KR20090091277A - Information recording medium on which a computer-readable program for ship's sailing order optimization system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 선박에 설치 되어 있는 각종 정보기기-풍향/풍속계, 위성항법장치,속도계, 레이다, AIS(Automatic Identification System: 선박자동식별장치), 자이로컴퍼스등-로 부터 선박의 운항 상황을 실시간으로 수집하여 연료 소비를 최소화를 고려한 실시간 운항 상황에 최적화된 운항지시를 수립 및 지시할 수 있는 컴퓨터 시스템에 관한 것으로 선박엔진의 부하별 연료 소모 계수정보, 실제 운항할 항로정보, 매 항차 별 운항계획 정보를 관리하고, 각종 정보기기로부터 NMEA0183 ( National Maritime Electronics Association 0183) 의거한 데이터 포맷을 이용하여 운항상황을 실시간 수집하는 기능, 선박의 엔진의 최저/경제/최대 RPM정보, 부하 별 연료 소모계수 등 의 선박기준정보를 관리하는 기능, 항로정보를 관리하는 기능, 매 항차별 항로별 출발예정시각, 도착 예정시각을 관리하는 기능, 실시간 수집된 운항상황정보 를 반영한 운항지시 최적화 기능, 최적화된 운항지시정보를 엔진제어시스템에 전달하는 제어 기능으로 구성된다. The present invention collects the operational status of the vessel in real time from various information devices installed in the vessel-wind / windometer, satellite navigation system, speedometer, radar, AIS (Automatic Identification System), gyro, etc. Computer system that can establish and direct the operation instruction optimized for the real-time operation situation in consideration of minimizing the fuel consumption.The fuel consumption coefficient information of the ship engine, the actual route to be operated, and the flight plan information for each port are provided. It manages and collects real-time flight status from various information devices using data format according to NMEA0183 (National Maritime Electronics Association 0183), ship's engine's minimum / economy / maximum RPM information, fuel consumption factor by load, etc. The function to manage the standard information, the function to manage the route information, the scheduled departure time and arrival time for each route It consists of the management function, the operation instruction optimization function reflecting the collected operation status information in real time, and the control function to deliver the optimized operation instruction information to the engine control system.
선박을 통한 해상운송은 대량의 화물을 경제적인 가격으로 목적지까지 운송하는 가장 유효한 수단이기 때문에 옛날부터 이용되어 왔으며, 현재도 세계의 경제활동을 뒷받침하는 기반이 되고 있다. 이러한 해상운송에 있어서 효율성은 숙련된 선원이나 육상에서 지원하는 사람들의 끊임없는 노력에 의해 개선되어 왔다. 또한 자원의 고갈로 유가의 상승과 지구온난화의 주범인 이산화탄소의 배출량 저감을 위한 연료소비 최적화를 위해 지속적으로 노력하고 있다. Sea transport by ship has been used since ancient times because it is the most effective means of transporting large quantities of cargo to their destinations at economical prices and is still the basis for supporting economic activity in the world. Efficiency in these maritime transports has been improved by the constant effort of skilled sailors or onshore supporters. In addition, we are making continuous efforts to optimize fuel consumption to reduce the emission of carbon dioxide, which is the main culprit of global warming, due to the depletion of resources.
일반적으로 제조공장에서는 각종 기계와 작업자와의 의사 소통을 위한 Man-Machine Interface를 일상화 되어 있으며 기기를 제어하는 기술은 이미 충분하게 확립되어 적용하고 있음은 주지의 사실이다. 대형조선소는 최근 눈부시게 발전하는 정보기술을 이용한 고도로 자동화된 지능화 선박을 제작하여 고객에게 인도하고 있다. 즉 바람 파도 조류 등의 기상이나 해상정보, 충돌의 위험이 있는 다른 선박의 동향이나 좌초의 위험이 있는 얕은 연안의 위치 등을 알려주는 시스템이 개발되어 적절히 사용 중에 있다. In general, it is well known that man-machine interfaces are commonly used in manufacturing plants to communicate with various machines and workers, and the technology for controlling devices is already well established and applied. Large shipyards are producing highly automated intelligence ships using information technology, which is developing rapidly, and delivering them to customers. In other words, a system has been developed to inform the user of weather and maritime information such as wind and tidal currents, trends of other ships at risk of collision, and location of shallow coasts at risk of stranding.
본 발명은 선박에 설치되어 있는 각종 정보기기로부터 기상 정보, 해상정보, 선박 위치정보 등을 실시간으로 입수하여 다음 목적지까지 가장 경제적으로 운항할 수 있는 최적 속도를 산출하여 근무자에게 제시하고 최적화된 속도를 실시간으로 엔진제어시스템에 전송하여 적정 부하/속도를 유지하게 하여 연료소비를 최적화 하는데 그 목적이 있다. The present invention obtains the optimum speed that can be operated most economically to the next destination by obtaining weather information, maritime information, ship position information, etc. from various information devices installed on the ship in real time and present the optimized speed Its purpose is to optimize fuel consumption by transmitting to engine control system in real time to maintain proper load / speed.
본 발명은 선박에 설치 되어 있는 각종 정보기기-풍향/풍속계, 위성항법장치,속도계, 레이다, AIS(Automatic Identification System: 선박자동식별장치), 자이로컴퍼스등-로 부터 NMEA0183 ( National Maritime Electronics Association 0183) 의거한 데이터 포맷을 이용하여 선박의 운항 상황을 실시간으로 수집하고, 수집된 운항상황을 고려한 최적 운항 조건을 도출하고 , 도출된 운항조건을 산업용 컴퓨터의 PLC(Programmable Logic Controller)를 위한 통신 프로토콜을 이용하여 ECS(엔진제어시스템)에 전송하여 엔진의 부하/속도를 자동조정할 수 있게 하는 것에 특징이 있다. The present invention is based on NMEA0183 (National Maritime Electronics Association 0183) from various information devices installed on ships-wind / windometer, satellite navigation system, speedometer, radar, AIS (Automatic Identification System), gyro compass, etc. It collects the operational status of the ship in real time using the data format according to the standard, derives the optimal operational conditions in consideration of the collected operational status, and uses the communication protocol for the PLC (Programmable Logic Controller) of the industrial computer. It is characterized in that the engine load / speed can be automatically adjusted by transmitting to the ECS (Engine Control System).
본 발명에서는 선박의 운항 조건을 고려하여 최적의 RPM으로 운항을 하게 함으로써 본선의 실무자인 선.기장의 주관적인 판단과 회사 운항관리부 및 공무부 근무자의 주관에 의하여 엔진의 부하와 속도를 결정하여 운항하는 것보다 최소 10% 이상 연료 절감효과를 가질 수 있다.In the present invention, by operating the optimum RPM in consideration of the operating conditions of the vessel to determine the load and speed of the engine by the subjective judgment of the ship and the captain who is the ship's practitioner and the management of the company's operation management department and public service department. At least 10% more fuel can be saved.
본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 운항지시최적화 시스템의 운영 개념을 설명하는 것으로 고객(선박소유주 또는 용선주) 과 운항지시최적화 시스템 사용 계약 체결 후 보유 선박의 기준정보 , 항로정보, 항로계획을 입력한 이후 실제 운항시 지능화 선박의 각종 정보기기-예를 들면 ECDIS-로부터 운항상황을 실시간으로 접수하여 최적의 운항조건을 산출하여 엔지제어시스템으로 전송하거나 최종적으로 근무자의 판단에 의해 브릿지 룸에서 엔진을 제어하게 하여 최적의 연료소비를 유도할 수 있게 함. Figure 1 illustrates the operational concept of the flight instruction optimization system. After entering into a contract with the customer (ship owner or charter owner) to use the operation instruction optimization system, the standard information, route information, and route plan of the possessed vessel are intelligent after actual operation. It receives real-time operational status from various information devices of the ship, such as ECDIS, calculates the optimum operating conditions, transmits them to the engine control system, or finally controls the engine in the bridge room at the operator's discretion. Induce consumption.
도 2는 본 발명에 따른 운항지시최적화 시스템을 나타내는 블록도이다. 도2를 참조하면 본 발명은 운항지시최적화를 위한 컴퓨터 시스템(100)을 해상의 악조건을 고려하여 산업용 컴퓨터에 S/W를 등록하고 각 선박의 고유정보를 입력한 단독 컴퓨터 시스템으로 구성된다. 상기 산업용 컴퓨터 시스템(100)은 선박정보(171), 항로정보(172), 운항계획 정보(173), 운항상황 정보(174) 등을 저장하는 데이터베 이스(170)와 상기 데이터베이스(170)를 관리하는 선박정보 관리모듈(110)과 운항코스, 항해거리, 항진거리, 항만거리 등의 항로정보를 관리하는 모듈(120), 목적지까지의 도착예정시각을 관리하는 모듈(130), 실시간으로 수집된 운항상황정보를 이용하여 목적지까지 목표시각에 도착할 수 있는 최적의 운항조건을 도출하는 모듈(140), 최적화된 운항조건을 엔진제어시스템을 통해 제어하는 모듈(150), 해상조건,기상조건, 선박위치정보, 속도계 등으로부터 운항지시 최적화를 위한 필요정보를 실시가 수집하는 모듈(160)로 구성된다. 본 시스템에서 사용하는 데이터베이스(170)는 다음과 같은 정보들로 구성된다. 선박 정보(171)는 선박에 관한 기본정보로서, 선명,건조일, 최종 Dock 수리일, 선장이름,기관장이름,1등 항해사 이름, 최저/최대/경제 RPM정보들을 포함한다. 항로정보(172)는 항로코드, 항로순서, 출발항구,도착항구, 출발-도착항구간 항해거리,항진거리,항만거리 등의 정보들을 포함한다. 운항계획정보(173)은 항로정보에서 관리한 항로코드를 참조하여 항구간 출발예정일시, 도착예정일시, 항해거리, 항진거리,항만거리 정보들을 포함한다. 운항상황정보(174)는 풍향,풍속, 조류방향, 조류속도, 수심, Gravity Metacentric, 선수홀수, 선미홀수 등의 정보들을 포함한다. 2 is a block diagram showing a flight instruction optimization system according to the present invention. Referring to FIG. 2, the present invention consists of a
도 3은 본 발명에 따른 운항지시최적화 프로그램의 작동 순서도이다. 이하 도 3을 참조하면서 작동 단계에 따라 운항지시 최적화 과정을 설명하도록 한다. 3 is an operational flowchart of the flight instruction optimization program according to the present invention. Hereinafter, the operation instruction optimization process will be described according to the operation steps with reference to FIG. 3.
특정 선박의 고유정보(171)은 산업용 컴퓨터에 운항지시 최적화 프로그램 설치시 함께 등록하고,해당 선박의 해당 항로를 등록(S010)한다. 회사에서 해당선박 의 해당 항차에 대한 운항계획이 확정되면 이를 접수하여 운항계획을 수립하여 등록(S020)한다.실제 운항을 시작하면 선박에 장착되어 있는 각종 정보기기로부터 NMEA0183데이터 포맷에 의거 필요정보를 수집(S030)한다. 실시간 수집된 운항정보를 이용하여 다음 목적지까지 최적의 연료 소비를 위한 운항조건을 최적화(S040)한다.최적화된 운항조건을 산업용 컴퓨터의 PLC(Programmable Logic Controller)를 위한 프로토콜인 MODBUS를 이용하여 ECS(엔진제어시스템)에 전송하여 엔진을 제어(S050)한다. The
도 4는 해당 선박의 주요 정보를 확인하는 보여준다. 4 shows identifying the main information of the vessel.
도 5는 운항계획 수립을 위한 항로정보를 표시한다. 해당 선박이 주로 운항하는 코스를 순서대로 등록하면서 항구간 항해거리, 항진거리, 항만거리를 정보를 표시한다. 참고로 항해거리(Distance Under Weigh)는 출항부터 입항까지의 거리이며, 항진거리(Distance Propelling)는 출항준비상태를 해제하고 항해속력으로 항행할 때의 위치부터 입항을 위한 투묘준비상태(rung up stand-by engine)로 변환하는 위치까지의 거리이며, 항만거리는 항해거리에서 항진 거리를 차감한 거리임. 5 shows route information for flight planning. It registers the course mainly operated by the vessel in order and displays information on the voyage distance, port distance and port distance between ports. For reference, Distance Under Weigh is the distance from departure to arrival, and Distance Propelling is the run up stand for entry from the position at which the ship is released at the speed of voyage. -by engine), the distance to the location to convert to, the port distance is the distance minus the walk distance.
도 6은 항로정보를 이용하여 회사에서 확정한 항차별 운항 계획 정보를 입력한 결과를 표시한다. 즉 항구간 출발예정시각, 도착예정시각, 항구간 항해거리, 항진거리, 항만거리 등의 정보를 표시한다. 6 shows a result of inputting flight plan information determined by the company using the route information. In other words, information such as scheduled departure time, arrival arrival time, navigation distance, port distance and port distance between ports is displayed.
도 7은 운항조건 최적화를 위해 필요한 정보를 표시한다. 이것은 운항정보 수집모듈을 통해 입력받거나 , 근무자가 직접 입력할 수 있도록 하였다. 7 shows information necessary for optimizing the operating conditions. This can be input through the flight information collection module or can be entered directly by the operator.
도 8은 다음 목적지까지 잔여거리와 잔여시간, 해상의 운항 조건을 감안하 여 최적의 연료 소비로 운항 할 수 있는 운항조건을 산출한 결과를 표시한다. 최적화된 운항조건이 해당선박의 최저 RPM이하이거나 최대 RPM이상일 경우 경고표시를 하고 최저 도는 최대 속도를 준수하게 하는 기능이 포함된다. FIG. 8 shows the results of calculating the operating conditions capable of operating at optimum fuel consumption in consideration of the remaining distance to the next destination, remaining time, and operating conditions at sea. If the optimized operating conditions are below the minimum RPM or above the maximum RPM of the vessel, a warning is displayed and the minimum and maximum speed are included.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형실시가 가능할 것인바 그와 같은 변형은 청구항에 기재된 범위를 벗어나지 아니한다. Although the preferred embodiments of the present invention have been illustrated and described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and any person having ordinary skill in the art to which the present invention pertains may be made without departing from the gist of the present invention. Various modifications may be made to such modifications without departing from the scope of the claims.
도 1 은 본 발명의 시스템 운영 구성도. 1 is a system operation configuration diagram of the present invention.
도 2 는 본 발명의 시스템 구성도. 2 is a system configuration diagram of the present invention.
도 3 은 본 발명의 모듈의 흐름도3 is a flow chart of a module of the invention.
도 4 는 선박의 주요 정보를 확인하는 도면 4 is a view to confirm the main information of the ship
도 5 는 운항계획 수립을 위한 운항코스를 확인하는 예를 표시한 도면 5 is a view showing an example of confirming a flight course for the flight plan establishment
도 6 는 운항 계획 수립의 예를 표시한 도면 6 shows an example of flight planning;
도 7 은 Sailing Order를 최적화하기 위한 입력 데이터를 처리하는 예를 표시한 도면7 illustrates an example of processing input data for optimizing a sailing order;
도 8 은 Sailing Order를 최적화 한 결과를 확인하는 예를 표시한 도면8 is a view showing an example of checking the result of optimizing the Sailing Order
* 도1의 주요 부분에 대한 부호의 설명 * Explanation of symbols for the main parts of FIG. 1
100 : 산업용 컴퓨터 시스템에서 구동되는 시스템100: system running on industrial computer system
110 : 선박정보 관리 모듈 110: ship information management module
120 : 항로정보 관리 모듈120: route information management module
130 : 운항계획 수립 모듈130: flight planning module
140 : 운항지시 최적화 모듈140: flight instruction optimization module
150 : 엔진제어 시스템 제어 모듈150: engine control system control module
160 : 운항상황 수집 모듈160: flight status collection module
170 : 데이터 베이스170: database
171 : 선박 정보 DB171: Ship Information DB
172 : 항로 정보 DB172: Route Information DB
173 : 운항 계획 DB173: Flight Planning DB
174 : 운항상황정보 DB174: Flight Status DB
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