SIPAS

Methoden zur Ermittlung und Einhaltung eines sicheren Passierabstandes beim Überholen und Begegnen von Seeschiffen im begrenzten Fahrwasser

In flachem und seitlich begrenztem Fahrwasser werden die meisten Kollisionen zwischen Schiffen durch die komplexe Interaktion bei Überholmanövern verursacht. Diese Unfälle ereignen sich besonders häufig im Zu- und Ablauf von Seehäfen und führen neben hohem Sachschaden auch zu großen volkswirtschaftlichen Verlusten durch die Beeinträchtigung des Verkehrs. Untersuchungen von Unfällen und Erfahrungen aus der Schiffsführung belegen den großen Bedarf an eingehenden Untersuchungen und der Entwicklung fundierter Richtlinien für den sicheren Passierabstand und Geschwindigkeitsbeschränkungen.
Das Verbundvorhaben SIPAS wurde von 01.2008 bis 12.2010 unter der Federführung der Hochschule Wismar in den nachstehenden Teilprojekten durchgeführt.

• SIPAS-OM: Operationelle Methoden für die Schiffsführung und Anwendung in der Shiphandling Simulation (Hochschule Wismar, Fachbereich Seefahrt Warnemünde)
• SIPAS-MAP: Hydrodynamische Wirkungen beim Passieren von Seeschiffen. Parametrisierung und Analyse von Ursachen für Kollisionen sowie Erstellung von Betriebshinweisen beim Passiervorgang mittels CFD-Methoden und aus experimentellen Modelluntersuchungen (DST – Entwicklungszentrum für Schiffstechnik und Transportsysteme e.V., Duisburg)
• SIPAS-SIM: Optimieren und Einbringen verbesserter Strom- und Bewegungsmodelle für Schiffsinteraktionen. Modellierung und Implementierung von Kräften an Seeschiffen in Shiphandling Simulatoren mit Darstellung von 3D-Wellensystemen / Fahrtwellen am Schiff (Rheinmetall Defence Electronics Bremen, RDE)

Mit einer repräsentativen Serie von vier verschiedenen Seeschiffen wurden am DST insgesamt über 500 Modellversuche durchgeführt. Neben Detailuntersuchungen und Messungen für die Validierung der numerischen Verfahren umfassten die Messkampagnen eine umfangreiche parametrische Variation der Wassertiefe, der Geschwindigkeiten, der Querabstände und der Modellpaarungen für zwangsgeführte Passiervorgänge unter Einsatz der beiden simultan operierenden Schleppwagen des DST. Des Weiteren wurden ausgewählte Überholmanöver mit einem frei fahrenden Modell und einem zwangsgeführten Überholer durchgeführt, wobei anstelle der resultierenden, instationären Kräfte die sich ergebende Trajektorie des mit verschiedenen Autopilot-Profilen freifahrenden Modells aufgezeichnet wurde. Umfangreiche CFD-Simulationen dienten dem weiteren Verständnis der komplexen Hydromechanik und erlaubten die experimentell nicht darstellbare Variation des Begegnungswinkels. Hierauf basierend wurde eine aufwändige mathematische Modellierung der Interaktion zwischen passierenden Schiffen entwickelt, welche im Teilprojekt SIPAS-SIM in die Shiphandling Simulatoren implementiert wurde. Im Teilprojekt SIPAS-OM wurden nun Trainingsszenarien entwickelt und Empfehlungen für den Schiffsbetrieb gegeben.

Den Abschlussbericht können Sie hier (pdf-Datei, ca. 25 MB) herunterladen.

Das Forschungsvorhaben 03SX246A wurde vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie gefördert.