JP2015520699A - 実時間海洋構造物に対する気体力学的、流体力学的環境内外力、船体応力、6自由度運動及び位置を予測モニタリング及び予測制御することを通した燃料削減、安全運用及びメンテナンス情報提供システム及び方法 - Google Patents
実時間海洋構造物に対する気体力学的、流体力学的環境内外力、船体応力、6自由度運動及び位置を予測モニタリング及び予測制御することを通した燃料削減、安全運用及びメンテナンス情報提供システム及び方法 Download PDFInfo
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- G01D5/35316—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells influencing the transmission properties of an optical fibre using an interferometer arrangement using multiple waves interferometer using a Bragg gratings
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Abstract
Description
また、実時間で海洋構造物に対する気体又は、流体力学的環境内外力、船体応力、6自由度運動及び位置を予測モニタリング及び予測制御に関することで、より詳しくは気体又は、流体力学的環境内外力によって海洋浮遊物に加えられる前後左右傾き、きっ水、トリム、腐食、侵食、亀裂、圧力、ストレス、振動、周波数などの変化を総合的に測定して、これを基に前記海洋構造物を制御して燃料削減、安全運用及びメンテナンス情報の提供方法に関することである。
また、本発明は環境外力の統合モニタリングを通した対象構造物(例、海洋/陸上、造船、航空/宇宙、水中潜水係留、固定式あるいは風力/潮力/波力、などに関連する)の制御方法に関することである。
テーブルを修正する(c−1)段階をさらに含むことと、前記(d)段階以後に、FSIプログラム(Fluid Structure Interaction)により前記海洋構造物制御情報はシミュレーションデータを生成して、状況認識ミドルウェア(middleware)によって前記シミュレーションデータを前記(b)段階で取得した前記海洋構造物の実際の物理的変化量に対するデータと実時間で連動させて、前記海洋構造物を自動で制御するアルゴリズムを生成する段階をさらに含むことを特徴とする。
テーブルにあっての前記海洋構造物の反応に対するデータを修正又は、前記修正されたデータを反映して数値モデルを修正及び補完する3−2段階をさらに含むことを特徴とする実時間海洋構造物に対する気体又は、流体力学的環境内外力、船体応力、6自由度運動及び位置を予測モニタリング及び予測制御することを特徴とする。
テーブルが保存されるデータベースは、前記海洋構造物に備わった航海記録装置(VDR)であることを特徴とする実時間海洋構造物に対する気体又は、流体力学的環境内外力、船体応力、6自由度運動及び位置を予測モニタリング及び予測制御することを特徴とする。
テーブルは1年単位の時系列的データで記録されて、前年度までの蓄積された1年単位の時系列的データとの比較を通じて前記ルックアップ
テーブルを修正することを特徴とする実時間海洋構造物に対する気体又は、流体力学的環境内外力、船体応力、6自由度運動及び位置を予測モニタリング及び予測制御することを特徴とする。
レーダー(wave radar)、directional waverider、Sea level monitor、超音波潮位計、風向き風速計又は、超音波波高計のうちの少なくとも一つ以上であることを特徴とする実時間海洋構造物に対する気体又は、流体力学的環境内外力、船体応力、6自由度運動及び運用位置を予測モニタリング及び予測制御することを特徴とする。
テーブルを生成して前記ルックアップ
テーブルをデータベースに保存する第1段階と、海洋構造物の実際の航海において飛行時間法(Time−of−Flight Method)を利用して前記内外力を測定して前記データベースに保存する第2段階と、第2段階の内外力の測定データを第1段階のルックアップ
テーブルに蓄積された内外力に対するデータと比較して、海洋構造物の反応に対するデータを予測する第3段階と、実際の海洋構造物の反応を測定する第3−1段階と、前記第3−1段階で測定された海洋構造物の反応に対するデータと第3段階で予測された海洋構造物の反応に対するデータを比較して、その差が発生した場合、第3−1段階の海洋構造物の反応に対するデータで第1段階で生成されたルックアップ
テーブルにあっての海洋構造物の反応に対するデータを修正する第3−2段階と、前記ルックアップ
テーブルに蓄積されたデータを仮想のシミュレーションを通じて海洋構造物に対するメンテナンスデータを取得する第4段階及び前記仮想のシミュレーションの実計測データを反映して、前記仮想シミュレーションの結果である反応結果数値を実時間海洋構造物の反応実計測数値と比較して、前記海洋構造物の反応に対するデータを修正したり前記修正されたデータを反映して数値モデルを修正及び補完する第5段階を含むことを特徴とする実時間海洋構造物に対する気体又は、流体力学的環境内外力、船体応力、6自由度運動及び運用位置の予測モニタリングすることを特徴とする。
モーション(Wave motion)を予測して、少なくとも一つのIMUを利用して海洋構造物の6自由度モーションだけでなくホッグ(Hogging)、サギング(Sagging)、トーション(Torsion)まで計測して、時間と空間情報取得道具を利用して海洋構造物の移動距離及び座標計測衛星の環境外力データをレーダー(Radar)及びIMUのデータと連動して海洋構造物の疲労最小化して、EEOI/EEDI/DP Boundary/MC Boundary/Risers(SCR、TTR、Tendon)/Lowering/ROV/Drill Rigに反映して予測プロシージャのアルゴリズムとシミュレーターに変えることを特徴とする実時間海洋構造物に対する気体又は、流体力学的環境内外力、船体応力、6自由度運動及び運用位置の予測モニタリングすることを特徴とする。
また、レーダーは波高、波浪、周期、波の速度及び方向を測定するものの、レーダーのポラー(Polar)イメージ収集は32個で限定されなくて、実時間動的イメージプロセッシングをするために新しいポラーイメージを受けると同時に最初あるいは一番古くなったポラーイメージを削除して実時間動的イメージプロセッシングをすることを特徴とする実時間海洋構造物に対する気体又は、流体力学的環境内外力、船体応力、6自由度運動及び運用位置の予測モニタリングすることを特徴とする。
(invar wire)を利用して外部温度変化に影響を受けないで高い精密度の距離測定に利用されるようにする。
(sagging)、トーション(tortion)まで測定して、時間と空間情報取得技法を利用して前記海洋構造物の移動距離及び座標計測衛星の環境内外力データをレーダー及びIMUデータと連動して海洋構造物の疲労を最小化する。
前記測定されたスランミングによった海洋構造物の反応とスロッシングによるバラストタンクを含む貯蔵タンクの反応に対するデータは数値算術モデル(mathematical models)と連動して最適化&人工知能アルゴリズムを導き出して、その結果がルックアップテーブル形態で航海記録装置(VDR)又は、別途のサーバーに保存されて海洋構造物の姿勢を制御して損傷を最小化する。
(sagging)、トーション(tortion)まで測定して、時間と空間情報取得技法を利用して前記海洋構造物の移動距離及び座標計測衛星の環境内外力データをレーダー及びIMUデータと連動して海洋構造物の疲労を最小化する。
(Hogging)、サギング(Sagging)、トーション(Torsion)まで計測して、時間と空間情報取得道具を利用して海洋構造物の移動距離及び座標計測衛星の環境外力データをレーダー及びIMUのデータと連動して海洋構造物の疲労最小化して、EEOI/EEDI/DP Boundary/DM Boundary/Risers(SCR、TTR、Tendon)/Lowering/ROV/Drill Rigに反映して予測プロシージャのアルゴリズムとシミュレーターに変えることができる。
(Hogging)、サギング(Sagging)、トーション(Torsion)まで計測して、時間と空間情報取得道具(例、RF&Microwave− GPS、DGPS、RTK、光−Lidar、PIV、PIT、干渉計など、水中では音波、超音波、光/Lidarなどを活用)を利用して船舶の移動距離及び座標計測衛星の環境外力データをレーダー及びIMU データと連動してハル(Hull)の疲労最小化して、EEOI/EEDI/ DP Boundary /DM Boundry / Risers(SCR、TTR、Tendon) /Lowering / ROV/ Drill Rigに反映して予測プロシージャのアルゴリズム&/orシミュレーターに変える。
(4)6DOF Motion Compensated X−Band Wave Radar Doppler、Time of Flight&映像つなぎ(Image Overlay)方式を利用する。
テーブルでVDRあるいは別途のサーバーに蓄積して、蓄積されたデータは仮想のシミュレーションを通じて構造診断及び作業評価機能を遂行する。
制御を遂行する
(excitation)方式でモニタリングする。
Claims (67)
- 海洋構造物の物理的変化をモニタリングするシステムにおいて、光繊維ブラッグ(bragg)格子を利用した少なくとも一つの光学センサを利用して、前記海洋構造物の挙動及び構造的変化を感知する複合光計測機器を含む海洋構造物の物理的変化をモニタリングするシステム。
- 前記複合光計測機器は、前記海洋構造物外部に設定された少なくとも一つの基準点と前記海洋構造物上に設定された地点の間の距離変化を前記光学センサを利用して測定する伸張計を含んで構成されることを特徴とする請求項1に記載の海洋構造物の物理的変化をモニタリングするシステム。
- 前記光学センサは、前記距離変化によって光繊維に許容される応力変化に対応して前記光学センサを通過する光信号の波長を変化させることを特徴とする請求項2に記載の海洋構造物の物理的変化をモニタリングするシステム。
- 前記伸張計は、前記基準点と前記海洋構造物上に設定された地点の間を連結する少なくとも一つのインバー(invar)であるワイヤーを含んで構成されることを特徴とする請求項2に記載の海洋構造物の物理的変化をモニタリングするシステム。
- 前記伸張計は、前記ワイヤーを一定張力で巻き取りするワインディング部光学センサを利用して前記ワインディング部の回転数を測定する感知部、及び/又は、前記感知部で測定された回転数に対応して周期的に前記光学センサを刺激する刺激部をさらに含むことを特徴とする請求項4に記載の海洋構造物の物理的変化をモニタリングするシステム。
- 前記複合光計測機器は前記海洋構造物上の少なくとも1個以上の地点を相互連結する光繊維ワイヤーが備わって前記海洋構造物の長さ変化を測定する伸張計を含んで構成され、前記光繊維ワイヤーは、前記海洋構造物上の距離変化によって光学センサに許容される応力変化に対応して前記光繊維を通過する光信号の波長を変化させることを特徴とする請求項1に記載の海洋構造物の物理的変化をモニタリングするシステム。
- 前記伸張計は、前記海洋構造物上の同じ地点に少なくとも1個以上設置され、光繊維からなるワイヤーを含んで構成されて、前記ワイヤーは、前記海洋構造物上の距離変化によって光繊維に許容される応力変化に対応して前記光繊維を通過する光信号の波長を変化させることを特徴とする請求項2に記載の海洋構造物の物理的変化をモニタリングするシステム。
- 前記伸張計は、三角測定法を利用して前記ワイヤーそれぞれの引張程度を換算して前記地点の絶対的な位置情報を提供することを特徴とする請求項5又は7に記載の海洋構造物の物理的変化をモニタリングするシステム。
- 前記複合光計測機器は前記海洋構造物上の複数地点の間の傾斜変化を前記光学センサを利用して測定する傾斜計を含んで構成されることを特徴とする請求項1に記載の海洋構造物の物理的変化をモニタリングするシステム。
- 前記傾斜計は、重力方向に設置された重さ錘と前記重さ錘に連結された少なくとも一つの光繊維で成り立った光学センサを含んで、前記傾斜計が設置された海洋構造物上の地点の傾斜変化によって、前記重さ錘によって前記光繊維に許容される応力変化に対応して前記光繊維を通過する光信号の波長を変化させることを特徴とする請求項9に記載の海洋構造物の物理的変化をモニタリングするシステム。
- 前記複合光計測機器は前記基準点の位置変化を測定するための地震計及び前記海洋構造物の振動を測定する振動計をさらに含むことを特徴とする請求項2に記載の海洋構造物の物理的変化をモニタリングするシステム。
- 前記複合光計測機器は光信号の波長変化を感知するデータロガー又はインターロゲータ(interrogator)である測定装置をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の海洋構造物の物理的変化をモニタリングするシステム。
- 前記測定装置は散乱された光信号を集合する機能を備えるものの、波長を制御できるレーザーが備わった光学部と、前記光学部によって反射した光信号の波長を光学センサ別で区別する光参照器と、前記光参照器から出力された各光学センサの光繊維ブラッグ格子を複数連結して、ブラッグ反射波長をチャネル別に分配する光結合器(optical coupler)及び前記光結合器から伝達されたブラッグ反射波長を電気信号に変換するフォトダイオード(photo diode)を含むことを特徴とする請求項12に記載の海洋構造物の物理的変化をモニタリングするシステム。
- 前記複合光計測機器はOTDR(Optical Time−Domain Reflectometer)、ラマンスペクトル法、ブリルアン散乱(Brillouin scattering)、レイリーウエーブ(Rayleigh wave)、DAS(Distributed Acoustic Sensing)、音響放出法(Acoustic Emission)、干渉法(Interferometry)のうちの少なくとも一つを利用することを特徴とする請求項1に記載の海洋構造物の物理的変化をモニタリングするシステム。
- 海洋構造物又は、基準点に設置された少なくとも一つの複合光計測機器を利用して、前記海洋構造物の挙動又は、構造的変化により光学センサを通過する光信号の波長又は、光量を変化させる(a)段階と、
前記複合光計測機器が前記波長又は、光量が変化した前記光信号を前記測定装置で伝達する(b)段階と、
測定装置によって前記光信号の波長又は、光量の変化を感知する(c)段階と、を含んで、
前記複合光計測機器は光繊維ブラッグ格子を利用した少なくとも一つの光学センサを含むことを特徴とする海洋構造物の物理的変化をモニタリングする方法。 - 前記複合光計測機器は、前記海洋構造物外部に設定された少なくとも一つの基準点と前記海洋構造物の設定された位置の間の距離変化を測定する伸張計であることを特徴とする請求項15に記載の海洋構造物の物理的変化をモニタリングする方法。
- 前記伸張計は前記基準点と前記海洋構造物上に設定された地点の間を連結する少なくとも一つのワイヤーと、前記ワイヤーを一定張力で巻き取りするワインディング部と、光繊維を利用して前記ワインディング部の回転数を測定する感知部及び前記感知部で測定された回転数に対応して周期的に前記光繊維を刺激する刺激部を含んで成り立つことを特徴とする請求項16に記載の海洋構造物の物理的変化をモニタリングする方法。
- 前記伸張計は、前記海上構造物上の少なくとも1個以上の地点を相互連結する光繊維ワイヤーが備わって前記海洋構造物の長さ変化を測定して、前記光繊維ワイヤーは、前記海洋構造物上の距離変化による応力変化に対応して前記光繊維を通過する光信号の波長を変化させることを特徴とする請求項16に記載の海洋構造物の物理的変化をモニタリングする方法。
- 前記伸張計は、前記海洋構造物上の同じ地点に少なくとも1個以上連結されて、光繊維からなるワイヤーを含んで構成されて、前記ワイヤーは、前記海洋構造物上の距離変化によって前記光繊維に許容される応力変化に対応して前記光繊維を通過する光信号の波長を変化させることを特徴とする請求項16に記載の海洋構造物の物理的変化をモニタリングする方法。
- 前記伸張計は、三角測定法を利用して前記ワイヤーそれぞれの引張程度を換算して前記地点の絶対的な位置情報を提供することを特徴と請求項17又は19に記載のする海洋構造物の物理的変化をモニタリングする方法。
- 前記複合光計測機器は前記海洋構造物上の複数地点間の傾斜変化を前記光学センサを利用して測定する傾斜計を含んで構成されることを特徴とする請求項15に記載の海洋構造物の物理的変化をモニタリングする方法。
- 前記傾斜計は、重力方向で設置された重さ錘と前記重さ錘に連結された光繊維を含んで、前記(a)段階は、前記海洋構造物に発生した傾斜変化により前記重さ錘が前記光繊維を刺激して応力変化を発生させて、発生された応力変化を光信号に変換することを特徴とする請求項21に記載の海洋構造物の物理的変化をモニタリングする方法。
- 前記複合光計測機器は前記海洋構造物外部に設定された少なくとも一つの基準点の位置変化を前記光学センサを利用して測定する地震計及び前記海洋構造物の振動を測定する振動計をさらに含むことを特徴とする請求項15に記載の海洋構造物の物理的変化をモニタリングする方法。
- 海洋構造物の実時間物理的変化モニタリングを通した制御方法において、
水槽又は、風洞で実験による海洋構造物の物理的変化に対するデータを取得して、前記獲得されたデータを蓄積してルックアップ
テーブル(Lookup table)を生成する(a)段階と、
測定装置から出力された海洋構造物の実際の物理的変化に対するデータを取得する(b)段階と、
前記(b)段階で取得したデータを前記(a)段階のルックアップ
テーブルに蓄積されたデータと比較して、海洋構造物の物理的変化に対する予測データを生成する(c)段階と、
前記予測データを伝達された3次元数値解釈(numerical analysis)プログラムによって構造物制御動作情報、メンテナンスが必要な位置情報、メンテナンス費用情報、メンテナンス所要時間のうちの少なくとも一つを含むメンテナンス情報及び海洋構造物でのガス漏出、火災又は、爆発に対する警告情報を生成する(d)段階とを含んで、
前記物理的変化は、前記海洋構造物上の少なくとも一つの地点に対する長さ変化、傾斜変化、温度変化、圧力変化、比体積変化のうちの少なくとも一つを含むことを特徴とする海洋構造物に対する物理的変化の実時間モニタリングを通した制御方法。 - 前記(c)段階以後に、前記予測データは海洋構造物の実際の物理的変化に対するデータを比較して、前記ルックアップ
テーブルを修正する(c−1)段階をさらに含むことを特徴とする請求項24に記載の海洋構造物に対する物理的変化の実時間モニタリングを通した制御方法。 - 前記(d)段階以後に、FSIプログラム(Fluid Structure Interaction)により前記海洋構造物制御情報はシミュレーションデータを生成して、状況認識ミドルウェア(middleware)によって前記シミュレーションデータを前記(b)段階で取得した前記海洋構造物の実際の物理的変化量に対するデータと実時間で連動させて、前記海洋構造物を自動で制御するアルゴリズムを生成する段階をさらに含むことを特徴とする請求項24に記載の海洋構造物に対する物理的変化の実時間モニタリングを通した制御方法。
- 前記(d)段階の3次元数値解釈プログラムは有限要素解釈法(FEM)及び電算流体力学(CFD)を利用することを特徴とする請求項24に記載の海洋構造物に対する物理的変化の実時間モニタリングを通した制御方法。
- 前記(d)段階は、前記3次元数値解釈プログラムが、前記海洋構造物の挙動及び構造的変化により発生しうるガス漏出、拡散、火災又は、爆破などの仮想危険状況及び前記仮想危険状況によった対応方案に対するデータが保存された状況解釈モジュールと連動されて、メンテナンス情報を生成することを特徴とする請求項24に記載の海洋構造物に対する物理的変化の実時間モニタリングを通した制御方法。
- 構造物自動制御部は前記制御動作情報により前記海洋構造物の位置又は、角度を変化させて制御する段階をさらに含むものの、前記構造物自動制御部は、前記海洋構造物上の少なくとも一つの地点に連結される結合手段と、前記結合手段と連結されて前記海洋構造物を上下左右に移動させる変位調節手段とを含むことを特徴とする請求項24に記載の海洋構造物に対する物理的変化の実時間モニタリングを通した制御方法。
- 前記警告情報は、前記測定装置がTDLAS、DTS、DAS、FBG又はRMLDのうちの少なくとも一つを利用して測定した前記海洋構造物の実際の物理的変化に対するデータを利用して生成されることを特徴とする請求項24に記載の海洋構造物に対する物理的変化の実時間モニタリングを通した制御方法。
- 水槽又は、風洞で線形試験を通じて海洋構造物外部気体又は、流体の流れが海洋構造物に及ぼす内外力に対するデータ及び前記内外力に伴う前記海洋構造物の反応に対するデータを蓄積してルックアップテーブルを生成して前記ルックアップテーブルをデータベースに保存する第1段階と、海洋構造物の実際の航海において飛行時間法(Time−of−Flight Method)を利用して前記内外力を測定したデータを前記データベースに保存する第2段階と、前記第2段階の内外力の測定データを第1段階のルックアップテーブルに蓄積された内外力に対するデータと比較して、海洋構造物の反応に対するデータを予測する第3段階と、前記海洋構造物の予測された反応に対するデータを利用して海洋構造物の姿勢又は、航海経路を実時間で制御する第4段階とを含む実時間海洋構造物に対する気体又は、流体力学的環境内外力、船体応力、6次誘導運動及び位置を予測モニタリング及び予測制御することを特徴とする燃料削減及び安全運用方法。
- 前記第3段階は、前記海洋構造物の実際の反応を測定する第3−1段階及び前記第3−1段階で測定された前記海洋構造物の反応に対するデータと第3段階で予測された前記海洋構造物の反応に対するデータが不一致な場合、第3−1段階の海洋構造物の反応に対するデータで第1段階で生成された前記ルックアップ
テーブルにあっての前記海洋構造物の反応に対するデータを修正又は、前記修正されたデータを反映して数値モデルを修正及び補完する3−2段階をさらに含むことを特徴とする実時間海洋構造物に対する気体又は、流体力学的環境内外力、船体応力、6自由度運動及び位置を予測モニタリング及び予測制御することを特徴とする請求項31に記載の燃料削減及び安全運用方法。 - 前記海洋構造物の反応による修正されたデータはCFD、有限要素法(FEA)、IFEM(Finite Element Method)又はFSIを含む数値モデル基盤のシミュレーターによって成り立つことを特徴とする実時間海洋構造物に対する気体又は、流体力学的環境内外力、船体応力、6自由度運動及び位置を予測モニタリング及び予測制御することを特徴とする請求項32に記載の燃料削減及び安全運用方法。
- 前記第2段階は、前記海洋構造物に備わった計測機器を通じて気体又は、流体による内外力を測定するものの、前記計測機器は電気式センサ又は、光学センサであることを特徴とする実時間海洋構造物に対する気体又は、流体力学的環境内外力、船体応力、6自由度運動及び位置を予測モニタリング及び予測制御することを特徴とする請求項31に記載の燃料削減及び安全運用方法。
- 前記計測機器は風向、風速、気圧、気温、湿度及び粉塵を高度別に測定することを特徴とする実時間海洋構造物に対する気体又は、流体力学的環境内外力、船体応力、6自由度運動及び位置を予測モニタリング及び予測制御することを特徴とする請求項34に記載の燃料削減及び安全運用方法。
- 前記第2段階は、IMUを利用して気体又は、流体の流れが海洋構造物に及ぼす内外力を実際に測定することを特徴とする実時間海洋構造物に対する気体又は、流体力学的環境内外力、船体応力、6自由度運動及び位置を予測モニタリング及び予測制御することを特徴とする請求項31に記載の燃料削減及び安全運用方法。
- 前記第3段階での前記海洋構造物の反応に対するデータは、前記海洋構造物が船舶である場合、前記船舶の進行方向、前後左右傾き、吃水 吃水きっ水又は、トリムのうちの少なくとも一つを含むことを特徴とする実時間海洋構造物に対する気体又は、流体力学的環境内外力、船体応力、6自由度運動及び位置を予測モニタリング及び予測制御することを特徴とする請求項31に記載の燃料削減及び安全運用方法。
- 第3段階での、前記海洋構造物の反応に対するデータは、前記海洋構造物が一時的固定構造物である場合、前記構造物の移動方向、前後左右傾き、きっ水のうちの少なくとも一つを含むことを特徴とする実時間海洋構造物に対する気体又は、流体力学的環境内外力、船体応力、6自由度運動及び位置を予測モニタリング及び予測制御することを特徴とする請求項31に記載の燃料削減及び安全運用方法。
- 第2段階は、気体又は、流体の流れによる海洋構造物の固有周波数、高調波周波数及び気体特性を含むデータを測定して水深別で潮流及び海流の空間及び時間に伴う方向と速度を測定することを特徴とする実時間海洋構造物に対する気体又は、流体力学的環境内外力、船体応力、6自由度運動及び位置を予測モニタリング及び予測制御することを特徴とする請求項31に記載の燃料削減及び安全運用方法。
- 第1段階は、前記ルックアップ
テーブルが保存されるデータベースは、前記海洋構造物に備わった航海記録装置(VDR)であることを特徴とする実時間海洋構造物に対する気体又は、流体力学的環境内外力、船体応力、6自由度運動及び位置を予測モニタリング及び予測制御することを特徴とする請求項31に記載の燃料削減及び安全運用方法。 - 前記海洋構造物が一時的固定構造物である場合、前記ルックアップ
テーブルは1年単位の時系列的データで記録されて、前年度までの蓄積された1年単位の時系列的データとの比較を通じて前記ルックアップ
テーブルを修正することを特徴とする実時間海洋構造物に対する気体又は、流体力学的環境内外力、船体応力、6自由度運動及び位置を予測モニタリング及び予測制御することを特徴とする請求項31に記載の燃料削減及び安全運用方法。 - 前記第4段階はラダー(rudder)、スラスター(thruster)、プロペラ、帆、凧又は、風船のうちの少なくとも一つを利用して海洋構造物の姿勢又は、航海経路を実時間で制御することを特徴とする実時間海洋構造物に対する気体又は、流体力学的環境内外力、船体応力、6自由度運動及び位置を予測モニタリング及び予測制御することを特徴とする請求項31に記載の燃料削減及び安全運用方法。
- 前記第4段階は、前記海洋構造物が船舶である場合、前記予測された海洋構造物の反応に対するデータにより、推進力と前記内外力との合力が目標にする進行方向になることができるようにラダーの方向及びスラスターとプロペラのRPMを制御することを特徴とする実時間海洋構造物に対する気体又は、流体力学的環境内外力、船体応力、6自由度運動及び位置を予測モニタリング及び予測制御することを特徴とする請求項31に記載の燃料削減及び安全運用方法。
- 前記海洋構造物は一時的固定構造物である場合、前記予測された海洋構造物の反応に対するデータにより、前記内外力との合力が最小になって現位置を維持するようにスラスターを制御することを特徴とする実時間海洋構造物に対する気体又は、流体力学的環境内外力、船体応力、6自由度運動及び位置を予測モニタリング及び予測制御することを特徴とする請求項31に記載の燃料削減及び安全運用方法。
- 前記海洋構造物は、ヘリデッキ(helideck)を具備するものの、前記第4段階は、前記ヘリデッキの平衡を維持又は、ヘリコプター離着陸時衝撃を緩和することができるようにDP(Dynamic Positioning)及びDM(Dynamic Motion)を通じて前記海洋構造物の姿勢を制御したり、6自由度の角度を調節して前記海洋構造物の錘の重心を変化させて、前記ヘリデッキの平衡状態情報を前記データベースに保存して、海洋構造物の作業目的機能に合わせて平衡を維持できるようにトリム(trim)を含む6自由度の角度を調節して前記海洋構造物の錘の重心を変化させて平衡状態を維持させることを特徴とする実時間海洋構造物に対する気体又は、流体力学的環境内外力、船体応力、6自由度運動及び位置を予測モニタリング及び予測制御することを特徴とする請求項31に記載の燃料削減及び安全運用方法。
- 前記第4段階で、前記データベースは通信部を通じて外部の構造情報サーバーで前記ヘリデッキの平衡状態情報を送信して、前記構造情報サーバーは複数の海洋構造物のうちでヘリコプターが離着陸できるヘリデッキの平衡状態情報を保有した海洋構造物の位置情報をヘリコプターで提供することを特徴とする実時間海洋構造物に対する気体又は、流体力学的環境内外力、船体応力、6自由度運動及び位置を予測モニタリング及び予測制御することを特徴とする請求項45に記載の燃料削減及び安全運用方法。
- 前記第2段階は、計測機器によって前記海洋構造物から遠距離の風向、風速、気温、湿度、気圧、太陽輻射線、無機イオン、二酸化炭素、粉塵、放射能又は、オゾンのうちの少なくとも一つを計測して前記データベースに保存する第2−1段階をさらに含むものの前記計測機器は風速計、風向計、湿度計、温度計、気圧計、日射計、大気の天気マップ(gassol)自動採取器、CO2フラックス(flux)測定装備、大気粉塵採集器、エアサンプラー(air sampler)又は、オゾン分析器のうちの少なくとも一つ以上であることを特徴とする実時間海洋構造物に対する気体又は、流体力学的環境内外力、船体応力、6自由度運動及び位置を予測モニタリング及び予測制御することを特徴とする請求項31に記載の燃料削減及び安全運用方法。
- 前記海洋構造物はバラストタンクを具備して、前記バラストタンク内部のスロッシング現象を減少させるために、前記バラストタンクの両側面それぞれに備わるスロッシング抑制部を含むことを特徴とする実時間海洋構造物に対する気体又は、流体力学的環境内外力、船体応力、6自由度運動及び位置を予測モニタリング及び予測制御することを特徴とする請求項31に記載の燃料削減及び安全運用方法。
- 前記スロッシング抑制部は前記バラストタンクの一水平断面において前記断面の開放面積を狭めることによってスロッシング現象を抑制することを特徴とする実時間海洋構造物に対する気体又は、流体力学的環境内外力、船体応力、6自由度運動及び位置を予測モニタリング及び予測制御することを特徴とする請求項48に記載の燃料削減及び安全運用方法。
- 前記海洋構造物はバラストタンクを具備して、前記第4段階は、傾きが発生した場合、傾いた方向の反対側で前記バラストタンクに積載されたバラスト水を移動させて前記海洋構造物の姿勢を制御することを特徴とする実時間海洋構造物に対する気体又は、流体力学的環境内外力、船体応力、6自由度運動及び位置を予測モニタリング及び予測制御することを特徴とする請求項31に記載の燃料削減及び安全運用方法。
- 前記バラストタンクは、前記バラストタンク内部に区画を分ける隔壁を具備して、前記隔壁には他区画で前記バラスト水を移動させるための開閉部を設置して、前記開閉部の内部には前記バラスト水の移動速度及び移動方向を制御するポンプが設置されたことを特徴とする実時間海洋構造物に対する気体又は、流体力学的環境内外力、船体応力、6自由度運動及び位置を予測モニタリング及び予測制御することを特徴とする請求項50に記載の燃料削減及び安全運用方法。
- 前記2段階での内外力を測定したデータは外部気象情報サーバーに伝送して、前記気象情報サーバーは人工衛星から受信された気象情報を前記内外力の測定データと比較して誤差を修正した気象情報修正データを保存することを特徴とする実時間海洋構造物に対する気体又は、流体力学的環境内外力、船体応力、6自由度運動及び位置を予測モニタリング及び予測制御することを特徴とする請求項31に記載の燃料削減及び安全運用方法。
- 前記気象情報修正データは前記気象情報サーバーに接続された外部使用者端末の要請により、前記気象情報修正データを前記外部使用者端末に提供することを特徴とする実時間海洋構造物に対する気体又は、流体力学的環境内外力、船体応力、6自由度運動及び位置を予測モニタリング及び予測制御することを特徴とする請求項52に記載の燃料削減及び安全運用方法。
- 前記流体の流れが海洋構造物に及ぼす内外力に対するデータは、前記海洋構造物の側面に設置された圧力センサによって測定される海流及び潮流のベクターに対するデータであることを特徴とする実時間海洋構造物に対する気体又は、流体力学的環境内外力、船体応力、6自由度運動及び位置を予測モニタリング及び予測制御することを特徴とする請求項31に記載の燃料削減及び安全運用方法。
- 前記圧力センサが複数個備わって、前記海洋構造物の側面に一定間隔で設置されることを特徴とする実時間海洋構造物に対する気体又は、流体力学的環境内外力、船体応力、6自由度運動及び運用位置を予測モニタリング及び予測制御することを特徴とする請求項54に記載の燃料削減及び安全運用方法。
- 前記圧力センサが複数個備わって、前記海洋構造物の側面に一定間隔で設置されることを特徴とする実時間海洋構造物に対する気体又は、流体力学的環境内外力、船体応力、6自由度運動及び運用位置を予測モニタリング及び予測制御することを特徴とする請求項54に記載の燃料削減及び安全運用方法。
- 前記圧力センサは、複数個の圧力センサのうちの少なくとも3個の圧力センサを一つの3次元圧力センサモジュールで形成するものの、前記3次元圧力センサモジュールは海流及び潮流の3次元ベクター情報を取得することを特徴とする実時間海洋構造物に対する気体又は、流体力学的環境内外力、船体応力、6自由度運動及び運用位置を予測モニタリング及び予測制御することを特徴とする請求項54に記載の燃料削減及び安全運用方法。
- 前記第2段階は、気象測定装備によって前記海洋構造物から遠距離の波浪、波高、波の周期、波の速度又は、波の方向のうちの少なくとも一つを計測して前記データベースに保存する第2−1段階をさらに含むものの、前記気象測定装備はウエーブ
レーダー(wave radar)、directional waverider、Sea level monitor、超音波潮位計、風向き風速計又は、超音波波高計のうちの少なくとも一つ以上であることを特徴とする実時間海洋構造物に対する気体又は、流体力学的環境内外力、船体応力、6自由度運動及び運用位置を予測モニタリング及び予測制御することを特徴とする請求項31に記載の燃料削減及び安全運用方法。 - 水槽又は、風洞で線形試験を通じて海洋構造物外部気体又は、流体の流れが海洋構造物に及ぼす内外力に対するデータ及び前記内外力に伴う前記海洋構造物の反応に対するデータを蓄積してルックアップ
テーブルを生成して前記ルックアップ
テーブルをデータベースに保存する第1段階と、
海洋構造物の実際の航海において飛行時間法(Time−of−Flight Method)を利用して前記内外力を測定して前記データベースに保存する第2段階と、
第2段階の内外力の測定データを第1段階のルックアップ
テーブルに蓄積された内外力に対するデータと比較して、海洋構造物の反応に対するデータを予測する第3段階と、実際の海洋構造物の反応を測定する第3−1段階と、
前記第3−1段階で測定された海洋構造物の反応に対するデータと第3段階で予測された海洋構造物の反応に対するデータを比較して、その差が発生した場合、第3−1段階の海洋構造物の反応に対するデータで第1段階で生成されたルックアップ
テーブルにあっての海洋構造物の反応に対するデータを修正する第3−2段階と、
前記ルックアップ
テーブルに蓄積されたデータを仮想のシミュレーションを通じて海洋構造物に対するメンテナンスデータを取得する第4段階と、
前記仮想のシミュレーションの実計測データを反映して、前記仮想シミュレーションの結果である反応結果数値を実時間海洋構造物の反応実計測数値と比較して、前記海洋構造物の反応に対するデータを修正したり前記修正されたデータを反映して数値モデルを修正及び補完する第5段階と、を含むことを特徴とする実時間海洋構造物に対する気体又は、流体力学的環境内外力、船体応力、6自由度運動及び運用位置の予測モニタリングすることを特徴とするメンテナンス情報提供方法。 - 仮想のシミュレーションはFSIプログラム(Fluid Structure Interaction)により前記海洋構造物制御情報をシミュレーターで生成して、状況認識ミドルウェアによって前記シミュレーターを前記第3−1段階で取得した前記海洋構造物の実際の反応に対するデータと実時間で連動させて、前記海洋構造物を自動で制御するアルゴリズムを生成する段階をさらに含んで、前記海洋構造物の反応に対するデータは、ストレーン、変形、亀裂、振動、周波数、腐食、侵食中少なくとも一つを含んで、前記第4段階は、有限要素解釈法(FEM)及び電算流体力学(CFD)を利用した3次元数値解釈(numerical analysis)プログラムが、前記海洋構造物の挙動及び構造的変化により発生しうるガス漏出、ガス拡散、火災又は、爆破などの仮想状況及び前記仮想状況によった対応方案に対するデータが保存された状況解釈モジュールと連動されてメンテナンス情報を生成することを特徴とする実時間海洋構造物に対する気体又は、流体力学的環境内外力、船体応力、6自由度運動及び運用位置の予測モニタリングすることを特徴とする請求項59に記載のメンテナンス情報提供方法。
- 前記第4段階のメンテナンスデータは、前記海洋構造物に備わった個別構造物のあらかじめ設定れた重要度により区別されて獲得されることを特徴とする実時間海洋構造物に対する気体又は、流体力学的環境内外力、船体応力、6自由度運動及び運用位置の予測モニタリングすることを特徴とする請求項59に記載のメンテナンス情報提供方法。
- 前記メンテナンス データは、メンテナンスが必要な位置情報、メンテナンス費用情報、メンテナンス所要時間情報又は、構造物別残余寿命情報のうちの少なくとも一つを含むことを特徴とする実時間海洋構造物に対する気体又は、流体力学的環境内外力、船体応力、6自由度運動及び運用位置の予測モニタリングすることを特徴とする請求項59に記載のメンテナンス情報提供方法。
- レーダー、IMU、GPS計測技法、X−band又はS−band、レーダーを利用して衝突及び防止だけでなく波浪、波高を測定及びウエーブ
モーション(Wave motion)を予測して、少なくとも一つのIMUを利用して海洋構造物の6自由度モーションだけでなくホッグ
(Hogging)、サギング(Sagging)、トーション(Torsion)まで計測して、時間と空間情報取得道具を利用して海洋構造物の移動距離及び座標計測衛星の環境外力データをレーダー(Radar)及びIMUのデータと連動して海洋構造物の疲労最小化して、EEOI/EEDI/DP Boundary/MC Boundary/Risers(SCR、TTR、Tendon)/Lowering/ROV/Drill Rigに反映して予測プロシージャのアルゴリズムとシミュレーターに変えることを特徴とする実時間海洋構造物に対する気体又は、流体力学的環境内外力、船体応力、6自由度運動及び運用位置の予測モニタリングすることを特徴とする制御方法。 - レーダーは波高、波浪、周期、波の速度及び方向を測定するものの、レーダーのポラー(Polar)イメージ収集は32個で限定されなくて、実時間動的イメージプロセッシングをするために新しいポラーイメージを受けると同時に最初あるいは一番古くなったポラーイメージを削除して実時間動的イメージプロセッシングをすることを特徴とする実時間海洋構造物に対する気体又は、流体力学的環境内外力、船体応力、6自由度運動及び運用位置の予測モニタリングすることを特徴とする請求項63に記載の制御方法。
- 前記レーダーは衝突防止、波浪/波高測定及びウエーブ
モーション(Wave motion)予測機能を連動することを特徴とする実時間海洋構造物に対する気体又は、流体力学的環境内外力、船体応力、6自由度運動及び運用位置の予測モニタリングすることを特徴とする請求項63に記載の制御方法。 - 前記予測機能は、既存のX−Band又はS−Band衝突防止用レーダーを利用して、RF1x2スプリッタ(Splitter)、RF増幅器又は、光信号伝送及び増幅機能を活用して波浪、波高、周期、方向計測結果を抽出することを特徴とする実時間海洋構造物に対する気体又は、流体力学的環境内外力、船体応力、6自由度運動及び運用位置の予測モニタリングすることを特徴とする請求項65に記載の制御方法。
- 6自由度モーション補償(Motion Compensated)X/S−Band Waveレーダー、波高測定センサ、ドップラー(Doppler)、Time of Flight及び映像接続(Image Overlay)方式を利用することを特徴とする実時間海洋構造物に対する気体又は、流体力学的環境内外力、船体応力、6自由度運動及び運用位置の予測モニタリングすることを特徴とする請求項63に記載の制御方法。
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