KR102418938B1 - 해양 선박 성능 진단 - Google Patents

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Abstract

예시적인 실시형태에 따르면, 회전가능 축으로부터 프로펠러로 이송된 회전 축 동력을 물을 가로질러 해양 선박을 추진하기 위한 추력으로 변환하기 위해 회전가능 축에 장착된 프로펠러를 포함한 추진 시스템을 채용하는 해양 선박을 위한 방법 (300) 이 제공되고, 그 방법 (300) 은 해양 선박의 축 동력, 추력 및 대수 속도를 기술하는 적어도 개별의 측정 값들을 포함하는 측정 값들을 획득하는 단계 (310), 상기 측정 값들에 기초하여, 프로펠러의 파울링에 의해 야기된 제 1 초과 축 동력 및 해양 선박의 선체의 파울링에 의해 야기된 제 2 초과 축 동력 중 적어도 하나를 추정하는 단계 (320) 로서, 제 1 초과 축 동력의 추정은 제 2 초과 축 동력의 추정과는 별도로 실행되는, 상기 제 1 초과 축 동력 및 제 2 초과 축 동력 중 적어도 하나를 추정하는 단계 (320); 및 제 1 초과 축 동력에 적어도 의존한 프로펠러 세정에 관한 표시 및 제 2 초과 축 동력에 적어도 의존한 선체 세정에 관한 표시 중 적어도 하나를 발행하는 단계 (330) 를 포함한다.

Description

해양 선박 성능 진단
본 발명은 해양 선박의 동작 효율을 평가하기 위한 진단 배열에 관한 것이다.
해양 선박들에 있어서, 물을 가로질러 선박을 이동시키기 위한 추력을 생성하기 위한 지배적인 접근법은 해양 추진의 이용을 수반한다. 초고도 레벨에서, 해양 추진 시스템은 회전가능 축에 부착된 프로펠러를 포함하지만, 선박에서의 하나 이상의 엔진들은 그 축을 회전시키도록 배열되고, 이에 의해, 선박을 이동시키는데 필요한 추력을 제공한다. 해양 추진 시스템의 이들 (및 다른) 컴포넌트들의 특성들은, 원하는 또는 요구된 양의 추력 및 원하는 동작 효율이 예를 들어, 선박의 선체 설계 및 선박의 사이즈의 관점에서 제공되도록 설계된다. 일부 시나리오들에 있어서, 원하는/요구된 양의 추력 및/또는 동작 효율을 달성하기 위하여, 선박에는, 상기에서 서술된 것과 같은 복수의 해양 추진 시스템들이 제공될 수도 있다.
사용에 있어서, 해양 선박의 일부분들은 연장된 시간 기간들 동안 물 속에 침지되고, 이는, 점차로, 선박의 일부 수중 컴포넌트들의 파울링 (fouling) 을 야기한다. 특히, 예를 들어, 해양 생물에 기인한 해양 선박의 선체 및 프로펠러의 하부들의 파울링은 선박 성능의 현저한 열화를 초래할 수도 있다. 파울링의 결과로서, 특정 엔진 출력 동력에서의 추진 시스템에 의해 생성된 추력은 현저히 감소될 수도 있고/있거나 엔진(들)은 원하는/요구된 양의 추력을 생성하기 위하여 설계 초과의 출력 동력을 제공하도록 구동될 필요가 있을 수도 있다. 이들 팩터들은 증가된 연료 소비에, 목적지로의 연장된 운항 시간에, 또는 이들 양자에 기여하여, 잠재적으로, 일 방식에서 또는 다른 방식에서 원치않는 경제 효과들을 야기한다.
해양 선박의 수중 부분들의 주기적 세정이 열화된 해양 선박 성능의 그러한 원인들을 해결하기 위한 간단한 솔루션이지만, 세정 절차는 통상적으로 시간 소비적이고 추가 비용을 수반하며, 따라서, 해양 선박의 수중 부분들의 세정이 오직 엄격히 요구될 때에만 착수되는 것을 보장하는 것이 매우 바람직하다. 이와 관련하여, 해양 선박의 수중 부분들의 파울링에 기인한 성능 손실의 효과를 추정하기 위한 다양한 기법들이 제안되었다. 하지만, 선박의 수중 부분들의 세정 및 유지보수는, 오직 세정/유지보수 이후의 선박 성능에서의 개선이 그 세정 및 유지보수 동작들에 기인하여 야기된 비용 및 다운타임을 압도하도록 가정될 수 있을 때에만 착수되는 것을 보장하기 위한 개선되고 더 정확한 성능 추정 기법들에 대한 계속적인 필요성이 존재한다.
따라서, 본 발명의 목적은 해양 선박의 동작 효율을 신뢰성있고 정확한 방식으로 추정하기 위한 기법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적(들)은 개별의 독립 청구항들에 의해 정의된 바와 같은 장치에 의해, 방법에 의해, 및 컴퓨터 프로그램에 의해 달성된다.
예시적인 실시형태에 따르면, 회전가능 축으로부터 프로펠러로 이송된 회전 축 동력을 물을 가로질러 해양 선박을 추진하기 위한 추력으로 변환하기 위해 회전가능 축에 장착된 프로펠러를 포함한 추진 시스템을 채용하는 해양 선박의 동작 효율을 추정하기 위한 진단 시스템이 제공된다. 진단 시스템은 해양 선박의 축 동력, 추력 및 대수 속도를 기술하는 측정 값들을 포함하는, 해양 선박 동작의 개별 특성을 측정하도록 배열되는 복수의 센서들로부터의 측정 값들을 획득하기 위한 데이터 포착 수단, 상기 측정 값들에 기초하여, 프로펠러의 파울링에 의해 야기된 제 1 초과 축 동력 및 해양 선박의 선체의 파울링에 의해 야기된 제 2 초과 축 동력 중 적어도 하나를 추정하기 위한 데이터 분석 수단으로서, 제 1 초과 축 동력의 추정은 제 2 초과 축 동력의 추정과는 별도로 실행되는, 상기 데이터 분석 수단, 및 제 1 초과 축 동력에 적어도 의존한 프로펠러 세정에 관한 표시 및 제 2 초과 축 동력에 적어도 의존한 선체 세정에 관한 표시 중 적어도 하나를 발행하기 위한 평가 수단을 포함한다.
다른 예시적인 실시형태에 따르면, 회전가능 축으로부터 프로펠러로 이송된 회전 축 동력을 물을 가로질러 해양 선박을 추진하기 위한 추력으로 변환하기 위해 회전가능 축에 장착된 프로펠러를 포함한 추진 시스템을 채용하는 해양 선박의 동작 효율을 추정하기 위한 방법이 제공되고, 그 방법은 해양 선박의 축 동력, 추력 및 대수 속도를 기술하는 적어도 개별의 측정 값들을 포함하는 측정 값들을 획득하는 단계, 상기 측정 값들에 기초하여, 프로펠러의 파울링에 의해 야기된 제 1 초과 축 동력 및 해양 선박의 선체의 파울링에 의해 야기된 제 2 초과 축 동력 중 적어도 하나를 추정하는 단계로서, 제 1 초과 축 동력의 추정은 제 2 초과 축 동력의 추정과는 별도로 실행되는, 상기 제 1 초과 축 동력 및 제 2 초과 축 동력 중 적어도 하나를 추정하는 단계; 및 제 1 초과 축 동력에 적어도 의존한 프로펠러 세정에 관한 표시 및 제 2 초과 축 동력에 적어도 의존한 선체 세정에 관한 표시 중 적어도 하나를 발행하는 단계를 포함한다.
다른 예시적인 실시형태에 따르면, 컴퓨터 프로그램이 제공되고, 컴퓨터 프로그램은 하나 이상의 명령들의 하나 이상의 시퀀스들을 포함하고, 하나 이상의 명령들은, 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 경우, 장치로 하여금 상기에서 설명된 예시적인 실시형태에 따른 방법을 적어도 수행하게 한다.
상기에서 언급된 컴퓨터 프로그램은, 예를 들어, 프로그램 코드가 저장된 적어도 하나의 컴퓨터 판독가능 비-일시적 매체를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품으로서 휘발성 또는 비휘발성 컴퓨터 판독가능 기록 매체 상에 수록될 수도 있고, 그 프로그램은, 장치에 의해 실행될 경우, 장치로 하여금 상기에서 설명된 예시적인 실시형태에 따른 방법을 적어도 수행하게 한다.
본 특허 출원에서 제시된 본 발명의 예시화한 실시형태들은 첨부된 청구항들의 적용가능성에 대한 제한들을 취하도록 해석되지 않는다. 동사 "포함하는 것" 및 그 파생어들은, 또한 기재되지 않은 특징들의 존재를 배제하지 않는 개방적 제한으로서 본 특허 출원에서 사용된다. 이하에서 설명되는 특징들은, 달리 명시적으로 서술되지 않으면, 상호 자유롭게 결합가능하다.
본 발명의 일부 특징들은 첨부된 청구항들에 기재된다. 하지만, 그 추가 목적들 및 이점들과 함께 그 구성 및 그 동작 방법 양자 모두에 관한 본 발명의 양태들은, 첨부 도면들과 관련하여 읽을 경우에 일부 예시적인 실시형태들의 다음의 설명으로부터 가장 잘 이해될 것이다.
본 발명의 실시형태들은 첨부 도면들의 도에 있어서 제한으로서가 아닌 예로서 예시된다.
도 1 은 해양 선박의 추진 트레인의 일부 컴포넌트들을 개략적으로 예시한다.
도 2 는 일부 추가 상세를 갖는 추진 트레인의 양태를 개략적으로 예시한다.
도 3 은 예시적인 실시형태에 따라 해양 선박의 동작 효율을 추정하기 위한 예시화한 진단 시스템의 일부 논리 컴포넌트들을 개략적으로 예시한다.
도 4 는 예시적인 실시형태에 따른 방법을 예시한다.
도 5 는 예시적인 실시형태에 따라 진단 시스템을 제공하기 위한 예시화한 장치의 일부 컴포넌트들을 개략적으로 예시한다.
해양 선박의 수개의 수중 컴포넌트들의 파울링이 해양 선박의 성능 열화에 그 자신의 영향을 줄 수도 있지만, 본 발명의 다양한 실시형태들에 있어서, 선박의 선체의 파울링 (즉, 선체 파울링) 및 선박의 추진 시스템에서의 프로펠러의 파울링 (즉, 프로펠러 파울링) 이 고려된다. 일부 예들에 있어서, 선박 성능의 추정은 추정된 선체 파울링 및 프로펠러 파울링에 배타적으로 의존할 수도 있지만, 일부 예들에 있어서, 선박의 하나 이상의 다른 컴포넌트들의 파울링이 또한 추정에 있어서 고려된다.
선체 파울링의 고려에 있어서, 해양 선박의 표면 텍스처 또는 선체 거칠기는 선박 성능에 중요한 영향을 주는 계속 변하는 파라미터이다. 선체 거칠기의 효과는 선체의 저항의 마찰 성분에 대한 가산으로서 고려될 수 있다. 마찰 성분은 거의 모든 타입들의 해양 선박들에 대해 큰 역할을 한다.
선체의 거칠기는 2개의 별도의 컴포넌트들, 즉, 영구 거칠기 및 임시 거칠기의 합인 것으로 고려될 수 있다. 영구 거칠기는, 예를 들어, 선체 플레이트들의 초기 조건 및 선체 플레이트들의 표면 상의 페인트의 조건으로부터 도출될 수도 있지만, 임시 거칠기는 시간에 따른 해양 생물로부터 도출된다. 그 근원에 기인하여, 임시 거칠기는 또한 해양 파울링으로서 지칭될 수도 있다. 임시 거칠기는 파울링 유기체들의 제거에 의해 또는 후속 코팅 처리에 의해 제거 또는 감소될 수 있다. 영구 거칠기가 거칠기에 있어서 대략 30 내지 60 μm (마이크로미터) 의 연간 증분에 책임이 있을 수 있지만, 해양 생물에 기인한 임시 파울링의 효과들은 상당히 더 극적일 수 있고, 상대적으로 단시간에 연료 소비에서의 심지어 30-40% 까지의 증가에 책임이 있을 수 있다.
해양 파울링의 시퀀스는 박테리아 및 규조류들을 포함하는 슬라임으로 개시하고, 이는 그후, 조류들로 진행하고 결국 따개비들과 같은 동물 파울러들로 진행한다. 다양한 유기체들의 이들 라이프 사이클들 및 적응성은 특히 어려운 제어 문제를 생성하기 위해 결합한다. 선박들이 공격으로부터 면역성이 있는 것으로 고려될 수 있는 웜 오션 (warm ocean) 의 영역들은 존재하지 않는다. 수중 표면들의 파울링은 선박 타입, 선박 속도, 거래 패턴, 파울링 패턴, 선박의 드라이독 간격, 선체의 영구 거칠기 등과 같은 다양한 파라미터들에 의존하는 것으로 발견된다.
페인트 시스템들은 선체 파울링 문제들에 대해 더 큰 보호를 제공하기 위하여 종래의 방오 코팅으로부터 자체 연마 방오 (SPA) 및 반응성 방오 (RA) 로 발전하였다. SPA들은 해수에서 천천히 용해되는 컴포넌트들에 기초하고, 선체를 넘는 해수의 마찰에 기인하여, 독소들이 계속 방출된다. RA들은, 방오의 표면에서 형성된 비활성층을 제거하기 위하여 특별한 브러쉬들에 의한 기계적 연마에 의존한다. 도킹 사이클에 걸친 선체 저항을 최소화함에 있어서 특히 성공적이지만, 독소들을 함유한 선체 코팅들은 국제 해사 기구 (IMO) 에 의한 점진적 금지 체제의 대상이 되었다. 다수의 코팅 솔루션들이, 주장된 다양한 이점들을 갖는 포스트 바이오사이드 (post biocide) 시대에서의 사용을 위해 전개되고 있다.
프로펠러 파울링의 고려에 있어서, 프로펠러 거칠기는, 선체 거칠기의 문제에 대한 상보적 문제로서 그리고 매우 중요한 문제로서 고려될 수 있다. 선체 거칠기 경우에서와 같이, 프로펠러 거칠기는 다양한 원인들로부터 기인하고, 그 주된 원인은 해양 생물, 충격 부식, 부식, 캐비테이션 침식, 열악한 유지보수, 및 외부 오브젝트들과의 접촉에 기인한 손상이다.
프로펠러들 상에서 발견된 해양 생물은, 더 긴 수초 스탠드들이 그 통상 동작에 기인하여 프로펠러를 떼어 내는 경향이 있다는 점을 제외하면, 선체들 상에서 관측된 (그리고 상기에서 기술된) 것과 유사하다. 해양 파울링은 프로펠러의 동력 흡수를 상당히 증가시킨다. 파울링은, 국부적 속력에서의 차이에 기인하여, 선체 또는 선박의 다른 수중 부분들의 표면보다 프로펠러의 표면에 부착할 가능성이 적다.
도 1 은 해양 선박의 추진 트레인 (110) 의 일부 컴포넌트들의 블록 다이어그램을 예시한다. 추진 트레인 (110) 은, 선박의 엔진 (112) 을 동력공급하도록 사용된 연료의 화학적 동력의, 물을 가로질러 해양 선박을 추진하는 기계적 작업량으로의 변환을 나타낸다. 추진 트레인 (110) 은, 추력 동력이 엔진 (112), 트랜스미션 시스템 (114), 축 및 프로펠러 (116) 를 포함하는 추진 시스템으로부터 획득되는 배열을 가정한다. 동력은 엔진 (112) 으로부터 트랜스미션 시스템 (114) 을 통해 전달되어 축을 회전시킨다. 프로펠러 (116) 는 축의 외부 단부에 장착되고, 따라서, 프로펠러 (116) 는 엔진 (112) 으로부터 트랜스미션 시스템 (114) 을 통해 축에 이송된 회전 동력을 추력 동력으로 변환한다. 프로펠러 (116) 로부터 획득된 추력 동력은 해양 선박의 선체 (118) 의 거칠기에 기인하여 부분적으로 소비된다. 이러한 동작의 일부 주요 양태들을 모델링하기 위해, 추진 트레인 (110) 은 엔진 (112) 에서, 트랜스미션 (114) 에서, 프로펠러 (116) 에서, 그리고 선체 (118) 에서 발생하는 개별의 동력 손실 컴포넌트에 대응하는 블록들을 포함하는 블록 다이어그램으로서 도시된다. 이와 관련하여, 추진 트레인 (110) 은 추가로, 추진 트레인을 통해 이송되는 바와 같은 동력을 나타내는 다음의 변수들로 도시된다:
Pfuel 연료에서 반송된 화학적 동력
PB 엔진 (112) 으로부터 트랜스미션 (114) 으로 이송된 동력
PD 트랜스미션 (114) 로부터 축으로 전달된 동력 (즉, 축 동력)
PT 프로펠러 (116) 로부터 획득된 추력 동력
PE 선체 (118) 의 거칠기의 고려에 있어서의 조정된 추력 동력
해양 파울링의 효과들의 고려에 있어서, 프로펠러 (116) 동작의 효과에 기인한 그리고 선체 (118) 의 거칠기의 효과에 기인한 동력 손실은 가장 현저한 팩터들로서 고려될 수도 있다. 따라서, 프로펠러 (116) 에 관한 세정 및/또는 유지보수 동작들을 위한 필요성을 추정하는 다음의 일부 예들에 있어서, 선체 (118) 가 제공된다. 특히, 다음의 예들에 있어서, 프로펠러 파울링 및 선체 파울링은 서로 별도로 고려되고, 이에 의해, 오직 프로펠러 (116) 만이 세정/유지보수를 요구하는 조건, 오직 선체 (118) 만이 세정/유지보수를 요구하는 조건, 또는 프로펠러 (116) 및 선체 (118) 양자 모두가 세정/유지보수를 요구하는 조건을 별도로 검출하는 것을 가능케 한다. 그러한 구별의 하나의 이점은, 예를 들어, 프로펠러 (116) 의 세정/유지보수가 선체 (118) 의 세정/유지보수를 수반하는 임의의 동작보다 해양 선박에 대한 현저하게 더 짧은 다운타임을 가능성있게 요구하고, 이에 의해, 프로펠러 파울링으로부터 대부분 유발되는 임의의 성능 열화에 대한 더 적시의 반응을 가능케 한다는 점이다.
도 2 는 일부 추가 상세를 갖는 추진 트레인 (110) 의 양태를 개략적으로 예시한다. 특히, 도 2 는, 프로펠러 동작의 효율을 평가함에 있어서 적용되고 그리고 프로펠러 파울링 조건을 검출하기 위한 기반으로서 사용될 수도 있는 동력 이송 모델의 부분을 도시한다. 여기서, 축으로부터 프로펠러 (116) 로 전달된 축 동력 (PD) (와트 단위) 은,
Figure 112018062340839-pct00001
에 의해 도출되고, 여기서, Q 는 축의 토크를 표기하고 (뉴튼미터 단위), ω 는 축의 회전 속도를 표기하며 (분 당 회전수 단위), 프로펠러 (116) 로부터 획득된 추력 동력 (PT) (와트 단위) 은,
Figure 112018062340839-pct00002
에 의해 도출되고, 여기서, T 는 프로펠러 (116) 에 의해 생성된 추력을 표기하고 (뉴튼 단위), Va 는 프로펠러 (116) 를 통한 물의 평균 전진 속력을 표기한다 (초 당 미터 단위).
도 2 를 추가로 참조하면, 프로펠러 (116) 를 나타내는 블록에서의 심볼들 (
Figure 112018062340839-pct00003
및
Figure 112018062340839-pct00004
) 은 각각 프로펠러 (116) 의 개방수 (open water) 효율 및 프로펠러의 상대 회전 효율을 표기한다. 편집 명확화를 위해, 다음에서, 프로펠러 효율을 표기하기 위해 심볼 (
Figure 112018062340839-pct00005
) 을 사용한다. 이론적으로, 프로펠러 효율은 0 으로부터 1 까지의 범위에서의 양의 실수값 수치이다. 프로펠러 효율 (
Figure 112018062340839-pct00006
) 은 부분적으로 프로펠러 (116) 의 설계에 의해 그리고 부분적으로 프로펠러 (116) 의 파울링에 의해 결정된다. 일반 규칙으로서, 프로펠러 파울링이 증가하면 프로펠러 효율 (
Figure 112018062340839-pct00007
) 은 감소한다고 가정된다. 다른 일반 규칙으로서, 선체 파울링이 증가하면, 동일한 또는 실질적으로 동일한 전진 속도로 항해하는 것을 가능케 하기 위하여 프로펠러 (116) 로부터 요구된 추력 (T) 은 증가한다고 가정된다. 여기서, 용어 '전진 속도 (Va)' 는 물이 프로펠러 (116) 로 유입하는 속도를 표기한다. 이는, 반류 계수 (wT) 를 통해, 해양 선박이 물을 가로질러 이동하는 속도 (Vs) 와 관련된다. 이러한 관계는 다음의 식에 의해 주어진다:
Figure 112018062340839-pct00008
파울링에 기인한 반류 계수 (wT) 에서의 변경이 매우 작은 것으로 가정될 수 있기 때문에 (이는 또한 파울링에 기인한 반류 계수 (wT) 에서의 변경에 관한 ISO 식들에 의해 확인됨), 일정한 전진 속도 (Va) 는 일정한 대수 속도 (Vs) 와 동일한 것으로 가정된다.
결과적으로, 식 (1) 및 식 (2) 에 기초하여, 선박을 추진하기 위해 사용된 축 동력 (PD) 의 부분은 다음과 같이 표기될 수도 있다:
Figure 112018062340839-pct00009
따라서, 프로펠러 효율 (
Figure 112018062340839-pct00010
) 이 더 높아질수록, 선박을 추진하기 위한 추력 동력 (PT) 으로 실제로 변환되는 축 동력 (PD) 의 부분이 더 커진다. 축 동력 (PD) 의 나머지 부분은 '손실' 동력 (Ploss) 로서 고려될 수도 있으며, 이는 다음과 같이 산출될 수도 있다:
Figure 112018062340839-pct00011
상기의 관점에서, 다음, 다음을 서술할 수도 있다:
- 오직 선체 파울링만이 증가하면, 프로펠러 효율 (
Figure 112018062340839-pct00012
) 은 동일하게 유지된다. 오직 선체 파울링만이 증가할 경우에 동일한 또는 실질적으로 동일한 대수 속도 (Vs) 를 가능케 하기 위하여, 프로펠러 (116) 로부터 요구된 추력 동력 (PT) 및 따라서 또한 요구된 축 동력 (PD) 이 증가한다.
- 오직 프로펠러 파울링만이 증가하면, 프로펠러 효율 (
Figure 112018062340839-pct00013
) 은 감소한다. 오직 프로펠러 파울링만이 증가할 경우에 동일한 또는 실질적으로 동일한 대수 속도 (Vs) 를 가능케 하기 위하여, 프로펠러 (116) 로부터 요구된 추력 동력 (PT) 은 동일하게 유지되지만 요구된 추력 동력을 생성하기 위해 요구된 축 동력 (PD) 은 증가한다.
상기 관측들로부터 나아가면, 시간 t 에서의 축 동력 (PD) 이용은 프로펠러 (116) 로부터 획득된 추력 (T), 프로펠러 효율 (
Figure 112018062340839-pct00014
), 및 선박의 반류 계수 (wT) 의 함수로서 표현될 수도 있음을 볼 수 있다:
Figure 112018062340839-pct00015
여기서, T(t) 는 시간 t 에서 프로펠러 (116) 로부터 획득된 추력을 표기하고,
Figure 112018062340839-pct00016
(t) 는 시간 t 에서 프로펠러 효율을 표기하고, wT(t) 는 시간 t 에서 선박의 반류 계수를 표기한다. 반류 계수 (wT(t)) 는 물이 "얼마나 용이하게" 프로펠러 (116) 로 유입하는지를 표시하는 팩터이다.
시간 t 가 선체 (118), 프로펠러 (116) 또는 이들 양자 중 어느 하나에 관한 해양 파울링이 발생하고 있을 수도 있는 임의의 랜덤한 시순간을 표시한다고 추가로 가정하면, 선박의 선체 (118) 및 프로펠러 (116) 의 각각이 개별의 공지된 조건에 있을 때의 시순간을 표기하기 위해 시간 ts 를 추가로 사용할 수도 있다. 따라서, 본질적으로, ts 는 임의의 특정한 시순간에 엄격히 링크되지 않지만 본 명세서에서 표기 명확화를 위해 시순간으로서 표현되는 미리정의된 레퍼런스 조건을 표기한다. 필수적이진 않지만 통상적으로, 레퍼런스 조건은 선박의 선체 (118) 및 프로펠러 (116) 양자 모두가 실질적으로 세정되는 조건을 표시한다.
이러한 표기법으로, 오직 선체 세정만이 선박에 적용되는 경우에서의 축 동력 (PD) 이용을 다음과 같이 추가로 표시할 수도 있지만,
Figure 112018062340839-pct00017
오직 프로펠러 세정만이 선박에 적용되는 경우에 있어서, 축 동력 (PD) 이용은 다음과 같이 표기될 수도 있다:
Figure 112018062340839-pct00018
여기서, 선체 세정은 선박의 선체 (118) 을 개별의 레퍼런스 조건으로 세정하는 것을 지칭하지만, 프로펠러 세정은 프로펠러 (116) 를 개별의 레퍼런스 조건으로 세정하는 것을 지칭한다. 레퍼런스 조건이 선체 (118) 및 프로펠러 (116) 양자 모두의 세정 조건을 실질적으로 표기한다고 가정하면, 선체 세정은 선체 (118) 의 완전 세정을 지칭하고, 프로펠러 세정은 프로펠러 (116) 의 완전 세정을 지칭한다.
결과적으로, 식 (4), 식 (6) 및 식 (8) 을 사용함으로써, 프로펠러 (116) 의 세정으로부터 기인할 요구된 축 동력 (PD) 이용에서의 감소를 산출 또는 추정하는 것이 가능하다:
Figure 112018062340839-pct00019
식 (9) 에서의 마지막 분수는, 가장 실용적인 어플리케이션들에 대해, 1 에 근접하고, 이는, 요구된 축 동력 (PD) 이용에서의 추정된 감소의 충분한 정확성을 여전히 가능케 하면서 생략될 수도 있다. 이는, 파울링에 기인한 반류 계수 (wT) 에서의 변경에 관한 ISO 식들을 조사함으로써 추가로 확인된다. 이러한 가정으로, 식 (9) 는,
Figure 112018062340839-pct00020
으로 재기입될 수도 있다.
식 (10) 이 표시하는 바와 같이, 프로펠러 세정에 의해 가능케 된 (유사한 동작 조건들에 있어서) 동일한 또는 실질적으로 동일한 대수 속도 (Vs) 를 유지하는 동안의 요구된 축 동력 이용에서의 감소 (
Figure 112018062340839-pct00021
) 는 레퍼런스 조건 (예를 들어, 선체 (118) 및 프로펠러 (116) 양자 모두가 실질적으로 세정되는 조건) 에 있어서 동일한 대수 속도 (Vs) 에 대해 요구된 축 동력 (PD(ts)) 을, 시간 t 에서 프로펠러 (116) 로부터 획득된 추력 (T(t)) 과 레퍼런스 조건에 있어서 동일한 대수 속도 (Vs) 에 대해 요구된 추력 (T(ts)) 의 비로서 정의되는 팩터에 의해 승산하는 것, 및 그렇게 획득된 곱을 시간 t 에서의 축 동력 (PD(t)) 으로부터 감산하는 것에 의해 도출 또는 추정될 수도 있다.
유사한 방식으로, 식 (4), 식 (6) 및 식 (7) 을 사용함으로써, 선체 (118) 의 세정으로부터 기인할 요구된 축 동력 (PD) 이용에서의 감소를 산출 또는 추정하는 것이 가능하다:
Figure 112018062340839-pct00022
식 (9) 에 대해 상기에서 적용된 바와 같은 동일한 추론을 사용하여, 식 (11) 에서의 마지막 분수는, 가장 실용적인 어플리케이션들에 대해, 1 에 근접하고, 이는, 요구된 축 동력 (PD) 이용에서의 추정된 감소의 충분한 정확성을 여전히 가능케 하면서 생략될 수도 있다. 이러한 가정으로, 식 (11) 은,
Figure 112018062340839-pct00023
로 재기입될 수도 있다.
식 (12) 가 표시하는 바와 같이, 선체 세정에 의해 가능케 된 (유사한 동작 조건들에 있어서) 동일한 또는 실질적으로 동일한 대수 속도 (Vs) 를 유지하는 동안의 요구된 축 동력 이용에서의 감소 (
Figure 112018062340839-pct00024
) 는 레퍼런스 조건에 있어서 동일한 대수 속도 (Vs) 에 대해 요구된 추력 (T(ts)) 과 시간 t 에서 프로펠러 (116) 로부터 획득된 추력 (T(t)) 의 비를 1 로부터 감산하는 것에 의해 정의되는 팩터에 의해, 시간 t 에서의 축 동력 (PD(t)) 을 승산하는 것에 의해 도출 또는 추정될 수도 있다.
도 3 은 해양 선박의 동작 효율을 추정하기 위한 해양 선박에 대한 예시화한 진단 시스템 (200) 의 일부 논리 컴포넌트들을 개략적으로 예시한다. 상기에서 설명된 방식으로, 해양 선박은, 엔진 (112), 트랜스미션 시스템 (114), 축 및 프로펠러 (116) 를 포함하는 추진 시스템을 채용한다고 가정되고, 여기서, 동력은 엔진 (112) 으로부터 트랜스미션 시스템 (114) 을 통해 전달되어 축을 회전시킨다. 프로펠러 (116) 는, 축으로부터 프로펠러 (116) 로 이송된 회전 축 동력을 물을 가로질러 선박을 추진하기 위한 추력으로 변환하기 위해 축의 외부 단부에 장착된다.
그러한 추진 시스템에 있어서, 엔진 (112) 은 디젤 엔진으로서, 또는 해양 선박을 추진하기 위한 충분한 동력을 제공할 수 있는 적합한 타입의 임의의 다른 엔진으로서 제공될 수도 있다. 단수로 지칭되더라도, 엔진 (112) 은 하나 이상의 엔진들의 엔진 시스템을 포함할 수도 있다. 일 예에 있어서, 엔진 (112) 을 축에 연결하는 트랜스미션 시스템 (114) 은 엔진 (112) 을 축에 연결하는 단지 기계적 장착 배열 (예를 들어, 직접 구동식) 을 포함할 수도 있다. 다른 예에 있어서, 트랜스미션 시스템 (114) 은, 동력을 엔진 (112) 으로부터 축으로 선택가능한 방식으로 및/또는 조정가능한 방식으로 이송하기 위해 적용될 수도 있는 기어박스 또는 대응하는 배열을 포함할 수도 있다. 추가적인 예에 있어서, 트랜스미션 시스템 (114) 은, 대안적으로 또는 부가적으로, 엔진 (112) 으로부터 축에 이송된 동력을 사용함으로써 축을 구동하기 위한 전기 모터 (예를 들어, 디젤 엔진이 채용되는 경우 디젤 전기 트랜스미션) 를 포함할 수도 있다.
개관으로서, 진단 시스템 (200) 은 하나 이상의 센서들 (220) 로부터 측정 값들을 획득하기 위한 데이터 포착 수단 (210), 하나 이상의 측정 값들에 기초하여 프로펠러 파울링에 기인한 제 1 초과 축 동력 (PD,p) 을 추정하고 그리고 하나 이상의 측정 값들에 기초하여 선체 파울링에 기인한 제 2 초과 축 동력 (PD,h) 을 추정하여 제 1 초과 축 동력 (PD,p) 이 제 2 초과 축 동력 (PD,h) 과는 별도로 추정되게 하는 데이터 분석 수단 (230), 및 제 1 초과 축 동력 (PD,p) 에 적어도 의존한 프로펠러 세정에 관한 표시를 발행하고/하거나 제 2 초과 축 동력 (PD,h) 에 적어도 의존한 선체 세정에 관한 표시를 발행하기 위한 평가 수단 (240) 을 포함한다. 진단 시스템 (200) 은 데이터 포착 수단 (210), 데이터 분석 수단 (230), 및 평가 수단 (240) 의 동작을 제어하기 위한 제어 수단 (250) 을 더 포함한다. 진단 시스템 (200) 은 추가로, 정보를 저장하기 위한 메모리 (260) 와 함께 도시된다.
센서들 (220) 은 복수의 센서들을 포함하고, 각각은 해양 선박 동작의 개별 특성을 측정 또는 모니터링하도록 배열된다. 이와 관련하여, 센서들 (220) 은 적어도, 프로펠러 (116) 에 의해 생성된 추력 (T) 을 측정하도록 배열된 추력 센서 (220-1), 추진 시스템의 축에서의 토크 (Q) 를 측정하도록 배열된 토크 센서 (220-2), 추진 시스템의 축의 회전 속도 (ω) 를 측정하도록 배열된 회전 속도 센서 (220-3), 및 선박의 대수 속도 (Vs) 를 측정하도록 배열된 속도 센서 (220-4) 를 포함한다. 센서들 (210-k) 의 각각은, 개별의 측정된 특성의 현재 값을 기술하는 개별의 측정 신호를 계속 제공하도록 배열될 수도 있다. 센서들 (220-k) 의 각각은, 예를 들어, 개별의 전용 전기 커넥션에 의해 데이터 포착 수단 (210) 에 (및 가능하게는 또한 진단 시스템 (200) 의 하나 이상의 다른 컴포넌트들에) 통신가능하게 커플링될 수도 있다. 대안적으로, 센서들 (220) 과 데이터 포착 수단 (210) 사이의 (및 가능하게는 또한 진단 시스템 (200) 의 하나 이상의 다른 컴포넌트들에의) 통신가능 커플링은 제어기 영역 네트워크 (CAN) 버스와 같은 버스에 의해 제공될 수도 있다. 추력 센서 (220-1), 토크 센서 (220-2), 회전 속도 센서 (220-3), 및 속도 센서 (220-4) 의 각각은 당업계에 공지된 개별 타입의 적합한 센서 디바이스를 사용하여 제공될 수도 있다.
데이터 포착 수단 (210) 은, 예를 들어, 개별의 측정 신호를 주기적으로 판독함으로써, 센서들 (220-k) 의 각각으로부터 개별의 측정 값들을 획득하도록 배열될 수도 있다. 센서들 (220-k) 중 주어진 센서로부터의 새로운 측정 값의 판독은 미리정의된 정규의 시간 간격들로 또는 다른 미리정의된 스케줄에 따라 발생할 수도 있다. 적용된 정규의 시간 간격 (또는 다른 종류의 스케줄) 은 센서들 (220-k) 중 2 이상에 대해 또는 모든 센서들 (220-k) 에 대해 동일할 수도 있거나, 또는 적용된 시간 간격 (또는 다른 종류의 스케줄) 은 센서들 (220) 의 각각에 대해 상이하게 정의될 수도 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 데이터 포착 수단 (210) 은, 제어 수단 (250) 으로부터 수신된 커맨드 또는 요청에 응답하여 센서들 (220-k) 중 하나 이상에 대한 새로운 측정 값을 판독하도록 배열될 수도 있다. 측정 값들의 판독을 제어하도록 채용된 메커니즘에 무관하게, 새롭게 판독된 측정 값은 데이터 분석 수단 (230) 에 의한 후속 사용을 위해 메모리 (260) 에 저장된다. 추력 센서 (220-1), 토크 센서 (220-2), 회전 속도 센서 (220-3), 및 속도 센서 (220-4) 의 각각으로부터 판독된 측정 값들은 메모리 (260) 에 있어서 적합한 데이터 구조에서의 측정 값들의 개별 시간 시리즈로 배열되고, 이에 의해, 가장 최근의 (또는 순시의) 측정 값으로의 액세스를 제공할 뿐 아니라 측정 값들의 이력으로의 액세스도 제공한다. 그러한 데이터 구조는, 예를 들어, 표, 링크된 리스트, 데이터베이스 등을 포함할 수도 있다.
특히, 추력 센서 (210-1) 로부터 판독된 측정 값들은 T(t) 로서 표기된 추력 값들의 시간 시리즈로 배열되고, 토크 센서 (220-2) 로부터 판독된 측정 값들은 Q(t) 로서 표기된 토크 값들의 시간 시리즈로 배열되고, 회전 속도 센서 (220-3) 로부터 판독된 측정 값들은 ω(t) 로서 표기된 회전 속도 값들의 시간 시리즈로 배열되고, 속도 센서 (220-4) 로부터의 측정 값들은 Vs(t) 로서 표기된 대수 속도 값들의 시간 시리즈로 배열된다.
데이터 분석 수단 (230) 은 제 1 초과 축 동력 (PD,p) 의 추정을 실행하도록 배열될 수도 있다. 초과 축 동력의 이러한 측정은 프로펠러 (116) 를 세정하는 것으로부터 기인할 요구된 축 동력 (PD) 에서의 감소를 표시한다. 추정은 프로펠러 파울링으로부터 기인한 초과 축 동력의 임의의 적용가능한 모델을 사용하여 실행될 수도 있고, 추정은 제어 수단 (250) 으로부터의 이와 관련한 커맨드 또는 요청에 응답하여 실행될 수도 있다. 이와 관련한 예로서, 제 1 초과 축 동력 (PD,p) 의 추정은, 시간 tp 에서의 해양 선박의 대수 속도 (Vs) 의 관점에서 그리고 추가로 프로펠러 (116) 의 미리정의된 레퍼런스 조건에서 동일한 대수 속도 (Vs) 에 대해 요구된 추력 및 축 동력의 관점에서 시간 tp 에서 축 동력 (PD) 및 프로펠러 (116) 에 의해 생성된 추력 (T) 에 의존하여 실행될 수도 있다.
프로펠러 (116) 의 레퍼런스 조건은, 예를 들어, 프로펠러 (116) 가 세정되는 조건 또는 프로펠러 (116) 가 세정 및 연마되는 조건을 표시할 수도 있고, 여기서, 후자의 예시적인 조건은 프로펠러 (116) 가 실질적으로 세정된 상태를 표시하도록 고려될 수도 있다. 일 예로서, 프로펠러 (116) 에 대한 단일의 미리정의된 레퍼런스 조건, 예를 들어, 프로펠러 (116) 가 세정되는 조건 또는 프로펠러 (116) 가 세정 및 연마되는 조건이 존재할 수도 있다. 다른 예로서, 프로펠러 (116) 에 대한 2 이상의 레퍼런스 조건들, 예를 들어, 프로펠러 (116) 가 세정되는 조건 및 프로펠러 (116) 가 세정 및 연마되는 조건이 존재한다. 추가적인 예에 있어서, 프로펠러 (116) 에 대한 하나 이상의 (상이한) 레퍼런스 조건들이 존재할 수도 있고, 그 각각은, 예를 들어, 0 으로부터 100 % 까지의 프로펠러 세정화 (또는 프로펠러 파울링) 의 범위에서 정의된 개별의 프로펠러 세정화도 (또는, 다른 방식으로 정의하면, 개별의 프로펠러 파울링도) 에 대응한다.
특정 예로서, 제 1 초과 축 동력 (PD,p) 의 추정은, 다음에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 식 (10) 에 기초하여 실행될 수도 있다. 이와 관련하여, 추정은, 메모리 (260) 로부터, 시간 tp 에 대한 추력 값 (T(tp)), 토크 값 (Q(tp)), 회전 속도 값 (ω(tp)), 및 대수 속도 값 (Vs(tp)) 을 판독하는 것을 수반한다. 시간 tp 는 제어 수단 (250) 에 의해 발행된 커맨드 또는 요청에서 명시될 수도 있다. tp 가 메모리 (260) 에 저장된 개별의 시간 시리즈에 의해 표현된 이력 측정 값들에 의해 커버된 임의의 시간 인스턴트를 표시할 수도 있지만, 통상적으로, tp 는 현재 시간을 표시하고, 따라서, 선박의 현재 프로펠러 파울링을 반영하기 위해 T(t), Q(t), ω(t), 및 v(t) 의 현재 또는 가장 최근 값들에 기초하여 추정이 실행되게 한다.
제 1 초과 축 동력 (PD,p) 의 추정을 가능케 하기 위해, 메모리 (260) 는, 예를 들어, 프로펠러 (116) 가 실질적으로 세정되는 레퍼런스 조건 (예를 들어, 실질적으로 100 % 프로펠러 세정화 또는 0 % 프로펠러 파울링) 을 포함한 프로펠러 (116) 의 하나 이상의 레퍼런스 조건들에 있어서 축 동력 (PD(ts)) 및 추력 (T(ts)) 의 레퍼런스 값들을 포함하는 프로펠러 레퍼런스 데이터베이스를 저장할 수도 있다. 특히, 복수의 상이한 대수 속도들 (Vs) 에서의 프로펠러 (116) 의 하나 이상의 레퍼런스 조건들에 대한 제 1 초과 축 동력 (PD,p) 의 신뢰성있고 정확한 추정을 가능케 하기 위해, 프로펠러 레퍼런스 데이터베이스는 선박의 복수의 대수 속도들 (Vs) 에서의 프로펠러 (116) 의 하나 이상의 레퍼런스 조건들에 대한 PD(ts) 및 T(ts) 의 레퍼런스 값들을 저장한다. 레퍼런스 데이터베이스에 저장된 레퍼런스 값들은 관심있는 다양한 대수 속도들 (Vs) 에서의 개별의 레퍼런스 조건들에서 선박을 동작시킴으로써 수집된 실험 데이터에 기초하여 또는 개별의 산출 모델들에 기초하여 획득될 수도 있는 미리 저장된 값들이다. 본 명세서에서 레퍼런스 데이터베이스를 참조하지만, 다른 타입의 적합한 레퍼런스 데이터 구조가 대신 채용될 수도 있다.
제 1 초과 축 동력 (PD,p) 의 추정을 개시할 시, 데이터 분석 수단 (230) 은 시간 tp 에서의 선박의 대수 속도 (Vs(tp)) 에서 프로펠러 (116) 의 원하는 레퍼런스 조건에 대응하는 레퍼런스 값들 (PD(ts)) 및 T(ts)) 을 찾기 위하여 프로펠러 레퍼런스 데이터베이스에 액세스한다. Q(tp) 및 ω(tp) 의 값들은, 식 (1) 에 따른 시간 tp 에서의 축 동력 (PD(tp)) 을
Figure 112018062340839-pct00025
에 의해 도출하도록 채용된다.
이러한 정보의 단편으로, 데이터 분석 수단 (230) 은 식 (10) 에 따른 제 1 초과 축 동력 (PD,p) 을
Figure 112018062340839-pct00026
에 의해 산출하도록 배열될 수도 있다.
데이터 분석 수단 (230) 은 추정된 제 1 초과 축 동력 (PD,p(tp)) 을 시간 tp 의 표시와 함께 메모리 (260) 에 후속 사용을 위해 저장할 수도 있고/있거나 적어도 추정된 제 1 초과 축 동력 (PD,p(tp)) 을 추가 분석을 위해 평가 수단 (240) 에 직접 제공할 수도 있다.
제 1 초과 축 동력 (PD,p) 의 추정에 부가하여 또는 그 대신에, 데이터 분석 수단 (230) 은 제 2 초과 축 동력 (PD,h) 의 추정을 실행하도록 배열될 수도 있다. 초과 축 동력의 이러한 측정은 해양 선박의 선체 (118) 를 세정하는 것으로부터 기인할 요구된 축 동력 (PD) 에서의 감소를 표시한다. 추정은 선체 파울링으로부터 기인한 초과 축 동력의 임의의 적용가능한 모델을 사용하여 실행될 수도 있고, 추정은 제어 수단 (250) 으로부터의 이와 관련한 커맨드 또는 요청에 응답하여 실행될 수도 있다. 이와 관련한 예로서, 제 2 초과 축 동력 (PD,h) 의 추정은, 시간 th 에서의 대수 속도 (Vs) 의 관점에서 그리고 추가로 해양 선박의 선체 (118) 의 미리정의된 레퍼런스 조건에서 동일한 대수 속도 (Vs) 에 대해 요구된 추력의 관점에서 시간 th 에서 축 동력 (PD) 및 프로펠러 (116) 에 의해 생성된 추력 (T) 에 의존하여 실행될 수도 있다.
선체 (118) 의 레퍼런스 조건은, 예를 들어, 선체 (118) 가 완전히 세정되는 조건 또는 선체 (118) 가 예를 들어 0 과 100 % 까지의 범위에서의 퍼센티지로서 표현된 미리정의된 정도로 세정되는 조건을 표시할 수도 있다. 일 예로서, 선체 (118) 에 대한 단일의 미리정의된 레퍼런스 조건, 예를 들어, 선체 (118) 의 세정 조건을 완전히 반영하는 조건 (즉, 100 % 세정 선체 조건) 또는 선체 세정화의 다른 미리정의된 정도를 반영하는 조건이 존재한다. 다른 예에 있어서, 선체 (118) 에 대한 2 이상의 상이한 레퍼런스 조건들이 존재할 수도 있고, 그 각각은, 예를 들어, 0 으로부터 100 % 까지의 선체 세정화 (또는 선체 파울링) 의 범위에서 정의된 개별의 선체 세정화도 (또는, 다른 방식으로 정의하면, 개별의 선체 파울링도) 에 대응한다.
특정 예로서, 제 2 초과 축 동력 (PD,h) 의 추정은, 다음에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 식 (11) 에 기초하여 실행될 수도 있다. 이와 관련하여, 추정은, 메모리 (260) 로부터, 시간 th 에 대한 추력 값 (T(th)), 토크 값 (Q(th)), 회전 속도 값 (ω(th)), 및 대수 속도 값 (Vs(th)) 을 판독하는 것을 수반한다. 시간 th 는 제어 수단 (250) 에 의해 발행된 커맨드 또는 요청에서 명시될 수도 있다. 시간 인스턴트 tp 에 대해 상기에서 제공된 바와 같은 유사한 고려들이 시간 인스턴트 th 에도 동일하게 적용된다. 일 예에 있어서, 시간 th 는 제 1 및 제 2 초과 축 동력들 (PD,p 및 PD,h) 간의 직접 비교를 가능케 하기 위해 제 1 초과 축 동력 (PD,p) 의 평가를 위해 적용된 시간 tp 와 동일하거나 실질적으로 동일하다. 하지만, 제 1 및 제 2 초과 축 동력들 (PD,p 및 PD,h) 이 서로 별도로 그리고 독립적으로 평가될 수 있기 때문에, tp 와 동일한 th 를 적용하는 것이 필요하지 않지만, 제 1 및 제 2 초과 축 동력들 (PD,p 및 PD,h) 중 어느 하나는 원할 때 또는 요구될 때 평가될 수도 있다.
제 2 초과 축 동력 (PD,h) 의 추정을 가능케 하기 위해, 메모리 (260) 는, 예를 들어, 선체 (118) 가 실질적으로 세정되는 레퍼런스 조건 (예를 들어, 실질적으로 100 % 선체 세정화 또는 0 % 선체 파울링) 을 포함한 선체 (118) 의 하나 이상의 레퍼런스 조건들에 있어서 축 동력 (PD(ts)) 및 추력 (T(ts)) 의 레퍼런스 값들을 포함하는 프로펠러 레퍼런스 데이터베이스를 저장할 수도 있다. 특히, 복수의 상이한 대수 속도들 (Vs) 에서의 선체 (118) 의 하나 이상의 레퍼런스 조건들에 대한 제 2 초과 축 동력 (PD,h) 의 신뢰성있고 정확한 추정을 가능케 하기 위해, 선체 레퍼런스 데이터베이스는 선박의 복수의 대수 속도들 (Vs) 에서의 선체 (118) 의 하나 이상의 레퍼런스 조건들에 대한 PD(ts) 및 T(ts) 의 레퍼런스 값들을 저장한다. 선체 레퍼런스 데이터베이스에 저장된 레퍼런스 값들은 관심있는 다양한 대수 속도들 (Vs) 에서의 개별의 레퍼런스 조건들에서 선박을 동작시킴으로써 수집된 실험 데이터에 기초하여 또는 개별의 산출 모델들에 기초하여 획득될 수도 있는 미리 저장된 값들이다. 선체 레퍼런스 데이터베이스는 프로펠러 레퍼런스 데이터베이스를 공동으로 제공받을 수도 있거나, 프로펠러 레퍼런스 데이터베이스로부터 분리된 엔터티로서 제공될 수도 있다.
제 2 초과 축 동력 (PD,h) 의 추정을 개시할 시, 데이터 분석 수단 (230) 은 원하는 시간 인스턴트 th 에서의 선박의 Vs 대수 속도 (Vs(th)) 에 대응하는 레퍼런스 값들 (PD(ts)) 및 T(ts)) 을 찾기 위하여 선체 레퍼런스 데이터베이스에 액세스한다. Q(th) 및 ω(th) 의 값들은, 식 (1) 에 따른 원하는 시간 인스턴트 tp 에서의 축 동력 (PD(th)) 을
Figure 112018062340839-pct00027
에 의해 도출하도록 채용된다.
이러한 정보의 단편으로, 데이터 분석 수단 (230) 은 식 (12) 에 따른 제 2 초과 축 동력 (PD,h) 을
Figure 112018062340839-pct00028
에 의해 산출하도록 배열될 수도 있다.
데이터 분석 수단 (230) 은 추정된 제 2 초과 축 동력 (PD,h(th)) 을 시간 th 의 표시와 함께 메모리 (260) 에 후속 사용을 위해 저장할 수도 있고/있거나 적어도 추정된 제 2 초과 축 동력 (PD,h(th)) 을 추가 분석을 위해 평가 수단 (240) 에 직접 제공할 수도 있다.
제 1 초과 축 동력 (PD,p) 및 제 2 초과 축 동력 (PD,h) 이 서로 별도이고 독립적이기 때문에, 데이터 분석 수단 (230) 은 제 1 초과 축 동력 (PD,p) 및 제 2 초과 축 동력 (PD,h) 중 하나 또는 그 양자의 추정을 가능케 하도록 배열될 수도 있다. 더욱이, 데이터 분석 수단 (230) 이 제 1 초과 축 동력 (PD,p) 및 제 2 초과 축 동력 (PD,h) 양자 모두의 추정을 가능케 하는 경우, 데이터 분석 수단 (230) 은 제 1 초과 축 동력 (PD,p), 제 2 초과 축 동력 (PD,h), 또는 그 양자 모두를 선택적으로 추정하는 것을 가능케 하도록 배열될 수도 있다.
평가 수단 (240) 은, 제 1 초과 축 동력 (PD,p(tp)) 이 데이터 분석 수단 (230) 에 의해 평가된 경우 산출된 제 1 초과 축 동력 (PD,p(tp)) 의 관점에서 프로펠러 세정에 관한 표시를 발행하도록 배열될 수도 있다. 이와 관련한 예로서, 평가 수단 (240) 은 제 1 초과 축 동력 (PD,p(tp)) 을 미리정의된 제 1 임계 값과 비교하고, 제 1 초과 축 동력 (PD,p(tp)) 이 제 1 임계 값을 초과한다는 것에 응답하여 프로펠러 세정을 실행하기 위한 필요성 또는 제안에 관한 표시, 예를 들어, 경보를 발행할 수도 있다. 제 1 초과 축 동력 (PD,p(tp)) 을 제 1 임계 값과 직접 비교하는 대신, 비교는 제 1 초과 축 동력 (PD,p(tp)) 으로부터 도출된 값을 제 1 임계 값과 비교하는 것을 수반할 수도 있다. 별도의 (상이한) 제 1 임계 값은 프로펠러 (116) 에 대한 이용가능한 레퍼런스 조건들의 각각에 대해 정의될 수도 있다. 제 1 임계 값은, 제 1 초과 축 동력 (PD,p(tp)) 또는 그로부터 도출된 값이 제 1 임계 값을 초과할 경우, 프로펠러 동작의 비효율이, 예를 들어, 증가된 연료 소비로 인해, 프로펠러 (116) 의 개별의 레퍼런스 조건에 일치하는 조건에 대한 프로펠러 세정의 비용보다 더 높은 비용을 가능하게 야기하도록 정의될 수도 있다.
이와 관련한 더 상세한 예로서, 절대 임계 값 (Thp1) 이 채용될 수도 있어서, 제 1 초과 축 동력 (PD,p(tp)) 의 값이 임계 값 (Thp1) 을 초과하는 것에 응답하여, 예를 들어, 조건 PD,p(tp) > Thp1 이 참인 것에 응답하여 표시가 발행된다. 일 예에 있어서, 임계 값 (Thp1) 은, 해양 선박의 모든 대수 속도들 (Vs) 에 적용가능한 단일의 임계 값이다. 다른 예에 있어서, 전용의 상이한 임계 값 (Thp1) 이 복수의 대수 속도들 (Vs) 에 대해 또는 대수 속도 (Vs) 의 복수의 서브-범위들에 대해 정의된다.
다른 예로서, 상대 임계 값 (Thp2) 이 채용될 수도 있어서, 제 1 초과 축 동력 (PD,p(tp)) 과 프로펠러 (116) 의 적용된 레퍼런스 조건에서의 동일한 대수 속도 (Vs(tp)) 에 대해 요구된 축 동력 (PD(ts)) 의 비가 임계 값 (Thp2) 을 초과하는 것에 응답하여, 예를 들어, 조건
Figure 112018062340839-pct00029
이 참인 것에 응답하여 표시가 발행된다.
평가 수단 (240) 은, 제 2 초과 축 동력 (PD,h(th)) 이 데이터 분석 수단 (230) 에 의해 평가된 경우 산출된 제 2 초과 축 동력 (PD,h(th)) 의 관점에서 선체 세정에 관한 표시를 발행하도록 배열될 수도 있다. 이와 관련한 예로서, 평가 수단 (240) 은 제 2 초과 축 동력 (PD,h(th)) 을 미리정의된 제 2 임계 값과 비교하고, 제 2 초과 축 동력 (PD,h(th)) 이 제 2 임계 값을 초과한다는 것에 응답하여 선체 세정을 실행하기 위한 필요성 또는 제안에 관한 표시, 예를 들어, 경보를 발행할 수도 있다. 제 2 초과 축 동력 (PD,h(th)) 을 제 2 임계 값과 직접 비교하는 대신, 비교는 제 2 초과 축 동력 (PD,h(th)) 으로부터 도출된 값을 제 2 임계 값과 비교하는 것을 수반할 수도 있다. 별도의 (상이한) 제 2 임계 값은 선체 (118) 에 대한 이용가능한 레퍼런스 조건들의 각각에 대해 정의될 수도 있다. 제 2 임계 값은, 제 2 초과 축 동력 (PD,h(th)) 또는 그로부터 도출된 값이 제 2 임계 값을 초과할 경우, 선체 파울링에 기인한 선박 동작의 비효율이, 예를 들어, 증가된 연료 소비로 인해, 선체 (118) 의 개별의 레퍼런스 조건에 일치하는 조건에 대한 선체 세정의 비용보다 더 높은 비용을 가능하게 야기하도록 정의될 수도 있다.
이와 관련한 더 상세한 예로서, 절대 임계 값 (Thh1) 이 채용될 수도 있어서, 제 2 초과 축 동력 (PD,h(th)) 의 값이 임계 값 (Thh1) 을 초과하는 것에 응답하여, 예를 들어, 조건 PD,h(th) > Thh1 이 참인 것에 응답하여 표시가 발행된다. 일 예에 있어서, 임계 값 (Thh1) 은, 해양 선박의 모든 대수 속도들 (Vs) 에 적용가능한 단일의 임계 값이다. 다른 예에 있어서, 전용의 상이한 임계 값 (Thh1) 이 복수의 대수 속도들 (Vs) 에 대해 또는 대수 속도 (Vs) 의 복수의 서브-범위들에 대해 정의된다.
다른 예로서, 상대 임계 값 (Thh2) 이 채용될 수도 있어서, 제 2 초과 축 동력 (PD,h(th)) 과 선체 (118) 에 대한 적용된 레퍼런스 조건에서의 동일한 대수 속도 (Vs(th)) 에 대해 요구된 축 동력 (PD(ts)) 의 비가 임계 값 (Thh2) 을 초과하는 것에 응답하여, 예를 들어, 조건
Figure 112018062340839-pct00030
Figure 112018062340839-pct00031
이 참인 것에 응답하여 표시가 발행된다.
상기에서 설명된 바와 같이 표시를 발행하기 위해 추정된 제 1 초과 축 동력 (PD,p(tp)) 을 사용하는 대신 또는 그에 부가하여, 이 정보는 평가 수단 (240) 에 의해 사용되어, 추정 절차에 적용된 프로펠러 (116) 의 개별의 레퍼런스 조건에 일치하는 조건에 대한 프로펠러 세정을 위한 페이백 시간을 산출 또는 추정할 수도 있다. 유사하게, 상기에서 설명된 바와 같이 표시를 발행하기 위해 추정된 제 2 초과 축 동력 (PD,h(th)) 을 사용하는 대신 또는 그에 부가하여, 이 정보는 평가 수단 (240) 에 의해 사용되어, 추정 절차에 적용된 선체 (118) 의 개별의 레퍼런스 조건에 일치하는 조건에 대한 선체 세정을 위한 페이백 시간을 산출 또는 추정할 수도 있다. 더욱이, 제 1 초과 축 동력 (PD,p(tp)) 및 제 2 초과 축 동력 (PD,h(th)) 중 하나 또는 그 양자에 대해 산출된 값들의 시간 시리즈는 시간의 함수로서 개별의 초과 축 동력을 표시하는 개별의 트렌드를 산출하도록 적용될 수도 있다. 그러한 트렌드는, 예를 들어, 해양 선박에 대한 해양 파울링의 개별 양태를 위한 추후 필요성을 추정하기 위해 채용될 수도 있다.
제어 수단 (250) 은, 프로펠러 세정에 대한 필요성의 평가 및/또는 선체 세정에 대한 필요성의 평가를 원하는 방식으로 수행하기 위해 데이터 포착 수단 (210), 데이터 분석 수단 (230) 및 평가 수단 (240) 의 동작을 제어하도록 배열될 수도 있다.
이와 관련하여, 제어 수단 (250) 은, 제 1 초과 축 동력 (PD,p) 의 추정을 실행하기 위한 데이터 분석 수단 (230) 에 대한 커맨드 또는 요청을 포함한 커맨드들 또는 요청들의 제 1 세트를 발행하고, 제 1 초과 축 동력 (PD,p) 에 적어도 의존하여 프로펠러 세정에 대한 필요성을 평가하기 위한 평가 수단 (240) 에 대한 커맨드 또는 요청을 발행하도록 배열될 수도 있다. 전자의 커맨드 또는 요청은 추가로, 제 1 초과 축 동력 (PD,p) 이 추정될 시간 tp 을 표시할 수도 있다. 상기에서 설명된 바와 같이, 시간 tp 는 현재 시간 또는 과거의 시순간을 표기할 수도 있다.
더욱이, 제어 수단 (250) 은, 제 2 초과 축 동력 (PD,h) 의 추정을 실행하기 위한 데이터 분석 수단 (230) 에 대한 커맨드 또는 요청을 포함한 커맨드들 또는 요청들의 제 2 세트를 발행하고, 제 2 초과 축 동력 (PD,h) 에 적어도 의존하여 선체 세정에 대한 필요성을 평가하기 위한 평가 수단 (240) 에 대한 커맨드 또는 요청을 발행하도록 배열될 수도 있다. 전자의 커맨드 또는 요청은 추가로, 제 2 초과 축 동력 (PD,h) 이 추정될 시간 th 을 표시할 수도 있다. 상기에서 설명된 바와 같이, 시간 th 는 현재 시간 또는 과거의 시순간을 표기할 수도 있다.
제어 수단 (250) 은 개별의 미리정의된 스케줄에 따라, 예를 들어, 개별 정규의 시간 간격들에서 자동으로 제 1 및 제 2 커맨드들의 각각을 발행하도록 배열될 수도 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 제어 수단 (250) 은 커맨드의 제 1 및 제 2 세트들 중 임의의 세트를, 그에 대한 사용자 요청을 진단 시스템 (200) 의 사용자 인터페이스를 통해 수신하는 것에 응답하여, 발행하도록 배열될 수도 있다.
제어 수단 (250) 은 추가로, 하나 이상의 센서들 (220-k) 로부터 개별의 측정 값들을 판독하기 위해 데이터 포착 수단 (210) 에 커맨드 또는 요청을 발행하도록 배열될 수도 있다. 그러한 커맨드 또는 요청은, 예를 들어, 커맨드들의 개별 세트가 현재 시간 tp 또는 th 에 대해 제 1 또는 제 2 초과 축 동력 (PD,p 또는 PD,h) 의 평가를 요청하는 경우 커맨드들의 제 1 및/또는 제 2 세트에 응답하여 및/또는 주기적으로 (예를 들어, 정규의 시간 간격들에서) 자동으로 호출될 수도 있다.
단일의 추진 시스템에 대한 (암시적) 참조들로 상기에서 설명되지만, 해양 선박은, 대안적으로, 상기에서 서술된 것과 같은 2 이상의 추진 시스템들을 포함할 수도 있다. 그러한 시나리오에 있어서, 데이터 포착 수단 (210) 은, 적어도, 추진 시스템의 프로펠러에 의해 생성된 추력 (T) 에 대한, 추진 시스템의 축에서의 토크 (Q) 에 대한, 및 추진 시스템의 축의 회전 속도 (ω) 에 대한 측정 값들을, 2 이상의 추진 시스템들에 대한 개별의 센서들 (220) 로부터 획득하도록 배열될 수도 있다. 데이터 분석 수단 (230) 은 식 (1) 을 사용함으로써 개별의 추진 시스템에 대한 토크 (Q) 및 회전 속도 (ω) 에 기초하여 추진 시스템들의 각각에 대한 개별의 축 동력 (PD) 을 산출하도록 배열될 수도 있다. 더욱이, 데이터 분석 수단 (230) 은 2 이상의 추진 시스템들로부터의 추력들 (T) 의 합으로서 추력 합 (Tsum) 을 산출하고 그리고 2 이상의 추진 시스템들에 대해 산출된 축 동력들의 합으로서 축 동력 합 (PD,sum) 을 산출하도록 배열될 수도 있다. 더 추가로, 분석 수단은, 단일의 추진 시스템에 대한 추력 (T) 및 축 동력 (PD) 대신 추력 합 (Tsum) 및 축 동력 합 (PD,sum) 을 사용함으로써, 상기에서 설명된 바와 같이 2 이상의 추진 시스템들에 대한 제 1 및 제 2 초과 축 동력들 (PD,p(tp), PDhp(th)) 을 추정하도록 배열될 수도 있다.
도 4 는 예시적인 실시형태에 따른 방법 (300) 을 서술하는 플로우차트를 도시한다. 방법 (300) 은 상기에서 제공된 예들에서 설명된 진단 시스템 (200) 을 구현할 수도 있다. 방법 (300) 은, 회전가능 축으로부터 프로펠러로 이송된 회전 축 동력을 물을 가로질러 해양 선박을 추진하기 위한 추력으로 변환하기 위해 회전가능 축에 장착된 프로펠러를 포함한 추진 시스템을 채용하는 해양 선박의 동작 효율을 추정하도록 제공한다.
방법 (300) 은, 블록 310 에 나타낸 바와 같이, 해양 선박의 축 동력 (PD), 추력 (T) 및 대수 속도 (Vs) 를 기술하는 적어도 개별의 측정 값들을 포함하는 측정 값들을 획득하는 것을 포함한다. 방법 (300) 은, 블록 320 에 나타낸 바와 같이, 획득된 측정 값들에 기초하여, 프로펠러 (116) 의 파울링에 의해 야기된 제 1 초과 축 동력 (PD,p) 및 해양 선박의 선체 (118) 의 파울링에 의해 야기된 제 2 초과 축 동력 (PD,h) 중 적어도 하나를 추정하는 것을 더 포함하고, 여기서, 제 1 초과 축 동력 (PD,p) 의 추정은 제 2 초과 축 동력 (PD,h) 의 추정과는 별도로 실행된다. 방법 (300) 은, 블록 330 에 나타낸 바와 같이, 제 1 초과 축 동력 (PD,p) 에 적어도 의존한 프로펠러 세정에 관한 표시 및 제 2 초과 축 동력 (PD,h) 에 적어도 의존한 선체 세정에 관한 표시 중 적어도 하나를 발행하는 것을 더 포함한다. 방법 (300) 은, 예를 들어, 상기에서의 진단 시스템 (200) 의 맥락에서 설명된 바와 같이 다수의 방식들로 변경될 수도 있다.
데이터 포착 수단 (210), 데이터 분석 수단 (230), 평가 수단 (240), 및 제어 수단 (250) 의 각각은 개별의 하드웨어 수단, 개별의 소프트웨어 수단, 또는 하드웨어 수단과 소프트웨어 수단의 개별의 조합을 사용하여 제공될 수도 있다. 대안적으로, 하드웨어 수단, 소프트웨어 수단, 또는 하드웨어와 소프트웨어 수단의 조합의 동일한 피스가 데이터 포착 수단 (210), 데이터 분석 수단 (230), 평가 수단 (240), 및 제어 수단 (250) 중 2개 이상의 조합을 제공하기 위해 채용될 수도 있다.
유사한 방식으로, 예시화한 방법 (300) 의 맥락에서, 블록들 (310, 320 및 330) 의 각각은 개별의 하드웨어 수단, 개별의 소프트웨어 수단, 또는 하드웨어 수단과 소프트웨어 수단의 개별의 조합을 사용하여 제공될 수도 있지만, 하드웨어 수단, 소프트웨어 수단, 또는 하드웨어와 소프트웨어 수단의 조합의 동일한 피스가 블록들 (310, 320 및 330) 중 2개 이상의 조합을 제공하기 위해 채용될 수도 있다.
하드웨어 수단과 소프트웨어 수단의 조합을 사용하여 진단 시스템 (200) 의 컴포넌트들을 제공하는 일 예로서, 도 5 는 예시화한 장치 (400) 의 일부 컴포넌트들을 개략적으로 예시한다. 장치 (400) 는 프로세서 (402), 및 데이터와 컴퓨터 프로그램 코드 (406) 를 저장하기 위한 메모리 (404) 를 포함한다. 메모리 (404) 는 상기에서 설명된 메모리 (250) 를 포함할 수도 있거나 구현할 수도 있다. 프로세서 (402) 는 메모리 (404) 로부터 판독하고 메모리 (404) 에 기입하도록 구성된다. 장치 (400) 는 다른 장치들 또는 디바이스들과 통신하기 위한 통신 수단 (408) 을 더 포함할 수도 있다. 통신 수단 (408) 은 하나 이상의 센서들 (220-k) 을 연결하기 위한 인터페이스 수단, 및/또는 개별의 통신 프로토콜들을 사용하여 다른 장치들과의 통신을 가능케 하는 무선 및/또는 유선 통신 수단을 제공할 수도 있다. 장치 (400) 는, 프로세서 (402) 및 컴퓨터 프로그램 코드 (406) 의 일부와 함께, 사용자로부터 입력을 수신하고/하거나 사용자에게 출력을 제공하기 위한 사용자 인터페이스를 제공하도록 배열될 수도 있는 사용자 I/O (입력/출력) 컴포넌트들 (410) 을 더 포함할 수도 있다. 사용자 I/O 컴포넌트들 (410) 은 디스플레이, 터치스크린, 터치패드, 마우스, 키보드, 및/또는 하나 이상의 키들 또는 버튼들의 배열 등과 같은 하드웨어 컴포넌트들을 포함할 수도 있다.
프로세서 (402) 는 메모리 (404) 에 저장된 컴퓨터 프로그램 코드 (406) 의 일부에 따라, 그리고 가능하게는 추가로 사용자 I/O 컴포넌트들 (410) 을 통해 수신된 사용자 입력에 따라, 및/또는 통신 수단 (408) 을 통해 수신된 정보에 따라, 장치 (400) 의 동작을 제어하도록 배열될 수도 있다. 메모리 (404) 및 거기에 저장된 컴퓨터 프로그램 코드 (406) 의 일부는 추가로, 프로세서 (402) 로, 장치 (400) 의 동작을 제어하는 제어 기능 또는 제어 수단을 제공하도록 배열될 수도 있다. 프로세서 (402), 메모리 (404), 통신 수단 (408) 및 사용자 I/O 컴포넌트들 (410) 은, 데이터 및 제어 정보의 이송을 가능케 하는 버스 (412) 에 의해 상호접속될 수도 있다. 장치 (400) 는 도 5 의 예시에 도시된 것들에 부가하여 추가의 컴포넌트들을 포함할 수도 있다.
프로세서 (402) 가 단일 컴포넌트로서 도시되지만, 프로세서 (402) 는 하나 이상의 별도의 프로세싱 컴포넌트들로서 구현될 수도 있다. 유사하게, 메모리 (402) 가 단일 컴포넌트로서 도시되지만, 메모리 (404) 는 하나 이상의 별도의 컴포넌트들로서 구현될 수도 있고, 그 중 일부 또는 그 모두는 통합형/착탈가능형일 수도 있고/있거나 영구적/반영구적/동적/캐시형 저장부를 제공할 수도 있다.
메모리 (404) 에 저장된 컴퓨터 프로그램 코드 (406) 는, 프로세서 (402) 로 로딩될 경우 장치 (400) 의 동작을 제어하는 컴퓨터 실행가능 명령들을 포함할 수도 있다. 컴퓨터 프로그램 코드 (406) 는 하나 이상의 명령들의 하나 이상의 시퀀스들을 포함할 수도 있다. 프로세서 (402) 는 컴퓨터 프로그램 코드 (406) 를, 거기에 포함된 하나 이상의 명령들의 하나 이상의 시퀀스들을 메모리 (404) 로부터 판독함으로써, 로딩 및 실행할 수 있다. 하나 이상의 명령들의 하나 이상의 시퀀스들은, 프로세서 (402) 에 의해 실행될 경우, 장치 (400) 로 하여금 진단 시스템 (200) 의 데이터 포착 수단 (210), 데이터 분석 수단 (230), 평가 수단 (240) 및 제어 수단 (250), 및/또는 방법 (300) 의 블록들 (310, 320 및 330) 의 방법 단계들의 맥락에서 상기에서 설명된 동작들, 절차들 및/또는 기능들을 실행하게 하도록 구성될 수도 있다. 따라서, 장치 (400) 는 적어도 하나의 프로세서 (402), 및 하나 이상의 프로그램들에 대한 컴퓨터 프로그램 코드 (406) 를 포함하는 적어도 하나의 메모리 (404) 를 포함할 수도 있고, 적어도 하나의 메모리 (404) 및 컴퓨터 프로그램 코드 (406) 는, 적어도 하나의 프로세서 (402) 로, 장치 (400) 로 하여금 진단 시스템 (200) 의 데이터 포착 수단 (210), 데이터 분석 수단 (230), 평가 수단 (240) 및 제어 수단 (250), 및/또는 방법 (300) 의 블록들 (310, 320 및 330) 의 방법 단계들의 맥락에서 상기에서 설명된 동작들, 절차들 및/또는 기능들을 수행하게 하도록 구성된다.
컴퓨터 프로그램 코드 (406) 는, 예를 들어, 프로그램 코드가 저장된 적어도 하나의 컴퓨터 판독가능 비-일시적 매체를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품으로서 제공될 수도 있고, 컴퓨터 프로그램 코드 (406) 는, 장치 (400) 에 의해 실행될 경우, 장치 (400) 로 하여금 진단 시스템 (200) 의 데이터 포착 수단 (210), 데이터 분석 수단 (230), 평가 수단 (240) 및 제어 수단 (250), 및/또는 방법 (300) 의 블록들 (310, 320 및 330) 의 방법 단계들의 맥락에서 상기에서 설명된 동작들, 절차들 및/또는 기능들을 적어도 수행하게 하도록 배열된다. 컴퓨터 판독가능 비-일시적 매체는, 컴퓨터 프로그램을 유형으로 수록하는 CD-ROM, DVD, 블루레이 디스크 또는 다른 제조 물품과 같은 기록 매체 또는 메모리 디바이스를 포함할 수도 있다. 다른 예로서, 컴퓨터 프로그램은, 컴퓨터 프로그램을 신뢰성있게 이송하도록 구성된 신호로서 제공될 수도 있다.
프로세서에 대한 참조(들)는 오직 프로그래밍가능 프로세서들만을 포괄하도록 이해되지 않아야 하고, 또한, 필드 프로그래밍가능 게이트 어레이들 (FPGA), 주문형 집적 회로들 (ASIC), 신호 프로세서들 등과 같은 전용 회로들도 포괄하도록 이해되어야 한다. 상기 설명에서 설명된 특징들은 명시적으로 설명된 조합들 이외의 조합들에서 사용될 수도 있다.
상기 설명에서 설명된 특징들은 명시적으로 설명된 조합들 이외의 조합들에서 사용될 수도 있다. 기능들이 특정 특징들을 참조하여 설명되었지만, 그 기능들은 설명되든지 아니든지 다른 특징들에 의해 수행될 수도 있다. 특징들이 특정 실시형태들을 참조하여 설명되었지만, 그 특징들은 또한, 설명되든지 아니든지 다른 실시형태들에서 존재할 수도 있다.

Claims (32)

  1. 회전가능 축으로부터 프로펠러로 이송된 회전 축 동력을 물을 가로질러 해양 선박을 추진하기 위한 추력으로 변환하기 위해 상기 회전가능 축에 장착된 상기 프로펠러를 포함한 추진 시스템을 채용하는 상기 해양 선박의 동작 효율을 추정하기 위한 진단 시스템 (200) 으로서,
    해양 선박 동작의 개별 특성을 측정하도록 배열된 복수의 센서들 (220) 로서, 상기 센서들 (220) 은 상기 프로펠러에 의해 생성된 추력을 측정하도록 배열된 추력 센서 (220-1), 축에서의 토크를 측정하도록 배열된 토크 센서 (220-2), 상기 축의 회전 속도를 측정하도록 배열된 회전 속도 센서 (220-3), 및 상기 해양 선박의 대수 속도를 측정하도록 배열된 속도 센서 (220-4) 를 포함하는, 상기 복수의 센서들 (220);
    상기 해양 선박의 축 동력, 추력 및 대수 속도를 기술하는 측정 값들을 포함하는, 상기 복수의 센서들 (220) 로부터의 측정 값들을 획득하기 위한 데이터 포착 수단 (210);
    상기 측정 값들에 기초하여, 상기 프로펠러의 파울링에 의해 야기된 제 1 초과 축 동력 및 상기 해양 선박의 선체의 파울링에 의해 야기된 제 2 초과 축 동력 중 적어도 하나를 추정하기 위한 데이터 분석 수단 (230) 으로서, 상기 제 1 초과 축 동력의 추정은 상기 제 2 초과 축 동력의 추정과는 별도로 실행되고, 상기 데이터 분석 수단 (230) 은,
    제 1 시순간에서의 상기 해양 선박의 대수 속도의 관점에서 그리고 추가로 미리정의된 레퍼런스 조건에 있어서 상기 대수 속도에 대해 요구된 추력 및 축 동력의 관점에서 상기 제 1 시순간에서의 축 동력 및 추력에 의존하여 상기 제 1 초과 축 동력을 추정하고, 및/또는
    제 2 시순간에서의 상기 해양 선박의 대수 속도의 관점에서 그리고 추가로 미리정의된 레퍼런스 조건에 있어서 상기 대수 속도에 대해 요구된 추력의 관점에서 상기 제 2 시순간에서의 축 동력 및 추력에 의존하여 상기 제 2 초과 축 동력을 추정하도록
    배열되는, 상기 데이터 분석 수단 (230); 및
    상기 제 1 초과 축 동력에 적어도 의존한 프로펠러 세정에 관한 표시 및 상기 제 2 초과 축 동력에 적어도 의존한 선체 세정에 관한 표시 중 적어도 하나를 발행하기 위한 평가 수단 (240) 을 포함하고,
    상기 평가 수단 (240) 은,
    상기 제 1 초과 축 동력 또는 상기 제 1 초과 축 동력으로부터 도출된 값이 제 1 미리정의된 임계 값을 초과하는 것에 응답하여 상기 프로펠러 세정에 관한 표시를 발행하고, 및/또는
    상기 제 2 초과 축 동력 또는 상기 제 2 초과 축 동력으로부터 도출된 값이 제 2 미리정의된 임계 값을 초과하는 것에 응답하여 상기 선체 세정에 관한 표시를 발행하도록
    배열되는, 해양 선박의 동작 효율을 추정하기 위한 진단 시스템 (200).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 미리정의된 레퍼런스 조건은,
    상기 프로펠러가 실질적으로 세정되는 조건,
    상기 해양 선박의 선체가 실질적으로 세정되는 조건
    중 적어도 하나를 포함하는, 해양 선박의 동작 효율을 추정하기 위한 진단 시스템 (200).
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 초과 축 동력의 추정은, 상기 레퍼런스 조건에 있어서 상기 대수 속도에 대해 요구된 축 동력을, 상기 제 1 시순간에서의 추력과 상기 레퍼런스 조건에 있어서 상기 대수 속도에 대해 요구된 추력의 비로서 정의되는 팩터에 의해 승산하는 것, 및 그렇게 획득된 곱을 상기 제 1 시순간에서의 축 동력으로부터 감산하는 것을 포함하는, 해양 선박의 동작 효율을 추정하기 위한 진단 시스템 (200).
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 초과 축 동력은 다음의 식:
    Figure 112020124023974-pct00032

    을 사용하여 추정되고, PD,p(tp) 는 상기 제 1 초과 축 동력을 표기하고, PD(tp) 는 상기 제 1 시순간에서의 축 동력을 표기하고, PD(ts) 는 상기 레퍼런스 조건에 있어서 상기 대수 속도에 대해 요구된 축 동력을 표기하고, T(tp) 는 상기 제 1 시순간에서의 추력을 표기하고, T(ts) 는 상기 레퍼런스 조건에 있어서 상기 대수 속도에 대해 요구된 추력을 표기하는, 해양 선박의 동작 효율을 추정하기 위한 진단 시스템 (200).
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 초과 축 동력의 추정은, 상기 레퍼런스 조건에 있어서 상기 대수 속도에 대해 요구된 추력과 상기 제 2 시순간에서의 추력의 비를 1 로부터 감산하는 것에 의해 정의되는 팩터에 의해, 상기 제 2 시순간에서의 축 동력을 승산하는 것을 포함하는, 해양 선박의 동작 효율을 추정하기 위한 진단 시스템 (200).
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 2 초과 축 동력은 다음의 식:
    Figure 112020124023974-pct00033

    을 사용하여 추정되고, PD,h(th) 는 상기 제 2 초과 축 동력을 표기하고, PD(th) 는 상기 제 2 시순간에서의 축 동력을 표기하고, T(ts) 는 상기 레퍼런스 조건에 있어서 상기 대수 속도에 대해 요구된 추력을 표기하고, T(th) 는 상기 제 2 시순간에서의 추력을 표기하는, 해양 선박의 동작 효율을 추정하기 위한 진단 시스템 (200).
  7. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 레퍼런스 조건에 있어서 상기 대수 속도에 대해 요구된 축 동력 및 추력은 메모리 (250) 에 저장된 레퍼런스 데이터베이스로부터 획득되고, 상기 레퍼런스 데이터베이스는 상기 해양 선박의 복수의 상이한 대수 속도들에 대한 상기 레퍼런스 조건에 있어서 축 동력 및 추력에 대한 미리 저장된 레퍼런스 값들을 포함하는, 해양 선박의 동작 효율을 추정하기 위한 진단 시스템 (200).
  8. 회전가능 축으로부터 프로펠러로 이송된 회전 축 동력을 물을 가로질러 해양 선박을 추진하기 위한 추력으로 변환하기 위해 상기 회전가능 축에 장착된 상기 프로펠러를 포함한 추진 시스템을 채용하는 상기 해양 선박의 동작 효율을 추정하기 위한 방법 (300) 으로서,
    해양 선박 동작의 개별 특성을 측정하도록 배열된 복수의 센서들 (220) 로서, 상기 센서들 (220) 은 상기 프로펠러에 의해 생성된 추력을 측정하도록 배열된 추력 센서 (220-1), 축에서의 토크를 측정하도록 배열된 토크 센서 (220-2), 상기 축의 회전 속도를 측정하도록 배열된 회전 속도 센서 (220-3), 및 상기 해양 선박의 대수 속도를 측정하도록 배열된 속도 센서 (220-4) 를 포함하는, 상기 복수의 센서들 (220) 로부터, 상기 해양 선박의 축 동력, 추력 및 대수 속도를 기술하는 적어도 개별의 측정 값들을 포함하는 측정 값들을 획득하는 단계 (310);
    상기 측정 값들에 기초하여, 상기 프로펠러의 파울링에 의해 야기된 제 1 초과 축 동력 및 상기 해양 선박의 선체의 파울링에 의해 야기된 제 2 초과 축 동력 중 적어도 하나를 추정하는 단계 (320) 로서, 상기 제 1 초과 축 동력의 추정은 상기 제 2 초과 축 동력의 추정과는 별도로 실행되고, 상기 제 1 초과 축 동력 및 제 2 초과 축 동력 중 적어도 하나를 추정하는 단계 (320) 는,
    제 1 시순간에서의 상기 해양 선박의 대수 속도의 관점에서 그리고 추가로 미리정의된 레퍼런스 조건에 있어서 상기 대수 속도에 대해 요구된 추력 및 축 동력의 관점에서 상기 제 1 시순간에서의 축 동력 및 추력에 의존하여 상기 제 1 초과 축 동력을 추정하는 단계, 및/또는
    제 2 시순간에서의 상기 해양 선박의 대수 속도의 관점에서 그리고 추가로 미리정의된 레퍼런스 조건에 있어서 상기 대수 속도에 대해 요구된 추력의 관점에서 상기 제 2 시순간에서의 축 동력 및 추력에 의존하여 상기 제 2 초과 축 동력을 추정하는 단계를 포함하는, 상기 제 1 초과 축 동력 및 제 2 초과 축 동력 중 적어도 하나를 추정하는 단계 (320); 및
    상기 제 1 초과 축 동력에 적어도 의존한 프로펠러 세정에 관한 표시 및 상기 제 2 초과 축 동력에 적어도 의존한 선체 세정에 관한 표시 중 적어도 하나를 발행하는 단계 (330) 를 포함하고,
    상기 프로펠러 세정에 관한 표시 및 선체 세정에 관한 표시 중 적어도 하나를 발행하는 단계 (330) 는,
    상기 제 1 초과 축 동력 또는 상기 제 1 초과 축 동력으로부터 도출된 값이 제 1 미리정의된 임계 값을 초과하는 것에 응답하여 상기 프로펠러 세정에 관한 표시를 발행하는 단계, 및/또는
    상기 제 2 초과 축 동력 또는 상기 제 2 초과 축 동력으로부터 도출된 값이 제 2 미리정의된 임계 값을 초과하는 것에 응답하여 상기 선체 세정에 관한 표시를 발행하는 단계를 포함하는, 해양 선박의 동작 효율을 추정하기 위한 방법 (300).
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 미리정의된 레퍼런스 조건은,
    상기 프로펠러가 실질적으로 세정되는 조건,
    상기 해양 선박의 선체가 실질적으로 세정되는 조건
    중 적어도 하나를 포함하는, 해양 선박의 동작 효율을 추정하기 위한 방법 (300).
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 초과 축 동력의 추정은, 상기 레퍼런스 조건에 있어서 상기 대수 속도에 대해 요구된 축 동력을, 상기 제 1 시순간에서의 추력과 상기 레퍼런스 조건에 있어서 상기 대수 속도에 대해 요구된 추력의 비로서 정의되는 팩터에 의해 승산하는 것, 및 그렇게 획득된 곱을 상기 제 1 시순간에서의 축 동력으로부터 감산하는 것을 포함하는, 해양 선박의 동작 효율을 추정하기 위한 방법 (300).
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 초과 축 동력은 다음의 식:
    Figure 112020124023974-pct00034

    을 사용하여 추정되고, PD,p(tp) 는 상기 제 1 초과 축 동력을 표기하고, PD(tp) 는 상기 제 1 시순간에서의 축 동력을 표기하고, PD(ts) 는 상기 레퍼런스 조건에 있어서 상기 대수 속도에 대해 요구된 축 동력을 표기하고, T(tp) 는 상기 제 1 시순간에서의 추력을 표기하고, T(ts) 는 상기 레퍼런스 조건에 있어서 상기 대수 속도에 대해 요구된 추력을 표기하는, 해양 선박의 동작 효율을 추정하기 위한 방법 (300).
  12. 제 8 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 초과 축 동력의 추정은, 상기 레퍼런스 조건에 있어서 상기 대수 속도에 대해 요구된 추력과 상기 제 2 시순간에서의 추력의 비를 1 로부터 감산하는 것에 의해 정의되는 팩터에 의해, 상기 제 2 시순간에서의 축 동력을 승산하는 것을 포함하는, 해양 선박의 동작 효율을 추정하기 위한 방법 (300).
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 2 초과 축 동력은 다음의 식:
    Figure 112020124023974-pct00035

    을 사용하여 추정되고, PD,h(th) 는 상기 제 2 초과 축 동력을 표기하고, PD(th) 는 상기 제 2 시순간에서의 축 동력을 표기하고, T(ts) 는 상기 레퍼런스 조건에 있어서 상기 대수 속도에 대해 요구된 추력을 표기하고, T(th) 는 상기 제 2 시순간에서의 추력을 표기하는, 해양 선박의 동작 효율을 추정하기 위한 방법 (300).
  14. 제 8 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 레퍼런스 조건에 있어서 상기 대수 속도에 대해 요구된 축 동력 및 추력은 메모리 (250) 에 저장된 레퍼런스 데이터베이스로부터 획득되고, 상기 레퍼런스 데이터베이스는 상기 해양 선박의 복수의 상이한 대수 속도들에 대한 상기 레퍼런스 조건에 있어서 축 동력 및 추력에 대한 미리 저장된 레퍼런스 값들을 포함하는, 해양 선박의 동작 효율을 추정하기 위한 방법 (300).
  15. 하나 이상의 명령들의 하나 이상의 시퀀스들을 포함하는, 기록 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램으로서,
    상기 하나 이상의 명령들은, 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 경우, 장치로 하여금 제 8 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 기재된 방법을 적어도 수행하게 하는, 기록 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
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