Kan forutse bølger som kommer

I nytt prosjekt brukes fysikkbasert maskinlæring for å forutse havbølger og fartøybevegelser de neste minuttene. Dette vil gi god situasjonsforståelse og revolusjonere sikkerheten og effektiviteten for alle havoperasjoner.

Sist oppdatert: 5. jan. 2022
Publisert 3. jan. 2022

Det nye prosjektet, RAIDAR, er et prosjekt for å videreutvikle NORCE RIMARC «Radar IMAge ReConstruction and wave prediction» system, som predikerer neste minutters havbølger fra vanlig navigasjonsradar.

Videreutvikles for friseiling

- I dag er bare RIMARC-systemet utviklet for fartøy som ligger i ro og utfører operasjoner, men i RAIDAR-prosjektet skal RIMARC også videreutvikles for friseiling. Da vil RIMARC-systemet kunne brukes på alle fartøy som har vanlig navigasjonsradar, det vil si typisk alle fartøy over 30-40 meter, sier Svein Olav Halstensen, seniorforsker i NORCE og prosjektleder for RAIDAR.

RAIDAR-prosjektet er innvilget 12 millioner fra Norges Forskningsråd. NORCE er prosjekteier. Samarbeidspartnere er MIT Ocean Research, Kongsberg Maritime, Kongsberg Seatex, Equinor og DOF ASA. RIMARC blir testet ut og videreutviklet på to av fartøyene til rederiet DOF, Skandi Africa og Skandi Vega, som er komplett instrumentert av Kongsberg.

Havbølgene er den største utfordringen for alle operasjoner til havs. I dag blir beslutninger ved alle operasjoner på havet basert på operatørenes erfaring og ferdigheter uten tilgang til objektiv og kvantitativ informasjon om neste minutters bølger og fartøysbevegelser.

Figure 13
Foto: Kongsberg Maritime

Fartøymannskap kan planlegge operasjoner kontinuerlig når de vet nøyaktig hvilke bølger som kommer de neste minuttene. De kan også vurdere om de skal starte operasjonen eller vente til store bølger har gått forbi. Prediksjon av bølger og bølgekrefter gir også mulighet for å forbedre posisjonsnøyaktigheten i DP-systemet som skal holde fartøyet i ro under offshore operasjoner.

Foto: Kongsberg Maritime

Forbedrer nøyaktigheten

Hensikten med RAIDAR er å bruke fysikkbasert maskinlæring for å forbedre nøyaktigheten på prediksjon av neste minutters havbølger, bølgekrefter og fartøysbevegelser. Videre skal forskerne utvikle autokalibrering slik at bare programvareinstallasjon blir nødvendig både på nye og eksisterende fartøy.

- Neste minutters prediksjon av bølger og fartøysbevegelser vil redusere ventetid og gjennomføringstid for alle typer havoperasjoner, og dermed redusere både kostnader, energiforbruk og utslipp. Det vil også øke sikkerheten ved for eksempel å varsle store bølger på dekk, redusere sannsynligheten for å miste last, skade på personer, utstyr og fartøy ved kritiske operasjoner i dårlig vær, sier Halstensen.

NORCE har tidligere i samarbeid med MiT Ocean Research utviklet RIMARC-systemet som allerede nå gjør det mulig å prediktere bølger 4-8 minutter frem i tid. RIMARC-systemet benytter vanlig standard navigasjonsradar, som allerede finnes om bord i alle kommersielle fartøy.

Figure 1 Dyp Ecosteps 002
RIMARC-systemet predikerer neste minutters bølger fra vanlig skipsradar. (

Illustrasjon: Leonid Vasilyev, NORCE

)

Operatørene ønsker kontinuerlig prediksjon av store bølger de neste minuttene. De vil se når bølgene kommer, hvor høye de er, når de går forbi og retningen.

- Dette er kritisk både for sikkerheten og helt avgjørende for å kunne ta en beslutning om å starte operasjonene tidligere og på et optimalt tidspunkt før eller etter at store bølger har gått forbi, sier Halstensen.

NORCE Innovation vil parallelt utføre kommersialiseringsprosjekter for å få denne nye banebrytende teknologien fra forskning til kommersielle produkt. Forskningsrådet gir også støtte til slike aktiviteter.

DOF figur høyoppløselig
Det store DOF-konstruksjonsfartøyet Skandi Africa er komplett instrumentert av Kongsberg både for å måle innkommende bølger og fartøysbevegelser. Nøyaktigheten på de varslede bølgene, som når fartøyet typisk fire til åtte minutter fram i tid, blir sjekket mot målinger fra bølgeradaren som er montert i forkant av helikopterdekket i baugen. Fartøysbevegelsene blir målt i DP (Dynamisk Posisjoneringssystemet) til Kongsberg.