KR101312555B1 - 선박의 롤링 움직임 공명에 관하여 선박의 움직임 조건을 감지하기 위한 방법 - Google Patents

선박의 롤링 움직임 공명에 관하여 선박의 움직임 조건을 감지하기 위한 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101312555B1
KR101312555B1 KR1020110035820A KR20110035820A KR101312555B1 KR 101312555 B1 KR101312555 B1 KR 101312555B1 KR 1020110035820 A KR1020110035820 A KR 1020110035820A KR 20110035820 A KR20110035820 A KR 20110035820A KR 101312555 B1 KR101312555 B1 KR 101312555B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
rolling
ship
movement
resonance
determined
Prior art date
Application number
KR1020110035820A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20110117000A (ko
Inventor
칭후아 젱
마뉴엘 샤르막헤르
프로리안 디그나쓰
안드레아스 디크만
Original Assignee
티센크루프 마린 시스템즈 게엠베하
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 티센크루프 마린 시스템즈 게엠베하 filed Critical 티센크루프 마린 시스템즈 게엠베하
Publication of KR20110117000A publication Critical patent/KR20110117000A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101312555B1 publication Critical patent/KR101312555B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B39/00—Equipment to decrease pitch, roll, or like unwanted vessel movements; Apparatus for indicating vessel attitude
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B43/00—Improving safety of vessels, e.g. damage control, not otherwise provided for
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63G—OFFENSIVE OR DEFENSIVE ARRANGEMENTS ON VESSELS; MINE-LAYING; MINE-SWEEPING; SUBMARINES; AIRCRAFT CARRIERS
    • B63G8/00—Underwater vessels, e.g. submarines; Equipment specially adapted therefor
    • B63G8/14—Control of attitude or depth
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B39/00—Equipment to decrease pitch, roll, or like unwanted vessel movements; Apparatus for indicating vessel attitude
    • B63B39/14—Equipment to decrease pitch, roll, or like unwanted vessel movements; Apparatus for indicating vessel attitude for indicating inclination or duration of roll

Abstract

선박의 롤링 움직임 공명에 관한 선박의 움직임 조건을 감지하기 위한 방법에 있어서, 운항 중, 적어도 상하동요 움직임은 물론 롤링 움직임이 감지되고 서로 상관하여 입력되며, 롤링 각도(F) 및/또는 그것의 시간적 경로가 상하동요 움직임의 사전 정의된 부분에서 감지되고, 및/또는 롤링력(PF) 및/또는 그것의 시간적 경로가 결정되며, 및/또는 롤링 에너지 및/또는 그것의 시간적 경로가 결정된다.

Description

선박의 롤링 움직임 공명에 관하여 선박의 움직임 조건을 감지하기 위한 방법{Method for detecting the movement condition of a vessel with regard to a rolling movement resonance}
본 발명은 롤링 움직임 공명에 관하여 선박의 움직임 조건을 감지하기 위한 방법에 관한 것이다.
예를 들어, 화물선, 특히 콘테이너 선박뿐만 아니라 잠수함과 같은 선박들에 있어서, 매개변수 가진(parametrically excited) 롤링 진동(rolling oscillation)이 물의 파도와 선박 사이에 특정의 조우 주파수와 함께 일어날 수가 있다. 이들 롤링 진동은 특히 공명의 경우에 대단히 증가하고, 증가된 롤링 각도를 일으킨다. 예를 들어, 20°이상의 롤링 각도는 대형 콘테이너 선박에 매개변수 가진 롤링 진동을 야기할 수 있다.
롤링 진동은 특히 잠수함에 있어서 지나친 형태로 일어날 수가 있는데, 왜냐하면 잠수함 선체는 수면 운항에 주어진 안정성에 대해 최적화된 것이 아니라, 잠수 운항 및 음향과 관련된 특별한 요구사항들에 대해 최적화된 것이기 때문이다. 그러므로, 수면 운항과 관련하여 잠수함은 전형적으로 롤링 거동에 대하여 특히 바람직하지 못한 많은-기하학적 조건들을 갖는다. 40°이상의 롤링 각도가 잠수함에 보고된 적도 있다.
롤링 진동의 증가 또는 그 증가의 위험을 가능한 한 빨리 인지하기 위하여, 롤링 움직임 공명과 관련하여 선박의 움직임 조건을 신뢰성 있게 평가할 필요가 있다.
그러므로, 본 발명의 목적은 선박의 움직임 조건이 롤링 움직임 공명에 관하여 감지될 수 있는 선박의 움직임 조건을 감지하기 위한 방법을 제공하는 것이다.
위의 목적은 청구항 제1항에 특정된 구성을 갖는 방법에 의해 달성된다. 본 발명의 바람직한 부가적 형태들은 종속 청구항들, 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용 및 도면을 통해 알 수 있다.
본 발명에 따른 방법과 관련하여, 선박의 롤링 움직임 공명에 관한 선박의 움직임 조건을 감지하기 위하여, 운항 중, 선박의 적어도 상하동요 움직임은 물론 롤링 움직임이 감지되고 서로 상관하여 입력된다. 롤링 움직임 공명에 대한 선박의 움직임 조건의 근접함이 상하동요 움직임 및 롤링 움직임의 감지에 의해 특별히 신뢰할 수 있고 정밀한 방식으로 감지될 수 있다. 특히, 롤링 진동의 증가 또는 위험한 증가가, 임계(critical) 롤링 각도의 발생 전에 신속하게 즉, 선박의 몇 개의 롤링 진동 또는 상하동요 진동 주기 이내에 인지되어지기 위한 것이다. 이처럼, 본 발명의 방법에 의해 인지되어지는 롤링 진동의 증가의 위험이 있을 때, 큰 롤링 각도를 피하기 위한 적절한 대책을 취할 수가 있다.
본 발명에 따른 방법의 첫 번째 변형예로, 롤링 각도 및/또는 롤링 각도의 시간적 경로(temporal course)가 감지된다. 롤링 움직임은 이와 같이 간단하고 신뢰할 만한 방식으로 감지될 수 있다. 예를 들어, 롤링 각도 및/또는 시간에 대한 그것의 도함수(derivative, 유도식)가 연속적으로 시간에 대해 유도될 수 있다. 한편 바람직하게는, 이 방법에 있어서, 롤링 각도 및/또는 하나 이상의 시간 도함수(temporal derivative)가, 예를 들어 50 밀리세컨드(miliseconds) 이하의 시간 간격으로, 바람직하게는 20ms의 시간간격으로, 시간으로 연속적으로, 반복된 측정 또는 계산으로 감지된다. 유용하게는, 본 발명에 따른 방법에 있어서, 롤링 속도 즉 롤링 각도의 첫 번째 시간 도함수가 결정된다. 유용하게는, 롤링 각도의 시간 도함수의 결정은, 본 발명에 따른 두 번째 변형예와 관련하여 후술되어지는 바와 같이, 반드시 단독으로 롤링력(rolling power)의 평가를 위한 역할을 하지는 않지만, 롤링 각도의 시간 도함수의 결정은 롤링 움직임 공명에 대한 선박의 움직임 조건의 근접함에 대하여 평가의 정확성을 더 증가시킨다.
본 발명에 따른 첫 번째 변형예의 방법에 있어서, 롤링 각도 및/또는 롤링 각도의 시간적 경로가 선박의 상하동요 움직임의 사전 설정된 부분으로 감지된다. 이것을 위한 적절한 것으로서, 이 방법에 있어서, 선박의 상하동요는 시간의 흐름에 따라 연속적으로 또는 예를 들어 50ms 이하의 시간간격으로, 바람직하게는 20 ms의 시간간격으로, 시간적으로 연속되는, 반복된 측정으로 감지된다. 예를 들어, 물에서 평형위치 위의 절반의 상하동요 움직임 동안 롤링 각도의 경로가 관찰된다. 특히 상하동요 움직임이 상 방향으로, 즉 선박이 물의 위로 올라오는 것과 함께, 또한 상하동요 움직임이 뒤이은 하 방향으로, 즉 선박이 잠수하는 것과 함께, 각 경우에 있어서 롤링 각도가 평형위치를 통과한 후 결정되고, 특히 감지된 롤링 각도의 차이가 결정된다. 유리하게는, 이 차이는 롤링 진동의 증가를 위한 직접적인 측정을 형성한다. 이처럼, 롤링 움직임의 위험적인 증가는 몇 개의 상하동요 움직임 또는 상하동요 주기에 대해 나타나는 감지된 롤링 각도의 차이로부터 추정될 수가 있다.
상술한 첫 번째 변형예의 방법에 대안으로 또는 부가적으로 수행 될 본 발명에 따른 두 번째 변형예의 방법에 있어서, 롤링력 및/또는 그것의 시간적 경로가 결정된다. 롤링력은 시간 단위당 선박의 롤링 움직임으로 도입되는 롤링 에너지로서 이해될 수 있다. 만약 큰 롤링력이 본 발명에 따른 방법에 의해 감지되면, 이것은 많은 에너지가 롤링 움직임으로 도입된다는 것을 의미하고, 롤링 각도가 증가하여 위험하다는 것을 나타낸다. 이처럼, 큰 롤링력은 선박의 롤링 진동의 위험한 증가를 알리는 것이다. 그러므로, 이 방법에 있어서, 롤링력은 선박의 롤링 진동의 증가를 위한 측정으로 사용된다.
유용하게는 이에 의해, 롤링력은 롤링 속도 즉, 롤링 각도의 일차 시간 도함수가 선박의 현재의 부력 모멘트(current buoyancy moment)에 의해 곱해지는 것과 같은 방식으로 주어진 시점에서 결정된다. 롤링 속도는, 예를 들어, 본 발명에 따른 첫 번째 변형예의 방법에 관련한 것으로서, 시간에 대해 연속적으로 또는 반복되는, 시간적으로 연속적인 측정에서 감지되는 롤링 각도 및 시간적으로 미분되는 롤링 각도의 감지된 시간적 경로에 의해 결정될 수 있다. 대안으로 또는 부가적으로, 롤링 속도를 결정하기 위하여, 롤링 각도의 이차 시간 도함수를 나타내고, 수치적으로 또는 측정에 의해 결정될 수 있는 롤링 각도의 가속도를 시간적으로 적분할 수도 있다. 예를 들어, 롤링 각도 가속도는 가속도 센서에 의해 감지될 수 있다. 더욱이, 롤링 속도는 또한 적절한 센서, 예를 들어 롤링률 센서에 의해 직접적인 방법으로 감지될 수도 있다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 두 번째 실시예의 방법에 있어서, 롤링력(rolling power)의 시간적 변화는 롤링력을 결정하는데 대안으로 또는 부가적으로 결정된다. 예를 들어, 롤링력의 시간적 변화는 롤링력의 시간적 경로의 미분(differentiation)에 의해 결정되고, 여기서 롤링력은 바람직하게 상술한 바와 같이 결정된다. 유용하게는, 예를 들어 추계학의(stochastic), 측정-기술적 및/또는 수치적 환경으로부터 비롯되는 감지된 롤링력의 짧은 변화는 고려 대상이 아니고, 적어도 전적으로 고려 대상이 아니다. 바람직하게는, 이것을 위한 롤링력의 미분(differentiation)은 로우-패스 필터 및 미분의 조합에 의해 수행된다.
롤링력의 시간적 변화는 롤링력의 미래 경로를 표시하고, 주어진 높은 값은 선박의 롤링 진동의 미래 증가를 나타낸다. 결과적으로, 롤링력의 시간적 변화는 특히 좋은 시간에서 롤링 움직임 공명으로의 선박의 움직임 조건의 근접에 대한 평가를 허용하여, 본 방법에서 또한 롤링력의 시간적 변화가 롤링 진동의 위험적 증가를 위한 측정으로 사용될 수가 있다. 이 측정은 롤링 진동의 증가 전에 조기 경고를 위한 기준으로 사용될 수가 있는 이점이 있다. 유용하게는, 이러한 조기 경고는 선박의 직접적인 근방에 있어서 바다의 움직임과 관련하여 또는 물의 파도 및/또는 일반적인 바다 움직임에 대한 선박의 일반적 경로와 관련하여 이루어진다.
본 발명에 따른 첫 번째 및/또는 두 번째 실시예의 방법에 대한 대안으로 또는 부가적으로 수행될 수 있는 본 발명에 따른 세 번째 실시예의 방법에 있어서, 롤링 에너지 및/또는 롤링 에너지의 시간적 경로가 결정된다. 예를 들어, 롤링 에너지를 결정하기 위하여, 특히 본 발명에 따른 두 번째 실시예의 방법에서와 같이, 측정 및/또는 계산에 의해 결정된 롤링력이 시간에 대해 적분된다. 유용하게는, 선박이 롤링 움직임과 함께 롤링 각도가 0°인 평형위치를 통과할 때마다, 롤링 에너지의 현재 값이 결정되고 매 경우에 있어서 평형위치를 통과하는 선박의 이전의 선박의 롤링 에너지의 값과 비교된다. 대안으로, 롤링 에너지의 현재 값은 또한 선박이 평형위치를 통과한 직전 보다 더 빠른 하나의 롤링 에너지 또는 다수의 이전 값들의 평균값과 비교될 수도 있다. 예를 들어, 이 방법에 있어서, 롤링 에너지의 이 값들은 이 값들로부터 형성되는 차이에 의해 서로 비교되어 진다. 그것에 의한 롤링 에너지들의 차이는 롤링 진동의 증가를 위한 직접 대책을 나타낸다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 방법에 있어서, 선박의 피칭 각도가 감지되고 상하동요 움직임 및/또는 롤링 움직임과 상관하여 입력된다. 이것을 위하여, 선박의 피칭 각도는 시간에 대해 연속적으로 또는 예를 들어 50 ms 이하의 시간간격으로, 바람직하게는 20ms 의 시간간격으로 시간적으로 연속되고, 반복되는 측정으로 감지된다. 피칭 각도의 고려는 롤링 움직임 공명으로의 선박의 움직임 조건의 근접을 특히 높은 정확도로 결정하는 것을 허용하는 이점이 있다.
유용하게는, 선박의 부력특성 다이아그램이 본 발명에 따른 방법에 있어서 사용된다. 이 부력특성 다이아그램에 있어서, 부력 모멘트는 바람직하게는 상하동요 및/또는 롤링 각도에 의존하여, 특히 선박의 피칭 각도에 의존하여 표시된다. 선박의 현재 우세한 부력 모멘트는, 이 부력특성필드(buoyancy characteristic field)에 의해, 경우에 있을 때에는 선박의 현재 감지된 피칭 각도는 물론 현재 감지된 상하동요 및/또는 롤링 각도로부터 직접적으로 결정된다. 본 발명에 따른 방법에 있어서, 유용하게는 롤링력은 현재 감지 또는 결정된 롤링 속도와 함께 그러한 방법으로 결정된 현재의 부력 모멘트와 함께 본 발명에 따른 두 번째 실시예에서 상술한 바와 같이 결정된다.
본 발명에 따른 더 바람직한 실시 형태의 방법에 있어서, 롤링 움직임 및/또는 상하동요 움직임에 관련된 하나 이상의 변수(variables)에 대한 조건 한계, 특히 둘 이상의 변수에 대해 서로 종속적인 조건한계들이 결정된다. 특히, 롤링 움직임 및/또는 상하동요 움직임에 관련된 이들 변수들은 롤링 각도, 상하동요, 이 롤링 각도 및 상하동요의 1차 및 고차(higher) 시간 도함수(derivatives), 롤링력, 롤링 에너지 및 롤링력과 롤링 에너지의 1차 및 고차 시간 도함수이다. 그것에 의한 조건 한계들은 임계 롤링 각도, 또는 롤링 속도 및/또는 임계 상하동요 운항 또는 상하동요 속도를 위한 기준을 형성하고, 롤링 진동의 증가가 이미 소정의 범위까지 도달했을 시점 또는 선박의 움직임 조건의 증가가 이미 소정 정도의 공명에 있을 시점에 이들이 도달되는 것과 같은 방식으로 결정된다. 결과적으로, 본 발명에 따른 방법에 있어서, 롤링 움직임 및/또는 상하동요 움직임에 관련된 변수들의 조건한계로의 근접은 롤링 진동의 증가를 위한 측정으로 사용될 수가 있다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 방법에 있어서, 이들 조건한계들은 선박의 시험 운항들에서 이전에 결정된 조건한계들로 유지된다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 방법에 있어서, 공명레벨(resonance level)은 선박의 움직임 조건의 롤링 움직임 공명으로 근접에 대한 측정으로서 결정된다. 예를 들어, 스칼라(scalar) 변수가 공명 레벨을 형성한다. 특히 바람직하게는, 공명레벨을 결정하기 위하여, 선박의 롤링 진동의 증가를 위한 또는 위험한 증가를 위한 측정으로서 앞서 언급되어져 있는 하나 이상의 변수를 사용한다. 이상적으로는, 몇 개의 변수들이 공명레벨을 결정하기 위하여 서로 상관되게 입력된다. 롤링 움직임 공명으로 선박의 움직임 조건의 근접을 평가하기 위한 기준으로서 이들 몇 개의 변수들을 단일 공명레벨로 조합하는 것은 이 평가의 신뢰성을 증가시키고, 이와 같이 이 기준들의 개별 기준에서 바다 움직임으로부터의 추계학적(확률적) 영향은 공명레벨에 있어 감소된 가중(加重, weight)으로 포함된다. 예를 들어, 이들 변수들이 0과 1 사이 공명레벨을 형성하도록 이 변수들은 정규화되고(normalized) 조합되며, 여기서 0은 선박의 아이들(idle) 조건을 나타내고 1은 롤링 진동의 명백한 증가를 나타낸다. 예를 들어, 공명레벨은 개별 변수들의 곱셈, 더하기 또는 최대값 결정에 의해 이전에 나타난 변수들로부터 올라간다. 바람직하게는, 개별 변수들은 공명레벨의 연산과 함께 적절한 방법으로 가중되거나 정규화된다. 이 개별 변수들의 가중 또는 정규화를 위해, 예를 들어 시험 운항으로 이미 결정된 정규화인자 또는 가중인자 또는 정규화규칙 또는 가중규칙을 사용한다.
선박의 롤링 움직임 공명에 관한 선박의 움직임 조건을 감지하여 롤링 진동의 증가의 위험이 있을 때, 큰 롤링 각도를 피하기 위한 적절한 대책을 취할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 방법의 실행을 위해 기본 스케치로 도시된 블럭도이다.
이하에서, 도면에 도시된 하나의 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
도 1에 도시된 방법은 선박의 롤링 움직임 공명에 관하여 선박의, 여기서는 예를 들어 잠수함의, 움직임 조건을 감지하기 위하여 적용된다. 한편, 이 방법은 또한 다른 선박들, 예를 들어 화물선 특히 콘테이너 선박에 있어서의 움직임 조건을 감지하기 위하여 적절한 방법으로 적용될 수도 있다.
본 방법에 있어서, 선박의 평형 위치에 대한 선박의 상하동요(z)가 20 ms(밀리초)의 시간간격으로 반복되고 연속적인 측정에 의해 일정하게 결정된다. 더욱이, 선박의 롤링 움직임이 20ms의 시간간격으로 반복되고 연속적인 측정에 의해 측정되는 선박의 롤링 각도(F)에 의해 운항 중에 감지된다. 대안적으로, 롤링 각도(F) 및 상하동요(z)는 또한 연속적으로 감지될 수 있다.
현재 감지된 상하동요(z) 및 현재 감지된 롤링 각도(F)는 상하동요(z) 및 롤링 각도(F)를 서로 상관하여 설정하는 제1평가장치(A1)에 보내진다. 선박의 상하동요 움직임이 상향으로(즉 선박의 표면이 물 밖으로) 그리고 또한 선박의 뒤이은 상하동요 움직임이 하향으로(선박의 가라앉음) 되었을 때, 각 경우에 있어서 선박의 평형위치 통과시 롤링 각도(F)는 평가장치(A1)에서 일정하게 결정된다. 이들 두 롤링 각도(F)의 차이는 롤링 진동의 증가를 위한 직접적인 측정으로 사용되고, 그것의 현재 값을 후술하는 바와 같이 선박의 롤링 움직임 공명에 대한 선박의 움직임 조건의 감지를 위하여 사용되는 기준값(K1)으로 계속해서 출력된다.
현재 감지된 상하동요(z) 및 현재 감지된 롤링 각도(F)는 또한 평가장치(A20)에 보내지고, 이 평가장치는 현재 감지된 상하동요(z) 및 현재 감지된 롤링 각도(F)로 인해 선박의 현재 부력 모멘트(MF)를 결정한다. 정확도를 증가하기 위하여, 각 경우에 있어서 부가적으로 선박의 현재 피칭 각도(T)가 부력 모멘트(MF)를 결정할 때 감지되고 평가장치(A20)에 전송된다. 부력 모멘트(MF)를 감지하기 위한 평가장치(A20)는 상하동요(z), 롤링 각도(F) 및 피칭 각도(T)에 의존하여 선박의 부력 모멘트(MF)를 나타내는 부력특성 다이아그램을 갖고 있다. 이 부력특성 다이아그램은 선박의 시험 운항에서 이미 결정되어져 있다. 평가장치(A20)는 부력특성 다이아그램에 의해 결정된 현재의 부력 모멘트(MF)를 평가장치(A21)로 전송한다.
더욱이, 본 방법의 실시예에서, 선박의 현재 롤링 속도(dF/dt)는 롤링 각도(F)의 시간 도함수에 의해 산출되고 평가장치(A21)로 전송된다. 평가장치(A21)에 의해, 부력 모멘트(MF)는 롤링 속도(dF/dt)와 곱하여지고 따라서 현재로 롤링 움직임을 일으킨 롤링력(PF)이 얻어진다. 현재의 롤링력(PF)은 평가장치(A21)로부터 롤링력(PF)의 값을 기준값(K2)으로 발생하는 평가장치(A2)로 전송되고 여기서 기준값은 롤링력의 크기를 위한 따라서 롤링 진동의 위험의 증가를 위한 측정을 형성한다.
평가장치(A21)는 롤링력(PF)을 시간에 대해 적분하여 롤링 에너지를 결정하는 평가장치(A3)로 현재의 롤링력(PF)을 전송한다. 더욱이, 부가적으로 현재의 롤링 각도(F)가 계속해서 평가장치(A3)로 전송된다. 평가장치(A3)는 롤링 움직임이 롤링 각도 F=0인, 즉 선박이 평형위치를 지날 때마다 롤링 에너지의 현재 값을 저장한다. 롤링 에너지의 이 값은 현재 감지된 롤링 에너지로부터 이전에 감지된 값을 감함에 의해 평형위치를 지나는 롤링 에너지의 각각의 이전 값과 비교된다. 이와 같이 결정된 에너지의 차이는 롤링 진동의 증가를 위한 직접적인 측정을 형성한다. 평가장치(A3)는 이 에너지 차이를 기준값(K3)으로 발생한다.
더욱이, 평가장치(A21)는 결정된 현재의 롤링력(PF)을 평가장치(A4)로 전송한다. 평가장치(A4)는 시간에 대해 현재의 롤링력(PF)을 미분함에 의해 롤링력(PF)의 시간적 변화를 결정한다. 이 미분은, 확률적, 측정-기술 또는 숫자적 환경으로부터 기인되는 짧은 변화를 고려하지 않도록 하기 위하여, 로우-패스 필터 및 미분기(differencing, 도면 미도시)의 조합에 의해 수행된다. 롤링력의 획득된 변화는 장래의 롤링력(PF)을 위한 그리고 또한 선박의 롤링 진동의 증가를 위한 측정을 형성하고 따라서 큰 롤링 각도의 발생 전에 조기 경고를 하는 역할을 수행한다. 로우-패스 필터의 필터 상수는 조기 경고가 선박의 근거리환경에 관련되도록 선택된다. 대안적으로, 또는 추가적으로 필터상수는 조기 경고가 파도 또는 일반적으로 우세한 현재의 바다 움직임에 대한 선박의 일반적 경로와 관련되도록 선택될 수도 있다. 평가장치(A4)는 롤링력(PF)의 변화를 기준값(K4)으로 발생한다.
상하동요(z)는 물론 롤링 각도(F)는 또한 평가장치(A5)에 전송되고, 이 평가장치(A5)는 상하동요(z) 및 롤링 각도(F)를 각각 서로 의존되는(dependent) 조건한계와 비교하고 상하동요(z) 및 롤링 각도(F)를 위한 한계값을 형성한다. 만약 상하동요(z) 및 롤링 각도(F)가 이들 한계 값에 도달하면, 롤링 진동의 증가는 이미 소정의 허용될 수 있는 최대값에 도달했거나 또는 선박이 이미 롤링 움직임 공명에의 최대 허용 근접에 처했다는 것이다. 평가장치(A5)는 상하동요(z) 및 롤링 각도(F)의 각 한계 값으로의 근접에 따른 기준값(K5)을 결정하고 이 기준값(K5)을 발생한다. 더욱이, 별도로 도시하진 않았지만 또 다른 실시예들의 방법에 있어서, 상하동요 움직임 및/또는 롤링 움직임에 관련된 추가적인 변수들이 한계 값에, 부가적으로 상하동요(z) 및 롤링 각도(F) 조건변수와 비교될 수 있다. 예를 들어, 이러한 변수들은 상하동요 및/또는 롤링 각도(F)의 1차 및/또는 고차 시간 도함수일 수 있다. 이들 변수들은 예를 들어 상하동요(z) 및 롤링 각도(F)와 함께 감지되거나 그러나 시간에 대해 감지된 상하동요(z) 및 감지된 롤링 각도(F)의 시간 도함수에 의해 결정된다.
선박의 움직임 조건의 롤링 움직임 공명으로의 근접을 위한 기준값들(K1, K2, K3, K4 및 K5)은 각각 20 ms의 시간간격으로 새롭게 산출된다. 이 기준값들(K1, K2, K3, K4 및 K5)은 평가장치들(A1, A2, A3, A4 및A5)로부터 이 기준값들(K1, K2, K3, K4 및 K5)을 적절한 방식으로 정규화하고 이 정규화된 기준값을 곱함에 의해 스칼라 기준값(RL)을 결정하고 발생하는 평가장치(ARL)로 전송된다. 한편, 별도로 도시되진 않았지만, 본 발명에 따른 방법의 다른 실시예들에 있어서, 이 스칼라 기준값(RL)은 또한 기준값들(K1, K2, K3, K4 및 K5)의 더하기 또는 최대값 평가에 의해 결정될 수도 있다. 이 스칼라 기준값(RL)은, 임계 매개변수 가진(parametrically excited) 롤링 진동의 경우에, 선박의 운항 속도 및/또는 선박의 현재 경로에 있어서 짧은 폐쇄-루프 제어 간섭을 수행하기 위하여 사용될 수 있다.
평가장치들(A1, A20, A21, A2, A3, A4, A5 및 ARL)은 도 1에 도시된 바와 같이 (도1에서 파선으로 표시된) 선박 안에 배치된 공명 관측기를 형성하는 단일 구성부품에 포함될 수 있다.
z: 상하동요 F: 롤링 각도
T: 피칭 각도 dF/dt: 롤링 속도
MF: 부력 모멘트 PF: 롤링력
A1, A20, A21, A2, A3, A4, A5: 평가장치
K1, K2, K3, K4, K5: 기준값
ARL: 평가장치 RL: 공명 레벨

Claims (6)

  1. 운항 중, 적어도 상하동요 움직임은 물론 롤링 움직임이 감지되고 서로 상관하여 입력되며; 여기서,
    롤링 각도(F) 또는 그 시간적 경로가 상하동요 움직임의 사전 정의된 부분에서 감지되고,
    상기 롤링 각도의 시간 도함수에 의해 산출되는 롤링속도와 선박의 부력특성 다이어그램에 의해 결정되는 현재 부력모멘트를 곱하여 산출되는 롤링력(PF) 또는 그 시간적 경로가 결정되는, 선박의 롤링 움직임 공명에 관한 선박의 움직임 조건을 감지하기 위한 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    피칭 각도(T)가 감지되고 상하동요 움직임 또는 롤링 움직임과 관련하여 입력되는 것을 특징으로 하는, 선박의 롤링 움직임 공명에 관한 선박의 움직임 조건을 감지하기 위한 방법.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    롤링 에너지 또는 그 시간적 경로가 결정되는, 선박의 롤링 움직임 공명에 관한 선박의 움직임 조건을 감지하기 위한 방법.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    롤링 움직임 또는 상하동요 움직임에 관련된 하나 이상의 변수들(z, F)를 위한 조건 한계들이 결정되고, 이들 조건한계들은 둘 이상의 변수들(z, F)을 위한 것이고 서로 의존적인 것을 특징으로 하는 선박의 롤링 움직임 공명에 관한 선박의 움직임 조건을 감지하기 위한 방법.
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    선박의 움직임 조건의 롤링 움직임 공명으로의 근접을 위한 측정으로서 공명레벨(RL)이 결정되는 것을 특징으로 하는 선박의 롤링 움직임 공명에 관한 선박의 움직임 조건을 감지하기 위한 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    공명레벨(RL)로 가는 변수들(K1, K2, K3, K4, K5)을 위하여 시험 운항에 의해 결정되는 가중(weighting)이 실행되는 것을 특징으로 하는 선박의 롤링 움직임 공명에 관한 선박의 움직임 조건을 감지하기 위한 방법.
KR1020110035820A 2010-04-19 2011-04-18 선박의 롤링 움직임 공명에 관하여 선박의 움직임 조건을 감지하기 위한 방법 KR101312555B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102010015359.1 2010-04-19
DE102010015359A DE102010015359A1 (de) 2010-04-19 2010-04-19 Beurteilung der Schiffsdynamik

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110117000A KR20110117000A (ko) 2011-10-26
KR101312555B1 true KR101312555B1 (ko) 2013-09-30

Family

ID=44484836

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110035820A KR101312555B1 (ko) 2010-04-19 2011-04-18 선박의 롤링 움직임 공명에 관하여 선박의 움직임 조건을 감지하기 위한 방법

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP2377756B9 (ko)
KR (1) KR101312555B1 (ko)
DE (1) DE102010015359A1 (ko)
ES (1) ES2586572T3 (ko)
PL (1) PL2377756T3 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103387038B (zh) * 2013-07-30 2015-08-26 大连理工大学 减小船舶横摇运动的分析方法
NO345528B1 (en) * 2018-12-20 2021-03-29 Kongsberg Maritime CM AS Vessel environment condition assessment system and method
DE102020202156A1 (de) * 2020-02-19 2021-08-19 Volkswagen Aktiengesellschaft Ermitteln von Wankgeschwindigkeit und Nickgeschwindigkeit aus Winkelgrößen und Beschleunigungsgrößen eines Kraftfahrzeugs

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10045921A1 (de) 2000-09-16 2002-03-28 Intering Interferenztechnik In Vorrichtung und Verfahren zur Verminderung des Rollens bei Schiffen
JP3278656B2 (ja) 1993-03-31 2002-04-30 独立行政法人 港湾空港技術研究所 船舶の動揺監視装置
KR100528315B1 (ko) 2000-07-10 2005-11-15 오픈 조인트-스톡 캄파니 센트럴 디자인 부로 "코랄" 부유식 반잠수형 시추 플랫폼을 수리하는 방법
JP2006219114A (ja) * 2005-01-11 2006-08-24 Noritaka Matsumura 液動監視装置付き船舶の動揺軽減装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE390153B (sv) * 1973-05-07 1976-12-06 Edlund H A F Apparat pa fartyg for bestemning av detsammas egenrullningsperiod
DE2803635C2 (de) * 1978-01-27 1979-12-06 Anschuetz & Co Gmbh, 2300 Kiel Anordnung zum Messen des Hubweges eines sich entlang einer Achse aufeinanderfolgend hin- und herbewegenden Objektes
DD259385A1 (de) * 1987-04-02 1988-08-24 Warnowwerft Warnemuende Veb Verfahren und einrichtung zur automatischen kontrolle und regelung der schwimmlage, der stabilitaet und der gesamtfestigkeit eines schwimmkoerpers
DE4226773A1 (de) * 1992-08-13 1994-02-17 Deutsche Aerospace Verfahren zur Ermittlung der Trimmung eines Schiffes
GB0203688D0 (en) * 2002-02-16 2002-11-13 Bae Systems Combat And Radar S Ship motion predictor
DE10315294B4 (de) * 2003-04-04 2006-09-28 Dallach, Gert, Dr. Ing. Rolldämpfungsanlage für Schiffe
DE10355052B4 (de) * 2003-07-19 2006-11-02 Dallach, Gert, Dr. Ing. Stabilitätsbestimmung von Schiffen
DK2092402T3 (en) * 2006-12-06 2015-10-12 Nat Oilwell Varco Lp Method and apparatus for active sentence compensation
EP2419804B1 (en) * 2009-04-14 2013-11-27 Danmarks Tekniske Universitet Prediction of resonant oscillation

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3278656B2 (ja) 1993-03-31 2002-04-30 独立行政法人 港湾空港技術研究所 船舶の動揺監視装置
KR100528315B1 (ko) 2000-07-10 2005-11-15 오픈 조인트-스톡 캄파니 센트럴 디자인 부로 "코랄" 부유식 반잠수형 시추 플랫폼을 수리하는 방법
DE10045921A1 (de) 2000-09-16 2002-03-28 Intering Interferenztechnik In Vorrichtung und Verfahren zur Verminderung des Rollens bei Schiffen
JP2006219114A (ja) * 2005-01-11 2006-08-24 Noritaka Matsumura 液動監視装置付き船舶の動揺軽減装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP2377756B9 (de) 2018-04-11
DE102010015359A1 (de) 2011-10-20
EP2377756B1 (de) 2016-05-11
PL2377756T3 (pl) 2016-11-30
ES2586572T3 (es) 2016-10-17
EP2377756A1 (de) 2011-10-19
KR20110117000A (ko) 2011-10-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8643509B1 (en) Methods and systems for providing sloshing alerts and advisories
CN103318776A (zh) 主动升沉波浪补偿控制系统和控制方法
US20140292543A1 (en) Multidimensional system for monitoring and tracking states and conditions
JP2017021029A (ja) 波浪計測装置および波浪計測装置を備えた浮体
KR101312555B1 (ko) 선박의 롤링 움직임 공명에 관하여 선박의 움직임 조건을 감지하기 위한 방법
JP7023494B2 (ja) 波浪観測通知システム
JP2020158072A (ja) データ同化による船舶性能推定方法及び船舶性能推定システム
JP2015045329A (ja) 浮体施設の荷重・応力モニタリング方法及び浮体施設の荷重・応力モニタリングシステム
KR20150024665A (ko) 선박의 흘수 측정 장치 및 선박의 흘수 측정 방법
JP6212941B2 (ja) 計測センサ、計測システムおよび計測方法
JP4460494B2 (ja) 地震評価方法および地震評価装置
JP2009061901A (ja) モニタリング方法、その装置及びプログラム
JP6492387B1 (ja) Ｇｍ計算システム、方法及びプログラム
Blanke et al. Statistical change detection for diagnosis of buoyancy element defects on moored floating vessels
JP2015112928A (ja) 潜水士情報取得方法および潜水士情報取得システム
KR101549236B1 (ko) 선체 강도 모니터링 시스템
JP2023524663A (ja) 船舶のロール周期の計算
KR20200024094A (ko) Gm 계산 시스템, 방법 및 프로그램, 및 횡파 주기 예측 시스템, 방법 및 프로그램
JP2007033428A (ja) 地震評価方法および地震評価装置
KR102316083B1 (ko) 선박의 횡요 주기에 의한 gm 산출 시스템 및 방법
JP6340592B2 (ja) ガス遮断装置
KR101217054B1 (ko) 바다 조건 변수들을 결정하는 방법
JP2021160427A (ja) 走錨リスク評価プログラム、走錨リスク評価システム、及び走錨リスク回避システム
JP3897398B2 (ja) 湾水振動を考慮した波浪強制力の測定方法
JP5296736B2 (ja) 入射波の波高及び波向き推定方法、自動航路又は／及び船位維持制御方法、自動航路又は／及び船位維持制御システム及び船舶と洋上構造物

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190916

Year of fee payment: 7