KR101545634B1 - Economic optimum operating support system of the ship - Google Patents

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KR101545634B1 KR1020130127821A KR20130127821A KR101545634B1 KR 101545634 B1 KR101545634 B1 KR 101545634B1 KR 1020130127821 A KR1020130127821 A KR 1020130127821A KR 20130127821 A KR20130127821 A KR 20130127821A KR 101545634 B1 KR101545634 B1 KR 101545634B1
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Abstract

본 발명은 선박의 최적 경제 운항 지원시스템에 관한 것으로, 그 구성은 위성을 통해 선박이 항해하는 지역의 실시간 기상정보를 수집하는 기상정보 수집부;와, 선박 항해 전, 기상예보를 바탕으로 등시선법(Isochrone Method)을 이용한 선박의 최적 운항 경로를 설정하되, 그 최적 운항 경로는 에너지효율 운항지표(EEOI:Energy Efficiency Operational Indicator)를 기준으로 설정되어 제공되며, 선박 항해 중, 상기 기상정보 수집부를 통해 수집되는 실시간 기상정보와 기상예보와 차이가 발생되면, 실시간 기상정보를 바탕으로 선박의 최적 운항 경로를 재설정하여 제공하는 항로 설정부;와, 상기 항로 설정부(20)에서 설정된 최적 운항 경로로 선박이 항해 되도록 제어하는 선박 구동부;로 된 것을 특징으로 하는 것으로서,
기상예보를 기반으로 에너지효율 운항지표(EEOI)를 적용하여 선박의 최적 운항 경로를 설계하여 항해함으로, 선박의 연료유 절감과 동시에 이산화탄소 배출을 절감할 수 있어 선박의 경제운항을 유도하고 지구의 온난화를 방지할 수 있음은 물론이며, 실시간 기상 조건 변화에 따라 신속하게 선박의 최적 운항 경로를 재설정할 수 있어 더욱 효과적인 연료유 절감을 유도할 수 있는 효과가 있다.
The present invention relates to a system for supporting optimal economic operation of a ship, including a weather information collecting unit for collecting real-time weather information of a ship sailing through a satellite, The optimal route of the ship using the Isochrone Method is set, and the optimal route is provided based on the Energy Efficiency Operational Indicator (EEOI), and the weather information collector A route setting unit for resetting and providing an optimal navigation route of the ship based on the real time weather information when a difference between the real time weather information and the weather forecast is generated; And a ship driving unit for controlling the ship to be sailed.
By designing and navigating the optimal route of the ship by applying the EEOI based on the weather forecast, it is possible to reduce CO2 emissions as well as reduce the fuel consumption of the ship, thereby inducing the economic operation of the ship and promoting global warming In addition, it is possible to re-establish the optimal navigation route of the ship quickly in accordance with the change of the real-time weather condition, and thus it is possible to induce more effective fuel saving.

Description

선박의 최적 경제 운항 지원시스템{Economic optimum operating support system of the ship}[0001] The present invention relates to an optimal economic operation support system for a ship,

본 발명은 선박의 최적 경제 운항 지원시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기상예보를 기반으로 에너지효율 운항지표(EEOI)를 적용하여 선박의 최적 운항 경로를 설계하여 항해함으로, 선박의 연료유 절감과 동시에 이산화탄소 배출을 절감할 수 있어 선박의 경제운항을 유도하고 지구의 온난화를 방지할 수 있음은 물론이며, 실시간 기상 조건 변화에 따라 신속하게 선박의 최적 운항 경로를 재설정할 수 있어 더욱 효과적인 연료유 절감을 유도할 수 있는 선박의 최적 경제 운항 지원시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a system for optimally operating an economic operation of a ship, more particularly, by designing and navigating an optimal operation route of a ship by applying energy efficiency operation index (EEOI) based on weather forecast, At the same time, CO2 emissions can be reduced, which can lead to economical navigation of the ship and prevent global warming. In addition, it is possible to reset the optimal route of the ship in a timely manner according to the change of the weather conditions. And to an optimal economic navigation support system for a ship which can be guided.

연료가 적게 드는 선박을 개발하고 건조하는 것은 미래 조선산업의 핵심이다. 하루 1선박의 최적 경제 운항 지원시스템톤의 연료를 소비하고, 320톤의 이산화탄소를 배출하는 선박을 가정하면, 1%의 연비개선은 연간 24만 달러 이상의 비용을 절감하며, 25년이면 약 6백만 달러를 줄일 수 있으며, 중고선 시장에서 연비가 가장 중요한 요소 중 하나이다.Developing and building a ship with low fuel consumption is at the heart of the future shipbuilding industry. Assuming a ship that consumes a ton of fuel and emits 320 tons of CO2, a 1% improvement in fuel efficiency will save more than $ 240,000 a year, and in about 25 years, about 6 million The dollar can be reduced, and fuel economy is one of the most important factors in the secondary market.

또한, 현대사회는 온실가스를 배출하는 동력수송시스템에 대부분 의존하고 있지만, CO2배출은 지구 온난화, 기후 변화와 해양 산성화를 일으키는 핵심요인으로 널리 알려져 있다. 1톤의 화물을 1마일 수송하는데 배출되는 CO2의 양은 선박이 수송수단 중에서 가장 효율적임에도 불구하고, 세계무역에서 가장 압도적인 수송수단이기 때문에 CO2배출량이 산업계에서 배출하는 전체 온실가스 배출량의 약 3%에 해당된다. 그러므로 선박의 연료효율을 높임으로써 산업계에서 배출하는 온실가스의 배출량을 크게 줄일 수 있다.In addition, modern society, but most rely on motorized transport systems that emit greenhouse gases, CO 2 emissions are widely known as global warming, the key factors causing climate change and ocean acidification. Although the amount of CO 2 emitted by transporting one ton of cargo per mile is the most overwhelming vehicle in world trade, even though the ship is the most efficient means of transportation, the CO 2 emissions are about the total amount of greenhouse gas emissions 3%. Therefore, by increasing the fuel efficiency of ships, the emission of greenhouse gases from industry can be greatly reduced.

또한, 선박 운항의 기존의 수작업 및 반자동화 방식은 선원의 업무수준에 따라 차이가 많고, 반자동화 방식으로 개발된 시스템의 경우에도 해당 선박에만 적용가능한 상황이므로 다양한 선종을 포괄할 수 있는 시스템을 구현하기 위해서는 소프트웨어 공학적 접근 필요하고, 비슷한 종류의 응용 개발을 위한 토대를 제공하는 개념인 소프트웨어 프레임워크 개발이 필요하다.In addition, the existing manual and semi-automatic methods of ship operation differ according to the crew's work level, and even in the case of the system developed by the semi-automatic method, the system can be applied only to the ship concerned. In order to do so, it is necessary to develop a software framework, which is a concept that provides a foundation for similar application development, requiring a software engineering approach.

본 발명은 상기한 바와 같은 제반 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 그 목적은 기상예보를 기반으로 에너지효율 운항지표(EEOI)를 적용하여 선박의 최적 운항 경로를 설계하여 항해함으로, 선박의 연료유 절감과 동시에 이산화탄소 배출을 절감할 수 있어 선박의 경제운항을 유도하고 지구의 온난화를 방지할 수 있음은 물론이며, 실시간 기상 조건 변화에 따라 신속하게 선박의 최적 운항 경로를 재설정할 수 있어 더욱 효과적인 연료유 절감을 유도할 수 있는 선박의 최적 경제 운항 지원시스템을 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been proposed in order to solve all of the above problems, and its object is to design and navigate an optimal operation route of a ship by applying energy efficiency operation index (EEOI) based on weather forecast, It is possible to reduce the carbon dioxide emission at the same time as it can reduce the emission of carbon dioxide, which can lead to economical navigation of the ship and prevent global warming. In addition, it is possible to re- And to provide an optimal economic navigation support system for a ship capable of reducing the cost.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 선박의 최적 경제 운항 지원시스템은 위성을 통해 선박이 항해하는 지역의 실시간 기상정보를 수집하는 기상정보 수집부;와, 선박 항해 전, 기상예보를 바탕으로 등시선법(Isochrone Method)을 이용한 선박의 최적 운항 경로를 설정하되, 그 최적 운항 경로는 에너지효율 운항지표(EEOI:Energy Efficiency Operational Indicator)를 기준으로 설정되어 제공되며, 선박 항해 중, 상기 기상정보 수집부를 통해 수집되는 실시간 기상정보와 기상예보와 차이가 발생되면, 실시간 기상정보를 바탕으로 선박의 최적 운항 경로를 재설정하여 제공하는 항로 설정부;와, 상기 항로 설정부(20)에서 설정된 최적 운항 경로로 선박이 항해 되도록 제어하는 선박 구동부;를 포함하여 이루어지되,
상기 항로 설정부의 등시선법은 출발지점과 도착지점을 대권으로 연결하는 제1과정과, 출발지점과 도착지점 사이의 해상 상태 및 에너지효율 운항지표(EEOI)를 고려하여 하루 동안 항해할 수 있는 점들을 연결하여 등시선(Isochrone Line) S1을 작도하는 제2과정과, 상기 등시선 S1에서 수선 방향으로 하루 동안 항해할 수 있는 점들을 계산하여 등시선 S2를 작도하는 제3과정과, 상기와 같은 방법으로 도착지점을 포함하지 않는 지점까지 등시선을 반복하여 작도하는 제4과정과, 마지막 등시선 Sf에서 도착지점까지의 가장 가까운 접점을 설정하는 제5과정과, 접점에서 역으로 출발지점까지 최단 경로를 연결하는 제6과정을 통해서 선박의 최적 운항 경로를 설정하며,
에너지효율 운항지표(EEOI)는

Figure 112015046073853-pat00019
이며,
j : 연료유의 종류
FCj : 항해에서 연료 j의 소비량
CFj : 연료 j에 대한 이산화탄소(CO2) 환산계수
mcargo : 운송 또는 운송된 화물량(톤수) 또는 선박의 총톤수
D : 운송 또는 운송된 운송거리
CF는 그램(g) 단위로 측정한 연료 소모량과 탄소함유량을 근거로 역시 그램(g) 단위로 측정한 이산화탄소(CO2) 배출량 사이의 무차원환산계수이다.
연료별 CF
Figure 112015046073853-pat00020

인 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a system for supporting optimal economic operation of a ship, comprising: a weather information collecting unit for collecting real-time weather information of a ship sailing through the satellite; (EEOI), the optimal route of the ship is set by using the Isochrone Method, and the optimum route is provided by the energy efficiency operational indicator (EEOI) A route setting unit for resetting and providing an optimal navigation route of the ship based on the real time weather information when a difference between the real time weather information collected through the information collecting unit and the weather forecast is generated; And a ship driving unit for controlling the ship to navigate on the navigation route,
The isosceles method of the route setting section includes a first step of connecting the departure point and the arrival point to the greatest point, a point that can be navigated for a day in consideration of the sea state between the start point and the arrival point and the energy efficiency operation index (EEOI) A second step of constructing an isochron line S1 by connecting the isosculous lines S1 and S2, a third step of constructing an isosceles line S2 by calculating points capable of navigating in a direction perpendicular to the isosceles line S1, A fifth step of setting the closest contact point from the last iso-line Sf to the arrival point, and a fifth step of setting the closest contact point from the last iso-line Sf to the arrival point, The optimal route of the ship is set through the sixth step of connecting the routes,
Energy Efficiency Flight Indicator (EEOI)
Figure 112015046073853-pat00019
Lt;
j: Type of fuel oil
FC j : Consumption of fuel j at sea
C Fj : CO2 (CO 2 ) conversion factor for fuel j
m cargo : Amount of cargo transported or carried (tonnage) or gross tonnage of the ship
D: Distance transported or transported
C F is a dimensionless conversion factor between carbon dioxide (CO 2 ) emissions, also measured in grams (g), based on fuel consumption and carbon content measured in grams (g).
C F value by fuel
Figure 112015046073853-pat00020

.

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이상에서와 같이 본 발명에 따른 선박의 최적 경제 운항 지원시스템에 의하면, 기상예보를 기반으로 에너지효율 운항지표(EEOI)를 적용하여 선박의 최적 운항 경로를 설계하여 항해함으로, 선박의 연료유 절감과 동시에 이산화탄소 배출을 절감할 수 있어 선박의 경제운항을 유도하고 지구의 온난화를 방지할 수 있음은 물론이며, 실시간 기상 조건 변화에 따라 신속하게 선박의 최적 운항 경로를 재설정할 수 있어 더욱 효과적인 연료유 절감을 유도할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, it is possible to design and navigate an optimal operation route of a ship by applying energy efficient operation index (EEOI) based on weather forecast, At the same time, CO2 emissions can be reduced, which can lead to economical navigation of the ship and prevent global warming. In addition, it is possible to reset the optimal route of the ship in a timely manner according to the change of the weather conditions. There is an induction effect.

도 1은 본 발명의 선박의 최적 경제 운항 지원시스템의 개념도
도 2는 도 1에 도시된 선박의 최적 경제 운항 지원시스템의 흐름도
도 3은 도 1에 도시된 선박의 최적 경제 운항 지원시스템의 등시선법을 설명하기 위한 도면
도 4는 도 1에 도시된 선박의 최적 경제 운항 지원시스템의 항로 설정부를 통해 설정된 최적 운항 경로가 출력된 도면
도 5는 도 1에 도시된 선박의 최적 경제 운항 지원시스템의 항로 설정부를 통해 재설정된 최적 운항 경로가 출력된 도면
도 6은 도 1에 도시된 선박의 최적 경제 운항 지원시스템의 기상정보 수집부에서 수집된 기상정보가 출력부를 통해 출력되는 도면
도 7은 도 1에 도시된 선박의 최적 경제 운항 지원시스템의 GPS추적부를 통해 실시간 항해되는 선박의 위치를 추적하는 모습을 설명하기 위한 도면
1 is a conceptual diagram of an optimal economic navigation support system of the present invention
Fig. 2 is a flowchart of an optimal economic operation support system of the ship shown in Fig. 1
3 is a view for explaining the isosceles method of the optimal economic navigation support system of the ship shown in Fig. 1
FIG. 4 is a view showing an optimal operation route set through the route setting unit of the optimum economic operation support system of the ship shown in FIG. 1
FIG. 5 is a view showing an optimum operation route reset through the route setting unit of the optimum economic operation support system of the ship shown in FIG. 1
FIG. 6 is a view showing a state in which the weather information collected by the weather information collecting unit of the optimal economic navigation support system of the ship shown in FIG. 1 is outputted through the output unit
FIG. 7 is a view for explaining a state in which the position of a ship to be sailed in real time is tracked through a GPS tracking unit of the optimal economic navigation support system of the ship shown in FIG. 1

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 선박의 최적 경제 운항 지원시스템을 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략한다.Best Mode for Carrying Out the Invention The present invention will now be described more fully with reference to the accompanying drawings, in which exemplary embodiments of the invention are shown. Detailed descriptions of well-known functions and constructions that may be unnecessarily obscured by the gist of the present invention will be omitted.

도 1 내지 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 선박의 최적 경제 운항 지원시스템을 도시한 것으로, 도 1은 본 발명의 선박의 최적 경제 운항 지원시스템의 개념도를, 도 2는 도 1에 도시된 선박의 최적 경제 운항 지원시스템의 흐름도를, 도 3은 도 1에 도시된 선박의 최적 경제 운항 지원시스템의 등시선법을 설명하기 위한 도면을, 도 4는 도 1에 도시된 선박의 최적 경제 운항 지원시스템의 항로 설정부를 통해 설정된 최적 운항 경로가 출력된 도면을, 도 5는 도 1에 도시된 선박의 최적 경제 운항 지원시스템의 항로 설정부를 통해 재설정된 최적 운항 경로가 출력된 도면을, 도 6은 도 1에 도시된 선박의 최적 경제 운항 지원시스템의 기상정보 수집부에서 수집된 기상정보가 출력부를 통해 출력되는 도면을, 도 7은 도 1에 도시된 선박의 최적 경제 운항 지원시스템의 GPS추적부를 통해 실시간 항해되는 선박의 위치를 추적하는 모습을 설명하기 위한 도면을 각각 나타낸 것이다.FIG. 1 is a conceptual diagram of a system for supporting an optimal economic operation of a ship according to the present invention, FIG. 2 is a schematic diagram of a system for supporting an optimal economic operation of a ship according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a view for explaining the isosceles method of the optimal economic operation support system of the ship shown in FIG. 1, FIG. 4 is a diagram for explaining the optimal economic operation support system of the ship shown in FIG. FIG. 5 is a view showing the output of the optimal navigation route reset through the route setting unit of the optimal economy navigation support system of the ship shown in FIG. 1, and FIG. FIG. 7 is a view showing the weather information collected by the weather information collecting unit of the optimal economic operation support system of the ship shown in FIG. 1, Via GPS tracking system of the parts shows the diagram for each explaining a state to track the position of the vessel is sailing in real-time.

상기 도면에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 선박의 최적 경제 운항 지원시스템(100)은 기상정보 수집부(10)와, 항로 설정부(20)와, 선박 구동부(30)를 포함하고 있다.As shown in the figure, the optimal economic navigation support system 100 according to the embodiment of the present invention includes a weather information collecting unit 10, a route setting unit 20, and a ship driving unit 30 .

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 기상정보 수집부(10)는 위성을 통해 선박이 항해하는 지역의 실시간 기상정보를 수집하여 후설될 상기 항로 설정부(20)로 제공하도록 한다.As shown in FIG. 1, the weather information collecting unit 10 collects real-time weather information of a region sailing by the ship through satellites and provides the real-time weather information to the route setting unit 20 to be used later.

여기서, 도 2에 도시된 바와 같이 실시간 기상정보는 상기 항로 설정부(20)로 제공되어 기상예보와 차이가 발생하는 경우 신속하게 상기 항로 설정부(20)에서 선박의 최적 운항 경로를 재설정하도록 유도함은 물론이며, 후설될 출력부(40)를 통해 전자해도 상에 출력되어 선박 관계자(선장)에 제공되어 선박 관계자가 기상정보를 용이하게 인지할 수 있도록 유도함은 물론이다.Here, as shown in FIG. 2, the real-time weather information is provided to the route setting unit 20, and when the difference from the weather forecast is generated, the route setting unit 20 prompts the user to reset the optimal navigation route of the ship Of course, output on an electronic chart through an output unit 40 to be provided later, and provided to a ship related person (skipper) so that the ship person can easily recognize the weather information.

이때, 상기 기상정보 수집부(10)를 통해서 수집되는 실시간 기상정보로는 바람정보, 기압정보, 조류정보, 파도정보 및 태풍정보가 포함되며, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 기상정보는 상기 출력부(40)를 통해서 각각 또는 통합하여 전자해도 상에 디스플레이하여 제공할 수 있다.In this case, the real-time weather information collected through the weather information collecting unit 10 includes wind information, atmospheric pressure information, algae information, wave information, and typhoon information. As shown in FIG. 6, And can be displayed and provided on an electronic chart, respectively, or separately.

도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 항로 설정부(20)는 선박 항해 전, 기상예보를 바탕으로 등시선법(Isochrone Method)을 이용한 선박의 최적 운항 경로를 설정하되, 그 최적 운항 경로는 에너지효율 운항지표(EEOI:Energy Efficiency Operational Indicator)를 기준으로 설정되어 후설될 상기 선박 구동부(30)로 제공되며, 선박 항해 중, 상기 기상정보 수집부(10)를 통해 수집되는 실시간 기상정보와 기상예보와 차이가 발생되면, 실시간 기상정보를 바탕으로 선박의 최적 운항 경로를 재설정하여 상기 선박 구동부(30)로 제공한다.As shown in FIGS. 1 and 2, the route setting unit 20 sets an optimal navigation route of the ship using the isochron method based on the weather forecast before the navigation, Is provided to the ship driving part (30) which is established on the basis of an energy efficiency operational indicator (EEOI) and is to be used later. The real time weather information collected through the weather information collecting part (10) When the difference from the weather forecast is generated, the optimal navigation route of the ship is reset based on the real-time weather information and provided to the ship-driving unit 30.

여기서, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 항로 설정부(20)의 등시선법은 출발지점과 도착지점을 대권으로 연결하는 제1과정과, 출발지점과 도착지점 사이의 해상 상태 및 에너지효율 운항지표(EEOI)를 고려하여 하루 동안 항해할 수 있는 점들을 연결하여 등시선(Isochrone Line) S1을 작도하는 제2과정과, 상기 등시선 S1에서 수선 방향으로 하루 동안 항해할 수 있는 점들을 계산하여 등시선 S2를 작도하는 제3과정과, 상기와 같은 방법으로 도착지점을 포함하지 않는 지점까지 등시선을 반복하여 작도하는 제4과정과, 마지막 등시선 Sf에서 도착지점까지의 가장 가까운 접점을 설정하는 제5과정과, 접점에서 역으로 출발지점까지 최단 경로를 연결하는 제6과정을 통해서 선박의 최적 운항 경로를 설정하며,As shown in FIG. 3, the isosceles line method of the route setting unit 20 includes a first process of connecting a starting point and an arrival point to a grandchild, and a first process of connecting a starting point and an arrival point, A second step of constructing an isochron line S1 by connecting points capable of navigating in a single day in consideration of the EEOI, A fourth step of constructing a line of sight S2, a fourth step of constructing a line of sight repeatedly to a point not including an arrival point in the same manner as described above, and a fourth step of establishing a closest contact point from the last iso-line Sf to an arrival point The fifth step and the sixth step of connecting the shortest path from the contact point to the starting point,

에너지효율 운항지표(EEOI)는

Figure 112013096852491-pat00003
이며,Energy Efficiency Flight Indicator (EEOI)
Figure 112013096852491-pat00003
Lt;

j : 연료유의 종류j: Type of fuel oil

FCj : 항해에서 연료 j의 소비량FC j : Consumption of fuel j at sea

CFj : 연료 j에 대한 이산화탄소(CO2) 환산계수C Fj : CO2 (CO 2 ) conversion factor for fuel j

mcargo : 운송 또는 운송된 화물량(톤수) 또는 선박의 총톤수m cargo : Amount of cargo transported or carried (tonnage) or gross tonnage of the ship

D : 운송 또는 운송된 운송거리D: Distance transported or transported

CF는 그램(g) 단위로 측정한 연료 소모량과 탄소함유량을 근거로 역시 그램(g) 단위로 측정한 이산화탄소(CO2) 배출량 사이의 무차원환산계수이다.C F is a dimensionless conversion factor between carbon dioxide (CO 2 ) emissions, also measured in grams (g), based on fuel consumption and carbon content measured in grams (g).

연료별 CF 값은 아래의 [표 1]의 값으로 계산된다.The C F value for each fuel is calculated by the value shown in [Table 1] below.

[표 1][Table 1]

Figure 112013096852491-pat00004
Figure 112013096852491-pat00004

따라서, 상기 항로 설정부(20)는 등시선법과 에너지효율 운항지표(EEOI)의 계산 값을 토대로 최적 운항 경로를 설정할 수 있다.Therefore, the route setting unit 20 can set an optimal navigation route based on the calculated values of the iso-visibility method and the energy efficiency operation index (EEOI).

여기서, 에너지효율 운항지표(EEOI)의 계산 값은 작은 값일수록 우수한 경제운항 및 적은 이산화탄소의 배출을 의미함으로, 계산 값은 작게 나올수록 선박의 우수한 경제운항을 의미한다.Here, the smaller value of the energy efficiency index (EEOI) means better economic operation and less carbon dioxide emissions, and the smaller the calculated value, the better the economic operation of the ship.

한편, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 항로 설정부(20)에서 최초 설정되는 최적 운항 경로는 기상예보를 바탕으로 설정되는데, 상기 기상정보 수집부(10)를 통해서 수집되는 실시간 기상정보와 기상예보의 차이가 발생하는 경우에는 실시간 기상정보를 기반으로 상기 항로 설정부(20)에서는 최적 운항 경로를 재설정하여 제공하여 기상 변화에 따른 신속한 최적 운항 경로의 재설정으로 효과적인 연료유 및 이산화탄소 배출 절감을 유도할 수 있다.As shown in FIG. 2, the optimal navigation route that is initially set in the route setting unit 20 is set based on the weather forecast. The real-time weather information collected through the weather information collecting unit 10 and the weather forecast The route setting unit 20 reestablishes the optimal navigation route based on the real-time weather information and provides the optimal navigation route so as to effectively reduce the fuel oil and the carbon dioxide emission by re-setting the optimal navigation route according to the weather change .

이때, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 항로 설정부(20)를 통해 재설정된 최적 운항 경로를 제공받은 상기 선박 구동부(30)는 재설정된 최적 운항 경로로 선박이 운항되도록 제어한다.At this time, as shown in FIG. 2, the ship driving unit 30, which has been provided with the optimal navigation route reset through the route setting unit 20, controls the ship to be operated on the reset optimal travel route.

도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 선박 구동부(30)는 상기 항로 설정부(20)에서 설정된 최적 운항 경로로 선박이 항해 되도록 제어한다.As shown in FIGS. 1 and 2, the ship driving unit 30 controls the ship to be sailed on the optimal navigation route set by the route setting unit 20. [0031] FIG.

한편, 도 1에 도시된 바와 같이 상기 선박의 실시간 항해위치를 추적하여 상기 출력부(40)를 통해서 출력하는 GPS추적부(51)와, 상기 GPS추적부(51)를 통해 추적되는 선박의 실시간 항해위치가 상기 항로 설정부(20)를 통해 설정된 최적 운항 경로를 선박이 이탈하면 경보하는 경보부(52)를 포함하여 구성되어, 선박의 최적 운항 경로의 이탈을 방지할 수 있도록 함은 물론이다.As shown in FIG. 1, the GPS tracking unit 51 tracks a real-time navigation position of the ship and outputs the real-time navigation position through the output unit 40, And an alarm unit 52 for alerting the ship when the ship departs from the optimum navigation route set by the route setting unit 20 so as to prevent departure of the ship from the optimal navigation route.

상기와 같은 본 발명의 선박의 최적 경제 운항 지원시스템(100)은 기상예보를 기반으로 에너지효율 운항지표(EEOI)를 적용하여 선박의 최적 운항 경로를 설계하여 항해함으로, 선박의 연료유 절감과 동시에 이산화탄소 배출을 절감할 수 있어 선박의 경제운항을 유도하고 지구의 온난화를 방지할 수 있음은 물론이며, 실시간 기상 조건 변화에 따라 신속하게 선박의 최적 운항 경로를 재설정할 수 있어 더욱 효과적인 연료유 절감을 유도할 수 있는 효과가 있다.The optimal economic operation support system 100 of the present invention as described above can design and navigate an optimal operation route of a ship by applying energy efficiency operation index (EEOI) based on weather forecast, It can reduce the carbon dioxide emission and induce the economic operation of the ship and prevent the global warming. In addition, it is possible to re-establish the optimal route of the ship in accordance with the change of the real-time weather condition, There is an effect that can be done.

상기와 같은 구성을 가진 본 발명의 실시예에 따른 선박의 최적 경제 운항 지원시스템(100)은 도 2에 도시된 바와 같이 운영된다.The optimal economic navigation support system 100 according to the embodiment of the present invention having the above-described configuration is operated as shown in FIG.

먼저, 항로 설정부(20)는 기상예보를 기반으로 에너지효율 운항지표(EEOI)를 적용하여, 도 4에 도시된 바와 같이 경제적이고 친환경적인 선박의 최적 운항 경로를 설정한다. (S10)First, the route setting unit 20 applies an energy efficiency operation indicator (EEOI) based on the weather forecast to set an optimal operation route of an economical and environmentally friendly vessel as shown in FIG. (S10)

여기서, 설정된 선박의 최적 운항 경로에는 하루에 이동하는 거리(포인트 한점이 하루 이동거리), 경도 및 위도의 위치 등의 다양한 정보를 제공하게 된다.Here, the optimal navigation route of the ship is provided with various information such as a distance (a point where one point travels a day), a longitude and a latitude, etc.

이때, 에너지효율 운항지표(EEOI)를 기준으로 환경오염원인 이산화탄소의 배출량만을 고려하였으나, 질소(N)나 황(S)을 포함하는 가스 및 휘발성유기화합물(VOC)의 배출량을 고려하면 더욱 친환경적인 측면을 강화할 수 있다.At this time, only the emission of carbon dioxide, which is an environmental pollutant, is considered based on the energy efficiency operation index (EEOI), but considering the emission of gases including nitrogen (N) and sulfur (S) and volatile organic compounds (VOC) The side can be strengthened.

그런 후, 도 7에 도시된 바와 같이 선박은 선박 구동부(30)의 제어에 의해 설정된 최적 운항 경로를 따라 항해되며, 이때 GPS추적부(51)에 의해 선박의 실시간 항해 위치는 출력부(40)에 출력되며, 선박이 최적 운항 경로의 일정 범위를 벗어나 이탈하는 경우에는 경보부(52)를 통해 경보하여 선박이 최적 운항 경로로 원활히 운항되도록 유도한다. (S20)7, the ship is navigated along the optimal navigation path set by the control of the ship driving section 30. At this time, the real-time navigation position of the ship by the GPS tracking section 51 is transmitted to the output section 40, When the ship departs beyond a certain range of the optimal navigation route, the navigation system alerts the user through the alarm unit 52 to guide the ship to the optimal navigation route smoothly. (S20)

한편, 도 5에 도시된 바와 같이 선박의 항해 과정에서 기상예보와 기상정보 수집부(10)를 통해서 수집 제공되는 실시간 기상정보의 기상 차이가 발생하는 경우에는 실시간 기상정보를 기반으로 상기 항로 설정부(20)에서는 최적 운항 경로를 재설정하여 제공하여 기상 변화에 따른 신속한 최적 운항 경로의 재설정한다. (S30)(S40)On the other hand, as shown in FIG. 5, when a weather difference occurs between the weather forecast and the real-time weather information collected and provided through the weather information collecting unit 10 in the navigation process of the ship, (20) reestablishes the optimal navigation route and re-establishes the optimal navigation route according to the weather change. (S30) (S40)

동시에, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 기상정보 수집부(10)에서 수집되는 실시간 기상정보는 출력부(40)를 통해서 전자해도 상에 출력 제공되어 선박 관계자(선장)가 실시간 기상정보를 용이하게 인지하게 한다. (S50)At the same time, as shown in FIG. 6, the real-time weather information collected by the weather information collecting unit 10 is provided on the electronic chart through the output unit 40 so that the ship owner (skipper) Let's recognize. (S50)

그러면, 상기 항로 설정부(20)를 통해 재설정된 최적 운항 경로를 제공받은 상기 선박 구동부(30)에서는 재설정된 최적 운항 경로로 선박이 운행되도록 제어한다. (S60)Then, the ship driving unit 30, which has been provided with the optimal navigation route reset through the route setting unit 20, controls the ship to travel on the reset optimal travel route. (S60)

즉, 본 발명의 선박의 최적 경제 운항 지원시스템(100)은 실시간 기상정보와 에너지효율 운항지표(EEOI)를 적용하여 선박의 최적 운항 경로를 설정함으로, 경제적이고 친환경적인 선박의 운항 경로가 간편히 연속적으로 설정할 수 있는 장점이 있다.That is, the optimal economic operation support system 100 of the present invention sets the optimal operation route of the ship by applying the real-time weather information and the energy efficiency operation indicator (EEOI), so that the operation route of the economic and environment- As shown in FIG.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것으로 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명의 사상을 해치지 않는 범위 내에서 당업자에 의한 변형이 가능함은 물론이다. 따라서, 본 발명에서 권리를 청구하는 범위는 상세한 설명의 범위 내로 정해지는 것이 아니라 후술되는 청구범위와 이의 기술적 사상에 의해 한정될 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limiting the scope of the invention as defined by the appended claims. You will understand the point. It goes without saying that variations can be made by those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention. Accordingly, the scope of claim of the present invention is not limited within the scope of the detailed description, but will be defined by the following claims and technical ideas thereof.

10. 기상정보 수집부 20. 항로 설정부
30. 선박 구동부 40. 출력부
51. GPS추적부 52. 경보부
100. 선박의 최적 경제 운항 지원시스템
10. Weather information collecting section 20. Route setting section
30. Ship driver 40. Output
51. GPS tracking section 52. Alarm section
100. Optimal economic navigation support system for ships

Claims (4)

위성을 통해 선박이 항해하는 지역의 실시간 기상정보를 수집하는 기상정보 수집부(10);
선박 항해 전, 기상예보를 바탕으로 등시선법(Isochrone Method)을 이용한 선박의 최적 운항 경로를 설정하되, 그 최적 운항 경로는 에너지효율 운항지표(EEOI:Energy Efficiency Operational Indicator)를 기준으로 설정되어 제공되며,
선박 항해 중, 상기 기상정보 수집부(10)를 통해 수집되는 실시간 기상정보와 기상예보와 차이가 발생되면, 실시간 기상정보를 바탕으로 선박의 최적 운항 경로를 재설정하여 제공하는 항로 설정부(20); 및
상기 항로 설정부(20)에서 설정된 최적 운항 경로로 선박이 항해 되도록 제어하는 선박 구동부(30);를 포함하여 구성되되,
상기 항로 설정부(20)의 등시선법은,
출발지점과 도착지점을 대권으로 연결하는 제1과정과,
출발지점과 도착지점 사이의 해상 상태 및 에너지효율 운항지표(EEOI)를 고려하여 하루 동안 항해할 수 있는 점들을 연결하여 등시선(Isochrone Line) S1을 작도하는 제2과정과,
상기 등시선 S1에서 수선 방향으로 하루 동안 항해할 수 있는 점들을 계산하여 등시선 S2를 작도하는 제3과정과,
상기와 같은 방법으로 도착지점을 포함하지 않는 지점까지 등시선을 반복하여 작도하는 제4과정과,
마지막 등시선 Sf에서 도착지점까지의 가장 가까운 접점을 설정하는 제5과정과,
접점에서 역으로 출발지점까지 최단 경로를 연결하는 제6과정을 통해서 선박의 최적 운항 경로를 설정하며,
에너지효율 운항지표(EEOI)는
Figure 112015046073853-pat00021
이며,
j : 연료유의 종류
FCj : 항해에서 연료 j의 소비량
CFj : 연료 j에 대한 이산화탄소(CO2) 환산계수
mcargo : 운송 또는 운송된 화물량(톤수) 또는 선박의 총톤수
D : 운송 또는 운송된 운송거리
CF는 그램(g) 단위로 측정한 연료 소모량과 탄소함유량을 근거로 역시 그램(g) 단위로 측정한 이산화탄소(CO2) 배출량 사이의 무차원환산계수이다.
연료별 CF
Figure 112015046073853-pat00022

인 것을 특징으로 하는 선박의 최적 경제 운항 지원시스템.
A weather information collecting unit 10 for collecting real-time weather information of an area sailing by the ship through a satellite;
Based on the weather forecast, before the vessel navigation, the optimal route of the ship using Isochrone Method is set up, and the optimal route is set based on the Energy Efficiency Operational Indicator (EEOI). And,
A route setting unit (20) for resetting and providing an optimal navigation route of a ship based on real time weather information when a difference between real time weather information collected through the weather information collecting unit (10) and a weather forecast is generated, ; And
And a ship driving unit (30) for controlling the ship to be sailed with the optimal navigation route set by the route setting unit (20)
The isosculous method of the route setting unit 20 is,
A first step of connecting the departure point and the arrival point with a grandchild,
A second step of constructing an isochron line S1 by connecting points that can be navigated in one day in consideration of the sea state between the start point and the arrival point and the energy efficiency operation index (EEOI)
A third step of calculating the isosculating line S2 by calculating points that can be sailed for a day in the waterline direction from the iso-line S1,
A fourth step of repeating construction of a line of sight up to a point not including an arrival point in the same manner as described above;
A fifth step of setting the closest contact point from the last iso-line Sf to the arrival point,
The optimal route of the ship is set through the sixth process of connecting the shortest path from the contact point to the start point,
Energy Efficiency Flight Indicator (EEOI)
Figure 112015046073853-pat00021
Lt;
j: Type of fuel oil
FC j : Consumption of fuel j at sea
C Fj : CO2 (CO 2 ) conversion factor for fuel j
m cargo : Amount of cargo transported or carried (tonnage) or gross tonnage of the ship
D: Distance transported or transported
C F is a dimensionless conversion factor between carbon dioxide (CO 2 ) emissions, also measured in grams (g), based on fuel consumption and carbon content measured in grams (g).
C F value by fuel
Figure 112015046073853-pat00022

Wherein said means for determining the optimal operating condition of said vessel comprises:
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