Dissertação(mestrado)-Universidade Federal do Rio Grande, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Oceânica, Escola de Engenharia, 2010. / Submitted by Lilian M. Silva (lilianmadeirasilva@hotmail.com) on 2013-04-25T18:45:30Z No. of bitstreams: 1 Uma metodologia para o dimensionamento de frota de rebocadores em terminais portuários uma aplicação ao porto do Rio Grande.pdf: 3651900 bytes, checksum: 1f13ba79f912ee9fc097d08ddfe86268 (MD5) / Approved for entry into archive by Cristiane Silva(cristiane_gomides@hotmail.com) on 2013-05-02T22:36:10Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Uma metodologia para o dimensionamento de frota de rebocadores em terminais portuários uma aplicação ao porto do Rio Grande.pdf: 3651900 bytes, checksum: 1f13ba79f912ee9fc097d08ddfe86268 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-05-02T22:36:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Uma metodologia para o dimensionamento de frota de rebocadores em terminais portuários uma aplicação ao porto do Rio Grande.pdf: 3651900 bytes, checksum: 1f13ba79f912ee9fc097d08ddfe86268 (MD5) Previous issue date: 2010 / A operação portuária é um assunto relevante e fundamental para o desenvolvimento do país. Assim, com o intuito de contribuir na melhoria dos sistemas portuários, o presente trabalho aborda uma metodologia para o dimensionamento de frota de rebocadores em terminais portuários, utilizando uma modelagem probabilística para tentar maximizar os serviços oferecidos e, ao mesmo tempo, reduzir os custos incorridos neste sistema. Nesse trabalho é proposta e aplicada uma metodologia para dimensionar a frota de rebocadores para atender ao Porto do Rio Grande, de modo a obter economia e satisfação dos clientes, fazendo uso da técnica de Modelagem de Filas. Foram realizados estudos e análises com os dados de entrada e saída dos navios referente ao ano de 2007, juntamente com o número de operações e solicitações de rebocadores também referente ao mesmo ano. Foram usados dados fornecidos pelo setor de estatística da Superintendência do Porto do Rio Grande (SUPRG) e pela Praticagem da Barra. No processo de modelagem empregado, levando-se em conta dados históricos de chegadas de navios, foi ajustada uma distribuição de Poisson. A aplicação dessa metodologia leva à conclusão de que, para um período útil de 24 horas/dia de funcionamento do Porto, para os anos de 2010 a 2015, o tamanho de frota mais indicado para a situação em análise é de três rebocadores. Também é feita uma aplicação considerando-se apenas os anos de 2010 e 2015, adotando-se, para cada um destes anos, uma hipótese otimista e outra pessimista, além do período de funcionamento de 24 horas/dia. Os resultados mostram que são necessários 3 rebocadores no caso da hipótese otimista (tanto em 2010 como em 2015) e na hipótese pessimista de 2015. Agora, no caso da hipótese pessimista para o ano de 2010, dois rebocadores são suficientes. / The port operation is an important issue and critical to the development of the country. Thus, in order to contribute to the improvement of port systems, this paper discusses a methodology for sizing the fleet of tugs in port terminals, using a probabilistic modeling to try to maximize the services offered and at the same time reducing the costs this system. This paper suggests and applies a methodology to find the appropriate number of tugs to attend the Port of Rio Grande in order to achieve savings and customer satisfaction, making the use of the Technique of Modeling Queues. Extensive research and analysis were conducted with the entry and departure data of vessels for the year 2007, together with the number of operations and requests of tugs on the same year. It was used data provided by industry sector of the Superintendence of the Port of Rio Grande (SUPRG) and the Pilotage Bar. In the modeling process used, taking into account historical data on arrivals of vessels, it was fitted a Poisson distribution. The application of this methodology leads to the conclusion that for a period of 24 working hours / days of operation of the Port, for the years 2010 to 2015, the fleet size more indicated to the situation under consideration is three tugs. Also a simulation is done considering only the years 2010 and 2015, adopting, for each of these years, an optimistic and a more pessimistic assumption, and the operating period of 24 hours / day. The results show that three tugs are needed for the optimistic assumption (in both 2010 and 2015) and two tugs for the pessimist one 2015. Now, for the pessimistic assumption for the year 2010, two tugboats are sufficient.

Ship Manoeuvring Simulators have proved to be powerful tools on analyzing the feasibility of new maritime maneuvers and new port constructions. In order to provide a complete immersive and real environment, such simulators must correctly represent the dynamics of the controlled vessel as well as the actuation of the tugboats, which have been extremely used over the last years due to the increasing complexity on the maritime maneuvers. Although few simulators can correctly model the dynamics of the tugboats, they still represent their actuation through the so-called \"vector tug model\". This is usually the case because it is expensive to run several integrated-simulators in real-time and the simulator centers do not have trained tugboat captains available. The vector tugs are usually represented as simplified external forces actuating on a vessel. The simplicity of such models causes a loss of realism during a maritime simulation due to the fact that neither the forces exerted on a towed vessel nor the tugboat\'s actuation position are accurate. In addition, tugboats\' actuation response time is usually not taken into account under the current vector tug models used on Ship Manoeuvring Simulators. The main objective of this work is to provide an innovative approach for vector tug actuation modeling in such a way that the towing force magnitude and actuation positions are accurate either in push or pull operation modes. The author will expand the static equilibrium model for tugboat force prediction presented in Brandner (1995) and Artyszuk (2014) and combine it along with optimization techniques in order to accurately obtain the tugboats\' actuation either working under the direct maneuver (i.e., tugboat uses solely its propeller power in order to exert force on a towed vessel) or working under the indirect maneuver (i.e., tugboats use the environmental disturbances and the hull drag in order to maximize their actuation force on a towed vessel). The implementation of the new mathematical model provides a new level of reality when vector tugs are used in Ship Manoeuvring Simulators. / Simuladores Navais têm provado ser poderosas ferramentas, tanto na análise de viabilidade de novas manobras portuárias, quanto na construção de novos portos. De modo a conseguir criar um ambiente imersivo e realista, tais simuladores devem conseguir representar corretamente a dinâmica de um navio a ser controlado e a atuação dos rebocadores portuários no mesmo. Embora alguns simuladores consigam modelar corretamente a dinâmica de rebocadores portuários, eles ainda representam tal atuação utilizando o modelo comumente chamado de \"rebocadores vetoriais\". Tal fato normalmente acontece pois é muito caro utilizar diversos simuladores conectados em tempo real. Além disso, em muitas ocasiões, os centros de simulação não têm disponível um comandante de rebocador treinado e capaz de manusear o mesmo de forma correta. Os rebocadores vetoriais normalmente são representados com modelos simplificados de forças externas atuantes em um navio a ser rebocado. A simplicidade de tais modelos gera uma grande perda de realismo durante uma simulação marítima dado que tanto as forças exercidas em um navio a ser rebocado quanto as posições de atuação dos rebocadores são imprecisas. Ainda, os tempos de resposta para a atuação dos rebocadores normalmente não é levado em conta nos modelos de rebocadores vetoriais presentes atualmente. O principal objetivo deste trabalho é prover uma abordagem inovadora para a modelagem da atuação de rebocadores vetoriais, de tal modo que a magnitude da sua força de reboque e seu posicionamento, tanto atuando no modo empurrar quanto no modo puxar, sejam fidedignos a realidade. O autor irá expandir o modelo de equilíbrio estático para predição de forças de atuação de rebocadores apresentado tanto em Brandner (1995) quanto em Artyszuk (2014), e irá introduzir técnicas de otimização de modo a obter a configuração precisa de atuação dos rebocadores tanto na manobra de modo direto quanto na manobra de modo indireto. As implementações propostas elevarão o nível de realidade de Simuladores Navais quando rebocadores vetoriais forem empregados.