi av IMO (International Maritime Organization), U og SA og nasjonalt et betydelig arbeid for å benytte moderne maritime IKT løsninger til å fremme miljøsikkerhet og maritim sikkerhet. Gjennom DIO prosjektet har vi fått testet ut nye løsninger som bygger opp under sikker og effektiv navigasjon, og fått styrket orges posisjon som en ledende leverandør til internasjonal shipping. Ståle Høylandskjær Authors Jeppesen orway AS, Weather Services Internal Reviewing/Approval of report ame Company Approval Date Bjørn Åge Hjøllo Jeppesen orway AS Approved 29. november 2011 Document History Revision Date Company Initials Revised pages Versjon 1. 29.11.11 Versjon 2 Versjon 3 Versjon 4 Short description of changes DISCLAIMR Jeppesen orway Side 2 av 24
FR DIO 2010-11 ovember 2011 Sluttrapport AP 2.2 Use of any knowledge, information or data contained in this document shall be at the user s sole risk. The members of the DIO project accept no liability or responsibility, in negligence or otherwise, for any loss, damage or expense whatsoever incurred by any person as a result of the use, in any manner or form, of any knowledge, information or data contained in this document, or due to any inaccuracy, omission or error therein contained. Table of Contents DYAMISK IFORMASJOSSYSTM FOR OPRATIV BSLUTIGSSTØTT I KYSTSO DIO... 1 JPPS ORWAY AP 2.2... 1 1. ITRODUKSJO... 4 2. MTOD/GJOMFØRIG... 5 3. RSULTATR FRA PROSJKTT... 6 3.1. OBSRVASJOR FRA ULIK KILDR LAGS KYST... 6 3.2. HØYOPPLØSLIG DATA DR DISS KRYSSR LD... 6 3.3. KLIMADATA (VID OG BØLGR) GLOBALT... 9 3.3.1. Bølgeklima... 9 3.3.2. Bølgeroser... 11 3.3.3. Vindklima... 12 3.3.4. I praktisk bruk ombord... 13 3.4. ABFALT LD... 16 4. UTYTTLS OG BRUK AV RSULTATR... 19 5. KOKLUSJO OG ABFALIGR TIL VIDR ARBID... 20 6. VDLGG... 21 6.1. VDLGG A; RUTPLA... 21 6.2. VDLGG B; FORKLARIG TIL BOKSPLOTT FOR VIDHASTIGHT... 24 Jeppesen orway Side 3 av 24
FR DIO 2010-11 ovember 2011 Sluttrapport AP 2.2 1. Introduksjon Hovedmål med DIO er å utvikle og demonstrere dynamiske beslutningstøttesystemer for væravhengige, krevende kystnære operasjoner. Flere delmål blir adressert av Jeppesen orway i denne rapporten, bl.a. integrasjon av observasjoner, klimadata og høyoppløselige prognoser i form av konseptet Virtuelle bøyer til bruk ombord i fartøyet. Informasjon om anbefalte led sammen med øvrig informasjon gir ytterligere gevinst. Dette prosjektet satte seg som mål å vise at en kan bruke moderne maritim IKT innenfor forebyggende overvåking og beslutningstøtte om bord. I arbeidspakke 2.2 ville man integrere og tilgjengeliggjøre avanserte meteorologiske og oseanografiske data på en hensiktsmessig og helhetlig måte for maritime beslutningstakere ombord i kombinasjon med fartøyets navigasjonskart. Hvis en i navigasjonskartet kan gi en hensiktsmessig oversikt over hvor det finnes ekstra informasjon som er av nytte, kan bruker selv, avhengig av behov, velge å hente inn og presentere tilleggsinformasjon i f eks i form av klimadata, observasjoner eller høyoppløselige modelldata der dette er tilgjengelig. Vi har kalt dette nye konseptet Virtuelle bøyer. Det pågår i regi av IMO (International Maritime Organization), U og SA og nasjonalt et betydelig arbeid for å benytte moderne maritime IKT løsninger til å fremme miljøsikkerhet og maritim sikkerhet. Gjennom DIO prosjektet har vi fått testet ut nye løsninger som bygger opp under sikker og effektiv navigasjon, og fått styrket orges posisjon som en ledende leverandør til internasjonal shipping. Jeppesen orway Side 4 av 24
FR DIO 2010-11 ovember 2011 Sluttrapport AP 2.2 2. Metode/gjennomføring I AP 2.2 har en primært ønsket å tilgjengeliggjøre informasjon om klimatisk og aktuell værog sjøtilstand ombord, og integrere denne i eksisternde ombordsystemer slik at den enkelt kan nyttegjøres. n beslutningstaker ombord kan på denne måten lett finne og nyttegjøres seg slik informasjon uten omfattende søk på internett etter kilder med varierende kvalitet. Vi har i dette prosjektet studert tre informasjonstyper: Observasjoner fra ulike kilder langs kysten Høyoppløselige data der disse krysser leden Klimadata (vind og bølger) Felles for disse kildene er at de allerede eksisterer, men ikke i vesentlig grad blir benyttet til navigasjonsformål. Dette ønsker vi å endre gjennom konseptet Virtuelle bøyer. Observasjoner og klimadata har Jeppesen selv framskaffet, og spesielt klimadata er blitt prosessert for å kunne gi en enkelt presentasjon ombord. I samarbeid med SITF fikk Jeppesen tilgang til høyoppløselige strømdata for Trondheimsleden, som har sitt opphav i en havmodell som kjøres primært for havbruk i Trondheimsfjorden. Der leden krysser havmodellen, valgte en ut noen punkter hvor bruker ombord kan laste inn data i sitt ombordsystem (C-MAP OceanView). I samarbeid med kystverket, har vi fått tilgang til deler av anbefalte hovedled og biled systemet, og har lagt inn dette i deler av Trondheimsfjorden for å vise potensialet i å integrere navigasjonsinformasjon. Jeppesen orway Side 5 av 24
FR DIO 2010-11 ovember 2011 Sluttrapport AP 2.2 3. Resultater fra prosjektet 3.1. Observasjoner fra ulike kilder langs kysten 3.2. Høyoppløselige data der disse krysser leden Figur under viser det høyoppløste modellområdet (160m grid) hvor SITF har kjører sin havmodell. I demo sammenheng nytter vi historiske data, men en tenker seg at disse strømprognosene kan være tilgjengelig i sann tid, og dermed gi informasjon om strømmen i sann tid. Andre områder der en har sanntidskjøring av modeller som dekker leden er også aktuelle. Posisjonen til de 6 stasjonene som Jeppesen har fått data fra, er plottet som en rød stjerne på figuren under (fokus er på fjordområdet rund Hitra, midt på bildet): Jeppesen orway Side 6 av 24
FR DIO 2010-11 ovember 2011 Sluttrapport AP 2.2 Ved å benytte virtuell bøye konseptet, kan de seks posisjonene rundt Hitra fra SITF sin havmodell plottes som et eget lag i C-MAP OceanView, med sjøkartet som bakgrunnslag: n navigatør kan da legge inn sin rute (svart strek med waypoints), og velge å se på info om strøm fra denne modellen direkte fra Virtuelle bøyer i det elektroniske sjøkartet; gul ring på figuren indikerer en virtuell bøye hvor en har tilgang til strøminfo: Figuren under viser vektorplott av strøm, og gjengir et tydelig tidevannssignal. De øvrige virtuelle bøyepunktene kan studeres etter behov (datakilde: SITF). Jeppesen orway Side 7 av 24
FR DIO 2010-11 ovember 2011 Sluttrapport AP 2.2 Jeppesen orway Side 8 av 24
FR DIO 2010-11 ovember 2011 Sluttrapport AP 2.2 3.3. Klimadata (vind og bølger) globalt 3.3.1. Bølgeklima Gjennom kundeavtalen med det europeiske meterologisenteret CMWF (www.ecmwf.int), har Jeppesen tilgang til klimastatistikk (re-analyser) fra RA-40 (se f eks: http://en.wikipedia.org/wiki/ra-40 ), som nå går helt fram tom 2009. Med en oppløsning på 40 km, regnes dette som en av verdens ledende klimadatabaser. I denne studien har vi valgt å begrense omfanget til et gitter på 1.5x1.5 grader nord/sør. Plotter en alle punktene opp i C- MAP OceanView, ser det slik ut: I DIO prosjektet har vi valgt å fokusere på fjord og havområdene rundt Hitra, og her har vi fokusert på et virtuelt bøyepunkt fra RA-40 på 63ord, 6 Øst: Jeppesen orway Side 9 av 24
FR DIO 2010-11 ovember 2011 Sluttrapport AP 2.2 Ved å behandle RA-dataene, kan en i hvert grid punkt lage en statistikk som gir middelverdier av bølgehøyde pr måned, samt ekstremverdier, og lage f eks plott som dette under. Slike plott er generert for alle gridpunkter globalt. Se forøvrig vedlegg B for forklaring på boksplottet over. Klimadata basert på CMWF s RA-40 data finnes for hele verden, og i figuren under kan en f eks tydelig se monsoon sessongen i det indiske hav. år en også vet a Pirater ikke opererer effektiv i bølgehøyde over 2.0m, er det lett å se når tiltak bør iverksettes. Jeppesen orway Side 10 av 24
FR DIO 2010-11 ovember 2011 Sluttrapport AP 2.2 3.3.2. Bølgeroser På samme måte som med statistikk for bølgehøyde, kan også informasjon om dominerende bølgeretning være nyttig. I mange tilfeller er det en kombinasjon av bølgehøyde og bølgeretning som setter begrensinger på operasjoner. I figuren under er denne informasjonen aksesert gjennom konseptet virtuelle bøyer: Lange vektorer indikerer dominerende bølgeretninger, og fargen hvordan bølgene fordeler seg på ulike høydeintervaller: Jeppesen orway Side 11 av 24
FR DIO 2010-11 ovember 2011 Sluttrapport AP 2.2 3.3.3. Vindklima For et fartøy, eller en navigatør, som besøker våre havområder for første gang, kan det være veldig viktig å ha informasjon i forkant om gjennomsnittlig vindhastighet, og om hvilke maksverdier han kan regne med å møte. Ved å gjøre denne informasjonen tilgjengelig gjennom konseptet virtuelle bøyer, forenkles hans tilgang til denne informasjonen betydelig, og en får en ikke ubetydelig sikkerhetsgevinst. I figuren under er klimastatistikk for vind gitt pr mnd, for utvalgte punkter i RA-40 databasen, og kombinert med siste vindvarsel fra CMWF: Ved å behandle RA-dataene, kan en i hvert grid punkt lage en statistikk som gir middelverdier av vindhastighet pr måned, samt ekstremverdier, og lage f eks plott som dette under. Slike plott er generert for alle gridpunkter globalt. Jeppesen orway Side 12 av 24
FR DIO 2010-11 ovember 2011 Sluttrapport AP 2.2 Se forøvrig vedlegg B for forklaring på boksplottet over. 3.3.4. I praktisk bruk ombord I praktisk bruk vil klimadata kunne fortelle navigatører, spesielt dem som ikke er kjent med norsk (vinter-) klima, hva sannsynligheten er for å få ulike vindhastigheter og bølgehøyder på et gitt punkt og for en gitt måned. år en planlegger ruten sin, kan en slå på laget med virtuelle bøyer, som gir adgang til bl a klimastatistikk for vind for punkter langs egen rute. Ved å klikke på et virtuelt bøyepunkt, vil en umiddelbart kunne se hvilke værforhold en må planlegge for, og sikre mannskap, skip og last deretter. år en nærmer seg norske havområder, kan en laste ned aktuell værmelding og studere vind, bølger og andre værparametre i mer detalj. I figuren under har en vindklima i alle blå virtuelle bøyepunkter, og vind og bølgevarsel som lag over sjøkartet. Jeppesen orway Side 13 av 24
FR DIO 2010-11 ovember 2011 Sluttrapport AP 2.2 n kan da lett plukke det nærmeste virtuelle bøyepunktet. Jeppesen orway Side 14 av 24
FR DIO 2010-11 ovember 2011 Sluttrapport AP 2.2 Jeppesen orway Side 15 av 24
FR DIO 2010-11 ovember 2011 Sluttrapport AP 2.2 3.4. Anbefalt led I Kystverkets nyhetsarkiv finner en linker til Farledsforskriften (http://www.kystverket.no/?did=9924048) hvor et vedlegg beskriver forslag til hoved-leder og bi-leder: I DIO prosjektet har en i samarbeid med Kystverket lagt inn eksempler på slike leder, f eks fra Molde til Trondheim (se punkter i Vedlegg A), med noen bi-leder. I C-MAP OceanView ser leden fra Molde til Trondheim slik ut: Jeppesen orway Side 16 av 24
FR DIO 2010-11 ovember 2011 Sluttrapport AP 2.2 Ser en på et mindre område, kan bi-ledene legges på i tillegg: Detaljer fra leden fra Molde-Trondheim, med en bi-led ut nordøst for Hitra. t virtuelt bøyepunkt er markert nede til venstre. Jeppesen orway Side 17 av 24
FR DIO 2010-11 ovember 2011 Sluttrapport AP 2.2 Ved å forstørre ser en hvordan leden passer med navigsjonsinfo i sjøkartet: Jeppesen orway Side 18 av 24
FR DIO 2010-11 ovember 2011 Sluttrapport AP 2.2 4. Utnyttelse og bruk av resultater I DIO AP 2.2 har fokus vært på å sammenstille maritim informasjon som i gitte situasjoner kan være av betydning for en sikker seilas i indre farled og i kystnære farvann. Dette er informasjon som ikke finnes overalt, men er fordelaktig å nytte der den finnes. For å utnytte denne typen informasjon (et eksempel kan være høyoppløselige havmodeller som i utgangspunktet kjøres operativt av andre hensyn, f eks til havbruks formål), ønsket vi i DIO å implementere og teste ut et nytt konsept ombord; Virtuelle bøyer. Kort oppsummert (se også kap. 5 Konklusjoner og anbefalinger for videre arbeid) virket dette konseptet som forutsett, og en har testet dette ut mot brukere på stands og under kundebesøk. Ytterligere gevinst fikk en ved under ruteplanlegging å ta utgangspunkt i kystverkets anbefalte leder, og dermed kombinere dette med virtuelle bøyer. avigatøren ombord kan da lett se hvor en anbefalt rute kommer nær virtuelle bøyepunkter, og velge å søke tilleggsinformasjon etter behov. I Jeppesen jobber en med å ta i bruk ny teknologi på Back of Bridge, og en tynn klient løsning er ventet. I den anledning vil tilgjengeliggjøring av denne type informasjon gjennom denne teknologien vurderes. Jeppesen orway Side 19 av 24
FR DIO 2010-11 ovember 2011 Sluttrapport AP 2.2 5. Konklusjon og anbefalinger til videre arbeid FR prosjektet DIO har vist at en ved et samarbeid mellom ulike aktører som tilbyr maritim informasjon og/eller maritime informasjonsløsninger ombord, kan oppnå en betydelig sikkerhetsgevinst ombord i fartøyet, spesielt ved navigering i indre led. Denne gevinsten oppstår primært på to måter; 1. Dels ved at informasjon fra observasjoner, høyoppløselige varslingsmodeller, klimadata, etc i det hele tatt blir gjort kjent og tilgjengelig for navigatøren ombord, 2. Dels ved at en ved integrering mot øvrig navigasjonsinformasjon, slik som elektronisk sjøkart, aktiv rute, posisjon av eget skip, etc, oppnår en betydelig enklere bruk av denne informasjonen. n slik sammenstilling av oppdatert nødvendig navigasjonsinformasjon, sammen med informasjon som kan være av sikkerhetsmessig betydning, og som er lett tilgjengelig gjennom en virtuell bøye i kartet, gjør det enklere å fatte rette beslutninger. Dermed oppnår man det alle er ute etter, en sikrere seilas, spesielt i kystnære strøk og i leden. n ytterligere gevinst oppnådde en ved å benytte anbefalte leder fra Kystverket, og nytte disse som utgangspunkt for detaljert ruteplanlegging, spesielt i indre led. Videre arbeid: I DIO har en utviklet og testet ut konseptet med Virtuelle bøyer, og erfaringen tilsier at dette bør videreføres i et samarbeid mellom myndigheter, maritime informasjonsleverandører og leverandører av navigasjonssystemer ombord. n ytterligere komponent vil være å nytte samme informasjon ombord og i overvåkningssystemer på land, f eks VTS en. Det hadde også vært fordelaktig om Kystverket avklarer statusen til forslag til hoved- og bi-leder og signaliserer hvordan en tenker seg denne informasjonen nyttet. Å jobbe internasjonalt for å få slike seilingsforslag all steder hadde vært fordelaktig for enhver navigatør. Det er i seg selv viktig av norsk industri, myndigheter og forskningsinstitusjoner samarbeider, og i felleskap danner grunnlaget for en levende og framtidsrettet norsk maritim leverandørindustri. Vi takker orges Forskningråd for støtten, og prosjektpartnerne for samarbeidet, og håper å bidra til en fortsatt positiv utvikling av norsk maritim leverandørindustri også i framtiden. Jeppesen orway Side 20 av 24
FR DIO 2010-11 ovember 2011 Sluttrapport AP 2.2 6. Vedlegg 6.1. Vedlegg A; Ruteplan Rute til bruk i CDIS basert på anbefalt led fra Kystverket (kun til demonstrasjon, ikke til navigasjon). Route Plan WGS-84 Route name: DIO-1 MOLD - TRODHIM Port of departure: Port of destination: Ship Draft: 0.0 m MOLD(orway) TRODHIM(orway) W P ame LAT LO Radiu s 1 MOLD(orway) 62 44.011' 2 62 43.835' 3 62 43.635' 4 62 43.163' 5 62 43.666' 6 62 44.697' 7 62 48.291' 8 62 49.554' 9 62 51.077' 10 62 52.226' 007 09.236' 007 09.160' 007 05.646' 006 58.969' 006 57.683' 006 57.441' 006 57.590' 006 58.562' 006 58.816' 006 57.003' Deviatio n Leg Lengt h Distanc e To Arrival Bearin g 300 12 0.2 138.1 191.2 300 12 1.6 137.9 262.9 300 35 3.1 136.3 261.2 300 35 0.8 133.2 310.5 300 170 1.0 132.4 353.9 300 110 3.6 131.4 1.1 300 110 1.3 127.8 19.4 300 110 1.5 126.5 4.4 300 110 1.4 124.9 324.3 300 110 0.8 123.5 303.1 Jeppesen orway Side 21 av 24
FR DIO 2010-11 ovember 2011 Sluttrapport AP 2.2 11 62 52.645' 12 62 53.884' 13 62 54.151' 14 62 57.326' 15 63 01.048' 16 63 03.177' 17 63 03.329' 18 63 04.790' 19 63 05.642' 20 63 07.290' 21 63 08.176' 22 63 09.617' 23 63 11.810' 24 63 13.933' 25 63 16.368' 26 63 20.099' 27 63 22.265' 28 63 23.967' 29 63 29.332' 30 63 31.011' 31 63 32.470' 32 63 34.926' 33 63 38.871' 006 55.595' 006 52.574' 006 51.396' 006 47.820' 007 01.345' 007 07.241' 007 19.333' 007 27.432' 007 29.506' 007 35.188' 007 38.181' 007 43.058' 007 50.487' 008 01.409' 008 11.703' 008 18.971' 008 24.741' 008 31.867' 009 02.956' 009 09.628' 009 15.607' 009 25.684' 009 38.822' 300 200 1.9 122.7 311.9 300 170 0.6 120.9 296.5 300 170 3.6 120.3 332.8 300 400 7.2 116.7 58.8 300 400 3.4 109.6 51.5 300 130 5.5 106.1 88.4 300 50 4.0 100.6 68.3 300 50 1.3 96.7 47.8 300 50 3.1 95.4 57.4 300 400 1.6 92.3 56.8 300 250 2.6 90.7 56.8 300 400 4.0 88.0 56.8 300 400 5.4 84.0 66.7 300 200 5.3 78.6 62.3 300 200 5.0 73.4 41.2 300 160 3.4 68.4 50.1 300 160 3.6 65.0 62.0 300 160 15.0 61.4 68.9 300 160 3.4 46.4 60.6 300 350 3.1 43.0 61.3 300 400 5.1 39.9 61.3 300 110 7.1 34.8 56.0 300 35 2.7 27.7 74.4 34 63 39.602' 009 44.730' 300 18 0.8 25.0 129.0 Jeppesen orway Side 22 av 24
FR DIO 2010-11 ovember 2011 Sluttrapport AP 2.2 35 63 39.121' 36 63 37.349' 37 63 29.679' 38 63 28.757' 39 63 28.469' 40 63 28.098' 41 63 27.552' 42 63 26.500' 43 TRODHIM(orwa y) 63 26.829' 009 46.067' 009 46.396' 009 55.401' 009 59.056' 010 03.685' 010 09.663' 010 18.453' 010 23.229' 010 24.384' 300 18 1.8 24.2 175.3 300 18 8.7 22.5 152.4 300 18 1.9 13.8 119.4 300 18 2.1 11.9 97.9 300 300 2.7 9.8 97.9 300 120 4.0 7.1 97.9 300 120 2.4 3.1 116.2 300 120 0.6 0.7 57.5 300 50 Jeppesen orway Side 23 av 24
FR DIO 2010-11 ovember 2011 Sluttrapport AP 2.2 6.2. Vedlegg B; forklaring til boksplott for vindhastighet Jeppesen orway Side 24 av 24