新的DNV防侧摇应用程序有助于避免集装箱丢失

共振滚转是一种流体力学现象，即使是最有经验的船长也会不知所措。船突然开始剧烈摇晃，在最坏的情况下，集装箱会掉到海里。它可能发生得如此之快，以至于几乎没有时间做出反应。这促使DNV经过多年的研究，开发了一款易于使用的软件应用程序，可以帮助船长完全避免这种情况。

罕见的事件成为头条新闻

DNV集装箱船高级首席工程师兼项目发展经理Arne Schulz-Heimbeck表示，考虑到每年有超过2亿个集装箱在全球海洋运输，海上集装箱损失相对罕见。然而，这几起事件在媒体上引起了轩然大波，除了造成经济损失外，还可能损害船东和运营商的声誉。此外，漂浮在水中的集装箱丢失对海上交通是一种危险，尤其是对较小的船只。

良好的保养和航海技术能保护货物

具有认证捆绑系统的dnv级集装箱船设计用于在恶劣条件下作业而不会损失货物，前提是良好的维护和良好的航海性能。除非船开始不受控制地翻滚。舒尔茨-海姆贝克解释说:“有两种危险的滚动事件:同步滚动和参数滚动。“两者都是几个因素高度复杂的相互作用的结果，很难预测。当你注意到这些问题时，往往已经来不及采取补救措施了。”

同步轧制

同步横摇发生在波浪方向近似垂直于航行方向，船舶的固有横摇频率接近于波浪频率，表明船舶初始静稳定性的稳心高度较高时。舒尔茨-海姆贝克说，鞋跟的角度可以迅速增加到30度。“在浅水区，这种影响会显著加剧，尤其是在大陆架地区，那里的海浪更短、更陡。当波浪周期与船舶横摇频率相似时，这就不成比例地增加了同步横摇的风险。”

参数轧制

与同步轧制相比，参数轧制是由与旅行方向近似平行的波引起的，要么跟随它的方向，要么相反。相对较低的稳心高度增加了参数滚动的风险。当波浪频率接近船舶的固有横摇频率时，参数共振会引起过度横摇。舒尔茨-海姆贝克解释说:“当头波、跟随波或季度波沿着船舶运行时，水线面面积会发生变化，随之而来的是扶正杠杆曲线，其周期性变化会导致船舶严重翻滚。”

专家补充说，在任何一种情况下，翻滚角度都可能在几分钟内急剧上升并达到危险水平。当船长意识到正在发生过度侧摇事件时，可能只剩下几分钟的时间来采取行动。在没有充分了解情况的情况下，船长可能根本不知道在这种情况下该做什么，甚至采取错误的行动，例如降低航速而不是提高航速，这在特定情况下是可以补救的。

一种理解共振滚转的新方法

DNV数十年来在参数化和同步滚转领域积累了大量的专业知识，并基于船舶在波浪中运动的非线性数值模拟开发了直接稳定性评估和船舶特定操作指导。DNV的耐波性水动力计算方法和两种互补的模拟方法经过15年的验证，为预测共振横摇事件提供了坚实的基础。

DNV为船员提供具体的操作指导，通过向船员提供易于理解的当前情况概述，帮助他们避免风险，从而立即得出导航结论。

提供清晰可视化信息的应用程序

DNV战略明确避免了冗长的文献，船舶设计修改，货物或操作限制，或对捆绑系统的额外要求。它的目标是通过一个应用程序提供准确、可靠和最新的可视化指导，该应用程序可在船上和岸上的操作中心使用。Schulz-Heimbeck说:“我们新的防侧摇辅助应用程序可以清晰地描述风险情况，这样船长就可以立即知道如何做才能避免因过度侧摇而丢失集装箱。”

该应用程序依赖于DNV基于每艘船船体形状的水动力学模拟。“这很重要，因为船体的实际轮廓和水线的变化方式是决定横摇放大效应的关键因素，”舒尔茨-海姆贝克继续说道。“我们使用船体的3D仿真模型，结合客户提供的许多实际加载情况。然后我们模拟船只在各种海况和装载条件下的行为。”

模拟需要巨大的计算能力-应用程序不需要

这些模拟是提前运行的。由于涉及的复杂性，它们需要超级计算机的能力，每次模拟仍然需要三到五周的时间。然后，计算结果存储在船舶计算机上的耐波性响应数据库中，其中500mb的存储空间就足够了。舒尔茨-海姆贝克说:“这个数据库允许应用程序非常高效地执行特定的情况计算，并快速分析任何给定的情况。”该应用程序使用少量输入参数:当前吃水、纵倾、稳心高度、航向、速度和水深，以及在线波浪数据，以及来自捆绑计算机的特定路线集装箱积载因子(RSCS+)。在给定的加载条件下，它可以输出对捆绑系统利用率的预测。”

极坐标图提供清晰、简单的信息

该应用程序以极坐标图的形式显示其输出，该极坐标图表示船舶的航向和速度，以及系带系统的应变，颜色范围从深蓝色表示“零负载”到深红色表示“超过最大负载”。

舒尔茨-海姆贝克解释说:“通过查看图表，船长可以看到船舶是否处于或接近危险情况，并得出改变速度或航向是否是避免侧翻风险的最佳选择。”“尤其重要的是，该应用程序可以让船员提前评估情况，并在船舶接近航行的关键时刻反复验证情况。它提供了即时、有根据、实用的决策支持。”首批集装箱船东正在测试这款新应用，并对其功能和方便操作感到满意。CPO Containerschiffreederei航海部门负责人Ortwin Muehr船长证实:“我们正在一系列集装箱船舶上试验DNV的新型防侧倾辅助应用程序，我们的船长都很喜欢这款简单易用的应用程序。该工具提供了一个精确的水平，可以规划一条燃油效率高的航线，避免出现关键情况。”

路由系统的集成正在进行中

虽然防侧倾辅助应用程序目前作为独立产品使用，但DNV已经创建了应用程序编程接口(api)，用于集成到桥梁软件系统中。“我们正在与StormGeo合作，他们已经在新的航行计划和路由软件中实现了我们的API。展望未来，我们也愿意将我们的API集成到其他桥梁软件提供商的路由和导航软件产品中，这些软件提供商有兴趣提高客户的安全标准，”DNV集装箱船卓越中心负责人Holger Jefferies说。这意味着API可以自动从导航系统中提取最新的天气和海况数据。显示捆绑系统负载的极坐标图将出现在导航系统的显示器上。这使得风险规避决策更加容易。”

报告功能证明了导航决策的合理性

该应用程序使船长能够预见未来，提前预测关键情况，并做出适当的操作调整。不仅如此，它的综合报告功能还记录了这些决定的原因，以便机组人员以后可以为偏离预定路线进行辩护。

对于没有综合路由或导航系统的船舶，DNV正在开发一款基于web的独立防侧摇警报工具，该工具使用与防侧摇辅助应用程序相同的逻辑，并将在DNV Veracity平台上提供。在航行开始时输入关键静态数据后，该工具将使用AIS、地理位置、水深和天气数据，以及船舶的航速和航向来计算风险评估，并在绑带系统存在风险时发出警告。该工具将通过电子邮件或任何短信应用程序向操作中心和机上人员发送警告。

集装箱船的新船级符号防横摇

DNV的防侧摇软件和服务由一种名为ARCS(集装箱船防侧摇)的新船级符号支持，该符号使船东能够向客户证明，已经制定了将集装箱损失风险降至最低的策略。业主有两种选择来满足ARCS等级符号的要求:实施满足特定功能、技术和性能要求的软件解决方案，特别是严格的流体力学方法来计算风险，或者安装防滚压罐。DNV明确鼓励在这一领域的设计努力。

Holger Jefferies说:“这种创新的防翻滚策略之所以成为可能，是因为近年来取得的技术成就，包括哥白尼计划提供的高精度卫星天气和海况数据。”“结合我们在强大计算机上的流体动力学模拟，我们现在能够有效地解决一个罕见但严重的问题。”