Design and construction of container ships follow consolidated requirements, with standard consideration of fire management. Indeed, cargo fires can have important consequence on crewmembers and cargoes, as well as impacting coastal zone and marine environment. Innovative strategies include prevention of events and mitigation of consequences. Digital solutions, providing with situational pictures onboard and around the vessel are fundamental for new fire management solutions, seamless and integrated into the vessel IT infrastructure, according to IMO regulations and the recent EMSA CARGOSAFE Report. The assessment of these solutions requires theoretical evaluation, validation activities in simulated environment and demonstration activities in real environments, with use cases to prove feasibility and benefits. This paper, after a review of traditional preventing and mitigating solutions against fire and an analysis of container ships fires, proposes applicable innovative technologies and operational measures, emerging problems for their potential implementation and requirements for virtual and real tests design.
The aim of this paper is to develop a container ship traffic model for port simulation studies. Such a model is essential for terminal design analyses and testing the performance of optimization algorithms. This kind of studies requires accurate information about the ship stream to build test scenarios and benchmark instances. A statistical model of ship traffic is developed on the basis of container ship arrivals in eight world ports. The model provides three parameters of the arriving ships: ship size, arrival time and service time. The stream of ships is divided into classes according to vessel sizes. For each class, service time distributions and mixes of return time distributions are provided. A model of aperiodic arrivals is also proposed. Moreover, the results achieved are used to compare port specific features.
The paper solves the problem of controlling the handling of container ships in a tandem seaport. The control system for container ships includes determining the route of ships taking into account random disturbances, ship transport time and the time of unloading/loading. Determining the optimal route of ships is an NP problem. The ship service process is scheduled on a weekly basis. However, the tugboats operate in a shift cycle. It is important to designate a warehouse/wharf where containers are to be unloaded/loaded and to determine restrictions. The port consists of a roadway, ships, unloading and loading quays, canals, and warehouses and can have various structures. It is assumed that the ships await service in the port roadstead. The time horizon for the allocation is one week. Ships waiting in the roadstead have priorities depending on the waiting time. It is assumed that the time of transport, unloading/loading of the vessel and economic parameters are given. The optimization of ship service in the port is multi-criteria. There are entry, exit and internal criteria. The problem of controlling container ships in a tandem seaport was solved by the method of artificial intelligence using a computer program. The optimization criterion was the minimization of vessel service time in both parts of the port, taking into account restrictions. A logistics system for controlling ships in a tandem seaport with averaged data and random events was developed.
PL
Artykuł został poświęcony zagadnieniu kontroli obsługi kontenerowców w tandemowym porcie morskim. System sterowania kontenerowcami obejmuje wyznaczanie trasy statków z uwzględnieniem zakłóceń losowych, czasu transportu statku oraz czasu rozładunku/załadunku. Wyznaczenie optymalnej trasy statków jest problemem klasy NP. Proces obsługi statku planowany jest co tydzień, jednak holowniki działają w cyklu zmianowym. Ważne jest to, aby wyznaczyć magazyn/nabrzeże, w którym kontenery mają być rozładowane/załadowane, oraz wyznaczyć ograniczenia. Port składa się z tras, statków, nabrzeży rozładunkowych i załadunkowych, kanałów oraz magazynów i może mieć różne konstrukcje. Zakłada się, że statki oczekują na obsługę na redzie portowej. Horyzont czasowy alokacji ustalono na jeden tydzień. Statki oczekujące na redzie mają priorytety zależne od czasu oczekiwania. Zakłada się, że podano czas transportu, rozładunku/ załadunku statku oraz parametry ekonomiczne. Optymalizacja obsługi statków w porcie jest wielokryterialna, tzn. że istnieją kryteria wejścia, wyjścia i kryteria wewnętrzne. Zaproponowano rozwiązanie problemu sterowania kontenerowcami w tandemowym porcie morskim za pomocą metody sztucznej inteligencji z wykorzystaniem dedykowanego programu komputerowego. Kryterium optymalizacji była minimalizacja czasu obsługi statków w obu częściach portu z uwzględnieniem ograniczeń. Opracowano system logistyczny przeznaczony do sterowania statkami w tandemowym porcie morskim z uśrednionymi danymi i zdarzeniami losowymi.
Container ship length was estimated using artificial neural networks (ANN), as well as a random search based on Multiple Nonlinear Regression (MNLR). Two alternative equations were developed to estimate the length between perpendiculars based on container number and ship velocity using the aforementioned methods and an up-to-date container ship database. These equations could have practical applications during the preliminary design stage of a container ship. The application of heuristic techniques for the development of a MNLR model by variable and function randomisation leads to the automatic discovery of equation sets. It has been shown that an equation elaborated using this method, based on a random search, is more accurate and has a simpler mathematical form than an equation derived using ANN.
Przedstawione w artykule prace projektowe, były wykonywane w ramach Miejskiego Programu Wsparcia Partnerstwa Szkolnictwa Wyższego i Nauki oraz Sektora Aktywności Gospodarczej "MOZART". Program rozpoczęty był w 2012 roku przez Radę Miejską Wrocławia (Polska). Jego celem jest wsparcie wrocławskiego rynku pracy. W ramach projektu, miasto Wrocław udziela finansowego wsparcia partnerstwom naukowo-biznesowym, na realizację zgłoszonych przez nie projektów z różnych dziedzin. Opisywany projekt miał miejsce na przełomie 2017-2018 roku. Przedsiębiorstwo Navishipproject jest inżynierskim biurem projektowym o dużej praktyce w projektowaniu statków śródlądowych i morskich. Ich personel składa się z wysoko wykwalifikowanych projektantów statków technicznych, doświadczonych w różnego rodzaju specjalnościach, w tym: opracowywaniu kompletnych projektów, projektów wstępnych, umów i kategoryzacji. Dr Wojciech Wesołek jest prowadzącym pracownie projektowania środków transportu w Akademii Sztuk Pięknych we Wrocławiu. Sam specjalizuje się w projektowaniu jachtów, ale na co dzień kształci studentów w kierunku projektowania pojazdów a w szczególności samochodów. Powstały materiał (projekty wzornicze promu bocznokołowego i kontenerowca rzecznego) opracowano głównie z myślą o możliwości dostosowania do produkcji w późniejszym czasie.
EN
The project presented below has been completed within the scope of the Municipal program for the university-business linkage "MOZART". The program launched in 2012 in Wrocław and was founded by the Wrocław City Council in Poland. Its aim is to support Wrocław’s labor market. Within the scope of the project, the City of Wrocław provides financial support for projects submitted by science-business partnerships. This project took place at the turn of 2017-2018. Navishipproject is an engineer designing studio that specifies in designing inland and sea ships. Their staff consists of highly qualified technical ship designers experienced in all sorts of specialties including: developing complete projects, proposals, contracts and categorization. PhD Wojciech Wesołek is an assistant at the Means of Transport Design Studio at the Academy of Art and Design in Wrocław. He specializes in ship designing, but usually educates students in vehicle design, especially cars. The resulting material (industrial design concept of side-wheel ferry and river container ship) was developed mainly with the possibility of adapting to production at a later time.
Paper discussed important factors affecting handling of ULCS (ultra large container ships) in Port of Gdańsk. In recent years more such vessels had been calling Gdańsk, including new generation of ULCs called Triple-E launched by Maersk. Studies conducted in Maritime University confirmed feasibility of safe handling of such large vessels but pointed to several factors needed to be taken under consideration to provide required safety level for ship handling operations. Author analysed factors responsible for safe handling ULCs in Gdańsk.
PL
W artykule omówiono ważne czynniki wpływające na manewrowanie dużymi kontenerowcami w porcie gdańskim. W ostatnich latach coraz więcej takich statków zawijało do portu w Gdańsku, włączając w to nową generację ultra dużych kontenerowców typu Triple-E, zbudowaną dla firmy Maersk. Badania przeprowadzone na Uniwersytecie Morskim w Gdyni potwierdziły możliwość bezpiecznego manewrowania takimi statkami, ale wskazały na szereg czynników, które powinny być uwzględnione w celu zapewnienia odpowiedniego poziomu bezpieczeństwa operacjom manewrowania statkami. Autorzy przeanalizowali czynniki odpowiedzialne za bezpieczne manewrowanie dużymi kontenerowcami w porcie gdańskim.
Hydrodynamic shape optimization plays an increasingly important role in the shipping industry. To optimize ship hull and propeller shapes for minimum total (friction+wave) calm-water resistance and maximum open water efficiency, respectively, the main particulars of a hull and propeller model are considered as design variables. The optimization problem is performed by using an integrated hull-propeller system optimization problem (HPSOP) code in a multi-level and multi-point methodology in early-stage ship design. Three numerical methods with variable fidelity are employed to carry out the hydrodynamic performance analysis of a ship’s hull and propeller. A ship and its propeller are selected as initial models to illustrate the effectiveness of the proposed optimization procedure. The numerical results show that the developed technique is efficient and robust for hydrodynamic design problems.
In recent years, container ships have had to transport more and more goods due to constantly growing demand. Therefore, the container ships for carrying these goods are growing in size, while the harbors fall short in adapting to these changes. As a result, the berthing of these container ships in harbors has become more challenging for harbor pilots. In this work, we identify problems and risks with which pilots are confronted during the berthing process. First, we analyzed approximately 1500 accident reports from six different transportation safety authorities and identified their major causes. Second, we conducted an ethnographic study with harbor pilots in Hamburg to observe their actions. Third, we gained more specific insights on pilots environments and communications through an online survey of 30 harbor pilots from different European countries. We conclude our work with recommendations on how to reduce problems and risks during berthing of container vessels.
In recent years, safety of a ships has become one important issues needed to solved as soon as possible in ship navigation. Optimal weather routing is one of best solution for ensuring safe operation of a ship with a with short passage time or minimum energy to avoid a certain excessive motion. This paper introduced the development of solution for safety and optimal weather routing a ship considering seakeeping performance based on model test result. This study introduced how to apply A* algorithm based on result of the seakeeping model test for determining the optimal ship routes. Seakeeping model test of 8600 TEU container ship was carried out in Changwon National University's seakeeping basin and its RAOs at various frequencies were used to predict the RMS motion values in irregular waves. The specially modelled path-cost function and the safety constraints were proposed for finding the optimal path of the ship. The comparison of ship performances estimated by great circle’s path and estimated optimal route during the voyage of the ship was investigated.
The paper presents regression formulas that allow us to estimate the final price of new container ships, based on TEU and deadweight capacity, service speed, length between perpendiculars and gross tonnage of container ships built from 2005 to 2015. The formulas were developed using the author’s own method based on curve fitting techniques and regression methods. The study shows that utilising the author’s method to predict the final price could offer greater accuracy solutions than any standard methods presented in literature. This method was implemented properly with ndCurveMaster curve fitting software which was developed by the author and was applied to develop regression equations presented in the article. The formulas presented in the article have practical application for estimation of container ship final price needed in transport studies or preliminary parametric container ship design. These equations refer to the most up to date vessels and offer the chance to advance ship design theory.
The paper presents mathematical relationships that allow us to forecast the estimated main engine power of new container ships, based on data concerning vessels built in 2005-2015. The presented approximations allow us to estimate the engine power based on the length between perpendiculars and the number of containers the ship will carry. The approximations were developed using simple linear regression and multivariate linear regression analysis. The presented relations have practical application for estimation of container ship engine power needed in preliminary parametric design of the ship. It follows from the above that the use of multiple linear regression to predict the main engine power of a container ship brings more accurate solutions than simple linear regression.
PL
W publikacji przedstawiono matematyczne zależności pozwalające na prognozowanie szacunkowej mocy napędu nowo budowanych kontenerowców w latach 2005-2015. Przedstawione aproksymacje pozwalają na oszacowanie mocy napędu w oparciu o długość między pionami i liczbę kontenerów. Aproksymacje zostały opracowane przy wykorzystaniu regresji liniowej jednej i wielu zmiennych. Przedstawione zależności mają praktyczne zastosowanie do szacowania mocy napędu kontenerowca dla potrzeb wstępnego parametrycznego projektowania statku. Z badań wynika, że zastosowanie regresji wielu zmiennych daje dokładniejsze rozwiązania niż zastosowanie regresji jednej zmiennej.
This paper presents mathematical relationships that allow forecast of the estimated sale price of new container ships, based on data concerning vessels built in 2005–2015. The presented approximations allow estimation of the price based on deadweight capacity (DWT) or the number of containers the ship will carry (TEU). The approximations were developed using linear regression and the theory of artificial neural networks. The presented relations have practical relevance in the estimation of container ship sale price needed in transport studies or preliminary parametric design of the ship. It follows from the above that the use of artificial neural networks to predict the price of a container ship brings more accurate solutions than linear regressions.
The International Maritime Organisation (IMO), in particular, dedicated to the prevention to marine pollution by ships, adopted in 2007 the provisions implementing the Energy Efficiency Design Index (EEDI). The EEDI was implemented as an amendment to the MARPOL Annex VI. The index specifies the technical standards and norms imposed on shipyards, which shall be intended to improve the energy efficiency of certain categories of new ships and vessels, consequently leading to the reduction of CO2 emission by around 25-35 percent till 2030. The paper presents the operational factors affecting fuel consumption and energy efficiency indexes of a ship, the algorithm of verification and certification of the EDDI along with exemplary calculations for a container ship.
Article characterizes the methods of adaption to the requirements of the Directive 2012/33/EU of the European Parliament and of the Council concerning the reduction of emissions of sulphur dioxide by container vessels. It presents alternative using LNG fuel on example container ships. Methods bunkering LNG ships in the southern part of the Baltic Sea was presented.
During ship design, service speed is one of the crucial parameters in determining the operational economy of the vessel. As sufficiently exact calculation methods applicable to preliminary design stage are lacking, the so-called contract speed, the speed which a ship reaches in calm water, is usually cited. Żelazny (2015) developed a parametric method for calculating total ship resistance under actual weather conditions (wind, waves, sea current). This paper presents a parametric model of a ship’s propulsion system (screw propeller – propulsion engine) as well as a method, based on both the resistance and propulsion system models, of calculating the mean statistical value of a ship’s service speed under the seasonal weather conditions occurring on shipping lines. The method makes use only of basic design parameters, and may be applied in preliminary design phase of container ships.
W artykule omówiono stosowane współcześnie miary stateczności poprzecznej statków morskich oraz zasady normowania tej stateczności zawarte w Kodeksie stateczności statku nieuszkodzonego. Następnie zaproponowano koncepcję wprowadzania modyfikacji parametrów statecznościowych w celu zwiększenia bezpieczeństwa żeglugi. Ideą jest dostosowywanie aktualnej stateczności statku do warunków hydrometeorologicznych dla uniknięcia wejścia w strefę rezonansu kołysań bocznych. Zaprezentowano możliwość wpływania na położenie tej strefy poprzez zmianę wartości wysokości metacentrycznej statku. Jako że położenie strefy rezonansowej jest uzależnione od wzajemnej relacji okresu spotkaniowego fali i okresu kołysań własnych statku, ten drugi może być modyfikowany poprzez zmianę wartości wysokości metacentrycznej i tym samym relokację niebezpiecznej strefy. Wzrost wartości GMp jest w praktyce trudny do uzyskania, jednak obniżenie tej wartości jest wykonalne. Warunkiem koniecznym jest jednak posiadanie odpowiedniego zapasu stateczności, stąd wykonano analizę raportowanych z wielu statków kontenerowych stanów załadowania. Wykazała ona znaczne przekroczenie minimalnych wymagań statecznościowych, co daje możliwość zastosowania w praktyce proponowanego rozwiązania.
EN
The contemporary approach towards ship stability determination is described in the paper, as well as the proscriptive stability standards contained in the International Code on Intact Stability. Then the concept of modification of ship stability characteristics is introduced, aiming at an increase in safety of navigation. The core idea of the proposal consists in an adjustment of ship stability parameters to the contemporary hydro-meteorological conditions to avoid entering a synchronous rolling zone. The possibility of relative shift of this dangerous zone is described and demonstrated on the basis of a sample calculations. As its location depends on the relation between wave encountering period and ship rolling period, the latter one may be adjusted by tuning of the metacentric height. Such modifications of ship stability parameters are relatively difficult in terms of an increase in metacentric height but practically feasible by decreasing of it. Thus, the realistic range of stability parameters of container vessels is analyzed. The reported loading conditions in a wide group of container vessels correspond to the much better stability characteristics then required by the ISC standards, which enables proposed modifications. The study reveals the feasibility of an application of the main concept.
W artykule przedstawiono analizę wielkości i jakości zasobów energii odpadowej w aspekcie przydatności w skojarzonej gospodarce energetycznej kontenerowca klasy Malaccamax. Dla dobranego silnika głównego określono strumienie energii odpadowej zawarte w spalinach wylotowych, powietrzu doładowującym, wodzie chłodzącej, oleju smarowym i wypromieniowanym cieple. Zidentyfikowano parametry stanu nośników energii odpadowej. Na ich podstawie obliczono wielkości dostępnych strumieni oraz wskaźniki jakości nośników energii odpadowej w pełnym zakresie obciążeń silnika. W oparciu o uzyskane wyniki oceniono przydatność poszczególnych strumieni ciepła do wykorzystania w skojarzonej gospodarce energetycznej statku. Pokazano ich wpływ na wybór poziomu i konfiguracji układu odzysku energii odpadowej.
EN
This article presents an analysis of quantity and quality of waste energy sources in terms of their usefulness in the cogenerative power system of a Malaccamax container ship series. For a chosen main engine, flows of waste energy have been determined for exhaust gases, charging air, cooling water, lubricating oil and radiated heat. State parameters of waste energy carriers have been identified. On their bases, the values of available flows and determinants of waste energy carrier quality, for the entire range of engine load, were calculated. The obtained results were used for evaluating the usefulness of particular heat flows for the ship cogenerative power system. Their influence on the choice of level and configuration of the waste heat recovery system has been shown.
Statek morski jest największym środkiem transportu. Katastrofa morska spowodowana kolizją statków lub atakiem pirackim niesie za sobą wielkie straty finansowe, lokalne katastrofy ekologiczne oraz śmierć ludzi. O wielkości negatywnych skutków może decydować konstrukcja statku.
EN
Marine vessel is the largest means of transport. Maritime disaster caused by collision of ships or pirate’s attack involves huge financial losses, the local ecological disasters and the death of people. About the size of the negative effects can decide the structure of the ship.
W oparciu o opracowanie autorów, wg wybranych kryteriów, dokonano analizy, bezpieczeństwa w eksploatacji morskiej kontenerowca i statku RoRo, jako ewolucyjnych konstrukcji okrętów transportowych marynarki wojennej. Przedstawiono wyniki analizy, potwierdzające, że okręty transportowe marynarki wojennej są bezpieczniejsze w eksploatacji morskiej niż ich ewolucyjni następcy z marynarki handlowej.
EN
On the basis of a study the authors of according to selected criteria, analysis, safety in maritime exploitation of container ship and RoRo vessel, as the evolutionary design of transport vessel of the Navy. Shows the results of the analysis, proving that the Naval transport vessel are safer in use at sea than their evolutionary successors from the merchant navy.
The article describes a method of ship seakeeping characteristics modeling that are represented by descriptive variables. The research aimed at checking the possibility of using artificial neural networks for building models based on descriptive values of seakeeping properties and finally, developing design guidelines. The article reports an experiment of modeling a situation of shipping green water by a container vessel. The experiment verifies the theoretically adopted method.
PL
W artykule przedstawiono metodę modelowania właściwości morskich przedstawionych za pomocą zmiennych opisowych. Celem badań było sprawdzenie możliwości wykorzystania sztucznych sieci neuronowych do budowania modeli bazujących na wartościach opisowych właściwości morskich i na tej podstawie opracowywanie wskazówek projektowych. W artykule przeprowadzono przykładowy eksperyment numeryczny modelowania zalewania pokładu kontenerowca, weryfikujący wstępnie przyjętą metodę.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.