Laivan jääkuormien monitorointijärjestelmä

Tämän diplomityön tarkoituksena oli toteuttaa prototyyppi laivan jääkuormien monitorointijärjestelmästä, joka palvelee sekä laivan operatiivista käyttöä että jäätutkimusta. Jääkuormien monitorointi on perusteltua, koska sen avulla voidaan lisätä merenkulun turvallisuutta ja parantaa kuljetusten kustannustehokkuutta. Toteutettu monitorointijärjestelmä tarkkailee laivan runkoon asennettujen venymäliuskojen avulla jäiden aiheuttamia kuormituksia ja välittää niistä tehdyt havainnot reaaliaikaisesti laivan komentosillalle asennettuun monitoriin. Lisäksi järjestelmä tarjoaa tutkijoille monia erikoistoimintoja. Ohjelmaan tehtiin kaksi erillistä käyttöliittymää, toinen laivan päällystölle ja toinen tutkijoille. Monitorointijärjestelmä toteutettiin tavallista toimisto-pc:tä käyttäen. Tietokoneeseen kytkettiin erillinen tiedonkeruukortti, joka mahdollistaa eri mittauskanavien jännitesignaalien lukemisen monitorointiohjelman käyttöön. Monitorointiohjelma toteutettiin LabVIEW-sovelluskehitysympäristössä käyttäen graafista ohjelmointitapaa. Monitorointiohjelman suorittama jääkuormitussignaalien analyysi perustuu jääkuormituspiikkien tunnistamiseen ja lisäksi tietyin aikavälein tapahtuvaan kuormitussignaalien maksimiarvojen määrittämiseen. Monitorointiohjelmassa toteutettu jääkuomien ennustaminen perustuu skaalainvarianssin hyväksikäyttöön. Monitorointijärjestelmä asennettiin MT Uikulle ja sen toimintaa testattiin testimatkalla. Matkalla järjestelmän todettiin toimivan halutulla tavalla. Tutkijat kokivat erityisen hyödylliseksi sen, että järjestelmän avulla pystytään seuraamaan rungon kuormittumista ja samalla havainnoimaan aistinvaraisesti jääoloja. Matkalla havaittiin myös, että laivan keulaan kohdistuneiden jääkuormitusten suuruus on voimakkaasti riippuvainen laivan käyttämästä nopeudesta. Työn lopussa esitetään suosituksia monitorointijärjestelmän laitteiston ja ohjelman kehittämiseksi. Laitteistossa keskeistä on instrumentoinnin muuttaminen kenttäväyläpohjaiseksi ja monitorointiohjelmassa hyvin toimivien jääkuormien ennustemenetelmien kehittäminen