Fartøy i flokk og formasjon

Flere store båter beveger seg som partnere i en dans.
Et flunkende nytt styrings-system sørger for perfekt koreografi.

Samarbeid mellom tekniske innretninger er ikke alltid så lett. Du har sett det på film: Actionhelten skal klatre fra en «snill» bil i vill fart til en annen, «slem» bil i like vill fart. Tenk så enkelt det ville vært hvis føreren av den snille bilen kunne styrt kjøretøyet sin slik at den hele tiden hadde lik fart og retning som den slemme bilen. Eller enda bedre: hatt en datahjerne i bilen som fikset dette helt alene.

Snart kan dette være standarden. Ikke på film, men i virkeligheten. Og foreløpig ikke for biler, men for båter.

Smart assistent •

Se for deg flere taubåter som sleper en oljeplattform. Se for deg båter som sleper oljelenser etter et større utslipp. Se for deg fylling av drivstoff mellom skip, langt til havs i ruskev ær. Det kreves mye kunnskap og erfaring for å styre slike operasjoner der flere skip er nødt til å samarbeide. Båtene arbeider hver for seg, og en vellykket operasjon er avhengig av at alle kapteinene er like dyktige og at ingen av dem har en d årlig dag.

Et nytt dataprogram for styring gjør samarbeidet lettere. Programmet jobber sammen med fartøyets autopilot, og lar posisjonen til andre skip bli utgangspunktet for eget fart øys styring.

– Det er ikke snakk om å pensjonere verken los eller kaptein, men å gi dem et skikkelig hjelpemiddel som kan gjøre hele prosessen sikrere – og billigere, forklarer stipendiat Erik Kyrkjebø, hjernen bak det nye styringssystemet.

Dataprogrammet har ennå ikke blitt hyllevare, men kan snart komme til å bli det. All teori er på plass, og systemet er utprøvd på modellbåter i eksperimenter. Det som gjenstår, er implementering av datasystemet i hvert enkelt skip. For at det skal gjøres, må styresystemet ha tilgang til å styre skipet gjennom propellene og roret, og tilgang på posisjonsdata fra AIS og GPS. AIS er et nytt identifikasjonssystem for skip: Alle fart øy av en viss størrelse sender ut et signal med informasjon om sin posisjon.

Koreografert sleping •

Troll A er den største betongplattformen som er bygd. Den er 472 meter høy fra topp til tå, og går mer enn 300 meter ned i havet. Det er den største menneskeskapte konstruksjonen som noen gang er blitt flyttet, og selve operasjonen var et skikkelig stykke losarbeid. Ti av verdens mest avanserte slepeb åter brukte en uke på å flytte plattformen ut til oljefeltet som ligger 80 km nordvest for Bergen.

– Med et styringssystem som hadde fått disse til båtene til å jobbe under samme kontroll, ville man programmert ferden på forhånd. Alle de ti båtene ville kunnet jobbet sammen, i stedet for en og en. Alle båtene ville visst nøyaktig hvor de skulle være i formasjonen, og styringssystemet ville automatisk ha sørget for at de holdt riktig avstand mellom seg, og rett kurs mellom de trange sundene i norske fjorder, sier Kyrkjeb ø.

– Operasjonen er ikke lenger avhengig av at alle kapteinene er like dyktige, men heller at operasjonen er godt nok planlagt. Dette kan ta vekk effekten av en d årlig dag på jobben, og sikrer at det er i planleggingen av operasjonen en minimaliserer risikoen.

Som en klegg •

Programmet inneholder informasjon om hvordan skipet beveger seg i vann, noe som varierer fra skip til skip. Det henter inn informasjon om skipets posisjon fra for eksempel GPS, og f år informasjon om det andre skipet sine posisjoner fra AIS-systemet.

– Til sammen gir dette datahjernen nok informasjon til å kunne styre et fartøy slik at det følger et annet skip som en skygge. Eller som en dansepartner, om du vil vil. Det er jo samarbeid dette handler om, s å analogien med koreografert dans er ikke så dum, sier Kyrkjebø.

Styringssystemet trenger ikke informasjon om vær, vind og bølger, men utligner dette automatisk. Dersom fartøyene driver av kurs, kompenserer styresystemet automatisk for dette, slik at det ene skipet likevel henger p å det andre som en klegg.

«Vi kan ha en slepebåt som koordinerer seg med en stor, ukjent olje-

tanker for å få over slepetrosser i dårlig vær »

Erik Kyrkjebø, kybernetiker

«Follow that ship» •

En taubåt eskorterer en oljetanker i et trangt havneområde. En vellykket operasjon forutsetter full konsentrasjon hos kapteinen på taubåten - og hos kapteinene på andre båter i området. Ill. foto: Paul A. Souders/CORBIS

En taubåt eskorterer en oljetanker i et trangt havneområde. En vellykket operasjon forutsetter full konsentrasjon hos kapteinen på taubåten – og hos kapteinene på andre båter i området.
Ill. foto: Paul A. Souders/CORBIS

En kaptein vet å sette en fornuftig kurs basert på sjøkart, vær og erfaring. Det finnes en rekke tekniske hjelpemidler i dag også, men disse formidler bare hver sin informasjon til kapteinen, og overlater til den menneskelige hjerne å sy sammen informasjonen. Kyrkjebøs system gjør at det er bare én kaptein som trenger å sette sammen denne informasjonen, og så kan andre skip i en konvoi bare følge etter denne kapteinen. Automatisk. Systemet styrer selv kraftoverføring til ror og motor. Kapteinen er fremdeles ansvarlig, men har fått en drømmeassistent.

Man sparer inn på drivstoff ved å kunne legge seg bokstavelig talt i kjølvannet av båten foran, og systemet øker sikkerheten ved at det automatisk overvåker posisjonene til alle de andre skipene i konvoien.

– Autopiloter i dag planlegger en rute, og følger den. De tar deg fra A til B med konstant hastighet, men den vet ingenting om å samarbeide. Hva skjer dersom det finnes andre skip der ute på havet? Kanskje ønsker du å samarbeide med disse for å få en lettere seilas. I alle fall ønsker du å unngå å seile inn i de andre skipene. Å lage en autopilot som ikke tar hensyn til andre skip, virker som en dum idé. Så hvorfor ikke samarbeide med skipene rundt deg, slik at belastingen og arbeidsmengden p å kapteinene går ned? Konvoier har blitt brukt før, og hvorfor ikke gjøre det igjen? Kanskje blir begrepet «follow that ship» virkelighet for sjøtransporten om en stund, humrer Kyrkjebø.

Miljøgevinst •

Stadig flere tankskip seiler langs norskekysten. De er fulle av olje fra Russland, og utgj ør en miljøtrussel hvis uhell skulle skje. Slike forlis har en tendens til å skje når det er mørkt, kaldt og nordavinden herjer fritt. I dette været skal oljevernfartøy gjøre jobben sin, og sette ut lenser som skal samle opp olje fra havet.

Oppsamlingsoperasjonen er et samarbeidsprosjekt. Det kreves to båter for å operere en

oljelense: et oljevernfartøy og en slepebåt. Disse må holde en perfekt formasjon for å få effektiv oppsamling av oljen. Kontakten mellom båtene må være god, posisjonene perfekte, og mannskapet må ha erfaring. Slepingen må foregå med nøye kontrollert hastighet, maks 1 knop. Hvis fartøyet beveger seg raskere, er det fare for at oljen forsvinner ut av lensene. Erfaring fra øvelser viser at lensesystemene er veldig følsomme for avvik fra formasjonen. Hvis fart eller retning blir litt feil, vil lensene bli mindre effektive, og oljen blir vanskeligere å få opp.

– Med en datahjerne som beregner fartøyenes bevegelser i minste detalj, blir oppsamlingsoperasjonen lettere å gjennomføre, sier Kyrkjebø. – Kapteinen blir langt fra overflødig, men får en ekstra, hjelpende datahjerne. Systemet vil fungere som en avansert autopilot som lar slepeb åten bevege seg etter en definert kurs som er bestemt av hvordan oljevernfartøyet leder an. Formasjonen vil bli perfekt.

Slepetrosser i ruskevær •

I ruskevær kan etterfylling av drivstoff til havs være litt av en risikosport. Foto: Seaman Marc Rockwell-Pate, U.S.Navy

I ruskevær kan etterfylling av drivstoff til havs være litt av en risikosport.
Foto: Seaman Marc Rockwell-Pate, U.S.Navy

– Det kunne være interessant å prøve ut et slikt styringssystem, bekrefter seniorforsker Per S. Daling ved Marin milj øteknologi i SINTEF. – Vi har sett at posisjoneringen mellom fartøyene er kritisk i forhold til effektiv oljeoppsamling. Nå er alt basert på det visuelle. Det blir mye løping bort til vinduet for å sjekke at formasjonen holder seg riktig, og skipperne må ha konstant kontakt på telefon. Vi ser helt klart nytteverdien av en slik formasjonskontroll.

– Hvis en oljetanker driver av gårde og ennå ikke har forulykket, kan systemet bidra, forteller Kyrkjebø. – Det stilles ingen krav til tankeren om at den må kunne styre slik eller slik, eller at den er spesielt utstyrt for å manøvrere oss i møte. Den kan simpelthen bare gjøre som den vil, og så vil slepebåten «danse i takt» med den for å få kastet over slepetrossa. Det betyr at vi kan ha en slepebåt som koordinerer seg med en stor, ukjent, oljetanker for å få over slepetrosser i dårlig vær. Og kanskje unngå en mulig miljøkatastrofe.

Ingen terrortrussel i sikte •

Et system som lar et fartøy følge et annet som en skygge, høres ut som noe terrorister ville hive seg over, men Kyrkjebø har ingen tro på noen slik trussel.

– Systemet kan nok misbrukes av noen som for eksempel monterer en slikt system på en selvstyrt, liten båt og styrer den mot en stor oljetanker for å sprenge den. Dersom oljetankeren sender ut AIS, er dette enkelt å få til. Likevel er dette utrolig mye mer komplisert enn å fjernstyre gummibåten eller å bruke selvmordsbombere til å utføre handlingen. Så jeg vil tro terrorfaren er liten.

– Forsvarsindustrien, derimot, er veldig interessert i å etterfylle drivstoff til havs, så dette er et system som bør være attraktivt for dem. Koordinasjon av krigsfartøyer i strid er jo også noe som har vært brukt helt siden antikken, så det er stor tradisjon for slike operasjoner i forsvaret. Og det er ingen prinsipielle forskjeller mellom å bruke systemet i skip og i fly, så mulighetene er mange.

Av Hege J. Tunstad