JP2019532262A - 船舶運航を最適化するための方法及びシステム - Google Patents
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Abstract
Description
− 毎分プロペラ回転数と、プロペラのトルク、推進力(propulsion power)、推力(thrust)、およびエンジンの燃料消費量のうち少なくとも1つとを取得するステップ;
− 船舶の対地速度を取得するステップ;並びに
− 取得されたデータと流体力学的モデリングを用いて船舶の対水速度を決定するステップ;
を含む。
− 毎分プロペラ回転数と、プロペラのトルク、推進力、推力、およびエンジン燃料消費量のうちの少なくとも1つとを受信するように構成された第1の受信機;
− 船舶の対地速度を受信するように構成された第2の受信機;並びに
− 受信したデータおよび流体力学的モデリングに基づいて、船舶の対水速度を決定するように構成された少なくとも1つのプロセッサ;
を有する。
− 毎分プロペラ回転数と、プロペラのトルク、推進力、推力、およびエンジンの燃料消費量のうち少なくとも1つとを取得するステップ;
− 船舶の対地速度を取得するステップ;並びに
− 取得したデータと流体力学的モデリングを用いて船舶の対水速度を決定するステップ;
を含む。
(外1)
はさらに2つの部分に分けられ、第1は穏やかな海の抵抗、すなわちRCSであり、第2は穏やかな海以外の外的条件によって経験される追加の抵抗、すなわちΔRを表す。穏やかな海は、風がない、波がない、深海の状況などと定義される。
(外2)
で表される、穏やかな海の条件における抵抗変数の値を計算し、以下の式を使用することによって決定され得る:
(外3)
は推定STWであり、
(外4)
は推定追加抵抗であり、
(外5)
は推定海流である。全ての変数は、時間tにおいて測定または推定される。重要なことに、
(外6)
は推定パラメータであるので、例えば風または波に関連する直接データはデータソースとして必要とされない。
(外7)
はSTWログデータをキャリブレーションすることに関連する状態変数、εは測定ノイズを記述するランダム変数、ηは状態の発展速度を制御するランダム変数である。
(外8)
は推定海流であり、εは測定雑音を記述するランダム変数である。
− 毎分プロペラ回転数と、プロペラのトルク、推進力、推力、およびエンジン燃料消費量のうちの少なくとも1つとを受信するように構成された第1の受信機;
− 船舶の対地速度を受信するように構成された第2の受信機;並びに
− 受信したデータおよび流体力学的モデリングに基づいて、船舶のSTWを決定するように構成された少なくとも1つのプロセッサ;
を有する。
図3は、本開示の実施形態による、船舶(図示せず)のSTWを決定するためのセンサシステム100のブロック図を示す。システム100は、船舶の推進に関するデータを受信するように動作可能な第1の受信機102と、船舶の対地速度に関するデータを受信するように動作可能な第2の受信機104と、海流のデータを受信するように動作可能な第3の受信機106と、1つまたは複数のSTWログからデータを受信するように動作可能な第4の受信機108とを含む。システム100はまた、第1、第2、第3、および第4の受信機102、104、106、および108に動作可能に結合されたプロセッサ110のような少なくとも1つのプロセッサを含む。プロセッサ110は、第1の受信機102および第2の受信機104からの受信データおよび以前のデータに基づき且つ流体力学的モデリングを使用して、船舶のSTWを決定するように構成される。プロセッサ110はさらに、船舶のSTWの計算において、第3の受信機106からの受信データ(すなわち、船舶の進路に関連する海流のデータ)を使用するように構成される。
Claims (17)
- センサシステムを使用して、船舶運航の最適化のために船舶の対水速度を決定するための方法であって:
− 毎分プロペラ回転数と、プロペラのトルク、推進力、推力およびエンジン燃料消費量のうち少なくとも1つとを取得するステップ;
− 前記船舶の対地速度を取得するステップ;並びに
− 取得したデータと流体力学的モデリングを用いて前記船舶の前記対水速度を決定するステップ;
を含む、
方法。 - 前記毎分プロペラ回転数、前記プロペラのトルク、前記推進力、前記推力および前記エンジン燃料消費量のうち少なくとも1つは、前記船舶の振動に基づく対応する間接測定値から得られる測定値である、
請求項1に記載の方法。 - − 1つまたは複数の対水速度ログからデータを取得するステップ、および
− 前記船舶の前記対水速度を決定し、対水速度ログデータをキャリブレーションするために、前記の取得したデータを使用するステップ、
をさらに含む、
請求項1又は2に記載の方法。 - 海流データを取得し、前記船舶の前記対水速度を決定する際に前記データを使用するステップをさらに含む、
請求項1乃至3のいずれか1項に記載の方法。 - 前記対水速度は、統計的状態空間モデルを使用して決定される、
請求項1乃至4のいずれか1項に記載の方法。 - 前記対水速度は、リアルタイムで決定される、
請求項1乃至5のいずれか1項に記載の方法。 - 前記船舶の前記対水速度は、次の状態空間定式化:
ここで、fおよびgは、
(外1)
は推定対水速度であり、
(外2)
は前記対水速度に応じた穏やかな海の抵抗であり、
(外3)
は穏やかな海の抵抗の上部の推定追加抵抗であり、
(外4)
は推定海流であり、パラメータα、β、およびγはデータに基づいて推定される状態変数である、
請求項1乃至6のいずれか1項に記載の方法。 - KQおよびKTは、線形関数又は二次関数である、
請求項7に記載の方法。 - 前記状態空間定式化は、測定された対水速度を考慮に入れるとともにそれをキャリブレーションする式:
ここで、vWは前記対水速度であり、
(外5)
は、対水速度ログデータをキャリブレーションすることに関連する状態変数であり、εは測定ノイズを表すランダム変数であり、ηは前記状態の発展速度を制御するランダム変数である、
請求項7又は8に記載の方法。 - 前記状態空間定式化は、予測海流を考慮に入れる式:
ここでcは海流予測であり、
(外6)
は推定海流であり、εは測定ノイズを表すランダム変数である、
請求項7乃至9のいずれか1項に記載の方法。 - 前記モデルの未知のパラメータは、少なくとも1つの動的状態空間推定法を使用して推定される、
請求項7乃至10のいずれか1項に記載の方法。 - 前記の決定された対水速度は、前記船舶の運航を最適化するために使用され、前記最適化は、
−前記船舶の船体を掃除するための時間を最適化すること、
−前記船舶の操舵を最適化すること、
−航海の速度プロファイルを最適化すること、および
−航海経路を最適化すること、
を含むグループから選択される、
請求項1乃至11のいずれか1項に記載の方法。 - 船舶の対水速度を決定するためのセンサシステムであって:
− 毎分プロペラ回転数と、プロペラのトルク、推進力、推力、およびエンジン燃料消費量のうちの少なくとも1つとを受信するように構成された第1の受信機;
− 前記船舶の対地速度を受信するように構成された第2の受信機;並びに
− 受信したデータおよび流体力学的モデリングに基づいて、前記船舶の前記対水速度を決定するように構成された少なくとも1つのプロセッサ;
を有する、
センサシステム。 - 前記第1の受信機は、船舶振動に基づく対応する間接測定値から、前記毎分プロペラ回転数、前記プロペラのトルク、前記推進力、前記推力および前記エンジン燃料消費量の少なくとも1つを受信するように構成される、
請求項13に記載のセンサシステム。 - 前記船舶の進路に関する海流データを受信するように構成された第3の受信機をさらに有し、前記プロセッサは、前記船舶の前記対水速度の計算において前記の受信したデータを使用するようにさらに構成される、
請求項13又は14に記載のセンサシステム。 - 前記プロセッサは、前記対水速度をレンダリングするようにさらに構成される、
請求項13乃至15のいずれか1項に記載のセンサシステム。 - 対水速度ログからデータを受信するように構成された第4の受信機をさらに有し、前記プロセッサは、前記船舶の前記対水速度を決定して対水速度ログデータをキャリブレーションする際に前記の取得したデータを使用するようにさらに構成される、
請求項13乃至16のいずれか1項に記載のセンサシステム。
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