| 1. |
- Alissa, S., et al.
(författare)
-
Low bandwidth network-rtk correction dissemination for high accuracy maritime navigation
- 2021
-
Ingår i: TransNav, International Journal on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation. - : Faculty of Navigation, Gdynia Maritime University. - 2083-6473 .- 2083-6481. ; 15:1, s. 171-179
-
Tidskriftsartikel (refereegranskat)abstract
- More than half of the incidents reported to EMSA relate to nautical events such as collision, groundings and contacts. Knowledge of accurate and high-integrity positioning is therefore not only a need for future automated shipping but a base for today’s safe navigation. Examples on accidents include Ever Given in the Suez Canal and HNoMS Helge Ingstad in Norway. A Network-RTK (NRTK) service can be used as an augmentation technique to improve performance of shipborne GNSS receivers for future positioning of manned and unmanned vessels in restricted areas, such as port areas, fairways, and inland water ways. NRTK service providers generate RTK corrections based on the observations of networks of GNSS reference stations which enables the users to determine their position with centimeter accuracy in real-time using a shipborne GNSS receiver. Selection of appropriate communication channels for dissemination of NRTK corrections data is the key to a secure positioning (localization) service. In PrePare-Ships project, the modern maritime communication system VDES (VHF Data Exchange System) is proposed to distribute SWEPOS (NRTK in Sweden) correction data to shipborne positioning modules. VDES is a very reliable technique and it is compatible with most onboard functionalities. In order to minimize the impact on the overall VDES data capacity in a local area, NRTK correction data shall only occupy a single VDES slot with a net capacity of 650 bytes. Update rates may vary but are preferably at 1Hz. However, NRTK correction data size changes instantly, depending on the number of visible GNSS satellites, and the data rate can therefore sometimes reach in excess of 1000 byte/s. In this study, a smart technique is proposed to reduce size of NRTK correction data to instantly adapt with the VDES requirements by choosing a combination of specific signals, satellites or even constellations such that the data rate is not more than 650 byte/s, and at the same time it achieves optimal positioning performance with the accuracy required by the PrePare-Ships project application.
|
|
| 2. |
- Huffmeier, Johannes, et al.
(författare)
-
Co-Location of Wave and Wind Power: Results from Screening 226 Locations Worldwide
- 2021
-
Ingår i: Proceedings of the 14th European Wave and Tidal Energy Conference 5-9th Sept 2021, Plymouth, UK. ; , s. 2307-1-2307-9
-
Konferensbidrag (refereegranskat)abstract
- The levelized costs of energy (LCoE) of wavepower is still not fully competitive with other sourcesof renewable energy. However, wave energy is partlyin a different phase than other renewable energy typesand could thus contribute to a better predictability andsmoothed power output. This work focuses on co-locationof wave and wind power by investigating the intermittencyof wind and waves power based on measured historicaldata from several hundreds of locations worldwide. Employingwind power curves and wave power matrices, thesites are evaluated based on several different metrics. Theresults indicate that there are several spots where wavepower has a much lower intermittency than wind powerproviding reliable energy supply. Best sites for co-locationin terms of energy yield was found in North-WesternEurope. However, both wind and wave production have thesame seasonal variability in these sites. Only a handful ofsites found in California showed the possibility of seasonalpower smoothing using the combination of wind and wave.
|
|
| 3. |
- Huffmeier, Johannes, et al.
(författare)
-
Human contribution to safety of smart ships
- 2019
-
Ingår i: Developments in the Collision and Grounding of Ships and Offshore Structures - Proceedings of the 8th International Conference on Collision and Grounding of Ships and Offshore Structures, ICCGS 2019. - : CRC Press/Balkema. - 9780367433130 ; , s. 328-336
-
Konferensbidrag (refereegranskat)abstract
- Many studies show that humans contribute to accidents, but research rarely addresses all the accidents that are avoided thanks to human capabilities. Today there is an interest in autonomous vessels and automation within shipping, often with arguments for safety and efficiency. Research from other domains suggests that automation can have unintended side-effects. Instead of increasing safety, automation may undermine people’s ability to understand the situation and make decisions, introducing new risks to the processes. To conclude that the frequency of accidents will be reduced proportionally to the people removed from the system neglects the dynamics of the socio-technical system and the positive human impact on maritime safety. Although shipping around Åland is not free of accidents and incidents, the system has a very good safety performance. The main purpose of the analysis is to analyze human impact on safe operation and performance exemplified by the vessels in Åland’s ferry lines.
|
|
| 4. |
- Huffmeier, Johannes, et al.
(författare)
-
Human Impact on Safety of Shipping
- 2018
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- Humans, especially the crews have an important role in the safe operation of ships. The crews, given the right circumstances are able to safely maneuver, navigate, maintain and operate the vessel. The crews are dependent on many factors that enable this work, from the design of the vessel and work place, the procedures, processes given by the ship management and the business approach the ship owner applies to the vessel.The traffic to and from Åland is an advanced transport system that enables safe ferry services in shipping fairways with narrow passages, meeting and crossing traffic as well as winter navigation - a shipping system combining people and technology to create safe transport.The introduction of more automation requires a systems perspective and will not be a straight forward development. Total autonomy as proposed by some technology developers is often neglecting the functions and roles that humans have on maritime safety and the business case for increased automation neglects the full contribution of humans onboard. Total autonomy will therefore require high-end products that are built on standardized complex systems. Controlling and monitoring these systems will set new requirements on operators to uphold situated understanding in these complex systems.Many aspects will be affected by increased automation towards smart shipping - regulations, organization, workplace, working methods, HMI, roles and skills. To cope with the foreseen changes it is important to develop further training, skills, experience, openness in the organization and familiarization giving the future crews the right pre-conditions to succeed in the future, as well as mindful design and integration of newly automated systemsIn the future, the ISM code will likely have to change to improve the interaction between land organisations and crews in order to facilitate better integration of split responsibilities and split physical locations by the management system which in the long run allows for an increased land-based monitoring and controlof vessels’ systems and move certain tasks to shore to lower workload onboard, which should be one of the main drivers for automation.
|
|
| 5. |
- Huffmeier, Johannes, et al.
(författare)
-
State-of-the-art methods to improve energy efficiency of ships
- 2021
-
Ingår i: Journal of Marine Science and Engineering. - : MDPI AG. - 2077-1312. ; 9:4
-
Tidskriftsartikel (refereegranskat)abstract
- Generating energy efficiency through behavioural change requires not only understanding and empathy with user interests and needs but also the fostering of energy saving awareness, a technique and framework that supports operators and ship owners. There is strong potential to make use of different technical solutions to increase energy efficiency, but many cost-efficient solutions relate to carrot-and-stick incentives for operators to minimise energy consumption. These incentives range from voyage planning with weather routing eco-driving bonus, to torque limitations and changes in company policies, all of which demonstrate that the operators’ on-board importance for the energy consumption has been identified. Data collection will allow operators to make better decisions in the lifecycle of the ship from knowledge-driven design to operation, redesign and lifetime extension. Various systems are available for data acquisition, storage and analysis, some of which are delivered by well-known marine suppliers while others are stand-alone systems. The lack of standardization for data capture, transmission and analysis is a challenge, so systematic improvement is required in shipping companies to achieve energy savings. When these are achieved, they will be the result of customer requirements, cost pressure or individual driving forces in the companies. The potential energy savings, brought up in interviews, shows up to 35% on specific routes and up to 60% in specific maneuvers. These savings will be made feasible by operators and crews being involved in the decision-making process. © 2021 by the authors.
|
|
| 6. |
- Hüffmeier, Johannes, et al.
(författare)
-
TRIM AND BALLAST OPTIMISATION FOR A TANKER BASED ON MACHINE LEARNING : Big-data Analysis of Existing Data for Improved Environmental Performance and Ship Efficiency
- 2020
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- Tank ships sail a large share of their time in ballast conditions, depending on their trading patterns up to half of the time at sea.The aim of this project use case is to test the usage of machine learning and big data approaches based on existing historical ship operation data to improve energy efficiency on ballast trips. Founded on the analysis, guidelines on how to improve the energy efficiency of ships can be made by collecting real-time operational data.The energy needed to propel a vessel is largely dependent on the total weight of it and of the speed it is operated at. Substantial savings in energy consumption and correspondingly to reduced fuel costs as well as to reduced emissions can be achieved by either lowering the speed or optimising the load taken onboard.Ships are normally designed for optimal operation at one single or a few defined load conditions. By analysing off-design conditions (such as partial load, slower speed, and ballast conditions), significant improvements in efficiency can be obtained. Figures achieved by different means range typically from 10 to 40 percent by improving the crew’s methods to load and operate the vessels, increasing resistance and delivered power [1]. Looking at operational regimes of tankers, the crews can only to a limited degree adjust the operational conditions for the loaded voyages when on hire, while when sailing off-hire or in ballast voyages allows for certain flexibility.Building on a grey machine learning model with an underlying hydrodynamic model of the vessel, the data analysis provides a guidance to the mariners on summer ballast conditions that allow for fuel savings. The conditions derived by the model have been demonstrated by the shipping operator in full scale trials. Based on the analysis made, summer ballast conditions imply a reduction in fuel consumption in the range of 10-14% on the feasible trips.
|
|
| 7. |
- Huffmeier, Johannes, 1980-, et al.
(författare)
-
Vessel Emission Control System: ett alternativtill landström? : 8P05667: Analys över de tekniska-, affärsmässiga- och miljömässiga förutsättningarnaför VECS i svenska hamnstäder
- 2019
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- den här rapporten utvärderas alternativa tekniker till elanslutningar av fartyg vid kaj, huvudsakligen vessel emission control system (VECS). Rapporten behandlar de luftkvalitetutmaningar som uppstår i hamnar som är integrerade i stadsmiljö. Hamnverksamheten, och då främst fartygen, ger upphov till utsläpp vilka har en negativ påverkan på den lokala omgivningen. Att ansluta fartygen till elnätet är en befintlig lösning men en åtgärd som i många fall inte är tekniskt eller ekonomiskt möjlig. Ett alternativ till landströmsanslutning är VECS d.v.s. externa reningssystem för fartygsutsläpp. VECS består av mobila plattformar som är utrustade med rökgasrening vilka sedan kopplas direkt till fartygens skorstenar då de ligger vid kaj. En sådan lösning skulle kunna användas när landström inte är möjligt eller otillräcklig och på så vis förhindra utsläpp av partiklar (PM10 och PM2.5), kväveoxider (NOx) och svaveldioxid (SO2) men även koldioxid (CO2) i Svenska hamnstäder.
|
|
| 8. |
- Lundh, Monica, 1961, et al.
(författare)
-
The Impact of Digitalization on Maritime Safety and the Work Environment of the Crew (Digitaliseringens påverkan på sjösäkerhet och besättningens arbetsmiljö)
- 2023
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- The 4th Industrial Revolution has foreseen the direct and indirect disruptions within the shipping industry. The greatest manifestation is how technology has disrupted how work and its application to make work safer and more efficient and reduce the workload on operators and other stakeholders. The International Maritime Administration (IMO) has provided guidance to support the implementation of digital solutions and highlights several emergent problems. Among the issues are the risk of information overload, complex interfaces, and a risk of over reliance by the operator. Apart from being regarded as a potential stressor in modern work life, digitalization also partly depends on a connectivity to internet, which exposes the system to risk of cyber-attacks and the emergence of ¨wicked problems”. Recent research have also identified gaps highlighting that the exploitation of these new technologies is fragmented and, facing a ¨square peg into a round hole¨ barrier. The same research also identified a discrepancy between Work as Imagened (WAI) and Work as Done (WAD) which emphasize the need to understand how the operators use the technology before it is introduced onboard. The purpose of this research was to identify the scope, nature and consequences of incidents and problems associated with the application of digitalization. Participant stakeholder groups within the shipping industry were interviewed and identified many of the problems associated with the digitalisation on board.
|
|
| 9. |
- Takman, Johanna, 1992-, et al.
(författare)
-
Triple F Systemövergripande uppföljning 2019 : Uppföljning av hur godstransporter närmar sig det svenska klimatmålet 2030
- 2019
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- Triple F (Fossil Free Freight) är ett nationellt forskningsprogram med syfte att utveckla kunskap som kan bidra till minskade klimatutsläpp från godstransportsektorn. Denna rapport, Systemövergripande uppföljning, är ett så kallat etableringsprojekt inom Triple F som följer upp hur godstransportsektorn närmar sig målet om att minska växthusgasutsläppen från inrikestransporter med 70% till år 2030 jämfört med 2010. Vidare syftar rapporten till att användas som underlag till urvalet av framtidaforskningsprojekt inom och utom Triple F. Rapporten presenterar både övergripande indikatorer för person- och godstransporter och deras växthusgasutsläpp, samt specifika indikatorer för godstransportsektorns växthusgasutsläpp. Vidare följer rapporten upp utvecklingen inom godstransportsektorn för de tre övergripande utmaningarna: 1) överflyttning till energieffektiva och fossilfriatrafikslag, 2) ett mer transporteffektivt samhälle, och 3) ökad andel förnybara drivmedel.Sveriges inrikes transporter bidrar med cirka en tredjedel av Sveriges totala växthusgasutsläpp. Av de inrikes transporterna står godstransportsektorn för cirka 30,2 %. Detta innebär att omställningen till ett mindre fossilberoende godstransportsektor är viktig för att nå det uppsatta klimatmålet. Även om växthusgasutsläppen för inrikes godstransporter mellan 2010 och 2017 har minskat med cirka 18,3%, visar indikatorerna i denna rapport att minskningstakten inte är tillräcklig för att i en linjär takt lyckas nå 2030-målet för godstransportsektorn. Däremot har olika trafikslags utsläppsminskning varierat, och vissa trafikslag har minskat sina utsläpp i en snabbare takt än vad som krävs för att i en linjär takt nå 2030-målet. Mellan 2010 och 2017 har tunga lastbilar, järnväg och inrikes sjöfart minskat sina växthusgasutsläpp med cirka 24,9%, 31,3% och 70,0% respektive, vilket är mer än den minskning om 24,5% som krävs för att i en linjär takt nå 2030-målet. Den stora reduktionen för inrikes sjöfart förklaras bland annat av datainsamlingsmetoden, vilken för närvarande ses över. Lätta lastbilar har däremot endast minskat sina växthusgasutsläpp med cirka 8,1%. Även om lastbilarnas växthusgasutsläpp har minskat mellan 2010 och 2017 är det fortfarande det trafikslag som bidrar med störst andel av godstransportsegmentets växthusgasutsläpp i Sverige; tunga lastbilar bidrog med cirka 66,4 % och lätta lastbilar bidrog med cirka 30,1 % år 2017. I jämförelse bidrog järnvägstransporter med cirka 0,8% och sjöfarten med cirka 2,7% av de inrikes godstransporternas totala växthusgasutsläpp år 2017. Därför är det viktigt med styrmedel och åtgärder som riktas mot lastbilstransporternas växthusgasutsläpp. Däremot kan järnvägs-och sjötransporter bidra till 2030-målet genom en överflyttning från väg till järnväg och sjöfart, då dessa trafikslag har klimatmässiga fördelar på grund av sina relativt lågaväxthusgasutsläpp. Fördelningen av godstransportarbetet mellan trafikslagen i godstransportsektorn har varit relativt konstant mellan 2010 och 2017, vilket indikerar att överflyttningen hittills knappast har bidragit till uppfyllandet av 2030-målet. Däremot finns det teoretisk potential att i Sverige öka överflyttningen av godstransporter, exempelvis då 41 % av godstransportarbetet för tunga lastbilar i Sverige sker på sträckor över 300 km. Utöver avståndet finns dock ett flertal andra faktorer som påverkar valet av trafikslag. Exempelvis påverkar varusändningens och trafikslagensegenskaper vilket trafikslag som väljs. För att öka överflyttningen från väg till järnväg och sjöfart behövs därför riktade styrmedel som ökar järnvägens och sjöfartens konkurrenskraft. Växthusgasutsläpp från lastbilar kan även reduceras genom effektivisering och ett ökat användande av förnybara drivmedel. Det officiella statistikunderlaget för att följa upp effektiviseringar inom godstransportsektorn är relativt begränsat. De indikatorer som varit möjliga att presentera visar bland annat att den genomsnittliga fyllnadsgraden för tunga lastbilar har minskat mellan 2010 och 2017, vilket indikerar att transporterna med tung lastbil i genomsnitt har blivit mindre effektiva över perioden. Dock har även vägtrafikens energiintensitet minskat mellan 2010 och 2017, vilket istället indikerar en energieffektivisering av vägtransporter. Även bantrafikens energiintensitet har minskat, vilket kan förklaras av att mängden gods som transporteras per tåg har ökat. Ökningen av andelen förnybar energi är en av de tydligaste förändringarna bland indikatorerna i denna rapport. Användning av HVO är den typ av förnybar energi som ökat mest inom vägtransportsektorn, vilket kan förklaras av en ökad användning i bussar och lastbilar samt inblandning av HVO i fossildiesel. I en jämförelse med EU28 ligger Sveriges andel av förnybara drivmedel inom transportsektorn långt över genomsnittet för EU 28, med 32,1% jämfört med EU28:s 7,4%. Statistikunderlaget avser dock transporter som helhet, och någon uppdelning mellan person-och godstransporter finns inte tillgänglig.Godstransportarbetet för hela godstransportsektorn har minskat med 3,5% mellan 2010 och 2017, men detta varierar mellan trafikslagen. På lång sikt (fram till 2030 och 2040) prognostiseras godstransportarbetet att öka för samtliga trafikslag. Utvecklingen av växthusgasutsläpp och godstransportarbete för tungalastbilar har historiskt följt varandra, men efter 2013 kan ett potentiellt trendbrott observeras där transportarbetet ökar medan växthusgasutsläppen minskar. För övriga trafikslag har godstransportarbetet varit mer konstant övertid, medan utsläppen har minskat något. Flera utsläppsprognoser visar att 2030-målet inte kommer att nås med dagens beslutade styrmedel och åtgärder. Prognoserna visar istället på minskningar av växthusgasutsläppen mellan cirka 28–38% till 2030. Det kommer därför att krävas fler och/eller kraftigare styrmedel och åtgärder för att nå 2030-målet
|
|
