JP2014127045A - Operation supporting system, and operation supporting method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、運航支援システムに関し、特に客船等の運航支援システムに関する。 The present invention relates to an operation support system, and more particularly to an operation support system for passenger ships and the like.
現在においても、天候や海象(Sea condition)等に応じた運転は、船長の経験と勘に頼っていることが多い。船舶の運航情報はその航海限りで活用されるのみであり、データベースとして取得・蓄積されることがほとんどなく、次の航海に活用されていない。 Even now, operation according to the weather, sea conditions, etc. often relies on the experience and intuition of the captain. Ship operation information is only used for the duration of the voyage, is rarely acquired and stored as a database, and is not used for the next voyage.
現状の技術において、一般船を対象としたシステムは、一部メーカが商品化している。また、船舶の運航情報を取得し、データベース化する試みが進められている。 In the current technology, some manufacturers have commercialized systems for general ships. In addition, attempts are being made to acquire ship operation information and create a database.
しかし、これらの対象は、一般商船がほとんどであり、客船には適用できていない。一般商船は、推進機が1つの直接推進(燃料消費は推進機効率のみで決まる)であり、燃料削減には、推進機のみを検討すれば良く、推進モデルのみを対象とする。 However, most of these objects are general merchant ships and cannot be applied to passenger ships. General merchant ships have a single propulsion unit (fuel consumption is determined only by propulsion unit efficiency). To reduce fuel, only the propulsion unit needs to be considered and only the propulsion model is targeted.
これに対し、客船は、推進に使うエネルギーに匹敵するエネルギーを船内の居住系に利用している。また、推進機と別の複数の発電機で発電し、その電気で推進モータと船内電力の双方をまかなう。そのため、推進モデルのほかに、船内電力機器モデル、発電機モデルも合わせて検討する必要があり、加えて排熱利用が船内電力に影響するため、非常に複雑になる。 In contrast, passenger ships use energy comparable to the energy used for propulsion for their inhabited systems. In addition, power is generated by a plurality of generators separate from the propulsion device, and the electricity is used for both the propulsion motor and the inboard power. For this reason, in addition to the propulsion model, it is necessary to consider an inboard power equipment model and a generator model, and in addition, the use of exhaust heat affects the inboard power.
[公知技術]
運航支援システムの精度向上のため、運航データを蓄積してモデルの修正補正に適用する例もある。例えば、この技術分野における公知技術として、特許文献1(特開2012−86604号公報)が開示されている。この公知技術は、一般商船に関するもので、推進モデルのみを対象にしている。
[Known technology]
In order to improve the accuracy of the operation support system, there is an example in which operation data is accumulated and applied to correction correction of the model. For example, Patent Document 1 (Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2012-86604) is disclosed as a known technique in this technical field. This known technique relates to general merchant ships, and only targets propulsion models.
また、この技術分野における公知技術として、特許文献2(特表2009−505210号公報)に船舶でのエネルギー源の使用を最適化する技術が開示されている。この公知技術では、燃料効率に関して最適化された船舶のコンピュータシミュレーションモデルを作成する。なお、コンピュータシミュレーションモデルを作成する際、船舶のコア構成要素及び構造特徴を説明する式群から式を選択し、船舶のコア構成要素及び構造についての特徴データ群からデータを選択する。更に、コンピュータシミュレーションモデルを使用して船舶の燃料効率を最適化する。しかし、この公知技術では、エネルギー源の使用を最適化することは考慮されているが、エネルギー予測に基づくシミュレーションや居住区のエネルギー需要も想定した最適化については考慮されていない。 In addition, as a known technique in this technical field, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-505210 discloses a technique for optimizing use of an energy source in a ship. This known technique creates a computer simulation model of a ship that is optimized for fuel efficiency. When creating a computer simulation model, an equation is selected from a group of equations describing the core components and structural features of the ship, and data is selected from a feature data group regarding the core components and structures of the vessel. In addition, a computer simulation model is used to optimize the fuel efficiency of the ship. However, this known technique considers optimizing the use of energy sources, but does not consider optimization based on simulation based on energy prediction and energy demand in residential areas.
上記のように、従来の運航支援システムは、電力のほとんど(大半)が推進系統において消費されるため、効率の良い推進エネルギーで運航できるように気象海象情報からルートを選定するものであった。また推進系統は1つであり、効率の良い推進エネルギーは推進器特性のみで決まっていた。 As described above, since most (most) of the power is consumed in the propulsion system in the conventional operation support system, the route is selected from the meteorological information so that it can be operated with efficient propulsion energy. In addition, there is one propulsion system, and efficient propulsion energy is determined only by the propeller characteristics.
客船のような大型船で、しかも低速運航が主流になれば、上記の運航支援システムでは対応できず、また燃料費の高騰もあいまって、新たな運航支援システムと省エネとなる運航指針が求められていた。 If a large ship such as a passenger ship becomes mainstream, and the low-speed operation becomes mainstream, the above-mentioned operation support system will not be able to handle it, and combined with rising fuel costs, a new operation support system and operation guidelines that save energy will be required. It was.
客船の運航支援システムのモデルの妥当性は、不明である。また、荒天の場合の運航モデルが実態とは乖離していることも考えられるし、長期間の使用により、発電エンジンや推進器の状態が変化して燃費悪化することや、客船の外表面状態が変化して推進抵抗が増加することも考えられる。しかし、それらの考慮については示されていない。 The validity of the model of the cruise ship support system is unknown. In addition, the operational model in the case of stormy weather may be different from the actual situation, and the long-term use may change the state of the power generation engine and propulsion device and deteriorate the fuel consumption, and the outer surface condition of the passenger ship It is also possible that propulsion resistance will increase due to changes. However, these considerations are not shown.
そこで、運航モニタリングデータに基づいて、モデルの修正・補正して、精度を向上する必要がある。特許文献1(特開2012−86604号公報)を参照しても、その推進モデルは、比較的穏やかな海象を基準にモデル化してあり、荒れた海象では精度が十分とはいえない。 Therefore, it is necessary to improve the accuracy by correcting and correcting the model based on the operation monitoring data. Even with reference to Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-86604), the propulsion model is modeled on the basis of relatively calm sea conditions, and the accuracy is not sufficient in rough sea conditions.
客船は一般の商船より複雑な系であるため、モデルの補正修正を一般解として導出することは現状困難である。 Since passenger ships are more complex than ordinary merchant ships, it is currently difficult to derive correction corrections for models as general solutions.
本発明に係る運航支援システムは、客船のエネルギー予測モデル、気象海象予測データ、及び航路案を用いて、電力需要予測を行い、燃料消費効率が最適な運航計画である燃費最適運航計画を提示する機構と、燃費最適運航計画に基づいて、客船のエネルギー、気象海象、及び運航状態の実績をモニタリングする機構と、モニタリング結果に基づいて、燃費最適運航計画に対するモデルを修正する機構を備える。モデルを修正する機構は、同一船、同一季節の類似航路の蓄積データを用いて、多変数解析により個別のパラメータとの相関関数を設定し、寄与度係数を用いてパラメータ毎の寄与を組み合わせて、船内電力モデルを補正する機構と、風向依存性、推進電力の順で、推進速度と消費電力の関係を示す船舶の推進モデルを補正する機構を備える。 The operation support system according to the present invention uses a passenger ship energy prediction model, weather and sea state prediction data, and a route plan to predict power demand, and presents an optimal fuel consumption operation plan that is an operation plan with optimal fuel consumption efficiency. Based on the mechanism and the optimum fuel consumption operation plan, a mechanism for monitoring the energy of the passenger ship, the weather condition, and the operation state, and a mechanism for correcting the model for the optimum fuel consumption operation plan based on the monitoring result are provided. The mechanism that modifies the model uses the accumulated data of similar routes in the same ship and the same season, sets the correlation function with individual parameters by multivariate analysis, and combines the contribution of each parameter using the contribution coefficient. A mechanism for correcting the ship's power model, and a mechanism for correcting the ship's propulsion model indicating the relationship between propulsion speed and power consumption in the order of wind direction dependency and propulsion power.
本発明に係る運航支援方法は、電子機器により実施される運航支援方法である。この運航支援方法では、客船のエネルギー予測モデル、気象海象予測データ、及び航路案を用いて、電力需要予測を行い、燃料消費効率が最適な運航計画である燃費最適運航計画を提示する。また、前記燃費最適運航計画に基づいて、客船のエネルギー、気象海象、及び運航状態の実績をモニタリングする。また、モニタリング結果に基づいて、前記燃費最適運航計画に対するモデルを修正する際に、同一船、同一季節の類似航路の蓄積データを用いて、多変数解析により個別のパラメータとの相関関数を設定し、寄与度係数を用いてパラメータ毎の寄与を組み合わせて、船内電力モデルを補正する。また、風向依存性、推進電力の順で、推進速度と消費電力の関係を示す船舶の推進モデルを補正する。 The operation support method according to the present invention is an operation support method implemented by an electronic device. In this operation support method, power demand prediction is performed using an energy prediction model of a passenger ship, weather and sea state prediction data, and a route plan, and an optimal fuel consumption operation plan, which is an operation plan with optimal fuel consumption efficiency, is presented. Moreover, based on the said fuel consumption optimal operation plan, the track record of the energy of a passenger ship, a weather sea condition, and an operation state is monitored. Based on the monitoring results, when correcting the model for the fuel efficiency optimal operation plan, using the accumulated data of similar routes in the same ship and the same season, a correlation function with individual parameters is set by multivariable analysis. The ship power model is corrected by combining contributions for each parameter using the contribution coefficient. In addition, the ship propulsion model indicating the relationship between propulsion speed and power consumption is corrected in the order of wind direction dependency and propulsion power.
本発明に係るプログラムは、上記の運航支援方法における処理を、計算機等の電子機器に実行させるためのプログラムである。なお、本発明に係るプログラムは、記憶装置や記憶媒体に格納することが可能である。 The program which concerns on this invention is a program for making electronic devices, such as a computer, perform the process in said operation support method. The program according to the present invention can be stored in a storage device or a storage medium.
客船等の運航支援システムにおいて、現状よりも精度の高いエネルギー予測、燃費最適運航計画の提示が可能となる。 In an operation support system for passenger ships, it becomes possible to present energy predictions and fuel consumption optimal operation plans with higher accuracy than the current situation.
<実施形態>
以下に、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。
<Embodiment>
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
本実施形態では、客船のエネルギー予測モデルと気象海象予測データ、航路案を用いて、電力需要予測を行い、燃料消費効率が最適(燃料消費量が最小)な運航計画(燃費最適運航計画)を示し、客船のエネルギーと気象海象、運航状態の実績をモニタリング(監視)し、燃費最適運航計画に対するモデルを修正する。 In this embodiment, power demand is predicted using the passenger ship's energy prediction model, meteorological and sea state prediction data, and the route plan, and an operation plan (optimum fuel consumption operation plan) with optimal fuel consumption efficiency (minimum fuel consumption) is made. Monitoring, monitoring the ship's energy, weather conditions, and operational status, and revising the model for the optimal fuel efficiency operation plan.
[システム構成]
図1を参照して、本発明に係る運航支援システムの構成例について説明する。
[System configuration]
With reference to FIG. 1, the structural example of the operation support system which concerns on this invention is demonstrated.
本発明に係る運航支援システムは、運航支援装置10と、エネルギー利用監視装置20を含む。
The operation support system according to the present invention includes an
運航支援装置10は、運航計画1、気象海象予測データ2、船位置情報3、船内イベント計画4、船性能データ5、及び運航実績データ6を用いて、電力需要予測を行い、燃費最適運航計画7を作成する。また、運航支援装置10は、モニタリングの結果に基づいて、燃費最適運航計画7に対するモデルを修正する。
The
運航計画1は、事前に(予め)作成された運航計画である。気象海象予測データ2は、人工衛星等から逐次通知される気象海象の予測データである。船位置情報3は、GPS等から逐次通知される船舶の位置データである。船内イベント計画4は、船内のイベントスケジュールである。なお、船内イベント計画4は、運航実績データ6に基づいて作成されることもある。船性能データ5は、船舶の性能を示すデータである。船性能データ5は、データベース化されている。運航実績データ6は、モニタリングの結果として得られた実績値(実測値)を示すデータである。運航実績データ6は、データベース化されている。燃費最適運航計画7は、燃料消費効率が最適(燃料消費量が最小)な運航計画である。燃費最適運航計画7は、モデルの修正後、運航計画1として使用される。
The operation plan 1 is an operation plan created in advance (in advance). The meteorological sea
エネルギー利用監視装置20は、燃費最適運航計画7に基づいて、客船のエネルギーと気象海象、運航状態の実績をモニタリングする。例えば、エネルギー利用監視装置20は、燃費最適運航計画7に基づく運航中に、様々なセンサーの集合であるセンサー群21を介して、推進系統や電力系統、気象海象、船内機器の状態等をそれぞれモニタリングする。
The energy
特に、客船のエネルギーは、気象海象や船速、客船の固有の推進性能により決まる推進エネルギーと、船内電力エネルギーと、が大部分を占める。 In particular, the energy of a passenger ship is mainly comprised of propulsion energy determined by weather conditions, ship speed, and the propulsion performance inherent to the passenger ship, and inboard power energy.
推進エネルギー予測モデルは、当初は、モデル計算とモデル試験から設定するため、実船とは乖離していることも想定される。そこで、エネルギー利用監視装置20は、気象海象データ(波高、風速、潮流の向きを速度、風の向きと速度、喫水)と、使用したエンジンと、そのエンジンの出力/回転数/燃料供給量と、客船の推進速度の関係を、運航実績データ6としてデータベース化する。運航支援装置10は、元の推進エネルギー予測モデルを運航実績データ6に合わせて、補正・適正化する。
Since the propulsion energy prediction model is initially set from model calculation and model test, it is assumed that it is different from the actual ship. Therefore, the energy
また、長期のエンジン使用中に、船舶の状態が変化して燃費悪化の懸念がある。例えば、推進器の軸振動増強や、プロペラの変形、客船の外表面変化(塗装剥離、藤壺付着等)による推進抵抗変化等が想定される。運航支援装置10は、船性能データ5に対してのずれ(乖離)を認識し、その状況での燃費算出、最適運航を提示できるように、その時の客船の状態に合わせて運航支援システムの推進エネルギー予測モデルを補正・修正する。
In addition, there is a concern that the state of the ship changes during long-term engine use and fuel consumption deteriorates. For example, it is assumed that propulsion unit shaft vibration is enhanced, propeller deformation, propulsion resistance change due to changes in the outer surface of a passenger ship (coating peeling, fujitsumi adhesion, etc.). The
また、エネルギー利用監視装置20は、船内電力エネルギーについても、主要な機器の運転状態と電力のモニタリングデータの実績値を、運航実績データ6としてデータベース化する。運航支援装置10は、元の船内電力エネルギー予測モデルを運航実績データ6に合わせて、修正・適正化する。
Moreover, the energy
[備考]
なお、エネルギー利用監視装置20は船内にあると好適であるが、運航支援装置10は必ずしも船内になくても良い。例えば、図2に示すように、エネルギー利用監視装置20を船内に設置し、運航支援装置10を船外に設置することも可能である。この場合、運航支援装置10とエネルギー利用監視装置20は、互いに無線通信を行うものとする。
[Remarks]
In addition, although it is suitable for the energy
[運航支援装置の構成例]
図3を参照して、上記の運航支援装置10の構成例について説明する。
[Example configuration of navigation support equipment]
With reference to FIG. 3, the structural example of said
運航支援装置10は、運航計画作成部11と、モデル修正部12を備える
The
運航計画作成部11は、運航計画1、気象海象予測データ2、船位置情報3、船内イベント計画4、船性能データ5、及び運航実績データ6を用いて、電力需要予測を行い、燃費最適運航計画7を作成する。
The operation
モデル修正部12は、エネルギー利用監視装置20によるモニタリングの結果に基づいて、燃費最適運航計画7に対するモデルを修正する。
The
ここでは、モデル修正部12は、船内電力モデル修正部121と、推進モデル修正部122と、発電モデル修正部123を備える。
Here, the
船内電力モデル修正部121、推進モデル修正部122、及び発電モデル33の各々は、比較的似たデータを用いて、多変数解析により補正係数を設定して適用する。具体的には、同一船、同一季節の類似航路の蓄積データを用いて、多変数解析により個別のパラメータとの相関関数を設定し、寄与度係数を用いてパラメータ毎の寄与を組み合わせる。
Each of the inboard power
なお、多変数解析とは、複数の値からなるデータ(多変量データ)を基にして、データ間の相互関連を分析する統計学的手法である。主要な因子毎に、差を一次関数又は二次関数等で表現し、それらの主成分を選定して組み合わせていくものである。 Multivariable analysis is a statistical technique for analyzing the correlation between data based on data consisting of a plurality of values (multivariate data). For each major factor, the difference is expressed by a linear function or a quadratic function, and those principal components are selected and combined.
[船内電力モデル修正部]
船内電力モデル修正部121は、船内電力モデルについて、気温(A)、天候(B)、乗客数(C)、排熱利用量(D)、時刻(E)、等の個別のパラメータに対する相関関数F(x)を基に、最小二乗法を用いて、船内電力(船内での使用電力)の予測値と実績値の差(Δ)を設定する。ここでは、船内電力の予測値と実績値の差(Δ)の標準偏差で精度を判定し、精度の良いものから順に相関関数を設定する。必要に応じて相関度下位の関数を設定後に上位の関数を見直しすることにより、精度を向上させる。このようにして、精度の高い数パラメータの相関関数を設定・選定し、それらのパラメータの相関関数を組み合わせて補正関数Δを求め、補正関数Δを基に船内電力モデルを補正して適用する。
[Inboard power model correction section]
The inboard power
Δ=fa(A)+fb(B)+fc(C)+fd(D)+fe(E)+・・・ Δ = fa (A) + fb (B) + fc (C) + fd (D) + fe (E) +.
[推進モデル修正部]
推進モデル修正部122は、船舶の推進モデル(推進速度と消費電力の関係を示すモデル)について、風向依存性、推進電力の順で補正する。
[Propulsion Model Modification Department]
The propulsion
風向依存性については、風向の角度と推進電力の予測値と実績値の関係をグラフ化して、N次式に近似して補正する。ここでは、Nとして4〜6を適用する。 Regarding the wind direction dependency, the relationship between the angle of the wind direction, the predicted value of the propulsion power, and the actual value is graphed and corrected by approximating the Nth order equation. Here, 4 to 6 are applied as N.
推進電力については、基本的には船速の3乗に比例するので、船速の3乗(A)、船速の2乗(B)、船速の1乗(C)、相対風速(D)、相対潮流(E)、推進器出力(F)、喫水(G)、エンジン室温度(H)、水温(I)、堆積量(乗客数ほか)(J)、等の個別のパラメータに対する相関関数F(x)を基に、最小二乗法を用いて、推進電力の予測値と実績値の差(Δ)を設定する。予測値と実績値の差(Δ)の標準偏差で精度を判定し、精度の良いものから順に相関関数を設定する。必要に応じて相関度下位の関数を設定後に上位の関数を見直しすることにより、精度を向上させる。このようにして、精度の高い数パラメータの相関関数を設定・選定し、それらのパラメータの相関関数を組み合わせて補正関数Δを求め、補正関数Δを基に推進モデルを補正して適用する。 The propulsion power is basically proportional to the third power of the boat speed, so the third power of the boat speed (A), the second power of the boat speed (B), the first power of the boat speed (C), the relative wind speed (D ), Relative tidal current (E), propulsion device output (F), draft (G), engine room temperature (H), water temperature (I), accumulation (number of passengers, etc.) (J), etc. Based on the function F (x), the difference (Δ) between the predicted value and the actual value of the propulsion power is set using the least square method. The accuracy is determined by the standard deviation of the difference (Δ) between the predicted value and the actual value, and the correlation function is set in order from the highest accuracy. The accuracy is improved by reviewing the upper function after setting the lower correlation function as necessary. In this way, a highly accurate correlation function of several parameters is set and selected, a correction function Δ is obtained by combining the correlation functions of these parameters, and the propulsion model is corrected and applied based on the correction function Δ.
Δ=fa(A)+fb(B)+fc(C)+fd(D)+fe(E)+・・・ Δ = fa (A) + fb (B) + fc (C) + fd (D) + fe (E) +.
[発電モデル修正部]
発電モデル修正部123は、発電モデルについて、発電出力毎の燃料消費量の予測値と実績値の関係を用いて、予測値に基づくモデルを、実績値に基づくモデルに補正する。
[Power generation model correction section]
The power generation
[実施結果]
ある客船の運航データベースから、ある航路の3回目のデータから作成したモデルで、4回目、5回目の航路の各時刻のエネルギー予測結果と実績を比較した結果は、燃料消費量の差が標準偏差で10%であったが、6回のデータから作成したモデルで7回目を検証した結果は、差の標準偏差が6%に、10回のデータから作成したモデルでは差の標準偏差が4%になり、精度向上を確認できた。
[Result]
A model created from the data for the third time on a route from a cruise database of a passenger ship shows that the difference in fuel consumption is the standard deviation when the results of energy predictions and actual results for the fourth and fifth times are compared. The result of the 7th verification with a model created from 6 data is 6%, and the standard deviation of the difference is 4% in the model created from 10 data. And improved accuracy was confirmed.
なお、上記の説明では、補正係数として予測値を補正したが、実際には、実績データが蓄積した段階で、モデル自体を見直すことが望ましい。そうすることで、予測値と実績値の差を小さくすることができ、差のばらつき(分布)も小さくなるので、本実施形態における補正係数の算出の精度も向上する。実際に、本実施形態における10回のデータを基にモデル自体を見直すと、差の標準偏差が3%になった。 In the above description, the predicted value is corrected as the correction coefficient. However, in practice, it is desirable to review the model itself when the performance data is accumulated. By doing so, the difference between the predicted value and the actual value can be reduced, and the variation (distribution) of the difference is also reduced, so that the accuracy of calculating the correction coefficient in the present embodiment is also improved. Actually, when the model itself was reviewed based on the 10 data in this embodiment, the standard deviation of the difference was 3%.
[本実施形態の作用・効果]
以上のように、実績のモニタリングデータを利用して、客船のエネルギー予測モデルを実際に合わせて修正することで、より精度の高いエネルギー予測、燃費最適運航計画の提示ができるようになる。
[Operation and effect of this embodiment]
As described above, it is possible to present more accurate energy prediction and optimum fuel consumption operation plan by using the actual monitoring data and correcting the energy prediction model of the passenger ship according to the actual situation.
本発明に係る運航支援システムは、比較的似た状況(航路・季節等)で運用することを想定している。一般商船とは異なり、客船は1日〜10日程度の比較的短い航路を季節に応じて繰り返し運航するため、似た状況のデータを蓄積可能であり、その場合の蓄積データを用いたモデル修正・補正を行う。 The operation support system according to the present invention is assumed to be operated in a relatively similar situation (route, season, etc.). Unlike ordinary merchant ships, passenger ships operate relatively short routes of about 1 to 10 days depending on the season, so it is possible to accumulate data in similar situations, and model correction using accumulated data in that case・ Correction is performed.
本発明に係る運航支援システムは、対象船舶に搭載しても良いし、衛星等に搭載し、その衛星等から地上(陸上局)や対象船舶と通信するようにしても良い。 The operation support system according to the present invention may be mounted on a target ship, or may be mounted on a satellite or the like and communicate with the ground (land station) or the target ship from the satellite or the like.
なお、本発明に係る運航支援システムは、モニタリングの結果に基づいて、機器毎の経時変化を分析することにより、機器のメンテナンス時期の予測にも適用できる。 Note that the operation support system according to the present invention can be applied to the prediction of the maintenance time of equipment by analyzing the change over time for each equipment based on the result of monitoring.
<ハードウェアの例示>
以下に、本発明に係る運航支援システムを実現するための具体的なハードウェアの例について説明する。
<Example of hardware>
Below, the example of the concrete hardware for implement | achieving the operation assistance system which concerns on this invention is demonstrated.
図示しないが、本発明に係る運航支援システムは、プログラムに基づいて駆動し所定の処理を実行するプロセッサと、当該プログラムや各種データを記憶するメモリと、ネットワークとの通信に用いられるインターフェースを備えた計算機等の電子機器によって実現される場合がある。 Although not shown, the navigation support system according to the present invention includes a processor that is driven based on a program and executes predetermined processing, a memory that stores the program and various data, and an interface used for communication with a network. It may be realized by an electronic device such as a computer.
上記のプロセッサの例として、CPU(Central Processing Unit)、ネットワークプロセッサ(NP:Network Processor)、マイクロプロセッサ(microprocessor)、マイクロコントローラ(microcontroller)、或いは、専用の機能を有する半導体集積回路(LSI:Large Scale Integration)等が考えられる。 Examples of the processor include a CPU (Central Processing Unit), a network processor (NP), a microprocessor, a microcontroller (microcontroller), or a semiconductor integrated circuit (LSI: Large Scale) having a dedicated function. Integration) or the like.
上記のメモリの例として、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、EEPROM(Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory)やフラッシュメモリ等の半導体記憶装置、HDD(Hard Disk Drive)やSSD(Solid State Drive)等の補助記憶装置、又は、DVD(Digital Versatile Disk)等のリムーバブルディスクや、SDメモリカード(Secure Digital memory card)等の記憶媒体(メディア)等が考えられる。また、バッファ(buffer)やレジスタ(register)等でも良い。或いは、DAS(Direct Attached Storage)、FC−SAN(Fibre Channel − Storage Area Network)、NAS(Network Attached Storage)、IP−SAN(IP − Storage Area Network)等を用いたストレージ装置でも良い。 Examples of the memory include semiconductor storage devices such as a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), an EEPROM (Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory), a flash memory, and an HDD (Hold SMD). An auxiliary storage device such as State Drive), a removable disk such as a DVD (Digital Versatile Disk), a storage medium such as an SD memory card (Secure Digital memory card), or the like is conceivable. Further, a buffer, a register, or the like may be used. Alternatively, DAS (Direct Attached Storage), FC-SAN (Fibre Channel-Storage Area Network), NAS (Network Attached Storage), IP-SAN (IP-Storage Area), etc. may be used.
なお、上記のプロセッサ及び上記のメモリは、一体化していても良い。例えば、近年では、マイコン等の1チップ化が進んでいる。従って、電子機器等に搭載される1チップマイコンが、上記のプロセッサ及び上記のメモリを備えている事例も考えられる。 Note that the processor and the memory may be integrated. For example, in recent years, a single chip such as a microcomputer has been developed. Therefore, a case where a one-chip microcomputer mounted on an electronic device or the like includes the processor and the memory can be considered.
上記のインターフェースの例として、ネットワーク通信に対応した基板(マザーボード、I/Oボード)やチップ等の半導体集積回路、NIC(Network Interface Card)等のネットワークアダプタや同様の拡張カード、アンテナ等の通信装置、接続口(コネクタ)等の通信ポート等が考えられる。 Examples of the interfaces include semiconductor integrated circuits such as substrates (motherboards and I / O boards) and chips that support network communication, network adapters such as NIC (Network Interface Card), and similar expansion cards and communication devices such as antennas. A communication port such as a connection port (connector) is conceivable.
また、ネットワークの例として、インターネット、LAN(Local Area Network)、無線LAN(Wireless LAN)、WAN(Wide Area Network)、バックボーン(Backbone)、ケーブルテレビ(CATV)回線、固定電話網、携帯電話網、WiMAX(IEEE 802.16a)、3G(3rd Generation)、専用線(lease line)、IrDA(Infrared Data Association)、Bluetooth(登録商標)、シリアル通信回線、データバス等が考えられる。 Examples of the network include the Internet, a LAN (Local Area Network), a wireless LAN (Wireless LAN), a WAN (Wide Area Network), a backbone (Backbone), a cable television (CATV) line, a fixed telephone network, a mobile phone network, WiMAX (IEEE 802.16a), 3G (3rd Generation), dedicated line (lease line), IrDA (Infrared Data Association), Bluetooth (registered trademark), serial communication line, data bus, and the like can be considered.
なお、運航支援システムの内部の構成要素は、モジュール(module)、コンポーネント(component)、或いは専用デバイス、又はこれらの起動(呼出)プログラムでも良い。 The internal components of the operation support system may be a module, a component, a dedicated device, or an activation (calling) program thereof.
但し、実際には、これらの例に限定されない。 However, actually, it is not limited to these examples.
<備考>
以上、本発明の実施形態を詳述してきたが、実際には、上記の実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の変更があっても本発明に含まれる。
<Remarks>
As mentioned above, although embodiment of this invention was explained in full detail, actually, it is not restricted to said embodiment, Even if there is a change of the range which does not deviate from the summary of this invention, it is included in this invention.
10… 運航支援装置
11… 運航計画作成部
12… モデル修正部
121… 船内電力モデル修正部
122… 推進モデル修正部
123… 発電モデル修正部
13… 機器状態管理部
20… エネルギー利用監視装置
21… センサー群
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記燃費最適運航計画に基づいて、客船のエネルギー、気象海象、及び運航状態の実績をモニタリングする手段と、
モニタリング結果に基づいて、前記燃費最適運航計画に対するモデルを修正する手段と
を具備し、
前記モデルを修正する手段は、
同一船、同一季節の類似航路の蓄積データを用いて、多変数解析により個別のパラメータとの相関関数を設定し、寄与度係数を用いてパラメータ毎の寄与を組み合わせて、船内電力モデルを補正する手段と、
風向依存性、推進電力の順で、推進速度と消費電力の関係を示す船舶の推進モデルを補正する手段と
を具備する
運航支援システム。 A means for predicting electricity demand using a passenger ship energy prediction model, meteorological and sea state prediction data, and a route plan, and presenting an optimal fuel consumption operation plan that is an optimal operation plan with fuel consumption efficiency;
Based on the fuel efficiency optimal operation plan, means for monitoring the energy of the cruise ship, the weather conditions, and the actual operation status;
Means for correcting a model for the fuel efficiency optimal operation plan based on a monitoring result,
The means for modifying the model is:
Using the accumulated data of similar routes in the same ship and the same season, set a correlation function with individual parameters by multivariate analysis, and correct the inboard power model by combining contributions for each parameter using the contribution coefficient Means,
A navigation support system comprising means for correcting a propulsion model of a ship indicating a relationship between propulsion speed and power consumption in the order of wind direction dependency and propulsion power.
発電出力毎の燃料消費量の予測値と実績値の関係を用いて、予測値に基づくモデルから実績値に基づくモデルに、発電モデルを補正する手段と
を更に具備し、
前記船内電力モデルを補正する手段は、
前記個別のパラメータに対する相関関数を基に、最小二乗法を用いて、船内電力の予測値と実績値との差を設定する手段と、
前記船内電力の使用電力の予測値と実績値との差の標準偏差で精度を判定する手段と、
該精度の高い数パラメータの相関関数を設定し、該数パラメータの相関関数を組み合わせて補正関数を求め、該補正関数を基に船内電力モデルを補正して適用する手段と
を具備する
運航支援システム。 The operation support system according to claim 1,
Means for correcting the power generation model from the model based on the predicted value to the model based on the actual value using the relationship between the predicted value of the fuel consumption for each power generation output and the actual value;
The means for correcting the ship power model is:
Based on the correlation function for the individual parameters, using a least square method, a means for setting the difference between the predicted value of the inboard power and the actual value;
Means for determining the accuracy by the standard deviation of the difference between the predicted value and the actual value of the used power of the ship power;
An operation support system comprising: means for setting a correlation function of the numerical parameter with high accuracy, obtaining a correction function by combining the correlation function of the numerical parameter, and correcting and applying the inboard power model based on the correction function .
前記船舶の推進モデルを補正する手段は、
風向の角度と推進電力の予測値と実績値の関係をグラフ化して、N次式に近似して風向依存性を補正する手段と、
船速の3乗を含む個別のパラメータに対する相関関数を基に、最小二乗法を用いて、推進電力の予測値と実績値との差を設定する手段と、
前記推進電力の予測値と実績値との差の標準偏差で精度を判定する手段と、
該精度の高い数パラメータの相関関数を設定し、該数パラメータの相関関数を組み合わせて補正関数を求め、該補正関数を基に推進電力モデルを補正して適用する手段と
を具備する
運航支援システム。 The operation support system according to claim 1 or 2,
Means for correcting the propulsion model of the ship,
A graph that plots the relationship between the wind direction angle, the predicted value of the propulsion power, and the actual value, and approximates the Nth order equation to correct the wind direction dependency;
A means for setting a difference between a predicted value and an actual value of propulsion power using a least square method based on a correlation function for individual parameters including the cube of a ship speed;
Means for determining accuracy with a standard deviation of the difference between the predicted value and the actual value of the propulsion power;
An operation support system comprising: means for setting a correlation function of the number parameter with high accuracy, obtaining a correction function by combining the correlation function of the number parameter, and correcting and applying the propulsion power model based on the correction function .
客船のエネルギー予測モデル、気象海象予測データ、及び航路案を用いて、電力需要予測を行い、燃料消費効率が最適な運航計画である燃費最適運航計画を提示することと、
前記燃費最適運航計画に基づいて、客船のエネルギー、気象海象、及び運航状態の実績をモニタリングすることと、
モニタリング結果に基づいて、前記燃費最適運航計画に対するモデルを修正する際に、
同一船、同一季節の類似航路の蓄積データを用いて、多変数解析により個別のパラメータとの相関関数を設定し、寄与度係数を用いてパラメータ毎の寄与を組み合わせて、船内電力モデルを補正することと、
風向依存性、推進電力の順で、推進速度と消費電力の関係を示す船舶の推進モデルを補正することと
を含む
運航支援方法。 A navigation support method implemented by an electronic device,
Using the passenger ship's energy prediction model, meteorological and sea state prediction data, and the route plan, predicting electricity demand, and presenting the optimum fuel consumption operation plan, which is the operation plan with optimal fuel consumption efficiency,
Based on the fuel efficiency optimum operation plan, monitoring the energy of the passenger ship, the weather conditions, and the operation status,
Based on the monitoring results, when correcting the model for the fuel efficiency optimal operation plan,
Using the accumulated data of similar routes in the same ship and the same season, set a correlation function with individual parameters by multivariate analysis, and correct the inboard power model by combining contributions for each parameter using the contribution coefficient And
An operation support method including correcting a ship's propulsion model indicating the relationship between propulsion speed and power consumption in the order of wind direction dependency and propulsion power.
発電出力毎の燃料消費量の予測値と実績値の関係を用いて、予測値に基づくモデルから実績値に基づくモデルに、発電モデルを補正する際に、
前記個別のパラメータに対する相関関数を基に、最小二乗法を用いて、船内電力の予測値と実績値との差を設定することと、
前記船内電力の使用電力の予測値と実績値との差の標準偏差で精度を判定することと、
該精度の高い数パラメータの相関関数を設定し、該数パラメータの相関関数を組み合わせて補正関数を求め、該補正関数を基に船内電力モデルを補正して適用することと
を更に含む
運航支援方法。 The operation support method according to claim 4,
When correcting the power generation model from the model based on the predicted value to the model based on the actual value using the relationship between the predicted value of the fuel consumption for each power generation output and the actual value,
Based on the correlation function for the individual parameters, using a least square method, setting the difference between the predicted value of the inboard power and the actual value;
Determining the accuracy by the standard deviation of the difference between the predicted value and the actual value of power used in the ship,
The operation support method further includes: setting a correlation function of the high-precision number parameter, obtaining a correction function by combining the correlation function of the number parameter, correcting the ship power model based on the correction function, and applying the correction function. .
前記船舶の推進モデルを補正する際に、
風向の角度と推進電力の予測値と実績値の関係をグラフ化して、N次式に近似して風向依存性を補正することと、
船速の3乗を含む個別のパラメータに対する相関関数を基に、最小二乗法を用いて、推進電力の予測値と実績値との差を設定することと、
前記推進電力の予測値と実績値との差の標準偏差で精度を判定することと、
該精度の高い数パラメータの相関関数を設定し、該数パラメータの相関関数を組み合わせて補正関数を求め、該補正関数を基に推進電力モデルを補正して適用することと
を更に含む
運航支援方法。 The operation support method according to claim 4 or 5,
When correcting the propulsion model of the ship,
Graphing the relationship between the wind direction angle and the predicted value of propulsion power and the actual value, approximating the Nth order equation and correcting the wind direction dependency,
Based on the correlation function for individual parameters including the cube of the ship speed, using the least square method, setting the difference between the predicted value and the actual value of the propulsion power,
Determining accuracy by standard deviation of the difference between the predicted value and the actual value of the propulsion power;
The operation support method further includes: setting a correlation function of the numerical parameter with high accuracy, obtaining a correction function by combining the correlation function of the numerical parameter, correcting and applying the propulsion power model based on the correction function .
前記燃費最適運航計画に基づいて、客船のエネルギー、気象海象、及び運航状態の実績をモニタリングするステップと、
モニタリング結果に基づいて、前記燃費最適運航計画に対するモデルを修正する際に、
同一船、同一季節の類似航路の蓄積データを用いて、多変数解析により個別のパラメータとの相関関数を設定し、寄与度係数を用いてパラメータ毎の寄与を組み合わせて、船内電力モデルを補正するステップと、
風向依存性、推進電力の順で、推進速度と消費電力の関係を示す船舶の推進モデルを補正するステップと
を電子機器に実行させるための
プログラム。 Using the passenger ship's energy prediction model, meteorological and sea state prediction data, and route plan, predicting power demand, and presenting an optimal fuel consumption operation plan, which is an operation plan with optimal fuel consumption efficiency;
Monitoring the cruise ship's energy, weather conditions, and operational status based on the fuel efficiency optimal operation plan; and
Based on the monitoring results, when correcting the model for the fuel efficiency optimal operation plan,
Using the accumulated data of similar routes in the same ship and the same season, set a correlation function with individual parameters by multivariate analysis, and correct the inboard power model by combining contributions for each parameter using the contribution coefficient Steps,
A program for causing an electronic device to execute a step of correcting a ship's propulsion model indicating the relationship between propulsion speed and power consumption in the order of wind direction dependency and propulsion power.
発電出力毎の燃料消費量の予測値と実績値の関係を用いて、予測値に基づくモデルから実績値に基づくモデルに、発電モデルを補正する際に、
前記個別のパラメータに対する相関関数を基に、最小二乗法を用いて、船内電力の予測値と実績値との差を設定するステップと、
前記船内電力の使用電力の予測値と実績値との差の標準偏差で精度を判定するステップと、
該精度の高い数パラメータの相関関数を設定し、該数パラメータの相関関数を組み合わせて補正関数を求め、該補正関数を基に船内電力モデルを補正して適用するステップと
を更に電子機器に実行させるための
プログラム。 The program according to claim 7,
When correcting the power generation model from the model based on the predicted value to the model based on the actual value using the relationship between the predicted value of the fuel consumption for each power generation output and the actual value,
Based on the correlation function for the individual parameters, using a least square method, setting the difference between the predicted value of the inboard power and the actual value;
Determining accuracy with a standard deviation of a difference between a predicted value and an actual value of power used in the ship;
A step of setting a highly accurate correlation function of several parameters, obtaining a correction function by combining the correlation functions of the number parameters, correcting the ship power model based on the correction function, and applying the correction function to the electronic device is further executed. Program to let you.
前記船舶の推進モデルを補正する際に、
風向の角度と推進電力の予測値と実績値の関係をグラフ化して、N次式に近似して風向依存性を補正するステップと、
船速の3乗を電子機器に実行させるための個別のパラメータに対する相関関数を基に、最小二乗法を用いて、推進電力の予測値と実績値との差を設定するステップと、
前記推進電力の予測値と実績値との差の標準偏差で精度を判定するステップと、
該精度の高い数パラメータの相関関数を設定し、該数パラメータの相関関数を組み合わせて補正関数を求め、該補正関数を基に推進電力モデルを補正して適用するステップと
を更に電子機器に実行させるための
プログラム。 The program according to claim 7 or 8,
When correcting the propulsion model of the ship,
Graphing the relationship between the wind direction angle, the predicted value of the propulsion power, and the actual value, and correcting the wind direction dependency by approximating the Nth order equation;
Setting the difference between the predicted value and the actual value of the propulsion power using the least square method based on the correlation function for the individual parameter for causing the electronic device to execute the cube of the ship speed;
Determining accuracy with a standard deviation of the difference between the predicted value and the actual value of the propulsion power;
A step of setting a highly accurate correlation function of several parameters, obtaining a correction function by combining the correlation functions of the number parameters, correcting the propulsion power model based on the correction function, and further applying to the electronic device Program to let you.
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