JP5931773B2 - 運用計画支援システム、運用計画支援方法、及びプログラム - Google Patents
運用計画支援システム、運用計画支援方法、及びプログラム Download PDFInfo
- Publication number
- JP5931773B2 JP5931773B2 JP2013032265A JP2013032265A JP5931773B2 JP 5931773 B2 JP5931773 B2 JP 5931773B2 JP 2013032265 A JP2013032265 A JP 2013032265A JP 2013032265 A JP2013032265 A JP 2013032265A JP 5931773 B2 JP5931773 B2 JP 5931773B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- data
- operation plan
- energy demand
- equipment
- ship
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T70/00—Maritime or waterways transport
- Y02T70/10—Measures concerning design or construction of watercraft hulls
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T70/00—Maritime or waterways transport
- Y02T70/50—Measures to reduce greenhouse gas emissions related to the propulsion system
Landscapes
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Description
この技術分野における公知技術として、特許文献1(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。
以下に、本発明の第1実施形態について添付図面を参照して説明する。
図1に示すように、本発明に係る運用計画支援システムは、運航予測データ作成部11と、燃料消費量計算部12と、運転計画部13と、運転計画更新部14と、運転実績記憶部15を備える。
運航予測データ作成部11は、評価対象とする航海について、過去の実績データベースから類似ケース(事例)を抽出・参照し、船舶の運航に関する時系列の予測データ(運航データ、海気象データ、船内エネルギー需要予測データ等)を作成する。時系列的なエネルギー需要データ作成時には、運航プラン・海象予報等の他に、船内の居住区やその他遊戯施設等で想定される需要の発生状況を考慮する。各々のエネルギー需要予測データには、発生時間が変更可能、発生時間が変更不可能、発生有無もしくは発生時間帯が不確定等の属性を持たせる。また、変更可能なもののうち、その絶対値や他への影響等を勘案して変更する優先度付けを行う。
燃料消費量計算部12は、排熱回収機器を含む船内の電力系統(電力システム)及び熱系統(熱システム)の需給バランス計算を行い、時系列の燃料消費量、電力消費量、熱消費量及び船内機器の詳細な運転情報を出力する。需給バランス計算には、2分法、ニュートン法等の反復法による求根アルゴリズムを用いる。熱系統の計算では、各系統(高圧蒸気、低圧蒸気、温水、冷水、冷却水等)での過不足を算出し、不足分があればボイラ(boiler)追い炊きやターボ冷凍機を稼動させる等、実機構成を反映した計算が可能とする。
運転計画部13は、船内機器の運転計画を行う。ここでは、排熱回収のみでは熱需要を賄えずボイラやターボ冷凍機が稼動している時間帯を特定し、稼働時間帯を変更可能な機器の熱需要に関して優先度の高い順に熱需要を変更(シフト)させた事例を計算する。更に、時間帯変更可能な機器の電力需要を変更(シフト)させた事例を計算する。時間帯の変更は、対象時間を一定時間間隔に分割し、制約条件を満たす範囲において発生タイミングを順番にシフトさせ再度需給バランス計算を行う。上記計算を繰り返し実行し、最も燃費低減効果が大きいものを選択する。
運転計画更新部14は、船内機器の運転計画の更新を行う。ここでは、運航中、設定データの更新周期にあわせて予測データを更新する。当初の予測データと更新後の予測データとの偏差の累積が許容範囲を超えた場合、燃料消費量計算、運転計画を再度実施する。運転計画更新部14は、運転計画部13と同一の機構・機器でも良い。
運転実績記憶部15は、運航後、実績値及びその予測値との偏差をデータベースに蓄積し、次の航海にフィードバックする。
図3を参照して、運用計画支援システムの処理の流れについて説明する。
運航予測データ作成部11は、設定情報を取得する。例えば、事前(運航前)に、運航計画、予報情報、運転実績等を入手する。また、運航中に、これらの情報を再取得して更新する。運航中は、周期的又は運航計画におけるゾーン(時間帯、区間、寄港先)毎に設定情報を取得するようにしても良い。運転実績を取得する時には、実績データベースから設定情報と類似したケース(事例)を抽出・参照する。
運航予測データ作成部11は、運航予測データを作成する。例えば、時系列の運航予測データ(運航データ、気象・海象データ、船内エネルギー需要予測データ等)を作成する。このとき、船内の居住区やその他の施設等で想定されるエネルギー需要の発生を考慮する。また、船内機器等のエネルギー需要の発生時間帯の変更可否、変更優先度等を考慮する。
運転計画部13又は運転計画更新部14は、以前に作成された運航予測データがあるか否か確認する。
運転計画部13又は運転計画更新部14は、以前に作成された運航予測データがある場合(ステップS103でYes)のみ、以前に作成された運航予測データと今回作成した運航予測データとの差分(偏差の累積)が閾値以上か否か確認する。例えば、当初の運航予測データと、運航中の設定情報更新に伴う更新後の予測データとの差分が閾値以上か否か確認する。差分が閾値以上ではない場合(ステップS104でNo)には、以降の処理を行わない。運航中であれば、次の処理タイミングで設定情報を再取得する。
運転計画部13又は運転計画更新部14は、以前に作成された運航予測データがない場合(ステップS103でNo)、又は差分が閾値以上である場合(ステップS104でYes)、運転計画案を作成する。例えば、船内機器等のエネルギー需要の発生時間帯の変更可否情報や優先度情報に基づき、エネルギー需要の発生タイミング(機器等の稼働時間帯)をシフトする。なお、以前に作成された運航予測データがない場合(ステップS103でNo)における1回目の運転計画案(基本プラン)は、過去の同一状況の運転計画を踏襲したものでも良いし、船長の経験と勘に基づくものでも良い。
燃料消費量計算部12は、燃料消費量を計算する。例えば、2分法、ニュートン法等の反復法による求根アルゴリズムを用いて、需給バランス計算を行う。また、排熱回収機器を含めた各種船内機器の運転条件を決定する。
運転計画部13又は運転計画更新部14は、燃費低減効果が閾値以上か否か確認する。
運転計画部13又は運転計画更新部14は、燃費低減効果が閾値以上ではない場合(ステップS107でNo)が所定の回数(N回:Nは任意)以上繰り返されているか確認する。例えば、N=3とした場合、燃費低減効果が閾値以上ではない場合が3回続いたか確認する。所定の回数以上繰り返されていない場合(ステップS108でNo)、運転計画案の作成(ステップS105)の処理に戻る。すなわち、繰り返しいくつかの運転計画案を作成し、それらの運転計画案による燃費低減効果を確認する。無論、繰り返さずに1回だけ(N=1)としても良い。
運転計画部13又は運転計画更新部14は、所定の回数以上繰り返されている場合(ステップS108でYes)、運転計画代替案を作成する。この運転計画代替案は、現在の運転計画と実際の運航中の運転状況との差が大きい時の運転案や、システム異常時等における基本運転案として使用される。
運転計画部13又は運転計画更新部14は、運転計画を決定する。例えば、複数の運転計画案や運転計画代替案から最終的な運転計画を決定し、実際の船舶の運転制御システムに渡す(入力する)。
船舶の運転制御システムは、決定された運転計画に基づいて、船舶(船内機器等)の運転制御を行う。このとき、運転制御システムは、運転制御中に、実運航データを作成する。なお、実際には、運転実績記憶部15が、運転制御システムによる運転制御中に、実運航データを作成しても良い。
運転実績記憶部15は、船舶の運転実績をデータベース化するため、運転実績の記録用データを作成する。運転実績の記録用データは、実運航データや、予測と実運航との偏差に関するデータ等を含む。運航後、運転実績記憶部15は、運転実績の記録用データを実績データベースに蓄積し、次の航海に反映(フィードバック)する。
図4を参照して、熱需要予測に基づく熱機器の運転計画イメージについて説明する。
図5を参照して、電力需要予測に基づく電力機器の運転計画イメージについて説明する。
本実施形態に係る運用計画支援システムは、時系列のエネルギー需要予測データを入力し、排熱回収システムを含む電力/熱の需給バランス計算を行い、燃料消費量等を算出する。
本実施形態を適用することで、簡便な手法で運航スケジュールや船内のエネルギー需要パターンを考慮した時々刻々の必要供給エネルギー量と燃料消費量、及びエネルギー需要発生タイミング変更時の燃費低減効果を算出でき、低燃費運航を可能とする。
以下に、本発明の第2実施形態について添付図面を参照して説明する。
大型船舶の新規設計時のシステム構成検討や、改良設計時の新たな排熱回収機器の導入や既存設備の置き換え検討を行う際に、簡便な手法で精度の高いコスト計算が可能となる。
なお、上記の各実施形態は、組み合わせて実施することも可能である。
以下に、本発明に係る運用計画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。
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。
12… 燃料消費量計算部
13… 運転計画部
14… 運転計画更新部
15… 運転実績記憶部
Claims (9)
- 船舶の運航に関する時系列のエネルギー需要予測データを入力し、排熱回収機器を含む船内の電力系統と熱系統との需給バランス計算を行い、燃料消費量を算出する手段と、
エネルギー需要の発生時間帯をシフト可能な船内機器に関して、事前の設定データのうち優先度に応じて発生時間帯のシフト計算を行い、燃費低減可能な機器運転計画を作成する手段と
を具備する
運用計画支援システム。 - 請求項1に記載の運用計画支援システムであって、
評価対象とする航海に関して、過去の運転実績データを蓄積したデータベースから類似の運転実績データを抽出して参照し、前記時系列のエネルギー需要予測データを作成する手段と、
排熱回収のみでは不足する熱需要を補填しているボイラ及びタービン冷凍機が稼働している時間帯を特定し、稼働時間帯を変更可能な機器の熱需要に関して優先度の高い順に熱需要を変更させた事例を計算し、運転計画を行う手段と、
船舶の運航中、前記設定データの更新周期に合わせて前記エネルギー需要予測データを更新し、以前のエネルギー需要予測データとの偏差の累積が許容範囲を超えた場合、燃料消費量計算、運転計画を再度実施する手段と
を更に具備する
運用計画支援システム。 - 請求項2に記載の運用計画支援システムであって、
運航後、運転実績データ、及び運転実績データと予測データとの偏差を実績データベースに蓄積し、次の航海にフィードバックする手段
を更に具備する
運用計画支援システム。 - 電子機器により実施される運用計画支援方法であって、
船舶の運航に関する時系列のエネルギー需要予測データを入力し、排熱回収機器を含む船内の電力系統と熱系統との需給バランス計算を行い、燃料消費量を算出することと、
エネルギー需要の発生時間帯をシフト可能な船内機器に関して、事前の設定データのうち優先度に応じて発生時間帯のシフト計算を行い、燃費低減可能な機器運転計画を作成することと
を含む
運用計画支援方法。 - 請求項4に記載の運用計画支援方法であって、
評価対象とする航海に関して、過去の運転実績データを蓄積したデータベースから類似の運転実績データを抽出して参照し、前記時系列のエネルギー需要予測データを作成することと、
排熱回収のみでは不足する熱需要を補填しているボイラ及びタービン冷凍機が稼働している時間帯を特定し、稼働時間帯を変更可能な機器の熱需要に関して優先度の高い順に熱需要を変更させた事例を計算し、運転計画を行うことと、
船舶の運航中、前記設定データの更新周期に合わせて前記エネルギー需要予測データを更新し、以前のエネルギー需要予測データとの偏差の累積が許容範囲を超えた場合、燃料消費量計算、運転計画を再度実施することと
を更に具備する
運用計画支援方法。 - 請求項5に記載の運用計画支援方法であって、
運航後、運転実績データ、及び運転実績データと予測データとの偏差を実績データベースに蓄積し、次の航海にフィードバックすること
を更に含む
運用計画支援方法。 - 船舶の運航に関する時系列のエネルギー需要予測データを入力し、排熱回収機器を電子機器に実行させるための船内の電力系統と熱系統との需給バランス計算を行い、燃料消費量を算出するステップと、
エネルギー需要の発生時間帯をシフト可能な船内機器に関して、事前の設定データのうち優先度に応じて発生時間帯のシフト計算を行い、燃費低減可能な機器運転計画を作成するステップと
を電子機器に実行させるためのプログラム。 - 請求項7に記載のプログラムであって、
評価対象とする航海に関して、過去の運転実績データを蓄積したデータベースから類似の運転実績データを抽出して参照し、前記時系列のエネルギー需要予測データを作成するステップと、
排熱回収のみでは不足する熱需要を補填しているボイラ及びタービン冷凍機が稼働している時間帯を特定し、稼働時間帯を変更可能な機器の熱需要に関して優先度の高い順に熱需要を変更させた事例を計算し、運転計画を行うステップと、
船舶の運航中、前記設定データの更新周期に合わせて前記エネルギー需要予測データを更新し、以前のエネルギー需要予測データとの偏差の累積が許容範囲を超えた場合、燃料消費量計算、運転計画を再度実施するステップと
を更に具備する
プログラム。 - 請求項8に記載のプログラムであって、
運航後、運転実績データ、及び運転実績データと予測データとの偏差を実績データベースに蓄積し、次の航海にフィードバックするステップ
を更に電子機器に実行させるための
プログラム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013032265A JP5931773B2 (ja) | 2013-02-21 | 2013-02-21 | 運用計画支援システム、運用計画支援方法、及びプログラム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013032265A JP5931773B2 (ja) | 2013-02-21 | 2013-02-21 | 運用計画支援システム、運用計画支援方法、及びプログラム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014162257A JP2014162257A (ja) | 2014-09-08 |
JP5931773B2 true JP5931773B2 (ja) | 2016-06-08 |
Family
ID=51613309
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013032265A Active JP5931773B2 (ja) | 2013-02-21 | 2013-02-21 | 運用計画支援システム、運用計画支援方法、及びプログラム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5931773B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102482085B1 (ko) * | 2018-03-30 | 2022-12-29 | 한국조선해양 주식회사 | 운영 관리 시스템 및 이를 포함하는 선박 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7373222B1 (en) * | 2003-09-29 | 2008-05-13 | Rockwell Automation Technologies, Inc. | Decentralized energy demand management |
CA2619614A1 (en) * | 2005-08-11 | 2007-02-15 | Marorka Ehf | Optimization of energy source usage in ships |
DE102005062583A1 (de) * | 2005-12-27 | 2007-07-05 | Siemens Ag | Verfahren zum Betrieb eines Energiesystems eines Schiffes sowie dafür geeignetes Energiesystem |
JP4512074B2 (ja) * | 2006-09-28 | 2010-07-28 | 日本電信電話株式会社 | エネルギー需要予測方法、予測装置、プログラム及び記録媒体 |
EP2400271A1 (en) * | 2010-06-24 | 2011-12-28 | Abb Oy | Method an arrangement for controlling energy consumption in a marine vessel |
JP5312425B2 (ja) * | 2010-10-18 | 2013-10-09 | ジャパンマリンユナイテッド株式会社 | 船舶運航支援システム |
-
2013
- 2013-02-21 JP JP2013032265A patent/JP5931773B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2014162257A (ja) | 2014-09-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5931712B2 (ja) | エネルギー最適運用システム、エネルギー最適運用方法 | |
Fu et al. | Long-term security-constrained unit commitment: hybrid Dantzig-Wolfe decomposition and subgradient approach | |
JP5859469B2 (ja) | エネルギー管理システム、及びエネルギー管理方法 | |
JP5986920B2 (ja) | 運航支援システム、及び運航支援方法 | |
JP6000118B2 (ja) | 運航支援システム、及び運航支援方法 | |
US9915178B2 (en) | Online heurisitc algorithm for combined cooling heating and power plant optimization | |
CN108334997B (zh) | 基于支撑故障事件约束机组组合的备用优化方法和装置 | |
US20150058270A1 (en) | Operation plan decision method and operation plan decision system | |
JP6034211B2 (ja) | 運転制御装置、運転制御方法及び運転制御プログラム | |
US20110106501A1 (en) | Automated design of an it infrastructure | |
Najafi | A new heuristic algorithm for unit commitment problem | |
JP6535173B2 (ja) | 分散型エネルギーシステムの構成最適化方法及び装置 | |
CN113112141A (zh) | 一种综合能源系统能量优化调度方法和装置 | |
CN104163246A (zh) | 自动确定航空器的优化进场和/或下降剖面的方法和设备 | |
JP2005102357A (ja) | 発電機の起動停止計画作成方法とその装置及び起動停止計画作成装置の処理プログラムを記録する記録媒体。 | |
JP2017182324A (ja) | 発電計画の自動生成プログラム、発電計画の自動生成方法および発電計画生成装置 | |
JP5931773B2 (ja) | 運用計画支援システム、運用計画支援方法、及びプログラム | |
CN117937619A (zh) | 一种源网荷储系统规划方法及装置 | |
JP5342108B2 (ja) | コージェネレーションシステム用運転計画装置および運転計画方法 | |
CN117013597A (zh) | 用于虚拟电厂的分布式资源聚合调控方法、装置及设备 | |
JP6392537B2 (ja) | 排熱利用システムにおける熱源設備の運転計画立案装置及び運転計画立案方法 | |
KR101020638B1 (ko) | 미래 에너지 소비량 예측방법 | |
CN115514016A (zh) | 电力系统机组组合确定方法、装置及设备 | |
JP6606368B2 (ja) | 熱源電源機器の運転計画演算方法及び運転計画演算サーバー | |
JP5889227B2 (ja) | 運用計画支援システム、及び運用計画支援方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150122 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20151127 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20151201 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160126 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20160405 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160427 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5931773 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |