Route modelling in coastal navigation for digital twins and digital platforms

Denne oppgaven undersøker hvordan digital tvilling teknologi kan brukes til å ta smartere beslutninger og operere mer effektivt i kystnavigering. Forskningsspørsmålene for denne oppgaven er: (1) Hva er begrensende faktorer ved simuleringsbasert rutemodellering? (2) Hvordan håndterer vi oppløsning og presisjon? (3) Hvordan kan digital tvilling teknologi brukes i kystnavigasjon? Oppgaven har lyktes med å svare på disse spørsmålene. Et foreslått digitalt rammeverk ble konstruert for en rutemodelleringstilnærming basert på nettverkspartisjon og simulert respons fra et skip i drift. Rutemodellen ble opprettet med høy allsidighet, der relativt små endringer i variablene kan gi et bredt spekter av rutealternativer. Nettverksvariablene er startpunkt, sluttpunkt, romlig utstrekning og antall partisjoner i retning 1 og 2, relativt til den lineære banen mellom start- og sluttpunkt. Den simulerte responsen er avhengig av væroppdateringsvariablene: simuleringsstart, antall væroppdateringer og tid mellom hver væroppdatering. En casestudie av RV Gunnerus ble gjennomført. Hovedresultatene viser at et 3-seksjonsnettverk med 3 nettverksvariasjoner ga tilfredsstillende resultater. Videre ble det konkludert med at for storskala nettverk som krever ruting med høy oppløsning, bør et flerseksjonsnettverk brukes, i stedet for ett nettverk fra start- til sluttpunkt. Modellen var vellykket med å analysere sesongvariasjoner, og presenterte varierende optimale ruter, men ga ingen tydelige sesongtrender. Verdien av en digital tvilling for RV Gunnerus blir også diskutert, der det ble konkludert med at en sensorbasert digital tvilling ville være gunstig for sanntids beslutningsstøtte. Med økende teknologimodenhet kan den foreslåtte simuleringsbaserte rutemodellen for dette prosjektet inkluderes i en lastbasert digital tvilling. For videre arbeid, bør hovedinnsatsen være å videreutvikle rutemodellen til å omfatte delpartisjon. Dette vil være fordelaktig for programmets kjøretid og sluttbruk av tjenesten. I tillegg bør en mer nøyaktig optimaliseringsmodell konstrueres med normaliserte beslutningsvariabler. Til slutt bør optimaliseringsmodellen være algoritmebasert, der hovedmålet er å finne globalt optima, i stedet for lokalt optima som var metoden for dette prosjektet