VLCC Tipi Bir Geminin Otopilot Modunda İstanbul Boğazı’nı Geçiş Simülasyonu

Özet

Dünyanın en dar su yollarından biri olan İstanbul Boğazı’nda, Türk Boğazları Deniz Trafik Düzeni Tüzüğü uyarınca, gemi geçişi esnasında otopilot kullanımı yasaktır. Ancak son yıllarda bilgisayarların günlük hayatın her evresine dahil olması ve kontrol mühendisliğindeki kayda değer ilerlemeler emniyetli otopilotajın önünü açmıştır. Bu çalışmada 320m boyunda bir geminin otopilot modunda İstanbul Boğazı geçiş simülasyonu gerçekleştirilmiştir. Gemi hareket denklemleri üç serbestlik dereceli ve nonlineer olarak ele alınmış ve geminin dümeni oransal ve türevsel kontrolör kullanılarak kontrol edilmiştir. Azami hız tüzüğe uygun olarak 10 knot alınmıştır. Boğaz’daki akıntı hesaplara dahil edilmemiştir. Kontrolör kazançları genetik algoritma kullanılarak optimize edilmiştir. Gerçekleştirilen simülasyonlar sonucunda geminin otopilot modunda İstanbul Boğazı’nı emniyetli bir şekilde geçtiği gözlemlenmiştir.

Abstract

According to Maritime Traffic Regulations for the Turkish Straits, “steering shall always be by hand” and “automatic steering devices shall never be used”. However, it is considered that recent technological boost in computer science and control engineering opened this regulation to discussion; as today, automatic steering devices are a lot more safer. In this study, navigation of a 320m long ship through the Strait of İstanbul in autopilot mode was simulated. Ship motion equations are nonlinear and have three degree-of-freedom. Rudder was controlled by PD controller. Maximum speed of the ship during navigation was 10 knots as per traffic regulations. It was assumed that there was no current in Strait of İstanbul during ship’s passage. Proportional and derivative gains were optimized by genetic algorithm. Simulation results show that the ship can safely voyage through the Strait of İstanbul in autopilot mode.