Akışkanlar Mekaniği ve Dinamikler
Hidrografik Anket Gemilerinin Evrimi: Geleneksel Gemilerden Unmanned Platformlara
Table of Contents
Tarih Vakfı: Kılavuz Araştırması Çağı
Hidrografik araştırmanın kökenleri, yağakları ile yeniden işaret eden eski uygarlıklara geri döndü ve yüzyıllardır erken anket gemilerine uygun küçük sıralı gemiler için hazırlanmıştı.(QUUÇUÇ:0)Dönderlik hattı) -bu gemiler yağaklara yakın olarak basıldı ve anketler, mürettebatın derinliği ile sınırlıydı.
18. ve 19. yüzyıllarda, özel araştırma gemileri ortaya çıkmaya başladı, özellikle İngiliz Kraliyet Donanması ve diğer deniz güçleri için yeni standartlar belirledi. Kaptan James Cook'un HMSFLT:0)EndeavourResolution) ile birlikte, geniş okyanus alanları için yeni standartlar belirledi.
20. yüzyılın başlarında, ABD Sahil ve Geodetic Survey'surma yankıları) gibi akustik hız ve doğruluk ölçütleri ölçtü. Ancak, bu gemiler hala büyük gemiler gerektiren ve önemli operasyonel alanların sınırlı alanları ile sınırlı kaldı.
Modern Çağ: Geç 20. Yüzyılın Manned Survey Gemileri
1970'lerde ve 1980'lerde, hidrografik araştırma gemileri, tek bir geçişte çok özel platformlara dönüştü. NOAA Ship ve gerçek zamanlı veri işleme gibi modern araştırma gemileri.The advent ofÜ:0Contrat oğlumar systems)[Dönemli deniz haritaları, bu çağın geniş koridorları tarafından haritaladı.
Bu gemilerin temel özellikleri şunlardır:
- [FONT:0)Multibeam yankı sesleri[[Döntgen: 1) Yüksek çözünürlüklü banyolu% 100 denizli sularda yüksek çözünürlüklü banyolu banyolar üretmiştir.
- [0]Sub-~ profilers[[Döncüler], görüntüleme sedi tabakaları ve gömülü yapılar için.
- [FONT:0)İletişim referans birimleri (MRUs)) ve ) Gemi hareket için doğru doğru doğrulanan taşıyıcı sistemler).
- [FONT:0)Differential GPS (DGPS)) ve daha sonra ) Gerçek zamanlı kinematik (RTK) GPS)% santimetre-düşük konumlandırma için.
- [FONT) sistemleri mevcut ve rüzgarda istasyonu korumak için itenler kullanan sistemlerdir.
- Tümleşik veri satın alma ve işleme merkezleri gerçek zamanlı kaliteli kontrol sağlar.
Bu gemiler birden çok amaçlara hizmet eder: Deniz güvenliği için grafik yapmak, deniz yağı ve gaz araştırmasını desteklemek, kıyı erozyonunu izlemek ve çevresel anketleri yürütmek. Operasyon maliyetlerinin yüksek olduğu - günde 150 $ 'dan fazla - ancak navigasyon, kaynak yönetimi ve ulusal güvenlik için doğru Hidrografik verilerin değeri sadece yatırımdır.
Dijitale Geçiş: Unmanned Systems'in Yükselişi
21. Yüzyıl, insan yaşamlarının risk altında olduğu gibi tehlikeli ortamlarda (AUV) bağımsız sualtı araçları (AUVS) ile giderek artan bir şekilde dağıtık ve ticari firmalara karşı yapılan bir paradigma değişikliğine tanık oldu.
Geçiş bir gecede gerçekleşmedi. 1990'larda, batarya yaşamında yaşananlar ve sensör minisulama bugün rutin işlemler için pratik olmayan anketler yaptı.[Dönetici:0)[İngiltere'de gelişmiş) , en üstten alta su sütununu örtmek için ortak, yüzey ve sualtı yeteneklerinin birleştirilmesini kanıtladı.
Özerk Yüzey Araçları (ASVs)
ASVs su yüzeyinde çalışır, çoklu bitimleri taşır, tek başına yankı yankılar ve diğer sensörler.Onlar önceden programlanmış yol noktaları altında uzaktan kontrol edilebilirler AI tabanlı engel kaçınır. örnekler, özellikle uzun vadeli görevler için etkilidirler (şimdi Boeing) ve TANITT:2).
- [FONT:0]Advantages:[[Dönetici: [Dönetici: 9) Düşük işletme maliyeti ( Mürettebat çeyrekleri, catering veya güvenlik ekipmanları); ay içinde ölçülebilen, kötü havalarda çalışabilme yeteneği; karbon ayak izi azaltın.
- [FONT:0)Limitations:[[Dönetici: · 1] Güvenilir iletişime bağlı olarak; gemi trafiği ve balıkçı dişlisi için kırılganlık; boyut ve güçle sınırlı sensör ödeme kapasitesi.
Özerk Su Araçları (AUVs)
AUVS:0)Kongsberg HUGIN[DÜT:1) ve akustik Doppler hız logları ile birlikte sabitlenmiş olan hidrografik araçlar, yüksek çözünürlükte bulunan hidrostatik ve yüzeysel araçları, yüksek çözünürlükte bulunan ve deniz kenarından gelen havali görüntüyü kullanarak, yüksek çözünürlükte bulunan ve havalimanları ile birlikte gezerek, yüksek çözünürlükte bulunan havali görüntüyü ortaya çıkarabilirler.
Hidrografik grafikler için, AUVs özellikle hull-topedik gemilerinin yüzeyindeki derin sularda faydalıdır. Ayrıca boru hattı inceleme veya deniz sınıflandırması gibi hassas alanların da elde edilmesi gibi alanlarda başarılıdır.Theur Long Range) (ayrıca “Boaty McBoatface” olarak da adlandırılır.
Unmanned Underwater Tools (UUVs) ve Hybrid Solutions
UUV terimi genellikle AUV ile birlikte değiştirilebilir, ancak ESRAT:0) kullanılmaktadır. [FONTT:2] Hidrografi için, ROV'ler, petrol rigleri veya kablolar gibi yapıların yakın-düzeltilmesi için değerlidir, ancak geniş alan haritaları için daha az yaygındır.
ASV ve AUV'yi derin alanlara yönlendirmek: 0) Diğer kız kardeşin sistemi ), ortaya çıkan bir trenddir. ASV, yüzeysel ve güç kaynağı olarak hareket eder, AUV'nin derin alanları araştırma ihtiyacı ortadan kaldırırken, büyük bir adam destekli destek gemisi için ihtiyaç ortadan kaldırır, büyük ölçekli proje maliyetlerini azaltır.TheFLT:2Ocean Infinity Unsurt yüzey gemilerinin filosu, AUVT:4Armada[FLT) aynı anda büyük ölçekli bir çevresel değerlendirme için birden fazla AUVT:2Ocean Infinity
Sensör Evrimi: Lead Lines'tan S Sentetik Aperture Sonar
Hidrografik tekne evriminin tam kapsamını anlamak için, biri sensörlerin paralel gelişimini takdir etmelidir. lider çizgi, 1920'lerde tek kişilik yankı seslerine yol açtı, sonra 1970'lerde çok fazla dikkat çekti.The 2000s seen.FLT:0}side-scan sonar) deniz dokuları ve nesneler için görüntülenen ve yüzeysel kapaklar için genişleyen frekanslar için genişleyen.
Bugün, en gelişmiş sistemler, son derece yüksek çözünürlükte, birkaç santimetreye kadar, çamurlu su şirketlerine (SAS)) benzeyen, çok yüksek çözünürlükte birden fazla şarj işlemi (IS) sunar.
Akustik sensörler de kritiktir.Ücretsiz:0)Magnetometreler[Döneticiler[Döneticiler)[Döneticiler, boru hatları, s.))) Tüm bu verileri birleştirilmiş sulara entegre etmek için (Dörtücükler)[Döneticileri)[Dönersiz)[Düzücükler ve hiperspectral sensörler[Döneticiler)[Dönergeler üzerinde) [Düzersizler, su parametrelerini tespit edebilir, klorofil veya su parametrelerini tespit edebilir.
Unmanned Platforms'un Operasyonel Avantajları ve Zorlukları
Avantajları Avantajları Avantajları Avantajları
- [FONT:0)Güvenlilik:[Dönetici:[Dönetici: 0,3) Sert ortamlara maruz kalma, korsan risklerine veya deniz yapılarına yakın tehlikeli operasyonlara maruz kalmamıştır.
- [FONT:0]Cost verimliliği:[Dönetici:[Dönetici:0) Unmanned platformları mürettebatın maliyetlerini ortadan kaldırır, yaşam destek sistemlerini ve birçok uyumlu işletmeyi ortadan kaldırır. Tipik bir 24 saat ABDV operasyonu, benzer bir kapasitenin %10-20'unu mal olabilir.
- [FONT:0)Persist veri toplama: Unmanned platformları haftalar veya aylar boyunca 7/24 çalışabilir, mürettebat yorulmadan büyük alanları kapsar.
- [FONT:0) Erişilebilirlik: [Dönetici: [Dönetici: 0:1] Küçük ABDV'ler sığ nehirleri, limanları ve mercan kayalıkları derin denizlere erişemez.
- [FONT:0)Dedüklenen çevresel etki: [Dön yakıt tüketimi, daha küçük karbon ayak izi ve deniz hayatına büyük anket gemilerine kıyasla daha az rahatsızlık.
Meydanlar
- [FONT:0)Yönerge ve yasal çerçeveler: [Dönergesiz işlemler deniz navigasyon kurallarına uymalıdır (COLREGs), ulusal düzenlemeler ve sigorta gereksinimleri, bu da cumbersome ve yetkiye göre değişebilir.
- [FONT:0) İletişim ve veri geç saatler: Gerçek zamanlı kontrol ve veri akışı, uzak alanlarda güvenilmez olan sağlam uydu veya hücresel bağlantıları gerektirir. AUVs işletim sualtı sürekli bağlantı yoktur.
- [FONT:0]Recovery and deployment:[Dönetici:[Dönetici:0))Recovery and deployment:[Dönetici:[Dönetici:0))))) Küçük ABD'den gelen AUV'ları veya kıyılardan geri almak zor ve kurtarma sırasındaki araçlara zarar vermek ortak bir risktir.
- [FONT:0)Sensor ücret sınırlamaları: Boyut, ağırlık ve güç kısıtlamaları küçük insansız platformlarda gerçekleştirilebilecek sayıda ve tür sensörleri kısıtlar, potansiyel olarak büyük bir gemi ile kıyaslanabilir.
- [FONT:0]Cyber tehditleri:[Dönetici olmayan sistemler hacklenmeye, spoofing veya reçeming, özellikle de yarışmak alanlarda kırılgandır. Robust siber güvenlik önemlidir, ancak maliyet de dahildir.
Vaka Çalışmaları: Gerçek Dünya Uygulamaları
NOAA ve Unmanned Systems Initiative
ABD Ulusal Okyanus ve Atmospheric Management (NOAA), ilk 2010'lardan beri hidrografik araştırma için insansız sistemler değerlendirmiştir. Önemli bir proje, Yelkendrone USV'nin 2019'da, yüksek çözünürlükteki suların kalitesini karşılaştırabilir.
Fugro ve Hollanda Hidrografik Filo
Fugro, önde gelen bir geo-data şirketi, dünya çapında özel bir araştırma gemisi filosunu işletiyor ve hibrit dizel motorlu tahrik sistemi ile 20 güne kadar çalışıyor.Fugro'nun deneyimi, tahmin edilen gemilerin% 30'u ve proje maliyetlerinin% 40'ı uygun görevler için ölçebileceğini gösteriyor.
İngiltere Hidrografik Ofisi ve Özerk Maden Countermeasures
İngiltere Kraliyet Donanması, susuz bir MCM gemisinin yüksek riskli alanlarda deniz haritası için dava edilen yeni bir nesil için otonom sistemler geliştiriyor.TheDAND:0Cont:0ContwinT:0) Savunma Bakanlığı, (Ceff) olarak ilan edilen sözleşmelere göre [FOV) [Uygun olmayan MCM gemileri için 2022 yılında, deniz kenarındaki yükleyici platformların da askeri olarak kabul edildiğini gösteriyor.
Future Prospects: AI, Swarm Operasyonları ve Derin-Sea Autonomy
Hidrografik araştırma gemilerinin yörüngesi tamamen bağımsız olarak işaret eder, 03.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.) ve AUVS.D.'nin koordinatört.'nin koordinatört.'de, bu dinamik olarak, bu platformların, denizel iletişim kurmaz.'ye görebileceği, denizlerin denizel iletişim kurmacaz.
Başka bir sınır, uydu verilerini [Döneticileri ile] kısaltmak için uygun fiyatlı banyolu (SDB) haritaları, daha sonra da yeterince basit, sığ sular içinde kolera derinlik haritaları sağlayabilir.
Çevresel izleme de fayda sağlayacaktır. Özerk platformlar doğal afetlerden hızlı bir şekilde dağıtılabilir -tsunamis, petrol dökülüyor veya kasırgalar - deniz altyapısına ve navigable kanallarına zarar vermek için.Bir sahilden veya bir kıyı istasyonundan küçük bir ABDV başlatmak için saat içinde acil durum daha önce görülmemiş bir farkındalık sağlar.
Ancak, zorluklar kalır. [Dönetici:0)Collision kaçınma [Döneticileri [Döntilmiş su yolları, [[Dönemli güç kaynakları[Dönetici:0)[x.[x.)[x.[x.)[x.)[x.)[x.)[x.(=))))[x.(x.)))))))[Mevcut araştırma alanlarının kaybı için standartlar belirlemek için anahtar olacaktır.
Sonuç: Bir Bilinmeyen Geleceği
İnsansız platformlarla dolu bir teknenin tamamen değiştirilmesi yerine, yakın gelecekte karmaşık karar verme için aşikâr bir şekilde bilgi işleme ve insan gözetimi göreceksiniz.Bu arada, daha küçük otonom platformları tekrar tekrar tekrarlanan, büyük anketler, AUVs ve USVs için büyük çaplı gemilere hizmet etmeye devam edecek ve hızlı bir şekilde araştırma gemilerinde araştırma gemilerinin evrimi, yüksek bant genişliğine sahip bir teknoloji hikayesi değil, aynı zamanda daha küçük bir yakınlaşmanın daha iyi bir şekilde yer alan diğer tüm birimlerinin değerlendirilmesi için daha iyi bir şekilde bir şekilde bir şekilde yürütülecektir.
Sensör teknolojisi, kapasiteye genişleyenken büyüklüğü küçülmeye devam ediyor ve AI güvenilir bir co-pilot olarak, [[ŞUygunluk ve sensör arasında [Dönetici:0) Gemi ve sensör arasında ) sürekli olarak, önümüzdeki on yıllar içinde “hidrografik araştırma gemisi” terimi, 100 metreden gelen bir anadan gelen bir şeye atıfta bulunacaktır.