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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung des Zustandes eines
Schiffskörpers.
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Während des
Be- und Entladevorgangs unterliegt die Struktur von Schiffen insbesondere
von Cargo-Schiffen (z. B. Containerschiffen, Öltankern, Chemikalientankern,
LNG-Tankern, Massengutbulkern usw.) einer großen Belastung. Der Schiffsrumpf wird
von oben durch die Ladung und das Eigengewicht des Schiffes (Rumpfgewicht,
Maschine, Aufbauten, Tankfüllungen
usw.) und von unten durch den Auftrieb belastet. Diese Lasten sind
ungleich über
die Schiffslänge
verteilt. Eine nicht regelgerechte Beladung kann zur Zerstörung des
Schiffes z. B. durch Hüllen-
oder Tankbruch bzw. zur Vorschädigung
des Schiffes führen,
was im günstigsten
Fall einen langen und teuren Werftaufenthalt, im ungünstigsten
Fall aber einen Totalverlust von Schiff und ggf. sogar Besatzung
bedeuten kann. Die Beladungsvorgänge werden
durch den Füllzustand
von verschiedenen Bunkern und Tanks (Ballast, Brennstoff, Abwasser, usw.)
zusätzlich
beeinflusst. Während
des Be- bzw. Entladens wird zusätzlich
Ballastwasser umgepumpt bzw. aufgenommen oder abgegeben, um die
Stabilität
des Schiffes (Schwimmlage, Festigkeit) auch während der Be- und Entladevorgänge zu gewährleisten.
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Heutzutage übernimmt
an Bord von Schiffen üblicherweise
ein schiffsspezifischer und durch die jeweilige Klasse genehmigter
Ladungsrechner mit entsprechender Software die Aufgabe der Berechnung
der korrekten Beladungszustände.
Bei einem Containerschiff beispielsweise können die Container durch Auswahl
von Bay-, Row-, und Tiernummer grundsätzlich in jede beliebige Zelle
gestaut werden. Für
die Berechnung, ob dieser Ladefall alle international geltenden
Vorschriften erfüllt,
müssen
die Höhen-,
Breiten-, Längenschwerpunkte
und das Gewicht der Ladung bekannt sein. Aus den Lasten lässt sich
durch einmalige Integration die Querkraft und durch zweimalige Integration
das Biegemoment an beliebiger Stelle für glattes Wasser bestimmen.
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Die
Stabilität
wird mit Hilfe von aufrichtenden Hebelkräften (Aufrichtvermögen des
Schiffes nach einer Krängung) überprüft, für die Mindestanforderungen
gelten. Diese werden für
die jeweilige Gleichgewichtslage (Gewichtskraft und Auftriebskraft
in Quer- und Längsrichtung
des Schiffes senkrecht übereinander)
bestimmt. Diese statischen Berechnungen werden mit Hilfe eines Ladungsrechners durchgeführt. Die
von der jeweiligen Klassifikationsgesellschaft für das jeweilige Schiff berechneten
maximalen Belastungen (Querkräfte,
Biegemomente und Torsionsmomente) an vordefinierten Stellen dürfen nicht überschritten
werden.
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Es
gehört
zum Standard der Softwareanbieter, nicht nur die Festigkeit zu überprüfen, sondern auch
die Intaktstabilität
für jeden
Ladefall zu berechnen. Die Anbindung an bestehende Systeme des Schiffes
wie z. B. zur Tankmessanlage gehört
ebenfalls zum Standard vieler Anbieter. Beliebige Ladungen (Personen,
Fahrzeuge, Container, Chemikalien usw.), Tankfüllungen, Besatzung, Proviant
und die Leerschiffsdaten gehen in die Berechnung des Grenzladefalles
unter Berücksichtigung
der optimalen Beladung bei Einhaltung aller gültigen Vorschriften ein. Ein
Berechnungsverfahren enthält
ein Modell des Schiffskörpers
im Programm, z. B. als Spantmodell, und bestimmt mit Hilfe geeigneter
Rechenmethoden den Gleichgewichtszustand für den zu berechnenden Ladefall.
Ein weiteres Berechnungsverfahren, das einen erheblich geringeren
Rechenaufwand beinhaltet, nutzt schiffsspezifische Daten welche
im Programm in Tabellenform hinterlegt sind und dann interpoliert
werden.
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Die
leistungsfähigsten
Ladungsrechner berechnen Intakt- und Leckstabilität direkt.
Bei diesen muss Schiffs-, Raum- und Tankgeometrie im Programm enthalten
sein, um die jeweilige Gleichgewichtsschwimmlage berechnen zu können. Ladungsrechner
werden auf Grundlage des gültigen
vorher berechneten und validierten Stabilitätshandbuches geprüft. Die
zulässigen
Differenzen für
die Querkräfte,
Biegemomente und Torsionsmomente sind festgelegt. Die für die Abnahmeprozedur
bei der Klassifikationsgesellschaft gewählten Ladefälle aus dem Stabilitätshandbuch,
die schon vor Erstellung des Stabilitätsbuches ausgewählt wurden,
dürfen
die in der Tabelle enthaltenen Schwankungsbereiche nicht überschreiten.
Nach Beladung eines Schiffes werden die Ergebnisse (Längsfestigkeit,
Intakt- und Leckstabilität,
Inhalte von Ballast-, Diesel-, Schweröl-, Frischwasser- und sonstigen
Tanks sowie Niveaualarme und Temperaturerfassung) graphisch dem
Benutzer dargestellt. Eine gesamte Auflistung dieser Daten bei Einhaltung
aller geltenden Vorschriften kann als Zusatzladefall ins Stabilitätshandbuch
abgeheftet werden, der dann bei einem Ausfall des Ladungsrechners
gefahren werden kann.
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Die
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, welches mit
möglichst
geringem Aufwand eine umfassende Überwachung des Zustandes eines
Schiffskörpers
ermöglicht.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein
Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen
sind den Unteransprüchen
zu entnehmen.
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Erfindungsgemäß wird der
auf modernen Schiffen zur Steuerung der Be- und/oder Entladung eines
Schiffes ohnehin vorgesehene Ladungsrechner zusätzlich zur Überwachung der strukturellen Stabilität des Schiffskörpers mitbenutzt.
Hierzu werden ihm Signale von in oder an dem Schiffskörper angeordneten
Sensoren zugeführt,
welche einen tatsächlichen
mechanischen Verformungszustand des Schiffskörpers anzeigen. Anhand des
ihm aufgrund seiner Funktion stets bekannten aktuellen Beladungszustandes
des Schiffes und eines in einem Speicher hinterlegten mechanischen
Modells des Schiffskörpers
berechnet der Ladungsrechner einen theoretischen, d. h. aufgrund
des aktuellen Beladungszustandes zu erwartenden Verformungszustand.
Er vergleicht den tatsächlichen
und den theoretischen Verformungszustand miteinander und zeigt dabei
festgestellte Abweichungen an, die auf eine Beeinträchtigung
der mechanischen Stabilität
des Schiffskörpers
hindeuten, falls sie vorbestimmte Toleranzschwellen überschreiten.
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Der
Ladungsrechner kann die Erfassung der tatsächlichen Verformung, die Berechnung
der theoretischen Verformung und den Vergleich beider Arten von
Verformungen bei verschiedenen Be- und/oder Entladevorgängen ausführen und
jeweils beide Arten von Verformungszuständen und/oder zwischen ihnen festgestellte
Abweichungen speichern. Dies ermöglicht
es, solche festgestellten Abweichungen mit bei vorherigen Be- und/oder
Entladungen des Schiffes festgestellten Abweichungen zu vergleichen
und dabei festgestellte Änderungen
der Abweichungen anzuzeigen, wobei ein Trend zur Veränderung
der Abweichungen ein gravierendes Indiz für ein Nachlassen der mechanischen
Stabilität
des Schiffskörpers darstellt.
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Um
eine rasche Lokalisierung gefährdeter Bereiche
des Schiffskörpers
zu ermöglichen,
ist es zweckmäßig, wenn
der Ladungsrechner die räumliche
Verteilung der Abweichungen und/oder der Änderungen der Abweichungen
anzeigt, beispielsweise in Form einer dreidimensionalen graphischen
Darstellung des Schiffskörpers
mit einer Farbskala, welche die räumliche Verteilung des Ausmaßes der
Abweichungen bzw. der Änderungen
der Abweichungen veranschaulicht.
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Um
im Falle einer festgestellten Verschlechterung der mechanischen
Stabilität
eines Schiffskörpers
die möglichen
Ursachen ermitteln zu können,
ist es von Vorteil, wenn der Ladungsrechner die Signale der die
Verformung des Schiffskörpers
anzeigenden Sensoren und weitere relevante Betriebsdaten des Schiffes
während
des Betriebs des Schiffes permanent in vorbestimmten Zeitintervallen
aufzeichnet. Alternativ oder zusätzlich
kann eine solche Aufzeichnung abhängig von den Werten der Signale
der Sensoren und weiterer Betriebsdaten des Schiffes gesteuert werden.
Anhand der aufgezeichneten Daten können Vorgänge wie beispielsweise Tanküberfüllung, zu
hohe Fahrtgeschwindigkeit bei hohem Wellengang, Grundberührung, übermäßige Belastung des
Schiffsrumpfes durch Eis, die sich in den Sensorsignalen und den übrigen Betriebsdaten
des Schiffes widerspiegeln, nachträglich als Schadensursachen ermittelt
und in ihrer Konsequenz bewertet werden.
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Über die
reine Aufzeichnung hinaus können Sensorsignale
und Betriebsdaten des Schiffes auch permanent ausgewertet und ein
daraus ermittelter Verformungszustand des Schiffskörpers auf
die Einhaltung vorbestimmter Kriterien überprüft werden. Solche Kriterien
können
z. B. feste Grenzwerte von Verformungen, aber auch eine zeitliche Änderung, die
auf einen Kriechvorgang hindeutet, sein. Durch eine sofortige Anzeige
des Ergebnisses dieser Überprüfung kann
die Schiffsbesatzung frühzeitig
auf ein unzulässiges
Verhalten des Schiffskörpers
aufmerksam gemacht werden, wodurch unter Umständen eine Havarie abgewendet
werden kann.
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Im
Fall eines eisgängigen
Schiffes können als
Sensoren zur Erfassung eines Verformungszustandes zumindest teilweise
Sensoren verwendet werden, die ggf. an dem Schiff zur Erfassung
von Eisdruck ohnehin vorgesehen sind, wodurch sich die Kosten für die Installation
der zur Anwendung der Erfindung erforderlichen Sensoren verringern.
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Durch
eine regelmäßige Übertragung
der erfassten und/oder berechneten Daten über Beladungs- und Verformungszustände des
Schiffes und von dem Ladungsrechner aufgezeichneter Betriebsdaten
des Schiffes an einen schiffsexternen Rechner wird der Nachvollzug
der erfindungsgemäßen Zustandsüberwachung
außerhalb
des Schiffes ermöglicht,
was insbesondere für
eine Schadensanalyse von Interesse ist. Eine Schadensanalyse kann
in diesem Fall selbst dann noch nachträglich durchgeführt werden,
wenn ein Schiff nach einer Havarie gesunken und der Ladungsrechner
verloren ist.
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Durch
die Erfindung wird es möglich,
die Vielzahl der auf einen Schiffskörper wirkenden Kräfte jederzeit
zu messen, Ladungslasten, Tanklasten, Eisdrucklasten, Seegangslasten
und den tatsächlichen Zustand
des Schiffes gleichzeitig zu überwachen
und Aussagen über
die Stabilität
des Schiffes zu treffen. Abweichungen in den Gewichtsangaben der
Ladung (z. B. Container) addieren sich nicht mehr zu einer wachsenden
Unsicherheit, sondern werden mit berücksichtigt. Auch die Belastung
durch das Be- und Entladen mit Flüssigkeiten (z. B. Druckbelastung
bei Öl
und Wasser und thermischer Stress bei z. B. LNG/LPG) können berücksichtigt
werden. Ferner ist es möglich
zu erkennen, ob es z. B. zu unzulässigen Überlastungen beim Überfüllen von
Tanks kam.
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Zusätzlich zur
reinen Nachrechnung der Belastung basierend auf dem ursprünglichen
Konstruktionsstand und den Angaben zum Gewicht der Ladung, wie sie
Stand der Technik ist, wird erfindungsgemäß die tatsächliche Belastung der Struktur
gemessen. Dies dient einerseits zur Überprüfung der Berechungen, und zwar
nicht nur anhand einzelner diskreter Lastfälle, sondern unter beliebigen
Belastungsbedingungen, die auch dynamischer Art (Seegang, Tanküberfüllung) und/oder
von außen
aufgebrachter Art (Eisdruck, Grundberührung) sein können, andererseits
zur Überprüfung des
tatsächlichen Zustandes
des Schiffes.
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Es
können
nach einem Umbau und selbst nach einer Kollision und den dadurch
entstandenen Verformungen noch Aussagen über Belastungen getroffen werden.
Hierdurch entsteht eine verbesserte Aussage über die Belastung des Schiffrumpfes
während
der gesamten Lebensdauer durch alle auftretenden Belastungen wie
Ladung, Eis und Wellengang. Durch dies ist eine bessere Planung
von Instandhaltungsmaßnahmen
möglich.
So können
derartige Maßnahmen
nötigenfalls
gegenüber
dem Standardwartungsplan des Schiffes vorgezogen werden und es kann
eine Reparatur vorgenommen werden, wenn Anzeichen für eine Überlastung
des Schiffskörpers
gefunden werden, um einer Havarie vorzubeugen.
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Nachfolgend
wird ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben. In diesen zeigt:
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1 eine
schematische Seitenansicht eines Schiffes mit Sensoren zur Erfassung
einer Verformung,
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2 eine
schematische Draufsicht auf ein Schiff mit Sensoren zur Erfassung
einer Verformung,
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3 eine
Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens
in Form eines Programmablaufplans.
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1 zeigt
eine schematische Darstellung eines Schiffes 1 in einer
Seitenansicht. Es handelt sich beispielhaft um ein Containerschiff,
das mit einer Vielzahl von Containern 2 beladen ist. Entlang
des Rumpfes 3 des Schiffes 1 sind an einer Vielzahl
von Stellen an der Innenseite des Rumpfes 3 Dehnungssensoren 4 angebracht,
und zwar in regelmäßigen Abständen in
zwei waagrechten Reihen.
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An
jeder der in 1 jeweils durch ein Kreuz gekennzeichneten
Stellen befinden sich zumindest zwei Sensoren 4, nämlich zumindest
einer, dessen Empfindlichkeitsachse horizontal in Längsrichtung des
Rumpfes 3 verläuft,
und zumindest ein weiterer, dessen Empfindlichkeitsachse senkrecht
dazu in der Vertikalrichtung des Rumpfes 3 verläuft. Mittels
einer solchen Anordnung von Sensoren 4 kann an jeder von
besagten Stellen die Gesamtdehnung des Rumpfes 3 des Schiffes 1 nach
Betrag und Richtung gemessen werden.
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Die
Sensoren 4 sind durch Leitungen 5 mit einem Ladungsrechner 6 des
Schiffes 1 verbunden, der die Signale der Sensoren 4 einliest
und verarbeitet. Es versteht sich, dass dies eine geeignete Vorverarbeitung
der Sensorsignale, wie Verstärkung, Temperaturkompensation
und Digitalisierung erfordert. Hierfür geeignete Konzepte und Komponenten gehören zum
Stand der Technik und bedürfen
daher an dieser Stelle keiner Erläuterung.
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2 zeigt
eine schematische Darstellung des Schiffes 1 von 1 in
einer Draufsicht, wobei für
das Verständnis
der Erfindung unwesentliche Aufbauten und die in 1 angedeuteten
Container 2 weggelassen sind. Wie aus 2 ersichtlich
ist, sind auch an Schotten 7 des Schiffes 1 Dehnungssensoren 4 angebracht,
um auch dort auftretende mechanische Verformungen zu messen. Auch
hier sind jeweils Sensoren 4 mit zwei zueinander senkrechten Empfindlichkeitsachsen
angebracht, von denen eine in der Längsrichtung des Schiffskörpers und
die andere quer dazu in horizontaler Richtung verläuft, um den
Verformungszustand der Schotten 7 ausreichend genau erfassen
zu können.
Die Sensoren 4 an den Schotten 7 sind ebenfalls über Leitungen 5 mit dem
Ladungsrechner 6 des Schiffes 1 verbunden.
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Für eisgängige Schiffe
werden Sensoren 4, insbesondere in Form von Dehnungsmessstreifen, innen
auf der Schiffshaut und unter Umständen auch auf Spanten aufgebracht,
um einen eventuell unzulässig
ansteigenden Eisdruck festzustellen. Diese Verformungen der Außenhaut
des Rumpfes 3 und seltener auch der Spanten sind genau
die Kriterien, welche zur Beurteilung der Belastung des Schiffsrumpfes 3 durch
die Ladung und die Be- und Entladevorgänge herangezogen werden können. Solche Schiffe
brauchen also zur Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zumindest nicht
in vollem Umfang neu mit Sensoren 4 ausgerüstet zu
werden, sondern es können
dafür zumindest
teilweise zur Überwachung
des Eisdrucks ohnehin bereits vorhandene Sensoren 4 verwendet
werden.
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Neben
Dehnungsmessstreifen kommen als Sensoren 4 beispielsweise
auch Glasfaserkabel in Frage, welche zur Dehnungsmessung auf den Rumpf 3 bzw.
die Schotten 7 aufgebracht werden. Glasfaserkabel als Sensoren
sind insofern besonders interessant, als sie sich zur gleichzeitigen
Messung mehrerer Größen, beispielsweise
von Temperaturen zusätzlich
zu Dehnungen, eignen. Bei einem Schiff 1, dessen Rumpf 3 aus
kohlefaserverstärktem Kunststoff
(CFK) besteht, kann eine Dehnung auch anhand einer Widerstandsänderung
der Kohlefaser gemessen werden.
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3 zeigt
ein Beispiel für
einen möglichen Ablauf
des erfindungsgemäßen Verfahrens
bei der Beladung eines Schiffes 1 in Form eines Programmablaufplans.
Im ersten Abschnitt 30 erfasst der Ladungsrechner 6 den
tatsächlichen
Verformungszustand des gesamten Schiffskörpers im unbeladenen Zustand
anhand der Signale einer Vielzahl von über den Schiffskörper verteilten
Dehnungssensoren 4. Anschließend arbeitet der Ladungsrechner 6 in
Abschnitt 31 sein normales Programm an sich bekannter Art
für die
Beladung des Schiffes 1 ab. Nachdem das Schiff beladen
ist, erfasst der Ladungsrechner in Abschnitt 32 wieder
den tatsächlichen
Verformungszustand des Schiffskörpers,
jetzt im beladenen Zustand anhand der Signale der Dehnungssensoren 4.
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Es
ist aber auch möglich,
während
der laufenden Beladung zusätzlich
mehrere Male beim jeweiligen Erreichen vorbestimmter Teilbeladungszustände den
tatsächlichen
Verformungszustand des Schiffskörpers
anhand der Signale der Dehnungssensoren 4 zu erfassen.
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In
Abschnitt 33 errechnet der Ladungsrechner 6 anhand
eines mechanischen Modells des Schiffskörpers, das beispielsweise auf
der Methode der Finiten Elemente basieren kann, für den durch die
aktuelle Beladung gegebenen Belastungsfall die theoretisch, d. h.
aufgrund des angenommenen Modells zu erwartende Verformung des Schiffskörpers. Das
Modell kann auch von einfacherer Art sein und auf einer analytischen
Näherungslösung beruhen, welche
lediglich die Auswertung einer Reihe analytischer Formeln erfordert.
In jedem Fall ist das Modell und die Vorschrift zu seiner Anwendung
bzw. Auswertung in einem Speicher des Ladungsrechners 6 hinterlegt.
Es versteht sich, dass dieses Modell schiffsspezifisch ist.
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In
Abschnitt 34 erfolgt ein Vergleich der tatsächlich gemessenen
mit der theoretisch berechneten Verformung. Abweichungen von gewissem
Ausmaß sind
hierbei unvermeidlich. Das zulässige
Ausmaß der
Abweichungen ist wiederum in einem Speicher des Ladungsrechners 6 hinterlegt.
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In
Abschnitt 35 wird der Unterschied zwischen dem gemessenen
und dem berechneten Verformungszustand auf einer Anzeige ausgegeben. Beispielsweise
kann er in eine graphische Darstellung zur farbigen Ausgabe auf
einem Monitor umgerechnet werden, bei der verschiedenen Wertebereichen
verschiedene Farbtöne
zugeordnet sind, wie es bei der Darstellung der Ergebnisse von Verformungsberechnungen
nach der Methode der Finiten Elemente üblich ist.
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Falls
bedenklich große,
d. h. über
vorgegebenen Toleranzschwellen liegende Abweichungen angezeigt werden,
die ein Indiz für
eine signifikante Schwächung
des Schiffskörpers
darstellen, können und
sollten Maßnahmen
zur Überprüfung bzw.
nötigenfalls
Behebung der Ursache getroffen werden, um der Gefahr einer Havarie
vorzubeugen
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In
Abschnitt 36 werden die Ergebnisse, d. h. zumindest die
gemessene Verformung oder die Abweichungen zwischen der gemessenen
und der anhand des Modells berechneten Verformung sowie der zugehörige Beladungszustand
in einem Speicher des Ladungsrechners 6 protokolliert.
Diese Protokollierung kann mit einer Sicherung gegen Löschung oder
nachträgliche
Manipulation verbunden sein, damit sie in einem Schadensfall als
Beweismaterial verfügbar
ist. Sie kann zur Sicherheit auch zusätzlich in einem externen Rechner
erfolgen. In diesem Fall beinhaltet der Programmabschnitt 36 des
Laderechnerprogramms auch die Übertragung
der Daten zu dem externen Rechner, die zweckmäßigerweise drahtlos erfolgt.
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Als
nächstes
wird in Abschnitt 37 eine Datenbank früherer Ergebnisse durchsucht,
in der gemessene Verformungen und/oder Abweichungen zwischen Messergebnissen
und Modellrechnungen bei früheren
Beladungen desselben Schiffes 1 protokolliert sind. Hierbei
können
verschiedene Suchkriterien zur Anwendung kommen. So kann z. B. nach
einem vorherigen Beladungsfall gesucht werden, welcher dem aktuellen
möglichst ähnlich ist.
Es können
auch der letzte vorherige oder mehrere Beladungsfälle der jüngeren Vergangenheit
als Vergleichsfälle
gesucht werden.
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In
Schritt 38 werden die Ergebnisse des oder der ausgewählten früheren Beladungsfälle mit
dem Ergebnis des aktuellen Beladungsfalles verglichen. Dabei muss
selbstverständlich
eine geeignete Interpolation oder Extrapolation vorgenommen werden, falls
die Beladung bei dem oder den Vergleichsfällen signifikant von der aktuellen
Beladung abweicht, was oftmals der Fall sein wird.
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In
Schritt 39 erfolgt eine Ausgabe des in Schritt 38 erhaltenen
Vergleichsergebnisses, d. h. der zwischen dem aktuellen Beladungsfall
und einem oder mehreren früheren
Beladungsfällen
festgestellten Abweichungen im Verformungsverhalten des Schiffes 1 auf
einer Anzeigeeinheit in analoger Weise wie zuvor in Schritt 35 die
Ausgabe des Vergleichsergebnisses von Schritt 34. Auch
hier stellt die Überschreitung
vorgegebener Toleranzschwellen ein Indiz für eine signifikante Schwächung der
Stabilität
des Schiffskörpers
dar und erfordert entsprechende Maßnahmen.
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In
Schritt 40 erfolgt eine Protokollierung des in Schritt 38 erhaltenen
Vergleichsergebnisses in analoger weise wie zuvor in Schritt 36 die
Protokollierung des Vergleichsergebnisses von Schritt 34.
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Falls
in einem der Schritte 34 oder 38 unzulässig hohe
Abweichungen zwischen der berechneten und der gemessenen Verformung
bzw. zwischen der aktuellen und früheren Verformungen bei vergleichbarer
Beladung festgestellt wurden, wird in Schritt 41 die Datenbank
der von den Sensoren 4 während des Schiffsbetriebes
seit der letzten Beladung ohne unzulässig hohe Abweichungen gelieferten
Messdaten nach dem Auftreten hoher Belastungen an den jetzt von
hohen Abweichungen betroffenen Stellen des Schiffskörpers durchsucht.
Falls solche hohen Belastungen gefunden werden, werden Sie zusammen
mit den im Zeitraum ihres Auftretens aufgezeichneten sonstigen Schiffsbetriebsdaten
auf einer geeigneten Anzeige- bzw. Ausgabeeinheit ausgegeben, um
eine Ermittlung der Schadensursache zu ermöglichen.
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Der
während
einer Beladung eines Schiffes 1 ablaufende Aspekt des erfindungsgemäßen Verfahrens
ist damit abgeschlossen. Es versteht sich, dass beim Entladen eines
Schiffes 1 ebenso verfahren werden kann.
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Für die Suche
nach einer Schadensursache gemäß Schritt 41 ist
es Voraussetzung, dass der Ladungsrechner 6 während des
laufenden Schiffsbetriebes, insbesondere während der Fahrt auf See, die Signale
der Dehnungssensoren 4 einliest und für die mechanische Belastung
des Schiffskörpers
relevante Betriebsdaten des Schiffes 1, wie beispielsweise
die Fahrtgeschwindigkeit über
Grund und vertikale sowie seitliche Beschleunigungen durch Wellengang,
permanent aufzeichnet. Dies kann in vorbestimmten Zeitintervallen
geschehen. Zur Begrenzung der Datenmengen können auch Belastungsschwellen
festgelegt werden, die überschritten
werden müssen,
bevor eine Belastung als möglicherweise
kritisch angesehen wird. Auf der Basis solcher Schwellen kann die Aufzeichnung
ereignisabhängig
gesteuert werden. Beispielsweise können Daten, die in einer Phase
geringer Belastungen aufgezeichnet wurden, nachträglich verworfen
werden und/oder die Aufzeichnungsrate kann in einer Phase hoher
Belastungen, etwa bei hohem Wellengang, erhöht werden.
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Darüber hinaus
können
die Signale der Sensoren 4 während des laufenden Schiffsbetriebes auch
sofort durch den Ladungsrechner, der dann nicht mit Ladungsberechnungen
beschäftigt
ist und somit freie Rechenkapazität hat, ausgewertet werden.
Der aus den Sensorsignalen ermittelte tatsächliche Verformungszustand
des Schiffskörpers
kann dann anhand des gleichen mechanischen Modells, das auch den
Berechnungen beim Lade- und Entladevorgang zugrunde liegt, auf das
Vorliegen von Abnormalitäten
geprüft
werden, die auf eine Gefährdung
der strukturellen Stabilität
hindeuten.
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Werden
solche Abnormalitäten
festgestellt, dann können
sie zusätzlich
zu einer Protokollierung in einem sicheren, nichtflüchtigen
Speicher zur Warnung der Besatzung sofort angezeigt werden. In der Regel
wird dies zur Einleitung außerplanmäßiger Inspektions-
und Reparaturmaßnahmen,
nötigenfalls sogar
zur Unterbrechung einer Fahrt führen.
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Teile
des erfindungsgemäßen Verfahrens, wie
insbesondere die Suche nach Schadensursachen gemäß Schritt 41, können auch
in einem externen Rechner durchgeführt werden, zu welchem die benötigten Daten
vorher übertragen
werden müssen.
