JP6450277B2 - Electric propulsion ship - Google Patents
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Description
本発明は、電気推進船に関する。 The present invention relates to an electric propulsion ship.
本技術分野の背景技術として、下記特許文献１の要約書には、「電気推進船において、船舶の運航スケジュールを確保した上で、燃料費を削減できる」、「電気推進船に対して運航支援を行う場合、１航海分のスケジュールを時間或いは位置でいくつかのゾーンに分割する。また、当該ゾーン毎に、気象海象情報から推進抵抗を予測し、推進抵抗に応じた推進出力を算出する。また、当該ゾーン毎に、気象情報及びイベント計画から船内電力を予測する。また、当該ゾーン毎に、エンジンの発電効率の最良な組み合わせを算出する。また、当該１航海分のスケジュールを確保した上で、当該各ゾーンの合計の燃料消費量が最小の航路及び船速配分を選定して運航計画を作成する際に、変分法の停留値の手法を用いて、現状のポイントに対し、個別のパラメータの各々を微小に変更しながら最大或いは最小となるパラメータの組み合わせを求め、ゾーン毎の運航計画の組み合わせの最適化を行い、１航海分の運航計画を作成する」と記載されている。
As a background art of this technical field, the abstract of the following
しかし、上述した特許文献１においては、電気推進船の電力系統に障害が生じた場合の動作については、特に記載されていない。
この発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、電力系統に障害が生じた場合に適切な運航を維持できるか否かを判定できる電気推進船を提供することを目的とする。
However,
This invention is made in view of the situation mentioned above, and it aims at providing the electric propulsion ship which can determine whether appropriate operation can be maintained when a failure arises in an electric power system.
上記課題を解決するため本発明の電気推進船にあっては、電気推進装置と、前記電気推進装置以外の負荷である一または複数の負荷装置と、前記電気推進装置および前記負荷装置に電力を供給する電力系統と、前記電力系統に事故が生じると、前記電力系統の系統構成を変更するとともに、変更後の前記系統構成に基づいて、船速を推定する制御部とを有することを特徴とする。 In order to solve the above problems, in the electric propulsion ship of the present invention, the electric propulsion device, one or more load devices that are loads other than the electric propulsion device, and the electric propulsion device and the load device are supplied with electric power. The power system to be supplied, and when an accident occurs in the power system, the system configuration of the power system is changed, and a controller that estimates a ship speed based on the system configuration after the change is provided. To do.
本発明の電気推進船によれば、電力系統に障害が生じた場合に適切な運航を維持できるか否かを判定できる。 According to the electric propulsion ship of the present invention, it is possible to determine whether or not appropriate operation can be maintained when a failure occurs in the power system.
［第１実施形態］
＜実施形態の構成＞
以下、図１に示すブロック図を参照し、本発明の第１実施形態による電気推進船１００の構成を説明する。
図１において電気推進船１００は、電力系統１３０と、電力系統１３０を制御する制御部１２０とを有している。電力系統１３０は、２系統の電源３−１，３−２を有している。電源３−１，３−２は、各々エンジンや発電機等を有し、これらによって発電した電力を、系統構成器５−１，５−２を介して、バスライン１１，１２にそれぞれ供給する。なお、電源３−１，３−２は「電源３」と総称することがあり、系統構成器５−１，５−２は「系統構成器５」と総称することがある。
[First Embodiment]
<Configuration of Embodiment>
Hereinafter, the configuration of the
In FIG. 1, the
ここで、系統構成器５の機能について説明しておく。系統構成器５は、遠隔操作またはマニュアル操作によってオン／オフし、オン／オフ状態を示す状態信号を外部に出力する電磁開閉器としての機能を有している。また、系統構成器は、対応する構成要素に事故が生じた場合には事故状態を検出してオフ状態になり、外部に事故報知信号を出力する機能を有する。例えば、系統構成器５−１は、電源３−１に事故が生じるとオフ状態になる。同様に、系統構成器５−２は、電源３−２に事故が生じるとオフ状態になる。これは、電力系統１３０全体に事故の影響を及ぼさないためである。系統構成器５−３は、バスライン１１，１２間の接続／非接続状態を切り替える。バスライン１１に供給された電力は、系統構成器５−４を介して電気推進装置７に供給される。
Here, the function of the system component 5 is demonstrated. The system component 5 has a function as an electromagnetic switch that is turned on / off by remote operation or manual operation and outputs a state signal indicating the on / off state to the outside. Moreover, a system | strain component has a function which detects an accident state when an accident occurs in a corresponding component, is turned off, and outputs an accident notification signal to the outside. For example, the system configuration unit 5-1 is turned off when an accident occurs in the power source 3-1. Similarly, the system configuration unit 5-2 is turned off when an accident occurs in the power source 3-2. This is because the
電気推進装置７は、供給された電力を任意の周波数を有する交流電力に変換するインバータや、該交流電力によって駆動されるモータ等を有している。該モータは、シャフト９を介してプロペラ８を回転駆動する。これにより、電気推進船１００に推進力が発生する。また、バスライン１２に供給された電力は、系統構成器４−１〜４−ｍを介して、複数の負荷装置６−１〜６−ｍに供給される。なお、系統構成器４−１〜４−ｍは「系統構成器４」と総称することがあり、負荷装置６−１〜６−ｍは「負荷装置６」と総称することがある。系統構成器４は、上述した系統構成器５と同様に構成されている。すなわち、系統構成器４−１〜４−ｍは、対応する負荷装置６−１〜６−ｍに事故が生じると、電力系統１３０全体に事故の影響を及ぼさないために、オフ状態になる。
The electric propulsion device 7 includes an inverter that converts supplied power into AC power having an arbitrary frequency, a motor that is driven by the AC power, and the like. The motor rotationally drives the propeller 8 via the shaft 9. Thereby, a propulsive force is generated in the
負荷装置６は、電気推進装置７以外の負荷であって、その具体的な内容は、電気推進船１００の種類や用途に応じて様々なものが考えられる。例えば、電気推進船１００が浚渫船であれば、ポンプ、掘削機等が「負荷装置」該当する。また、電気推進船１００が海底ケーブル敷設船であれば、ケーブル巻出機等が「負荷装置」に該当する。
The
ところで、国際規格によって船舶に義務付けられている灯火は、船舶の位置、進行方向等を外部から認識可能にするためのものであり、周辺海域を照明するためのものではない。しかし、氷山等の障害物が存在する海域を夜間に航行する場合には、進行方向を照明できれば、安全上より望ましいと考えられる。また、海賊が出没する海域を夜間に航行する場合には、無灯火で接近してくる不審船を発見できるように、全方位に渡って周辺海域を照明することが望ましい。このような理由により電気推進船１００に備えられる照明機器も「負荷装置」に該当する。
By the way, the lights required for ships by international standards are for making it possible to recognize the position, traveling direction, etc. of the ship from the outside, and not for lighting the surrounding sea area. However, when navigating a sea area where obstacles such as icebergs exist at night, it is considered more desirable for safety if the traveling direction can be illuminated. In addition, when navigating in the waters where pirates appear at night, it is desirable to illuminate the surrounding waters in all directions so that suspicious ships approaching with no light can be found. For these reasons, the lighting equipment provided in the
上述したように、系統構成器４，５は、各々のオン／オフ状態を示す状態信号を外部に出力する。これらの状態信号は、全体として、電力系統１３０の系統構成を示す情報になる。そこで、電力系統１３０は、これら系統構成器の状態信号をまとめて、系統構成情報Ｄ０として制御部１２０に供給する。また、上述したように、系統構成器４，５は、対応する構成要素（負荷装置６、電源３）に事故が発生すると、事故報知信号を出力する。これらの事故報知信号は、全体として、電力系統１３０の事故の状態を示す情報になる。そこで、電力系統１３０は、これら事故報知信号をまとめて、事故情報Ｄ１として制御部１２０に供給する。
As described above, the
制御部１２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ディスプレイ等、一般的なコンピュータとしてのハードウエアを備えており、ＨＤＤには、ＯＳ（Operating System）、制御プログラム、各種データ等が格納されている。ＯＳおよび制御プログラムは、ＲＡＭに展開され、ＣＰＵによって実行される。
The
電力系統１３０の内部、または電力系統１３０に接続されている電気推進装置７または負荷装置６の何れかの構成要素において事故が生じると、対応する系統構成器によって当該構成要素がオフ状態にされ、その旨を反映した系統構成情報Ｄ０および事故情報Ｄ１が制御部１２０に対して供給される。制御部１２０は、この系統構成情報Ｄ０および事故情報Ｄ１に基づいて、事故に係る構成要素を除去した後の系統構成の内容（具体的には、系統構成器４，５のオン／オフ状態）を導出し、導出した系統構成を指示する系統構成指示信号Ｄ２を出力する。例えば、電源３−２に事故が発生すると、対応する系統構成器５−２がオフ状態にされ、系統構成器５−２から制御部１２０に対して、その旨を反映した系統構成情報Ｄ０および事故情報Ｄ１が供給される。
When an accident occurs in any component of the electric propulsion device 7 or the
電源３−２に事故が発生すると、それだけ発電量が減少するが、制御部１２０は、その状態においても、電力系統１３０の運用が可能になるように、系統構成器４−１〜４−ｍの全部または一部をオフ状態にするような系統構成を導出し、その内容を系統構成指示信号Ｄ２として電力系統１３０に供給する。電力系統１３０においては、この系統構成指示信号Ｄ２に基づいて、系統構成（すなわち、系統構成器４−１〜４−ｍ，５−１〜５−４のオン／オフ状態）が変更される。
When an accident occurs in the power source 3-2, the amount of power generation decreases accordingly. However, the
また、制御部１２０は、上述した系統構成指示信号Ｄ２による系統構成情報に基づいて、電気推進船１００の船速を推定し、系統事故後に集団または単独で、当初の航海計画通りの航行を継続できるか否かを判定する機能を備える。「集団」とは、電気推進船１００が、船団を構成する複数の船舶の中の一隻である場合を指し、「単独」とは、船団を構成せずに航行する場合を指す。「集団」または「単独」の航行状態によって運転状態が影響される負荷装置６−１〜６−ｍとしては、上述した「照明機器」が考えられる。
In addition, the
電気推進船１００が「単独」で航行している際に電源３−１，３−２の何れかに事故が発生したとする。そのような場合であっても、周辺海域を充分に照明しようとすると、電気推進装置７に供給する電力を低下させざるを得ず、船速は相応に低下する。一方、電気推進船１００が「集団」で航行している際に電源３−１，３−２の何れかに事故が発生したとする。この場合は、周辺海域の照明は、ある程度は他の船舶に委ねることができる。他の船舶にどの程度の照明を委ねられるかは、船団の構成（他の船舶の数や照明能力）によって異なる。仮に、他の船舶の照明能力が充分に大きい場合には、電気推進船１００は最低限の照明のみを残し、その他の照明機器をオフ状態にすることができる。すると、事故発生前の船速を落とすことなく、あるいは、船速を僅かに落とした状態で航行を続行できる。
Assume that an accident has occurred in either of the power sources 3-1 and 3-2 while the
＜制御部１２０の詳細構成＞
次に、図２に示すブロック図を参照し、制御部１２０の詳細構成を説明する。上述のように、制御部１２０においては制御プログラムが起動されるが、図２に示すブロック図は、当該制御プログラムによって実現される機能ブロックの構成を示すものである。
制御部１２０は、系統制御部１３と船速推定部１４と可否判定部１５とを有している。系統制御部１３は、電力系統１３０から送信された系統構成情報Ｄ０および事故情報Ｄ１を受信し、事故に係る構成要素を除去した後の系統構成を指示する系統構成指示信号Ｄ２を電力系統１３０（図１参照）に送信する。また、系統制御部１３は、系統構成指示信号Ｄ２と同様の内容を有する系統構成情報Ｄ５を、船速推定部１４に送信する。
<Detailed Configuration of
Next, the detailed configuration of the
The
船速推定部１４では、事故後の電力系統における電気推進装置７への供給電力を計算し、電気推進装置７に供給電力を指令するとともに、その供給電力に基づいて、船速を推定する。その結果は推定船速情報Ｄ７として可否判定部１５に送信される。可否判定部１５は、推定船速情報Ｄ７が供給されると、系統事故後に集団または単独で、当初の航海計画通りの航行を継続できるか否かを判定する。
The ship
系統制御部１３は、系統構成指示部３１と構成案記憶部３３とを有している。系統構成指示部３１は、系統構成情報Ｄ０および事故情報Ｄ１を受信すると、系統構成情報Ｄ０および事故情報Ｄ１を含む読出信号Ｄ３を構成案記憶部３３に送信する。構成案記憶部３３は、電力系統事故の種類と、事故発生箇所と、「単独」または「集団」の航行状態とに対応した複数の系統構成案を記憶する。なお、構成案記憶部３３において系統構成案を記憶する記録媒体は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、磁気ディスク、光学ディスク、ハードディスク等のストレージデバイス等が考えられるが、記録媒体の種類はこれらに限られるものではない。
The
構成案記憶部３３は、読出信号Ｄ３を受信すると、系統事故の種類と、事故発生箇所と、航行状態とに応じて対応する系統構成案を選択し、これを系統構成案情報Ｄ４として系統構成指示部３１に送信する。系統構成指示部３１は、構成案記憶部３３から系統構成案情報Ｄ４を受信すると、系統構成案情報Ｄ４に基づいた系統構成指示信号Ｄ２を電力系統１３０（図１参照）に送信するとともに、系統構成指示信号Ｄ２と同様の内容を示す系統構成情報Ｄ５を船速推定部１４へ送信する。
Upon receiving the read signal D3, the configuration
船速推定部１４は、供給電力演算部４１と船速演算部４３とを有している。供給電力演算部４１は、系統構成情報Ｄ５を受信すると、系統解析を実施して電気推進装置７への供給電力を導出する。計算結果は、供給電力情報Ｄ６として船速演算部４３に送信される。船速演算部４３は供給電力情報Ｄ６を受信し、電気推進装置７によって実現可能と推定される船速を計算する。計算された船速は、推定船速情報Ｄ７として可否判定部１５に送信される。可否判定部１５は、推定船速情報Ｄ７に基づいて、集団または単独で、当初の航海計画通りの航行を継続できるか否かを判定する。
The boat
＜実施形態の動作＞
次に、図３に示すフローチャートを参照し、本実施形態の動作を説明する。なお、図３は、電気推進船１００の航行中に制御部１２０において実行される制御プログラムのフローチャートである。
図３において処理がステップＳ１に進むと、系統構成指示部３１（図２参照）によって系統構成情報Ｄ０および事故情報Ｄ１が取得されるとともに、可否判定部１５によって推定船速情報Ｄ７が監視される。より詳細には、まず、系統構成指示部３１によって系統構成情報Ｄ０および事故情報Ｄ１が取得される。すると、系統構成指示部３１から構成案記憶部３３に対して、系統構成情報Ｄ０および事故情報Ｄ１を含む読出信号Ｄ３が供給され、該読出信号Ｄ３に対応する系統構成案情報Ｄ４が系統構成指示部３１に供給される。電力系統１３０に事故が発生していなかった（正常状態であった）とすると、この系統構成案情報Ｄ４は、正常状態の系統構成を示すものになる。
<Operation of Embodiment>
Next, the operation of this embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG. FIG. 3 is a flowchart of a control program executed by the
When the process proceeds to step S1 in FIG. 3, the system configuration instruction unit 31 (see FIG. 2) acquires the system configuration information D0 and the accident information D1, and the
そこで、系統構成指示部３１においては、正常状態の系統構成に対応する系統構成指示信号Ｄ２および系統構成情報Ｄ５が、電力系統１３０および供給電力演算部４１にそれぞれ供給される。供給電力演算部４１においては、船速演算部４３に対して、正常状態に対応する供給電力情報Ｄ６が供給される。そして、船速演算部４３から可否判定部１５に対して、正常状態に対応する推定船速情報Ｄ７が供給され、可否判定部１５は、当該推定船速情報Ｄ７を監視する。なお、電力系統１３０が正常状態である場合は、可否判定部１５による推定船速情報Ｄ７の監視を省略してもよい。
Therefore, in the system
図３において、次に処理がステップＳ２に進むと、取得した系統構成情報Ｄ０および事故情報Ｄ１に基づいて、新たな事故が生じたか否かが判定される。図１について説明したように、何れかの構成要素に事故が生じると、対応する系統構成器によって当該構成要素がオフ状態にされ、系統構成情報Ｄ０および事故情報Ｄ１が変化するため、ステップＳ２ではこの変化を検出している。ステップＳ２において「Ｎｏ」と判定されると、処理はステップＳ１に戻り、ステップＳ１，Ｓ２のループが繰り返される。これにより、系統構成指示信号Ｄ２および系統構成情報Ｄ５等は、従前の内容通り保持される。 In FIG. 3, when the process next proceeds to step S2, it is determined whether or not a new accident has occurred based on the acquired system configuration information D0 and accident information D1. As described with reference to FIG. 1, when an accident occurs in any of the components, the corresponding component is turned off by the corresponding system component, and the system configuration information D0 and the accident information D1 change. This change is detected. If "No" is determined in step S2, the process returns to step S1, and the loop of steps S1 and S2 is repeated. Thereby, the system configuration instruction signal D2, the system configuration information D5, and the like are held as before.
一方、ステップＳ２において「Ｙｅｓ（新たな事故が発生した）」と判定されると、処理はステップＳ３に進む。ステップＳ３では、系統制御部１３内において新たな事故に対応した読出信号Ｄ３および系統構成案情報Ｄ４が生成され、系統制御部１３から船速推定部１４に対して、新たな系統構成情報Ｄ５が出力される。すなわち、ステップＳ３では、まず、系統構成指示部３１が構成案記憶部３３に対して、新たな事故を反映した読出信号Ｄ３を供給するため、この新たな事故に対応する系統構成案情報Ｄ４が構成案記憶部３３から系統構成指示部３１に供給される。系統構成指示部３１は、供給された系統構成案情報Ｄ４に基づいて、新たに系統構成情報Ｄ５を生成し、これを供給電力演算部４１に供給する。
On the other hand, if “Yes (a new accident has occurred)” is determined in step S2, the process proceeds to step S3. In step S3, a readout signal D3 and system configuration plan information D4 corresponding to a new accident are generated in the
次に、処理がステップＳ４に進むと、供給電力演算部４１によって、電気推進装置７に対する供給電力情報Ｄ６が計算される。すなわち、供給電力演算部４１は、新たな系統構成情報Ｄ５に基づいて電気推進装置７に供給できる電力を算出し、その結果を新たな供給電力情報Ｄ６として、船速演算部４３に供給する。次に、処理がステップＳ５に進むと、船速演算部４３は、供給電力情報Ｄ６に基づいて、推定船速情報Ｄ７を計算し、可否判定部１５に供給する。
Next, when the process proceeds to step S <b> 4, the supply
次に、処理がステップＳ６に進むと、系統構成指示信号Ｄ２が電力系統１３０に送信される。すなわち、まず、系統構成指示部３１において、先に構成案記憶部３３から供給された系統構成案情報Ｄ４に基づいて、新たな系統構成指示信号Ｄ２が生成され、生成された系統構成指示信号Ｄ２が、電力系統１３０に送信される。これにより、電力系統１３０においては、系統構成指示信号Ｄ２に基づいて系統構成器４−１〜４−ｍ，５−１〜５−４のオン／オフ状態が変更される。次に、処理がステップＳ７に進むと、可否判定部１５において、業務継続の可否が判定される。すなわち、可否判定部１５は、事故発生後に集団または単独で、当初の航海計画通りの航行を継続できるか否かを判定し、その結果を制御部１２０のディスプレイに表示する。そして、処理はステップＳ１に戻り、上述した動作と同様の動作が繰り返される。
Next, when the process proceeds to step S <b> 6, a system configuration instruction signal D <b> 2 is transmitted to the
以上のように、本実施形態によれば、系統構成情報Ｄ０および事故情報Ｄ１（事故の場所と種類）に対応する事故後の構成（系統構成案情報Ｄ４）を、構成案記憶部３３に予め記憶させておくことにより、系統事故が発生した後に、集団または単独で、当初の航海計画通りの航行を継続できるかを判定することができる。
As described above, according to the present embodiment, the configuration after the accident (system configuration plan information D4) corresponding to the system configuration information D0 and the accident information D1 (accident location and type) is stored in the configuration
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
まず、本実施形態のハードウエア構成および制御プログラムの機能ブロックの構成は、第１実施形態のもの（図１、図２）と同様である。但し、本実施形態においては、構成案記憶部３３に記憶されている系統構成案は、電力系統１３０の事故情報Ｄ１に対して電気推進装置７への電力供給を最優先する系統構成案になっている。ここで、「最優先する」とは、「負荷装置６−１〜６−ｍに対する電力供給よりも、電気推進装置７に対する電力供給を優先する」という意味である。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
First, the hardware configuration of this embodiment and the functional block configuration of the control program are the same as those of the first embodiment (FIGS. 1 and 2). However, in this embodiment, the system configuration plan stored in the configuration
次に、本実施形態における制御プログラムのフローチャートを図４に示す。図４において、ステップＳ１，Ｓ２の処理は第１実施形態のもの（図３）と同様である。上述したように、ステップＳ１においては、系統構成情報Ｄ０および事故情報Ｄ１が取得されるとともに、推定船速情報Ｄ７が監視される。そして、ステップＳ２においては、取得した系統構成情報Ｄ０および事故情報Ｄ１に基づいて、新たな事故が生じたか否かが判定される。ここで「Ｙｅｓ」と判定されると、本実施形態においては、ステップＳ３１の処理が実行される。 Next, the flowchart of the control program in this embodiment is shown in FIG. In FIG. 4, the processing in steps S1 and S2 is the same as that in the first embodiment (FIG. 3). As described above, in step S1, the system configuration information D0 and the accident information D1 are acquired, and the estimated ship speed information D7 is monitored. In step S2, it is determined whether or not a new accident has occurred based on the acquired system configuration information D0 and accident information D1. If it determines with "Yes" here, the process of step S31 will be performed in this embodiment.
ステップＳ３１においては、第１実施形態のステップＳ３と同様に、系統構成指示部３１が構成案記憶部３３に対して、新たな事故を反映した読出信号Ｄ３を供給し、当該事故情報に対応する系統構成案情報Ｄ４が構成案記憶部３３から系統構成指示部３１に供給される。また、系統構成指示部３１から供給電力演算部４１に対して、系統構成情報Ｄ５が供給される。但し、本実施形態において構成案記憶部３３には、電気推進装置７への電力供給を最優先する系統構成案が記憶されているので、ステップＳ３１において系統構成指示部３１に供給される系統構成案情報Ｄ４は、電気推進装置７への電力供給を最優先するものになる。
In step S31, as in step S3 of the first embodiment, the system
次に、ステップＳ４〜Ｓ７の処理が実行されるが、これらの内容は第１実施形態のもの（図３）と同様である。すなわち、ステップＳ４では、供給電力演算部４１が、電気推進装置７に対する供給電力情報Ｄ６を出力し、ステップＳ５では、船速演算部４３が供給電力情報Ｄ６に基づいて推定船速情報Ｄ７を計算する。ステップＳ６では、系統構成指示部３１が系統構成指示信号Ｄ２を電力系統１３０に送信し、ステップＳ７では、可否判定部１５が、集団または単独で、当初の航海計画通りの航行を継続できるか否かを判定し、判定結果を表示する。
Next, the processing of steps S4 to S7 is executed, and these contents are the same as those in the first embodiment (FIG. 3). That is, in step S4, the supply
以上のように、本実施形態によれば、第１実施形態と同様に、系統事故が発生した後に、集団または単独で、当初の航海計画通りの航行を継続できるかを判定することができる。さらに、本実施形態においては、構成案記憶部３３は、電気推進装置７への電力供給を最優先する系統構成案を記憶するので、当初の航海計画通りの運行を継続する可能性が向上する。
As described above, according to the present embodiment, as in the first embodiment, it is possible to determine whether or not the navigation according to the original voyage plan can be continued alone or after a system fault has occurred. Furthermore, in the present embodiment, the configuration
［第３実施形態］
＜実施形態の構成＞
次に、本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態のハードウエア構成は第１実施形態のもの（図１）と同様である。また、図５のブロック図に、本実施形態における制御部１２０の機能ブロックの構成を示す。なお、図５において第１，第２実施形態の各部に対応する部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。
[Third Embodiment]
<Configuration of Embodiment>
Next, a third embodiment of the present invention will be described. The hardware configuration of this embodiment is the same as that of the first embodiment (FIG. 1). Further, the block diagram of FIG. 5 shows a functional block configuration of the
図５に示すように、本実施形態においては、第１実施形態（図２）の系統制御部１３と船速推定部１４とに代えて、系統制御部１３Ａと船速推定部１４Ａとが適用される。系統制御部１３Ａは、系統構成生成部３５と、系統構成評価部３６とを有している。系統構成生成部３５は、ランダム性を持つ方法で系統構成案Ｄ８を生成し、この系統構成案Ｄ８を系統構成評価部３６に送信する。ここで、「ランダム性を有する」とは、「系統構成案Ｄ８の中でオフ状態になる系統構成器４−１〜４−ｍがランダムに選択される」という意味である。なお、ランダム性を持つ方法で系統構成案Ｄ８を生成する具体的な方法としては、例えば一様乱数を用いる方法が考えられる。
As shown in FIG. 5, in this embodiment, a
系統構成評価部３６は、系統解析によって電気推進装置７に供給され得る電力の最大値（以下、最大供給電力と呼ぶ）を計算し、この結果を評価結果Ｄ９として系統構成生成部３５へ送信する。系統構成生成部３５は評価結果Ｄ９を受け、「電気推進装置７に供給される電力が所定の希望値以上である」または「電気推進装置７に供給される電力は、最大限実現可能な電力である」のうち何れかの条件を満たすか否かを判定し、この判定結果が「肯定」であった場合には、系統構成案Ｄ８に基づいて系統構成指示信号Ｄ２を電力系統１３０に供給するとともに、船速推定部１４Ａに供給電力情報Ｄ６を送信する。船速推定部１４Ａの船速演算部４３は、第１実施形態のものと同様に、供給電力情報Ｄ６に基づいて、推定船速情報Ｄ７を求め、可否判定部１５に送信する。
The system
＜実施形態の動作＞
次に、本実施形態における制御プログラムのフローチャートを図６に示す。図６において、ステップＳ１，Ｓ２の処理は第１実施形態のもの（図３）と同様である。上述したように、ステップＳ１においては、系統構成情報Ｄ０および事故情報Ｄ１が取得されるとともに、推定船速情報Ｄ７が監視される。そして、ステップＳ２においては、取得した系統構成情報Ｄ０および事故情報Ｄ１に基づいて、新たな事故が生じたか否かが判定される。ここで「Ｙｅｓ」と判定されると、本実施形態においては、ステップＳ３２の処理が実行される。
<Operation of Embodiment>
Next, the flowchart of the control program in this embodiment is shown in FIG. In FIG. 6, the processing of steps S1 and S2 is the same as that of the first embodiment (FIG. 3). As described above, in step S1, the system configuration information D0 and the accident information D1 are acquired, and the estimated ship speed information D7 is monitored. In step S2, it is determined whether or not a new accident has occurred based on the acquired system configuration information D0 and accident information D1. If it determines with "Yes" here, the process of step S32 will be performed in this embodiment.
ステップＳ３２においては、系統制御部１３Ａの系統構成生成部３５が電力系統１３０から系統構成情報Ｄ０および事故情報Ｄ１に基づいて、ランダム性を有する系統構成案Ｄ８を生成する（系統構成案Ｄ８の決定）。次に、処理がステップＳ４１に進むと、系統構成評価部３６は、系統構成案Ｄ８に基づいて、電気推進装置７に対する最大供給電力を計算し、計算結果を評価結果Ｄ９として、系統構成生成部３５へ送信する。
In step S32, the system
次に、処理がステップＳ４２に進むと、系統構成生成部３５は、評価結果Ｄ９に基づいて、最大供給電力が所定の希望値以上であるか否かを判断する。なお、「希望値」とは、例えば事故発生前の電気推進装置への供給電力にするとよい。但し、当初の航海計画通りの運行を継続することができるのであれば、他の値を希望値にしてもよい。ステップＳ４２において「Ｎｏ」と判定されると、処理はステップＳ４３に進む。
Next, when the process proceeds to step S42, the system
ステップＳ４３においては、系統構成生成部３５は、先にステップＳ３２で求めた系統構成案Ｄ８が、「電気推進装置７への電力供給を最大限実現する系統構成案」であるか否かが判定される。ここで「Ｎｏ」と判定されると、処理はステップＳ３２に戻る。以後、「電気推進装置７に供給される電力が所定の希望値以上である」（ステップＳ４２）または「電気推進装置７に供給される電力は、最大限実現可能な電力である」（ステップＳ４３）のうち何れかの条件が満たされるまで、ステップＳ３２、Ｓ４１〜Ｓ４３のループが繰り返される。
In step S43, the system
ステップＳ４２、Ｓ４３の何れかにおいて「Ｙｅｓ」と判定されると、処理はステップＳ４４に進む。ステップＳ４４では、評価結果Ｄ９に基づいて、供給電力情報Ｄ６が出力される。すなわち、系統構成生成部３５は、評価結果Ｄ９に含まれる最大供給電力を抽出し、抽出した内容を、供給電力情報Ｄ６として、船速演算部４３に供給する。以後、ステップＳ５〜Ｓ７の処理が実行されるが、その内容は第１実施形態のもの（図３）と同様である。すなわち、ステップＳ５では、船速演算部４３が供給電力情報Ｄ６に基づいて推定船速情報Ｄ７を計算する。ステップＳ６では、系統構成生成部３５が系統構成指示信号Ｄ２を電力系統１３０に送信し、ステップＳ７では、可否判定部１５が、業務継続の可否（集団または単独で、当初の航海計画通りの航行を継続できるか否か）を判定し、表示する。
If it is determined as “Yes” in either step S42 or S43, the process proceeds to step S44. In step S44, supply power information D6 is output based on the evaluation result D9. That is, the system
以上のように、本実施形態によれば、第１，第２実施形態と同様に、系統事故が発生した後に、集団または単独で、当初の航海計画通りの航行を継続できるかを判定することができる。さらに、本実施形態においては、系統構成生成部３５がランダム性を有する系統構成案Ｄ８を生成するため、予め系統構成案を記憶しておくための記憶容量を削減することができるという効果も奏する。
As described above, according to the present embodiment, as in the first and second embodiments, after a system fault occurs, it is determined whether or not the group or alone can continue the navigation as originally planned. Can do. Furthermore, in this embodiment, since the system
［変形例］
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。上述した実施形態は本発明を理解しやすく説明するために例示したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について削除し、若しくは他の構成の追加・置換をすることが可能である。上記実施形態に対して可能な変形は、例えば以下のようなものである。
[Modification]
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made. The above-described embodiments are illustrated for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described. Further, a part of the configuration of an embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of an embodiment. Further, it is possible to delete a part of the configuration of each embodiment, or to add or replace another configuration. Examples of possible modifications to the above embodiment are as follows.
（１）上記各実施形態において電源３−１，３−２の数は２台であったが、必要に応じて３台以上の電源を用いてもよい。また、上記各実施形態において電気推進装置７、プロペラ８、シャフト９は各１台のみ設けたが、これらを複数設けてもよい。
（２）上記各実施形態における制御部１２０の機能構成は、図２、図５に示したものに限定されるわけではなく、機能構成を適宜変更してもよい。例えば、系統構成指示部３１、構成案記憶部３３等の機能は、一台のコンピュータ上で実現してもよく、複数のコンピュータ上で実現してもよい。
(1) Although the number of power sources 3-1 and 3-2 is two in each of the above embodiments, three or more power sources may be used as necessary. In each of the above embodiments, only one electric propulsion device 7, propeller 8, and shaft 9 are provided, but a plurality of these may be provided.
(2) The functional configuration of the
（３）また、上記各実施形態の制御プログラム（図３、図４、図６）においては、ステップＳ５にて推定船速情報Ｄ７を計算した後、ステップＳ６にて系統構成指示信号Ｄ２を電力系統１３０に送信しているが、これらステップＳ５、ステップＳ６の順序を逆にしてもよい。 (3) In the control program (FIGS. 3, 4, and 6) of each of the above embodiments, the estimated ship speed information D7 is calculated in step S5, and then the system configuration instruction signal D2 is supplied to the power in step S6. Although transmitting to the system | strain 130, you may reverse the order of these step S5 and step S6.
（４）上記第３実施形態の系統構成生成部３５においては、一様乱数を用いることにより、ランダム性を持つ系統構成案Ｄ８を生成した。しかし、ランダム性を持つ系統構成案Ｄ８を生成する方法はこれに限定されるものではない。例えば、新たに系統構成案Ｄ８を生成する際、以前に生成された評価結果Ｄ９を反映させ、偏向性を持たせる遺伝アルゴリズムを適用してもよく、その他、粒子群最適化等、種々の方法を適用してもよい。
(4) The system
（５）上記各実施形態における制御部１２０のハードウエアは一般的なコンピュータによって実現できるため、図３、図４、図６に示した制御プログラムを記憶媒体に格納し、または伝送路を介して頒布してもよい。
(5) Since the hardware of the
（６）図３、図４、図６に示した処理は、上記実施形態ではプログラムを用いたソフトウエア的な処理として説明したが、その一部または全部をＡＳＩＣ(Application Specific Integrated Circuit；特定用途向けＩＣ)、あるいはＦＰＧＡ(field-programmable gate array)等を用いたハードウエア的な処理に置き換えてもよい。 (6) Although the processing shown in FIGS. 3, 4, and 6 has been described as software processing using a program in the above embodiment, part or all of the processing is ASIC (Application Specific Integrated Circuit; specific application). IC), or hardware processing using an FPGA (field-programmable gate array) or the like.
３−１，３−２ 電源
４−１〜４−ｍ，５−１，５−２ 系統構成器
６−１〜６−ｍ 負荷装置
７ 電気推進装置
８ プロペラ
９ シャフト
１１，１２ バスライン
１３，１３Ａ 系統制御部
１４，１４Ａ 船速推定部
１５ 可否判定部
３１ 系統構成指示部
３３ 構成案記憶部
３５ 系統構成生成部
３６ 系統構成評価部
４１ 供給電力演算部
４３ 船速演算部
１００ 電気推進船
１２０ 制御部
１３０ 電力系統
Ｄ０ 系統構成情報
Ｄ１ 事故情報
Ｄ２ 系統構成指示信号
Ｄ３ 読出信号
Ｄ４ 系統構成案情報
Ｄ５ 系統構成情報
Ｄ６ 供給電力情報
Ｄ７ 推定船速情報
Ｄ８ 系統構成案
Ｄ９ 評価結果
3-1, 3-2 power supplies 4-1 to 4-m, 5-1 and 5-2 system configuration units 6-1 to 6-m load device 7 electric propulsion device 8 propeller 9
Claims (7)
前記電気推進装置以外の負荷である一または複数の負荷装置と、
前記電気推進装置および前記負荷装置に電力を供給する電力系統と、
前記電力系統に事故が生じると、前記電力系統の系統構成を変更するとともに、変更後の前記系統構成に基づいて、船速を推定する制御部と
を有することを特徴とする電気推進船。 An electric propulsion device;
One or more load devices that are loads other than the electric propulsion device; and
A power system for supplying power to the electric propulsion device and the load device;
An electric propulsion ship comprising: a controller that changes a system configuration of the power system when an accident occurs in the power system and estimates a ship speed based on the system configuration after the change.
前記電力系統内で発生した事故の内容を示す事故情報を受信し、前記事故情報に示された事故に係る構成要素を除去した後の系統構成を導出し、導出した前記系統構成を系統構成指示信号として前記電力系統に供給する系統制御部と、
前記系統制御部が導出した前記系統構成に基づいて、船速の推定値である推定船速情報を求める船速推定部と、
前記推定船速情報に基づいて、集団または単独で、当初の航海計画通りの航行を継続できるか判定する可否判定部と
を有することを特徴とする請求項１に記載の電気推進船。 The controller is
Receives accident information indicating the contents of the accident that occurred in the power system, derives the system configuration after removing the components related to the accident indicated in the accident information, and instructs the system configuration to the derived system configuration A system controller that supplies the power system as a signal;
Based on the system configuration derived by the system control unit, a ship speed estimation unit that obtains estimated ship speed information that is an estimated value of the ship speed;
The electric propulsion ship according to claim 1, further comprising: an availability determination unit that determines whether or not the navigation according to the original navigation plan can be continued based on the estimated ship speed information.
オン／オフ状態が設定できるとともに設定されたオン／オフ状態を示す状態信号を出力し、対応する構成要素の事故を検出するとオフ状態になるとともに事故報知信号を出力する複数の系統構成器を有し、複数の前記状態信号に基づいて系統構成情報を出力するとともに、複数の前記事故報知信号に基づいて前記事故情報を出力するものであり、
前記系統制御部は、
前記系統構成情報と前記事故情報とを受信し、前記事故情報に示された事故に係る構成要素を除去した後の系統構成の内容である系統構成を導出し、導出した前記系統構成を前記電力系統と前記船速推定部とに送信する系統構成指示部を有する
ことを特徴とする請求項２に記載の電気推進船。 The power system is
It has a plurality of system components that can set the on / off state and output a state signal indicating the set on / off state, and when it detects an accident of the corresponding component, it is turned off and outputs an accident notification signal. And outputting the system configuration information based on the plurality of state signals, and outputting the accident information based on the plurality of accident notification signals,
The system controller is
Receiving the system configuration information and the accident information, deriving a system configuration that is the content of the system configuration after removing the components related to the accident indicated in the accident information, and deriving the derived system configuration to the power The electric propulsion ship according to claim 2, further comprising a system configuration instruction unit that transmits to a system and the ship speed estimation unit.
前記電気推進装置への供給電力を計算する供給電力演算部と、
計算された前記供給電力に基づいて船速を推定する船速演算部と
を有することを特徴とする請求項２に記載の電気推進船。 The ship speed estimating unit
A power supply calculating unit for calculating power supplied to the electric propulsion device;
The electric propulsion ship according to claim 2, further comprising: a ship speed calculation unit that estimates a ship speed based on the calculated supply power.
事故に係る構成要素を除去した後の系統構成の内容である系統構成案を、前記事故の種類または前記事故の発生箇所に対応して記憶する構成案記憶部をさらに有し、
前記系統構成指示部は、前記構成案記憶部に対して、前記事故情報を含んだ読出信号を送信するものであり、
前記構成案記憶部は前記読出信号に対応する系統構成案を系統構成案情報として前記系統構成指示部に供給するものである
ことを特徴とする請求項３に記載の電気推進船。 The system controller is
The system configuration plan that is the contents of the system configuration after removing the components related to the accident, further includes a configuration plan storage unit that stores the system configuration corresponding to the type of the accident or the location where the accident occurred,
The system configuration instruction unit transmits a readout signal including the accident information to the configuration plan storage unit,
The electric propulsion ship according to claim 3, wherein the configuration plan storage unit supplies a system configuration plan corresponding to the read signal to the system configuration instruction unit as system configuration plan information.
ことを特徴とする請求項５に記載の電気推進船。 The system configuration plan storage unit stores a system configuration plan that realizes the maximum power supply to the electric propulsion apparatus according to the type of the accident or the location where the accident occurred. Electric propulsion ship.
ことを特徴とする請求項２に記載の電気推進船。 The system control unit derives, as the system configuration, a system configuration that realizes the maximum power supply to the electric propulsion device or a system configuration that realizes a supply power of a predetermined desired value or more. Item 3. The electric propulsion ship according to Item 2.
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