Towards Real-World Validation of a Physics-Based Ship Motion Prediction Model

要約

海上産業は、運用効率の大幅な改善が必要な持続可能な未来を目指しています。
現在のアプローチは、より大きな自律性を通じて燃料消費と排出量を最小限に抑えることに焦点を当てています。
効率的で安全な自律型ナビゲーションには、実際の条件に適用される高忠実度の船舶モーションモデルが必要です。
物理ベースの船舶モーションモデルは、秒の分解能で船の動きを予測できますが、実際の条件での検証は、文献ではめったに見られません。
この研究では、コンテナ船に合わせて調整された物理ベースの3Dダイナミクスモーションモデルを紹介し、その予測を実際の航海と比較します。
このモデルは、容器の動きを時間の経過とともに統合し、さまざまな環境条件下での流体力学的挙動を説明します。
モデルの予測は、実際の容器データに対して視覚的に、および複数の距離測定を使用して評価されます。
両方の方法論は、モデルの予測がコンテナシップの実際の軌跡と密接に整合することを示しています。

要約(オリジナル)

The maritime industry aims towards a sustainable future, which requires significant improvements in operational efficiency. Current approaches focus on minimising fuel consumption and emissions through greater autonomy. Efficient and safe autonomous navigation requires high-fidelity ship motion models applicable to real-world conditions. Although physics-based ship motion models can predict ships’ motion with sub-second resolution, their validation in real-world conditions is rarely found in the literature. This study presents a physics-based 3D dynamics motion model that is tailored to a container-ship, and compares its predictions against real-world voyages. The model integrates vessel motion over time and accounts for its hydrodynamic behavior under different environmental conditions. The model’s predictions are evaluated against real vessel data both visually and using multiple distance measures. Both methodologies demonstrate that the model’s predictions align closely with the real-world trajectories of the container-ship.

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