JP2024507401A - 液体製品を船に輸送するためのタンク内に配置されたポンプの動作の監視と予測 - Google Patents

Abstract

本発明は、船（１）上で液体製品を輸送するためのタンク（３）内に配置されるポンプ（３０）の動作を監視及び予測することに関し、前記ポンプ（３０）は、前記タンク（３）内に配置されたポンプヘッド（３１）を有する。少なくとも、前記ポンプ（３０）の前記必要な正味吸引ヘッドと、前記タンクの前記現在の充填レベルと、現在の海況及び／又は前記船の現在の動き状態である前記現在の動き状態との関数として、前記ポンプ（３０）のトリップリスクパラメータが推定され、前記トリップリスクパラメータの関数としてユーザは指示の提供を受ける。特に、低温の液体製品を輸送する船、特に推進のためにボイルオフガスを消費するタイプのＬＮＧを輸送する船に適用される。【選択図】図２

Description

本発明は、船上で液体製品を輸送するためのタンク内に配置されたポンプの動作を監視及び予測することに関し、特に、液化ガス、特に液化天然ガスなどの低温液体製品を輸送するための密閉断熱タンクに関する。

密閉断熱タンクは、大気圧下で、例えば－５０℃から０℃の間の温度を有する液化石油ガス（ＬＰＧとしても知られる）を輸送するため、又は、約－１６２℃で液化天然ガス（ＬＮＧ）を輸送するためのタンクなど、液化ガスを低温で保管及び輸送するために広く使用されている。これらのタンクは、液化ガスを輸送すること、及び／又は浮体構造物の推進用の燃料として使用される液化ガスを受け取ることを目的としている場合がある。多くの液化ガス、特にメタン、エタン、プロパン、ブタン、アンモニア、水素、又はエチレンも想定されうる。

船のタンクは、大気圧下での輸送を可能にする単一又は二重のシールメンブレンを備えたタンクであってもよい。シールメンブレンは通常、ステンレス鋼又はインバー（Invar）の薄いシートでできている。メンブレンは通常、液化ガスと直接接触する。

タンク内の液体は輸送中に様々な動きをする。特に、海上での船の動きは、例えば、海況や風のような気象条件の影響下で、タンク内の液体の撹拌を引き起こす。液体の撹拌は一般に「スロッシング」という用語で知られている。

これらのスロッシング現象は、天然ガス（以降、「ＬＮＧ」と呼ぶ）輸送及び／若しくはユーザ船（しばしば「ＬＮＧ燃料船」と呼ばれる）又はＬＮＧタンカーで発生し、また、これらのスロッシング現象は、例えば、浮体式液化天然ガス生産設備（Floating Liquefied Natural Gas（FLNG））又は浮体式貯蔵再ガス化設備（Floating Storage and Regasification Unit（FSRU））と一般的に呼ばれる（より一般的には、製造、貯蔵、及び輸出のための浮体式の構造物と呼ばれる）、採油プラットフォームや天然ガス液化プラントなどの浮体式生産貯蔵積出（Floating Production Storage and Offloading（FPSO））と呼ばれる係留された貯蔵船でも発生する。

上述の密閉断熱タンクには、場合に応じて液体を排出したり、及び／又は、エンジンに液体を送り込んだりするために１つ又は複数のポンプがそれぞれ設けられている。それ自体既知の方法で、各ポンプは、タンクの上部に向かって液体を吸引することを目的としたポンプヘッドを有する。できるだけ多くの液体を吸引するために、従来、ポンプヘッドはタンクの下壁に近接して配置されていた。

タンクへの積載及びタンクからの排出が可能な液体貨物の有効体積を最適化するために、液体ヒール、つまりタンクがほぼ空になったときにタンクの下部に存在する液体の体積は、できるだけ小さい体積でなければならない。ただし、タンクがほぼ空になると、スロッシングによりポンプヘッドが部分的又は完全に液体で覆われなくなる可能性がある。ポンプの動作中にこれが発生すると、ポンプヘッドの露出により、ポンプ内でのキャビテーション現象の発生やポンプの「トリップ」が発生する可能性がある。更に、ポンプ内のキャビテーション現象やポンプのトリップは、ポンプ、さらにはポンプに接続されている配管や流体システムを劣化させたり損傷したりする可能性があるため、できる限り回避する必要がある。

欧州特許出願公開第１３１４９２７号明細書及び国際公開第２０１７／０５５７４４号では、エンクロージャ又は容器でポンプヘッドを囲むことが提案されており、エンクロージャ又は容器は、ポンプヘッドの周囲の液体を一定の高さに保持するためのバルブを備えており、これにより、ポンプヘッドが露出するリスクが制限される。

本発明は、ポンプのトリップリスクパラメータを推定することによってポンプの動作を自動的に監視し、トリップリスクパラメータの関数としてユーザに指示を提供する別のアプローチを提案する。従って、本発明の基礎となる１つのアイデアは：ポンプのトリップのリスクに関連するパラメータ、特に、ポンプに必要なＮＰＳＨ、タンクの現在の充填レベル、及び現在の動作状態を決定し；これらのパラメータの関数としてポンプがトリップするリスクを推定し；トリップリスクパラメータの関数としてユーザに指示を提供することである。本発明の基礎となる別のアイデアは、数値流体力学（Computational Fluid Dynamics（CFD））の手法によって、又は、教師あり機械学習方法によって訓練された予測モデルを利用して、タンク内の液体と気体の界面の位置の変化のシミュレーションのいずれかに基づいてトリップリスクパラメータを推定することである。

第１の変形例による一実施形態によれば、本発明は、船上で液体製品を輸送するためのタンク内に配置されており、前記タンク内に配置されたポンプヘッドを有するポンプの動作を監視するためのコンピュータによって実行される監視方法であって、
－前記ポンプの少なくとも１つの動作パラメータを取得し、
－前記ポンプの必要な正味吸引ヘッドを、前記ポンプの前記少なくとも１つの動作パラメータの関数として決定し、
－前記タンクの現在の充填レベルを決定し、
－現在の海況及び／又は前記船の現在の動き状態である、現在の動き状態を決定し、
－このようにして決定された、少なくとも、前記ポンプの前記必要な正味吸引ヘッド、前記タンクの前記現在の充填レベル、及び前記現在の動き状態の関数として前記ポンプのトリップリスクパラメータを推定し、前記トリップリスクパラメータの関数としてユーザに指示を提供する
ことを備える監視方法を提供する。

このような方法により、乗組員などのユーザは、必要に応じて、例えば、船を減速又は停止したり、船の針路を変更したりするなど、ポンプがトリップするリスクを制限するために必要なあらゆる措置を講じることができ、従って、ポンプやポンプに接続されている流体システムが損傷するリスクが軽減される。

実施形態に応じて、上述の方法は、以下の特徴のうちの１つ以上を有してもよい。

一実施形態によれば、ポンプの少なくとも１つの動作パラメータは、ポンプの吐出量を含む。

この方法は、タンク内のポンプヘッドのあらゆる位置に適している。ただし、タンクの底部に向かって配置されたポンプヘッドには有利な用途がある。一実施形態によれば、タンクはサンプを有し、ポンプヘッドは前記サンプ内に配置される。一実施形態によれば、ポンプヘッドはタンクの下壁に近接して配置される。

一実施形態によれば、前記ポンプヘッドは、前記タンクの下壁に近接して配置され、前記ポンプヘッドは前記タンク内に配置された容器に収容されており、前記容器は、前記タンクの前記下壁に面し、前記容器の内部を前記容器の外部と連通させる通路を備える、底を備え、前記容器の前記底の反対側である、前記容器の上部は、前記タンクの内部と連通する開口を備え、前記容器は、更に、前記容器の前記底に担持された対応するバルブシートと協働するように配置された少なくとも１つの可動バルブを有し、前記容器の外部と前記容器の内部の間の、前記バルブにかかる圧力差が決定されたポジティブ閾値未満であるとき、前記バルブは、前記容器の前記底の前記通路を遮断することができ、前記圧力差が前記閾値よりも大きいとき、前記バルブは、前記通路を解放することができる。

バルブを備えたこのような容器は、ポンプヘッドが常に液体で囲まれることを保証する傾向があり、この液体はバルブによって容器内に保持される。従って、容器はポンプがトリップする危険性に対して追加の保護を提供する。従って、容器と上記の方法を組み合わせることで、ポンプがトリップする危険性を大幅に減らすことができる。

一実施形態によれば、このようにして決定された、前記ポンプの前記必要な正味吸引ヘッドと、前記タンクの前記現在の充填レベルと、前記現在の動き状態との関数として、また、前記船の喫水、前記船の速度、前記船の船首方位、及び前記ポンプの少なくとも１つの動作パラメータのうちの少なくとも１つの関数として、前記ポンプのトリップリスクパラメータを推定する。

一実施形態によれば、前記ポンプのトリップリスクパラメータを推定することを含むステップは、
－数値流体力学手法により、前記タンク内の前記液体の自由表面の位置の展開をシミュレーションし、
－シミュレーションの結果から、前記ポンプヘッドにおける前記自由表面の前記タンク内における高さの展開を抽出し、
－前記高さの前記展開と前記ポンプの前記必要な正味吸引ヘッドとの関数として、前記ポンプの前記トリップリスクパラメータを計算する
ことを含む。

他の実施形態によれば、前記ポンプのトリップリスクパラメータを推定することを含むステップは、訓練データセットに対して教師あり機械学習方法によって訓練された予測モデルを利用して実行され、
前記訓練データセットは、
－複数のテストの結果であって、各テストは、所定の充填レベルを有するテストタンクに動きの影響を受けさせ、前記ポンプヘッドにおける前記液体の自由表面の前記テストタンク内の高さを測定することを含む、複数のテストの結果、及び／又は
－シミュレーションの結果であって、それぞれのシミュレーションは、数値流体力学手法によって、所定の充填レベルを有し動きの影響を受けるタンクモデル内の前記液体の自由表面の位置の展開をシミュレーションし、前記シミュレーションの結果から、前記ポンプヘッドにおける前記液体の前記自由表面の前記タンク内の高さの展開を抽出する、シミュレーションの結果
に基づいて取得される。
一実施形態によれば、訓練データセットは、そのようなシミュレーション結果のみに基づいて取得される。数値流体力学手法によるシミュレーションが、テストタンクでのテストよりも高速且つ低コストで実行できるため、これは特に有利である。従って、より多くのデータポイントにわたって予測モデルを訓練することが可能になり、トリップリスクの予測の品質が向上する。更に、このようなシミュレーションにより、例えば非常に低い温度など、テストタンク内で再現するのが難しい液体の特性をより適切に考慮することができる。

「教師あり機械学習方法」とは、注釈付きの例に基づいて予測関数を学習することからなる機械学習法（人工学習又は統計学習という用語でも知られる）を意味する。換言すれば、教師あり機械学習方法では、予測すべき解が既知である複数の例に基づいて予測可能なモデルを構築することができる。教師あり機械学習方法は、通常、コンピュータによって実行される。

訓練データセットに対する教師あり機械学習方法による訓練により、タンク内の液体のスロッシングを明示的にシミュレートする必要なく、少なくとも、ポンプの必要な正味吸引ヘッドと、タンクの充填レベルと、現在の海況及び／又は前記船の現在の動き状態の関数として、予測モデルをポンプのトリップリスクパラメータを計算によって推定することができる。予測モデルは、テストが実施されていない、タンクの充填レベルの値や、現在の海況及び／又は前記船の現在の動き状態についても、この推定を実行できる。従って、予測モデルを使用して、船での実際の使用条件下でポンプのトリップリスクパラメータを推定することができる。

一実施形態によれば、トリップリスクパラメータはバイナリタイプである。つまり、予測モデルはポンプがトリップする危険性があるかどうかのみを予測する。本発明の範囲内で訓練される予測モデルは、分類問題を解決することができる。教師あり機械学習によってこのタイプの予測モデルを訓練する方法は、機械学習の分野ではよく知られている。

一実施形態によれば、ポンプのトリップリスクパラメータは、１つ又は複数の定量的パラメータを含む。予測モデルは回帰問題を解決できるようになる。教師あり機械学習によってこのタイプの予測モデルを訓練する方法は、機械学習の分野ではよく知られている。

一実施形態によれば、前記ポンプのトリップリスクパラメータは、
－前記ポンプヘッドで利用可能な正味吸引ヘッドが前記ポンプの前記必要な正味吸引ヘッドよりも小さくなる状況の発生確率、
－前記ポンプヘッドで利用可能な正味吸引ヘッドが前記ポンプの前記必要な正味吸引ヘッドも小さくなる状況の最大継続時間、
－前記ポンプヘッドで利用可能な正味吸引ヘッドが前記ポンプの前記必要な正味吸引ヘッドも小さくなる状況の発生回数、
－前記ポンプヘッドで利用可能な正味吸引ヘッドが前記ポンプの前記必要な正味吸引ヘッドも小さくなる合計時間、
－前記ポンプヘッドで利用可能な正味吸引ヘッドが前記ポンプの前記必要な正味吸引ヘッドも小さくなる状況の平均持続時間、
－所定の期間を超える期間、前記ポンプヘッドで利用可能な正味吸引ヘッドが前記ポンプの前記必要な正味吸引ヘッドよりも小さくなる状況の発生確率、
のうちの少なくとも１つを含む。

一実施形態によれば、前記教師あり機械学習方法による訓練中に、前記予測モデルに少なくとも１つの制約が課される。

従って、予測モデルの訓練は、例えば、タンクの充填レベルが特定の閾値を超えた場合にポンプがトリップするリスクがないことなど、基本的な物理的考慮事項に基づいて、及び／又は、例えば、より強い動きを受けたりタンクの寸法が大きくなると、ポンプがトリップする危険性が高まる可能性があるということなど、実際の経験から得られた考察に基づいて、次のように行われてもよい。この結果、予測モデルによるトリップリスクパラメータの推定精度が向上する。

一実施形態によれば、前記方法は、前記ポンプのトリップリスクパラメータを低減することを目的とした決定を支援するステップを更に含む。

一実施形態によれば、前記予測モデルは複数のポンプを考慮しており、前記予測モデルは、各ポンプのトリップリスクパラメータを前記船内の位置の関数として推定することができる。

一実施形態によれば、本発明は、更に、船上で液体製品を輸送するためのタンク内に配置されるポンプの動作を監視するための監視システムであって、前記ポンプは、前記タンク内に配置されたポンプヘッドを有し、
－前記ポンプの少なくとも１つの動作パラメータを取得し、前記ポンプの前記少なくとも１つの動作パラメータの関数として、前記ポンプの必要な正味吸引ヘッドを決定ことができる、前記ポンプの命令及び制御部と、
－前記タンクの現在の充填レベルを測定する少なくとも１つの充填レベルセンサと、
－現在の海況及び／又は前記船の現在の動き状態である、現在の動き状態を評価することができる動き状態評価装置と、
－少なくとも、このようにして決定された、前記ポンプの前記必要な正味吸引ヘッドと、前記タンクの前記現在の充填レベルと、前記現在の動き状態との関数として、前記ポンプのトリップリスクパラメータを推定し、前記トリップリスクパラメータの関数としてユーザに指示を提供するように構成された処理手段と、
を含むことを特徴とする監視システムを提供する。

このようなシステムは、上で説明した方法と同じ利点を提供する。

一実施形態によれば、前記タンクはサンプを有し、前記ポンプヘッドは前記サンプ内に配置される。一実施形態によれば、前記ポンプヘッドは、前記タンクの下壁に近接して配置される。

一実施形態によれば、前記ポンプヘッドは、前記タンクの下壁に近接して配置され、前記ポンプヘッドは前記タンク内に配置された容器に収容されており、前記容器は、前記タンクの前記下壁に面し、前記容器の内部を前記容器の外部と連通させる通路を備える、底を備え、前記容器の前記底の反対側である、前記容器の上部は、前記タンクの内部と連通する開口を備え、前記容器は、更に、前記容器の前記底に担持されたバルブシートと協働するように配置された少なくとも１つの可動バルブを有し、前記容器の外部と前記容器の内部の間の、前記バルブにかかる圧力差が決定されたポジティブ閾値未満であるとき、前記バルブは、前記容器の前記底の前記通路を遮断することができ、前記圧力差が前記閾値よりも大きいとき、前記バルブは、前記通路を解放することができる。

一実施形態によれば、このようにして決定された、前記ポンプの前記必要な正味吸引ヘッドと、前記タンクの前記現在の充填レベルと、前記現在の動き状態との関数として、また、前記船の喫水、前記船の速度、前記船の船首方位、及び前記ポンプの少なくとも１つの動作パラメータのうちの少なくとも１つの関数として、前記ポンプのトリップリスクパラメータを推定する。

第２の変形例による一実施形態によれば、本発明は、また、船上で液体製品を輸送するためのタンク内に配置されるポンプの動作を予測するためにコンピュータによって実行される予測方法であって、前記ポンプは、前記タンク内に配置されたポンプヘッドを有し、
－前記ポンプの少なくとも１つの動作パラメータを取得し、
－前記ポンプの前記少なくとも１つの動作パラメータの関数として、前記ポンプの必要な正味吸引ヘッドを決定し、
－前記タンクの現在の充填レベルを決定し、
－気象情報と前記船の針路に基づいて、未来の海況及び／又は前記船の未来の動き状態である、未来の動き状態を推定し、
－少なくとも、このようにして決定された、前記ポンプの前記必要な正味吸引ヘッドと、前記タンクの前記現在の充填レベルと、前記船の針路と、このようにして推定された前記未来の動き状態との関数として、前記ポンプのトリップリスクパラメータを推定し、前記トリップリスクパラメータの関数としてユーザに指示を提供する、
ことを含むことを特徴とする予測方法を提供する。

一実施形態によれば、ポンプの少なくとも１つの動作パラメータは、ポンプの吐出量を含む。

一実施形態によれば、タンクはサンプを有し、ポンプヘッドは前記サンプ内に配置される。一実施形態によれば、ポンプヘッドはタンクの下壁に近接して配置される。

一実施形態によれば、前記ポンプヘッドは、前記タンクの下壁に近接して配置され、前記ポンプヘッドは前記タンク内に配置された容器に収容されており、前記容器は、前記タンクの前記下壁に面し、前記容器の内部を前記容器の外部と連通させる通路を備える、底を備え、前記容器の前記底の反対側である、前記容器の上部は、前記タンクの内部と連通する開口を備え、前記容器は、更に、前記容器の前記底に担持されたバルブシートと協働するように配置された少なくとも１つの可動バルブを有し、前記容器の外部と前記容器の内部の間の、前記バルブにかかる圧力差が決定されたポジティブ閾値未満であるとき、前記バルブは、前記容器の前記底の前記通路を遮断することができ、前記圧力差が前記閾値よりも大きいとき、前記バルブは、前記通路を解放することができる。

一実施形態によれば、このようにして決定された、前記ポンプの前記必要な正味吸引ヘッドと、前記タンクの前記現在の充填レベルとの関数として、また、前記船の喫水及び／又は前記ポンプの動作パラメータの関数として、前記ポンプのトリップリスクパラメータを推定する。

一実施形態によれば、前記ポンプのトリップリスクパラメータを推定することを含むステップは、
－数値流体力学手法により、前記タンク内の前記液体の自由表面の位置の展開をシミュレーションし、
－シミュレーションの結果から、前記ポンプヘッドにおける前記自由表面の前記タンク内における高さの展開を抽出し、
－前記高さの前記展開と前記ポンプの前記必要な正味吸引ヘッドとの関数として、前記ポンプの前記トリップリスクパラメータを計算する
ことを含む。

他の実施形態によれば、前記ポンプのトリップリスクパラメータを推定することを含むステップは、訓練データセットに対して教師あり機械学習方法によって訓練された予測モデルを利用して実行され、
前記訓練データセットは、
－複数のテストの結果であって、各テストは、所定の充填レベルを有するテストタンクに動きの影響を受けさせ、前記ポンプヘッドにおける前記液体の自由表面の前記テストタンク内の高さを測定することを含む、複数のテストの結果、及び／又は
－シミュレーションの結果であって、それぞれのシミュレーションは、数値流体力学手法によって、所定の充填レベルを有し動きの影響を受けるタンクモデル内の前記液体の自由表面の位置の展開をシミュレーションし、前記シミュレーションの結果から、前記ポンプヘッドにおける前記液体の前記自由表面の前記タンク内の高さの展開を抽出する、シミュレーションの結果
に基づいて取得される。
一実施形態によれば、訓練データセットは、そのようなシミュレーション結果のみに基づいて取得される。

一実施形態によれば、前記船の針路に沿った前記ポンプのトリップリスクパラメータを低減することを目的とした決定を支援するステップを更に含む。

一実施形態によれば、前記予測モデルは複数のポンプを考慮しており、前記予測モデルは、各ポンプのトリップリスクパラメータを前記船内の位置の関数として推定することができる。

従って、乗組員などのユーザは、ポンプがトリップするリスクを軽減できる針路に船を従わせる決定を下すことができ、これにより、ポンプ及びポンプに接続された流体システムへの損傷のリスクが軽減される。

一実施形態によれば、本発明は、また、船上で液体製品を輸送するためのタンク内に配置されるポンプの動作を予測するための予測システムであって、前記ポンプは、前記タンク内に配置されたポンプヘッドを有し、
－前記ポンプの少なくとも１つの動作パラメータを取得し、前記ポンプの前記少なくとも１つの動作パラメータの関数として、前記ポンプの必要な正味吸引ヘッドを決定ことができる、前記ポンプの命令及び制御部と、
－前記タンクの現在の充填レベルを測定する少なくとも１つの充填レベルセンサと、
－気象情報と前記船の針路に基づいて、未来の海況及び／又は前記船の未来の動き状態である、未来の動き状態を評価することができる動き状態評価装置と、
－少なくとも、このようにして決定された、前記ポンプの前記必要な正味吸引ヘッドと、前記タンクの前記現在の充填レベルと、前記船の前記針路と、このようにして推定された前記未来の動き状態との関数として、前記ポンプのトリップリスクパラメータを推定し、前記トリップリスクパラメータの関数としてユーザに指示を提供するように構成された処理手段と、
を含むことを特徴とする予測システムを提供する。

上述の方法及びシステムは、あらゆる種類の液体製品を輸送する船に適用可能である。しかしながら、それらは、特に、低温の液体製品、特に液化ガスを輸送するための船に適用される。

幾つかの実施形態では、タンクは密閉タンク及び／又は断熱タンクである。

幾つかの実施形態では、液体製品は低温の液体製品である。

幾つかの実施形態では、低温の液体製品は液化ガス、特に液化天然ガス（ＬＮＧ）又は液化石油ガス（ＬＰＧ）である。

液化ガスがＬＮＧである場合、船は、ボイルオフガス（ＢＯＧ）を推進に消費するタイプの船であってもよい。このような船は、それ自体「ＬＮＧ燃料船」又はＬＦＳという名前で知られている。この場合、ポンプは、船の推進のためにＬＮＧを船の１つ又は複数のエンジンに送ることができるようにタンク内に配置されたポンプであることが好ましい。ポンプは船の航海中に定期的に作動する必要があるため、上述の方法及びシステムは特に有用である。

添付の図面を参照して説明され、単なる例示であり限定するものではない、本発明の幾つかの特定の実施形態に関する以下の説明から、本発明はよりよく理解され、更にその目的、詳細、特徴、利点がより明らかになるであろう。

図１は、液体製品、特に液化天然ガスを輸送するための船の概略図である。 図２は、図１の船のタンクのうちの１つの縦断面の部分図を示し、タンクは、タンクの下壁に近接してタンク内に配置されたポンプヘッドを有するポンプを有する。 図３Ａは、液体保持容器内に収容された図１のポンプヘッドの概略斜視図を表す。 図３Ｂは、図３Ａのポンプヘッド及び容器の平面図を表し、ポンプヘッドへの容器の固定を示し、容器の内部と容器の外部を連通させるためのバルブを備える容器の底を示す。 図３Ｃは、容器の底の部分断面図を示し、開位置にある図３Ａの容器のバルブを示す。 図３Ｄは、容器の底の部分断面図を示し、閉位置にある図３Ａの容器のバルブを示す。 図４は、ポンプの動作を監視するシステムを表しており、このシステムは図１の船に組み込まれている。 図５は、別の実施形態によるポンプの動作を監視するシステムを表す。 図６は、テストタンク上でテストを実施するために使用できる装置の概略図である。 図７は、ポンプのトリップリスクパラメータを推定するために使用できるデータベースを取得する方法のフローチャートである。 図８は、ポンプの動作を監視するための１つの方法を表すフローチャートである。 図９は、ポンプの動作を監視する別の方法を表すフローチャートである。 図１０は、ポンプの動作を予測する方法を示すフローチャートである。

以下の実施形態では、複数のタンクが配置されて支持構造を構成するダブルハルを有する船を例に挙げて説明する。このような支持構造では、タンクは、例えば角柱形状などの多面体形状を有する。

幾つかの実施形態では、タンクは密閉された断熱タンクである。このような密閉及び断熱タンクは、低温の液体製品の輸送、例えば液化ガス、特に液化天然ガス（ＬＮＧ）の輸送を目的としている。液化ガスはこのようなタンク内で低温で保管及び輸送されるため、液化ガスをこの温度に保つために断熱タンク壁が必要である。このような密閉及び断熱タンクには断熱バリアも有し、断熱バリアは、船のダブルハルに固定され、密閉された膜が張られている。例として、そのようなタンクは、出願人の名でＭａｒｋ ＩＩＩ（登録商標）又はＮＯ９６（登録商標）などのブランド名で販売されている技術に従って製造することができる。しかしながら、以下に説明する実施形態は、所望の液体製品を輸送するのに適しており、従って必ずしも密閉及び／又は断熱されていないタンクにも適用できることを指摘しておく。

図１は、４つのタンク２を有する船１を示しており、この場合、タンク２は密閉され、断熱されている。タンク３、４、５、６は、同一の充填状態であっても、異なる充填状態であってもよい。

図２は、船１のタンク３の部分縦断面図を示す。船１のダブルハルは、タンク３の壁が取り付けられる支持構造１Ａを形成する。タンク３の各壁には、支持構造１Ａ上に固定された二次断熱バリアと、二次断熱バリアによって支持された二次密閉メンブレンと、二次密閉メンブレンを覆う一次絶縁バリアと、一次断熱バリアによって支持された一次密閉メンブレンと、をこの順に含む、多層構造体を含む。

三脚マスト２０は、タンク３の横壁１２に近接して固定される。この三脚マスト２０は、船１の幅の実質的に半分の中央に配置されることが好ましい。三脚マストは、タンク３の上壁（図示せず）からタンク３の底壁１１（以下、「下壁」ともいう）まで延びている。三脚マスト２０は、１つ又は複数のポンプ３０を支持し、そのポンプヘッド３１は下壁１１に近接して配置されている。パイプは、ポンプヘッド３１を荷役システム（図示せず）にタンク３の上壁（図示せず）を通じて接続している。荷役システムは、ポンプ３０を介してタンク３内に含まれる液体製品３Ｌ、ここではＬＮＧを積み下ろしすることを可能にする。

タンク３からＬＮＧ３Ｌを荷降ろしするとき、又は船１のエンジンにガスを供給するためにＬＮＧ３Ｌを使用する場合、ポンプ３０は、ポンプヘッド３１を介してタンク３内のＬＮＧ３Ｌを吸引するために作動する。しかしながら、船１のエンジンにタンク３からのＬＮＧが供給され、船１が帰航する場合には、この復路の間に船１のエンジンに電力を供給するためにタンク３内にはＬＮＧ３Ｌの液状ヒールのみが保持される。
更に、海上では、船１は航行状況に応じて多くの動きを受ける。船１のこれらの動きは、タンク３内のＬＮＧ３Ｌに伝わり、ＬＮＧ３Ｌの自由表面４０の位置に影響を与え、この自由表面４０は、タンク３内に含まれる気相３ＧからＬＮＧ３Ｌを分離する液気界面を構成する。その場合、ポンプヘッド３１がＬＮＧ３Ｌによって部分的または完全に覆われなくなることが起こり得る。ポンプ３０の動作中にこれが起こると、そのようなポンプヘッド３１の露出は、ポンプ３０内でのキャビテーション現象の開始及び／又はポンプ３０のトリップにつながる可能性がある。しかしながら、ポンプ３０内のキャビテーション及びポンプ３０のトリップ現象は、ポンプ３０、更にはポンプ３０に接続されたパイプ及び流体システムを劣化又は損傷する可能性があるため、可能な限り回避されるべきである。この現象に対処するために、船１にはポンプ３０の動作を監視するシステムが設けられており、その実施形態を以下に説明する。

タンク３の下壁１１に近接したポンプヘッド３１の配置は、非限定的な例としてのみ図２に示されている。 幾つかの実施形態（図示せず）では、ポンプヘッド３１は、タンク３が収容するサンプ（図示せず）内に配置される。他の実施形態（図示せず）では、ポンプヘッド３１は、タンク３内の中間位置、又は、タンク３の上半分若しくは上４分の１にさえ配置される。以下に説明するポンプ３０は、一般に、タンク３内のポンプヘッド３１の任意の所望の位置に適している。

特定の一実施形態では、ポンプヘッド３１は、ＬＮＧ３Ｌを保持するための容器９０内に収容され、容器９０はタンク３の内部に配置される。図３Ａから図３Ｄは、そのような容器９０の実施形態を示す。

図３Ａは、容器９０及びポンプヘッド３１への前記容器９０の固定を示すために、容器９０内に収容されたポンプヘッド３１の概略斜視図を表す。

図３Ａに示される容器９０は、円筒形状を有する。容器９０は円形の底部９９（図３Ｂ参照）を有しており、タンク３の下壁１１と平行にその上に延びている。好ましくは、容器９０の底部９９とタンク３の下壁１１との間の距離は２５～１５０ｍｍであるが、最大値は２５０ｍｍにもなり得る。円形の側壁９１は、容器９０の底部９９からタンク３の上壁（図示せず）まで、すなわち、タンク３の下壁１１から垂直に離れる方向（地球の重力と平行な方向）延びている。

容器９０の上部には上部壁がなく、容器の底部９９の反対側の容器９０の上端は開いている。従って、タンク３内のＬＮＧ３Ｌのレベルが容器９の上にあるとき、容器９はＬＮＧ３Ｌで満たされる。

壁９１の内面９２は、容器９の内部に向かって半径方向に突出する２つのタブ９３を有する。これらのタブ９３は、内面９２の正反対のゾーンから延びる。ポンプヘッド３１は、半径方向外側（つまり容器の内面９２の方向）に突出する２つの肩部９４を有する。容器９０のタブ９３は、任意の適切な手段、例えば、ねじ及びナット、溶接などの助けを借りて、ポンプヘッド３１の肩部９４に固定される。従って、容器９０はポンプヘッド３１に固定され、前記ポンプヘッド３１は前記容器９０の内部に収容される。好ましくは、ポンプヘッド３１は容器９０の中心に位置する。

図３Ｂは、ポンプヘッド３１及び容器９０の平面図を表し、ポンプヘッド３１への容器９０の固定を示し、容器９０の内部と容器９０の外部を連通させるためのバルブ１６を備える容器９０の底部９９を示す。

図３Ａから図３Ｄに示される第１の実施形態では、容器９０は、容器９０の底部９９を通過する３つの通路９５（図３Ｃ及び図３Ｄを参照）を有する。これらの通路９５は、ポンプヘッド３１の周りに均等に分配される。更に、容器９０は、以下に説明するように、タンク３内に含まれるＬＮＧ３Ｌによって及ぼされる圧力に応じて通路９５を開放又は遮断するための３つのバルブ１６を有する。各バルブ１６は、それが協働する通路９５の直径よりも大きな直径を有する。更に、各バルブ１６は、それが協働する前記通路９５と同軸である。ここで、バルブ１６は円形である。

各通路９５は、容器の底部９９に取り付けられたインサート９７によって囲まれている。これらのインサート９７は、容器９０の対応する通路９５に続く中央貫通オリフィスを有する。更に、これらのインサート９７はそれぞれ、図３Ｃ及び図３Ｄを参照して以下に説明するように、それぞれのバルブ１６と協働するバルブシートを形成する。これらのインサート９７は、任意の適切な手段、例えばネジ及びナットの助け、又は溶接によって、容器９０の底部９９に固定される。

図３Ｃ及び３Ｄは、図３Ｂに示すバルブ１６の動作を示す。

タンク３の荷降ろし中にＬＮＧ３Ｌが吸引されるポンプヘッド３１の一端３８は、容器９０に収容されたＬＮＧ３Ｌに浸漬された状態を保つために、容器９０の底部９９に近接して配置されることが好ましい。

バルブ１６は、容器９０の底部９９に対して垂直であり、好ましくは地球の重力に対して平行である変位軸９５Ａに沿って容器内で動くことが可能である。この目的のために、案内システムは、バルブ１６の変位を案内し、制限することを可能にする。図３Ａから３Ｄに示される実施形態では、案内システムは、容器９０の底部９９に固定された４つのピン６０を有する（そのうちの３つだけが図３Ｃ及び３Ｄに示される）。各ピン６０は、容器９０の底部９９から容器９０の内部に向かって、バルブ１６の変位軸９５Ａと平行に延びている。これらのピン６０は、容器９０の底部９９に、例えば溶接などの任意の適切な手段によって、固定されている。各ピン６０は、この目的のために４つのアドホック穴を有するインサート９７を貫通する。容器９０の底部９９の反対側の各ピン６０の端部２１は、小さいサイズのねじ部２１を有する。

バルブ１６の周縁は４つの穴２２を有する。対応するピン６０が各穴２２を通過する。こうしてバルブは、ピン６０に沿って滑動する周縁によって変位が案内される。ナット３２が各ピン６０の端部２１にねじ込まれている。このナット３２は、前記端部２１とインサート９７との間の軸１９に沿ったバルブ１６の変位を阻止する肩部を形成する。

バルブ１６は、その自重の影響、及び、適切な例として、容器９０の内部と容器９０の外部との間でバルブ１６に加えられる差圧の影響を受けて、容器内で動くことが可能である。従って、ＬＮＧ３Ｌが容器９０の上端を越えて容器９０の前記開いた上端を通じて容器９に注ぐことなく、タンク３内に存在するＬＮＧ３Ｌが容器９の周囲を囲むと、バルブ１６は、一方では、容器９０内に存在するＬＮＧ３Ｌによって引き起こされる内圧を受け、他方では、バルブ１６と接触しており容器９０を囲んでタンク３内に存在するＬＮＧ３Ｌによって引き起こされる外圧を受ける。従って、バルブ１６は、バルブ１６を、インサート９７から、ひいてはバルブシートから、押し離すことを可能にする圧力差を受ける。この差圧により、次の式が満たされたときにバルブを開くことができる。

ここで、Ｐ_ｔａｎｋは、容器９０の外側のタンク３に収容されたＬＮＧ３Ｌがバルブ１６に及ぼす圧力を表し、Ｓ_{ｌｏｗｅｒ}は、容器９の外側のタンク３に収容されたＬＮＧ３Ｌと接触するバルブ１６の表面を表し、Ｆ_{ａｒｃｈｉｍｅｄｅｓ}は、容器９の外側のタンク３に収容されたＬＮＧ３Ｌによってバルブ１６に加えられる浮力を表し、Ｐ_{ｖｅｓｓｅｌ}は、容器９０内に収容されたＬＮＧ３Ｌによってバルブ１６に加えられる圧力を表し、Ｓ_{ｕｐｐｅｒ}は、容器９に収容されたＬＮＧの圧力がかかるバルブ１６の上面を表し、Ｗｅｉｇｈｔ_{ｖａｌｖｅ}は、バルブ１６の重量を表す。典型的には、この式は、バルブ１６の開度（つまりバルブシートを形成するインサート９７から離れる動き）が、容器９０の外側のタンク３に収容されるＬＮＧ３Ｌと、容器９０内に収容されるＬＮＧ３Ｌと、の高さの差に依存することを表す。

逆に、容器９０がＬＮＧ３Ｌによって囲まれていない場合、バルブ１６にかかる圧力は、容器９０に含まれるＬＮＧ３Ｌによって加えられる圧力だけである。従って、バルブ１６は、容器９０の底部９９に向かって押され、バルブシートと協働して、容器９０の底部９５の通路９５を遮断する。

バルブ１６は、開放圧力を制限するためにステンレス鋼タイプの金属よりも密度が低い材料で作られており、ＬＮＧに適合する。例として、プラスチック材料が好ましく、例えばＰＴＦＥコーティング又は固体材料の形態の、テフロン（登録商標）としても知られるポリテトラフルオロエチレンが好ましい。従って、バルブ１６は軽量であり、バルブの重量は、タンク３内の容器９０の外側に含まれるＬＮＧ３Ｌによって及ぼされる圧力の影響下でバルブの開口部にほとんど干渉しない。更に、ＰＴＦＥコーティングにより、バルブ１６に良好な滑り特性が与えられ、容器９０内で動くことを容易にする。

図３Ｃ及び図３Ｄに示すように、バルブ１６の下面は面取り部分２３を有する。従って、バルブ１６は円錐台形の部分を有し、その最小直径は容器９０の底部９９の近くに位置する。

また、バルブシートを形成するインサート９７にも面取り部分２４が設けられている。インサート９７の面取り部分２４は、バルブ１６の面取り部分２３と相補的であり、インサート９７の面取り部分２４は、容器９０の底部９９に近接した最小直径を有する。一般に、インサートの面取り部分２４は、通路９５を遮断するためにバルブ１６が協働するバルブシートを形成する。従って、バルブ１６の面取り部分２３が容器９０の底部９９と４５°の角度を形成する場合、インサート９７の面取り部分２４も、容器の底に対して４５°の角度を有する。

これらの面取り部分２３及び２４は、バルブシートとバルブ１６との間に大きな接触面を提供し、従って、バルブ１６が通路９５を妨げたときに容器９０の密閉性を向上させる。更に、バルブ１６が通路９５を遮断するために容器９０の底部９９の方向に移動されるとき、バルブシートの面取り形状２４がバルブ１６の変位をガイドする。

タンク３内のＬＮＧ３Ｌが船１の縦揺れや横揺れにより容器を取り囲んだり、容器に向かって移動したりすると、タンク３内に収容されたこのＬＮＧ３Ｌによってバルブ１６にかかる圧力により、バルブ１６をバルブシートから押し出すことが可能になる。従って、通路９５はもはや遮断されず、タンク３内に存在するＬＮＧは、コンテナの底部９９に位置する通路９５を通って容器９０に入る。逆に、タンク３に収容されたＬＮＧ３Ｌが容器９０を取り囲まず、バルブ１６をバルブシートから押し出すのに十分な圧力を加えない場合、バルブ１６がバルブシートを形成するインサートと密閉的に（leaktight manner）協働することによって通路９５を閉塞することにより、容器９０に収容されたＬＮＧ３Ｌは前記容器内に保持される。

例えば、国際公開第２０１７／０５５７４４号に記載されているように、容器９０及び／又はバルブ１６は、他の幾何学的形状であってもよい。

図４は、ポンプ３０の動作を監視するためのシステム１００（以下、便宜上「監視システム１００」又は「システム１００」と呼ぶ）の一例を示す。ここで、監視システム１００は船１に搭載されている。この監視システム１００は、パラメータの様々な測定値を取得するための複数の搭載センサ１２０に接続された中央処理装置１１０を有する。従って、例えば、センサ１２０は、各ポンプに対しポンプ３０の命令及び制御部１２１と、各タンクに対し少なくとも１つの充填レベルセンサ１２２と、動き状態評価装置１２３と、を含むが、これには限定されない。監視システム１００は、例えば気象データ、船舶位置データなどを取得するために、中央処理装置１１０が遠隔装置と通信できるようにする通信インターフェース１３０も有する。

命令及び制御部１２１は、ポンプ３０の１つ又は複数の動作パラメータを決定し、これ又はこれらの動作パラメータ及び少なくとも１つの動作設定値の関数としてポンプ３０の動作を制御するように構成される。

ポンプ３０の動作パラメータのうち、命令及び制御部１２１は、ポンプの少なくとも１つの必要な正味吸引ヘッド（required net positive suction head、以下「必要なＮＰＳＨ」と呼ぶ）を決定する。この量自体はポンプの分野ではよく知られている。ここでは、ＮＰＳＨは圧力又は液柱の高さ（liquid column height）として表現できる量であり、つまり、所定の圧力と温度の条件における所定のポンプと所定の液体では、利用可能なＮＰＳＨと必要なＮＰＳＨが区別される、ということを述べるにとどめる。ポンプの正しい動作を保証し、特にポンプ内でのキャビテーション現象の発生を回避するには、利用可能なＮＰＳＨが必要なＮＰＳＨより大きくなければならない。必要なＮＰＳＨは、ポンプが吸引する必要がある液体送出量に依存し、所定の圧力と温度の条件におけるこの液体送出量の関数としてポンプのメーカーによって提供される。具体的には、命令及び制御部１２１は、ポンプ３０が吸引する必要がある液体吐出量の設定値を読み取り、メモリに格納された数学的関係によって対応する必要なＮＰＳＨを計算することができ、又は、メモリに保存されているテーブルから対応する必要なＮＰＳＨを読み取ることもできる。

少なくとも１つの充填レベルセンサ１２２は、タンク３の現在の充填レベルを測定するように構成されている。タンク３の現在の充填レベルは、タンク３内の現在の液体の高さの形で、又は液体体積によるタンク３の充填率の形で測定される。ある程度の冗長性を確保するために、複数の充填レベルセンサ１２２（オプションとして、異なるタイプのもの）がタンク３内に配置されてもよい。

動き状態評価装置１２３は、例えば、３つの直交軸に従って並進及び回転において船が受ける加速度を測定することによって、船の測定された動きを決定する。船の動きを把握するために、１つ又は複数の加速度計、及び／又は、例えば機械式ジャイロスコープなどの１つ又は複数のジャイロスコープ、及び／又は、１つ又は複数の磁力計で構成される、以下ではＩＭＵと呼ぶ、慣性測定ユニットを使用することが有利に可能である。（同種又は異なる２種の）複数個の測定ユニット使用する場合を想定し、これらの測定ユニットは、船の動きの正確な測定を記録するために、船全体に分散されることが有利である。ＩＭＵは、一般にＭＲＵ（Motion Reference Unit）と呼ばれることもあることに注意されたい。

１つの代替案では、動き状態評価装置１２３は、船付近の現在の海況、例えば船付近の波の高さや周波数を取得する。一実施形態では、例えば、波の高さ及び／又は周波数は、乗組員による目視観察に基づいて提供される。

監視システム１００は更に、マンマシンインターフェース１４０を有する。このマンマシンインターフェース１４０は、表示手段４１を有する。この表示手段４１により、オペレータは、システムにより計算された各種情報、又はセンサ１２０によって得られた測定値、又はポンプのトリップリスクパラメータの指標さえも、取得することができ、この場合、トリップリスクパラメータは、以下でより詳細に説明するように推定することができる。

マンマシンインターフェース１４０は更に、オペレータが中央処理装置１１０に手動で数量を提供できるようにする取得手段４２を有する。これは、典型的には、船に必要なセンサがないか、センサが破損しているため、センサでは取得できないデータを中央処理装置１１０に提供するためである。一実施形態では、例えば、取得手段により、オペレータは、手動で、目視観察に基づいて波の高さ及び／又は周波数に関する情報項目を入力すること、及び／又は、船の船首方位及び／又は速度を入力することができる。

監視システム１００は更にデータベース１５０を有する。このデータベースは、以下でより詳細に説明するように、ポンプのトリップリスクパラメータを推定するために使用することができる。

図５は、陸上に配置され、船１と通信する監視システム２００の例を示す。船は、中央処理装置１１０、センサ１２０、及び通信インターフェース１３０を有する。監視システム２００は、中央処理装置２１０、通信インターフェース２３０、マンマシンインターフェース２４０、及びデータベース２５０を有する。管理システム２００の動作方法は、監視システム１００の動作方法と同様であるが、船１のセンサ１２０によって測定された情報が通信インターフェース１３０及び２３０によって陸上監視システム２００に送信されることだけが異なる。一例として、通信インターフェースは、地上無線周波数又は衛星データ送信を使用してもよい。

次に、データベース１５０が取得される方法について、図６及び図７を参照して説明する。

図６は、テストタンク１０１０上でテストを実施するためのテスト装置１０００の例を模式的に示す。テストは、所定の充填レベルの流体１０１１を有するテストタンク１０１０に動きを与え、少なくとも１つのレベルセンサ１０１２を利用して、テストタンク内のポンプヘッドにおける流体１０１１の自由表面の高さを測定する、ことを含む。レベルセンサ１０１２は、一例として、テストタンク１０１０の壁１０１０ａに配置されてもよい。一変形例では、テストタンク１０１０は、テストタンク１０１０と同一であり、動作を監視すべきポンプのポンプヘッドと同じ位置に実際にポンプヘッドを備えていてもよい。別の変形例では、ポンプヘッドをテストタンク１０１０から省略することができる。その場合、テストは、ポンプヘッドの意図された位置における流体１０１１の自由表面の高さを測定することを含み、ポンプヘッドは、流体１０１１の自由表面の位置の変化という点では無視できると考えられる。

テストタンク１０１０は、動作が監視されるポンプを受け入れるタンクよりも小さい寸法を有してもよく、及び／又はこのタンクを代表する幾何学的形状を有してもよい。

流体１０１１は、もちろん、タンクによって輸送され、動作が監視されるポンプによって汲み上げられるものと同じタイプであることが好ましい。それは特に、例えば－５０℃～０℃の温度を有する液化石油ガス（ＬＰＧとも呼ばれる）、又は大気圧下で約－１６２℃の液化天然ガス（ＬＮＧ）であってもよい。多くの液化ガス、特にメタン、エタン、プロパン、ブタン、アンモニア、水素、又はエチレンも想定されてよい。好ましくは、流体１０１１は、更に、タンクによって輸送される流体と同じ又は実質的に同じ液体／気体密度比(つまり、液相の密度と、液相と平衡状態にある気相の密度と、の比が同じ)を有し、より好ましくは、タンクによって輸送される流体と同じ密度及び／又は同じ粘度、更により好ましくは同じ温度を有する。

更に、テストタンク１０１０内の複数の点で流体の自由表面のレベルを測定することが可能であり、レベルセンサ１０１２の数及び配置はそれに応じて適合される。

上述したように、テストタンク１０１０はテスト中に動きを受ける。従って、図示の例では、装置１０００は、テストタンク１０１０が固定されるプラットフォーム１０１３を備える。プラットフォーム１０１３は、６つの油圧ジャッキ１０１５の動作によって駆動されて動く。これらの端の一方は３つの固定点１０１４でプラットフォームに接続され、もう一方の端はフレームワーク又は床１００１に接続される。これにより、テストタンク１０１０を並進及び回転において６自由度で駆動することが可能となる。もちろん、テストタンク１０１０は、異なる手段によって駆動され動かされてもよい。

装置１０００は更に、テスト制御部１０２０を備える。テスト制御部１０２０は、テストプログラムにおいてテストタンク１０１０に所定の動きをさせるために油圧ジャッキ１０１５を制御するように構成されている。例示的な一実施形態では、これらの動きは、船の動きを表す動きであり、好ましくは、船上のタンクの位置及び／又はタンクの形状を考慮する。別の例示的な実施形態では、これらの動きは所定の海況を表す動きであり、好ましくは船上のタンクの位置及び／又はタンクの形状を考慮しながら、対応する船の動きに変換される。所定の海況に基づいて船の対応する動きを評価することは、船の耐航性の評価においてよく知られた作業である。テスト制御部１０２０は更に、少なくとも１つのレベルセンサ１０１２によってテスト中に登録された値を記録する。

テスト制御部１０２０は、テストデータ処理部１０３０と通信する。テストデータ処理部１０３０は、少なくとも１つのレベルセンサ１０１２によってテスト中に登録された値、及び、テスト中にテストタンク１０１０に与えられる動きを、テスト制御ユニット１０２０から受信するための通信インターフェース１０３１を備える。テストデータ処理部１０３０は、メモリ１０３３及び中央処理部１０３２を更に備える。

テストデータ処理部１０３０は、機械学習方法によって、メモリ１０３３と通信する中央処理部１０３２上で予測モデルを訓練するように構成されている。予測モデルは、ポンプの必要なＮＰＳＨと、タンクの充填レベルと、現在の海況及び／又は船の現在の動き状態である現在の動き状態と、の関数としてポンプのトリップリスクパラメータを推定できる。

より具体的には、予測モデルの訓練は、教師あり機械学習方法によって実行される。この訓練は、メモリ１０３３と通信する中央処理部１０３２によって実行されてもよい。

一変形例では、訓練される予測モデルは、バイナリタイプ、つまり「はい／いいえ」のポンプのトリップリスクパラメータを推定することができる。言い換えれば、予測モデルはポンプがトリップするリスクがあるかどうかのみを予測する。予測モデルは分類問題を解決できるようになる。

別の変形例では、訓練される予測モデルは、ポンプのトリップのリスクに関する１つ又は複数の定量的パラメータを推定できる。そして、予測モデルは回帰問題を解決できるようになる。

一例として、ポンプのトリップリスクパラメータは、
－前記ポンプヘッド３１で利用可能なＮＰＳＨが前記ポンプ３０の前記必要なＮＰＳＨよりも小さくなる状況の発生確率、
－前記ポンプヘッド３１で利用可能なＮＰＳＨが前記ポンプ３０の前記必要なＮＰＳＨも小さくなる状況の最大継続時間、
－前記ポンプヘッド３１で利用可能なＮＰＳＨが前記ポンプ３０の前記必要なＮＰＳＨも小さくなる状況の発生回数、
－前記ポンプヘッド３１で利用可能なＮＰＳＨが前記ポンプ３０の前記必要なＮＰＳＨも小さくなる合計時間、
－前記ポンプヘッド３１で利用可能なＮＰＳＨが前記ポンプ３０の前記必要なＮＰＳＨも小さくなる状況の平均持続時間、
－所定の期間を超える期間、前記ポンプヘッド３１で利用可能なＮＰＳＨが前記ポンプ３０の前記必要なＮＰＳＨよりも小さくなる状況の発生確率、
のうちの少なくとも１つを含む。

トリップリスクパラメータは、バイナリタイプであろうと定量的タイプであろうと、いずれの場合も所定の期間にわたって推定される。

一実施形態では、予測モデルの訓練は、テストタンク１０１０で実行されたテストの結果に基づいて実行される。より具体的には、好ましい例では、予測モデルのトレーニングは、テストタンク１０１０で実行された各テスト後に推定される、ポンプのトリップリスクパラメータに基づいて実行される。このポンプのトリップリスクパラメータは、少なくとも１つのレベルセンサ１０１２によってテスト中に記録された値に基づいて計算される。一変形例では、予測モデルの訓練は、テストタンク１０１０で実行されたテストの結果と、液化ガスの輸送及び／又はユーザとして運用される船上で取得又は登録されたテストデータと、の両方に基づいて実行される。これらの船の１つ又は複数のタンクがテストタンク１０１０の機能を果たす。別の変形例では、予測モデルの訓練は、液化ガスの輸送及び／又はユーザとして運用される船上で取得又は登録されたテストデータのみに基づいて実行される。これらの船の、ポンプを備える１つ又は複数のタンクがテストタンク１０１０の機能を果たす。

別の実施形態では、予測モデルの訓練は、テストタンク１０１０に対して実行されたテストの結果に基づいてではなく、シミュレーションの結果に基づいて実行される。より正確には、上記説明したテストタンク１０１０でテストを実行する代わりに、テストタンク１０１０のモデル内の流体１０１１の自由表面の位置の展開は、数値流体力学（Computational Fluid Dynamics（CFD））の手法によってシミュレートされ、テストタンク１０１０のモデルは、上記説明したのと同様の方法で動きを受け、そして、ポンプヘッドにおける流体１０１１の自由表面の高さの展開がシミュレーションの結果から抽出される。ここでも、同様に、シミュレーションは、テストタンク１０１０と同一であり、動作を監視すべきポンプのポンプヘッドと同じ位置に配設されたポンプヘッドの存在を考慮してもよく、又は、ポンプヘッドの存在を考慮しなくてもよく、ポンプヘッドは、流体１０１１の自由表面の展開という点では無視できると考えられる。

更に別の実施形態では、予測モデルの訓練は、上記説明したように、テストタンク１０１０に対して実行されたテストの結果とシミュレーションの結果の両方に基づいて実行される。

シミュレーションは、メモリ１０３３と通信する中央処理部１０３２によって、又はそのシミュレーション結果をテストデータ処理部１０３０に通信する別のコンピュータによって実行されてもよいことに留意されたい。

ここで、データベース１５０を取得するための方法３００について、図７を用いて説明する。ステップ３０１から３０５は、メモリ１０３３と通信する中央処理部１０３２によって実行されてもよい。

オプションとして、方法３００は、予測モデルを訓練するために使用される訓練データセットから、ポンプヘッド３１で利用可能なＮＰＳＨがポンプ３０の必要なＮＰＳＨよりも小さい状況を明らかにしないテストの結果を除外するステップ３０１を含んでもよい。従って、予測モデルはポンプのトリップのリスクを明らかにしたデータに基づいてのみトレーニングされるため、トリップリスクパラメータの推定精度が向上する。

オプションのステップ３０１の後、方法３００は、既に上で説明したように予測モデルを訓練するステップ３０２を含む。

オプションとして、ステップ３０２中の教師あり機械学習方法による訓練中に、予測モデルに少なくとも１つの制約が課される。これらの制約は、例えば、タンクの充填レベルが特定の閾値を超えた場合にポンプがトリップする危険がないという基本的な物理的考慮事項に基づいて、及び／又は、例えば、動きが強くなるか又はタンクの寸法が大きくなると、ポンプがトリップする危険性が高まる可能性があるという、実際の経験から得られた考察に基づいて、定義できる。この結果、予測モデルによるトリップリスクパラメータの推定精度が向上する。

ステップ３０２の終わりに、少なくともタンクの充填レベル及び現在の海況の関数としてポンプのトリップリスクパラメータを推定することができる予測モデルが得られ、テストタンク１０１０でのテスト及び／又はシミュレーションによるテストが実施されていないものも含め、任意の値に対して予測を行うことができる。ただし、これを行うために必要な計算が長すぎる場合や、船上で実装するには大きすぎる計算リソースが必要になる場合がある。このため、できるだけ安価な船上システムを使用して、トリップリスクパラメータの推定をできるだけ早く取得することが重要である。このため、ステップ３０２の後、ステップ３０３が実行され、ステップ３０３は、それぞれが少なくともポンプの必要なＮＰＳＨと、タンクの充填レベルと、及び現在の海況を含む、複数の入力データベクトルを生成し、それに続くステップ３０４においては、ステップ３０３で生成された入力データベクトルのそれぞれについて、ステップ３０２で得られた予測モデルによってポンプのトリップリスクパラメータを取得し、入力データベクトルに関連付けてポンプのトリップリスクパラメータをデータベースに保存する。

オプションとして、ステップ３０５において、ステップ３０４で取得されたデータベースは、管理システム１００に送信されるか、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に保存される。データベース１５０も取得されるが、その使用については後述する。

これまで、予測モデルが、少なくともタンクの充填レベル及び現在の海況の関数としてポンプのトリップリスクパラメータを推定できるケースについて説明してきた。しかしながら、変形例として、予測モデルは、ポンプの必要なＮＰＳＨと、タンクの充填レベルと、現在の海況及び／又は船の現在の動き状態である現在の動き状態と、の関数として、また、オプションとして、船の喫水、船の速度、船の船首方位、及びポンプの少なくとも１つの動作パラメータのうちの少なくとも１つの関数として、ポンプのトリップリスクパラメータを推定することができる。

次に、予測モデル又はデータベース１５０を利用してポンプの動作を監視するための方法４００について、図８を参照して説明する。

第１の実施形態によれば、図８のフローチャートは、唯一の処理手段を形成する中央処理装置１１０上で完全に実行される。第２の実施形態によれば、図８のフローチャートは、船と通信する陸上管理システム２００上で部分的に実装される。この第２の実施形態によれば、船１はセンサ１２０からのすべての情報を陸上ステーションに送信し、中央処理装置１１０と中央処理装置２１０は共に分割処理手段を形成する。

方法４００は、ポンプ３０の命令及び制御部１２１によって提供される指示に基づいて、ポンプ３０の少なくとも１つの動作パラメータを取得し、ポンプ３０の必要なＮＰＳＨを、ポンプ３０のこの又はこれらの動作パラメータの関数として決定することを含む第１のステップ４０１を含む。

方法４００は、タンクの現在の充填レベル及び現在の動き状態を決定することを含む第２のステップ４０２を含む。タンクの現在の充填レベルは、通常、タンクの少なくとも１つの充填レベルセンサ１２２によって提供される充填指標に基づいて決定される。現在の動き状態は、上述したように、船の現在の動き状態及び／又は現在の海況である。現在の動き状態は、動き状態評価装置１２３によって提供される指示に基づいて決定される。現在の動き状態が船舶の現在の動き状態である場合、動き状態評価装置１２３によって提供される指標は、取得期間にわたって平均化されてもよく、これは、ＩＭＵが通常、ポンプ３０の必要なＮＰＳＨの展開の通常の持続時間よりもはるかに長い取得頻度を有するという事実を考慮したものである。次いで、ステップ４０１及び４０２で決定された他のデータも、この同じ取得期間にわたって平均化される。

オプションとして、ステップ４０２において、通常、船の搭載システムによって提供される指示に基づいて、船の喫水及び／又は船の船首方位及び／又は船の速度も決定される。船の喫水は通常、フロート及び／又は静水圧タイプの１つ又は複数のセンサによって船の搭載システムに提供される。船の船首方位は、通常、１つ又は複数の航法コンパスによって船の搭載システムに提供される。船の速度は、通常、ＩＭＵ及び／又はＧＰＳタイプの衛星ナビゲーション受信機によって船の搭載システムに提供される。

ステップ４０２の後、方法４００は、ポンプ３０のトリップリスクパラメータを推定することを含む第３のステップ４０３に進む。

一変形例では、この推定は、中央処理装置１１０又は２１０に関連付けられたメモリに任意選択で格納され得る予測モデルを利用して直接実行される。

別の変形例では、この推定はデータベース１５０を使用して実行される。すなわち、ステップ４０１で決定されたポンプ３０の必要なＮＰＳＨと、ステップ４０２で決定されたタンクの現在の充填レベル及び現在の動き状態と、を含む入力データベクトルが最初に生成される。入力データベクトルがデータベース１５０に存在することが判明した場合、データベース１５０から単純に読み取ることによってトリップリスクパラメータが取得される。しかしながら、より典型的には、データベース１５０は入力データベクトルを含まないが、入力データベクトルに含まれるものと同様の入力データを含むことになる。この場合、トリップリスクパラメータは、データベース１５０内に存在する２つ以上の隣接する入力データベクトルに関連付けられたトリップリスクパラメータの補間によって取得されることになる。

ステップ４０３の後、方法４００は、ステップ４０３で推定されたトリップリスクパラメータの関数としてユーザに指示を提供するステップ４０４に続く。

ステップ４０３で推定されたトリップリスクパラメータがバイナリタイプである場合、ステップ４０４は、トリップリスクパラメータが「はい」である場合、つまりトリップリスクがある場合、ユーザに警告を与えるだけであってもよい。ユーザには、例えば、表示手段４１を介して警告が提供されてもよい。

定量的タイプのトリップリスクパラメータがステップ４０３で推定される場合、ステップ４０４は、トリップリスクパラメータが所定の閾値を超えた場合に、例えば表示手段４１を介してユーザに警告を発することを含んでもよい。変形例として、ステップ４０４は、トリップリスクパラメータが第１閾値よりも小さい場合、「トリップリスクなし」という表示を提供し、トリップリスクパラメータが第１閾値と第２閾値の間にある場合、「中程度のトリップリスク」という表示を提供し、及び、トリップリスクパラメータが第２閾値を超えた場合、「トリップリスクが高い」という表示を提供することを含んでもよい。「トリップリスクなし」及び「中程度のトリップリスク」という表示は、オプションとして、色コードに従って、及び／又は、可聴の警告と組み合わせて、表示手段４１を介して提供されてもよい。変形例として、任意の数の表示及び対応する閾値が採用されてもよい。

定量的タイプの複数のトリップリスクパラメータがステップ４０３で推定される場合、ステップ４０４はまた、オプションとして、色コードに従って、及び／又は、可聴の警告と組み合わせて、トリップリスクパラメータの値の関数として、表示手段４１を介して「トリップリスクなし」及び「中程度のトリップリスク」の表示を提供することを含んでもよい。

好ましくは、ステップ４０４の後、方法４００は、ポンプ３０のトリップリスクパラメータを低減することを意図した決定を支援するステップ４０５に進む。決定を支援するこのステップ４０５は、船の方向やルートを変更、静止浮体構造物に特に適している、船首の変更、船の速度の修正、又は、（静止浮体構造物の場合は、タンク間、又はタンクと船外のタンクとの間の）１つ又は複数のタンクの充填レベルの変更の提案、又は、ポンプ３０の１つ又は複数の動作パラメータの修正、の提案を含む。

次に、図９を参照して、ポンプの動作を監視するための別の方法５００について説明する。この図において、方法４００のステップと同一のステップは、図８と同じ参照番号を有しており、再度詳細には説明しない。

方法５００は、トリップリスクパラメータの推定が上述の予測モデルを用いて実行されず、数値流体力学手法を用いたシミュレーションによって直接実行される点で方法４００と異なる。より具体的には、上述のものと同一であるステップ４０１及び４０２の後、方法５００は、数値流体力学手法によってタンク３内の液体３Ｌの自由表面４０の位置の展開をシミュレートすることを含むステップ５０３Ａに進む。シミュレーションは、船の現在の動き状態に基づいて、又は対応する船の動きに変換される現在の海況に基づいて、又は船の現在の動きと現在の海況に基づいて、実行されてもよい。上で述べたように、所定の海況に基づいて対応する船の動きを評価することは、船舶の耐航性の評価においてよく知られた作業である。シミュレーションでは、タンク３内のポンプヘッド３１の存在を考慮してもよいし、ポンプヘッドの存在を考慮しなくてもよいが、ポンプヘッドは、液体３Ｌの自由表面４０の位置の展開において無視できると考えられる。次に、方法５００は、ステップ５０３Ａで実行されたシミュレーションの結果から、ポンプヘッド３１におけるタンク３の自由表面４０の高さの展開を抽出するステップ５０３Ｂに進む。次に、方法５００は、ステップ５０３Ｂで得られた高さの展開及びポンプ３０の必要なＮＰＳＨの関数として、オプションとして、ポンプ３０の他の動作パラメータの関数として、ポンプ３０がトリップするリスクを計算することを含むステップ５０３Ｃに進む。ステップ５０３Ｃの後、この方法は、上記説明したステップ４０４及びオプションで４０５に進む。

次に、予測モデル又はデータベース１５０を利用してポンプの動作を予測するための方法６００について、図１０を参照して説明する。この変形例では、データベース１５０は、ポンプの必要なＮＰＳＨ、タンクの充填レベル、現在の海況の関数として、ポンプ３０のトリップリスクパラメータを推定することができる、予測モデルに基づいて取得される。

方法６００は、ポンプ３０の命令及び制御部１２１によって提供される指示に基づいて、ポンプ３０の少なくとも１つの動作パラメータを取得し、ポンプ３０の必要なＮＰＳＨを、ポンプ３０のこの又はこれらの動作パラメータの関数として決定することを含む第１のステップ６０１を含んでもよい。

ステップ６０１の後、方法は、タンクの現在の充填レベルを決定し、未来の海況及び／又は船の未来の動き状態である、未来の動き状態を推定するステップ６０２に進む。タンクの現在の充填レベルは、通常、タンクの少なくとも１つの充填レベルセンサ１２２によって提供される充填指標に基づいて決定される。気象情報と船の針路に基づいて未来の海況を推定する。船の未来の動き状態は、未来の海況に基づいて推定することができ、未来の海況は、気象情報及び船の針路に基づいて推定され、上述したように、所定の海況に基づいて船の対応する動きを評価することは、船の耐航性の評価においてよく知られた作業である。船の針路は、通常、船の速度や船首方位など、船の搭載システムによって提供される指示に基づいて取得される。気象情報は、例えば地上無線周波数または気象観測所のネットワークとの衛星通信によって提供されてもよい。

任意選択で、船の喫水及び／又は船の船首方位及び／又は船の速度も、通常、船の搭載システムによって提供される指示に基づいて、ステップ６０２で決定される。船の喫水は通常、フロート及び／又は静水圧タイプの１つ又は複数のセンサによって船の搭載システムに提供される。船の船首方位は、通常、１つ又は複数の航法コンパスによって船の搭載システムに提供される。船の速度は、通常、ＩＭＵ及び／又はＧＰＳタイプの衛星ナビゲーション受信機によって船の搭載システムに提供される。

ステップ６０２の後、方法６００は、中央処理装置１１０若しくは２１０に関連付けられたメモリ又はデータベース１５０に格納された予測モデルを利用して、ポンプ３０のトリップリスクパラメータを推定する第３のステップ６０３に進む。ステップ６０３はステップ４０３と同様であるため、再度詳細に説明しない。代替として、ポンプ３０のトリップリスクパラメータの推定は、ステップ６０３において、ステップ５０３Ａ～５０３Ｃと同様のステップにより、数値流体力学手法を用いたシミュレーションによって直接実行されてもよい。

ステップ６０３の後、方法６００は、ステップ６０３で推定されたトリップリスクパラメータの関数としてユーザに指示を提供するステップ６０４に続く。ステップ６０３はステップ４０３と同様であるため、再度詳細に説明しない。

好ましくは、ステップ６０４の後、方法６００は、ポンプ３０のトリップリスクパラメータを低減することを意図した決定を支援するステップ６０５に進む。決定を支援するこのステップ６０５は、船の方向やルートを変更、静止浮体構造物に特に適している、船首の変更、船の速度の修正、又は、（静止浮体構造物の場合は、タンク間、又はタンクと船外のタンクとの間の）１つ又は複数のタンクの充填レベルの変更の提案、又は、ポンプ３０の１つ又は複数の動作パラメータの修正、の提案を含む。

上述の要素の幾つか、特に処理手段、中央処理装置、データ処理装置、及び制御装置は、単一又は分散方式で、ハードウェア及び／又はソフトウェアコンポーネントを使用して、様々な形式で実現することができる。使用できるハードウェアコンポーネントは、ＡＳＩＣ特定用途向け集積回路、ＦＰＧＡプログラマブルロジックアレイ、又はマイクロプロセッサである。ソフトウェアコンポーネントは、例えば、Ｃ、Ｃ＋＋、Ｊａｖａ（登録商標）、ＶＨＤＬなどの様々なプログラミング言語で記述されてもよい。このリストはすべてを網羅したものではない。

本発明を幾つかの特定の実施形態に関連して説明してきたが、本発明がそれらに決して限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内にある場合には、記載された手段の全ての技術的等価物及びそれらの組み合わせを含むことが明らかである。

更に、方法を参照して説明された特性又は特性の組み合わせは、対応するシステムにも同様によく適用され、またその逆も同様であることは極めて明らかである。

動詞「有する」（have）、「備える」（comprise）、又は「含む」（include）及びその活用形の使用は、請求項に記載されているもの以外の要素又はステップの存在を排除するものではない。

特許請求の範囲において、括弧内のいかなる参照も特許請求の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。

本発明は、船上で液体製品を輸送するためのタンク内に配置されたポンプの動作を監視及び予測することに関し、特に、液化ガス、特に液化天然ガスなどの低温液体製品を輸送するための密閉断熱タンクに関する。

密閉断熱タンクは、大気圧下で、例えば－５０℃から０℃の間の温度を有する液化石油ガス（ＬＰＧとしても知られる）を輸送するため、又は、約－１６２℃で液化天然ガス（ＬＮＧ）を輸送するためのタンクなど、液化ガスを低温で保管及び輸送するために広く使用されている。これらのタンクは、液化ガスを輸送すること、及び／又は浮体構造物の推進用の燃料として使用される液化ガスを受け取ることを目的としている場合がある。多くの液化ガス、特にメタン、エタン、プロパン、ブタン、アンモニア、水素、又はエチレンも想定されうる。

船のタンクは、大気圧下での輸送を可能にする単一又は二重のシールメンブレンを備えたタンクであってもよい。シールメンブレンは通常、ステンレス鋼又はインバー（Invar）の薄いシートでできている。メンブレンは通常、液化ガスと直接接触する。

タンク内の液体は輸送中に様々な動きをする。特に、海上での船の動きは、例えば、海況や風のような気象条件の影響下で、タンク内の液体の撹拌を引き起こす。液体の撹拌は一般に「スロッシング」という用語で知られている。

これらのスロッシング現象は、天然ガス（以降、「ＬＮＧ」と呼ぶ）輸送及び／若しくはユーザ船（しばしば「ＬＮＧ燃料船」と呼ばれる）又はＬＮＧタンカーで発生し、また、これらのスロッシング現象は、例えば、浮体式液化天然ガス生産設備（Floating Liquefied Natural Gas（FLNG））又は浮体式貯蔵再ガス化設備（Floating Storage and Regasification Unit（FSRU））と一般的に呼ばれる（より一般的には、製造、貯蔵、及び輸出のための浮体式の構造物と呼ばれる）、採油プラットフォームや天然ガス液化プラントなどの浮体式生産貯蔵積出（Floating Production Storage and Offloading（FPSO））と呼ばれる係留された貯蔵船でも発生する。

上述の密閉断熱タンクには、場合に応じて液体を排出したり、及び／又は、エンジンに液体を送り込んだりするために１つ又は複数のポンプがそれぞれ設けられている。それ自体既知の方法で、各ポンプは、タンクの上部に向かって液体を吸引することを目的としたポンプヘッドを有する。できるだけ多くの液体を吸引するために、従来、ポンプヘッドはタンクの下壁に近接して配置されていた。

タンクへの積載及びタンクからの排出が可能な液体貨物の有効体積を最適化するために、液体ヒール、つまりタンクがほぼ空になったときにタンクの下部に存在する液体の体積は、できるだけ小さい体積でなければならない。ただし、タンクがほぼ空になると、スロッシングによりポンプヘッドが部分的又は完全に液体で覆われなくなる可能性がある。ポンプの動作中にこれが発生すると、ポンプヘッドの露出により、ポンプ内でのキャビテーション現象の発生やポンプの「トリップ」が発生する可能性がある。更に、ポンプ内のキャビテーション現象やポンプのトリップは、ポンプ、さらにはポンプに接続されている配管や流体システムを劣化させたり損傷したりする可能性があるため、できる限り回避する必要がある。

欧州特許出願公開第１３１４９２７号明細書及び国際公開第２０１７／０５５７４４号では、エンクロージャ又は容器でポンプヘッドを囲むことが提案されており、エンクロージャ又は容器は、ポンプヘッドの周囲の液体を一定の高さに保持するためのバルブを備えており、これにより、ポンプヘッドが露出するリスクが制限される。

本発明は、ポンプのトリップリスクパラメータを推定することによってポンプの動作を自動的に監視し、トリップリスクパラメータの関数としてユーザに指示を提供する別のアプローチを提案する。従って、本発明の基礎となる１つのアイデアは：ポンプのトリップのリスクに関連するパラメータ、特に、ポンプに必要なＮＰＳＨ、タンクの現在の充填レベル、及び現在の動作状態を決定し；これらのパラメータの関数としてポンプがトリップするリスクを推定し；トリップリスクパラメータの関数としてユーザに指示を提供することである。本発明の基礎となる別のアイデアは、数値流体力学（Computational Fluid Dynamics（CFD））の手法によって、又は、教師あり機械学習方法によって訓練された予測モデルを利用して、タンク内の液体と気体の界面の位置の変化のシミュレーションのいずれかに基づいてトリップリスクパラメータを推定することである。

第１の変形例による一実施形態によれば、本発明は、船上で液体製品を輸送するためのタンク内に配置されており、前記タンク内に配置されたポンプヘッドを有するポンプの動作を監視するためのコンピュータによって実行される監視方法であって、
－前記ポンプの少なくとも１つの動作パラメータを取得し、
－前記ポンプの必要な正味吸引ヘッドを、前記ポンプの前記少なくとも１つの動作パラメータの関数として決定し、
－前記タンクの現在の充填レベルを決定し、
－現在の海況及び／又は前記船の現在の動き状態である、現在の動き状態を決定し、
－このようにして決定された、少なくとも、前記ポンプの前記必要な正味吸引ヘッド、前記タンクの前記現在の充填レベル、及び前記現在の動き状態の関数として前記ポンプのトリップリスクパラメータを推定し、前記トリップリスクパラメータの関数としてユーザに指示を提供する
ことを備える監視方法を提供する。

このような方法により、乗組員などのユーザは、必要に応じて、例えば、船を減速又は停止したり、船の針路を変更したりするなど、ポンプがトリップするリスクを制限するために必要なあらゆる措置を講じることができ、従って、ポンプやポンプに接続されている流体システムが損傷するリスクが軽減される。

実施形態に応じて、上述の方法は、以下の特徴のうちの１つ以上を有してもよい。

一実施形態によれば、ポンプの少なくとも１つの動作パラメータは、ポンプの吐出量を含む。

この方法は、タンク内のポンプヘッドのあらゆる位置に適している。ただし、タンクの底部に向かって配置されたポンプヘッドには有利な用途がある。一実施形態によれば、タンクはサンプを有し、ポンプヘッドは前記サンプ内に配置される。一実施形態によれば、ポンプヘッドはタンクの下壁に近接して配置される。

一実施形態によれば、前記ポンプヘッドは、前記タンクの下壁に近接して配置され、前記ポンプヘッドは前記タンク内に配置された容器に収容されており、前記容器は、前記タンクの前記下壁に面し、前記容器の内部を前記容器の外部と連通させる通路を備える、底を備え、前記容器の前記底の反対側である、前記容器の上部は、前記タンクの内部と連通する開口を備え、前記容器は、更に、前記容器の前記底に担持された対応するバルブシートと協働するように配置された少なくとも１つの可動バルブを有し、前記容器の外部と前記容器の内部の間の、前記バルブにかかる圧力差が決定されたポジティブ閾値未満であるとき、前記バルブは、前記容器の前記底の前記通路を遮断することができ、前記圧力差が前記閾値よりも大きいとき、前記バルブは、前記通路を解放することができる。

バルブを備えたこのような容器は、ポンプヘッドが常に液体で囲まれることを保証する傾向があり、この液体はバルブによって容器内に保持される。従って、容器はポンプがトリップする危険性に対して追加の保護を提供する。従って、容器と上記の方法を組み合わせることで、ポンプがトリップする危険性を大幅に減らすことができる。

一実施形態によれば、このようにして決定された、前記ポンプの前記必要な正味吸引ヘッドと、前記タンクの前記現在の充填レベルと、前記現在の動き状態との関数として、また、前記船の喫水、前記船の速度、前記船の船首方位、及び前記ポンプの少なくとも１つの動作パラメータのうちの少なくとも１つの関数として、前記ポンプのトリップリスクパラメータを推定する。

一実施形態によれば、前記ポンプのトリップリスクパラメータを推定することを含むステップは、
－数値流体力学手法により、前記タンク内の前記液体の自由表面の位置の展開をシミュレーションし、
－シミュレーションの結果から、前記ポンプヘッドにおける前記自由表面の前記タンク内における高さの展開を抽出し、
－前記高さの前記展開と前記ポンプの前記必要な正味吸引ヘッドとの関数として、前記ポンプの前記トリップリスクパラメータを計算する
ことを含む。

他の実施形態によれば、前記ポンプのトリップリスクパラメータを推定することを含むステップは、訓練データセットに対して教師あり機械学習方法によって訓練された予測モデルを利用して実行され、
前記訓練データセットは、
－複数のテストの結果であって、各テストは、所定の充填レベルを有するテストタンクに動きの影響を受けさせ、前記ポンプヘッドにおける前記液体の自由表面の前記テストタンク内の高さを測定することを含む、複数のテストの結果、及び／又は
－シミュレーションの結果であって、それぞれのシミュレーションは、数値流体力学手法によって、所定の充填レベルを有し動きの影響を受けるタンクモデル内の前記液体の自由表面の位置の展開をシミュレーションし、前記シミュレーションの結果から、前記ポンプヘッドにおける前記液体の前記自由表面の前記タンク内の高さの展開を抽出する、シミュレーションの結果
に基づいて取得される。
一実施形態によれば、訓練データセットは、そのようなシミュレーション結果のみに基づいて取得される。数値流体力学手法によるシミュレーションが、テストタンクでのテストよりも高速且つ低コストで実行できるため、これは特に有利である。従って、より多くのデータポイントにわたって予測モデルを訓練することが可能になり、トリップリスクの予測の品質が向上する。更に、このようなシミュレーションにより、例えば非常に低い温度など、テストタンク内で再現するのが難しい液体の特性をより適切に考慮することができる。

「教師あり機械学習方法」とは、注釈付きの例に基づいて予測関数を学習することからなる機械学習法（人工学習又は統計学習という用語でも知られる）を意味する。換言すれば、教師あり機械学習方法では、予測すべき解が既知である複数の例に基づいて予測可能なモデルを構築することができる。教師あり機械学習方法は、通常、コンピュータによって実行される。

訓練データセットに対する教師あり機械学習方法による訓練により、タンク内の液体のスロッシングを明示的にシミュレートする必要なく、少なくとも、ポンプの必要な正味吸引ヘッドと、タンクの充填レベルと、現在の海況及び／又は前記船の現在の動き状態の関数として、予測モデルをポンプのトリップリスクパラメータを計算によって推定することができる。予測モデルは、テストが実施されていない、タンクの充填レベルの値や、現在の海況及び／又は前記船の現在の動き状態についても、この推定を実行できる。従って、予測モデルを使用して、船での実際の使用条件下でポンプのトリップリスクパラメータを推定することができる。

一実施形態によれば、トリップリスクパラメータはバイナリタイプである。つまり、予測モデルはポンプがトリップする危険性があるかどうかのみを予測する。本発明の範囲内で訓練される予測モデルは、分類問題を解決することができる。教師あり機械学習によってこのタイプの予測モデルを訓練する方法は、機械学習の分野ではよく知られている。

一実施形態によれば、ポンプのトリップリスクパラメータは、１つ又は複数の定量的パラメータを含む。予測モデルは回帰問題を解決できるようになる。教師あり機械学習によってこのタイプの予測モデルを訓練する方法は、機械学習の分野ではよく知られている。

一実施形態によれば、前記ポンプのトリップリスクパラメータは、
－前記ポンプヘッドで利用可能な正味吸引ヘッドが前記ポンプの前記必要な正味吸引ヘッドよりも小さくなる状況の発生確率、
－前記ポンプヘッドで利用可能な正味吸引ヘッドが前記ポンプの前記必要な正味吸引ヘッドも小さくなる状況の最大継続時間、
－前記ポンプヘッドで利用可能な正味吸引ヘッドが前記ポンプの前記必要な正味吸引ヘッドも小さくなる状況の発生回数、
－前記ポンプヘッドで利用可能な正味吸引ヘッドが前記ポンプの前記必要な正味吸引ヘッドも小さくなる合計時間、
－前記ポンプヘッドで利用可能な正味吸引ヘッドが前記ポンプの前記必要な正味吸引ヘッドも小さくなる状況の平均持続時間、
－所定の期間を超える期間、前記ポンプヘッドで利用可能な正味吸引ヘッドが前記ポンプの前記必要な正味吸引ヘッドよりも小さくなる状況の発生確率、
のうちの少なくとも１つを含む。

一実施形態によれば、前記教師あり機械学習方法による訓練中に、前記予測モデルに少なくとも１つの制約が課される。

従って、予測モデルの訓練は、例えば、タンクの充填レベルが特定の閾値を超えた場合にポンプがトリップするリスクがないことなど、基本的な物理的考慮事項に基づいて、及び／又は、例えば、より強い動きを受けたりタンクの寸法が大きくなると、ポンプがトリップする危険性が高まる可能性があるということなど、実際の経験から得られた考察に基づいて、次のように行われてもよい。この結果、予測モデルによるトリップリスクパラメータの推定精度が向上する。

一実施形態によれば、前記方法は、前記ポンプのトリップリスクパラメータを低減することを目的とした決定を支援するステップを更に含む。

一実施形態によれば、前記予測モデルは複数のポンプを考慮しており、前記予測モデルは、各ポンプのトリップリスクパラメータを前記船内の位置の関数として推定することができる。

一実施形態によれば、本発明は、更に、船上で液体製品を輸送するためのタンク内に配置されるポンプの動作を監視するための監視システムであって、前記ポンプは、前記タンク内に配置されたポンプヘッドを有し、
－前記ポンプの少なくとも１つの動作パラメータを取得し、前記ポンプの前記少なくとも１つの動作パラメータの関数として、前記ポンプの必要な正味吸引ヘッドを決定ことができる、前記ポンプの命令及び制御部と、
－前記タンクの現在の充填レベルを測定する少なくとも１つの充填レベルセンサと、
－現在の海況及び／又は前記船の現在の動き状態である、現在の動き状態を評価することができる動き状態評価装置と、
－少なくとも、このようにして決定された、前記ポンプの前記必要な正味吸引ヘッドと、前記タンクの前記現在の充填レベルと、前記現在の動き状態との関数として、前記ポンプのトリップリスクパラメータを推定し、前記トリップリスクパラメータの関数としてユーザに指示を提供するように構成された処理手段と、
を含むことを特徴とする監視システムを提供する。

このようなシステムは、上で説明した方法と同じ利点を提供する。

一実施形態によれば、前記タンクはサンプを有し、前記ポンプヘッドは前記サンプ内に配置される。一実施形態によれば、前記ポンプヘッドは、前記タンクの下壁に近接して配置される。

一実施形態によれば、前記ポンプヘッドは、前記タンクの下壁に近接して配置され、前記ポンプヘッドは前記タンク内に配置された容器に収容されており、前記容器は、前記タンクの前記下壁に面し、前記容器の内部を前記容器の外部と連通させる通路を備える、底を備え、前記容器の前記底の反対側である、前記容器の上部は、前記タンクの内部と連通する開口を備え、前記容器は、更に、前記容器の前記底に担持されたバルブシートと協働するように配置された少なくとも１つの可動バルブを有し、前記容器の外部と前記容器の内部の間の、前記バルブにかかる圧力差が決定されたポジティブ閾値未満であるとき、前記バルブは、前記容器の前記底の前記通路を遮断することができ、前記圧力差が前記閾値よりも大きいとき、前記バルブは、前記通路を解放することができる。

一実施形態によれば、このようにして決定された、前記ポンプの前記必要な正味吸引ヘッドと、前記タンクの前記現在の充填レベルと、前記現在の動き状態との関数として、また、前記船の喫水、前記船の速度、前記船の船首方位、及び前記ポンプの少なくとも１つの動作パラメータのうちの少なくとも１つの関数として、前記ポンプのトリップリスクパラメータを推定する。

第２の変形例による一実施形態によれば、本発明は、また、船上で液体製品を輸送するためのタンク内に配置されるポンプの動作を予測するためにコンピュータによって実行される予測方法であって、前記ポンプは、前記タンク内に配置されたポンプヘッドを有し、
－前記ポンプの少なくとも１つの動作パラメータを取得し、
－前記ポンプの前記少なくとも１つの動作パラメータの関数として、前記ポンプの必要な正味吸引ヘッドを決定し、
－前記タンクの現在の充填レベルを決定し、
－気象情報と前記船の針路に基づいて、未来の海況及び／又は前記船の未来の動き状態である、未来の動き状態を推定し、
－少なくとも、このようにして決定された、前記ポンプの前記必要な正味吸引ヘッドと、前記タンクの前記現在の充填レベルと、前記船の針路と、このようにして推定された前記未来の動き状態との関数として、前記ポンプのトリップリスクパラメータを推定し、前記トリップリスクパラメータの関数としてユーザに指示を提供する、
ことを含むことを特徴とする予測方法を提供する。

一実施形態によれば、ポンプの少なくとも１つの動作パラメータは、ポンプの吐出量を含む。

一実施形態によれば、タンクはサンプを有し、ポンプヘッドは前記サンプ内に配置される。一実施形態によれば、ポンプヘッドはタンクの下壁に近接して配置される。

一実施形態によれば、前記ポンプヘッドは、前記タンクの下壁に近接して配置され、前記ポンプヘッドは前記タンク内に配置された容器に収容されており、前記容器は、前記タンクの前記下壁に面し、前記容器の内部を前記容器の外部と連通させる通路を備える、底を備え、前記容器の前記底の反対側である、前記容器の上部は、前記タンクの内部と連通する開口を備え、前記容器は、更に、前記容器の前記底に担持されたバルブシートと協働するように配置された少なくとも１つの可動バルブを有し、前記容器の外部と前記容器の内部の間の、前記バルブにかかる圧力差が決定されたポジティブ閾値未満であるとき、前記バルブは、前記容器の前記底の前記通路を遮断することができ、前記圧力差が前記閾値よりも大きいとき、前記バルブは、前記通路を解放することができる。

一実施形態によれば、このようにして決定された、前記ポンプの前記必要な正味吸引ヘッドと、前記タンクの前記現在の充填レベルとの関数として、また、前記船の喫水及び／又は前記ポンプの動作パラメータの関数として、前記ポンプのトリップリスクパラメータを推定する。

一実施形態によれば、前記ポンプのトリップリスクパラメータを推定することを含むステップは、
－数値流体力学手法により、前記タンク内の前記液体の自由表面の位置の展開をシミュレーションし、
－シミュレーションの結果から、前記ポンプヘッドにおける前記自由表面の前記タンク内における高さの展開を抽出し、
－前記高さの前記展開と前記ポンプの前記必要な正味吸引ヘッドとの関数として、前記ポンプの前記トリップリスクパラメータを計算する
ことを含む。

他の実施形態によれば、前記ポンプのトリップリスクパラメータを推定することを含むステップは、訓練データセットに対して教師あり機械学習方法によって訓練された予測モデルを利用して実行され、
前記訓練データセットは、
－複数のテストの結果であって、各テストは、所定の充填レベルを有するテストタンクに動きの影響を受けさせ、前記ポンプヘッドにおける前記液体の自由表面の前記テストタンク内の高さを測定することを含む、複数のテストの結果、及び／又は
－シミュレーションの結果であって、それぞれのシミュレーションは、数値流体力学手法によって、所定の充填レベルを有し動きの影響を受けるタンクモデル内の前記液体の自由表面の位置の展開をシミュレーションし、前記シミュレーションの結果から、前記ポンプヘッドにおける前記液体の前記自由表面の前記タンク内の高さの展開を抽出する、シミュレーションの結果
に基づいて取得される。
一実施形態によれば、訓練データセットは、そのようなシミュレーション結果のみに基づいて取得される。

一実施形態によれば、前記船の針路に沿った前記ポンプのトリップリスクパラメータを低減することを目的とした決定を支援するステップを更に含む。

一実施形態によれば、前記予測モデルは複数のポンプを考慮しており、前記予測モデルは、各ポンプのトリップリスクパラメータを前記船内の位置の関数として推定することができる。

従って、乗組員などのユーザは、ポンプがトリップするリスクを軽減できる針路に船を従わせる決定を下すことができ、これにより、ポンプ及びポンプに接続された流体システムへの損傷のリスクが軽減される。

一実施形態によれば、本発明は、また、船上で液体製品を輸送するためのタンク内に配置されるポンプの動作を予測するための予測システムであって、前記ポンプは、前記タンク内に配置されたポンプヘッドを有し、
－前記ポンプの少なくとも１つの動作パラメータを取得し、前記ポンプの前記少なくとも１つの動作パラメータの関数として、前記ポンプの必要な正味吸引ヘッドを決定ことができる、前記ポンプの命令及び制御部と、
－前記タンクの現在の充填レベルを測定する少なくとも１つの充填レベルセンサと、
－気象情報と前記船の針路に基づいて、未来の海況及び／又は前記船の未来の動き状態である、未来の動き状態を評価することができる動き状態評価装置と、
－少なくとも、このようにして決定された、前記ポンプの前記必要な正味吸引ヘッドと、前記タンクの前記現在の充填レベルと、前記船の前記針路と、このようにして推定された前記未来の動き状態との関数として、前記ポンプのトリップリスクパラメータを推定し、前記トリップリスクパラメータの関数としてユーザに指示を提供するように構成された処理手段と、
を含むことを特徴とする予測システムを提供する。

上述の方法及びシステムは、あらゆる種類の液体製品を輸送する船に適用可能である。しかしながら、それらは、特に、低温の液体製品、特に液化ガスを輸送するための船に適用される。

幾つかの実施形態では、タンクは密閉タンク及び／又は断熱タンクである。

幾つかの実施形態では、液体製品は低温の液体製品である。

幾つかの実施形態では、低温の液体製品は液化ガス、特に液化天然ガス（ＬＮＧ）又は液化石油ガス（ＬＰＧ）である。

液化ガスがＬＮＧである場合、船は、ボイルオフガス（ＢＯＧ）を推進に消費するタイプの船であってもよい。このような船は、それ自体「ＬＮＧ燃料船」又はＬＦＳという名前で知られている。この場合、ポンプは、船の推進のためにＬＮＧを船の１つ又は複数のエンジンに送ることができるようにタンク内に配置されたポンプであることが好ましい。ポンプは船の航海中に定期的に作動する必要があるため、上述の方法及びシステムは特に有用である。

添付の図面を参照して説明され、単なる例示であり限定するものではない、本発明の幾つかの特定の実施形態に関する以下の説明から、本発明はよりよく理解され、更にその目的、詳細、特徴、利点がより明らかになるであろう。

図１は、液体製品、特に液化天然ガスを輸送するための船の概略図である。 図２は、図１の船のタンクのうちの１つの縦断面の部分図を示し、タンクは、タンクの下壁に近接してタンク内に配置されたポンプヘッドを有するポンプを有する。 図３Ａは、液体保持容器内に収容された図１のポンプヘッドの概略斜視図を表す。 図３Ｂは、図３Ａのポンプヘッド及び容器の平面図を表し、ポンプヘッドへの容器の固定を示し、容器の内部と容器の外部を連通させるためのバルブを備える容器の底を示す。 図３Ｃは、容器の底の部分断面図を示し、開位置にある図３Ａの容器のバルブを示す。 図３Ｄは、容器の底の部分断面図を示し、閉位置にある図３Ａの容器のバルブを示す。 図４は、ポンプの動作を監視するシステムを表しており、このシステムは図１の船に組み込まれている。 図５は、別の実施形態によるポンプの動作を監視するシステムを表す。 図６は、テストタンク上でテストを実施するために使用できる装置の概略図である。 図７は、ポンプのトリップリスクパラメータを推定するために使用できるデータベースを取得する方法のフローチャートである。 図８は、ポンプの動作を監視するための１つの方法を表すフローチャートである。 図９は、ポンプの動作を監視する別の方法を表すフローチャートである。 図１０は、ポンプの動作を予測する方法を示すフローチャートである。

以下の実施形態では、複数のタンクが配置されて支持構造を構成するダブルハルを有する船を例に挙げて説明する。このような支持構造では、タンクは、例えば角柱形状などの多面体形状を有する。

幾つかの実施形態では、タンクは密閉された断熱タンクである。このような密閉及び断熱タンクは、低温の液体製品の輸送、例えば液化ガス、特に液化天然ガス（ＬＮＧ）の輸送を目的としている。液化ガスはこのようなタンク内で低温で保管及び輸送されるため、液化ガスをこの温度に保つために断熱タンク壁が必要である。このような密閉及び断熱タンクには断熱バリアも有し、断熱バリアは、船のダブルハルに固定され、密閉された膜が張られている。例として、そのようなタンクは、出願人の名でＭａｒｋ ＩＩＩ（登録商標）又はＮＯ９６（登録商標）などのブランド名で販売されている技術に従って製造することができる。しかしながら、以下に説明する実施形態は、所望の液体製品を輸送するのに適しており、従って必ずしも密閉及び／又は断熱されていないタンクにも適用できることを指摘しておく。

図１は、４つのタンク２を有する船１を示しており、この場合、タンク２は密閉され、断熱されている。タンク３、４、５、６は、同一の充填状態であっても、異なる充填状態であってもよい。

図２は、船１のタンク３の部分縦断面図を示す。船１のダブルハルは、タンク３の壁が取り付けられる支持構造１Ａを形成する。タンク３の各壁には、支持構造１Ａ上に固定された二次断熱バリアと、二次断熱バリアによって支持された二次密閉メンブレンと、二次密閉メンブレンを覆う一次絶縁バリアと、一次断熱バリアによって支持された一次密閉メンブレンと、をこの順に含む、多層構造体を含む。

三脚マスト２０は、タンク３の横壁１２に近接して固定される。この三脚マスト２０は、船１の幅の実質的に半分の中央に配置されることが好ましい。三脚マストは、タンク３の上壁（図示せず）からタンク３の底壁１１（以下、「下壁」ともいう）まで延びている。三脚マスト２０は、１つ又は複数のポンプ３０を支持し、そのポンプヘッド３１は下壁１１に近接して配置されている。パイプは、ポンプヘッド３１を荷役システム（図示せず）にタンク３の上壁（図示せず）を通じて接続している。荷役システムは、ポンプ３０を介してタンク３内に含まれる液体製品３Ｌ、ここではＬＮＧを積み下ろしすることを可能にする。

タンク３からＬＮＧ３Ｌを荷降ろしするとき、又は船１のエンジンにガスを供給するためにＬＮＧ３Ｌを使用する場合、ポンプ３０は、ポンプヘッド３１を介してタンク３内のＬＮＧ３Ｌを吸引するために作動する。しかしながら、船１のエンジンにタンク３からのＬＮＧが供給され、船１が帰航する場合には、この復路の間に船１のエンジンに電力を供給するためにタンク３内にはＬＮＧ３Ｌの液状ヒールのみが保持される。
更に、海上では、船１は航行状況に応じて多くの動きを受ける。船１のこれらの動きは、タンク３内のＬＮＧ３Ｌに伝わり、ＬＮＧ３Ｌの自由表面４０の位置に影響を与え、この自由表面４０は、タンク３内に含まれる気相３ＧからＬＮＧ３Ｌを分離する液気界面を構成する。その場合、ポンプヘッド３１がＬＮＧ３Ｌによって部分的または完全に覆われなくなることが起こり得る。ポンプ３０の動作中にこれが起こると、そのようなポンプヘッド３１の露出は、ポンプ３０内でのキャビテーション現象の開始及び／又はポンプ３０のトリップにつながる可能性がある。しかしながら、ポンプ３０内のキャビテーション及びポンプ３０のトリップ現象は、ポンプ３０、更にはポンプ３０に接続されたパイプ及び流体システムを劣化又は損傷する可能性があるため、可能な限り回避されるべきである。この現象に対処するために、船１にはポンプ３０の動作を監視するシステムが設けられており、その実施形態を以下に説明する。

タンク３の下壁１１に近接したポンプヘッド３１の配置は、非限定的な例としてのみ図２に示されている。 幾つかの実施形態（図示せず）では、ポンプヘッド３１は、タンク３が収容するサンプ（図示せず）内に配置される。他の実施形態（図示せず）では、ポンプヘッド３１は、タンク３内の中間位置、又は、タンク３の上半分若しくは上４分の１にさえ配置される。以下に説明するポンプ３０は、一般に、タンク３内のポンプヘッド３１の任意の所望の位置に適している。

特定の一実施形態では、ポンプヘッド３１は、ＬＮＧ３Ｌを保持するための容器９０内に収容され、容器９０はタンク３の内部に配置される。図３Ａから図３Ｄは、そのような容器９０の実施形態を示す。

図３Ａは、容器９０及びポンプヘッド３１への前記容器９０の固定を示すために、容器９０内に収容されたポンプヘッド３１の概略斜視図を表す。

図３Ａに示される容器９０は、円筒形状を有する。容器９０は円形の底部９９（図３Ｂ参照）を有しており、タンク３の下壁１１と平行にその上に延びている。好ましくは、容器９０の底部９９とタンク３の下壁１１との間の距離は２５～１５０ｍｍであるが、最大値は２５０ｍｍにもなり得る。円形の側壁９１は、容器９０の底部９９からタンク３の上壁（図示せず）まで、すなわち、タンク３の下壁１１から垂直に離れる方向（地球の重力と平行な方向）延びている。

容器９０の上部には上部壁がなく、容器の底部９９の反対側の容器９０の上端は開いている。従って、タンク３内のＬＮＧ３Ｌのレベルが容器９０の上にあるとき、容器９０はＬＮＧ３Ｌで満たされる。

壁９１の内面９２は、容器９０の内部に向かって半径方向に突出する２つのタブ９３を有する。これらのタブ９３は、内面９２の正反対のゾーンから延びる。ポンプヘッド３１は、半径方向外側（つまり容器の内面９２の方向）に突出する２つの肩部９４を有する。容器９０のタブ９３は、任意の適切な手段、例えば、ねじ及びナット、溶接などの助けを借りて、ポンプヘッド３１の肩部９４に固定される。従って、容器９０はポンプヘッド３１に固定され、前記ポンプヘッド３１は前記容器９０の内部に収容される。好ましくは、ポンプヘッド３１は容器９０の中心に位置する。

図３Ｂは、ポンプヘッド３１及び容器９０の平面図を表し、ポンプヘッド３１への容器９０の固定を示し、容器９０の内部と容器９０の外部を連通させるためのバルブ１６を備える容器９０の底部９９を示す。

図３Ａから図３Ｄに示される第１の実施形態では、容器９０は、容器９０の底部９９を通過する３つの通路９５（図３Ｃ及び図３Ｄを参照）を有する。これらの通路９５は、ポンプヘッド３１の周りに均等に分配される。更に、容器９０は、以下に説明するように、タンク３内に含まれるＬＮＧ３Ｌによって及ぼされる圧力に応じて通路９５を開放又は遮断するための３つのバルブ１６を有する。各バルブ１６は、それが協働する通路９５の直径よりも大きな直径を有する。更に、各バルブ１６は、それが協働する前記通路９５と同軸である。ここで、バルブ１６は円形である。

各通路９５は、容器の底部９９に取り付けられたインサート９７によって囲まれている。これらのインサート９７は、容器９０の対応する通路９５に続く中央貫通オリフィスを有する。更に、これらのインサート９７はそれぞれ、図３Ｃ及び図３Ｄを参照して以下に説明するように、それぞれのバルブ１６と協働するバルブシートを形成する。これらのインサート９７は、任意の適切な手段、例えばネジ及びナットの助け、又は溶接によって、容器９０の底部９９に固定される。

図３Ｃ及び３Ｄは、図３Ｂに示すバルブ１６の動作を示す。

タンク３の荷降ろし中にＬＮＧ３Ｌが吸引されるポンプヘッド３１の一端３８は、容器９０に収容されたＬＮＧ３Ｌに浸漬された状態を保つために、容器９０の底部９９に近接して配置されることが好ましい。

バルブ１６は、容器９０の底部９９に対して垂直であり、好ましくは地球の重力に対して平行である変位軸９５Ａに沿って容器内で動くことが可能である。この目的のために、案内システムは、バルブ１６の変位を案内し、制限することを可能にする。図３Ａから３Ｄに示される実施形態では、案内システムは、容器９０の底部９９に固定された４つのピン６０を有する（そのうちの３つだけが図３Ｃ及び３Ｄに示される）。各ピン６０は、容器９０の底部９９から容器９０の内部に向かって、バルブ１６の変位軸９５Ａと平行に延びている。これらのピン６０は、容器９０の底部９９に、例えば溶接などの任意の適切な手段によって、固定されている。各ピン６０は、この目的のために４つのアドホック穴を有するインサート９７を貫通する。容器９０の底部９９の反対側の各ピン６０の端部２１は、小さいサイズのねじ部２１を有する。

バルブ１６の周縁は４つの穴２２を有する。対応するピン６０が各穴２２を通過する。こうしてバルブは、ピン６０に沿って滑動する周縁によって変位が案内される。ナット３２が各ピン６０の端部２１にねじ込まれている。このナット３２は、前記端部２１とインサート９７との間の軸９５Ａに沿ったバルブ１６の変位を阻止する肩部を形成する。

バルブ１６は、その自重の影響、及び、適切な例として、容器９０の内部と容器９０の外部との間でバルブ１６に加えられる差圧の影響を受けて、容器内で動くことが可能である。従って、ＬＮＧ３Ｌが容器９０の上端を越えて容器９０の前記開いた上端を通じて容器９０に注ぐことなく、タンク３内に存在するＬＮＧ３Ｌが容器９０の周囲を囲むと、バルブ１６は、一方では、容器９０内に存在するＬＮＧ３Ｌによって引き起こされる内圧を受け、他方では、バルブ１６と接触しており容器９０を囲んでタンク３内に存在するＬＮＧ３Ｌによって引き起こされる外圧を受ける。従って、バルブ１６は、バルブ１６を、インサート９７から、ひいてはバルブシートから、押し離すことを可能にする圧力差を受ける。この差圧により、次の式が満たされたときにバルブを開くことができる。

ここで、Ｐ_ｔａｎｋは、容器９０の外側のタンク３に収容されたＬＮＧ３Ｌがバルブ１６に及ぼす圧力を表し、Ｓ_{ｌｏｗｅｒ}は、容器９０の外側のタンク３に収容されたＬＮＧ３Ｌと接触するバルブ１６の表面を表し、Ｆ_{ａｒｃｈｉｍｅｄｅｓ}は、容器９０の外側のタンク３に収容されたＬＮＧ３Ｌによってバルブ１６に加えられる浮力を表し、Ｐ_{ｖｅｓｓｅｌ}は、容器９０内に収容されたＬＮＧ３Ｌによってバルブ１６に加えられる圧力を表し、Ｓ_{ｕｐｐｅｒ}は、容器９０に収容されたＬＮＧの圧力がかかるバルブ１６の上面を表し、Ｗｅｉｇｈｔ_{ｖａｌｖｅ}は、バルブ１６の重量を表す。典型的には、この式は、バルブ１６の開度（つまりバルブシートを形成するインサート９７から離れる動き）が、容器９０の外側のタンク３に収容されるＬＮＧ３Ｌと、容器９０内に収容されるＬＮＧ３Ｌと、の高さの差に依存することを表す。

逆に、容器９０がＬＮＧ３Ｌによって囲まれていない場合、バルブ１６にかかる圧力は、容器９０に含まれるＬＮＧ３Ｌによって加えられる圧力だけである。従って、バルブ１６は、容器９０の底部９９に向かって押され、バルブシートと協働して、容器９０の底部９９の通路９５を遮断する。

バルブ１６は、開放圧力を制限するためにステンレス鋼タイプの金属よりも密度が低い材料で作られており、ＬＮＧに適合する。例として、プラスチック材料が好ましく、例えばＰＴＦＥコーティング又は固体材料の形態の、テフロン（登録商標）としても知られるポリテトラフルオロエチレンが好ましい。従って、バルブ１６は軽量であり、バルブの重量は、タンク３内の容器９０の外側に含まれるＬＮＧ３Ｌによって及ぼされる圧力の影響下でバルブの開口部にほとんど干渉しない。更に、ＰＴＦＥコーティングにより、バルブ１６に良好な滑り特性が与えられ、容器９０内で動くことを容易にする。

図３Ｃ及び図３Ｄに示すように、バルブ１６の下面は面取り部分２３を有する。従って、バルブ１６は円錐台形の部分を有し、その最小直径は容器９０の底部９９の近くに位置する。

また、バルブシートを形成するインサート９７にも面取り部分２４が設けられている。インサート９７の面取り部分２４は、バルブ１６の面取り部分２３と相補的であり、インサート９７の面取り部分２４は、容器９０の底部９９に近接した最小直径を有する。一般に、インサートの面取り部分２４は、通路９５を遮断するためにバルブ１６が協働するバルブシートを形成する。従って、バルブ１６の面取り部分２３が容器９０の底部９９と４５°の角度を形成する場合、インサート９７の面取り部分２４も、容器の底に対して４５°の角度を有する。

これらの面取り部分２３及び２４は、バルブシートとバルブ１６との間に大きな接触面を提供し、従って、バルブ１６が通路９５を妨げたときに容器９０の密閉性を向上させる。更に、バルブ１６が通路９５を遮断するために容器９０の底部９９の方向に移動されるとき、バルブシートの面取り形状２４がバルブ１６の変位をガイドする。

タンク３内のＬＮＧ３Ｌが船１の縦揺れや横揺れにより容器を取り囲んだり、容器に向かって移動したりすると、タンク３内に収容されたこのＬＮＧ３Ｌによってバルブ１６にかかる圧力により、バルブ１６をバルブシートから押し出すことが可能になる。従って、通路９５はもはや遮断されず、タンク３内に存在するＬＮＧは、コンテナの底部９９に位置する通路９５を通って容器９０に入る。逆に、タンク３に収容されたＬＮＧ３Ｌが容器９０を取り囲まず、バルブ１６をバルブシートから押し出すのに十分な圧力を加えない場合、バルブ１６がバルブシートを形成するインサートと密閉的に（leaktight manner）協働することによって通路９５を閉塞することにより、容器９０に収容されたＬＮＧ３Ｌは前記容器内に保持される。

例えば、国際公開第２０１７／０５５７４４号に記載されているように、容器９０及び／又はバルブ１６は、他の幾何学的形状であってもよい。

図４は、ポンプ３０の動作を監視するためのシステム１００（以下、便宜上「監視システム１００」又は「システム１００」と呼ぶ）の一例を示す。ここで、監視システム１００は船１に搭載されている。この監視システム１００は、パラメータの様々な測定値を取得するための複数の搭載センサ１２０に接続された中央処理装置１１０を有する。従って、例えば、センサ１２０は、各ポンプに対しポンプ３０の命令及び制御部１２１と、各タンクに対し少なくとも１つの充填レベルセンサ１２２と、動き状態評価装置１２３と、を含むが、これには限定されない。監視システム１００は、例えば気象データ、船舶位置データなどを取得するために、中央処理装置１１０が遠隔装置と通信できるようにする通信インターフェース１３０も有する。

命令及び制御部１２１は、ポンプ３０の１つ又は複数の動作パラメータを決定し、これ又はこれらの動作パラメータ及び少なくとも１つの動作設定値の関数としてポンプ３０の動作を制御するように構成される。

ポンプ３０の動作パラメータのうち、命令及び制御部１２１は、ポンプの少なくとも１つの必要な正味吸引ヘッド（required net positive suction head、以下「必要なＮＰＳＨ」と呼ぶ）を決定する。この量自体はポンプの分野ではよく知られている。ここでは、ＮＰＳＨは圧力又は液柱の高さ（liquid column height）として表現できる量であり、つまり、所定の圧力と温度の条件における所定のポンプと所定の液体では、利用可能なＮＰＳＨと必要なＮＰＳＨが区別される、ということを述べるにとどめる。ポンプの正しい動作を保証し、特にポンプ内でのキャビテーション現象の発生を回避するには、利用可能なＮＰＳＨが必要なＮＰＳＨより大きくなければならない。必要なＮＰＳＨは、ポンプが吸引する必要がある液体送出量に依存し、所定の圧力と温度の条件におけるこの液体送出量の関数としてポンプのメーカーによって提供される。具体的には、命令及び制御部１２１は、ポンプ３０が吸引する必要がある液体吐出量の設定値を読み取り、メモリに格納された数学的関係によって対応する必要なＮＰＳＨを計算することができ、又は、メモリに保存されているテーブルから対応する必要なＮＰＳＨを読み取ることもできる。

少なくとも１つの充填レベルセンサ１２２は、タンク３の現在の充填レベルを測定するように構成されている。タンク３の現在の充填レベルは、タンク３内の現在の液体の高さの形で、又は液体体積によるタンク３の充填率の形で測定される。ある程度の冗長性を確保するために、複数の充填レベルセンサ１２２（オプションとして、異なるタイプのもの）がタンク３内に配置されてもよい。

動き状態評価装置１２３は、例えば、３つの直交軸に従って並進及び回転において船が受ける加速度を測定することによって、船の測定された動きを決定する。船の動きを把握するために、１つ又は複数の加速度計、及び／又は、例えば機械式ジャイロスコープなどの１つ又は複数のジャイロスコープ、及び／又は、１つ又は複数の磁力計で構成される、以下ではＩＭＵと呼ぶ、慣性測定ユニットを使用することが有利に可能である。（同種又は異なる２種の）複数個の測定ユニット使用する場合を想定し、これらの測定ユニットは、船の動きの正確な測定を記録するために、船全体に分散されることが有利である。ＩＭＵは、一般にＭＲＵ（Motion Reference Unit）と呼ばれることもあることに注意されたい。

１つの代替案では、動き状態評価装置１２３は、船付近の現在の海況、例えば船付近の波の高さや周波数を取得する。一実施形態では、例えば、波の高さ及び／又は周波数は、乗組員による目視観察に基づいて提供される。

監視システム１００は更に、マンマシンインターフェース１４０を有する。このマンマシンインターフェース１４０は、表示手段４１を有する。この表示手段４１により、オペレータは、システムにより計算された各種情報、又はセンサ１２０によって得られた測定値、又はポンプのトリップリスクパラメータの指標さえも、取得することができ、この場合、トリップリスクパラメータは、以下でより詳細に説明するように推定することができる。

マンマシンインターフェース１４０は更に、オペレータが中央処理装置１１０に手動で数量を提供できるようにする取得手段４２を有する。これは、典型的には、船に必要なセンサがないか、センサが破損しているため、センサでは取得できないデータを中央処理装置１１０に提供するためである。一実施形態では、例えば、取得手段により、オペレータは、手動で、目視観察に基づいて波の高さ及び／又は周波数に関する情報項目を入力すること、及び／又は、船の船首方位及び／又は速度を入力することができる。

監視システム１００は更にデータベース１５０を有する。このデータベースは、以下でより詳細に説明するように、ポンプのトリップリスクパラメータを推定するために使用することができる。

図５は、陸上に配置され、船１と通信する監視システム２００の例を示す。船は、中央処理装置１１０、センサ１２０、及び通信インターフェース１３０を有する。監視システム２００は、中央処理装置２１０、通信インターフェース２３０、マンマシンインターフェース２４０、及びデータベース２５０を有する。管理システム２００の動作方法は、監視システム１００の動作方法と同様であるが、船１のセンサ１２０によって測定された情報が通信インターフェース１３０及び２３０によって陸上監視システム２００に送信されることだけが異なる。一例として、通信インターフェースは、地上無線周波数又は衛星データ送信を使用してもよい。

次に、データベース１５０が取得される方法について、図６及び図７を参照して説明する。

図６は、テストタンク１０１０上でテストを実施するためのテスト装置１０００の例を模式的に示す。テストは、所定の充填レベルの流体１０１１を有するテストタンク１０１０に動きを与え、少なくとも１つのレベルセンサ１０１２を利用して、テストタンク内のポンプヘッドにおける流体１０１１の自由表面の高さを測定する、ことを含む。レベルセンサ１０１２は、一例として、テストタンク１０１０の壁１０１０ａに配置されてもよい。一変形例では、テストタンク１０１０は、テストタンク１０１０と同一であり、動作を監視すべきポンプのポンプヘッドと同じ位置に実際にポンプヘッドを備えていてもよい。別の変形例では、ポンプヘッドをテストタンク１０１０から省略することができる。その場合、テストは、ポンプヘッドの意図された位置における流体１０１１の自由表面の高さを測定することを含み、ポンプヘッドは、流体１０１１の自由表面の位置の変化という点では無視できると考えられる。

テストタンク１０１０は、動作が監視されるポンプを受け入れるタンクよりも小さい寸法を有してもよく、及び／又はこのタンクを代表する幾何学的形状を有してもよい。

流体１０１１は、もちろん、タンクによって輸送され、動作が監視されるポンプによって汲み上げられるものと同じタイプであることが好ましい。それは特に、例えば－５０℃～０℃の温度を有する液化石油ガス（ＬＰＧとも呼ばれる）、又は大気圧下で約－１６２℃の液化天然ガス（ＬＮＧ）であってもよい。多くの液化ガス、特にメタン、エタン、プロパン、ブタン、アンモニア、水素、又はエチレンも想定されてよい。好ましくは、流体１０１１は、更に、タンクによって輸送される流体と同じ又は実質的に同じ液体／気体密度比(つまり、液相の密度と、液相と平衡状態にある気相の密度と、の比が同じ)を有し、より好ましくは、タンクによって輸送される流体と同じ密度及び／又は同じ粘度、更により好ましくは同じ温度を有する。

更に、テストタンク１０１０内の複数の点で流体の自由表面のレベルを測定することが可能であり、レベルセンサ１０１２の数及び配置はそれに応じて適合される。

上述したように、テストタンク１０１０はテスト中に動きを受ける。従って、図示の例では、装置１０００は、テストタンク１０１０が固定されるプラットフォーム１０１３を備える。プラットフォーム１０１３は、６つの油圧ジャッキ１０１５の動作によって駆動されて動く。これらの端の一方は３つの固定点１０１４でプラットフォームに接続され、もう一方の端はフレームワーク又は床１００１に接続される。これにより、テストタンク１０１０を並進及び回転において６自由度で駆動することが可能となる。もちろん、テストタンク１０１０は、異なる手段によって駆動され動かされてもよい。

装置１０００は更に、テスト制御部１０２０を備える。テスト制御部１０２０は、テストプログラムにおいてテストタンク１０１０に所定の動きをさせるために油圧ジャッキ１０１５を制御するように構成されている。例示的な一実施形態では、これらの動きは、船の動きを表す動きであり、好ましくは、船上のタンクの位置及び／又はタンクの形状を考慮する。別の例示的な実施形態では、これらの動きは所定の海況を表す動きであり、好ましくは船上のタンクの位置及び／又はタンクの形状を考慮しながら、対応する船の動きに変換される。所定の海況に基づいて船の対応する動きを評価することは、船の耐航性の評価においてよく知られた作業である。テスト制御部１０２０は更に、少なくとも１つのレベルセンサ１０１２によってテスト中に登録された値を記録する。

テスト制御部１０２０は、テストデータ処理部１０３０と通信する。テストデータ処理部１０３０は、少なくとも１つのレベルセンサ１０１２によってテスト中に登録された値、及び、テスト中にテストタンク１０１０に与えられる動きを、テスト制御ユニット１０２０から受信するための通信インターフェース１０３１を備える。テストデータ処理部１０３０は、メモリ１０３３及び中央処理部１０３２を更に備える。

テストデータ処理部１０３０は、機械学習方法によって、メモリ１０３３と通信する中央処理部１０３２上で予測モデルを訓練するように構成されている。予測モデルは、ポンプの必要なＮＰＳＨと、タンクの充填レベルと、現在の海況及び／又は船の現在の動き状態である現在の動き状態と、の関数としてポンプのトリップリスクパラメータを推定できる。

より具体的には、予測モデルの訓練は、教師あり機械学習方法によって実行される。この訓練は、メモリ１０３３と通信する中央処理部１０３２によって実行されてもよい。

一変形例では、訓練される予測モデルは、バイナリタイプ、つまり「はい／いいえ」のポンプのトリップリスクパラメータを推定することができる。言い換えれば、予測モデルはポンプがトリップするリスクがあるかどうかのみを予測する。予測モデルは分類問題を解決できるようになる。

別の変形例では、訓練される予測モデルは、ポンプのトリップのリスクに関する１つ又は複数の定量的パラメータを推定できる。そして、予測モデルは回帰問題を解決できるようになる。

一例として、ポンプのトリップリスクパラメータは、
－前記ポンプヘッド３１で利用可能なＮＰＳＨが前記ポンプ３０の前記必要なＮＰＳＨよりも小さくなる状況の発生確率、
－前記ポンプヘッド３１で利用可能なＮＰＳＨが前記ポンプ３０の前記必要なＮＰＳＨも小さくなる状況の最大継続時間、
－前記ポンプヘッド３１で利用可能なＮＰＳＨが前記ポンプ３０の前記必要なＮＰＳＨも小さくなる状況の発生回数、
－前記ポンプヘッド３１で利用可能なＮＰＳＨが前記ポンプ３０の前記必要なＮＰＳＨも小さくなる合計時間、
－前記ポンプヘッド３１で利用可能なＮＰＳＨが前記ポンプ３０の前記必要なＮＰＳＨも小さくなる状況の平均持続時間、
－所定の期間を超える期間、前記ポンプヘッド３１で利用可能なＮＰＳＨが前記ポンプ３０の前記必要なＮＰＳＨよりも小さくなる状況の発生確率、
のうちの少なくとも１つを含む。

トリップリスクパラメータは、バイナリタイプであろうと定量的タイプであろうと、いずれの場合も所定の期間にわたって推定される。

一実施形態では、予測モデルの訓練は、テストタンク１０１０で実行されたテストの結果に基づいて実行される。より具体的には、好ましい例では、予測モデルのトレーニングは、テストタンク１０１０で実行された各テスト後に推定される、ポンプのトリップリスクパラメータに基づいて実行される。このポンプのトリップリスクパラメータは、少なくとも１つのレベルセンサ１０１２によってテスト中に記録された値に基づいて計算される。一変形例では、予測モデルの訓練は、テストタンク１０１０で実行されたテストの結果と、液化ガスの輸送及び／又はユーザとして運用される船上で取得又は登録されたテストデータと、の両方に基づいて実行される。これらの船の１つ又は複数のタンクがテストタンク１０１０の機能を果たす。別の変形例では、予測モデルの訓練は、液化ガスの輸送及び／又はユーザとして運用される船上で取得又は登録されたテストデータのみに基づいて実行される。これらの船の、ポンプを備える１つ又は複数のタンクがテストタンク１０１０の機能を果たす。

別の実施形態では、予測モデルの訓練は、テストタンク１０１０に対して実行されたテストの結果に基づいてではなく、シミュレーションの結果に基づいて実行される。より正確には、上記説明したテストタンク１０１０でテストを実行する代わりに、テストタンク１０１０のモデル内の流体１０１１の自由表面の位置の展開は、数値流体力学（Computational Fluid Dynamics（CFD））の手法によってシミュレートされ、テストタンク１０１０のモデルは、上記説明したのと同様の方法で動きを受け、そして、ポンプヘッドにおける流体１０１１の自由表面の高さの展開がシミュレーションの結果から抽出される。ここでも、同様に、シミュレーションは、テストタンク１０１０と同一であり、動作を監視すべきポンプのポンプヘッドと同じ位置に配設されたポンプヘッドの存在を考慮してもよく、又は、ポンプヘッドの存在を考慮しなくてもよく、ポンプヘッドは、流体１０１１の自由表面の展開という点では無視できると考えられる。

更に別の実施形態では、予測モデルの訓練は、上記説明したように、テストタンク１０１０に対して実行されたテストの結果とシミュレーションの結果の両方に基づいて実行される。

シミュレーションは、メモリ１０３３と通信する中央処理部１０３２によって、又はそのシミュレーション結果をテストデータ処理部１０３０に通信する別のコンピュータによって実行されてもよいことに留意されたい。

ここで、データベース１５０を取得するための方法３００について、図７を用いて説明する。ステップ３０１から３０５は、メモリ１０３３と通信する中央処理部１０３２によって実行されてもよい。

オプションとして、方法３００は、予測モデルを訓練するために使用される訓練データセットから、ポンプヘッド３１で利用可能なＮＰＳＨがポンプ３０の必要なＮＰＳＨよりも小さい状況を明らかにしないテストの結果を除外するステップ３０１を含んでもよい。従って、予測モデルはポンプのトリップのリスクを明らかにしたデータに基づいてのみトレーニングされるため、トリップリスクパラメータの推定精度が向上する。

オプションのステップ３０１の後、方法３００は、既に上で説明したように予測モデルを訓練するステップ３０２を含む。

オプションとして、ステップ３０２中の教師あり機械学習方法による訓練中に、予測モデルに少なくとも１つの制約が課される。これらの制約は、例えば、タンクの充填レベルが特定の閾値を超えた場合にポンプがトリップする危険がないという基本的な物理的考慮事項に基づいて、及び／又は、例えば、動きが強くなるか又はタンクの寸法が大きくなると、ポンプがトリップする危険性が高まる可能性があるという、実際の経験から得られた考察に基づいて、定義できる。この結果、予測モデルによるトリップリスクパラメータの推定精度が向上する。

ステップ３０２の終わりに、少なくともタンクの充填レベル及び現在の海況の関数としてポンプのトリップリスクパラメータを推定することができる予測モデルが得られ、テストタンク１０１０でのテスト及び／又はシミュレーションによるテストが実施されていないものも含め、任意の値に対して予測を行うことができる。ただし、これを行うために必要な計算が長すぎる場合や、船上で実装するには大きすぎる計算リソースが必要になる場合がある。このため、できるだけ安価な船上システムを使用して、トリップリスクパラメータの推定をできるだけ早く取得することが重要である。このため、ステップ３０２の後、ステップ３０３が実行され、ステップ３０３は、それぞれが少なくともポンプの必要なＮＰＳＨと、タンクの充填レベルと、及び現在の海況を含む、複数の入力データベクトルを生成し、それに続くステップ３０４においては、ステップ３０３で生成された入力データベクトルのそれぞれについて、ステップ３０２で得られた予測モデルによってポンプのトリップリスクパラメータを取得し、入力データベクトルに関連付けてポンプのトリップリスクパラメータをデータベースに保存する。

オプションとして、ステップ３０５において、ステップ３０４で取得されたデータベースは、管理システム１００に送信されるか、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に保存される。これにより、データベース１５０が取得されるが、その使用については後述する。

これまで、予測モデルが、少なくともタンクの充填レベル及び現在の海況の関数としてポンプのトリップリスクパラメータを推定できるケースについて説明してきた。しかしながら、変形例として、予測モデルは、ポンプの必要なＮＰＳＨと、タンクの充填レベルと、現在の海況及び／又は船の現在の動き状態である現在の動き状態と、の関数として、また、オプションとして、船の喫水、船の速度、船の船首方位、及びポンプの少なくとも１つの動作パラメータのうちの少なくとも１つの関数として、ポンプのトリップリスクパラメータを推定することができる。

次に、予測モデル又はデータベース１５０を利用してポンプの動作を監視するための方法４００について、図８を参照して説明する。

第１の実施形態によれば、図８のフローチャートは、唯一の処理手段を形成する中央処理装置１１０上で完全に実行される。第２の実施形態によれば、図８のフローチャートは、船と通信する陸上管理システム２００上で部分的に実装される。この第２の実施形態によれば、船１はセンサ１２０からのすべての情報を陸上ステーションに送信し、中央処理装置１１０と中央処理装置２１０は共に分割処理手段を形成する。

方法４００は、ポンプ３０の命令及び制御部１２１によって提供される指示に基づいて、ポンプ３０の少なくとも１つの動作パラメータを取得し、ポンプ３０の必要なＮＰＳＨを、ポンプ３０のこの又はこれらの動作パラメータの関数として決定することを含む第１のステップ４０１を含む。

方法４００は、タンクの現在の充填レベル及び現在の動き状態を決定することを含む第２のステップ４０２を含む。タンクの現在の充填レベルは、通常、タンクの少なくとも１つの充填レベルセンサ１２２によって提供される充填指標に基づいて決定される。現在の動き状態は、上述したように、船の現在の動き状態及び／又は現在の海況である。現在の動き状態は、動き状態評価装置１２３によって提供される指示に基づいて決定される。現在の動き状態が船舶の現在の動き状態である場合、動き状態評価装置１２３によって提供される指標は、取得期間にわたって平均化されてもよく、これは、ＩＭＵが通常、ポンプ３０の必要なＮＰＳＨの展開の通常の持続時間よりもはるかに長い取得頻度を有するという事実を考慮したものである。次いで、ステップ４０１及び４０２で決定された他のデータも、この同じ取得期間にわたって平均化される。

オプションとして、ステップ４０２において、通常、船の搭載システムによって提供される指示に基づいて、船の喫水及び／又は船の船首方位及び／又は船の速度も決定される。船の喫水は通常、フロート及び／又は静水圧タイプの１つ又は複数のセンサによって船の搭載システムに提供される。船の船首方位は、通常、１つ又は複数の航法コンパスによって船の搭載システムに提供される。船の速度は、通常、ＩＭＵ及び／又はＧＰＳタイプの衛星ナビゲーション受信機によって船の搭載システムに提供される。

ステップ４０２の後、方法４００は、ポンプ３０のトリップリスクパラメータを推定することを含む第３のステップ４０３に進む。

一変形例では、この推定は、中央処理装置１１０又は２１０に関連付けられたメモリに任意選択で格納され得る予測モデルを利用して直接実行される。

別の変形例では、この推定はデータベース１５０を使用して実行される。すなわち、ステップ４０１で決定されたポンプ３０の必要なＮＰＳＨと、ステップ４０２で決定されたタンクの現在の充填レベル及び現在の動き状態と、を含む入力データベクトルが最初に生成される。入力データベクトルがデータベース１５０に存在することが判明した場合、データベース１５０から単純に読み取ることによってトリップリスクパラメータが取得される。しかしながら、より典型的には、データベース１５０は入力データベクトルを含まないが、入力データベクトルに含まれるものと同様の入力データを含むことになる。この場合、トリップリスクパラメータは、データベース１５０内に存在する２つ以上の隣接する入力データベクトルに関連付けられたトリップリスクパラメータの補間によって取得されることになる。

ステップ４０３の後、方法４００は、ステップ４０３で推定されたトリップリスクパラメータの関数としてユーザに指示を提供するステップ４０４に続く。

ステップ４０３で推定されたトリップリスクパラメータがバイナリタイプである場合、ステップ４０４は、トリップリスクパラメータが「はい」である場合、つまりトリップリスクがある場合、ユーザに警告を与えるだけであってもよい。ユーザには、例えば、表示手段４１を介して警告が提供されてもよい。

定量的タイプのトリップリスクパラメータがステップ４０３で推定される場合、ステップ４０４は、トリップリスクパラメータが所定の閾値を超えた場合に、例えば表示手段４１を介してユーザに警告を発することを含んでもよい。変形例として、ステップ４０４は、トリップリスクパラメータが第１閾値よりも小さい場合、「トリップリスクなし」という表示を提供し、トリップリスクパラメータが第１閾値と第２閾値の間にある場合、「中程度のトリップリスク」という表示を提供し、及び、トリップリスクパラメータが第２閾値を超えた場合、「トリップリスクが高い」という表示を提供することを含んでもよい。「トリップリスクなし」及び「中程度のトリップリスク」という表示は、オプションとして、色コードに従って、及び／又は、可聴の警告と組み合わせて、表示手段４１を介して提供されてもよい。変形例として、任意の数の表示及び対応する閾値が採用されてもよい。

定量的タイプの複数のトリップリスクパラメータがステップ４０３で推定される場合、ステップ４０４はまた、オプションとして、色コードに従って、及び／又は、可聴の警告と組み合わせて、トリップリスクパラメータの値の関数として、表示手段４１を介して「トリップリスクなし」及び「中程度のトリップリスク」の表示を提供することを含んでもよい。

好ましくは、ステップ４０４の後、方法４００は、ポンプ３０のトリップリスクパラメータを低減することを意図した決定を支援するステップ４０５に進む。決定を支援するこのステップ４０５は、船の方向やルートを変更、静止浮体構造物に特に適している、船首の変更、船の速度の修正、又は、（静止浮体構造物の場合は、タンク間、又はタンクと船外のタンクとの間の）１つ又は複数のタンクの充填レベルの変更の提案、又は、ポンプ３０の１つ又は複数の動作パラメータの修正、の提案を含む。

次に、図９を参照して、ポンプの動作を監視するための別の方法５００について説明する。この図において、方法４００のステップと同一のステップは、図８と同じ参照番号を有しており、再度詳細には説明しない。

方法５００は、トリップリスクパラメータの推定が上述の予測モデルを用いて実行されず、数値流体力学手法を用いたシミュレーションによって直接実行される点で方法４００と異なる。より具体的には、上述のものと同一であるステップ４０１及び４０２の後、方法５００は、数値流体力学手法によってタンク３内の液体３Ｌの自由表面４０の位置の展開をシミュレートすることを含むステップ５０３Ａに進む。シミュレーションは、船の現在の動き状態に基づいて、又は対応する船の動きに変換される現在の海況に基づいて、又は船の現在の動きと現在の海況に基づいて、実行されてもよい。上で述べたように、所定の海況に基づいて対応する船の動きを評価することは、船舶の耐航性の評価においてよく知られた作業である。シミュレーションでは、タンク３内のポンプヘッド３１の存在を考慮してもよいし、ポンプヘッドの存在を考慮しなくてもよいが、ポンプヘッドは、液体３Ｌの自由表面４０の位置の展開において無視できると考えられる。次に、方法５００は、ステップ５０３Ａで実行されたシミュレーションの結果から、ポンプヘッド３１におけるタンク３の自由表面４０の高さの展開を抽出するステップ５０３Ｂに進む。次に、方法５００は、ステップ５０３Ｂで得られた高さの展開及びポンプ３０の必要なＮＰＳＨの関数として、オプションとして、ポンプ３０の他の動作パラメータの関数として、ポンプ３０がトリップするリスクを計算することを含むステップ５０３Ｃに進む。ステップ５０３Ｃの後、この方法は、上記説明したステップ４０４及びオプションで４０５に進む。

次に、予測モデル又はデータベース１５０を利用してポンプの動作を予測するための方法６００について、図１０を参照して説明する。この変形例では、データベース１５０は、ポンプの必要なＮＰＳＨ、タンクの充填レベル、現在の海況の関数として、ポンプ３０のトリップリスクパラメータを推定することができる、予測モデルに基づいて取得される。

方法６００は、ポンプ３０の命令及び制御部１２１によって提供される指示に基づいて、ポンプ３０の少なくとも１つの動作パラメータを取得し、ポンプ３０の必要なＮＰＳＨを、ポンプ３０のこの又はこれらの動作パラメータの関数として決定することを含む第１のステップ６０１を含んでもよい。

ステップ６０１の後、方法は、タンクの現在の充填レベルを決定し、未来の海況及び／又は船の未来の動き状態である、未来の動き状態を推定するステップ６０２に進む。タンクの現在の充填レベルは、通常、タンクの少なくとも１つの充填レベルセンサ１２２によって提供される充填指標に基づいて決定される。気象情報と船の針路に基づいて未来の海況を推定する。船の未来の動き状態は、未来の海況に基づいて推定することができ、未来の海況は、気象情報及び船の針路に基づいて推定され、上述したように、所定の海況に基づいて船の対応する動きを評価することは、船の耐航性の評価においてよく知られた作業である。船の針路は、通常、船の速度や船首方位など、船の搭載システムによって提供される指示に基づいて取得される。気象情報は、例えば地上無線周波数または気象観測所のネットワークとの衛星通信によって提供されてもよい。

任意選択で、船の喫水及び／又は船の船首方位及び／又は船の速度も、通常、船の搭載システムによって提供される指示に基づいて、ステップ６０２で決定される。船の喫水は通常、フロート及び／又は静水圧タイプの１つ又は複数のセンサによって船の搭載システムに提供される。船の船首方位は、通常、１つ又は複数の航法コンパスによって船の搭載システムに提供される。船の速度は、通常、ＩＭＵ及び／又はＧＰＳタイプの衛星ナビゲーション受信機によって船の搭載システムに提供される。

ステップ６０２の後、方法６００は、中央処理装置１１０若しくは２１０に関連付けられたメモリ又はデータベース１５０に格納された予測モデルを利用して、ポンプ３０のトリップリスクパラメータを推定する第３のステップ６０３に進む。ステップ６０３はステップ４０３と同様であるため、再度詳細に説明しない。代替として、ポンプ３０のトリップリスクパラメータの推定は、ステップ６０３において、ステップ５０３Ａ～５０３Ｃと同様のステップにより、数値流体力学手法を用いたシミュレーションによって直接実行されてもよい。

ステップ６０３の後、方法６００は、ステップ６０３で推定されたトリップリスクパラメータの関数としてユーザに指示を提供するステップ６０４に続く。ステップ６０４はステップ４０４と同様であるため、再度詳細に説明しない。

好ましくは、ステップ６０４の後、方法６００は、ポンプ３０のトリップリスクパラメータを低減することを意図した決定を支援するステップ６０５に進む。決定を支援するこのステップ６０５は、船の方向やルートを変更、静止浮体構造物に特に適している、船首の変更、船の速度の修正、又は、（静止浮体構造物の場合は、タンク間、又はタンクと船外のタンクとの間の）１つ又は複数のタンクの充填レベルの変更の提案、又は、ポンプ３０の１つ又は複数の動作パラメータの修正、の提案を含む。

上述の要素の幾つか、特に処理手段、中央処理装置、データ処理装置、及び制御装置は、単一又は分散方式で、ハードウェア及び／又はソフトウェアコンポーネントを使用して、様々な形式で実現することができる。使用できるハードウェアコンポーネントは、ＡＳＩＣ特定用途向け集積回路、ＦＰＧＡプログラマブルロジックアレイ、又はマイクロプロセッサである。ソフトウェアコンポーネントは、例えば、Ｃ、Ｃ＋＋、Ｊａｖａ（登録商標）、ＶＨＤＬなどの様々なプログラミング言語で記述されてもよい。このリストはすべてを網羅したものではない。

本発明を幾つかの特定の実施形態に関連して説明してきたが、本発明がそれらに決して限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内にある場合には、記載された手段の全ての技術的等価物及びそれらの組み合わせを含むことが明らかである。

更に、方法を参照して説明された特性又は特性の組み合わせは、対応するシステムにも同様によく適用され、またその逆も同様であることは極めて明らかである。

動詞「有する」（have）、「備える」（comprise）、又は「含む」（include）及びその活用形の使用は、請求項に記載されているもの以外の要素又はステップの存在を排除するものではない。

特許請求の範囲において、括弧内のいかなる参照も特許請求の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。

Claims (18)

1. 船（１）上で液体製品（３Ｌ）を輸送するためのタンク（３）内に配置されるポンプ（３０）の動作を監視するためにコンピュータによって実行される監視方法（４００；５００）であって、前記ポンプ（３０）は、前記タンク（３）内に配置されたポンプヘッド（３１）を有し、
   －前記ポンプ（３０）の少なくとも１つの動作パラメータを取得し（４０１）、
   －前記ポンプ（３０）の前記少なくとも１つの動作パラメータの関数として、前記ポンプ（３０）の必要な正味吸引ヘッドを決定し（４０１）、
   －前記タンク（３）の現在の充填レベルを決定し（４０２）、
   －現在の海況及び／又は前記船の現在の動き状態である、現在の動き状態を決定し（４０２）、
   －少なくとも、このようにして決定された、前記ポンプ（３０）の前記必要な正味吸引ヘッドと、前記タンクの前記現在の充填レベルと、前記現在の動き状態との関数として、前記ポンプ（３０）のトリップリスクパラメータを推定し（４０３；５０３Ａ、５０３Ｂ、５０３Ｃ）、前記トリップリスクパラメータの関数としてユーザに指示を提供する（４０４）、
   ことを含むことを特徴とする監視方法（４００；５００）。
2. 前記ポンプ（３０）の前記トリップリスクパラメータを推定することを含むステップは、
   －数値流体力学の手法により、前記タンク内の前記液体の自由表面（４０）の位置の展開をシミュレーションし（５０３Ａ）、
   －シミュレーションの結果から、前記ポンプヘッド（３１）における前記自由表面（４０）の前記タンク内における高さの展開を抽出し（５０３Ｂ）、
   －前記高さの前記展開と前記ポンプ（３０）の前記必要な正味吸引ヘッドとの関数として、前記ポンプ（３０）の前記トリップリスクパラメータを計算する（５０３Ｃ）
   ことを含むことを特徴とする請求項１に記載の監視方法（５００）。
3. 前記ポンプ（３０）の前記トリップリスクパラメータを推定することを含むステップ（４０３）は、訓練データセットに対して教師あり機械学習方法によって訓練された予測モデルを利用して実行され、
   前記訓練データセットは、
   －複数のテストの結果であって、各テストは、所定の充填レベルを有するテストタンクに動きの影響を受けさせ、前記ポンプヘッドにおける前記液体の自由表面の前記テストタンク内の高さを測定することを含む、複数のテストの結果、及び／又は
   －複数のシミュレーションの結果であって、それぞれのシミュレーションは、数値流体力学手法によって、所定の充填レベルを有し動きの影響を受けるタンクモデル内の前記液体の前記自由表面の位置の展開をシミュレーションし、前記シミュレーションの結果から、前記ポンプヘッドにおける前記液体の前記自由表面の前記タンク内の高さの展開を抽出する、複数のシミュレーションの結果
   に基づいて取得されることを特徴とする請求項１に記載の監視方法（４００）。
4. 前記教師あり機械学習方法による訓練中に、前記予測モデルに少なくとも１つの制約が課されることを特徴とする請求項３に記載の監視方法（４００）。
5. 前記予測モデルは複数のポンプを考慮しており、前記予測モデルは、各ポンプのトリップリスクパラメータを前記船内の位置の関数として推定することができることを特徴とする請求項３又は４に記載の監視方法（４００；５００）。
6. 前記ポンプ（３０）の前記トリップリスクパラメータは、
   －前記ポンプヘッド（３１）で利用可能な正味吸引ヘッドが前記ポンプ（３０）の前記必要な正味吸引ヘッドよりも小さくなる状況の発生確率、
   －前記ポンプヘッド（３１）で利用可能な正味吸引ヘッドが前記ポンプ（３０）の前記必要な正味吸引ヘッドも小さくなる状況の最大継続時間、
   －前記ポンプヘッド（３１）で利用可能な正味吸引ヘッドが前記ポンプ（３０）の前記必要な正味吸引ヘッドも小さくなる状況の発生回数、
   －前記ポンプヘッド（３１）で利用可能な正味吸引ヘッドが前記ポンプ（３０）の前記必要な正味吸引ヘッドも小さくなる合計時間、
   －前記ポンプヘッド（３１）で利用可能な正味吸引ヘッドが前記ポンプ（３０）の前記必要な正味吸引ヘッドも小さくなる状況の平均持続時間、
   －所定の期間を超える期間、前記ポンプヘッド（３１）で利用可能な正味吸引ヘッドが前記ポンプ（３０）の前記必要な正味吸引ヘッドよりも小さくなる状況の発生確率、
   のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１～５のうちいずれか１項に記載の監視方法（４００；５００）。
7. 前記ポンプ（３０）の前記トリップリスクパラメータを低減することを目的とした決定を支援するステップ（４０５）
   を更に含むことを特徴とする請求項１～６のうちいずれか１項に記載の監視方法（４００；５００）。
8. 前記タンク（３）はサンプを有し、前記ポンプヘッド（３１）は前記サンプ内に配置される
   ことを特徴とする請求項１～７のうちいずれか１項に記載の監視方法（４００；５００）。
9. 前記ポンプヘッド（３１）は、前記タンク（３）の下壁（１１）に近接して配置され、
   前記ポンプヘッド（３１）は前記タンク内に配置された容器（９０）に収容されており、
   前記容器（９０）は、前記タンク（３）の前記下壁（１１）に面し、前記容器（９０）の内部を前記容器（９０）の外部と連通させる通路（９５）を備える、底（９９）を備え、
   前記容器の前記底の反対側である、前記容器の上部は、前記タンク（３）の内部と連通する開口を備え、
   前記容器（９０）は、更に、前記容器（９０）の前記底に担持された対応するバルブシートと協働するように配置された少なくとも１つの可動バルブ（１６）を有し、
   前記容器の外部と前記容器の内部の間の、前記バルブ（１６）にかかる圧力差が決定されたポジティブ閾値未満であるとき、前記バルブ（１６）は、前記容器（９０）の前記底の前記通路（９５）を遮断することができ、
   前記圧力差が前記閾値よりも大きいとき、前記バルブ（１６）は、前記通路を解放することができる
   ことを特徴とする請求項１～８のうちいずれか１項に記載の監視方法（４００；５００）。
10. 船（１）上で液体製品（３Ｌ）を輸送するためのタンク（３）内に配置されるポンプ（３０）の動作を監視するための監視システム（１００、２００）であって、前記ポンプ（３０）は、前記タンク（３）内に配置されたポンプヘッド（３１）を有し、
    －前記ポンプ（３０）の少なくとも１つの動作パラメータを取得し、前記ポンプ（３０）の前記少なくとも１つの動作パラメータの関数として、前記ポンプ（３０）の必要な正味吸引ヘッドを決定ことができる、前記ポンプの命令及び制御部（１２１）と、
    －前記タンク（３）の現在の充填レベルを測定する少なくとも１つの充填レベルセンサ（１２２）と、
    －現在の海況及び／又は前記船（１）の現在の動き状態である、現在の動き状態を評価することができる動き状態評価装置（１２３）と、
    －少なくとも、このようにして決定された、前記ポンプ（３０）の前記必要な正味吸引ヘッドと、前記タンク（３）の前記現在の充填レベルと、前記現在の動き状態との関数として、前記ポンプ（３０）のトリップリスクパラメータを推定し、前記トリップリスクパラメータの関数としてユーザに指示を提供するように構成された処理手段（１１０、２１０）と、
    を含むことを特徴とする監視システム（１００、２００）。
11. 船（１）上で液体製品（３Ｌ）を輸送するためのタンク（３）内に配置されるポンプ（３０）の動作を予測するためにコンピュータによって実行される予測方法（６００）であって、前記ポンプ（３０）は、前記タンク（３）内に配置されたポンプヘッド（３１）を有し、
    －前記ポンプ（３０）の少なくとも１つの動作パラメータを取得し（４０１）、
    －前記ポンプ（３０）の前記少なくとも１つの動作パラメータの関数として、前記ポンプ（３０）の必要な正味吸引ヘッドを決定し（６０１）、
    －前記タンク（３）の現在の充填レベルを決定し（６０２）、
    －気象情報と前記船（１）の針路に基づいて、未来の海況及び／又は前記船の未来の動き状態である、未来の動き状態を推定し（６０２）、
    －少なくとも、このようにして決定された、前記ポンプ（３０）の前記必要な正味吸引ヘッドと、前記タンクの前記現在の充填レベルと、前記船の針路と、このようにして推定された前記未来の動き状態との関数として、前記ポンプ（３０）のトリップリスクパラメータを推定し（６０３）、前記トリップリスクパラメータの関数としてユーザに指示を提供する（６０４）、
    ことを含むことを特徴とする予測方法（６００）。
12. 前記ポンプ（３０）のトリップリスクパラメータを推定することを含むステップは、
    －数値流体力学手法により、前記タンク内の前記液体の自由表面（４０）の位置の展開をシミュレーションし、
    －シミュレーションの結果から、前記ポンプヘッド（３１）における前記自由表面（４０）の前記タンク内における高さの展開を抽出し、
    －前記高さの前記展開と前記ポンプ（３０）の前記必要な正味吸引ヘッドとの関数として、前記ポンプ（３０）の前記トリップリスクパラメータを計算する
    ことを含むことを特徴とする請求項１１に記載の予測方法（６００）。
13. 前記ポンプ（３０）の前記トリップリスクパラメータを推定することを含むステップは、訓練データセットに対して教師あり機械学習方法によって訓練された予測モデルを利用して実行され、
    前記訓練データセットは、
    －複数のテストの結果であって、各テストは、所定の充填レベルを有するテストタンクに動きの影響を受けさせ、前記ポンプヘッドにおける前記液体の自由表面の前記テストタンク内の高さを測定することを含む、複数のテストの結果、及び／又は
    －シミュレーションの結果であって、それぞれのシミュレーションは、数値流体力学手法によって、所定の充填レベルを有し動きの影響を受けるタンクモデル内の前記液体の前記自由表面の位置の展開をシミュレーションし、前記シミュレーションの結果から、前記ポンプヘッドにおける前記液体の前記自由表面の前記タンク内の高さの展開を抽出する、シミュレーションの結果
    に基づいて取得されることを特徴とする請求項１１に記載の予測方法（６００）。
14. 前記予測モデルは複数のポンプを考慮しており、前記予測モデルは、各ポンプのトリップリスクパラメータを前記船内の位置の関数として推定することができることを特徴とする請求項１３に記載の予測方法（６００）。
15. 前記船（１）の針路に沿った前記ポンプ（３０）の前記トリップリスクパラメータを低減することを目的とした決定を支援するステップ（６０５）
    を更に含むことを特徴とする請求項１１～１４のいずれか１項に記載の予測方法（６００）。
16. 前記タンク（３）はサンプを有し、前記ポンプヘッド（３１）は前記サンプ内に配置される
    ことを特徴とする請求項１１～１５のいずれか１項に記載の予測方法（６００）。
17. 前記ポンプヘッド（３１）は、前記タンク（３）の下壁（１１）に近接して配置され、
    前記ポンプヘッド（３１）は前記タンク内に配置された容器（９０）に収容されており、
    前記容器（９０）は、前記タンク（３）の前記下壁（１１）に面し、前記容器（９０）の内部を前記容器（９０）の外部と連通させる通路（９５）を備える、底（９９）を備え、
    前記容器の前記底の反対側である、前記容器の上部は、前記タンク（３）の内部と連通する開口を備え、
    前記容器（９０）は、更に、前記容器（９０）の前記底に担持された対応するバルブシートと協働するように配置された少なくとも１つの可動バルブ（１６）を有し、
    前記容器の外部と前記容器の内部の間の、前記バルブ（１６）にかかる圧力差が決定されたポジティブ閾値未満であるとき、前記バルブ（１６）は、前記容器（９０）の前記底の前記通路（９５）を遮断することができ、
    前記圧力差が前記閾値よりも大きいとき、前記バルブ（１６）は、前記通路を解放することができる
    ことを特徴とする請求項１１～１６のいずれか１項に記載の予測方法（６００）。
18. 船（１）上で液体製品（３Ｌ）を輸送するためのタンク（３）内に配置されるポンプ（３０）の動作を予測するための予測システム（１００、２００）であって、前記ポンプ（３０）は、前記タンク（３）内に配置されたポンプヘッド（３１）を有し、
    －前記ポンプの少なくとも１つの動作パラメータを取得し、前記ポンプ（３０）の前記少なくとも１つの動作パラメータの関数として、前記ポンプ（３０）の必要な正味吸引ヘッドを決定ことができる、前記ポンプ（３０）の命令及び制御部（１２１）と、
    －前記タンク（３）の現在の充填レベルを測定する少なくとも１つの充填レベルセンサ（１２２）と、
    －気象情報と前記船（１）の針路に基づいて、未来の海況及び／又は前記船の未来の動き状態である、未来の動き状態を評価することができる動き状態評価装置（１２３）と、
    －少なくとも、このようにして決定された、前記ポンプ（３０）の前記必要な正味吸引ヘッドと、前記タンク（３）の前記現在の充填レベルと、前記船の前記針路と、このようにして推定された前記未来の動き状態との関数として、前記ポンプ（３０）のトリップリスクパラメータを推定し、前記トリップリスクパラメータの関数としてユーザに指示を提供するように構成された処理手段（１１０、２１０）と、
    を含むことを特徴とする予測システム（１００、２００）。

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