Talvimerenkulku: Pohjoismainen yhteistyö Talvimerenkulun tutkimus

Transkriptio

1 Talvimerenkulku: Pohjoismainen yhteistyö Talvimerenkulun tutkimus T&K iltapäivä Liikennevirasto, Helsinki Jorma Kämäräinen Johtava asiantuntija Meriympäristö ja turva-asiat Vastuullinen liikenne. Yhteinen asia.

2 JOHDANTO Merenkulku on elintärkeää Suomen taloudelle. Noin 85 % ulkomaankaupasta kulkee meriteitse ja normaalina jäätalvena valtaosa Suomen satamista on jään saartama. Talvimerenkulkujärjestelmä takaa meriliikenteen ympärivuotisen turvallisuuden ja sujuvuuden. Järjestelmän olennainen osa ovat kauppalaivojen jääluokat, joiden perusteella annetaan liikennerajoituksia vaikeiden jääolojen aikana. Alukset, joilla on riittävän vahva jääluokka, saavat jäänmurtaja-avustusta. Aluksen väylämaksu riippuu aluksen jääluokasta Liikenteen turvallisuusvirasto 2

3 SUOMALAIS-RUOTSALAISET JÄÄLUOKKAMÄÄRÄYKSET Suomalais-ruotsalaiset jääluokkamääräykset ovat kansallisia määräyksiä, joiden antaminen perustuu lakiin alusten jääluokista ja jäänmurtaja-avustuksesta (1121/2005), ks. lain 4 : Liikenteen turvallisuusvirasto antaa tarkemmat määräykset eri jääluokkiin kuuluvien alusten rakenteelle, koneteholle ja muille jäissäkulkuominaisuuksille asetettavista vaatimuksista ja menetelmistä, joilla jääluokka määritellään, sekä eri jääluokkien välisistä eroista. Liikenteen turvallisuusvirasto vahvistaa luettelon siitä, mitä suomalaisia jääluokkia hyväksyttyjen luokituslaitosten antamat luokitusmerkinnät vastaavat, ja antaa asiaa koskevat tarkemmat määräykset. Nykyiset määräykset on julkaistu v ja ne löytyvät Trafin kotisivuilta -> merenkulku -> alusten jääluokat Liikenteen turvallisuusvirasto 3

4 SUOMALAIS-RUOTSALAISET JÄÄLUOKKAMÄÄRÄYKSET Suomalais-ruotsalaiset jääluokkamääräykset on kehitetty Suomen ja Ruotsin merenkulkuviranomaisten toimesta, mutta ko. määräykset ovat osa kaikkien merkittävien luokituslaitosten sääntöjä, joten oikeastaan on kysymys kansainvälisestä standardista. Seuraavat luokituslaitokset ovat ottaneet sääntömme käyttöönsä: American Bureau of Shipping Bureau Veritas China Classification Society Det Norske Veritas Germanischer Lloyd IACS Polar Rules Korean Register of Shipping Lloyd s Register Nippon Kaiji Kyokai Polski Rejestr Statków Registro Italiano Navale Russian Maritime Register of Shipping Liikenteen turvallisuusvirasto 4

5 TALVIMERENKULUN TUTKIMUS Talvimerenkulun tutkimusta on tehty yhdessä Ruotsin merenkulkuviranomaisten kanssa vuodesta 1972 lähtien sen jälkeen, kun suomalais-ruotsalaiset jääluokka-säännöt julkaistiin ensimmäistä kertaa v Vuoteen 2009 asti Suomen ja Ruotsin viranomaiset rahoittivat erikseen omia hankkeitaan. Vuonna 2010 siirryttiin yhteisrahoitukseen. Tutkimuslaitokset tai muut tahot hakevat rahoitusta ehdottamilleen hankkeille, jonka jälkeen rahoitettavista hankkeista päätetään yhdessä. Rahoitushaun hakuohjeet julkaistaan vuosittain Trafin kotisivuilla ( Liikenteen turvallisuusvirasto 5

6 TALVIMERENKULUN TUTKIMUS Suomessa tutkimusta rahoittavat Trafi ja Liikennevirasto, Ruotsissa Sjöfartsverket ja Trafikverket. Tutkimusbudjetti on vuonna 2016 yhteensä , josta Trafin osuus on , Liikenneviraston ja Ruotsin merenkulkuviranomaisten yhteensä Tutkimusaiheet ovat liittyneet mm. seuraaviin asioihin: Suomalais-ruotsalaisten jääluokkasääntöjen kehitystyö Jääkartoituksen kehittäminen Talvimerenkulun sujuvuuden parantaminen Viime vuosina on rahoitettu myös hankkeita, jotka liittyvät IMO:n määräysvalmisteluun. Talvimerenkulun raportit on julkaistu Trafin kotisivuilla, -> merenkulku -> alusten jääluokat Liikenteen turvallisuusvirasto 6

7 TUTKIMUSTULOKSIA SUOMALAIS-RUOTSALAISET JÄÄLUOKKASÄÄNNÖT Jääluokkasäännöt koostuvat kolmesta osasta: Alusten jäissäkulkukyky (konetehomääräykset) Rungon jäävahvistusta koskevat määräykset Koneiston jäävahvistusta koskevat määräykset Liikenteen turvallisuusvirasto 7

8 TUTKIMUSTULOKSIA SUOMALAIS-RUOTSALAISET JÄÄLUOKKASÄÄNNÖT ALUSTEN JÄISSÄKULKUKYKY Alusten jäissäkulkukykyä koskevat määräykset uudistettiin vuonna 1999 ja 2002 Uudistetut määräykset pohjautuvat talvimerenkulun tutkimusprojektien tuloksiin: Raportti no. 52. Performance of Merchant Vessels in Ice in the Baltic. Kaj Riska, Max Wilhelmson, Kim Englund and Topi Leiviskä. 1998, ISBN Raportti no. 53. On the Power Requirement in the Finnish Swedish Ice Class Rules. Mikko Juva and Kaj Riska Raportti no. 55. The Observations of the Performance of Small Tonnage in Ice, Winter Topi Leiviskä. Edita Prima Oy, Helsinki, 2005, ISBN Liikenteen turvallisuusvirasto 8

9 TUTKIMUSTULOKSIA SUOMALAIS-RUOTSALAISET JÄÄLUOKKASÄÄNNÖT ALUSTEN JÄISSÄKULKUKYKY Uudet konetehosäännöt ottavat huomioon aluksen rungon muodon Liikenteen turvallisuusvirasto 9

10 TUTKIMUSTULOKSIA SUOMALAIS-RUOTSALAISET JÄÄLUOKKASÄÄNNÖT KONEISTON JÄÄVAHVISTUKSET Alusten koneiston jäävahvistuksia koskevat määräykset uudistettiin vuonna Uudistetut määräykset pohjautuvat talvimerenkulun tutkimusprojektien tuloksiin: Raportti no. 70. Plastic deformation simulations of propeller blades, Pekka Hämäläinen. VTT Research Report VTT-R , 2010 Technical Background for the Finnish-Swedish Ice class Rules for Propulsion Machinery (Issue December 8th 2008), Pekka Koskinen. VTT Research Report VTT-R , Liikenteen turvallisuusvirasto 10

11 TUTKIMUSTULOKSIA SUOMALAIS-RUOTSALAISET JÄÄLUOKKASÄÄNNÖT KONEISTON JÄÄVAHVISTUKSET Uusissa säännöissä annetaan potkurin jääkuormat ja kuormien sijainti eri kuormitustapauksille. Laskelmissa on huomioitava myös väsymislujuus. Propulsiolinjan mitoitus tapahtuu suorilla laskentamenetelmillä (esim. FEM). Koneistosäännöt ovat lähes identtiset IACS:in Polaarijääluokkasääntöjen kanssa Liikenteen turvallisuusvirasto

12 TUTKIMUSTULOKSIA SUOMALAIS-RUOTSALAISET JÄÄLUOKKASÄÄNNÖT RUNGON JÄÄVAHVISTUKSET Alusten rungon jäävahvistuksia koskevat määräykset uudistettiin vuonna 2010 Uudistetut määräykset pohjautuvat talvimerenkulun tutkimusprojektien tuloksiin: Raportti no. 54. Incidents and Accidents in Winter Navigation in the Baltic Sea, Winter Samuli Hänninen. Edita Prima Oy, Helsinki, 2005 F. ISBN X. Utkast till nya krovregler, Kaj Riska, ILS Oy. Projektin tulokset vietiin suoraan uusiin jääluokkasääntöihin. Muita runkopuolen tutkimustuloksia löytyy mm. raportista no. 80, Design Point in Ice Class Rules. Kaj Riska, ILS Oy, Liikenteen turvallisuusvirasto 12

13 TUTKIMUSTULOKSIA SUOMALAIS-RUOTSALAISET JÄÄLUOKKASÄÄNNÖT RUNKOSÄÄNTÖJEN PERUSTEET Alueet, joihin kohdistuu jääkuormia tulee vahvistaa. Mitoituskaavat on laadittu jäävauriotilastojen pohjalta. Runkorakenteiden mitoituksessa pyritään mahdollisimman keveään rakenteeseen. Välikaaret Laidoituslevy saa vähän myötää, mutta kaaret eivät Rakenteiden ylimitoitusta pyritään välttämään Liikenteen turvallisuusvirasto 13

14 MENEILLÄÄN OLEVIA TUTKIMUKSIA SUOMALAIS-RUOTSALAISET JÄÄLUOKKASÄÄNNÖT KONEISTON JÄÄVAHVISTUKSET AZIRULE projektissa kehitettiin ruoripotkurilaitteiden rungon jääkuormia koskevia määräyksiä. Määräyksiä on edelleen kehitetty RULECON2015 ja GUIDANCE2016 hankkeissa VTT:n toimesta Liikenteen turvallisuusvirasto 14

15 MENEILLÄÄN OLEVIA TUTKIMUKSIA SUOMALAIS-RUOTSALAISET JÄÄLUOKKASÄÄNNÖT KONEISTON JÄÄVAHVISTUKSET Projektien tuloksena saadaan ruoripotkurilaitteiden rungon jääkuormia koskevat jääluokkamääräykset. Tähän mennessä on julkaistu: Raportti no. 75. Comparison of Ice Load Models for Azimuthing Thruster Ice Load Calculation, Maria Tikanmäki, Jaakko Heinonen and Aki Kinnunen. VTT Reseach Report VTT-R , Raportti no. 87. Azimuthing Thruster Ice Load Calculation. Aki Kinnunen, Maria Tikanmäki, Jaakko Heinonen, Juha Kurkela, Pekka Koskinen and Matti Jussila, VTT Research Report VTT-R , Azimuthing thruster ice load calculation and simplified ice contact load formulation. Aki Kinnunen, Juha Kurkela and Pekka Juuti, VTT Research Report VTT-R , Liikenteen turvallisuusvirasto 15

16 MENEILLÄÄN OLEVIA TUTKIMUKSIA SUOMALAIS-RUOTSALAISET JÄÄLUOKKASÄÄNNÖT Vuonna 2016 tutkitaan mm. alusten hinauksessa syntyviä voimia. Tänä vuonna on tekeillä seuraavat hankkeet: W16-5 GUIDANCE2016, Azimuthing thruster ice load distribution background research and propeller ice torque review W16-6 Model channel, Development of the model test methods for the definition of vessel s power requirement W16-9 NotchTowing, Notch-towing operations: full-scale measurements and observations W16-11 ISII, Improved satellite images using innovative interaction Liikenteen turvallisuusvirasto 16

17 TUTKIMUSTULOKSIA JÄÄKARTOITUS Jääkartoitukseen liittyvien tutkimushankkeiden raportteja: Raportti no. 76. THERMOICE: Improving Model Thermodynamics Used in Medium-Range Baltic Sea Ice Forecasts, Lars Axell, Swedish Meteorological and Hydrological Institute, Norrköping, Sweden, December Raportti no. 77. IceTrafPrep A feasibility study of a Trafficability Ice Chart Service, Robin Berglund and Matthieu Molinier, VTT Report VTT-R , Raportti no. 78. VARICE - Variational data assimilation of sea ice in the Baltic Sea. Results after second and final year. Lars Axell, Swedish Meteorological and Hydrological Institute, Sweden, Liikenteen turvallisuusvirasto 17

18 TUTKIMUSTULOKSIA TALVILIIKENTEEN SUJUVUUS Talviliikenteen sujuvuuden selvittämiseen liittyvien tutkimuksia: Raportti no. 56. TECHNOLOGY FOR THE ASSISTANCE OF LARGE TANKERS IN HEAVY ICE, Bengt M. Johansson S. Raportti no. 58. TRAFFIC RESTRICTIONS TO FINNISH AND SWEDISH PORTS, Patrick Eriksson, Kaj Riska and Jouni Vainio. Helsinki, 2007 F. Raportti no. 66. VoyStat, Analysis of Ship Travel Times in Ice during Winter Months 2006 and 2007, Robin Berglund and Markku Huttunen, Raportti no. 73. OBSERV- Observations of Ship Ice Performance in the Baltic, Winter P847, ILS Oy, Raportti no. 81. Observations of Ship Ice Performance in the Baltic. Winter 2012, Leena Vedenpää, ILS Oy, Raportti no. 82. IBNext - Future needs and development of the icebreaker information system a prestudy. Robin Berglund, Renne Tergujeff, Teppo Veijonen, VTT-CR , VTT, Raportti no. 83. Breaking the Universal Language Barrier. A qualitative study of the importance of communication during icebreaker operations in the Gulf of Bothnia. Magnus Boström, Kalmar Maritime Academy, Liikenteen turvallisuusvirasto 18

19 TUTKIMUSTULOKSIA TALVILIIKENTEEN SUJUVUUS Raportti no. 66. VoyStat, Analysis of Ship Travel Times in Ice during Winter Months 2006 and 2007, Robin Berglund and Markku Huttunen, STENA FORETELLER BIRKA TRADER 14.0 TRANSPAPER PASSADENFINNSTRAUM LATANA SUULA KIISLA UTE S 12.0 XANTHIA ASTORIA 10.0 STEENBANK Speed [kn] LEHMANN LOADER 8.0 FORTE LARGO DORIS CARINA TRANSTIMBER BIRKA CARRIER TRANSPULP ANTARES BIRKA EXPRESS TRANSJORUND 1A TRANSANUND SPICA 1AS STEEL RAUTARUUKKI 6.0 CAPRICORN 4.0 HENNY Machine power per beam [kw/m] Liikenteen turvallisuusvirasto 19

20 IMO - EEDI TUTKIMUSTULOKSIA IMO sai vuonna 2011 valmiiksi laivojen energiatehokkuutta koskevat määräykset: Energy Efficiency Design Index (EEDI) ja Ship Energy Efficiency Management Plan (SEEMP) Suomen ehdotuksesta EEDI:n laskentakaavaan saatiin jäävahvistettuja laivoja koskevat korjauskertoimet koskien konetehoa ja kapasiteettia. Kertoimet ottavat huomioon jäävahvistettujen laivojen avovesilaivoja suuremman konetehon ja pienemmän kantavuuden Liikenteen turvallisuusvirasto 20

21 IMO - EEDI TUTKIMUSTULOKSIA VAIKUTUSTEN ARVIOINTI Jääluokkakorjauskertoimien kehitystyön yhteydessä tehtiin talvimerenkulun t&k hankkeiden avulla uusien säännösten vaikutusten arviointia, tekijänä ILS Oy. Aiheesta löytyy seuraavia dokumentteja: Raportti 74. Impact of the proposed Energy efficiency regulation on Baltic tankers and bulkers, Harri Eronen and Kaj Riska, ILS Oy, Raportti 75. Possibilities to decrease the attained EEDI of the Finnish Merchant ships, Harri Eronen and Kaj Riska, ILS Oy, Liikenteen turvallisuusvirasto 21

22 YHTEENVETO VUOSIEN 2016 ja 2017 HANKKEET Vuoden 2016 talvimerenkulun tutkimusprojektit ovat: W16-5 GUIDANCE2016, Azimuthing thruster ice load distribution background research and propeller ice torque review W16-6 Model channel, Development of the model test methods for the definition of vessel s power requirement W16-9 NotchTowing, Notch-towing operations: full-scale measurements and observations W16-11 ISII, Improved satellite images using innovative interaction Trafin yksin rahoittama t&k -hanke Application of the Polar Code Ultimate strength of the Finnish-Swedish Ice Classes Vuonna 2017 talvimerenkulun tutkimusprojektien erityisaiheena on EEDI säännösten vaikutusten arviointi koskien alusten jäissäkulkukykyä Liikenteen turvallisuusvirasto

23 LOPUKSI Jääluokkamääräykset eivät tule koskaan valmiiksi, koska alustekniikka kehittyy, liikenteen luonne muuttuu, jolloin voi tulla tarvetta uudistaa olemassa olevia määräyksiä tai ottaa uusia asioita mukaan määräysten piiriin. Talvimerenkulkua koskevat t&k hankkeet ovat tärkeitä, jotta voidaan varmistaa talvimerenkulun erityistarpeiden huomiointi myös valmisteltaessa kansainvälisiä sopimuksia IMO:ssa. Riittävä t&k rahoitus on olennaisen tärkeätä, kun merkittäviä säädöshankkeita viedään eteenpäin! Liikenteen turvallisuusvirasto

24 Kiitos! Lisätietoja: Liikenteen turvallisuusvirasto 24