KR20130135721A - Method for energy saving and safety sailing of ship by monitoring hydro-dynamic - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 항해 또는 계류 중인 선박의 유체역학적 환경 내-외력, 선체 응력, 6자유도운동 및 표류 위치를 실시간 모니터링 & 제어 함을 통한 선박의 연료절감 및 안전운항 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of fuel saving and safe operation of a vessel through real-time monitoring & control of the external force, hull stress, six degree of freedom movement and drift position of the hydrodynamic environment of a sailing or mooring vessel.
연료가 적게 드는 선박을 개발하고 건조하는 것은 미래 조선해양 산업의 핵심이다. 하루 100톤의 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 low fuel vessels is key to the future shipbuilding and offshore industry. Assuming a vessel that consumes 100 tonnes of fuel per day and emits 320 tonnes of carbon dioxide, a 1% fuel economy savings of more than $ 240,000 per year, saving about $ 6 million in 25 years, Fuel economy is one of the most important factors in the 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, although modern society relies mostly on the power transport system for GHG emissions, CO2 emissions are widely known as key factors for global warming, climate change and ocean acidification. The amount of CO2 emitted to transport one ton of cargo a mile is the most overwhelming means of transportation in the world, even though ships are the most efficient means of transport, so about 3% of the total greenhouse gas emissions emitted by the industry Corresponds to Therefore, by increasing the fuel efficiency of the ship, it is possible to significantly reduce the greenhouse gas emissions emitted by the industry.
또한 선박 운항의 기존의 수작업 및 반자동화 방식은 선원의 업무수준에 따라 차이가 많고, 반자동화 방식으로 개발된 시스템의 경우에도 해당 선박에만 적용 가능한 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-automated methods of ship operation vary according to the crew's work level, and even the system developed by the semi-automated method is applicable only to the ship, so it is possible to implement a system that can cover various ship types. This requires a software engineering approach and the development of a software framework, a concept that provides a foundation for developing similar kinds of applications.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 항해 또는 계류 중인 선박의 유체역학적 환경 내-외력, 선체 응력, 6자유도운동 및 표류 위치를 실시간 모니터링 & 제어 함을 통한 선박의 연료절감 및 안전운항 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been proposed to solve the above problems, the fuel saving of the ship through the real-time monitoring and control of the hydrodynamic environment-external force, hull stress, six degree of freedom movement and drifting position of the hydrodynamic environment of the sailing or mooring ship and To provide a safe way of operation.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,According to an aspect of the present invention,
수조 또는 빙수조에서 선형 실험을 통하여 유체의 흐름이 선체에 미치는 힘에 대한 데이터를 취득하고, 데이터 축적을 통하여 이를 룩-업 테이블화 시키는 제 1 단계;A first step of acquiring data on the force exerted by the flow of the fluid on the hull through a linear experiment in a water tank or an ice tank, and looking-up a table by accumulating data;
Time-of-Flight Method 측정 원리를 이용하여 선체에 인가될 선체 주위(예: 전, 중, 후)의 유체역학 에너지의 공간적 혹은 시간적 3차원 방향과 속도를 실제 측정하는 제 2 단계 및;A second step of actually measuring a spatial or temporal three-dimensional direction and velocity of hydrodynamic energy around the hull (eg, before, middle and after) to be applied to the hull using a time-of-flight method measurement principle;
제 2 단계의 실제 측정치를 제 1 단계의 룩-업 테이블에 반영하여 선체에 실제 인가될 힘을 유체역학 반응 모델 테스트로 활용하여 선체의 유체역학적 반응을 예측하고, 지속적인 실시간 측정 및 예측된 힘을 감안하여 실시간으로 최적화한 동적 자세 제어 혹은 항해 경로를 결정하는 제 3 단계;Reflect the actual measurement of the second stage to the look-up table of the first stage to use the actual force applied to the hull as a hydrodynamic response model test to predict the hydrodynamic response of the hull, and to provide continuous real-time measurement and the predicted force A third step of determining a dynamic attitude control or navigation route optimized in real time;
를 포함하는, 항해 또는 계류 중인 선박의 유체역학적 환경 외력, 선체 응력, 6자유도운동 및 표류 위치를 실시간 모니터링 함을 통한 선박의 연료절감 및 안전운항 방법을 제공한다.
It provides a method of reducing fuel consumption and safe operation of the ship through the real-time monitoring of the hydrodynamic environmental force, hull stress, six degree of freedom movement and the drift position of the ship or sailing.
또한 본 발명은,Further, according to the present invention,
수조 또는 빙수조에서 선형 실험을 통하여 유체의 흐름이 선체에 미치는 힘에 대한 데이터를 취득하고, 데이터 축적을 통하여 이를 룩-업 테이블화 시키는 제 1 단계;A first step of acquiring data on the force exerted by the flow of the fluid on the hull through a linear experiment in a water tank or an ice tank, and looking-up a table by accumulating data;
Time-of-Flight Method 측정 원리를 이용하여 선체에 인가될 선체 주위(예: 전, 중, 후)의 유체역학 에너지의 공간적 혹은 시간적 3차원 방향과 속도를 실제 측정하는 제 2 단계 및;A second step of actually measuring a spatial or temporal three-dimensional direction and velocity of hydrodynamic energy around the hull (eg, before, middle and after) to be applied to the hull using a time-of-flight method measurement principle;
제 2 단계의 실제 측정치를 제 1 단계의 룩-업 테이블에 반영하여 선체에 실제 인가될 힘을 유체역학 반응 모델 테스트로 활용하여 선체의 유체역학적 반응을 예측하고, 지속적인 실시간 측정 및 예측된 힘을 감안하여 실시간으로 최적화한 동적 자세 제어 혹은 항해 경로를 결정하는 제 3 단계;Reflect the actual measurement of the second stage to the look-up table of the first stage to use the actual force applied to the hull as a hydrodynamic response model test to predict the hydrodynamic response of the hull, and to provide continuous real-time measurement and the predicted force A third step of determining a dynamic attitude control or navigation route optimized in real time;
의 순서에 따라, In order of,
산술수치모델과 실계측수치와 연동을 하기와 같이 진행을 한여, 지속적인 최적화를 자동화 까지 진행을 한다; 선체에 인가될 유체역학 에너지의 방향과 속도를 미리 측정하고 이를 선체에 반영하여, 인가 시점에서의 선체의 유체역학 반응 모델 테스트를 활용하여 선체의 유체역학적 반응을 예측하고, 이 유체역학적 반응의 실계측을 비교하여, 최적화된 유체역학 반응 모델을 개발하고 이를 실시간으로 최적화한 동적 포지셔닝 혹은 항해 경로를 결정하는 것을 특징으로 하는, 항해 또는 계류 중인 선박의 유체역학적 환경 내-외력, 선체 응력, 6자유도운동 및 표류 위치를 실시간 모니터링 & 제어 함을 통한 선박의 연료절감 및 안전운항 방법을 제공한다.
It works in conjunction with arithmetic and real measurements, and continues to automate continuous optimization; The direction and velocity of the hydrodynamic energy to be applied to the hull are measured in advance and reflected in the hull, using the hydrodynamic response model test of the hull at the time of application to predict the hydrodynamic response of the hull, Comparing measurements to develop an optimized hydrodynamic response model and determine the dynamic positioning or navigational paths that are optimized in real time, in-hydrodynamic, hull stress, six degrees of freedom of the hydrodynamic environment of a sailing or mooring vessel. It provides the fuel saving and safe operation method of ship through real-time monitoring & control of movement and drift position.
선체에 관련된 실계측, 이 실계측을 반영한 선박의 유체역학적 환경 외력 및 이 유체역학적 환경 외력에 반응하는 선체 응력, 6자유도 운동 과 표류 위치를 관련하는 Simulator의 연구결과물을 다양한 선종을 포괄할 수 있는 시스템을 구현하기 위하여 소프트웨어 공학적 접근 하여, 비슷한 종류의 응용 개발을 위한 토대를 제공하는 개념인 선체 혹은 선박 관련 디자인용 소프트웨어 프레임워크 및 산술모델 개발 혹은 보완에 반영하여, 기능을 향상한다.Various ship types can be included in the actual measurement related to the hull, the hydrodynamic environmental external force of the ship reflecting the actual measurement, and the hull stress in response to this hydrodynamic environmental external force, the six-degree-of-freedom motion and the results of the simulator relating to the drifting position. The software engineering approach to implement the system is implemented and reflected in the development or supplementation of the software framework and arithmetic model for hull or ship related design which is the concept that provides the foundation for the development of similar kind of application.
본 발명에 따르면, 항해 또는 계류 중인 선박의 유체역학적 환경 외력, 선체 응력, 6자유도운동 및 표류 위치를 실시간 모니터링 & 제어 함으로써 선박의 항해 또는 계류 시 소모되는 연료를 효율적으로 절감할 수 있다.According to the present invention, by real-time monitoring and control of the hydrodynamic environmental force, hull stress, six degree of freedom movement and the drift position of the ship in voyage or mooring, it is possible to efficiently reduce the fuel consumed during voyage or mooring of the ship.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 3축 strain/압력 센서의 설치 구조.
도 2는 도 1의 횡단면도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 선박의 연료절감 및 안전운항 모식도.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 러더의 형태.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 파고 및 파고 주기의 계측을 위한 센서의 설치 구조.1 is an installation structure of a three-axis strain / pressure sensor according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view of FIG. 1.
Figure 3 is a schematic diagram of fuel saving and safe operation of the ship according to an embodiment of the present invention.
4 is a shape of a rudder according to an embodiment of the present invention.
5 is an installation structure of a sensor for measuring the height of the crest and the crest period according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다. 한편, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.
본 발명에서, 항해 또는 계류 중인 선박의 "유체역학적 환경 내-외력, 선체 응력, 6자유도운동 및 표류 위치를 실시간 모니터링 & 제어 함"은 항해 또는 계류 중인 선박의 "유체역학적 환경 외력 및 이 유체역학적 환경 외력에 반응하는 선체 응력, 6자유도 운동 과 표류 위치, 선체와 직-간접적으로 연계된 복합구조물의 응력, 6자유도 운동 및 표류 위치 등을 포함한" 실시간 모니터링 & 제어 함을 통한 선박의 연료절감 및 안전운항 방법 등을 포괄하는 광의의 용어임을 미리 밝혀둔다.
In the present invention, the "hydrodynamic monitoring and control of hydrodynamic environment-external forces, hull stresses, six degrees of freedom motion and drifting position" of a sailing or mooring vessel is referred to as "hydrodynamic environmental external force and this hydrodynamic Ship's fuel through real-time monitoring and control, including hull stress in response to environmental forces, six degrees of freedom motion and drifting position, stresses in complex structures directly and indirectly connected to the hull, six degrees of freedom motion and drifting position It should be noted that it is a broad term covering savings and safe operation methods.
본 발명을 설명하기에 앞서, 본 발명에서 사용하는 용어인 '선박'은 선박과 유사한 모든 구조물 (예, 잭 업 리그(Jack-up Rig), 세미서브 리그(Semi-Submergible Rig : SSR), 자켓(Jacket), 컴플라이언트 타워(Compliant Tower : CT), TLP(Tension Leg Platform), 부체식 석유생산·저장·적출시설(Floating Production, Storage and Offloading facility : FPSO), 스파(Spar), 풍력발전기, 파력발전기 등) 이며, 또한 직-간접적으로 연계된 복합구조물 (예, non-subsea structure/Flare Tower, Top-side, 접안하는 관계의 선박들, Drill Rig, 유전에서 Oil &Gas 채취용 Production Casing, Risers (SCR, TTR, Tendon), Flowline, Production Line, Mooring Line, Hawser Line, Lowering Line, ROV (통신/제어 & 전력선)용 Tethering Cable Line, 친환경 연료절감용 돗/세일의 구조 지지대 및 연결 cable (Sail line), 광섬유센서가 인입된 Tensioner, 풍력발전기의 Blade & Tower, Jacket, Foundation과 인입하는 Tensioner, 교량/사장교용 Cable; 해상, 해중, 혹은 해저구조물의 지지대/받침대등의 구조물과 이러한 구조물용의 concrete Tensioner 등) 을 포괄하는 광의의 용어임을 미리 밝혀둔다.
Prior to describing the present invention, the term 'ship' used in the present invention refers to all structures similar to ships (eg, Jack-up Rig, Semi-Submergible Rig (SSR), Jacket). (Jacket), Compliant Tower (CT), TLP (Tension Leg Platform), Floating Production, Storage and Offloading facility (FPSO), Spa, Wind Power Generator, Wave generators, etc., and also directly or indirectly linked complex structures (e.g., non-subsea structure / flare towers, top-side, berthing vessels, drill rigs, production casings for oil & gas extraction from oil fields) (SCR, TTR, Tendon), Flowline, Production Line, Mooring Line, Hawser Line, Lowering Line, Tethering Cable Line for ROV (Communication / Control & Power Line), Structural Support and Connection Cable for Eco-Fuel Saving / Dot / Sail line), Tensioner with fiber optic sensor, Blade & Tower of wind power generator, Jacket, Foundatio Note that it is a broad term that includes n and the tensioner, bridge / cable bridge cable; structures such as supports / bases of sea, sea, or undersea structures, and concrete tensioners for such structures.
본 발명에서, 전기식 혹은 광계측방식은 음향방출검사/Acoustic Emission, 스트레인, 온도, 압력, 가속도, 지진감지 계측기/Seismic Sensor & Instrument, 유속, 분포온도센서/Raman, 분포스트레인센서/Brillouin, 거리분할 광손실 측정기/OTDR Sensing 기능의 구성이 독립적인 계측기기들의 통합 계측 및 제어 방식 혹은 통합기능연동의 복합 계측 및 제어 기기를 등을 포괄하는 광의의 용어임을 미리 밝혀둔다.
In the present invention, the electric or light measurement method is acoustic emission inspection / strain, temperature, pressure, acceleration, seismic sensor / Seismic Sensor & Instrument, flow velocity, distribution temperature sensor / Raman, distribution strain sensor / Brillouin, distance division It is clear that the configuration of the optical loss measuring device / OTDR sensing function is a broad term that encompasses the integrated measurement and control method of independent measuring instruments or the combined measurement and control device of the integrated function linkage.
본 발명에서, 환경 내-외력을 측정하는 계측기기는 lidar, particle induced velocity(piv), particle tracking velocity(ptv), 스트레인센서, 가속도계, current meter, 유속, 등 기능의 구성이 독립적인 계측기기들의 통합 계측 및 제어 방식 혹은 통합기능연동의 복합 계측 및 제어 기기 등을 포괄하는 광의의 용어임을 미리 밝혀둔다. In the present invention, the measuring instrument for measuring the external-external force of the environment is the integration of measuring instruments independent of the configuration of lidar, particle induced velocity (piv), particle tracking velocity (ptv), strain sensor, accelerometer, current meter, flow rate, etc. It is known in advance that it is a broad term covering measurement and control methods or complex measurement and control devices with integrated function linkage.
본 발명에서, 유체역학적 환경 내-외력 중 유체역학적 환경 내력은 대상 선박의 일부구조의 6자유도 운동으로 발라스트 탱크, 연료탱크, 저장탱크등에서 생성된 유체역학적인 Sloshing과; 온도 혹은 화학첨가제로 인한 점도, 압력, 물성 (물, Oil & Gas, 모래, 진흙 등)의 성분들의 복합적인 변화를 포괄하는 광의의 용어임을 미리 밝혀둔다.
In the present invention, the hydrodynamic environmental history of the hydrodynamic environment-external force is a hydrodynamic sloshing generated in the ballast tank, fuel tank, storage tank and the like by the six degrees of freedom motion of the structure of the target vessel; Note that this is a broad term that encompasses complex changes in components of viscosity, pressure, and physical properties (water, oil & gas, sand, mud, etc.) due to temperature or chemical additives.
본 발명에서, 시간과 공간정보 및 형상 취득 기법는 RF & Microwave- GPS, DGPS, RTK, 광- Lidar, PIV, PIT, 간섭계, 수중에서는 음파, 초음파, 등 기능의 구성이 독립적인 계측기기들의 통합 계측 및 제어 방식 혹은 통합기능연동의 복합 계측 및 제어 기기 등을 포괄하는 광의의 용어임을 미리 밝혀둔다.
In the present invention, the time and spatial information and shape acquisition technique is an integrated measurement of measuring instruments having independent configuration of RF & Microwave-GPS, DGPS, RTK, Optical-Lidar, PIV, PIT, Interferometer, Sound Wave, Ultrasound, etc. And a broad term encompassing a control method or a complex measurement and control device of integrated function linkage.
본 발명에서, Smart IMU는 전기식/광전기식의 자이로, 광격자, MEMS, 등의 전기식 가속도 및 환경외력 계측의 "연동, 간접 연동 혹은 무연동 (직간접 경험)의 인공지능 포함과 상황인식의 DB" 등 기능의 구성이 독립적인 계측기기들의 통합 계측 및 제어 방식 혹은 통합기능연동의 복합 계측 및 제어 기기 등을 포괄하는 광의의 용어임을 미리 밝혀둔다.
In the present invention, the Smart IMU is an electric / photoelectric gyro, a photonic grid, a MEMS, and the like, including the artificial intelligence of "interlocking, indirect interlocking or non-interlocking (direct and indirect experience)" of electric acceleration and environmental external force measurement. It is noted that the function configuration is a broad term that encompasses integrated measurement and control methods of independent measurement devices or complex measurement and control devices of integrated function integration.
본 발명을 설명하기에 앞서, 본 발명에서 사용하는 용어인 '광섬유 브래그 격자'은 광섬유센서등을 혹은, 1 개나 이상의 광섬유센서으로 구성, 또는 1 개나 이상의 광섬유 가닥으로 구성되어 다발화 (Cabling) 등의 형태로 사용하는 포괄하는 광의의 용어임을 미리 밝혀둔다.
Prior to describing the present invention, the term 'optical fiber Bragg grating' used in the present invention is composed of an optical fiber sensor or the like, or composed of one or more optical fiber sensors, or composed of one or more optical fiber strands, etc. Note that it is a broad term used in the form of.
본 발명을 설명하기에 앞서, 본 발명에서 사용하는 용어인 '수치산술모델/Mathematical Models"은 전산유체역학/CFD, 유한요소해석/FEA, 유체-구조 연동해석/FSI, 유한 차분법/FDM, 유한 체적법/FVM 등 모든 유사기능 기법들 등의 해석 프로그램을 1개 혹은 이상을 복합적으로 연동하는 포괄적인 광의의 용어임을 미리 밝혀둔다.
Prior to describing the present invention, the terms 'mathematical arithmetic models / Mathematical Models' used in the present invention are computational fluid dynamics / CFD, finite element analysis / FEA, fluid-structure interlocking analysis / FSI, finite difference method / FDM, It is known in advance that it is a comprehensive broad term that combines one or more complex interpretation programs such as finite volume method / FVM and all similar functional techniques.
한편, 본 발명의 경우, 직-간접적으로 연계된 복합구조물 (예, Drill Rig, 유전에서 Oil &Gas 채취용 Production Casing, Risers (SCR, TTR, Tendon), Flowline, Production Line, Mooring Line, Hawser Line, Lowering Line, ROV (통신/제어 & 전력선)용 Thering Cable Line, 광섬유센서가 인입된 Tensioner, 풍력발전기의 Blade & Tower, Jacket, Foundation과 인입하는 Tensioner, 교량/사장교용 Cable; 해상, 해중, 혹은 해저구조물의 지지대/받침대등의 구조물과 이러한 구조물용의 concrete Tensioner 등) 을 포괄하는 광의의 용어임을 미리 밝혀둔다.
On the other hand, in the present invention, directly and indirectly linked composite structure (eg Drill Rig, Production Casing for oil & gas extraction from oil fields, Risers (SCR, TTR, Tendon), Flowline, Production Line, Mooring Line, Hawser Line, Lowering Line, Thering Cable Line for ROV (Communication / Control & Power Line), Tensioner with Fiber Optic Sensor, Blade & Tower of Wind Power Generator, Jacket, Tensioner with Foundation, Cable for Bridge / Cable Bridge; Offshore, Underwater, or Undersea Note that it is a broad term that encompasses structures such as supports / supports of structures and concrete tensioners for such structures.
본 발명에서, "상황인식 미들웨어"는 USN 센서와 같은 센서에서 입력된 상황정보를 에이전트가 미들웨어 전용 패킷으로 변환하여 상황인식 미들웨어 전송하면 미들웨어는 이를 수신하여 기능별로 분류된 각 모듈에서 처리하고 그 결과를 사용자 프로그램으로 전송하여 모니터링 및 제어할 수 있는 프로그램 상황정보를 미들웨어 전용 패킷으로 변환 하는 에이전트가 통하여 모든종류의 센서 정보를 수집하거나 모든 장비를 제어한다. 미들웨어는 각 기능별(통지,처리,저장,로그,제어,IO,외부 응용)로 모듈화되어 있으며, 모듈간 데이터 연동은 XML로 정의된 미들웨어 메시지를이용하므로 모듈간 독립성이 확보되어 기능 수정 및 추가 기능 등을 포괄하는 광의의 용어임을 미리 밝혀둔다.
In the present invention, " situation recognition middleware " means that when the agent converts context information input from a sensor such as a USN sensor into a packet for middleware and transmits the situation awareness middleware, the middleware receives it and processes it in each module classified according to the function. It collects all kinds of sensor information or controls all equipment through the agent that converts the program status information that can be monitored and controlled by sending to the user program into a packet for middleware. Middleware is modularized for each function (notification, processing, storage, log, control, IO, external application) .Data interworking between modules uses middleware messages defined in XML so that module independence is secured and functions can be modified and added. It is known in advance that it is a broad term covering the back.
본 발명에서, "웹기반 상황인식 모니터링 프로그램"는 상황인식 미들웨어를 이용하여 상황정보를 모니터링 하는 프로그램이며, 웹 기반으로 제작되어 플래쉬가 정상적으로 동작하는 시스템에서 사용 가능하다. 실시간 모니터링 (그래프 표현, 차트표현 가능), 10분 평균 조회과거 데이터 조회 (기간별, 센서별), 센서별 계치설정후 임계치 초과시 경고, 일부 센서를 위한 외부프로그램 호출 및 결과 모니터링 기능을 포괄적인 광의의 용어임을 미리 밝혀둔다.
In the present invention, the "web-based situational awareness monitoring program" is a program for monitoring contextual information using contextual awareness middleware, which is produced based on the web and can be used in a system in which the flash operates normally. Real-time monitoring (graph display, chart expression), 10-minute average inquiry, historical data inquiry (per period, sensor), warning when threshold is exceeded after setting sensor per sensor, external program call for some sensors and result monitoring Make a clear statement of the term.
본 발명은, 전기식 혹은 광계측방식 기능의 구성이 독립적인 계측기기들의 통합 계측 및 제어 방식 혹은 통합기능연동의 복합 계측 및 제어 기기를 이용하여 선박의 부하, 스트레인, 변형, 변위, 피로, 미세 균열/Micro Crack, 진동, 주파수를 측정한다.
The present invention uses the integrated measurement and control method of the measuring instruments independent of the configuration of the electrical or optical measurement function, or the complex measurement and control device of the integrated function linkage of the vessel, load, strain, deformation, displacement, fatigue, micro-cracks Measure Micro Crack, Vibration, Frequency.
본 발명은 이하에서 설명하는 각 단계별 작용에 따라 구체적으로 구현된다.
The invention is specifically implemented according to the operation of each step described below.
먼저, 수조 또는 빙수조에서 선형 실험을 통하여 유체(물)가 흐르는 현상이나 유체의 흐름이 선체에 미치는 힘(flow resistance) 또는 유체의 흐름 속에 있는 선체 운동(6DOF)에 대한 데이터를 취득한다. 이 경우, 전기식 혹은 광계측방식, 환경 내-외력을 측정하는 계측기기, 시간과 공간정보 및 형상 취득 기법, Smart IMU 등을 이용하여 유체운동을 공간적 혹은 시간적 3차원으로 실 계측할 수 있다.
First, in a water tank or ice water tank, data about a phenomenon in which a fluid (water) flows, a flow resistance of a fluid flow on a hull, or a hull motion (6DOF) in a fluid flow is obtained through a linear experiment. In this case, the fluid motion can be measured in spatial or temporally three dimensions by using an electric or optical measurement method, a measuring device for measuring the internal and external forces, a time and spatial information and a shape acquisition technique, and a Smart IMU.
다음으로, 유체의 흐름이 선체에 미치는 힘은 3차원적인 유체흐름의 공간적 혹은 시간적 3차원 속도와 방향에 의한 것이며, x, y, z축 및 입사각의 x, y, z축에 의한 반응(response)이 다르다.
Next, the force of the fluid flow to the hull is due to the spatial or temporal three-dimensional velocity and direction of the three-dimensional fluid flow, and the response by the x, y, z axis and the x, y, z axis of the incident angle (response). ) Is different.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,According to an aspect of the present invention,
수조 또는 빙수조에서 선형 실험을 통하여 유체의 흐름이 선체에 미치는 힘에 대한 데이터를 취득하고, 데이터 축적을 통하여 이를 룩-업 테이블화 시키는 제 1 단계;A first step of acquiring data on the force exerted by the flow of the fluid on the hull through a linear experiment in a water tank or an ice tank, and looking-up a table by accumulating data;
Time-of-Flight Method 측정 원리를 이용하여 선체에 인가될 선체 주위(예: 전, 중, 후)의 유체역학 에너지의 공간적 혹은 시간적 3차원 방향과 속도를 실제 측정하는 제 2 단계 및;A second step of actually measuring a spatial or temporal three-dimensional direction and velocity of hydrodynamic energy around the hull (eg, before, middle and after) to be applied to the hull using a time-of-flight method measurement principle;
제 2 단계의 실제 측정치를 제 1 단계의 룩-업 테이블에 반영하여 선체에 실제 인가될 힘을 유체역학 반응 모델 테스트로 활용하여 선체의 유체역학적 반응을 예측하고, 지속적인 실시간 측정 및 예측된 힘을 감안하여 실시간으로 최적화한 동적 자세 제어 혹은 항해 경로하는 제 3 단계;Reflect the actual measurement of the second stage to the look-up table of the first stage to use the actual force applied to the hull as a hydrodynamic response model test to predict the hydrodynamic response of the hull, and to provide continuous real-time measurement and the predicted force A third step of optimizing dynamic attitude control or navigation route in real time;
의 순서에 따라, 산술수치모델과 실계측수치와 연동을 하기와 같이 진행을 한여, 지속적인 최적화를 자동화 까지 진행을 한다; 선체에 인가될 유체역학 에너지의 방향과 속도를 미리 측정하고 이를 선체에 반영하여, 인가 시점에서의 선체의 유체역학 반응 모델 테스트를 활용하여 선체의 유체역학적 반응을 예측하고, 이 유체역학적 반응의 실계측을 비교하여, 최적화된 유체역학 반응 모델을 개발하고 이를 실시간으로 최적화한 동적 포지셔닝 혹은 항해 경로를 결정하는 것을 특징으로 하는, 항해 또는 계류 중인 선박의 유체역학적 환경 내-외력, 선체 응력, 6자유도운동 및 표류 위치를 실시간 모니터링 & 제어 함을 통한 선박의 연료절감 및 안전운항 방법에 관한 것이다.
In order to proceed with the arithmetic numerical model and the actual measurement value as follows, the continuous optimization to the automation; The direction and velocity of the hydrodynamic energy to be applied to the hull are measured in advance and reflected in the hull, using the hydrodynamic response model test of the hull at the time of application to predict the hydrodynamic response of the hull, Comparing measurements to develop an optimized hydrodynamic response model and determine the dynamic positioning or navigational paths that are optimized in real time, in-hydrodynamic, hull stress, six degrees of freedom of the hydrodynamic environment of a sailing or mooring vessel. The present invention relates to a method of saving fuel and safe operation of a ship through real-time monitoring and control of movement and drift position.
선체에 실제 인가될 힘의 계측은, Time-of-Flight Method 측정 원리를 이용하여 선체에 인가될 유체역학 에너지의 공간적 혹은 시간적 3차원 방향과 속도를 미리 먼 거리에서부터 측정하여 이를 선체에 인가될 때까지 지속적인 실시간 측정을 하고, 인가 시점에서의 선체의 유체역학 반응 모델 테스트를 활용하여 선체의 유체역학적 반응을 예측한다. 이 예측 결과를 유체역학 반응의 실 계측과 비교하여, 최적화된 유체역학 반응 모델을 개발한다. 선체에 인가된 후의 유체역학 에너지의 공간적 혹은 시간적 3차원 방향과 속도를 선체에서부터 먼 거리까지 유체역학 에너지의 지속적인 실시간 측정을 하여 이를 실시간으로 최적화한 동적 자세 제어 혹은 항해 경로를 결을 위한 데이터로 활용한다.
The measurement of the force actually applied to the hull is based on the time-of-flight method, which measures the spatial and temporal three-dimensional direction and velocity of the hydrodynamic energy to be applied to the hull from a distance and when it is applied to the hull. Continuous real-time measurements are made and the hydrodynamic response model tests at the time of application are used to predict the hydrodynamic response of the hull. Compare these predictions with real measurements of hydrodynamic responses to develop an optimized hydrodynamic response model. Continuous real-time measurement of the hydrodynamic energy from the hull to the far distance using the spatial or temporal three-dimensional direction and velocity of the hydrodynamic energy after being applied to the hull, using dynamic attitude control or navigation paths optimized in real time as data for determination do.
이상에서 설명한 1단계에 있어, 환경 내-외력을 측정하는 계측기기에서 측정된 데이터는 전산유체역학/CFD의 Simulation 입력 조건을 최대로 상황 인식하여 선박의 거동 및 6자유도(Degree of Freedom) 움직임, 물리량들과 상관관계를 분석한다. 상기 "상황인식 미들웨어" 혹은 유사한 기능의 소프트웨어에서의 모든 상황인식 기능의 Mathematical Models 결과와 실시간 계측결과를 연동하여 최적화한 Mathematical Models을 실 계측을 반영한 알고리즘화 및 Simulation 으로 진화시킨다. "상황인식 미들웨어" 와 "웹기반 상황인식 모니터링 프로그램"을 활용한 실시간 윕기반 시스템을 구축하고, 단순 계측된 모니터링 기능이외에도, "실 계측을 반영한 알고리즘화 및 Simulation"을 연동하여 인공지능으로 가공된 모니터링 기능 및 예측 제어시스템을 구현한다.
In the first step described above, the data measured by the measuring instrument measuring the internal and external forces is based on the simulation conditions of the computational fluid dynamics / CFD to maximize the situation of the ship's behavior and six degrees of freedom. We then analyze the correlations with the physical quantities. Enabling Mathematical Models optimized by linking Mathematical Models results of all situational awareness functions with real-time measurement results in "Situational Awareness Middleware" or similar software to evolve into algorithms and simulations that reflect real measurements. Built a real-time whip-based system using "situational awareness middleware" and "web-based situational awareness monitoring program". In addition to the simple measurement monitoring function, it is processed by artificial intelligence by linking "Algorithmization and Simulation reflecting real measurement" Implement monitoring and predictive control systems.
상기 데이터의 축적을 통하여 룩-업 테이블(look-up table)로 선박항해기록장치(VDR) 혹은 별도의 서버에 축적하고, 축적된 데이터는 환경외력 계측을 연동하거나 혹은 아니하더라도 "실시간 상황인식", "과거기록의 상황재현"과 "향후 예측기록 경우 수 대비의 상황예측"을 구현하기 위해 필요한 상황인식용 기준 데이터(reference data)로 활용한다. 또한, 축적된 data는 가상의 Simulation을 통하여 구조 진단 및 작업 평가 기능을 수행한다.
The data is accumulated in a ship navigation recorder (VDR) or a separate server as a look-up table, and the accumulated data is "real-time situation recognition" even if the external force measurement is linked or not. For example, it is used as reference data for situation recognition necessary to implement "situation of past records" and "situation for future prediction records." In addition, the accumulated data performs structural diagnosis and work evaluation through virtual simulation.
또한, 선체에 관련된 실계측 및 실계측을 반영한 선박의 유체역학적 환경 외력 및 이 유체역학적 환경 외력에 반응하는 선체 응력, 6자유도 운동 과 표류 위치를 관련하는 Simulator의 연구결과물을 다양한 선종을 포괄할 수 있는 시스템을 구현하기 위하여 소프트웨어 공학적 접근 하여, 비슷한 종류의 응용 개발을 위한 토대를 제공하는 개념인 선체 혹은 선박 관련 디자인용 소프트웨어 프레임워크 및 산술모델 개발 혹은 보완에 반영하여, 기능향상용으로 활용한다.
In addition, the hydromechanical external force of the ship reflecting the actual measurement and the actual measurement related to the hull, and the results of the study of the simulator related to the hull stress, the six degree of freedom motion and the drifting position in response to the hydrodynamic environmental external force may cover various ship types. The software engineering approach to implement the system can be applied to the development or supplement of software framework and arithmetic model for hull or ship design, which is the concept that provides the foundation for the development of similar kinds of applications. .
다음으로, 수조에서의 선형 실험 결과를 실선에 적용한다. 즉, 실험에서 측정된 측정치를 실제 측정치에 반영하여 보상(calibration)한다. 이에 대한 구체적인 내용은 이하에서 설명하는 바와 같다.
Next, the results of the linear experiments in the tank are applied to the solid line. In other words, the measured value measured in the experiment is reflected in the actual measured value and compensated. Details thereof will be described below.
1) 수조 또는 빙수조에서 선형 실험을 통하여 hull resistance를 측정한다. 흘수 및 트림의 변화에 의한 hull resistance를 측정하고, 6-dof 모션 영향의 계측치를 보상하여 추후 선체에 인가될 유체역학(hydro-dynamic) 에너지를 계측한다(예: 환경 내-외력을 측정하는 계측기기를 이용함). 이 경우, 고도/다층별로 조류/해류의 공간적 혹은 시간적 3차원 방향과 속도를 계측한다. 2) 선체 구조물에 인가된 유체역학 에너지를 계측한다. 이 경우, 압력센서, 스트레인센서, 가속도계 등을 이용하여 선체의 압력, 스트레인 데이터를 계측한다. 3) 선체에 인가된 후의 유체역학 에너지를 계측한다(예: 환경 내-외력을 측정하는 계측기기를 이용함). 이 경우, 고도/다층별로 조류/해류의 공간적 혹은 시간적 3차원 방향과 속도를 계측한다.
1) Measure hull resistance through linear experiment in water tank or ice water tank. Measures hull resistance due to changes in draft and trim, and measures hydro-dynamic energy to be applied later to the hull by compensating measurements of 6-dof motion effects (e.g., instruments measuring external-external forces in the environment) Group). In this case, the spatial and temporal three-dimensional directions and velocities of algae / currents are measured by altitude / multilayer. 2) Measure the hydrodynamic energy applied to the hull structure. In this case, pressure, strain data of the hull are measured using a pressure sensor, strain sensor, accelerometer, or the like. 3) Measure the hydrodynamic energy after being applied to the hull (e.g., using a measuring instrument that measures the internal and external forces). In this case, the spatial and temporal three-dimensional directions and velocities of algae / currents are measured by altitude / multilayer.
환경 내-외력을 측정하는 계측기기를 연동 혹은 아니하여 가해지는 환경외력에 의한 선박의 Natural Frequency, Harmonic Frequency, 유체 특성을 계측 및 추출할수 있다. 상기 계측 및 추출된 Natural Frequency, Harmonic Frequency, 유체 특성은 구조해석 방식과 연동하여 실시간 혹은 예측 제어하고, 이를 통하여 구조물에 가해지는 Natural Frequency, Harmonic Frequency 회피 및 피로 최소화하여 선박의 수명 연장을 위한 data로 활용된다.
It is possible to measure and extract the natural frequency, harmonic frequency, and fluid characteristics of a ship by the external force applied by interlocking or not measuring instrument that measures the internal / external force. The measured and extracted natural frequency, harmonic frequency, and fluid characteristics are linked to the structural analysis method in real time or predictive control, through which natural frequency and harmonic frequency applied to the structure are avoided and data are minimized to minimize fatigue. Are utilized.
시간과 공간정보 취득 기법 & Smart IMU를 본 구조물의 "상황인식화 한 6자유도 모션, 반응자세(response)와 표류 위치 계측 및 DB" 로 연동시키어, "환경외력 계측 연동 혹은 무연동" 하는 인공지능의 EEOI/EEDI/DPS 용 Monitoring, Adviser System, and/or Automated Control System을 활용하여 자세 제어/motion Control한다.The artificial intelligence that interlocks the time and spatial information acquisition technique and the Smart IMU with the 6-degree-of-freedom motion, response posture and drift position measurement and DB of the structure, and the interlocking or non-interlocking of external force measurement. Posture control / motion control using intelligent EEOI / EEDI / DPS Monitoring, Adviser System, and / or Automated Control System.
이상에서 설명한 1), 2), 3)의 순서에 따라, 선체에 인가될 유체역학 에너지의 공간적 혹은 시간적 3차원 방향과 속도를 미리 측정하고 이를 선체에 반영하여, 인가 시점에서의 선체의 유체역학 반응 수치산술모델/Mathematical Models를 활용하여 선체의 유체역학적 반응을 예측하고, 이 유체역학적 반응의 실계측을 비교하여, 최적화된 유체역학 반응 모델을 개발하고 이를 실시간으로 최적화한다. 즉, 선체에 인가될 유체역학 에너지의 계측 결과를 보상(calibration)하여 최적화된 동적 포지셔닝(dynamic positioning) 혹은 항해 경로를 결정할 수 있는 것이다.
According to the procedures 1), 2), and 3) described above, the spatial or temporal three-dimensional direction and velocity of the hydrodynamic energy to be applied to the hull are measured in advance and reflected to the hull, thereby the fluid dynamics of the hull at the time of application. Reaction hydrodynamic models are used to predict the hydrodynamic response of the hull, compare the actual measurements of the hydrodynamic response, develop an optimized hydrodynamic response model and optimize it in real time. In other words, it is possible to determine an optimized dynamic positioning or navigation route by calibrating the measurement result of the hydrodynamic energy to be applied to the hull.
DP Boundary 조건 충족 제어시, 상기 선박의 본/복합 개별구조물중 (예, Subsea Structure/Riser/Drill Rig, Hawser Line &/or Mooring Line 우선, 다음 non-subsea structure/Flare Tower, Top-side, & Hull, ..) 에 우선 대상 구조물들의 순위를 반영하여 피로 최소화 우선 순위를 결정하고, DPS 혹은 EEOI/EEDI의 제어 효율이 가장 크게 되도록 운영한다.
When controlling to meet DP boundary conditions, among the main / composite individual structures of the vessel (e.g., Subsea Structure / Riser / Drill Rig, Hawser Line & / or Mooring Line, first non-subsea structure / Flare Tower, Top-side, & The priority of minimizing fatigue is determined by reflecting the priority of the target structures in Hull, ..), and operate to maximize the control efficiency of DPS or EEOI / EEDI.
EEOI/EEDI 조건 충족 제어 시, 상기 본/복합 구조물들 중에 우선 대상 구조물들의 순위를 반영하여(예, Rudder, Thruster, Propeller RPM, Ballistic, Fuel &/or Storage Tank, Wind Sail, Mooring Line Tensioner, Riser &/or its Tensioner ) 피로 최소화 우선 순위를 결정하고, DPS 혹은 EEOI/EEDI의 제어 효율이 가장 크게 되도록 운영 혹은 정량적인 EEDI를 계측 한다.
In the control of meeting EEOI / EEDI conditions, the priority of the target structures among the main / composite structures is reflected (for example, Rudder, Thruster, Propeller RPM, Ballistic, Fuel & / or Storage Tank, Wind Sail, Mooring Line Tensioner, Riser & / or its tensioner) Determines fatigue minimization priorities and measures operational or quantitative EEDIs to maximize control efficiency of DPS or EEOI / EEDI.
한편, 공기(바람)에 의하여 선체에 가해지는 벡터와 유체(해류/조류)에 의하여 선체에 가해지는 벡터는 서로 다르다. 환경외력을 실시간 계측 혹은 아니하여도, 유사한 구조물에서 계측되는 정보를 공유 및 활용하여 공기(바람) 혹은 유체(해류/조류)의 예측 혹은 실시간으로 선체에서 취득된 벡터와 선박의 가해지는 6자유도 자세 응답의 예측과 실 계측 벡터 데이터들의 수치를 실시간으로 취득, 저장 및 비교하여 선체의 6자유도 자세 응답의 예측 및 수치 축출화한 알고리즘을 최적화한다. 상기 데이터들을 매년 주기로 취득 및 저장하고, 유사한 구조물의 계측되는 정보를 공유 및 활용하여 오차범위를 자동적으로 줄인다.
On the other hand, the vector applied to the hull by air (wind) and the vector applied to the hull by fluid (current / algae) are different from each other. Six degrees of freedom of the vector and vessels obtained from the hull in real time or by forecasting air (wind) or fluid (currents / algae) by sharing and utilizing information measured in similar structures without real-time measurement of environmental external forces. Prediction of posture response and numerical values of real measurement vector data are acquired, stored and compared in real time to optimize the six-degree-of-freedom posture response and numerically extracted algorithm. The data are acquired and stored every year, and the error range is automatically reduced by sharing and utilizing the measured information of similar structures.
본 발명에 따르면 유체역학 에너지에 의하여 실제 선박이 움직이는 공간적 혹은 시간적 3차원 방향을 예측할 수 있다. 이렇게 예측된 결과에 따라, 계류 중인 선박의 경우 러더(rudder)의 방향을 컨트롤하여 6자유도 운동이 최소화 될 수 있도록 포지셔닝 해주며, 항해 중인 선박의 경우 러더의 방향을 컨트롤하여 유체역학에 의한 힘을 보상하여 최적화된 항로로 운전 가능하게 한다(도 3). 이 경우, 러더 형태는 도 4와 같이 프로펠러와 독립적이거나 일체형으로 할 수 있다.
According to the present invention, it is possible to predict a spatial or temporal three-dimensional direction in which a real ship moves by hydrodynamic energy. According to the predicted results, the mooring vessel controls the direction of the rudder to minimize the 6 degree of freedom movement, while the sailing vessel controls the direction of the rudder to control the rudder force. Compensation to enable driving to the optimized route (Fig. 3). In this case, the rudder shape may be independent or integral with the propeller as shown in FIG. 4.
한편, 선박 운항 중 유체역학적 환경 외력 및 선체 응력에 의하여 선체에 생기는 parasitic rolling에 의하여 선박이 전복되거나 선박이 싣고 있는 운송물이 떨어질 위험이 있다. 이 경우, 선박의 함미 아래쪽에 키를 1개 이상을 설치하여 parasitic rolling을 감소시킬 수 있다(도 1의 아래 그림). 선체가 parasitic rolling에 의하여 좌우로 흔들릴 경우 함미 쪽의 키에 의한 마찰에 의하여 parasitic rolling을 줄일 수 있는 것이다.
On the other hand, there is a risk that the ship may be overturned or the cargo carried by the ship may fall due to parasitic rolling caused by the hydrodynamic environmental force and the hull stress during the ship's operation. In this case, parasitic rolling can be reduced by installing one or more keys under the ship's stern (figure 1 below). If the hull swings from side to side due to parasitic rolling, the parasitic rolling can be reduced by the friction of the keys on the side of the ship.
계류라인(mooring line), 친환경 연료절감용 돗/세일의 구조 지지대 및 연결 cable (Sail line)에 전기식 혹은 광계측방식을 이용하여 유체역학의 복합 에너지(coupled energy)에 의한 변화를 모니터링 할 수 있다. 상기 모니터링 데이터를 바탕으로 유체역학의 복합 에너지를 역으로 예측할 수도 있다. 계류라인의 유체역학에 의한 선박에 발생하는 6자유도 반응모션 (Heading, Sway, Surge, Heave, Rolling & Pitching, &/or Yawing Motion)과 환경외력 혹은 복합 구조물의 복합 에너지(coupled energy)를 실시간 피로 실 계측 혹은 산술의 수치 결과와 연동하여 대상 구조물들의 우선 순위를 반영하고, DP 혹은 EEOI/EEDI 제어를 가장 효율 있게 제어함으로써 상기 선박의 본/복합 개별구조물에 가해지는 힘과 관성/탄성의 복합적인 운동에너지 (예, Hogging, Sagging & Torsion 등)를 최소화한다. 이처럼 예측된 유체역학의 복합 에너지를 통하여 루더/Rudder, 트러스터/Thruster, 추진용 프로펠러/Propeller RPM, Ballistic, Fuel &/or Storage Tank, Wind Sail, Mooring/Riser Line Tensioner, 돗/세일의 구조 지지대 및 연결 cable (Sail line)등을 이용하여 예측된 동적 포지셔닝을 할 수 있다.
It is possible to monitor changes due to the combined energy of hydrodynamics by using electrical or photometric methods on mooring lines, eco-friendly fuel-saving do / sail structural supports, and connecting cables (sail lines). . Based on the monitoring data, the complex energy of the hydrodynamics may be reversely predicted. The six degree of freedom reaction motion (Heading, Sway, Surge, Heave, Rolling & Pitching, & / or Yawing Motion) generated by the hydrodynamics of the mooring line and the environmental energy or the combined energy of the complex structure in real time The force and inertia / elasticity of the vessel's bone / composite individual structures are reflected by reflecting the priority of the target structures in conjunction with the numerical results of fatigue room measurement or arithmetic, and by controlling DP or EEOI / EEDI control most efficiently. Minimize kinetic energy (eg Hogging, Sagging & Torsion, etc.) Through these predicted hydrodynamic complex energies, Rudder / Rudder, Truster / Thruster, Propeller / Propeller RPM, Ballistic, Fuel & / or Storage Tank, Wind Sail, Mooring / Riser Line Tensioner, Dow / Sail Structural Support And predicted dynamic positioning using a connection cable (Sail line).
Off-Loading 또는 접안시에도, 유체역학적?? 환경외력 (예, Hydro- & Aero-Dynamic Energy)에 의해 구조물에 발생하는 6자유도 반응모션 (Heading, Sway, Surge, Heave, Rolling & Pitching, &/or Yawing Motion) 계측결과를 구조해석과 연동하고, 상황판단의 우선순위 혹은 중요도를 감안한 OffLoading 라인의 실시간 혹은 예측 제어를 통하여 독립적 혹은 복합적으로 인가되는 힘(Pipe line, Pump, 인입형 텐셔너, 라이저, 계류라인, 하우저, OffLoading 라인의 관성 및 탄성)을 최소화 한다.
Even when off-loading or berthing, hydrodynamic Interlock with structural analysis and measurement results of 6 degrees of freedom reaction motion (Heading, Sway, Surge, Heave, Rolling & Pitching, & / or Yawing Motion) generated in the structure by environmental external force (e.g. Hydro- & Aero-Dynamic Energy) Independent or complex forces (Pipe line, Pump, Retractable tensioner, Riser, Mooring line, Hauser, OffLoading line inertia and elasticity) through real-time or predictive control of offloading line considering priority or importance of situation determination Minimize).
한편, 본 발명의 경우, 선박 혹은 유사구조물의 모니터링을 반영한 예측된(predictive) 동적 포지셔닝을 통하여 해양구조물에 가해지는 손상 및 피로를 최소화할 수 있으며, 이러한 결과로 해양구조물의 수명을 좀 더 늘릴 수 있다.
Meanwhile, in the present invention, damage and fatigue applied to offshore structures can be minimized through predictive dynamic positioning reflecting monitoring of ships or similar structures, and as a result, the life of offshore structures can be further extended. have.
한편, 선체에 인가되거나 인가될 유체역학 에너지를 측정함에 있어서, hull 자체에서 wave monitoring은 선체 옆면에(90도 각도 혹은 아닐 수 있음) 3축 strain/압력 센서를 설치하여 측정된 데이터를 분석하여 해류/조류의 벡터를 추출한다(도 1). 도 1처럼 선체 옆면의 수면과 닿는 부분에 3축 strain/압력 센서를 설치한다. 3축 strain/압력 센서는 선박의 옆면 전체에 일정한 간격으로 설치한다. 선박이 정박, 계류, 혹은 항해 중일 경우는 선체 옆면의 3축 strain 값을 측정할 경우 계측 포인트에서 가장 큰 수치가 나오는 쪽에서 파도가 오고 있다는 것을 알 수 있다. 파도의 공간적 혹은 시간적 3차원 방향뿐만 아니라 파도에 의한 strain 값을 계산하여 파도의 속도를 유추해 낼 수도 있다. 운항 중인 선박에서의 경우에는 선박의 속도, 운항방향 및 6-dof 모션의 계측치를 보상하여 선체에 측정되는 파도의 공간적 혹은 시간적 3차원 방향 및 속도를 측정할 수 있다.
On the other hand, in measuring the hydrodynamic energy applied to or applied to the hull, wave monitoring in the hull itself is carried out by installing a 3-axis strain / pressure sensor on the side of the hull (which may or may not be 90 degrees) to analyze the measured data Extract the vector of algae (FIG. 1). As shown in Figure 1, the three-axis strain / pressure sensor is installed on the part of the hull side contact with the water surface. Triaxial strain / pressure sensors are installed at regular intervals across the ship's side. If the vessel is anchored, mooring, or sailing, the three-axis strain on the side of the hull indicates that the wave is coming from the side with the largest reading at the measurement point. The speed of waves can also be derived by calculating the strain values of the waves as well as the spatial or temporal three-dimensional directions of the waves. In the case of a ship in service, measurements of the ship's speed, direction and 6-dof motion can be compensated to measure the spatial or temporal three-dimensional direction and speed of the waves measured on the hull.
한편, hull deck에서는 파고 및 파고 주기를 계측한다. 도 5에서 센서는 선체 옆면에 높이의 차이를 두어 설치된다. 파도의 높이에 의하여 각 센서에서 측정되는 데이터를 분석하여 파도의 높이를 추출할 수 있다. 각 높이의 센서들에서 가장 높은 곳에서 측정되는 센서의 높이가 파도의 높이가 되며, 계측되는 측정값의 주기를 측정하면 파도의 주기 또한 측정 가능하다.
On the other hand, the hull deck measures digging and digging cycles. In Figure 5 the sensor is installed with a difference in height on the side of the hull. The height of the wave can be extracted by analyzing the data measured by each sensor based on the height of the wave. The height of the sensor measured at the highest point of each height sensor is the height of the wave, and the period of the wave can also be measured by measuring the period of the measured measurement value.
플로팅 매트 결합체의 하나 이상의 위치에 전기식 혹은 광계측방식을 인입하여 Sloshing에 의해 부유 시 발생하는 플로팅 매트 결합체의 부하, 스트레인, 변형, 변위, 피로, 미세 균열/Micro Crack, 진동, 주파수를 계측하다. Tank의 벽사이에도 전기식 혹은 광계측방식을 인입하여 유체의 Sloshing에 의한 플로팅 매트와 Tank 벽사이의 충격에 의한 부하, 스트레인, 변형, 변위, 피로, 미세 균열/Micro Crack, 진동, 주파수를 측정한다.
Electrical or photometric methods are introduced into one or more positions of the floating mat assembly to measure the load, strain, deformation, displacement, fatigue, micro-crack, vibration, and frequency of the floating mat assembly when floating by sloshing. Electrical or photometric methods are introduced between the tank walls to measure loads, strains, deformations, displacements, fatigue, micro cracks, vibrations, and frequencies due to impacts between the floating mat and the tank walls due to fluid sloshing. .
플로팅 매트 단위체는 액화천연가스를 포함한 액체 내에서 부유 가능한 구조 혹은 재질이며, LNG Tank, Ballast Tank등에 적용 가능하며, 매트의 크기는 Tank안의 채워지는 물질의 최대량을 고려하여 최적화된 크기와 형상으로 사용되어 Sloshing을 최소화 하는 동시에 매트와 Tank의 Sloshing에 의한 충격 또한 최소화 한다.
Floating mat unit is a structure or material that can be suspended in a liquid including liquefied natural gas, and can be applied to LNG tanks, ballast tanks, etc., and the size of the mat is optimized in size and shape considering the maximum amount of material to be filled in the tank. It minimizes sloshing and minimizes impact by sloshing of mat and tank.
선체와 Tank의 계측도 중요하지만 Slamming에 의한 선체 응답과 Sloshing에 의한 Tank 응답은 같지 않기 때문에 전기식 혹은 광계측방식을 이용하여 선체와 Tank의 이음부에서의 부하, 스트레인, 변형, 변위, 피로, 미세 균열/Micro Crack, 진동, 주파수를 계측하여 안전 진단 과 제어를 통한 선체와 Tank 사이의 충격을 최소화하는 데이터로 활용한다.
The measurement of hull and tank is important, but the response of hull by slamming and tank response by sloshing are not the same. Therefore, the load, strain, deformation, displacement, fatigue, and fineness at the joint of hull and tank using electric or optical measurement method By measuring crack / micro crack, vibration and frequency, it is used as data to minimize the impact between the hull and tank through safety diagnosis and control.
상기 계측 된 Slamming에 의한 선체 응답과 Sloshing에 의한 Tank 응답 데이터 (환경외력 포함)는 수치산술모델/Mathematical Models 해석과 연동하여 Mathematical Models 최적화 & 인공지능 Algorithm으로 진화하고, 해석 & 진화된 결과는 룩-업 테이블(look-up table)로 선박항해기록장치(VDR) 혹은 별도의 서버에 축적되어 구조물의 자세 (예, 조선해양- Heading Direction/Ruder, Thruster, Huls /Ballast Tank, Mooring Line Tension Control; 풍력- Blade Pitch & Yaw Control, Tower, Jacket, Foundation, Huls /Ballast Tank, Mooring Line Tension Control;..)를 제어하여 구조물에 가해지는 손상 최소화를 한다. 또한 축적된 데이터는 환경외력 계측을 연동하거나 혹은 아니하더라도 "실시간 상황인식", "과거기록의 상황재현"과 "향후 예측기록 경우 수 대비의 상황예측"을 구현하기 위해 필요한 상황인식용 기준 데이터(reference data)로 활용한다. 또한, 축적된 data는 가상의 Simulation을 통하여 구조 진단 및 작업 평가 기능을 수행한다.
The measured hull response by Slamming and tank response data by Sloshing (including environmental external forces) are evolved into Mathematical Models Optimization & AI Algorithm in conjunction with numerical arithmetic model / Mathematical Models analysis. As a look-up table, it is accumulated in a VDR or a separate server, and the posture of the structure (e.g., Shipbuilding-Heading Direction / Ruder, Thruster, Huls / Ballast Tank, Mooring Line Tension Control; Wind Power) -Minimize damage to structure by controlling Blade Pitch & Yaw Control, Tower, Jacket, Foundation, Huls / Ballast Tank, Mooring Line Tension Control; ..). In addition, the accumulated data can be linked to the environmental external force measurement or not, and the situational reference data required to implement the "real-time situation recognition", "the situation representation of the past record" and "the situation prediction of the number of future prediction records" ( reference data). In addition, the accumulated data performs structural diagnosis and work evaluation through virtual simulation.
한편, wave radar를 활용하면 수백 미터 거리의 파랑, 파고, 주기, 파도의 속도 및 방향을 계측하여 선체에 미칠 유체역학을 계산할 수 있다. Smart IMU, 시간과 공간정보 및 형상 취득 기법, X-band 혹은 S-band Radar를 이용하여 충돌 방지뿐만 아니라, 파랑/파고 측정 및 Wave motion을 예측하고, Smart IMU 1개 혹은 그 이상을 이용하여 선체의 6자유도 모션 뿐만 아니라 Hogging, Sagging, Torsion까지 계측하고, 시간과 공간정보 취득 기법을 이용하여 선박의 이동 거리 및 좌표 계측 위성의 환경외력 data를 Radar 및 IMU data와 연동하여 Hull의 피로 최소화한다.
On the other hand, wave radar can be used to calculate the hydrodynamics of the hull by measuring the wave, wave, period, wave velocity and direction at several hundred meters. Smart IMU, time and spatial information and shape acquisition technique, X-band or S-band Radar to prevent collision, predict wave / wave measurement and wave motion, and use one or more Smart IMUs to hull It measures not only 6 degrees of freedom motion but also hogging, sagging, and torsion, and minimizes Hull fatigue by interlocking environmental external force data of ship's moving distance and coordinate measurement satellite with radar and IMU data by using time and spatial information acquisition technique. .
상기 산술의 알고리즘 혹은 Simulator에 실계측 수치를 지속적으로 반영하고, 최적화된 예측 진행의 Simulator로 진화를 한다. EEOI/EEDI/ DP Boundary / Risers (SCR, TTR, Tendon) /Lowering / ROV/ Drill Rig 에 예측 프로시져의 알고리즘 혹은 Simulator반영하여 대체하고, 지속적인 진화를 통하여 자동학습의 기법을 활용한 자동화를 할 수 있다.
The actual measurement value is continuously reflected in the arithmetic algorithm or simulator and evolved into an optimized prediction progress simulator. EEOI / EEDI / DP Boundary / Risers (SCR, TTR, Tendon) / Lowering / ROV / Drill Rig can be replaced by reflecting the algorithm or simulator of the prediction procedure, and it can be automated using the automatic learning technique through continuous evolution. .
(1) Radar를 이용하여 파고, 파랑, 주기, 파도의 속도 및 방향을 측정하되, Radar의 Polar 이미지 수집은 32개로 한정되지 않으며, 실시간 동적 이미지 프로세싱을 하기 위해서 새로운 Polar 이미지를 받고, 대신 첫번째 혹은 제일 오래된 Polar 이미지를 버리고 실시간 동적 이미지 프로세싱을 한다.(1) Measure the speed and direction of wave, blue, period, and wave using Radar, but Radar's polar image collection is not limited to 32, and receive a new Polar image for real-time dynamic image processing. Discard the oldest Polar image and do real-time dynamic image processing.
(2) 충돌 방지, 파랑/파고 측정 및 Wave motion 예측 기능을 연동한다.(2) Interlock with collision avoidance, wave / wave height measurement, and wave motion prediction.
(3) RF 1x2 Splitter 혹은 RF 증폭기를 활용하여 기존의 X-Band 혹은 S-Band 충돌방지용 Radar를 이용한다.(3) Use existing X-Band or S-Band collision avoidance Radar by using RF 1x2 Splitter or RF Amplifier.
(4) 6DOF Motion Compensated X-Band Wave Radar Doppler, Time of Flight & 영상 이음(Image Overlay) 방식 을 이용한다.
(4) 6DOF Motion Compensated X-Band Wave Radar Doppler, Time of Flight & Image Overlay.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시 예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, substitutions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims. will be. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention and the accompanying drawings are intended to illustrate and not to limit the technical spirit of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments and accompanying drawings. The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
Claims (54)
Time-of-Flight Method 측정 원리를 이용하여 선체에 인가될 선체 주위(예: 전, 중, 후)의 유체역학 에너지의 공간적 혹은 시간적 3차원 방향과 속도를 실제 측정하는 제 2 단계 및;
제 2 단계의 실제 측정치를 제 1 단계의 룩-업 테이블에 반영하여 선체에 실제 인가될 힘을 유체역학 반응 모델 테스트로 활용하여 선체의 유체역학적 반응을 예측하고, 지속적인 실시간 측정 및 예측된 힘을 감안하여 실시간으로 최적화한 동적 자세 제어 혹은 항해 경로하는 제 3 단계;
의 순서에 따라, 산술수치모델과 실계측수치와 연동을 하기와 같이 진행을 한여, 지속적인 최적화를 자동화 까지 진행을 한다; 선체에 인가될 유체역학 에너지의 공간적 혹은 시간적 3차원 방향과 속도를 미리 측정하고 이를 선체에 반영하여, 인가 시점에서의 선체의 유체역학 반응 모델 테스트를 활용하여 선체의 유체역학적 반응을 예측하고, 이 유체역학적 반응의 실계측을 비교하여, 최적화된 유체역학 반응 모델을 개발하고 이를 실시간으로 최적화한 동적 포지셔닝 혹은 항해 경로를 결정하는 것을 특징으로 하는, 항해 또는 계류 중인 선박의 유체역학적 환경 내-외력, 선체 응력, 6자유도운동 및 표류 위치를 실시간 모니터링 & 제어 함을 통한 선박의 연료절감 및 안전운항 방법.A first step of acquiring data on the force exerted by the flow of the fluid on the hull through a linear experiment in a water tank or an ice tank, and looking-up a table by accumulating data;
A second step of actually measuring a spatial or temporal three-dimensional direction and velocity of hydrodynamic energy around the hull (eg, before, middle and after) to be applied to the hull using a time-of-flight method measurement principle;
Reflect the actual measurement of the second stage to the look-up table of the first stage to use the actual force applied to the hull as a hydrodynamic response model test to predict the hydrodynamic response of the hull, and to provide continuous real-time measurement and the predicted force A third step of optimizing dynamic attitude control or navigation route in real time;
In order to proceed with the arithmetic numerical model and the actual measurement value as follows, the continuous optimization to the automation; Pre-measure the spatial or temporal three-dimensional direction and velocity of the hydrodynamic energy to be applied to the hull and reflect it to the hull, using the hydrodynamic response model test of the hull at the time of application to predict the hydrodynamic response of the hull. Comparing the actual measurements of hydrodynamic reactions, developing an optimized hydrodynamic response model and determining dynamic positioning or navigational paths that optimize it in real time, the hydrodynamic environment internal and external forces of a sailing or mooring vessel, Fuel saving and safe operation method of ship through real time monitoring & control of hull stress, 6 degree of freedom motion and drifting position.
제 1 단계에서, 전기식 혹은 광계측방식, 환경 내-외력을 측정하는 계측기기, 시간과 공간정보 및 형상 취득 기법, Smart IMU 중 어느 하나 이상을 이용하여 유체운동을 공간적 혹은 시간적 3차원으로 실 계측하는 것을 특징으로 하는, 항해 또는 계류 중인 선박의 유체역학적 환경 내-외력, 선체 응력, 6자유도운동 및 표류 위치를 실시간 모니터링 & 제어 함을 통한 선박의 연료절감 및 안전운항 방법.The method of claim 1,
In the first step, real-time measurement of fluid motion in spatial or temporal three dimensions using any one or more of electrical or photometric methods, measuring instruments for measuring the internal and external forces, time and spatial information and shape acquisition techniques, and Smart IMU A method of reducing fuel consumption and safe operation of a ship through real-time monitoring & control of the external force, hull stress, six degree of freedom movement and drifting position of the hydrodynamic environment of a sailing or mooring ship.
제 1 단계에서, 전기식 혹은 광계측방식 기능의 구성이 독립적인 계측기기들의 통합 계측 및 제어 방식 혹은 통합기능연동의 복합 계측 및 제어 기기를 이용하여 선박의 부하, 스트레인, 변형, 변위, 피로, 미세 균열/Micro Crack, 진동, 주파수를 측정하는 것을 특징으로 하는, 항해 또는 계류 중인 선박의 유체역학적 환경 내-외력, 선체 응력, 6자유도운동 및 표류 위치를 실시간 모니터링 & 제어 함을 통한 선박의 연료절감 및 안전운항 방법.The method of claim 1,
In the first phase, the vessel's load, strain, deformation, displacement, fatigue, and fineness can be achieved by using integrated measurement and control of measurement instruments that are independent of the configuration of electrical or photo-measuring functions, or complex measurement and control devices of integrated functional integration. Reducing fuel in ships through real-time monitoring & control of hydrodynamic, hull stress, six degree of freedom motion and drifting position in the hydrodynamic environment of a sailing or mooring ship, characterized by measuring cracks / micro cracks, vibrations and frequencies And safe operation methods.
제 2 단계는 상기 선박과 유사구조물에 관한 측정 결과를 활용하는 것을 특징으로 하는, 항해 또는 계류 중인 선박의 유체역학적 환경 내-외력, 선체 응력, 6자유도운동 및 표류 위치를 실시간 모니터링 & 제어 함을 통한 선박의 연료절감 및 안전운항 방법.The method of claim 1,
The second step is to monitor and control in real time the external force, hull stress, six degree of freedom motion and drifting position in the hydrodynamic environment of the sailing or mooring vessel, characterized by utilizing the measurement results for the vessel and similar structures. Fuel saving and safe operation of ships through
제 2 단계는,
CFD 선형테스트를 통하여 흘수 및 트림의 변화에 의한 hull resistance를 측정하고, 6-dof 모션 영향의 계측치를 보상하여 추후 선체에 인가될 유체역학 에너지를 계측하는 제 2-1 단계;
압력센서, 스트레인센서, 가속도계 등을 이용하여 선체의 압력, 스트레인 데이터를 계측하는 제 2-2 단계 및;
선체에 인가된 후의 유체역학 에너지를 계측하는 제 2-3 단계;
를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 항해 또는 계류 중인 선박의 유체역학적 환경 내-외력, 선체 응력, 6자유도운동 및 표류 위치를 실시간 모니터링 & 제어 함을 통한 선박의 연료절감 및 안전운항 방법.The method of claim 1,
The second step is
A second step of measuring hull resistance due to changes of draft and trim through CFD linear test, and measuring hydrodynamic energy to be applied to the hull later by compensating a measure of 6-dof motion influence;
A second step of measuring pressure and strain data of the hull using a pressure sensor, a strain sensor, an accelerometer, and the like;
Measuring the hydrodynamic energy after being applied to the hull;
Reducing the fuel and safe operation method of the ship through the real-time monitoring and control of the hydrodynamic environment, external force, hull stress, six degree of freedom movement and drifting position of the hydrodynamic environment of the sailing or mooring vessel.
제 2 단계에서, 환경 내-외력을 측정하는 계측기기에서 측정된 데이터는 전산유체역학/CFD의 Simulation 입력 조건을 최대로 상황 인식하여 선체의 거동 및 자유도(Degree of Freedom) 움직임, 물리량들과 상관관계를 분석하는 것을 특징으로 하는, 항해 또는 계류 중인 선박의 유체역학적 환경 내-외력, 선체 응력, 6자유도운동 및 표류 위치를 실시간 모니터링 & 제어 함을 통한 선박의 연료절감 및 안전운항 방법.The method of claim 1,
In the second stage, the measured data from the measuring instrument measuring the internal and external forces are maximally recognized by the simulation input conditions of the computational fluid dynamics / CFD and the hull behavior and degree of freedom movement, physical quantities and A method of fuel saving and safe operation of a vessel through real-time monitoring & control of hydrodynamic environment, hull stress, six degree of freedom motion and drifting position of a hydrodynamic environment of a sailing or mooring vessel.
제 2 단계에서, 상기 "상황인식 미들웨어" 혹은 유사한 기능의 소프트웨어에서의 모든 상황인식 기능의 Mathematical Models 결과와 실시간 계측결과를 연동하여 최적화한 Mathematical Models을 실 계측을 반영한 알고리즘화 및 Simulation 으로 진화하는 것을 특징으로 하는, 항해 또는 계류 중인 선박의 유체역학적 환경 내-외력, 선체 응력, 6자유도운동 및 표류 위치를 실시간 모니터링 & 제어 함을 통한 선박의 연료절감 및 안전운항 방법.The method of claim 1,
In the second step, the evolution of Mathematical Models optimized by linking Mathematical Models results of all situational awareness functions and real-time measurement results in the "Context Aware Middleware" or similar function software to algorithmization and simulation reflecting real measurements A method of fuel saving and safe operation of a vessel through real-time monitoring & control of the external force, hull stress, six degree of freedom movement and drifting position in the hydrodynamic environment of a sailing or mooring vessel.
제 2 단계에서, 고도별로 차별화된 조류 및 해류의 공간적 혹은 시간적 3차원 방향과 속도를 계측하는 것을 특징으로 하는, 항해 또는 계류 중인 선박의 유체역학적 환경 내-외력, 선체 응력, 6자유도운동 및 표류 위치를 실시간 모니터링 & 제어 함을 통한 선박의 연료절감 및 안전운항 방법.The method of claim 1,
In the second stage, the spatial or temporal three-dimensional direction and velocity of algae and currents differentiated by altitude are measured, in- and external forces, hull stresses, six degrees of freedom motion and drifting, in the hydrodynamic environment of a sailing or mooring vessel. How to save fuel and safe operation of vessel through real-time monitoring & control of position.
제 1 단계에서, 환경 내-외력을 측정하는 계측기기를 연동 혹은 아니하여 가해지는 환경외력에 의한 선박의 Natural Frequency, Harmonic Frequency, 유체 특성을 계측 및 추출할수 있다. 상기 계측 및 추출된 Natural Frequency, Harmonic Frequency, 유체 특성은 구조해석 방식과 연동하여 실시간 혹은 예측 제어하고, 이를 통하여 구조물에 가해지는 Natural Frequency, Harmonic Frequency 회피 및 피로 최소화하여 선박의 수명 연장을 위한 data로 활용하는 것을 특징으로 하는, 항해 또는 계류 중인 선박의 유체역학적 환경 내-외력, 선체 응력, 6자유도운동 및 표류 위치를 실시간 모니터링 & 제어 함을 통한 선박의 연료절감 및 안전운항 방법.The method of claim 1,
In the first step, it is possible to measure and extract the natural frequency, harmonic frequency, and fluid characteristics of the vessel by the environmental external force applied by interlocking or not measuring instrument that measures the internal-external force. The measured and extracted natural frequency, harmonic frequency, and fluid characteristics are linked to the structural analysis method in real time or predictive control, through which natural frequency and harmonic frequency applied to the structure are avoided and data are minimized to minimize fatigue. A method of reducing fuel consumption and safe operation of a vessel through real-time monitoring & control of the external force, hull stress, six degree of freedom movement and drifting position of the hydrodynamic environment of a sailing or mooring vessel.
제 2-3 단계에서, 환경 내-외력을 측정하는 계측기기를 이용하는 것을 특징으로 하는, 항해 또는 계류 중인 선박의 유체역학적 환경 내-외력, 선체 응력, 6자유도운동 및 표류 위치를 실시간 모니터링 & 제어 함을 통한 선박의 연료절감 및 안전운항 방법.The method of claim 5, wherein
In step 2-3, real-time monitoring & control of the hydrodynamic environment-external force, hull stress, six degree of freedom motion and drifting position of the hydrodynamic environment of a sailing or mooring vessel Fuel saving and safe operation of ships through
제 2-3 단계에서, 고도/다층별로 조류/해류의 공간적 혹은 시간적 3차원 방향과 속도를 공간적 혹은 시간적 3차원으로 계측하는 것을 특징으로 하는, 항해 또는 계류 중인 선박의 유체역학적 환경 내-외력, 선체 응력, 6자유도운동 및 표류 위치를 실시간 모니터링 & 제어 함을 통한 선박의 연료절감 및 안전운항 방법.The method of claim 5, wherein
In the step 2-3, the hydrodynamic environment-external force of the sailing or mooring vessel, characterized by measuring the spatial or temporal three-dimensional direction and velocity of tidal currents / currents by altitude / multi-layer, Fuel saving and safe operation method of ship through real time monitoring & control of hull stress, 6 degree of freedom motion and drifting position.
Time-of-Flight Method 측정 원리를 이용하여 선체에 인가될 선체 주위(예: 전, 중, 후)의 유체역학 에너지의 공간적 혹은 시간적 3차원 방향과 속도를 실제 측정하는 제 2 단계 및;
제 2 단계의 실제 측정치를 제 1 단계의 룩-업 테이블에 반영하여 선체에 실제 인가될 힘을 유체역학 반응 모델 테스트로 활용하여 선체의 유체역학적 반응을 예측하고, 지속적인 실시간 측정 및 예측된 힘을 감안하여 실시간으로 최적화한 동적 자세 제어 혹은 항해 경로하는 제 3 단계;
선체에 실제 인가된 힘을 계측하는 제 4 단계;
제 3 단계의 예측된 힘과 제 4 단계의 실제 인가된 힘을 비교하는 반복적 과정을 통하여, 제 4 단계의 실제 인가된 힘과의 차이가 최소로 되는 예측된 힘에 대한 데이터를 취득하고, 데이터 축적을 통하여 이를 룩-업 테이블화 시키는 제 5 단계;
제 5 단계의 룩-업 테이블을 바탕으로 선체의 유체역학적 반응을 예측하는 제 6 단계;
선체의 실제 유체역학적 반응을 계측하는 제 7 단계;
제 6 단계의 예측된 유체역학적 반응과 제 7 단계의 실제 계측된 유체역학적 반응을 비교하는 반복적 과정을 통하여, 제 7 단계의 실제 계측된 유체역학적 반응과의 차이가 최소로 되는 예측된 유체역학적 반응에 대한 데이터를 취득하고, 데이터 축적을 통하여 선체의 최적화된 유체역학적 반응 예측 모델 및 Simulator 을 개발하는 제 8 단계 및;
제 8 단계의 지속적인 진화를 자동학습의 기법을 활용하여, 자동화 하는 방법으로 최적화된 유체역학적 반응 예측 모델을 감안하여 최적화된 동적 포지셔닝 혹은 항해 경로를 결정하는 제 9 단계;
를 포함하는, 항해 또는 계류 중인 선박의 유체역학적 환경 내-외력, 선체 응력, 6자유도운동 및 표류 위치를 실시간 모니터링 & 제어 함을 통한 선박의 연료절감 및 안전운항 방법.A first step of acquiring data on the force exerted by the flow of the fluid on the hull through a linear experiment in a water tank or an ice tank, and looking-up a table by accumulating data;
A second step of actually measuring a spatial or temporal three-dimensional direction and velocity of hydrodynamic energy around the hull (eg, before, middle and after) to be applied to the hull using a time-of-flight method measurement principle;
Reflect the actual measurement of the second stage to the look-up table of the first stage to use the actual force applied to the hull as a hydrodynamic response model test to predict the hydrodynamic response of the hull, and to provide continuous real-time measurement and the predicted force A third step of optimizing dynamic attitude control or navigation route in real time;
A fourth step of measuring force actually applied to the hull;
Through an iterative process of comparing the predicted force of the third stage with the actual applied force of the fourth stage, data about the predicted force at which the difference from the actual applied force of the fourth stage is minimized is obtained, and the data A fifth step of looking-up tabled through accumulation;
A sixth step of predicting the hydrodynamic response of the hull based on the look-up table of the fifth step;
A seventh step of measuring the actual hydrodynamic response of the hull;
Through an iterative process of comparing the predicted hydrodynamic response of the sixth step with the actual measured hydrodynamic reaction of the seventh step, the predicted hydrodynamic reaction with a minimum difference from the actual measured hydrodynamic reaction of the seventh step An eighth step of acquiring the data for and developing an optimized hydrodynamic response prediction model and simulator of the hull through data accumulation;
A ninth step of determining an optimized dynamic positioning or navigation route in consideration of the hydrodynamic response prediction model optimized by the method of automating the continuous evolution of the eighth step using an automatic learning technique;
A method of reducing fuel consumption and safe operation of the ship through real-time monitoring & control of the external force, hull stress, six degree of freedom movement and the drift position of the hydrodynamic environment of the sailing or mooring ship.
제 1 단계, 환경 내-외력을 측정하는 계측기기에서 측정된 데이터는 전산유체역학/CFD의 Simulation 입력 조건을 최대로 상황 인식하여 선박의 거동 및 6자유도(Degree of Freedom) 움직임, 물리량들과 상관관계를 분석한다. 상기 "상황인식 미들웨어" 혹은 유사한 기능의 소프트웨어에서의 모든 상황인식 기능의 Mathematical Models 결과와 실시간 계측결과를 연동하여 최적화한 Mathematical Models을 실 계측을 반영한 알고리즘화 및 Simulation 으로 진화하는 것을 특징으로 하는, 항해 또는 계류 중인 선박의 유체역학적 환경 내-외력, 선체 응력, 6자유도운동 및 표류 위치를 실시간 모니터링 & 제어 함을 통한 선박의 연료절감 및 안전운항 방법.13. The method of claim 12,
In the first step, the measured data of the external and external forces are measured by the maximum conditions of simulation input conditions of computational fluid dynamics / CFD, and the vessel's behavior, six degrees of freedom, and physical quantities Analyze the correlation. Navigation of the Mathematical Models optimized by interlocking the Mathematical Models results of all situational awareness functions and real-time measurement results in the "Context Aware Middleware" or similar function software to navigation and algorithms that reflect actual measurements. Or fuel saving and safe operation method of ship through real-time monitoring & control of external force, hull stress, six degree of freedom movement and drifting position of hydrodynamic environment of pending ship.
제 1 단계, "상황인식 미들웨어" 와 "웹기반 상황인식 모니터링 프로그램"을 활용한 실시간 윕기반 시스템을 구축하고, 단순 계측된 모니터링 기능이외에도, "실 계측을 반영한 알고리즘화 및 Simulation"을 연동하여 인공지능으로 가공된 모니터링 기능 및 예측 제어시스템을 구현하는 것을 특징으로 하는, 항해 또는 계류 중인 선박의 유체역학적 환경 내-외력, 선체 응력, 6자유도운동 및 표류 위치를 실시간 모니터링 & 제어 함을 통한 선박의 연료절감 및 안전운항 방법.13. The method of claim 12,
In the first step, we construct a real-time whip-based system using "situation awareness middleware" and "web-based situation awareness monitoring program", and in addition to simple measured monitoring function, we integrate artificial algorithms and simulation that reflect actual measurement. The real-time monitoring and control of the external force, hull stress, six degree of freedom movement and drifting position in the hydrodynamic environment of a sailing or mooring ship, characterized by the implementation of intelligently processed monitoring function and a predictive control system. Fuel saving and safe operation.
제 1 단계, 상기 데이터의 축적을 통하여 룩-업 테이블(look-up table)로 선박항해기록장치(VDR) 혹은 별도의 서버에 축적하고, 축적된 데이터는 환경외력 계측을 연동하거나 혹은 아니하더라도 "실시간 상황인식", "과거기록의 상황재현"과 "향후 예측기록 경우 수 대비의 상황예측"을 구현하기 위해 필요한 상황인식용 기준 데이터(reference data)로 활용하는 것을 특징으로 하는, 항해 또는 계류 중인 선박의 유체역학적 환경 내-외력, 선체 응력, 6자유도운동 및 표류 위치를 실시간 모니터링 & 제어 함을 통한 선박의 연료절감 및 안전운항 방법.13. The method of claim 12,
In the first step, the data is accumulated in a ship navigation recorder (VDR) or a separate server as a look-up table. Voyage or mooring, characterized in that it is used as reference data for situation recognition to implement real-time situation recognition, situational representation of past records, and situational forecasts in case of future predictive records. Method of saving fuel and safe operation of ship through real-time monitoring & control of ship's hydrodynamic environment, external force, hull stress, six degree of freedom movement and drifting position.
제 1 단계, 축적된 data는 가상의 Simulation을 통하여 구조 진단 및 작업 평가 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는, 항해 또는 계류 중인 선박의 유체역학적 환경 내-외력, 선체 응력, 6자유도운동 및 표류 위치를 실시간 모니터링 & 제어 함을 통한 선박의 연료절감 및 안전운항 방법.13. The method of claim 12,
In the first step, the accumulated data is used to perform structural diagnosis and work evaluation functions through virtual simulation. The external force, hull stress, six degree of freedom motion and drifting position of the hydrodynamic environment of a sailing or mooring ship are characterized. Fuel saving and safe operation method of ship through real time monitoring & control box.
제 1 단계, 선체에 관련된 실계측 및 실계측을 반영한 선박의 유체역학적 환경 외력 및 이 유체역학적 환경 외력에 반응하는 선체 응력, 6자유도 운동 과 표류 위치를 관련하는 Simulator의 연구결과물을 다양한 선종을 포괄할 수 있는 시스템을 구현하기 위하여 소프트웨어 공학적 접근 하여, 비슷한 종류의 응용 개발을 위한 토대를 제공하는 개념인 선체 혹은 선박 관련 디자인용 소프트웨어 프레임워크 및 산술모델 개발 혹은 보완에 반영하여, 기능향상용으로 활용하는 것을 특징으로 하는, 항해 또는 계류 중인 선박의 유체역학적 환경 내-외력, 선체 응력, 6자유도운동 및 표류 위치를 실시간 모니터링 & 제어 함을 통한 선박의 연료절감 및 안전운항 방법.13. The method of claim 12,
In the first stage, the ship's hydromechanical and external forces reflecting the actual measurements and the hull stresses in response to the hydrodynamic environmental forces, six degrees of freedom, and the results of the simulator's research relating to the drifting position, A software engineering approach to implement a comprehensive system, reflecting the development or supplementation of software frameworks and arithmetic models for hull or ship design, a concept that provides a foundation for similar types of application development, A method of reducing fuel consumption and safe operation of a vessel through real-time monitoring & control of the external force, hull stress, six degree of freedom movement and drifting position of the hydrodynamic environment of a sailing or mooring vessel.
제 1 단계, 환경 내-외력을 측정하는 계측기기를 연동 혹은 아니하여 가해지는 환경외력에 의한 선박의 Natural Frequency, Harmonic Frequency, 유체 특성을 계측 및 추출할수 있다. 상기 계측 및 추출된 Natural Frequency, Harmonic Frequency, 유체 특성은 구조해석 방식과 연동하여 실시간 혹은 예측 제어하고, 이를 통하여 구조물에 가해지는 Natural Frequency, Harmonic Frequency 회피 및 피로 최소화하여 선박의 수명 연장을 위한 data로 활용하는 것을 특징으로 하는, 항해 또는 계류 중인 선박의 유체역학적 환경 내-외력, 선체 응력, 6자유도운동 및 표류 위치를 실시간 모니터링 & 제어 함을 통한 선박의 연료절감 및 안전운항 방법.13. The method of claim 12,
In the first step, it is possible to measure and extract the natural frequency, harmonic frequency, and fluid characteristics of the vessel by environmental forces applied by interlocking or not measuring instruments that measure the internal-external force. The measured and extracted natural frequency, harmonic frequency, and fluid characteristics are linked to the structural analysis method in real time or predictive control, through which natural frequency and harmonic frequency applied to the structure are avoided and data are minimized to minimize fatigue. A method of reducing fuel consumption and safe operation of a vessel through real-time monitoring & control of the external force, hull stress, six degree of freedom movement and drifting position of the hydrodynamic environment of a sailing or mooring vessel.
제 1 단계, 시간과 공간정보 취득 기법 & Smart IMU를 본 구조물의 "상황인식화 한 6자유도 모션, 반응자세(response)와 표류 위치 계측 및 DB" 로 연동시키어, "환경외력 계측 연동 혹은 무연동" 하는 인공지능의 EEOI/EEDI/DPS 용 Monitoring, Adviser System, and/or Automated Control System을 활용하여 자세 제어/motion Control하는 것을 특징으로 하는, 항해 또는 계류 중인 선박의 유체역학적 환경 내-외력, 선체 응력, 6자유도운동 및 표류 위치를 실시간 모니터링 & 제어 함을 통한 선박의 연료절감 및 안전운항 방법.13. The method of claim 12,
The first step, the time and spatial information acquisition technique & Smart IMU is linked to the structure's "6 degree-of-freedom motion, response position and drift position measurement and DB" of the structure. Hydrodynamic environment-external force of the voyage or mooring vessel, characterized in that the posture control / motion control using the AI EEOI / EEDI / DPS monitoring, Adviser System, and / or Automated Control System Fuel saving and safe operation method of ship through real time monitoring & control of hull stress, 6 degree of freedom motion and drifting position.
제 1 단계, 상기 데이터는 환경외력을 실시간 계측 혹은 아니하여도, 유사한 구조물에서 계측되는 정보를 공유 및 활용하여 공기(바람) 혹은 유체(해류/조류)의 예측 혹은 실시간으로 선체에서 취득된 벡터와 선박의 가해지는 6자유도 자세 응답의 예측과 실계측 벡터 데이터들의 수치를 실시간으로 취득, 저장 및 비교하여 선체의 6자유도 자세 응답의 예측 및 수치 축출화한 알고리즘을 최적화 하여 오차범위를 자동적으로 줄이는 것을 특징으로 하는, 항해 또는 계류 중인 선박의 유체역학적 환경 내-외력, 선체 응력, 6자유도운동 및 표류 위치를 실시간 모니터링 & 제어 함을 통한 선박의 연료절감 및 안전운항 방법.13. The method of claim 12,
In the first step, the data can be obtained from the hull in real time by real-time measurement of environmental external force, or by predicting air (wind) or fluid (current / current) by sharing and utilizing information measured in similar structures. Prediction of the six degrees of freedom attitude response applied to the ship and real-time acquisition, storage, and comparison of the numerical values of the measured vector data, optimization of the six degrees of freedom attitude response of the hull and optimization of numerical extraction algorithms automatically optimize the error range. A method of fuel saving and safe operation of a vessel through real-time monitoring & control of the external force, hull stress, six degree of freedom movement and drifting position of the hydrodynamic environment of a sailing or mooring vessel.
제 7 단계, 시간과 공간정보 취득 기법 & Smart IMU를 본 구조물의 "상황인식화 한 6자유도 모션, 반응자세(response)와 표류 위치 계측 및 DB" 로 연동시키어, "환경외력 계측 연동 혹은 무연동" 하는 인공지능의 EEOI/EEDI/DPS 용 Monitoring, Adviser System, and/or Automated Control System을 활용하여 자세 제어/motion Control하는 것을 특징으로 하는, 항해 또는 계류 중인 선박의 유체역학적 환경 내-외력, 선체 응력, 6자유도운동 및 표류 위치를 실시간 모니터링 & 제어 함을 통한 선박의 연료절감 및 안전운항 방법.13. The method of claim 12,
The seventh step, the technique of acquiring time and spatial information & Smart IMU by linking the structure to "Six-Frequency Freedom Motion, Response and Drift Position Measurement and DB" Hydrodynamic environment-external force of the voyage or mooring vessel, characterized in that the posture control / motion control using the AI EEOI / EEDI / DPS monitoring, Adviser System, and / or Automated Control System Fuel saving and safe operation method of ship through real time monitoring & control of hull stress, 6 degree of freedom motion and drifting position.
제 2 단계, 제 4 단계 및 제 7 단계는 상기 선체와 유사구조물에 관한 측정 결과를 활용하는 것을 특징으로 하는, 항해 또는 계류 중인 선박의 유체역학적 환경 내-외력, 선체 응력, 6자유도운동 및 표류 위치를 실시간 모니터링 & 제어 함을 통한 선박의 연료절감 및 안전운항 방법.13. The method of claim 12,
The second, fourth and seventh steps utilize the measurement results for the hull and similar structures, in-hydrodynamic, hull stress, six degree of freedom motion and drift of the hydrodynamic environment of a sailing or mooring vessel. How to save fuel and safe operation of vessel through real-time monitoring & control of position.
공기(바람)에 의하여 선체에 가해지는 벡터와 유체(해류/조류)에 의하여 선체에 가해지는 벡터 데이터들을 매년 주기로 취득 및 저장하여 유사한 구조물의 계측되는 정보를 공유 및 활용함으로써 측정 결과의 오차를 줄이는 것을 특징으로 하는, 항해 또는 계류 중인 선박의 유체역학적 환경 내-외력, 선체 응력, 6자유도운동 및 표류 위치를 실시간 모니터링 & 제어 함을 통한 선박의 연료절감 및 안전운항 방법.The method of claim 1 or 12,
Acquire and store vector data applied to the hull by air (wind) and hull by fluid (current / current) every year to share and utilize the measured information of similar structures to reduce the error of measurement results. A method of reducing fuel consumption and safe operation of a ship through real-time monitoring & control of the external force, hull stress, six degree of freedom motion and drifting position of the hydrodynamic environment of a sailing or mooring ship.
예측된 결과에 따라, 루더/Rudder, 트러스터/Thruster, 추진용 프로펠러/Propeller RPM, Ballistic, Fuel &/or Storage Tank, Wind Sail, Mooring/Riser Line Tensioner등을 이용하여 환경외력 (예, Hydro- & Aero-Dynamic Energy)에 의해 선박에 발생하는 6자유도 반응모션 (Heading, Sway, Surge, Heave, Rolling & Pitching, &/or Yawing Motion)을 실시간 피로 실 계측 혹은 산술의 수치 결과와 연동하여 상황판단의 우선 순위 혹은 중요도에 의거 제어하여, 선박에 가해지는 힘과 관성/탄성의 복합적인 운동에너지 (예, Hogging, Sagging & Torsion)를 최소화하는 것을 특징으로 하는, 항해 또는 계류 중인 선박의 유체역학적 환경 내-외력, 선체 응력, 6자유도운동 및 표류 위치를 실시간 모니터링 & 제어 함을 통한 선박의 연료절감 및 안전운항 방법.The method of claim 1 or 12,
Depending on the predicted results, environmental forces (e.g., Hydro-) can be used using Luther / Rudder, Truster / Thruster, Propeller RPM, Ballistic, Fuel & / or Storage Tank, Wind Sail, Mooring / Riser Line Tensioner, etc. Six Freedom Reaction Motion (Heading, Sway, Surge, Heave, Rolling & Pitching, & / or Yawing Motion) generated on ship by & Aero-Dynamic Energy is linked with real-time fatigue room measurement or arithmetic numerical results. Hydrodynamics of a sailing or mooring vessel, characterized by minimizing the combined kinetic energy (e.g. Hogging, Sagging & Torsion) and forces applied to the vessel, based on the priority or importance of the judgment. How to save fuel and safe operation of vessel through real-time monitoring & control of environment internal / external force, hull stress, 6 degree of freedom movement and drifting position.
러더 형태는 프로펠러와 독립적이거나 일체형인 것을 특징으로 하는, 항해 또는 계류 중인 선박의 유체역학적 환경 내-외력, 선체 응력, 6자유도운동 및 표류 위치를 실시간 모니터링 & 제어 함을 통한 선박의 연료절감 및 안전운항 방법.25. The method of claim 24,
The rudder shape is characterized by independent or integral propellers. Fuel saving and safety of the ship through real-time monitoring and control of the external and external forces, hull stresses, six degree of freedom movement and drifting position of the hydrodynamic environment of a sailing or mooring ship. Flight method.
예측된 결과에 따라, 항해 중인 선박의 경우 러더의 방향을 컨트롤하여 유체역학에 의한 힘을 보상하여 최적화된 항로로 운전 가능하게 하는 것을 특징으로 하는, 항해 또는 계류 중인 선박의 유체역학적 환경 내-외력, 선체 응력, 6자유도운동 및 표류 위치를 실시간 모니터링 & 제어 함을 통한 선박의 연료절감 및 안전운항 방법.The method of claim 1 or 12,
According to the predicted results, in the case of a sailing ship, the direction of the rudder is controlled to compensate for the force caused by the hydrodynamics so that the ship can be operated in an optimized course. How to save fuel and safe operation of ship through real-time monitoring & control of ship's hull stress, 6 degree of freedom movement and drifting position.
러더 형태는 프로펠러와 독립적이거나 일체형인 것을 특징으로 하는, 항해 또는 계류 중인 선박의 유체역학적 환경 내-외력, 선체 응력, 6자유도운동 및 표류 위치를 실시간 모니터링 & 제어 함을 통한 선박의 연료절감 및 안전운항 방법.27. The method of claim 26,
The rudder shape is characterized by independent or integral propellers. Fuel saving and safety of the ship through real-time monitoring and control of the external and external forces, hull stresses, six degree of freedom movement and drifting position of the hydrodynamic environment of a sailing or mooring ship. Flight method.
선박의 함미 아래쪽에 러더를 1개 이상 설치하여 롤링을 감소시키는 것을 특징으로 하는, 항해 또는 계류 중인 선박의 유체역학적 환경 내-외력, 선체 응력, 6자유도운동 및 표류 위치를 실시간 모니터링 & 제어 함을 통한 선박의 연료절감 및 안전운항 방법.The method of claim 1 or 12,
It is possible to monitor and control in real time the external force, hull stress, six degree of freedom movement and drifting position in the hydrodynamic environment of a sailing or mooring ship, by reducing rolling by installing one or more rudders under the ship's stern. Fuel saving and safe operation of ships through
해저구조물(예: 계류라인, 라이저, 드릴리그)에 전기식 혹은 광계측방식 중 어느 하나 이상의 센서를 부착하여 유체의 흐름이 해저구조물에 미치는 힘의 변화를 모니터링 하는 것을 특징으로 하는, 항해 또는 계류 중인 선박의 유체역학적 환경 내-외력, 선체 응력, 6자유도운동 및 표류 위치를 실시간 모니터링 & 제어 함을 통한 선박의 연료절감 및 안전운항 방법.The method of claim 1 or 12,
Underwater or mooring, characterized by the attachment of at least one sensor, either electrical or photometric, to the subsea structure (eg mooring lines, risers, drill rigs). Method of saving fuel and safe operation of ship through real-time monitoring & control of ship's hydrodynamic environment, external force, hull stress, six degree of freedom movement and drifting position.
해저구조물에 미치는 힘의 변화를 바탕으로 유체의 흐름이 선체에 미치는 힘을 역으로 예측하고, 이처럼 예측된 힘을 통하여 최적화 된 동적 포지셔닝을 하는 것을 특징으로 하는, 항해 또는 계류 중인 선박의 유체역학적 환경 내-외력, 선체 응력, 6자유도운동 및 표류 위치를 실시간 모니터링 & 제어 함을 통한 선박의 연료절감 및 안전운항 방법.30. The method of claim 29,
Hydrodynamic environment of a sailing or mooring vessel, characterized by inversely predicting the force of the fluid flow on the hull based on the change in force on the seabed structure, and optimized dynamic positioning through this predicted force. Fuel saving and safe operation method of ship through real-time monitoring & control of internal / external force, hull stress, 6 degree of freedom movement and drifting position.
riser rig(SCR, TTR, tendon, umblical line 등) 혹은 유사구조물의 모니터링을 반영한 예측된 동적 포지셔닝을 통하여 해양구조물에 가해지는 손상 및 피로를 최소화하는 것을 특징으로 하는, 항해 또는 계류 중인 선박의 유체역학적 환경 내-외력, 선체 응력, 6자유도운동 및 표류 위치를 실시간 모니터링 & 제어 함을 통한 선박의 연료절감 및 안전운항 방법.The method of claim 1 or 12,
Hydrodynamics of a sailing or mooring vessel, characterized by minimizing damage and fatigue to offshore structures through predicted dynamic positioning that reflects monitoring of riser rigs (SCR, TTR, tendon, umblical lines, etc.) or similar structures. How to save fuel and safe operation of vessel through real-time monitoring & control of environment internal / external force, hull stress, 6 degree of freedom movement and drifting position.
선체에 인가되거나 인가될 힘을 측정함에 있어서, 선체 옆면에 strain/압력 센서를 설치하여 측정된 힘을 분석하여 해류 및 조류의 벡터를 추출하는 것을 특징으로 하는, 항해 또는 계류 중인 선박의 유체역학적 환경 내-외력, 선체 응력, 6자유도운동 및 표류 위치를 실시간 모니터링 & 제어 함을 통한 선박의 연료절감 및 안전운항 방법.The method of claim 1 or 12,
In measuring the force applied to or applied to the hull, a hydrodynamic environment of a sailing or mooring vessel is characterized by extracting a vector of currents and currents by analyzing the measured force by installing a strain / pressure sensor on the side of the hull. Fuel saving and safe operation method of ship through real-time monitoring & control of internal / external force, hull stress, 6 degree of freedom movement and drifting position.
strain/압력 센서를 선체 옆면의 수면??과 닿는 부분에 설치하는 것을 특징으로 하는, 항해 또는 계류 중인 선박의 유체역학적 환경 내-외력, 선체 응력, 6자유도운동 및 표류 위치를 실시간 모니터링 & 제어 함을 통한 선박의 연료절감 및 안전운항 방법.33. The method of claim 32,
Real-time monitoring and control of the external force, hull stress, six degree of freedom movement and drifting position in the hydrodynamic environment of a sailing or mooring vessel, characterized by the installation of a strain / pressure sensor in contact with the surface of the hull side. Fuel saving and safe operation of ships through
strain/압력 센서를 선박의 옆면 전체에 일정한 간격으로 설치하는 것을 특징으로 하는, 항해 또는 계류 중인 선박의 유체역학적 환경 내-외력, 선체 응력, 6자유도운동 및 표류 위치를 실시간 모니터링 & 제어 함을 통한 선박의 연료절감 및 안전운항 방법.33. The method of claim 32,
Through the real-time monitoring & control of the hydrodynamic environment, hull stress, six degree of freedom movement and drifting position of the hydrodynamic environment of the sailing or mooring ship, characterized by installing the strain / pressure sensor on the entire side of the ship at regular intervals. How to save fuel and safe operation of ship?
선체 옆면의 strain 값을 측정하여, 측정 지점 중 가장 큰 수치가 나오는 지점에 파도가 작용하고 있음을 인지하는 것을 특징으로 하는, 항해 또는 계류 중인 선박의 유체역학적 환경 내-외력, 선체 응력, 6자유도운동 및 표류 위치를 실시간 모니터링 & 제어 함을 통한 선박의 연료절감 및 안전운항 방법.33. The method of claim 32,
By measuring the strain value on the side of the hull, recognizing that the wave is acting at the point where the largest value comes out, the hydrodynamic environment of the sailing or mooring ship, the external force, the hull stress, the six degrees of freedom How to save fuel and safe operation of vessel through real time monitoring & control of movement and drifting position.
운항 중인 선박에서의 경우에는 선박의 속도, 운항방향 및 6-자유도 모션의 계측치를 보상하여 실제로 선체에 작용하는 파도의 공간적 혹은 시간적 3차원 방향 및 속도를 측정하는 것을 특징으로 하는, 항해 또는 계류 중인 선박의 유체역학적 환경 내-외력, 선체 응력, 6자유도운동 및 표류 위치를 실시간 모니터링 & 제어 함을 통한 선박의 연료절감 및 안전운항 방법.33. The method of claim 32,
In the case of a ship in operation, navigation or mooring is characterized by measuring the spatial, temporal or three-dimensional direction and velocity of the waves actually acting on the hull by compensating measurements of the vessel's speed, direction of travel and six-degree of freedom motion. Method of saving fuel and safe operation of vessel through real-time monitoring & control of internal / external force, hull stress, six degree of freedom movement and drifting position of the ship's hydrodynamic environment.
파고 및 파고 주기를 계측하기 위하여, 선체 옆면에 높이의 차이를 두어 센서를 설치하는 것을 특징으로 하는, 항해 또는 계류 중인 선박의 유체역학적 환경 내-외력, 선체 응력, 6자유도운동 및 표류 위치를 실시간 모니터링 & 제어 함을 통한 선박의 연료절감 및 안전운항 방법.The method of claim 1 or 12,
In order to measure the digging and digging period, the sensor is installed on the side of the hull in real time to determine the external force, hull stress, six degree of freedom motion and drifting position in the hydrodynamic environment of the sailing or mooring ship. How to save fuel and safe operation of vessel through monitoring & control box.
각 센서에서의 데이터 측정 유무를 분석하여 파도의 높이를 추출하는 것을 특징으로 하는, 항해 또는 계류 중인 선박의 유체역학적 환경 내-외력, 선체 응력, 6자유도운동 및 표류 위치를 실시간 모니터링 & 제어 함을 통한 선박의 연료절감 및 안전운항 방법.39. The method of claim 37,
It is to monitor and control the real-time external force, hull stress, six degree of freedom motion and drifting position in the hydrodynamic environment of the sailing or mooring ship. Fuel saving and safe operation of ships through
데이터를 측정한 센서들 중 가장 높은 곳에 위치한 센서의 높이가 선체에 작용하는 파도의 높이가 되는 것으로 인지하는 것을 특징으로 하는, 항해 또는 계류 중인 선박의 유체역학적 환경 내-외력, 선체 응력, 6자유도운동 및 표류 위치를 실시간 모니터링 & 제어 함을 통한 선박의 연료절감 및 안전운항 방법.The method of claim 38,
In-hydrodynamic forces, hull stress, six degrees of freedom of the hydrodynamic environment of a sailing or mooring vessel, characterized by recognizing that the height of the sensor located at the highest of the measured data is the height of the waves acting on the hull. How to save fuel and safe operation of vessel through real time monitoring & control of movement and drifting position.
wave radar를 활용하여 원거리의 파랑, 파고, 주기, 파도의 속도 및 방향 중 어느 하나 이상을 계측하여 선체에 미치는 힘을 계산하는 것을 특징으로 하는, 항해 또는 계류 중인 선박의 유체역학적 환경 내-외력, 선체 응력, 6자유도운동 및 표류 위치를 실시간 모니터링 & 제어 함을 통한 선박의 연료절감 및 안전운항 방법.The method of claim 1 or 12,
Hydrodynamic environment-external force of a sailing or mooring vessel, characterized in that the wave radar is used to calculate the force on the hull by measuring at least one of distant wave, wave, period, wave speed and direction, Fuel saving and safe operation method of ship through real time monitoring & control of hull stress, 6 degree of freedom motion and drifting position.
Radar를 이용하여 파고, 파랑, 주기, 파도의 속도 및 방향을 측정하되, Radar의 Polar 이미지 수집은 32개로 한정되지 않으며, 실시간 동적 이미지 프로세싱을 하기 위해서 새로운 Polar 이미지를 받고, 대신 첫번째 혹은 제일 오래된 Polar 이미지를 버리고 실시간 동적 이미지 프로세싱을 하는 것을 특징으로 하는, 항해 또는 계류 중인 선박의 유체역학적 환경 내-외력, 선체 응력, 6자유도운동 및 표류 위치를 실시간 모니터링 & 제어 함을 통한 선박의 연료절감 및 안전운항 방법.The method of claim 1 or 12,
Use Radar to measure the speed and direction of wave, blue, period, and wave, but Radar's collection of Polar images is not limited to 32, but instead of receiving new Polar images for real-time dynamic image processing, instead of the first or oldest Polar Ship's fuel saving and safety through real-time monitoring and control of the external force, hull stress, six degree of freedom movement and drifting position in the hydrodynamic environment of a sailing or mooring vessel, characterized by discarding the image and real-time dynamic image processing Flight method.
Smart IMU, 시간과 공간정보 및 형상 취득 기법, X-band 혹은 S-band Radar를 이용하여 충돌 방지뿐만 아니라, 파랑/파고 측정 및 Wave motion을 예측하고, Smart IMU 1개 혹은 그 이상을 이용하여 선체의 6자유도 모션 뿐만 아니라 Hogging, Sagging, Torsion까지 계측하고, 시간과 공간정보 취득 기법을 이용하여 선박의 이동 거리 및 좌표 계측 위성의 환경외력 data를 Radar 및 IMU data와 연동하여 Hull의 피로 최소화하는 것을 특징으로 하는, 항해 또는 계류 중인 선박의 유체역학적 환경 내-외력, 선체 응력, 6자유도운동 및 표류 위치를 실시간 모니터링 & 제어 함을 통한 선박의 연료절감 및 안전운항 방법.The method of claim 1 or 12,
Smart IMU, time and spatial information and shape acquisition technique, X-band or S-band Radar to prevent collision, predict wave / wave measurement and wave motion, and use one or more Smart IMUs to hull It measures not only 6 degrees of freedom motion but also hogging, sagging, and torsion, and uses the technique of time and space information acquisition to minimize the fatigue of the hull by interlocking environmental external force data of satellites with radar and IMU data. A method of reducing fuel consumption and safe operation of a ship through real-time monitoring & control of the external force, hull stress, six degree of freedom motion and drifting position of the hydrodynamic environment of a sailing or mooring ship.
상기 산술의 알고리즘 혹은 Simulator에 실계측 수치를 지속적으로 반영하고, 최적화된 예측 진행의 Simulator로 진화를 한다. EEOI/EEDI/ DP Boundary / Risers (SCR, TTR, Tendon) /Lowering / ROV/ Drill Rig 에 예측 프로시져의 알고리즘 혹은 Simulator반영하여 대체하고, 지속적인 진화를 통하여 자동학습의 기법을 활용한 자동화하는 특징으로, 항해 또는 계류 중인 선박의 유체역학적 환경 내-외력, 선체 응력, 6자유도운동 및 표류 위치를 실시간 모니터링 & 제어 함을 통한 선박의 연료절감 및 안전운항 방법.The method of claim 1 or 12,
The actual measurement value is continuously reflected in the arithmetic algorithm or simulator and evolved into an optimized prediction progress simulator. It replaces EEOI / EEDI / DP Boundary / Risers (SCR, TTR, Tendon) / Lowering / ROV / Drill Rig by replacing algorithm or simulator of prediction procedure, and automating using automatic learning technique through continuous evolution. Method of saving fuel and safe operation of vessel through real-time monitoring & control of external force, hull stress, 6 degree of freedom movement and drifting position of hydrodynamic environment of ship in voyage or mooring.
Radar를 이용하여 파고, 파랑, 주기, 파도의 속도 및 방향을 측정하되, Radar의 Polar 이미지 수집은 32개로 한정되지 않으며, 실시간 동적 이미지 프로세싱을 하기 위해서 새로운 Polar 이미지를 받고, 대신 첫번째 혹은 제일 오래된 Polar 이미지를 버리고 실시간 동적 이미지 프로세싱하는 것을 특징으로 하는, 항해 또는 계류 중인 선박의 유체역학적 환경 내-외력, 선체 응력, 6자유도운동 및 표류 위치를 실시간 모니터링 & 제어 함을 통한 선박의 연료절감 및 안전운항 방법.The method of claim 1 or 12,
Use Radar to measure the speed and direction of wave, blue, period, and wave, but Radar's collection of Polar images is not limited to 32, but instead of receiving new Polar images for real-time dynamic image processing, instead of the first or oldest Polar Fuel saving and safe operation of the ship through real-time monitoring and control of the external force, hull stress, six degree of freedom movement and drift position of the hydrodynamic environment of the sailing or mooring vessel, characterized by discarding the image and real-time dynamic image processing. Way.
충돌 방지, 파랑/파고 측정 및 Wave motion 예측 기능을 연동하는 것을 특징으로 하는, 항해 또는 계류 중인 선박의 유체역학적 환경 내-외력, 선체 응력, 6자유도운동 및 표류 위치를 실시간 모니터링 & 제어 함을 통한 선박의 연료절감 및 안전운항 방법.The method of claim 1 or 12,
Through real-time monitoring & control of the hydrodynamic environment, hull stress, six degree of freedom motion and drifting position of the hydrodynamic environment of the sailing or mooring ship, which is linked with collision prevention, wave / wave height measurement and wave motion prediction functions. How to save fuel and safe operation of ship?
RF 1x2 Splitter 혹은 RF 증폭기를 활용하여 기존의 X-Band 혹은 S-Band 충돌방지용 Radar를 이용하는 것을 특징으로 하는, 항해 또는 계류 중인 선박의 유체역학적 환경 내-외력, 선체 응력, 6자유도운동 및 표류 위치를 실시간 모니터링 & 제어 함을 통한 선박의 연료절감 및 안전운항 방법.The method of claim 1 or 12,
Hydrodynamics, hull stresses, six degrees of freedom and drift positions in the hydrodynamic environment of a sailing or mooring vessel, using existing X-Band or S-Band anti-collision radars utilizing an RF 1x2 splitter or RF amplifier. Fuel saving and safe operation method of ship through real-time monitoring & control.
6DOF Motion Compensated X/S-Band Wave Radar, Wave Height Measuring Sensor, Doppler, Time of Flight & 영상 이음(Image Overlay)방식을 이용하는 것을 특징으로 하는, 항해 또는 계류 중인 선박의 유체역학적 환경 내-외력, 선체 응력, 6자유도운동 및 표류 위치를 실시간 모니터링 & 제어 함을 통한 선박의 연료절감 및 안전운항 방법.The method of claim 1 or 12,
6DOF Motion Compensated X / S-Band Wave Radar, Wave Height Measuring Sensor, Doppler, Time of Flight & Image Overlay How to save fuel and safe operation of ship through real-time monitoring & control of stress, 6 degree of freedom movement and drifting position.
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