KR20230159501A

KR20230159501A - 선박의 모니터링

Info

Publication number: KR20230159501A
Application number: KR1020237035564A
Authority: KR
Inventors: 요아나 코스타; 안드레아스 크라프; 세르지우 파에렐리; 캬르탄 토비아스 보만; 시무스 마이클 잭슨; 마놀리스 레반티스
Original assignee: 요툰 에이/에스
Priority date: 2021-03-23
Filing date: 2022-03-23
Publication date: 2023-11-21
Also published as: WO2022200427A1; JP2024510831A; CN117279829A; EP4313754A1; GB202107159D0; AU2022241943A1; US20240166317A1

Abstract

선박이 항해하는 동안 선박 선체의 청결도를 동적으로 모니터링하는 컴퓨터 구현 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 컴퓨팅 장치에서 수행되며, 컴퓨팅 장치의 메모리로부터, 선박의 환경 상태과 관련된 환경 데이터를 검색하는 단계; 선박의 표면과 관련된 오염에 대한 허용 오차을 규정하는 오염 보호 값을 결정하는 단계; 및 오염 보호 값과 환경 상태에 기초하여 선박 표면의 오염 위험 레벨을 식별하는 단계를 포함한다.

Description

선박의 모니터링

본 발명은 선박의 항해 동안 선박 선체의 청결도를 동적으로 모니터링하는 것에 관한 것이다.

바닷물에 잠긴 모든 표면에는 박테리아, 규조류, 조류, 홍합, 서관벌레 및 따개비와 같은 유기체가 부착될 수 있다. 해양 부착물은 바닷물에 잠긴 구조물에 미생물, 조류 및 동물이 바람직하지 않게 축적되는 것이다. 부착물 유기체는 미세 부착물(세균 및 이원자 생물막)과 거대 부착물(예컨대, 대형 조류, 따개비, 홍합, 서관벌레, 선태)로 분류될 수 있으며, 이들은 함께 살면서 부착물 공동체를 형성한다. 부착 과정을 간단히 살펴보면, 첫 번째 단계는 유기 분자가 표면에 부착되는 컨디셔닝 필름의 발생이다. 이는 표면이 바닷물에 잠길 때 순간적으로 발생한다. 주요 이주물인 박테리아와 규조류는 하루 안에 정착된다. 대형 조류와 원생 동물의 포자인 2차 이주물 형성자는 일주일 이내에 정착된다. 마지막으로 거대 오손 유충인 3차 정착자는 2~3주 내에 정착한다.

해양 부착물의 발생은 공지된 문제이다. 선박의 수중 선체의 부착물은 항력 저항의 증가 및 연료 소비를 증가시키거나 또는 속도를 감소시킨다. 연료 소비가 증가하면 CO₂, NO_x 및 황 배출이 증가한다. 부착이 심하면 선박의 기동성이 저하될 수도 있다. 많은 상업용 선박(예컨대, 컨테이너선, 벌크선, 유조선, 여객선)이 전 세계적으로 거래되고 있다. 선박의 선체가 오염되면 유기체는 원래 생태계에서 다른 생태계로 이동된다. 이는 민감한 생태계에 새로운 종이 유입되어 토착종을 제거할 수 있기 때문에 문제가 된다. 선체가 오염되면 선박의 항구 입항이 금지될 수도 있다.

파울링(부착물)의 양을 줄이기 위해 다양한 형태의 코팅 기술이 사용되며, 살생물제를 함유한 방오 코팅이 오염을 방지하기 위해 가장 효율적이다.

상업용 선박은 종종 다양한 수역, 다양한 무역, 다양한 활동 및 유휴 기간에서 운항된다. 물체가 정지해 있거나 저속일 때 오염(부착) 위험이 더 높다. 상업용 선박의 일반적인 서비스 간격은 24~90개월이다. 선박이 서비스 및 수리를 위해 드라이독에 들어갈 때 수중 선체에 적용할 코팅은 일반적으로 다음 기간의 계획된 거래에 따라 지정된다. 그러나, 서비스 간격 동안 선박의 거래가 변경될 수 있다. 따라서, 본 발명자들은 가능한 모든 상황에 최적일 수중 선체용 코팅을 설계하고 지정하는 것이 어렵다는 것을 확인했다.

선박의 거래가 변경되면, 지정된 코팅이 새로운 거래에 최적화되지 않아 선박에 부착물이 부착(오염)될 수 있다. 이로 인해 항력 저항이 증가하고 연료 소비가 증가하거나 속도가 감소할 수 있다.

따라서, 선박을 모니터링하고 운영 효율성 손실 위험이 있는 시기를 예측하여 운영 효율성이 손실되기 전에 올바른 조치가 취해지도록 보장할 수 있는 모니터링 시스템이 필요하다.

본 발명의 실시예는 선박 운영자(예를 들어, 선박의 소유자)가 하나 이상의 선박들의 선단의 운영 효율성에 대해 실시간 모니터링을 할 수 있도록 한다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 선박의 항해 동안 선박의 선체의 세정을 동적으로 모니터링하는 컴퓨터 구현 방법이 제공되며, 상기 방법은 컴퓨팅 장치에서 수행하고, 상기 방법은, 컴퓨팅 장치의 메모리로부터, 선박의 환경 상태과 관련된 환경 데이터를 검색하는 단계; 선박의 표면과 관련된 오염의 허용 오차를 규정하는 것을 오염(파울링) 보호 값을 결정하는 단계; 및 상기 오염 보호 값과 환경 상태에 기초하여 선박 표면의 오염 위험 레벨을 인식하는 단계를 포함할 수 있다.

어떤 구현예에서, 상기 방법은, 적어도 환경 데이터에 기초하여 표면이 노출되는 오염 레벨을 나타내는 오염 값을 결정하는 단계; 및 상기 오염 보호 값과 오염 값을 이용하여 오염 위험 값을 결정함으로써 선박 표면의 오염 위험 레벨를 식별하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 환경 데이터는 하나 이상의 환경 파라미터들의 각각과 관련된 값을 포함할 수 있다.

상기 환경 데이터는 선박의 지리적 위치와 관련될 수 있다.

상기 환경 데이터는, 선박의 하나 이상의 센서들; 선박의 선체를 세정하도록 구성되는 선체 세정 로봇의 하나 이상의 센서들; 선박의 선체를 검사하도록 구성된 원격으로 작동되는 수중 차량에 있는 하나 이상의 센서들; 중 적어도 하나에 의해 감지될 수 있다.

다수의 지리적 위치에 관한 환경 데이터가 메모리에 저장되고, 선박의 지리적 위치에 관한 환경 데이터가 선박의 지리적 위치를 사용하여 검색될 수 있다.

상기 오염 값을 결정하는 단계는 추가로, 선박과 관련된 동작 데이터에 기초하고, 동작 데이터는 하나 이상의 동작 파라미터들의 각각과 관련된 값을 포함하고, 하나 이상의 동작 파라미터는, (i) 선박의 지면상의 속도와 관련된 파라미터; (ii) 선박의 활동 레벨과 관련된 파라미터; (iii) 선박의 수중 속도와 관련된 파라미터; (iv) 선박의 흘수와 관련된 파라미터; (v) 선박의 선수 방위과 관련된 파라미터;의 하나 이상을 포함할 수 있다.

상기 오염 값은 샘플링 시간에 표면이 노출되는 오염 레벨을 나타내는 순간 오염 값이고, 상기 순간 오염 값은, 복수의 위험 파라미터의 가중 평균을 계산함으로써 결정되고, 상기 복수의 위험 파라미터는 환경 데이터에 규정된 적어도 하나의 환경 파라미터를 포함할 수 있다.

상기 오염 위험 값은, 복수의 순간 오염 위험 값들의 각각이 일정 기간에서의 각각의 샘플링 시간에서 선박의 표면상의 오염 위험 레벨을 식별하는, 복수의 순간 오염 위험 값들; 및 샘플링 시간의 최신을 규정하는 가중치로 가중된 것에 기초하여 결정될 수 있다.

상기 방법은, 오염 위험 값이 미리 결정된 임계값을 초과한다고 결정하고 그에 따라 제어 신호를 출력함으로써 고위험 오염 상태를 식별하는 단계를 더 포함한다.

상기 방법은 상기 오염 위험 값을 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 방법은, 컴퓨팅 장치의 출력 장치에 오염 위험 값을 출력하거나 또는 원격 컴퓨팅 장치에 오염 위험 값을 출력하는 단계를 더 포함한다. 상기 방법은, 제어 동작이 수행될 것이라는 사용자 확인의 수신에 따라 제어 신호를 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다.

어떤 구현예에서, 상기 방법은, 메모리에 저장된 상기 선박과 관련된 활동 로그를 조회하여 일정 기간 동안 상기 선박의 하나 이상의 유휴 기간의 총 지속 기간을 결정하는 단계; 메모리로부터, 표면의 연령를 결정하는 단계; 메모리에 미리 저장된 데이터로부터, 오염 보호 값과 표면의 연령에 기초 하여 유휴 지속 기간 임계값을 결정하는 단계; 및 총 지속 기간이 유휴 지속 기간 임계값을 초과하는지 판단하고, 그에 따라 환경 데이터에 기초하여 선박 표면의 오염 위험 레벨을 식별하는 단계를 더 포함할 수 있다.

선박 표면의 오염 위험 레벨을 식별하는 단계는, 환경 데이터를 하나 이상의 미리 결정된 임계값과 비교하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 방법은, 환경 데이터가 하나 이상의 미리 결정된 임계값을 초과하는지 결정하고, 이에 따라 제어 신호를 출력함으로써, 고위험 오염 상태를 식별하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 방법은, 적어도 환경 데이터에 기초하여 표면이 노출되는 오염 레벨을 나타내는 오염 값을 결정하는 단계; 상기 오염 보호 값과 오염 값을 이용하여 오염 위험 값을 결정하는 단계; 및 선박 표면의 오염 위험 레벨을 식별하는 단계가 오염 위험 값을 미리 결정된 임계값과 비교하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 방법은, 오염 위험 값이 미리 결정된 임계값을 초과한다고 결정하고, 이에 따라 제어 신호를 출력함으로써 고위험 오염 상태를 식별하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 환경 데이터는 선박의 지리적 위치와 관련될 수 있다.

상기 환경 데이터는, 선박의 하나 이상의 센서들; 선박의 선체를 세정하도록 구성되는 선체 세정 로봇의 하나 이상의 센서들; 및 선박의 선체를 검사하도록 구성되는, 원격으로 작동되는 수중 차량의 하나 이상의 센서들; 중 적어도 하나에 의해 감지될 수 있다.

어떤 구현예에서, 상기 방법은, 다수의 지리적 위치에 관한 환경 데이터가 메모리에 저장되고, 선박의 지리적 위치에 관한 환경 데이터는 선박의 지리적 위치를 사용하여 검색될 수 있다.

어떤 구현예에서, 상기 방법은, 원격으로 작동되는 수중 차량 또는 선박의 선체를 세정하도록 구성되는 선체 세정 로봇에 제어 신호를 출력하여, 선박 표면의 검사를 개시하는 단계를 포함될 수 있다.

어떤 구현예에서, 상기 방법은, 선박의 표면 검사를 개시하도록 사용자에게 알리기 위해 컴퓨팅 장치의 출력 장치 또는 상기 선박의 원격 장치에 제어 신호를 출력하는 단계를 포함할 수 있다.

어떤 구현예에서, 상기 방법은, 선박의 표면 세정을 개시하기 위해, 상기 선박의 선체를 세정하도록 구성되는 선체 세정 로봇에 상기 제어 신호를 출력하는 단계를 포함할 수 있다.

어떤 구현예에서, 상기 방법은, 선박이 작동 조치를 취하도록 제어하기 위해 선박 제어 시스템에 제어 신호를 출력하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 선박 또는 육상 모니터링 스테이션은 컴퓨팅 장치를 포함할 수 있다.

상기 컴퓨팅 장치는 선박의 선체를 세정하도록 구성되는 선체 세정 로봇이고, 상기 방법은, 상기 선체 세정 로봇의 선체 검사 장치에 제어 신호를 출력하여 선박 표면의 검사를 개시하는 단계; 또는 선체 세정 로봇의 세정 장치에 제어 신호를 출력하여 선박 표면의 세정을 개시하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 제어 신호를 출력하는 단계는 추가로, 제어 동작이 수행될 것이라는 사용자 확인을 수신하는 것에 기초할 수 있다.

상기 오염 보호 값은, 오염에 대한 표면의 유인성을 규정하는 값에 기초하여 결정될 수 있다.

오염에 대한 표면의 유인성을 규정하는 값은, (i) 표면의 표면 에너지; (ii) 표면의 지형; (iii) 표면의 다공성; (iv) 표면의 탄성; (v) 표면의 색상; 중 하나 이상에 기초하여 결정될 수 있다.

상기 오염 보호 값은 표면 위로 이동하는 물의, 표면에 대한 효과를 규정하는 값에 기초하여 결정될 수 있다.

상기 표면 위로 이동하는 물의, 표면에 대한 효과를 규정하는 값은, 선박의 지면 위 속도 또는 선박의 물을 통과하는 속도와, (i) 표면의 표면 에너지; (ii) 표면의 지형; 및 (iii) 표면의 다공성; 중 하나 이상을 사용하여 결정될 수 있다.

상기 표면을 제공하는 코팅은 연마 코팅이고, 상기 표면 위로 이동하는 물의, 표면에 대한 효과를 규정하는 값은 상기 코팅과 관련된 연마 속도를 사용하여 결정될 수 있다.

상기 표면을 제공하는 코팅은 오염 제어제를 포함하고, 상기 오염 보호 값은 오염 제어제의 효과를 규정하는 값에 기초하여 결정될 수 있다.

상기 하나 이상의 환경 파라미터는, (i) 선박의 수중 환경의 온도와 관련된 파라미터; (ii) 선박의 수중 환경의 수심과 관련된 파라미터; (iii) 선박과 해안선 사이의 거리에 관한 파라미터; (iv) 낮의 길이와 관련된 파라미터; (v) 수중 환경의 광도와 관련된 파라미터; (vi) 수중 환경의 엽록소의 양과 관련된 파라미터; (vii) 수중 환경의 염도 레벨과 관련된 파라미터; (viii) 수중 환경의 pH 레벨과 관련된 파라미터; (ix) 수중 환경의 양분 수준과 관련된 파라미터; (x) 수중 환경의 이산화탄소의 양과 관련된 파라미터; 및 (xi) 수중 환경에서 물에 용해된 기체 산소의 양과 관련된 파라미터; 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

상기 방법은 주기적으로 수행될 수 있다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 컴퓨팅 장치의 프로세서에 의해 실행될 때, 프로세서가 상기한 방법을 수행하도록 하는 명령을 포함하는, 컴퓨터 판독 가능 저장 매체가 제공된다.

상기 명령은 디스크, CD 또는 DVD-ROM과 같은 캐리어, 읽기 전용 메모리(펌웨어)와 같은 프로그래밍된 메모리, 또는 광학 또는 전기 신호 캐리어와 같은 데이터 캐리어에 제공될 수 있다. 본 발명의 실시예를 구현하기 위한 코드(및/또는 데이터)는, C 또는 어셈블리 코드, ASIC(Application Specific Integrated Circuit) 또는 FPGA(Field Programmable Gate Array) 또는 하드웨어 설명 언어용 코드를 설정하거나 제어하기 위한 코드와 같은 기존의 프로그래밍 언어(해석 또는 컴파일된)의 소스, 객체 또는 실행 가능한 코드를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 선박의 항해 동안 선박 선체의 청결도를 동적으로 모니터링하기 위한 컴퓨팅 장치가 제공되며, 컴퓨팅 장치는 여기에 개시된 방법들 중 임의의 것을 수행하도록 구성된 프로세서를 포함한다.

본 발명 내용을 더 잘 이해하고 실시예가 어떻게 실행될 수 있는지를 나타내기 위해 첨부 도면을 참조한다.
도 1a는 선박 및 로봇을 도시한다.
도 1b는 선박들의 선단과 통신하는 모니터링 스테이션을 도시한다.
도 2는 로봇의 개략적인 블록도이다.
도 3은 컴퓨팅 장치의 개략적인 블록도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따라 선박 수중 선체의 청결도를 동적으로 모니터링하는 방법을 예시한다.
도 5a 및 5b는 오염 값을 결정하는 방법을 예시한다.
도 6a는 시간 경과에 따라 환경 파라미터 값이 어떻게 변하는지를 도시한다.
도 6b는 시간 경과에 따라 오염 값이 어떻게 변할 수있는지를 도시한다.
도 6c는 오염 값에 대한 지면 파라미터에 대한 속도의 기여를 도시한다.
도 6d는 오염 값에 대한 해수면 수온 파라미터의 기여도를 도시한다.
도 6e는 오염 값에 대한 해안선 파라미터까지의 거리의 기여도를 도시한다.
도 7은 본 발명 내용의 제2 실시예에 따라 선박 수중 선체의 청결도를 동적으로 모니터링하는 방법을 예시한다.
도 8a는 모니터링되는 선박 선체의 청결도에 응답하여 조치가 취해져야 한다는 사용자 확인에 응답하여 본 발명의 실시예에서 수행될 수 있는 예시적인 제어 조치를 예시한다.
도 8b는 모니터링되는 선박 선체의 청결도에 응답하여 본 발명의 실시예에서 자동으로 수행될 수 있는 예시적인 제어 조치를 예시한다.
도 8c는 모니터링되는 선박 선체의 청결도에 응답하여 조치가 취해져야 한다는 사용자 확인에 응답하여 선체 세정 로봇에 의해 본 발명의 실시예에서 수행될 수 있는 예시적인 제어 조치를 예시한다.
도 8d는 모니터링되는 선박 선체의 청결도에 응답하여 자동으로 선체 세정 로봇에 의해 본 발명의 실시예에서 수행될 수 있는 예시적인 제어 조치를 예시한다.
도 9는 선체 세정 로봇의 일례를 도시한다.

이하, 실시예들은 단지 예시적으로서 개시될 것이다.

도 1a는 예를 들어 컨테이너선, 벌크선, 유조선 또는 여객선과 같은 해양 선박(100)을 도시한다. 수상 선박은 선체(101)를 포함한다.

선박은 선체 세정 로봇(102)을 충전하기 위해 사용될 수 있는 로봇 스테이션(104)(도킹 스테이션)을 포함할 수 있다. 로봇 스테이션(104)은 해수면 위의 선박에 위치될 수 있다. 로봇 스테이션(104)은 로봇에 의해 수행되는 세정 작업이 일시 중지될 때 로봇(102)의 주차를 허용할 수 있다. 선체(101)의 표면을 세정하는 동안, 로봇(102)은 해양 부착물이 형성될 수 있는 선체(101)의 임의의 표면(예를 들어 선체의 평평한 바닥 또는 측면 바닥)을 횡단할 수 있다. 본 명세서에서 "세정"이라는 언급은 선체(101)의 표면으로부터 오염 유기체를 제거하는 것을 지칭하기 위해 사용되며, 이와 같은 세정는 때때로 "그루밍(grooming)"으로 지칭된다. 선체(101) 표면의 지속적인 세정을 수행함으로써, 로봇(102)은 일반적으로 선체(101) 표면에 부착된 오염물(예를 들어 1차 콜로니저)의 제거를 초기 단계에서 수행한다. 로봇(102)에 의해 수행되는 작업은 또한 2차 콜로니라이저 및 임의의 후속 콜로니라이저의 제거를 포함할 수도 있다.

도 1a에 도시된 바와 같이, 컴퓨팅 장치(106)는 로봇(102) 및/또는 예를 들어 도 1b에 도시된 바와 같이 모니터링 스테이션(110)에서. 해안에 있는 컴퓨팅 장치(108)와 같은 원격 장치와 통신하기 위해 선박(예를 들어 선박의 갑판실)에 제공될 수 있다.

도 1b는 컴퓨팅 장치(110)를 포함하는 이와 같은 모니터링 스테이션(110)을 도시한다. 컴퓨팅 장치(110)는 통신 네트워크(112)를 통해 하나 이상의 선박과 통신한다.

본 발명의 실시예에서, 선박의 수중 선체의 청결도를 동적으로 모니터링하기 위한 컴퓨터 구현 방법은 이 선박의 항해 중에 수행된다. 이하에 보다 상세히 설명되는 바와 같이, 이 방법은 로봇(102), 선박의 컴퓨팅 장치(106), 또는 육상 컴퓨팅 장치(108)에서 수행될 수 있다.

도 1b에 도시된 바와 같이, 육상 컴퓨팅 장치(108)가 본원에 기술된 컴퓨터 구현 방법을 수행하는 구현예에서, 이는 선박 운영자가 선박 선단의 운영 효율성에 대해 실시간 모니터링을 할 수 있도록 한다.

본 발명의 실시예는 선체 세정 로봇(102)이 장착된 선박의 수중 선체의 청결도를 동적으로 모니터링하는 것에 제한되지 않는다. 아래에 더 상세히 설명되는 바와 같이, 이와 같은 선박이 선박 표면에 고위험의 오염도가 검출됨에 따라, 그 검출에 응답하여 선체 세정 로봇을 수반하지 않는 다른 조치가 취해질 수 있다.

도 2는 로봇(102)의 개략적인 블록도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 로봇(102)은 중앙 처리 장치("CPU")(202)를 포함하는 컴퓨팅 장치이다. CPU(202)는, CPU(202)에 결합되어 선체(101) 표면에서 부착물 유기체의 제거를 수행하는 (회전 원통형 브러시(Brush)의 형태를 취할 수 있는) 세정 장치(208)를 제어하도록 구성된다.

CPU(202)는 또한 본 발명의 실시예에 따라 선박의 수중 선체의 청결도를 동적으로 모니터링하도록 구성되는 선체 오염 위험 결정 모듈(206)을 포함할 수 있다. 로봇(102)이 선체 오염(파울링) 위험 결정 모듈(206)을 포함할 수 있지만, 대안적인 실시예에서 선체 오염 위험 결정 모듈(206)은 로봇(102) 외부의 컴퓨팅 장치의 구성요 소일 수도 있다는 것이 이하의 설명으로부터 명백할 것이다.

CPU(202)는 전원(214)(예를 들어, 하나 이상의 배터리)에 연결된다. 전원(214)은 예를 들어 충전식일 수 있다. 로봇(102)은 또한 당업계에 공지된 바와 같이 데이터를 저장하기 위한 메모리(210)를 포함한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 로봇(102)은 선체 오염 위험 결정 모듈(206)에 센서 신호를 출력하도록 구성된 하나 이상의 센서들(212)을 포함할 수 있다. 본원에 기술된 센서들의 각각은 물리적 센서(즉, 물리적 측정 기기) 또는 가상 센서(예컨대, 다수의 물리적 센서들로부터의 감지 데이터를 결합하여 측정값을 계산하는 소프트웨어) 일 수 있다.

센서(들)(212)은 선박과 관련된 작동 데이터를 감지하도록 구성된 하나 이상의 센서들을 포함할 수 있다. 특히, 센서(들)는 선박(100)의 속도를 나타내는 속도 데이터를 출력하도록 구성된 속도 센서(예를 들어, 속도 로그)를 포함할 수 있다. 속도 센서는, '지상 속도' 및/또는 '수중 속도'를 수행하도록 구성될 수 있다. '지상 속도' 측정을 수행하도록 구성된 속도 센서는, 예컨대 GPS(Global Positioning System) 또는 기타 속도 센서(예를 들어 도킹 스테이션(104)의 GPS 센서)와 같이, 선박의 항법 시스템에서 추출된 정보를 사용할 수 있다. '수중 속도'를 수행하도록 구성된 속도 센서는 하나 이상의 내장 센서(일반적으로 도플러 기반 또는 전자기)를 사용할 수 있다. '수중 속도' 측정을 위한 가상 센서로서 로봇(102)을 사용하는 것도 가능한다.

센서(들)(212)는, 선박의 활동 레벨, 선박의 흘수, 선박의 프로펠러 속도 및/또는 선박의 선수 방위과 같은 선박과 관련된 다른 동작 데이터를 감지하도록 구성된 하나 이상의 센서들을 포함할 수 있다. 선박의 활동 레벨은 선박이 항해 중 이동한 시간을 나타내며, 이는 시간 단위 값 또는 항해 중 이동하기 위해 소요된 시간의 백분율로 정의될 수 있다. 지상 속도가, 예컨대 6노트와 같이 미리 정해진 속도보다 낮을 때 선박은 움직이지 않는 것으로 간주될 수 있다. 흘수는 선체를 따라 임의의 지점에서 흘수선 아래 선박 용골의 깊이이다. 선박의 흘수는 선박 선적 상태(예컨대, 선박에 화물이 가득 차 있는지 여부)에 따라 달라질 수 있다. 선박의 흘수는 밸러스트수 사용으로 인해 주어진 적재량에 따라 달라질 수도 있다. 선수 방위는 특정 순간에 선박이 가리키는 나침반 방향(북쪽을 기준으로 한 각도 거리)이다.

센서(들)(212)는, 선박(100)의 환경 상태과 관련된 환경 데이터를 감지하도록 구성된 하나 이상의 센서들을 포함할 수 있다.

예를 들어, 센서(들)는, (i) 선박의 수중 환경에서 엽록소의 양을 감지하도록 구성된 엽록소 센서; (ii) 선박의 수중 환경의 pH 레벨을 감지하도록 구성된 pH 센서; (iii) 선박의 수중 환경에서 양분 수준을 감지하도록 구성되고, 인산염, 질산염 등과 같은 영양분을 감지하도록 구성될 수 있는 양분 센서. (iv) 선박의 수중 환경에서 빛의 강도를 감지하도록 구성된 태양광 강도 센서; (v) 선박의 수중 환경의 염분 레벨을 감지하도록 구성된 염도 센서(예컨대, 전도도 센서); (vi) 선박의 수중 환경의 온도를 감지하도록 구성된 온도 센서; (vii) 선박의 수중 환경에서 이산화탄소의 양을 감지하도록 구성된 이산화탄소 센서; (viii) 선박의 지리적 위치를 감지하도록 구성된 위치 센서(예컨대, GPS 센서); (ix) 선박의 수중 환경에서 물에 용해된 기체 산소의 양을 감지하도록 구성된 용존 산소 센서; 및 (x) 선박의 수중 환경의 깊이를 감지하도록 구성된 깊이 센서; 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 이와 같은 센서는 통상의 기술자에게 알려져 있으므로 여기서는 더 상세히 설명하지 않는다.

위에서 언급한 위치 센서는 선박과 인근 해안선 사이의 거리를 결정하기 위해 사용될 수 있다.

동일한 형태의 다수의 센서들이 본 발명의 실시예에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 다수의 온도 센서를 사용하여 다양한 깊이에서 선박의 수중 환경 온도를 측정할 수 있다. 실시예들에서, 동일한 형태의 다수의 센서로부터의 판독값을 결합하여 센서 형태과 관련된 단일 값을 제공할 수 있다.

위에 언급된 센서(들)는 로봇(102)에 위치하는 것으로 설명되었지만, 이들 센서는 선박의 선체를 검사하도록 구성된 원격으로 작동되는 수중 차량에 위치될 수 있고, 또는 이들 센서는 선박(100)에 위치될 수도 있다.

선박(100)에 위치된 센서(들)는, 인터페이스(216)를 통해 로봇(102)의 선체 오염 위험 결정 모듈(206)에 직접 데이터를 출력할 수 있다. 대안적으로, 선박(100)에 위치된 센서(들)는 인터페이스(216)를 통해 로봇(102)에 데이터를 중계하는 컴퓨팅 장치(106)에 데이터를 출력할 수 있다.

센서(들)(212)는, 이미지 데이터를 포함하는 카메라 신호를 출력하도록 구성된 카메라를 포함할 수 있다. 카메라는, 카메라 신호를 컴퓨팅 장치(106) 및/또는 컴퓨팅 장치(108)로 출력할 수 있다. 카메라는 로봇(102)이 선박 선체의 육안 검사를 수행할 수 있도록 한다. 로봇(102)은 육안 검사를 수행하지 않고 선박의 선체를 검사할 수 있다. 따라서, 카메라에 추가하여 또는 그에 대한 대안으로서, 로봇(102)은 전자기 장치 또는 초음파 장치와 같은 선체의 검사를 수행하기 위한 하나 이상의 다른 선체 검사 장치들을 포함할 수 있다.

어떤 실시예에서, 로봇(102)이 데이터를 수신하고 컴퓨팅 장치(106) 및 컴퓨팅 장치(108)에 전송할 수 있도록 인터페이스(216)가 제공된다. 인터페이스(216)는 또한 로봇이 선박의 센서로부터 데이터를 수신할 수 있도록 한다. 인터페이스(216)는 유선 및/또는 무선 인터페이스를 포함할 수 있다.

인터페이스(216)는 또한 로봇(102)이 선박 위치 확인 데이터(예를 들어 자동 식별 시스템(AIS) 데이터) 및/또는 위성 유도 해양 환경 데이터를 다운로드할 수 있도록 한다. 이 정보는 AIS 데이터 제공자 및 CMEMS(코페르니쿠스 해양 환경 모니터링 서비스)와 관련된 데이터 센터와 같이 위성에서 유도된 해양 환경 데이터를 저장하는 데이터 센터에서 각각 다운로드할 수 있다. 이 정보는 적어도 매일 다운로드할 수 있다. 선박 위치 확인 데이터(예컨대, AIS 정보)와 관련하여 매시간 새로운 데이터를 다운로드할 수 있다. 해양 환경 데이터는 하루에 한 번만 업데이트되거나 일부 예외에서는 주당 한 번만 업데이트될 수 있다. 선박 위치 확인 데이터는 선박 운영자와 관련된 저장소(예컨대, 보고된 위치 데이터 또는 GPS 데이터)로부터 다운로드될 수도 있다. 따라서 ,선박 운영자는 AIS 시스템이 설치되지 않은 선박에 대해 선박 위치 확인 데이터를 제공할 수 있다.

위에서 언급한 바와 같이, 어떤 실시예에서, 선체 오염(파울링) 위험 결정 모듈은 선박의 컴퓨팅 장치(106) 또는 육상 컴퓨팅 장치(108)의 구성요소이다. 도 3은 이와 같은 컴퓨팅 장치를 도시한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 컴퓨팅 장치(106, 108)는 중앙 처리 장치("CPU")(302)를 포함한다. CPU(302)는 당업계에 공지된 바와 같이 데이터를 저장하기 위한 메모리(310) 및 출력 장치(312)에 연결된다.

CPU(302)는 또한 본 발명의 실시예에 따라 선박의 수중 선체의 청결도를 동적으로 모니터링하도록 구성되는 선체 오염 위험 결정 모듈(306)을 포함할 수 있다.

컴퓨팅 장치(106, 108)는, 컴퓨팅 장치가 데이터를 수신하고 전송할 수 있도록 하는 인터페이스(316)를 포함한다. 인터페이스(316)는, 컴퓨팅 장치(106, 108)가 로봇(102)(선박 상에 존재하는 경우)으로부터 데이터를 수신, 및/또는 선박 상의 센서로부터 데이터를 수신할 수 있도록 한다. 예를 들어, 컴퓨팅 장치는 인터페이스(316)를 통해 위에 언급된 동작 데이터 및/또는 환경 데이터를 수신할 수 있다. 인터페이스(316)는 또한, 컴퓨팅 장치가 로봇(102), 선박에서 원격으로 작동되는 수중 이동체 및/또는 선박의 선박 제어 시스템과 통신할 수 있게 하며, 이에 의해 선박 제어 시스템은 선박의 방향과 속도를 제어한다.

인터페이스(316)는 또한, 컴퓨팅 장치(106, 108)가 선박 위치 확인 데이터(예를 들어 AIS 데이터) 및/또는 위성에서 유도된 해양 환경 데이터를 다운로드할 수 있도록 한다. 이 정보는 AIS 데이터 제공자 및 CMEMS(코페르니쿠스 해양 환경 모니터링 서비스)와 관련된 데이터 센터와 같이 위성에서 유도된 해양 환경 데이터를 저장하는 데이터 센터에서 각각 다운로드할 수 있다. 이 정보는 적어도 매일 다운로드할 수 있다. 선박 위치 확인 데이터(예컨대, AIS 정보)와 관련하여 매시간 새로운 데이터를 다운로드할 수 있다. 해양 환경 데이터는 하루에 한 번만 업데이트되거나 일부 예외에서는 주당 한 번만 업데이트될 수 있다. 선박 위치 확인 데이터는 선박 운영자와 관련된 저장소(예컨대, 보고된 위치 데이터 또는 GPS 데이터)로부터 다운로드될 수도 있다. 따라서, 선박 운영자는 예를 들어 AIS 시스템이 설치되지 않은 선박에 대해 선박 위치 확인 데이터를 제공할 수 있다.

출력 장치(312)는 컴퓨팅 장치(106, 108)의 사용자에게 정보를 출력하도록 구성된다. 예를 들어, 출력 장치(312)는 정보를 시각적으로 출력하기 위한 디스플레이를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 출력 장치(312)는 정보를 청각적으로 출력하는 스피커를 포함할 수 있다.

위에서 언급된 동작 데이터 및 환경 데이터의 사용은 본 명세서에서 기술된 특정 실시예에 국한되지 않으며, 모든 실시예에서 사용될 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 선박의 수중 선체의 청결도는 이 선박의 항해 동안 동적으로 모니터링된다.

선박의 수중 선체는 일반적으로 코팅된다. 선박의 선체에 존재하는 코팅은 단일 층, 동일한 코팅의 다수의 층들을 포함할 수 있거나 또는 다층 코팅, 즉 코팅 시스템일 수 있다. 다층 코팅에서, 제1 코팅(때때로 프라이머 코팅이라고도 함)은 부식 방지층인 경우가 많다. 프라이머 코팅은 오염 방지 특성이 있거나 없는 링크 코트 또는 타이 코트에 이어 하나 이상의 최종 코트 또는 탑코트로 선택적으로 오버 코팅된다. 다른 형태의 다층 코팅에서는, 제1(프라이머) 코팅을 마지막 코팅 또는 탑코트로 간단히 오버 코팅할 수 있다.

선박의 수중 선체는 전체 선체에 걸쳐 단일 코팅 또는 코팅 시스템으로 코팅될 수 있다. 대안적으로, 선박의 선체는 선체의 다수의 부분(예컨대, 평평한 바닥, 측면 바닥, 선박 앞쪽 부분, 선박 후미 부분, 흘수선, 손상되기 쉬운 부분)에 다양한 코팅 또는 코팅 시스템의 다수의 섹션들로 구성될 수 있다. , 프로펠러 및 방향타). 선체의 다양한 부분에 존재하는 다양한 코팅 또는 코팅 시스템은 형태 및/또는 두께가 다를 수 있다.

선박에 도포된 코팅은 코팅이 광택 코팅인지 비연마 코팅인지에 따라 클래스들로 나눌 수 있다. 연마 코팅은 코팅 연령 동안 필름 두께가 감소하는 코팅이다. 필름 두께의 감소는 화학 반응이나 침식 또는 이들의 조합으로 인해 발생할 수 있다. 비연마 코팅은 코팅 연령 동안 필름 두께가 감소하지 않는 코팅이다.

연마 코팅은 일반적으로 다양한 분해 메커니즘을 갖는 바인더 시스템에 기초한다. 자체 연마 코팅은 통상적으로 사용되는 다른 용어이다. 대부분의 경우 분해는 바인더 시스템의 결합이 가수분해되어 수용성이 증가하고 코팅이 연마되는 것이다. 가수분해는 바인더의 폴리머 백본에 있는 펜던트 그룹이나 측쇄의 가수분해이거나 바인더의 폴리머 백본에 있는 그룹의 가수분해일 수 있다.

연마 코팅에 존재하는 결합제는, 예를 들어, 실릴 (메트)아크릴레이트 공중합체, 로진 기반 결합제, (메트)아크릴레이트 결합제, 백본 분해성 (메트)아크릴레이트 공중합체, 금속 (메트)아크릴레이트 결합제, 실릴 (메트)아크릴레이트의 하이브리드를 포함할 수 있다. )아크릴레이트 결합제, (메트)아크릴 헤미아세탈 에스테르 공중합체, 폴리무수물 결합제, 폴리옥살레이트 결합제, 비수성 분산 결합제, 양성이온 결합제, 폴리에스테르 결합제, 폴리(에스테르-실록산) 결합제, 폴리(에스테르-에테르-실록산) 결합제 또는 그의 혼합물일 수 있다.

전형적인 실릴 (메트)아크릴레이트 공중합체 및 이를 포함하는 코팅은, GB2558739, GB2559454, WO2019096926, GB2576431, WO2010071180, WO2013073580, WO2012026237, WO2005005516, WO2013000476, WO2012048712, WO2011118526, WO0077102, WO2019198706, WO03070832 및 WO2019216413에 기재되어 있다.

실록산 잔기를 갖는 전형적인 실릴 (메트)아크릴레이트 공중합체는 WO2011046087에 기재되어 있다. 전형적인 로진계 결합제 및 이를 포함하는 코팅은 WO2019096928, DE102018128725, DE102018128727 및 WO9744401에 기술되어 있다.

전형적인 (메트)아크릴레이트 바인더 및 이를 포함하는 코팅은 DE102018128725A1, DE102018128727A1, WO2019096928, WO2018086670 및 WO9744401에 기술되어 있다. 일반적인 금속 (메트)아크릴레이트 바인더는 WO2019081495 및 WO2011046086에 기술되어 있다. 실릴 (메트)아크릴레이트 결합제의 전형적인 하이브리드는 KR20140117986, WO2016063789, EP1323745, EP0714957, WO2017065172, JPH10168350A 및 WO2016066567에 기술되어 있다. 전형적인 폴리무수물 결합제는 WO2004/096927에 기재되어 있다. 일반적인 폴리옥살레이트 바인더는 WO2019081495 및 WO2015114091에 기술되어 있다. 전형적인 비수성 분산 결합제는 WO2019081495에 기술되어 있다. 전형적인 양쪽이온성 결합제는 WO2004018533 및 WO2016066567에 기술되어 있다. 일반적인 폴리에스테르 바인더는 WO2019081495, EP1072625, WO2010073995 및 US20150141562에 기술되어 있다. 전형적인 폴리(에스테르-실록산) 및 폴리(에스테르-에테르-실록산) 바인더는 WO2017009297, WO2018134291 및 WO2015082397에 기술되어 있다. 전형적인 (메트)아크릴레이트 헤미아세탈 에스테르 공중합체 바인더는 WO2019179917, WO2016167360, EP0714957 및 WO2017065172에 기술되어 있다. 전형적인 백본 분해성 (메트)아크릴레이트 공중합체 바인더는 WO2015010390, WO2018188488, WO2018196401 및 WO2018196542에 기술되어 있다.

비연마 코팅은 일반적으로 교차 연결되어 있으며 종종 소량의 VOC(휘발성 유기 화합물)를 함유하고 있다. 비연마 코팅에 존재하는 결합제는 예를 들어 폴리실록산, 실록산 공중합체, 실리콘 결합제, 에폭시계 결합제, 에폭시실록산, 폴리우레탄 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.

전형적인 폴리실록산 바인더 및 이를 포함하는 코팅은 WO2019101912, WO2011076856, WO2014117786, WO2016088694 및 WO2013024106에 기술되어 있다. 전형적인 실록산 공중합체 결합제는 WO2012130861 및 WO2013000479에 기재되어 있다. 전형적인 에폭시계 바인더 및 이를 포함하는 코팅은 WO2018046702, WO2018210861, WO2009019296, WO2009141438, EP3431560 및 WO2017140610에 기술되어 있다. 일반적인 에폭시실록산 결합제는 US2009281207, WO2019205078 및 EP1086974에 기술되어 있다. 다른 형태의 실리콘 바인더는 일반적으로 MQ, DT, MDT, MTQ 또는 QDT 수지로 표시되는 실리콘 수지이다. 코팅은 WO2019189412에 기술된 바와 같이 리블렛 구조의 경화성 폴리실록산 결합제일 수 있다. 코팅은 US20180229808에 기술된 바와 같이 딤플 구조의 코팅일 수 있다. 이와 같은 코팅은 코팅 또는 접착 호일로 적용될 수 있다.

코팅은 예를 들어 WO2018100108에 기술된 바와 같이 파울링 방출 탑코트를 갖는 리블릿 구조의 접착 호일일 수 있다.

선박에 도포된 코팅은 코팅에 오염 제어제가 포함되어 있는지 여부에 따라 여러 클래스들로 분류될 수도 있다. 오염 제어제는 오염 유기체에 영향을 미치거나, 밀어내거나 위해하게 작용하는 유기, 유기금속 또는 무기 화합물일 수 있다.

오염 제어제의 한 그룹은 화학적 또는 생물학적 수단에 의해 오염 유기체를 파괴, 저지, 무해화, 작용 방지 또는 제어 효과를 발휘하도록 의도된 물질인 살생물제이다. 살생물제, 방오제, 방오제, 활성 화합물, 독성물질이라는 용어는 표면의 해양 부착물을 방지하는 역할을 하는 알려진 화합물을 설명하기 위해 업계에서 사용된다. 살생물제는 무기물, 유기금속 또는 유기물일 수 있다.

일반적으로 사용되는 살생물제는, 산화구리(I), 구리 티오시아네이트, 아연 피리티온, 구리 피리티온, 아연 에틸렌비스(디티오카바메이트)[지네브], 2-(테르트-부틸아미노)-4-(사이클로프로필아미노)-6-(메틸티오)-l,3,5-트리아진[큐부트린], 4,5-디클로로-2-n-옥틸-4-이소티아졸린-3-온[DCOIT], N-디클로로플루오로메틸티오-N',N'-디메틸-N-페닐술파미드[디클로로플루아니드], N-디클로로플루오로메틸티오-N',N'-디메틸-N-p-톨릴술파미드[톨릴플루아니드],트리페닐보란 피리딘[TPBP] 및 4-브로모-2-(4-클로로페닐)-5-(트리플루오로메틸)-1H-피롤-3-카르보니트릴[트랄로피릴] 및 4-[1-(2,3-디메틸페닐)에틸]-1H-이미다졸[메데토미딘]이다.

물리적 작용 방식에 의해 오염 유기체의 부착을 방지하거나 감소시키는 오염 제어제의 한 그룹은 실리콘 오일, 친수성 개질된 실리콘 오일 및 소수성 개질된 실리콘 오일이다. 일반적인 실리콘 오일은 WO2018/134291에 기술되어 있다.

연마 코팅과 비연마 코팅 모두 살생물제, 실리콘 오일 또는 이들의 혼합물과 같은 오염 제어제를 함유할 수 있거나 오염 제어제가 없을 수 있다.

본 발명의 실시예는 선박의 항해 전반에 걸쳐 코팅된 선체의 청결도(즉, 선체에 도포된 코팅 표면의 청결도) 또는 선박의 코팅되지 않은 선체를 동적으로 모니터링하기 위해 사용될 수 있다.

이제 도 4를 참조하여 본 발명의 제1 실시예를 설명한다. 도 4는 선체 오염 위험 결정 모듈(206, 306)에 의해 수행되는 선박 수중 선체의 청결도를 동적으로 모니터링하기 위한 프로세스(400)의 흐름도를 예시한다. 따라서, 프로세스(400)는 컴퓨팅 장치에 의해 수행된다. 예를 들어, 프로세스(400)는 로봇(102), 선박의 컴퓨팅 장치(106), 또는 육상 컴퓨팅 장치(108)에서 수행될 수 있다.

제1 실시예는 선박이 운행 중에 노출될 수 있는 오염 위험을 예측하는 것을 목표로 하며, 이는 선박 선체에 발생할 수 있거나 존재할 수 있는 오염 정도를 반영한다.

도 5a에 도시된 바와 같이, 프로세스(500)에서, 검색된 환경 데이터가 선박(100)의 환경 상태을 포함하지만 구체적으로 관련되지 않는 경우(예컨대, 검색된 환경 데이터는 전세계 환경 상태과 관련된 위성에서 유도된 해양 환경 데이터이며, 단계 S504에서, 선체 오염 위험 결정 모듈은 선박의 지리적 위치를 획득한다. 선체 오염 위험 결정 모듈은 검색된 환경 데이터와 함께 선박의 지리적 위치를 사용하여 선박(100)의 환경 상태과 관련된 환경 데이터를 결정한 다음, 단계 S402에서 오염 값을 결정하기 위해 사용된다. 이 예에서, 선박의 지리적 위치는 로봇(102)의 위치 센서 또는 선박의 위치 센서에 의해 감지될 수 있고, 또는, 선박의 지리적 위치는 각각 AIS 데이터 제공자로부터 다운로드된 선박 위치 확인 데이터(예컨대, AIS 데이터)를 사용하여 결정될 수 있다. .

도 5b에 도시된 바와 같이, 육상 컴퓨터 장치(108)가 프로세스(400)를 수행하는 실시예에서, 프로세스(550)에서 선체 오염 위험 결정 모듈(306)은 단계 S502에서 환경 데이터를 검색하여 단계 S506에서 글로벌 파울링 맵을 결정한다. 글로벌 파울링 맵은 전 세계 다수의 위치의 해양 부착물 상태를 식별하며 시간 경과에 따라 변경될 수 있다.

글로벌 파울링 맵을 결정하기 위해 사용되는 단계 S502에서, 검색된 환경 데이터는 전 세계의 환경 상태과 관련된 위성에서 유도된 해양 환경 데이터를 포함할 수 있다.

추가적으로 또는 대안적으로, 글로벌 파울링 맵을 결정하기 위해 사용되는 단계 S502에서, 검색된 환경 데이터는 하나 이상의 선박 각각에 대해 선박의 환경 상태과 관련된 환경 데이터를 포함할 수 있다(예를 들어, 상기 환경 데이터는 센서에 의해 감지된) 선박의 로봇 또는 선박의 센서) 및 선박의 지리적 위치. 이 예에서 선박의 지리적 위치는 선박에 있는 로봇의 위치 센서 또는 선박의 위치 센서에 의해 감지될 수 있고, 또는, 선박의 지리적 위치는 AIS 데이터 제공자로부터 각각 다운로드된 선박 위치 확인 데이터(예컨대, AIS 데이터)를 사용하여 결정될 수 있다.

단계 S504에서, 선체 오염 위험 결정 모듈(306)은 모니터링될 선박의 지리적 위치를 획득하고 선박의 지리적 위치와 글로벌 파울링 맵을 사용하여 선박(100)에 특정한 환경 상태과 관련된 환경 데이터를 결정한다. 이는 오염 값을 결정하기 위해 단계 S402에서 사용된다. 이 예에서 선박의 지리적 위치는 로봇(102)의 위치 센서 또는 선박의 위치 센서에 의해 감지되었을 수 있고, 또는 선박의 지리적 위치는 AIS 데이터 제공업체로부터 각각 다운로드된 선박 위치 확인 데이터(예컨대, AIS 데이터)를 사용하여 결정될 수 있다. .

또한, 환경 파라미터와 조합하여, 선박의 작동 특성을 사용하여 단계 S402에서 오염 값을 정의할 수도 있다. 동작 데이터는 하나 이상의 동작 파라미터들의 각각과 관련된 값을 포함한다. 이와 같은 동작 특성의 예로는, 선박의 지상 속도, 선박의 수중 속도, 선박의 활동 레벨, 선박의 흘수 및 선박의 선수 방위(헤딩)를 포함한다.

단계 S402에서 오염 값을 결정하기 위해 하나 이상의 환경 파라미터가 사용된다. 추가적으로, 단계 S402에서 오염 값을 결정하기 위해 하나 이상의 동작 파라미터가 사용될 수 있다.

일례로서, 각 파라미터가 전체 오염 값에 제공하는 대략적인 위험/기여도를 모델링하는 표현식이 메모리에 저장될 수 있다.

이와 같은 표현은 경험적으로 도출될 수 있다. 선박이 (오염 값으로 정의되는) 어느 시점에 노출될 수 있는 해양 생물 부착 압력을 결정하려면, 환경 상태의 양(예컨대, 표면 해수 온도, 빛 가용성, 양분 농도, 엽록소 농도, 표면 해수 염분도, 해안선까지의 거리, 수심) 및 이들이 선박 선체 상태에 어떻게 영향을 미칠 수 있는지를 본 발명자들은 다수의 항구 위치 및 선박 경로에 대해 연구하고 분석했다. 영구 테스트 뗏목, 선체 테스트 패치, 선박의 정박 상태 및 검사 보고서의 경험적 결과를 해당 항구 또는 선박 항로에 대해 수집된 해양 및 대기 환경 상태과 비교했다. 이 연구에 기초하여 각 환경 파라미터가 전체 오염 값에 제공하는 대략적인 위험/기여도를 모델링하기 위해 경험적으로 유도된 표현식이 개발되었다.

이하에 제공된 예시 파라미터를 고려한다.

여기서, 선박의 지상 속도는 동작 파라미터의 예시이고 나머지 파라미터는 환경 파라미터이며 t는 일반적으로 시간 또는 일 단위의 시간 단위이다. 낮의 길이 파라미터는 태양 복사조도나 이 두 파라미터의 조합으로 대체될 수 있다.

각 파라미터에 대해 유도 및 구현된 표현식의 예는 다음과 같다.

여기서 c1과 c2는 상수이다.

여기서 c3과 c4는 상수이다.

여기서 c5와 c6은 상수이다.

여기서 c7은 상수이다.

여기서 c8과 c9는 상수이다.

여기서 c10과 c11은 상수이다.

본원에 언급된 다른 환경 파라미터에 대해서도 유사한 표현이 도출될 수 있다.

도 6a는 노르웨이 산데피요르드에서 1년 동안 세 가지 예시 환경 파라미터(태양 복사 조도, 해수면 수온 및 낮 길이)의 값이 시간에 따라 어떻게 변하는지 도시한다. 특히, 곡선(602)은 1년 동안 태양 복사량이 어떻게 변하는지 보여주고, 곡선(604)은 1년 동안 낮의 길이가 어떻게 변하는지 보여주며, 곡선(606)은 1년 동안 온도가 어떻게 변하는지를 보여준다.

도 6b는 정규화된 스케일에서 오염 값이 시간에 따라 어떻게 변할 수있는지를 도시한다. 특히, 곡선(608)은 해수면 수온과 낮의 길이라는 두 가지 파라미터에 기초할 때 오염 값이 1년 동안 어떻게 변하는지를 도시한다. 곡선 610은 해수면 수온과 일사량이라는 두 가지 파라미터에 기초하여 했을 때 오염 값이 1년 동안 어떻게 변하는지 도시한다. 곡선 612는 세 가지 예시 파라미터(일사량, 해수면 수온 및 낮 길이) 모두에 기초하여 할 때 오염 값이 1년 동안 어떻게 변하는지를 도시한다.

이와 같은 표현식은 선박 선체 표면이 노출되는 해양 부착물의 전체 레벨에 대해 0(낮음)에서 1(높음)까지의 범위로 각 개별 파라미터의 기여도를 모델링하기 위한 것임이 명백하다. 이는 0(낮음)에서 1(높음)까지 정규화된 척도의 오염 값으로 정의된다.

도 6c를 참조하면, 선박의 대지 속도가 0kn일 때 파울링 값에 대한 대지 속도 파라미터의 기여도가 최대(즉, 1과 같음)임을 알 수 있다. 이는 위험/기여도가 다음을 의미한다. 선박의 오염 부착/발달은 해당 시점에서 최대이다. 그러나 이 선박이 약 4노트로 이동하는 경우 기여도는 40%(속도 계수 수치에서 0.4 값)로 떨어진다. 선박이 6노트로 이동하는 경우 속도 파라미터의 위험/기여도는 0에 가깝다.

오염 값에 대한 해수면 수온 파라미터의 기여도와 관련하여, 도 6d에서 볼 수 있듯이 오염 발생의 기여도는 온도에 따라 증가하지만 선형 방식으로 증가하지 않음을 알 수 있다. 저온 및 고온 범위에서는 증가 정도가 중앙값보다 낮다.

도 6e에서 볼 수 있듯이 해안선까지의 거리는 해안에 가까울수록 오염물질 부착 및 발달의 위험/기여도가 높지만 선박이 해안선에서 멀어짐에 따라 급격히 감소하는 파라미터이다. 유도된 곡선은 해안선에서 20km 떨어진 곳에서 오염 값에 대한 기여도가 약 10%(해안선 수치까지의 거리에서 0.1)임을 나타낸다.

위에 제공된 표현식은 단지 예시적일 뿐임이 명백하다. 위에 제공된 것과 같은 표현식을 사용하여 각 파라미터가 전체 오염 값에 제공하는 대략적인 위험/기여를 모델링하는 경우 표현은 시간 경과에 따라 달라질 수 있으며 시간 경과에 따라 수집된 경험적 데이터의 지속적인 분석을 통해 개선될 수 있다. 또한, 오염 값을 결정하기 위해 사용되는 하나 이상의 표현은 선박 형태, 선박 무역 또는 무역 지역에 따라 달라질 수 있다.

단계 S402에서 오염 값 결정을 위해 일부 파라미터가 더 중요하다고 간주되면, 각 파라미터에 가중치가 적용될 수 있다.

따라서 위에 제공된 예시 파라미터를 참조하면 총 순간 오염 값은 방정식(8)에 표시된 것처럼 다양한 파라미터 위험 요인의 가중 평균이다. 여기서 K는 상수이며 각 요인에 부여된 가중치를 나타낸다.

표 1은 각 개별 파라미터에 적용될 수 있는 가중치의 예를 도시한다.

오염 값을 결정하는 방법이 도 4에 도시된 실시예를 참조하여 위에서 설명되었지만, 오염 값을 결정하는 방법은 또한 여기에 기술된 본 발명의 다른 실시예, 예를 들어 도 7에 도시된 프로세스에 적용될 수 있다.

도 4를 다시 참조하면, 단계 S404에서 오염 보호 값이 결정된다. 오염 보호 값은 선박 표면과 관련된 해양 생물 오염에 대한 표면 허용 오차을 정의한다. 선박 선체에 코팅을 적용하여 보호하는 것이다. 위에서 언급된 바와 같이, 선박의 선체는 코팅될 수 있으며, 이와 같은 맥락에서 오염 보호 값은 코팅 표면과 관련된 해양 부착물에 대한 허용 오차, 즉 선박 선체에 대한 코팅에 의해 제공되는 보호를 정의한다. 대안적으로, 선박의 선체는 코팅되지 않을 수 있으며, 이와 같은 맥락에서 오염 보호 값은 선박의 선체 표면과 관련된 오염에 대한 허용치를 정의한다.

오염 보호 값은 메모리에 미리 저장될 수 있다. 예를 들어, 오염 보호 값은 컴퓨팅 장치의 로컬 메모리에 또는 컴퓨팅 장치에 의해 액세스 가능한 원격 컴퓨팅 장치의 메모리에 미리 저장될 수 있다. 이와 같은 구현예에서 오염 보호 값은 미리 계산되며 선체 오염 위험 결정 모듈은 오염 보호 값을 메모리에서 검색하여 결정된다. 따라서, 선체 오염 위험 판단 모듈은 오염 보호 값 자체의 계산을 수행하지 않을 수도 있다.

다른 구현예에서, 선체 오염 위험 결정 모듈은 오염 보호 값 자체를 계산함으로써 오염 보호 값을 결정한다.

오염 보호 값을 계산하는 방법은 후에 상세히 설명한다. 오염 보호 값은 0(낮은 보호)부터 1(높은 보호)까지 정규화된 척도로 계산될 수 있다.

단계 S405에서는, 오염(파울링) 값(단계 S402에서 결정)과 오염(파울링) 보호 값(단계 S404에서 결정)을 이용하여 오염(파울링) 위험 값이 결정된다. 오염 위험 값은 선박 표면의 오염 위험 레벨을 정의한다.

각 시점(샘플링 기간에 따라, 예를 들어 1시간일 수 있음)에 대해 오염 값과 오염 보호 값이 결정된다. 아래 제공된 식 (9)는 오염 위험 값이 오염 값과 오염 보호 값의 함수로서 계산될 수 있는 방법의 일례를 제공한다.

오염 값과 오염 보호 값의 함수로서 오염 위험 값을 계산하기 위한 다른 표현도 사용될 수 있다는 것이 이해될 것이다.

오염 위험 값은 0(낮은 위험)부터 1(높은 위험)까지 정규화된 척도로 계산될 수 있다. 표 2는 식 (9)를 적용일례를 보여준다.

실제적인 측면에서, 순간적인 오염 위험 값은 선박이 오염되는 실제 총 위험을 항상 정확하게 반영하는 것은 아니다. 선박이 그 사이에는 활동이 거의 없는 상대적으로 긴 정지(stop)들을 서너 개 갖는 경우를 예로 들 수 있다. 특정 정지 동안의 총 오염 위험은 이전 정지의 위험보다 높을 것임이 명백하다.

이를 고려하면, 일정 기간 동안의 순간적인 오염 위험도 값을 가중 평균하여 오염 위험도 값이 계산될 수 있다.

여기서, 윈도우사이즈는 오염 위험 값 평가에 고려되는 날들의 수(예컨대, 3개월)이고 w는 가중치이다. 최근 순시값에 보다 높은 가중치가 부여되고, 오래된 순시값에 보다 낮은 가중치가 부여된다. 가중치 계수의 범위는 0과 1 사이이며, 오염 위험 값도 0과 1 사이의 범위에 있어야 한다.

따라서, 어떤 실시예에서, 오염 위험 값은 복수의 순간 오염 위험 값들에 기초하여 결정되며, 복수의 순간 오염 위험 값들의 각각은 각각의 샘플링 시간에서 선박 표면의 오염 위험 레벨을 식별하고, 복수의 순간 오염 위험 값들의 각각에는샘플링 시간의 최신성을 규정하는 가중치가 가중된다.

오염 위험 값이 단계 S405에서 결정되면, 프로세스(400)는 단계 S407로 진행할 수 있다. 단계 S407에서, 선체 오염 위험 결정 모듈은 오염 위험 값을 출력한다.

로봇(102)이 선체 오염 위험 결정 모듈(206)을 포함하는 실시예에서, 단계 S407에서, 선체 오염 위험 결정 모듈(206)은, 사용자에게 출력하기 위해, 오염 위험 값을 선박 또는 육상 컴퓨팅 장치(108)와 같은 원격 컴퓨팅 장치로 출력한다. 이를 통해 사용자는 오염 위험 값을 보고, 제어 조치를 취해야 할지의 여부를 결정할 수 있다.

선박 상의 컴퓨팅 장치(106)가 선체 오염 위험 결정 모듈(306)을 포함하는 실시예에서, 단계 S407에서, 선체 오염 위험 결정 모듈(306)은, 사용자에게 출력하기 위해. 오염 위험 값을 육상 컴퓨팅 장치(108)와 같은 원격 컴퓨팅 장치로 출력할 수 있다. 이를 통해 사용자는 오염 위험 값을 보고, 제어 조치를 취해야 ?K지의 여부를 결정할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 단계 S407에서, 선체 오염 위험 결정 모듈(306)은 컴퓨팅 장치(106)의 출력 장치(312)를 통해 오염 위험 값을 출력할 수 있다.

육상 컴퓨팅 장치(108)가 선체 오염 위험 결정 모듈(306)을 포함하는 실시예에서, 단계 S407에서, 선체 오염 위험 결정 모듈(306)은 컴퓨팅 장치(108)의 출력 장치(312)를 통해 오염 위험 값을 출력할 수 있다.

오염 위험 값이 단계 S405에서 결정되면, 프로세스(400)는 대안적으로 단계 S406으로 진행될 수 있다. 단계 S406에서, 선체 오염 위험 결정 모듈은, 오염 위험 값이 미리 결정된 임계값을 초과하는지 여부를 결정함으로써 고위험 오염 상태가 있는지 여부를 식별한다. 오염 위험 값이 미리 결정된 임계값 미만인 경우, 이는 위험이 낮은 오염 상태가 있음을 나타내고 프로세스(400)는 다음 샘플링 시간을 기다리는(즉, 샘플링 기간이 경과할 때까지 대기하는) 시작(start)으로 다시 돌아간다.

오염 위험 값이 미리 결정된 임계값을 초과하는 경우, 이는 높은 위험 오염 상태가 존재함을 나타내고 프로세스(400)는 선체 오염 위험 결정 모듈이 제어 신호를 출력하는 단계 S408로 진행된다. 이에 대해서는 후에 상세히 설명한다.

이제 도 7을 참조하여 본 발명의 제2 실시예를 설명한다. 도 7은 선체 오염 위험 결정 모듈(206, 306)에 의해 수행되는 선박 수중 선체 표면의 청결도를 동적으로 모니터링하기 위한 프로세스(700)의 흐름도를 예시한다. 따라서, 프로세스(700)는 컴퓨팅 장치에 의해 수행된다. 예를 들어, 프로세스(700)는 로봇(102), 선박의 컴퓨팅 장치(106), 또는 육상 컴퓨팅 장치(108)에서 수행될 수 있다.

단계 S702에서 오염 보호 값이 결정된다. 오염 보호 값은 선체 표면과 관련된 오염에 대한 허용치를 정의한다. 위에서 언급한 바와 같이, 선박의 선체는 코팅될 수 있으며 이와 같은 맥락에서 오염 보호 값은 코팅 표면과 관련된 해양 부착물에 대한 허용 오차, 즉 선박 선체에 대한 코팅에 의해 제공되는 보호 정도를 정의한다. 대안적으로, 선박의 선체는 코팅되지 않을 수 있으며, 이와 같은 맥락에서 오염 보호 값은 선박의 선체 표면과 관련된 오염에 대한 허용치를 정의한다.

오염 보호 값은 메모리에 미리 저장될 수 있다. 예를 들어, 오염 보호 값은 컴퓨팅 장치의 로컬 메모리에 또는 컴퓨팅 장치에 의해 액세스 가능한 원격 컴퓨팅 장치의 메모리에 미리 저장될 수 있다. 이와 같은 구현예에서 오염 보호 값은 미리 계산되며 선체 오염 위험 결정 모듈은 오염 보호 값을 메모리에서 검색하여 결정한다. 따라서, 선체 오염 위험 판단 모듈은, 오염 보호 값 자체의 계산을 수행하지 않을 수도 있다.

단계 S704에서, 선체 오염 위험 결정 모듈은 선박의 하나 이상의 유휴 기간의 총 기간을 결정한다. 단계 S704는 메모리에 저장된 선박과 관련된 활동 로그를 조회(질의)하여 해당 기간 동안 선박이 유휴 상태였던 유휴 일수를 사용하여 수행될 수 있다. 유휴 일수는 누적 수치일 수도 있고 연속 유휴 일수를 정의할 수도 있다. 선박의 지상 속도가 미리 결정된 임계값(예컨대, <6kn) 미만인 경우 선박은 유휴 상태로 간주될 수 있다. 예를 들어, 선박이, 한 곳에 정박, 억류, 정박지에서의 표류 및/또는 정박 중이거나 저속으로 항해 중인 경우, 선박은 유휴 상태로 간주될 수 있다. 유휴일은 선박의 지상 속도가 하루 중 미리 결정된 임계값 비율(예컨대, > 60%)을 초과하는 동안 미리 결정된 임계값 미만이었던 날로 정의될 수 있다. 활동 로그는 컴퓨팅 장치의 로컬 메모리에 저장되거나 컴퓨팅 장치에 의해 액세스 가능한 원격 컴퓨팅 장치의 메모리에 저장될 수 있다.

단계 S706에서, 선체 오염 위험 결정 모듈은 표면의 연령(에이지)을 결정한다. 표면의 연령은 메모리에 미리 저장되어 있을 수 있다. 예를 들어, 표면의 연령은 컴퓨팅 장치의 로컬 메모리 또는 컴퓨팅 장치에 의해 액세스 가능한 원격 컴퓨팅 장치의 메모리에 미리 저장될 수 있다.

코팅된 선체에 대해, 단계 S706에서, 선체 오염 위험 결정 모듈은 표면을 제공하는 코팅의 연령을 결정한다. 코팅의 연령은 코팅이 적용된 선박의 건조 도킹 이후 연수로 정의될 수 있다. 코팅을 적용한 이후 선박을 세정한 경우, 코팅 연령은 선박을 세정한 후 경과한 시간(예컨대, 일수)으로 정의할 수 있다.

선박의 코팅되지 않은 선체에 대해, 단계 S706에서 선체 오염 위험 결정 모듈은 코팅되지 않은 선체의 연령을 결정한다. 코팅되지 않은 선체의 연령은 선박을 세정한 후 경과한 시간(예컨대, 일수)으로 정의할 수 있다.

단계 S708에서, 선체 오염 위험 결정 모듈은 오염 보호 값과 표면의 연령에 기초하여 유휴 기간 임계값을 결정한다. 유휴 기간 임계값은 위에 언급된 기간 동안 허용되는 최대 유휴 시간을 정의한다. 유휴 기간 임계값은 위에 언급된 기간 동안 허용되는 최대 유휴 일수를 정의할 수 있다.

유휴 기간 임계값은 유휴 기간이 예를 들어 어떻게 유지되는지에 기초하여 S708에서 결정될 수 있다. 유휴 일수는 해당 기간 동안 분포된다. 예를 들어 기간이 30일인 경우 누적 유휴 일수를 기준으로 한 유휴 기간 임계값을 15일로 설정할 수 있다. 이에 대해, 유휴 기간 임계값은 매일 항해와 유휴 상태를 교대로 수행하는 선박에 대해 다를 수 있다.

표면의 오염 보호 값과 표면의 연령에 기초한 유휴 기간 임계값(예컨대, 일수)을 규정하는 데이터는 컴퓨팅 장치의 로컬 메모리 또는 장치에 의해 액세스 가능한 원격 컴퓨팅 장치의 메모리에 미리 저장될 수 있다. 컴퓨팅 장치. 표 3은 개념을 설명하기 위한 예를 제공한다.

표 3에 나타낸 바와 같이, 유휴 지속 기간 임계값은 오염 보호 값과 표면의 연령에 기초하여 획득될 수 있다. 예를 들어, 표 3에 나타난 바와 같이, B < x ≤ C 범위 내의 오염 보호 값(x)을 갖는 1년 미만의 코팅은 30일의 유휴 기간 임계값과 관련될 수 있다.

단계 S710에서, 선체 오염 위험 판단 모듈은, 단계 S704에서 결정된 총 유휴 기간이 단계 S708에서 결정된 유휴 기간 임계값을 초과하는지 여부를 결정한다.

전체 유휴 기간이 유휴 기간 임계값보다 낮으면, 프로세스(700)는 다음 샘플링 시간을 기다리는(즉, 샘플링 기간이 경과할 때까지 기다리는) 시작으로 다시 돌아간한다.

총 유휴 기간이 유휴 기간 임계값보다 높으면 프로세스(700)는 단계 S712로 진행한다.

단계 S712에서, 선박(100)의 환경 상태에 관한 환경 데이터를 검색하며, 그 예는 위에서 제공되었다. 환경 데이터는 하나 이상의 환경 파라미터들의 각각과 관련된 값을 포함한다.

선체 오염 위험 결정 모듈은 위에서 기술된 바와 같이 다양한 방법으로 선박(100)의 환경 상태과 관련된 환경 데이터를 식별할 수 있다.

단계 S714에서, 선체 오염 위험 판단 모듈은 선박(100)의 환경 상태과 관련된 환경 데이터를 이용하여 고위험 오염 상태들이 있는지 여부를 결정한다.

선체 오염 위험 결정 모듈이 단계 S714에서 낮은 위험 오염 상태가 있다고 결정하면, 프로세스(700)는 다음 샘플링 시간을 기다리는(즉, 샘플링 기간이 경과할 때까지 기다리는) 시작으로 다시 돌아간다.

선체 오염 위험 결정 모듈이 단계 S714에서 높은 위험 오염 상태가 있다고 결정하면, 프로세스(700)는 선체 오염 위험 결정 모듈이 제어 신호를 출력하는 단계 S716으로 진행한다. 이에 대해서는 후에 상세히 설명한다.

단계 S714에서, 선체 오염 위험 결정 모듈은, 환경 데이터를 하나 이상의 미리 결정된 임계값과 비교할 수 있고, 미리 결정된 임계값 중 하나 이상이 초과되면 선체 오염 위험 결정 모듈은 단계 S714에서 높은 위험 오염 상태가 있다고 결정한다. 프로세스는 위에서 언급된 단계 S716으로 진행된다.

대안적으로, 결정 단계(S714)를 수행하기 위해, 선체 오염 위험 결정 모듈은, 단계(S402)를 참조하여 전술한 바와 같이 오염 값을 결정하고, 단계(S405)를 참조하여 전술한 바와 같이 오염 위험 값을 결정하고, 오염 위험 값이 미리 결정된 임계값을 초과하는지 여부를 결정함으로써 고위험 오염 상태가 있는지 여부를 식별할 수 있다. 오염 위험 값이 미리 결정된 임계값을 초과하는 경우, 선체 오염 위험 결정 모듈은 단계 S714에서 고위험 오염 상태가 있는 것으로 결정하고, 프로세스는 위에서 언급된 단계 S716으로 진행된다.

이제 오염 보호 값을 계산하는 방법을 설명한다. 전술한 바와 같이 선체 오염 위험 결정 모듈은 오염 보호 값 자체를 계산될 수 있고, 또는 (예를 들어 다른 컴퓨팅 장치에 의해) 미리 계산된 오염 보호 값을 검색할 수도 있다.

오염 보호 값은 선박 표면과 관련된 해양 부착물에 대한 허용치를 정의한다. 즉, 오염 보호 값은 해양 부착물이 부착되어 결국 수중 지역 위/내로, 보다 구체적으로는 선박의 수중 선체로 성장하는 것을 방지하는 표면의 능력을 정의한다.

효과적인 오염 방지는 오늘날 주로 선박의 수중 선체에 코팅을 적용하여 달성되지만 이에 국한되지는 않는다. 표면의 특성과 표면 재료의 구성이 오염 방지 능력에 영향을 미친다. 그러나, 위에서 언급한 바와 같이 실시예는 코팅된 표면의 청결도를 모니터링하는 것에 제한되지 않으며 선박 선체의 코팅되지 않은 표면의 청결도를 모니터링하기 위해서도 사용될 수 있다.

오염 보호 값은 오염에 대한 표면의 유인성을 규정하는 값에 기초하여 계산될 수 있다. 부착물(오염) 유기체는 정착 및 군집을 위해 특정 형태의 표면을 선호하는 경향이 있다. 이는 생물학적, 물리적 요인과 관련이 있다. 따라서 이와 같은 특성과 이것이 표면의 유인성에 어떻게 영향을 미치는지 고려하고 모델링할 수 있다. 선박이 정지 위치에 있는 기간의 경우, 표면 유인성(P_c)를 고려하는 것이 특히 중요하다. 표면 유인성(P_c)은 해양 유기체가 선체의 수중 표면에 부착하는 경향을 나타낸다. 부착물 유기체는 어둡고 거칠며 다공성인 표면을 선호하는 경향이 있다.

표면의 표면 유인성(P_c)은, (i) 표면의 표면 에너지, (ii) 표면의 지형(예를 들어 표면의 거칠기 및/또는 텍스쳐), iii) 표면의 다공성, (iv) 표면의 탄성, (iv) 표면의 색상(예컨대, 표면의 색상이 얼마나 어두운지) 중 하나 이상에 기초하여 결정될 수 있다.

표면 유인성을 결정하기 위해 일부 파라미터가 보다 중요하다고 간주되는 경우 각 파라미터에 가중치가 적용될 수 있다.

통상의 기술자는 표면의 상기 특성을 결정하는 기술을 알고 있다. 예를 들어, 이미지 분석과 현미경(광 또는 주사 전자)을 결합하여 표면의 공극을 매핑함으로써 다공성을 결정할 수 있다. 이는 ASTM D6583에 따라 결정될 수도 있다. 표면 에너지는 고니오미터와 다양한 용매를 사용하여 결정된 접촉각에 기초하여 계산될 수 있다. 표면 거칠기는 공초점, 중량광, 레이저 현미경 또는 촉각 프로파일로미터를 사용하여 결정된 x, y 및 z 좌표에 기초하여 계산될 수 있다. 탄성은 DMA(동적 기계 테스트) 또는 UTM(Universal Test Machine)에 의해 결정될 수 있다. 어두운 색상은 가시광선 반사율이 낮은 색상이다. RGB 색상 모델에서 색상의 어두움은 빨간색, 녹색, 파란색 값의 합으로 대략적으로 계산될 수 있다.

표면 유인성(P_c) 값은 정규화될 수 있으며 0과 1 사이에서 가변될 수 있다.

표면 유인성 P_c를 계산하는 방법의 일례는 다음과 같이 표시될 수 있다.

P_c = [w_s * 1 / 정규화된 표면 에너지] + [w_r * 1 / 정규화된 거칠기] + [노화 효과 계수] (11)

여기서, 정규화된 표면 에너지는, 예를 들어, 에폭시 코팅의 기준 표면 에너지에 대한 코팅 표면 에너지의 비율이고, 정규화된 거칠기는 기준 거칠기 값에 대한 코팅 표면 거칠기의 비율이다.

표면 유인성 요소는 시간 의존적인 것으로 간주될 수 있으므로 표면의 연령에 영향을 받는니다. 표면의 연령은 위에 표시된 노화 효과 계수를 사용하여 고려될 수 있으며, 이는 0과 1 사이에서 가변될 수 있다.

w_s 및 w_r은 정규화된 표면 에너지 및 정규화된 표면 거칠기에 대한 가중 계수이다.

통상의 기술자는 부착물 유기체의 다양한 클래스들이 존재하며 표면 유인성 값 P_c가 부착물(오염) 유기체의 모든 클래스 또는 단지 특정 형태의 오염 유기체를 고려하여 계산될 수 있다는 것을 인식할 것이다.

추가로 또는 대안적으로, 오염 보호 값은 선박의 표면에 대한 표면 위로 이동하는 물의 효과를 규정하는 값에 기초하여 계산될 수 있다.

부착물의 정착/성장을 방지하는 전략은 선박이 항해하는 동안 발생하는 기계적 힘을 통해 그러한 유기체를 제거하는 것이다. 이 전략은 두 가지 접근 방식으로 나눌 수 있다. 한 가지 접근 방식은 선박이 움직일 때 적용된 전단력이 선박 선체에 부착된 모든 유기체를 제거할 수 있도록 표면을 최대한 부드럽고 미끄럽게 만드는 것이다. 다른 접근 방식은 필름 침식 및 연마를 통해 오염 침전물을 제거하기 위해 기여하는 자체 재생 표면을 개발하는 것이다.

표면 위로 이동하는 물의, 표면에 대한 효과를 규정하는 값(P_b)은. 선박의 지면 속도 또는 선박의 물을 통과하는 속도 및, (i) 표면의 표면 에너지, (ii) 표면의 지형(예컨대, 표면의 거칠기 및/또는 텟스쳐), (iii) 표면의 다공성, 중 하나 이상을 사용하여 결정될 수 있다.

표면 위로 이동하는 물의, 표면 효과를 규정하는 값(P_b)은 정규화될 수 있으며 0과 1 사이에서 가변될 수 있다.

본 발명의 실시예가 선박의 선체에 적용된 코팅 표면의 청결도를 모니터링하기 위해 사용되는 맥락에서, 물의 표면에 대한, 표면 위로 이동하는 물의 효과를 규정하는 값(P_b)은 코팅의 특성에 기초할 수 있다.

위에서 언급한 바와 같이, 선박에 도포된 코팅은 코팅이 광택 코팅인지 비연마 코팅인지에 따라 여러 클래스들 나뉠 수 있다.

코팅 연마에 대해, P_b 값은 연마 속도와 표면 특성의 함수로서 모델링될 수 있다.

P_b(시간: x) = 연마율(시간: x) + 표면 특성 계수 (12)

연마율은 시간 경과에 따라 코팅 두께가 감소하는 속도를 정의한다. 연마율은 일반적으로 코팅 제조업체에 의해 지정되며 일반적으로 연간 연마율로 표시된다.

연마 코팅의 연마율은 코팅을 선박에 적용하고 테스트하는 GB2558739에 기술된 테스트 방법 "실제 동적 테스트"에 따라 결정될 수 있다. WO2019096926에 기술된 "해수 내 회전 디스크의 방오 도막의 연마 속도 결정" 테스트 방법에 따라 실험실 테스트에서 연마 속도를 결정할 수도 있다. 온도를 결정하기 위해 온도가 다른 해수를 사용하여 실험실 테스트를 수행할 수 있다. 위의 내용은 코팅의 연마 속도를 계산하는 방법과 대체 테스트 조건(실험실이나 바다에서, 서로 다른 속도, 서로 다른 해수 온도)에 대한 단순일례로서 제공된다는 점을 이해해야 한다. 사용된다).

연마율은 특정 기술 및/또는 코팅일 수 있는 기준 연마 속도로 정규화될 수 있다. 기준 연마율은 오염 제어제의 확산과 침출층 두께 사이의 균형이 허용 가능한 레벨으로 유지되는 이론적 연간 연마율을 반영한다. 침출층은 수용성 물질의 손실로 인해 조성이 변화된 표면 쪽 영역이다. 침출층 두께는 연마 속도에 대해 위에서 설명한 방법으로 결정될 수 있다.

표면 특성 계수는, (i) 표면의 표면 에너지, (ii) 표면의 지형(예를 들어 표면의 거칠기 및/또는 텍스쳐), 및 (iii) 표면의 다공성, 중 하나 이상을 사용하여 결정될 수 있다.

표면 특성 계수는 코팅 기간 및 표면 노출 이력에 따라 달라질 것이라는 점은 통상의 기술자라면 이해할 수 있을 것이다. 표면 노출 이력이란 부착물이 결국 표면에 부착될 수 있는 특정 기간의 누적 시간을 의미한다. 이는 일반적으로 선박이 가만히 있는 기간을 나타낸다. 일반적으로 표면 노출은 표면 갱신에 의해 균형을 이룬다(선박은 짧은 시간 동안 정지한 후 항해(상당한 시간 동안)하고 전체 드라이 도킹 기간 동안 이 패턴을 따른다). 표면 갱신은, 코팅 연마를 위한 연마 또는 단순히 선박이 움직일 때 선체에 작용하는 힘(예컨대, 표면 위로 움직이는 물) 을 참조할 수 있다.

표면 특성 계수를 계산하는 방법의 일례는 다음과 같다.

표면 특성 계수 = vf * [w1*(1/정규화된 표면 에너지) + w2*(1/정규화된 거칠기) + 연령 계수] (13)

여기서, 정규화된 표면 에너지는 예를 들어 에폭시 코팅의 기준 표면 에너지에 대한 코팅 표면 에너지의 비율이고, 정규화된 거칠기는 기준 거칠기 값에 대한 코팅 표면 거칠기의 비율이다.

vf, w1 및 w2는 선박 속도, 정규화된 표면 에너지 및 정규화된 표면 거칠기에 대한 가중 요소이다.

표면의 연령은 위에 표시된 바와 같이 연령 효과 계수를 사용하여 고려될 수 있다.

비연마 코팅에 대해, P_b는 선박 속도(예컨대, 선박의 지면 위 속도 또는 선박의 수중 속도)와 표면 특성(예컨대, 표면 특성 계수)의 함수로서 모델링될 수 있다.

예를 들어, 표면 위로 이동하는 물의 표면 효과를 규정하는 값(P_b)은, 속도가 특정 임계값을 초과할 때 최대값이고 속도가 0일 때 최소값으로 간주될 수 있다. 속도 임계값은 모든 형태의 오염물(부착물)이 선체 표면에서 제거될 수 있는 속도로 실험적으로 결정될 수 있다. 속도 임계값은 종에 따라 다르며 이를 결정하기 위해 다양한 방법을 사용할 수 있다. 따개비에 대한 ASTM D5618. 표면 특성에 대한 P_b의 의존성과 관련하여 후자는 표면에 적용되는 순 전단력에 영향을 미친다.

위에 추가하여, 본 발명의 실시예가 선박의 선체에 도포된 코팅 표면의 청결도를 모니터링하기 위해 사용되고 코팅이 오염 제어제를 포함하는 맥락에서, 오염 보호 값은, 표면상의 오염 제어제(예컨대, 살생제)가 해양 생물 오염에 미치는 영향을 규정하는 값에 기초하여 계산될 수 있다.

오염 제어제는 모든 형태의 유기 또는 비유기 물질일 수 있으며, 이는 오염 유기체에 영향을 미치거나 반발 또는 유해한 작용을 하여 표면에 정착하거나 생존하는 것을 어렵게 하거나 불가능하게 만드는 물질이다.

해양 생물 부착물에 대한 부착 제어제의 효과는 후자가 코팅으로부터 표면으로 확산되는 것으로 기술된다. 넓은 의미에서, 오염 제어제(P_a)의 효과는, (i) 선박 속도(예컨대, 선박의 지면 위 속도 또는 선박의 수중 속도), (ii) 표면 노출 이력, (iii) 코팅의 연령의 함수로서 모델링될 수 있다. .

오염 제어제(P_a)의 효과를 규정하는 값(P_a)은 정규화될 수 있으며 0과 1 사이에서 가변될 수 있다.

선박이 항해할 때, 오염 제어제는 코팅으로부터 표면으로 지속적으로 운반된다. 그러나, 선체를 따라 흐르는 물 때문에 단순한 모델에서는 이와 같은 물이 거의 즉시 씻겨 나가는 것으로 간주되어 해양 생물에 대한 보호를 별로 제공하지 않는다. 선박이 감속하여 결국 정지 위치에 도달하더라도 오염 제어제의 확산은 멈추지 않으며, 선체에 대한 물의 속도가 감소하므로 오염 제어제의 농도가 증가하기 시작한다.

표면 노출 이력과 관련하여, 표면 노출이 표면 재생과 균형을 이루지 않으면 오염 제어제의 효과에 영향을 미칠 것이다(오염 제어제의 확산이 억제된다). 예를 들어, 살생물제가 표면에 효율적으로 확산하여 표면을 보호할 수 있도록 침출층 두께를 허용 가능한 레벨 내로 유지할 필요가 있는 살생물 자체 연마 표면이 있다. 표면 노출 이력이 바람직하지 않은 경우(선박이 최근에 매우 긴 정박 또는 정박을 많이 한 경우 또는 항구 간 항해 시간이 상대적으로 낮은 경우), 위에서 언급한 균형이 교란된다. 표면 재생과 표면 노출 사이의 균형은 장기적인 관점에서도 볼 수 있다. 특정 기술은 이 균형을 더 잘 제어하여 코팅 연령 전반에 걸쳐 오염 제어제가 표면에 보다 안정적으로 확산되도록 할 수 있다.

오염 제어제의 효과를 모델링하는 한 가지 가능한 방법은 다음 공식으로 기술된다.

P_a(시간: x) = P_a(시간: x-1) + [[1/침출층 계수(시간: x)] * (평균 방출률)] - (제거제 계수) (14)

여기에서,

P_a(시간: x)는 시간 x에서의 오염 제어제의 농도이다.

P_a(시간: x-1)는 시간 x-1에서의 오염 제어제 농도이다.

침출층 계수(시간: x)는 침출층의 두께를 설명하는 계수이며, 침출층 계수는 코팅 연령 및 코팅 기술에 따라 달라질 수 있다.

평균 방출 속도는 단위 시간당 오염 제어제 농도의 평균 변화이다. 평균 방출 속도는 코팅의 연마 속도 및/또는 코팅 기술에 대한 지식을 바탕으로 추정할 수 있으며, 대안적으로 방출 속도는 공지된 방법(예컨대, ISO10890:2010, ASTM D6442-99, ISO 15181-2, ISO 15181-3, ISO 15181-6)을 사용하여 실험적으로 결정될 수 있다.

제거제 계수는 해수 내 오염 제어제의 확산을 설명하는 계수이며, 제거제 계수는 온도, 해수의 점도 및 표면 위의 물 속도(선박 속도에 근접함)에 따라 달라질 수 있다.

앞서 예시한 바와 같이, 이상적으로는 오염 제어제의 방출과 표면 재생 사이에 균형이 이루어져야 한다. 이와 같은 균형은 침출층 두께의 변화를 최소화하여 오염 제어제가 표면으로 더 쉽게 확산되도록 한다. 침출층 두께의 변화를 설명하기 위해 다음 공식을 사용할 수 있다.

침출층 계수(시간: x) = 침출층 계수(시간: x-1) + 델타 (15)

여기서, 델타는 연마를 통한 표면 재생을 설명하는 보정 계수이다. 연마 표면의 경우, 델타는 선박의 지상 속도 또는 선박의 수중 속도와 같은 선박 속도의 함수로서 모델링된다. 선박 속도가 특정 임계값보다 높을 때, 델타는 음수일 것으로 예상된다. 반대로, 선박 속도가 동일한 임계값보다 낮을 때, 이 보정 계수는 양수이며, 이는, 낮은 활동/비활성 기간이 길어질수록 침출층 두께가 시간에 따라 증가하는 것을 의미한다. 사용되는 임계값은 코팅 기술에 따라 달라지며 연마가 시작되는 최소 속도를 반영한다. 비연마 코팅의 경우, 델타는 코팅 연령 전체에 걸쳐 양수이고 일정하다.

오염 제어제가 코팅 표면에 도달하면, 자연적으로 해수로 더욱 확산된다. 이를 고려하기 위해, "제거제" 계수가 사용될 수 있다. 제거제는 선박 속도(예컨대, 선박의 지면 위 속도 또는 선박의 수중 속도)의 함수이므로, 선박 속도가 특정 임계값(예컨대, 3kn)보다 낮을 때 제거제 계수는 작지만 결코 0은 아니다. 이는 선박 선체에 대한 물의 속도가 작기 때문이다. 반면, 선박 속도가 동일한 임계값을 초과하면 제거제 계수가 더 커진다.

오염 제어제의 효과는 또한 제제 자체에 따라 달라진다. 코팅 표면에 확산되는 모든 오염 제어제가 동일한 보호 효과를 갖는 것은 아니다. 더욱이, 코팅에는 다수의 가지 오염 제어제가 포함될 수 있으며, 이는 다양한 오염 유기체에 대해 효과적일 수 있다.

위의 공식에 의해 계산된 오염 제어제 파라미터를 수정하기 위해, 0과 1 사이에서 변할 수 있는 제제 계수의 유효성을 사용할 수 있다. 따라서, 임의의 시점에서 오염 제어제의 효과를 규정하는 최종 값(P_a)은 다음과 같이 정의할 수 있다.

P_a = 제제_효과_계수 * P_a(시간: x) (16)

오염 보호 값을 계산하는 방정식의 예는 다음과 같다.

오염 보호 값 = [w_a * P_a ]+ [w_b * P_b ]+ [w_c * P_c] (17)

여기서, P_a는 오염 제어제의 효과를 설명하고, P_b는 표면에 가해지는 전단력의 효과를 설명하고, P_c는 표면 유인성의 효과를 설명하며, w_a, w_b 및 w_c는 무게 계수들이다.

본 발명의 실시예는 이들 파라미터 모두를 사용하여 계산된 오염 보호 값을 사용하는 것에 제한되지 않는다는 것이 이해될 것이다.

오염 보호 값이 이들 파라미터 중 하나 이상을 사용하여 계산되는 실시예에서, 방정식(17)에 도시된 바와 같이 가중치 계수가 사용될 수 있다.

무게 계수는 선박 속도 및/또는 코팅 기술의 함수로서 모델링될 수 있으며 w_a, w_b 및 w_c의 합은 1로 제안된다. 예를 들어, 연마 코팅의 경우에, 선박이 유휴 상태일 때 w_a가 w_b보다 높고 w_c도 중요한 것으로 예상되는 반면, 선박이 움직이기 개시하고 속도가 증가하면, w_b가 지배적이다. 오염 제어제가 없는 비연마 표면의 경우, w_a는 0으로 되고, 선박이 가만히 있을 때 w_c가 지배적이며 선박이 항해할 때는 w_b가 지배적이다.

방정식(17)의 파라미터들의 각각은 정규화될 수 있으며 0과 1 사이에서 변할 수 있다.

오염 보호 값은 해양 유기체의 종류에 따라 다르다는 점에 유의하는 것이 중요하다. P_a, P_b 및 P_c는 다양할 수 있으며 그 이유는, 예를 들어, 다양한 종들은 다양한 살생물제에 상이하게 반응하고, 표면에서 제거하기가 보다 쉽거나 어렵고, 또는, 표면에 부착되는 경향이 다르기 때문이다.

일반화된 오염 보호 값을 계산하는 방정식의 예는 다음과 같다.

오염 보호 값 =

여기서, i는 다양한 해양 유기체 종의 수이고, Pi는 종별 오염 보호 값이며 gi는 가중 계수이다.

이제 고위험 오염 상태가 검출되는 것에 응답하여 본 발명의 실시예에서 수행될 수 있는 예시적인 제어 동작을 도시하는 도 8a-d를 참조한다.

도 8a는, 선박 상의 컴퓨팅 장치(106) 또는 육상 컴퓨팅 장치(108)가 선체 오염 위험 결정 모듈(306)을 포함하는 본 발명 내용의 실시예에서 수행될 수 있는 예시적인 제어 동작을 예시한다.

특히, 도 8a는 모니터링되는 선박 선체의 청결도에 응답하여 조치가 취해져야 한다는 사용자 확인에 응답하여 수행될 수 있는 예시적인 제어 조치를 도시한다.

도시된 바와 같이, 도 8a는 선체 오염 위험 판단 모듈(306)이 위에서 설명한 단계 S408 및 S716에 대응하는 고위험 오염 상태가 있음을 나타내는 제어 신호를 출력하는 단계를 포함한다. 도 8a에 도시된 실시예에서, 이 제어 신호는 사용자에게 고위험 오염 상태를 경고하기 위해 출력된다. 특히, 제어 신호는 고위험 오염 상태를 사용자에게 경고하기 위해 출력 장치를 제어한다.

선박 상의 컴퓨팅 장치(106)가 선체 오염 위험 결정 모듈(306)을 포함하는 실시예에서, 단계 S408 및 S716에서 선체 오염 위험 결정 모듈(306)은 육상 컴퓨팅 장치(108)와 같은 원격 컴퓨팅 장치에 경고를 출력할 수 있다. 사용자에게 출력하기 위해. 이를 통해 사용자는 제어 조치를 취해야 하는지 여부를 결정할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 단계 S408 및 S716에서 선체 오염 위험 결정 모듈(306)은 선박에 있는 사용자가 응답할 수 있도록 컴퓨팅 장치(106)의 출력 장치(312)를 통해 경고를 출력할 수 있다.

육상 컴퓨팅 장치(108)가 선체 오염 위험 결정 모듈(306)을 포함하는 실시예에서, 단계 S408 및 S716에서 선체 오염 위험 결정 모듈(306)은 컴퓨팅 장치(108)의 출력 장치(312)를 통해 경고를 출력할 수 있다.

선체 오염 위험 결정 모듈(306)이 단계 S407에서 오염 위험 값을 출력하거나 단계 S408 또는 S716에서 제어 신호를 출력하는 것에 응답하여, 단계 S802에서 선체 오염 위험 결정 모듈(306)은 조치가 취해질 것이라는 사용자 확인의 수신을 대기한다.

선체 오염 위험 결정 모듈(306)은 사용자가 컴퓨팅 장치(도 3에는 도시되지 않음)의 입력 장치를 통해 입력을 제공하는 것에 응답하여 조치가 취해져야 한다는 사용자 확인을 수신할 수 있다. 제어 신호가 원격 컴퓨팅 장치로 출력되면, 선체 오염 위험 결정 모듈(306)은 인터페이스(316)를 통해 수신된 확인 메시지 수신에 응답하여 조치가 취해져야 한다는 사용자 확인을 수신할 수 있다.

사용자가 조치를 취해야 한다는 것을 확인하지 않으면, 프로세스(400,700)는 다음 샘플링 시간을 기다리는 시작 부분으로 다시 돌아간다(즉, 샘플링 기간이 경과할 때까지 기다린다).

사용자가 조치를 취해야 한다고 확인하면, 선체 오염 위험 결정 모듈(306)은 운영 효율성이 상실되기 전에 적절한 조치가 이루어지도록 추가 제어 신호를 출력한다. 이는 다양한 방식으로 구현될 수 있다.

일례에서, 단계 S804에서 선체 오염 위험 결정 모듈(306)은 선박 선체의 검사를 개시하기 위해 제어 신호를 출력한다.

선체 오염 위험 결정 모듈(306)은 선박의 선체 검사를 개시하기 위해 선박의 로봇(102) 또는 원격으로 작동되는 선박의 수중 차량에 이와 같은 제어 신호를 출력할 수 있다. 이해되는 바와 같이, 선박의 로봇(102) 또는 원격으로 작동되는 수중 차량은 선박의 선체를 횡단하고 선체 검사 장치(예를 들어 카메라)를 사용하여 선체를 검사함으로써 선박의 선체 검사를 수행할 수 있다. 대안적으로, 선체 오염 위험 결정 모듈(306)은 이 제어 신호를 선박의 원격 컴퓨팅 장치에 출력하여 사용자에게 로봇(102)을 수동으로 발사하거나 원격으로 작동되는 수중 차량(예컨대, 수영하는 원격으로 작동되는 수중 차량)을 검사하도록 경고할 수 있다. 선박의 선체. 육상 컴퓨팅 장치(108)가 선체 오염 위험 결정 모듈(306)을 포함하는 실시예에서, 원격 컴퓨팅 장치는 컴퓨팅 장치(106)에 대응할 수 있다. 컴퓨팅 장치(106)가 선체 오염 위험 결정 모듈(306)을 포함하는 실시예에서, 원격 컴퓨팅 장치는 장치는 선박에 있는 추가 컴퓨팅 장치(예컨대, 선박 작업자의 모바일 컴퓨팅 장치)에 해당할 수 있다.

다른 예에서, 단계 S808에서 선체 오염 위험 결정 모듈(306)은 선박 선체의 세정을 개시하기 위해 로봇(102)에 제어 신호를 출력한다. 육상 컴퓨팅 장치(108)가 선체 오염 위험 결정 모듈(306)을 포함하는 실시예에서, 이 제어 신호는 선박의 컴퓨팅 장치(106)를 통해 전송될 수 있다. 이해되는 바와 같이, 선박의 로봇(102)은 세정 장치(208)를 사용하는 동안 선박의 선체를 횡단함으로써 선박의 선체 세정을 수행한다.

다시 S804 단계를 참조하면, 선체 검사에 기초하여 단계 S806에서 선체 표면이 오염된 것으로 확인되면, 앞서 설명한 S808 단계로 진행할 수 있다. 상기 단계(S806)에서 수행되는 선체 표면 오염 여부의 확인은, 검사 차량의 선체 검사 장치에서 포착된 데이터를 처리함으로써 검사 차량(예를 들어, 로봇(102) 또는 원격으로 작동되는 수중 차량)에 의해 자동으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 선체 검사에 카메라를 사용하는 경우, 캡처된 이미지 데이터를 처리하여 해양 부착물을 감지할 수 있다. 대안적으로, 단계 S806에서 수행된 선체 표면이 오염되었다는 확인은 검사 차량이 검사 차량의 선체 검사 장치에 의해 캡처된 데이터를 컴퓨팅 장치(106, 108)로 전송하는 것을 포함할 수 있다. 그러면, 사용자는 수신된 데이터를 보고 선체 표면이 오염되었는지 여부를 확인할 수 있다. 사용자가 선체 표면이 오염되었음을 확인하지 않으면, 프로세스(400,700)는 다음 샘플링 시간을 기다리는 시작 부분으로 다시 돌아간다(즉, 샘플링 기간이 경과할 때까지 기다린다).

다른 예에서, 단계 S810에서 선체 오염 위험 결정 모듈(306)은 검출된 오염 조건에 응답하여 작동 조치를 취하기 위해 선박의 제어 시스템에 제어 신호를 출력한다. 예를 들어, 제어 신호는 선박을 세정 부두로 방향을 바꾸거나, 선박의 속도를 높이거나, 및/또는 선박의 진로를 변경하도록 선박 제어 시스템을 제어할 수 있다.

도 8b는 선박의 컴퓨팅 장치(106) 또는 육상 컴퓨팅 장치(108)가 선체 오염 위험 결정 모듈(306)을 포함하는 본 발명 내용의 실시예에서 수행될 수 있는 예시적인 제어 동작을 예시한다.

특히, 도 8b는 모니터링되는 선박 선체의 청결도에 응답하여 자동으로(사용자 개입 없이) 수행될 수 있는 예시적인 제어 조치를 도시한다.

도 8b에 도시된 바와 같이, 선체 오염 위험 결정 모듈(306)이 단계 S406, S714에서 고위험 오염 상태가 있다고 결정하는 것에 응답하여, 선체 오염 위험 결정 모듈(306)은 단계 S408, S716에서 제어 신호 출력을 출력하여 운영 효율성이 상실되기 전에 적절한 조치가 취해진다.

이들 제어 동작은 도 8a를 참조하여 기술된 것에 대응한다. 따라서, 단계 S408, S716에서 선체 오염 위험 결정 모듈(306)은 선박 선체 검사를 개시하기 위해 제어 신호를 출력할 수 있으며, 이는 도 8b에 단계 S408a로 예시되어 있다. 및 S716a. 대안적으로, 단계 S408, S716에서 선체 오염 위험 결정 모듈(306)은 선박 선체의 세정을 개시하기 위해 로봇(102)에 제어 신호를 출력할 수 있으며, 이는 도 8b에 단계 S408b 및 S716b로 예시되어 있다. 대안적으로, 단계 S408, S716에서 선체 오염 위험 결정 모듈(306)은 작동 조치를 취하기 위해 선박의 제어 시스템에 제어 신호를 출력할 수 있으며, 이는 도 8b에 단계 S408c 및 S716c로 예시되어 있다.

도 8c는 로봇(102)이 선체 오염 위험 결정 모듈(206)을 포함하는 본 발명의 실시예에서 수행될 수 있는 예시적인 제어 동작을 예시한다.

특히, 도 8c는 모니터링되는 선박 선체의 청결도에 응답하여 조치가 취해져야 한다는 사용자 확인에 응답하여 수행될 수 있는 예시적인 제어 조치를 도시한다.

도시된 바와 같이, 도 8c는 선체 오염 위험 판단 모듈(206)이 위에서 설명한 단계 S408 및 S716에 해당하는 고위험 오염 상태가 있음을 나타내는 제어 신호를 출력하는 단계를 포함한다. 도 8c에 도시된 실시예에서, 이 제어 신호는 사용자에게 고위험 오염 상태를 경고하기 위해 선박의 컴퓨팅 장치(106) 또는 육상 컴퓨팅 장치(108)로 출력될 수 있다. 특히, 제어 신호는 원격 장치를 제어하여 사용자에게 고위험 오염 상태를 경고한다. 이를 통해 사용자는 제어 조치를 취해야 하는지 여부를 결정할 수 있다.

선체 오염 위험 결정 모듈(206)이 단계 S407에서 오염 위험 값을 출력하거나 단계 S408 또는 S716에서 제어 신호를 출력하는 것에 응답하여, 단계 S802에서 선체 오염 위험 결정 모듈(206)은, 예를 들어 인터페이스(216)를 통해 수신된 확인 메시지를 수신함으로써. 조치가 취해져야 한다는 사용자 확인의 수신을 기다린다.

사용자가 조치를 취해야 한다고 확인하면, 선체 오염 위험 결정 모듈(206)은 운영 효율성이 상실되기 전에 적절한 조치가 이루어지도록 추가 제어 신호를 출력한다. 이는 다양한 방식으로 구현될 수 있다.

일례에서, 단계 S804에서, 선체 오염 위험 결정 모듈(206)은 선박 선체의 검사를 개시하기 위해 제어 신호를 출력한다. 예를 들어, 선체 오염 위험 판단 모듈(206)은 로봇(102)의 선체 검사 장치를 활성화하기 위한 제어 신호를 출력하고, 로봇(102)을 제어하여 선체의 표면을 검사하기 위해 이동하도록 한다.

다른 예에서, 단계 S808에서, 선체 오염 위험 결정 모듈(206)은 선박의 선체 세정을 개시하기 위한 제어 신호를 출력한다. 예를 들어, 선체 오염 위험 결정 모듈(206)은 로봇(102)의 세정 장치(208)를 활성화하기 위한 제어 신호를 출력하고 로봇(102)을 제어하여 이 선체 표면을 세정하기 위해 이동하도록 한다.

다시 S804 단계를 참조하면, 선체의 검사에 기초하여, S806 단계에서 선체 표면이 오염된 것으로 확인되면, 앞서 설명한 단계 S808로 진행할 수 있다. 단계 S806에서 수행되는 선체 표면 오염 여부의 확인은 검사 차량의 선체 검사 장치에서 캡처된 데이터를 처리함으로써 로봇(102)에 의해 자동으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 선체 검사에 카메라를 사용하는 경우, 캡처된 이미지 데이터를 처리하여 해양 부착물을 감지할 수 있다. 대안적으로, 단계 S806에서 수행되는 선체 표면이 오염되었다는 확인은 로봇(102)이 로봇의 선체 검사 장치에 의해 캡처된 데이터를 컴퓨팅 장치(106, 108)로 전송하는 것을 포함할 수 있다. 그러면, 사용자는 수신된 데이터를 보고 선체 표면이 오염되었는지 여부를 확인할 수 있다. 사용자가 선체 표면이 오염되었음을 확인하지 않으면, 프로세스(400,700)는 다음 샘플링 시간을 기다리는 시작 부분으로 다시 루프한다(즉, 샘플링 기간이 경과할 때까지 기다린다).

도 8d는 로봇(102)이 선체 오염 위험 결정 모듈(206)을 포함하는 본 발명의 실시예에서 수행될 수 있는 예시적인 제어 동작을 예시한다.

특히, 도 8d는 모니터링되는 선박 선체의 청결도에 응답하여 자동으로 수행될 수 있는 예시적인 제어 조치를 도시한다.

도 8d에 도시된 바와 같이, 선체 오염 위험 결정 모듈(206)이 단계 S406, S714에서 고위험 오염 상태가 있다고 결정하는 것에 응답하여, 선체 오염 위험 결정 모듈(206)은 단계 S408, S716에서 제어 신호 출력을 출력하여 운영 효율성이 상실되기 전에 적절한 조치가 취해진다.

이들 제어 조치는 도 8c를 참조하여 기술된 것에 대응한다. 따라서, 단계 S408, S716에서 선체 오염 위험 결정 모듈(206)은 선박 선체의 검사를 개시하기 위해 제어 신호를 출력할 수 있으며, 이는 단계 S408a 및 S716a로서 도 8d에 도시되어 있다. 대안적으로, 단계 S408, S716에서 선체 오염 위험 결정 모듈(206)은 선박 선체의 세정을 개시하기 위해 제어 신호를 출력할 수 있으며, 이는 도 8d에 단계 S408b 및 S716b로서 도시되어 있다.

위에 기술된 프로세스 400 및 700은 선박의 항해 중에 여러 번 수행된다. 즉, 프로세스 400 및 700은 예를 들어, 샘플링 기간을 규정하는 고정된 시간 간격으로 또는 다양한 시간 간격으로, 주기적으로 수행될 수 있다.

선박의 선체는 서로 다른 영역으로 분할될 수 있으며 각 영역은 위에 기술된 프로세스 400 또는 프로세스 700을 사용하여 달리 평가될 수 있다. 선박의 프로펠러는 선체의 일부로 간주될 수 있다. 프로펠러의 경우 프로펠러의 속도는 프로세스 400 또는 프로세스 700에서 사용될 수 있다. 선박의 방향타는 선체의 일부로 간주될 수 있다.

위에 언급된 선체에 대한 검사 결과는 프로세스(400)의 단계 S402, S404 및 S406 중 하나 이상에서 사용되는 표현식 및 계수를 전개하기 위해 사용될 수 있다.

위에 언급된 선체에 대한 검사 결과는 프로세스 700에서도 사용될 수 있다. 예를 들어, 이 피드백은 또한, 코팅의 오염 보호 값 및 단계 S708에서 사용된 표면의 연령(예를 들어 표 3에 표시된 오염 보호 값)에 기초하여 유휴 기간 임계값을 규정하는 데이터를 변경하기 위해 사용될 수 있다. 이 피드백은 또한, 단계 S714에서 고위험 오염 상태의 분류를 개선하기 위해 사용될 수 있다.

도 9는 해양 선박의 선체를 세정하기 위한 예시적인 로봇(102)을 도시한다. 로봇의 휠(4)은 철 선체에 부착하기 위해 자성을 띠고 있다. 로봇(102)은 휠(4)에 의해 구동되고, 휠(4)은 전기 모터(미도시)에 의해 구동된다. 도 9에서는 로봇(102)이 완전히 조립된 사시도로 도시되어 있다. 로봇(1)의 섀시(2)는 전원 공급 장치(예컨대, 배터리)를 포함하는 밀봉된 컨테이너(3)를 지지하는 주변 프레임이며 도 2에 도시된 하나 이상의 전기적 부품들들을 포함할 수 있다. 컨테이너(3)는 방수 처리되어 밀봉되어 물의 유입을 방지한다. 2개의 빔 "축"(5)은 섀시(2)에 고정되고 이들 빔(5)은 휠(4)뿐만 아니라 서스펜션 장치의 관련 요소 및 휠(4)을 위한 조향 메커니즘을 지지한다. 로봇(102)은 세정 장치(208)를 포함하며, 이는 회전 원통형 브러시의 형태를 취할 수 있고, 또한 섀시(2)에 고정된다. 도 9는 로봇(102)이 취할 수 있는 단지 하나의 예시적인 형태를 도시하며 다른 예들도 가능하다는 것이 이해될 것이다.

일반적으로, 여기에 기술된 모든 기능은 소프트웨어, 펌웨어, 하드웨어(예컨대, 고정 논리 회로) 또는 이와 같은 구현의 조합을 사용하여 구현될 수 있다. 본 원에서 사용된 "기능" 및 "모듈"이라는 용어는 일반적으로 소프트웨어, 펌웨어, 하드웨어 또는 이들의 조합을 나타낸다. 소프트웨어 구현의 경우 기능이나 모듈은 프로세서(예컨대, CPU 또는 CPU)에서 실행될 때 지정된 작업을 수행하는 프로그램 코드를 나타낸다. 프로그램 코드는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 메모리 장치(예를 들어 메모리(210) 또는 메모리(310))에 저장될 수 있다. 기술들된 기술의 특징은 플랫폼 독립적이며, 즉, 상기 기술들은 다양한 프로세서를 갖는 다양한 상용 컴퓨팅 플랫폼에서 구현될 수 있다.

본 발명은 바람직한 실시예를 참조하여 구체적으로 도시되고 설명되었지만, 첨부된 청구범위에 규정된 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 형태 및 세부 사항의 다양한 변경이 이루어질 수 있음이 통상의 기술자에게 이해될 것이다.

Claims

선박의 항해 동안 선박의 선체의 세정을 동적으로 모니터링하는 컴퓨터 구현 방법으로, 상기 방법은 컴퓨팅 장치에서 수행하고, 상기 방법은,
컴퓨팅 장치의 메모리로부터, 선박의 환경 상태과 관련된 환경 데이터를 검색하는 단계;
선박의 표면과 관련된 오염의 허용 오차를 규정하는 것을 오염 보호 값을 ㄱ결정하는 단계; 및
상기 오염 보호 값과 환경 상태에 기초하여 선박 표면의 오염 위험 레벨을 인식하는 단계를 포함하는, 방법.
제1항에 있어서,
적어도 환경 데이터에 기초하여 표면이 노출되는 오염 레벨을 나타내는 오염 값을 결정하는 단계; 및
상기 오염 보호 값과 오염 값을 이용하여 오염 위험 값을 결정함으로써 선박 표면의 오염 위험 레벨를 식별하는 단계를 더 포함하는, 방법.
제2항에 있어서, 상기 환경 데이터는 하나 이상의 환경 파라미터들의 각각과 관련된 값을 포함하는, 방법.
제3항에 있어서, 상기 환경 데이터는 선박의 지리적 위치와 관련되는, 방법.
제2항 또는 제4항에 있어서, 상기 환경 데이터는,
선박의 하나 이상의 센서들;
선박의 선체를 세정하도록 구성되는 선체 세정 로봇의 하나 이상의 센서들;
선박의 선체를 검사하도록 구성된 원격으로 작동되는 수중 차량에 있는 하나 이상의 센서들; 중 적어도 하나에 의해 감지되는, 방법.
제4항에 있어서, 다수의 지리적 위치에 관한 환경 데이터가 메모리에 저장되고, 선박의 지리적 위치에 관한 환경 데이터가 선박의 지리적 위치를 사용하여 검색되는, 방법.
제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 오염 값을 결정하는 단계는 추가로, 선박과 관련된 동작 데이터에 기초하고, 동작 데이터는 하나 이상의 동작 파라미터들의 각각과 관련된 값을 포함하고, 하나 이상의 동작 파라미터는, (i) 선박의 지면상의 속도와 관련된 파라미터; (ii) 선박의 활동 레벨과 관련된 파라미터; (iii) 선박의 수중 속도와 관련된 파라미터; (iv) 선박의 흘수와 관련된 파라미터; (v) 선박의 선수 방위과 관련된 파라미터;의 하나 이상을 포함하는, 방법.
제2항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 오염 값은 샘플링 시간에 표면이 노출되는 오염 레벨을 나타내는 순간 오염 값이고, 상기 순간 오염 값은, 복수의 위험 파라미터의 가중 평균을 계산함으로써 결정되고, 상기 복수의 위험 파라미터는 환경 데이터에 규정된 적어도 하나의 환경 파라미터를 포함하는, 방법.
제2항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 오염 위험 값은, (i) 복수의 순간 오염 위험 값들의 각각이 일정 기간에서의 각각의 샘플링 시간에서 선박의 표면상의 오염 위험 레벨을 식별하는, 복수의 순간 오염 위험 값들; (ii) 상기 일정 기간과 관련된 시간 계수, (iii) 상기 일정 기간 동안의 선박 활동;에 기초하여 결정되는, 방법.
제2항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 오염 위험 값이 미리 결정된 임계값을 초과한다고 결정하고 그에 따라 제어 신호를 출력함으로써 고위험 오염 상태를 식별하는 단계를 더 포함하는, 방법
제2항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 오염 위험 값을 출력하는 단계를 더 포함하는, 방법.
제11항에 있어서, 상기 컴퓨팅 장치의 출력 장치에 오염 위험 값을 출력하거나 또는 원격 컴퓨팅 장치에 오염 위험 값을 출력하는 단계를 더 포함하는, 방법.
제12항에 있어서, 제어 동작이 수행될 것이라는 사용자 확인의 수신에 따라 제어 신호를 출력하는 단계를 더 포함하는, 방법.
제1항에 있어서,
메모리에 저장된 상기 선박과 관련된 활동 로그를 조회하여 일정 기간 동안 상기 선박의 하나 이상의 유휴 기간의 총 지속 기간을 결정하는 단계;
메모리로부터, 표면의 연령를 결정하는 단계;
메모리에 미리 저장된 데이터로부터, 오염 보호 값과 표면의 연령에 기초하여 유휴 지속 기간 임계값을 결정하는 단계; 및
총 지속 기간이 유휴 지속 기간 임계값을 초과하는지 판단하고, 그에 따라 환경 데이터에 기초하여 선박 표면의 오염 위험 레벨을 식별하는 단계를 더 포함하는, 방법.
제14항에 있어서, 선박 표면의 오염 위험 레벨을 식별하는 단계는, 환경 데이터를 하나 이상의 미리 결정된 임계값과 비교하는 단계를 포함하는, 방법.
제15항에 있어서, 상기 환경 데이터가 하나 이상의 미리 결정된 임계값을 초과하는지 결정하고, 이에 따라 제어 신호를 출력함으로써, 고위험 오염 상태를 식별하는 단계를 더 포함하는, 방법.
제14항에 있어서,
적어도 환경 데이터에 기초하여 표면이 노출되는 오염 레벨을 나타내는 오염 값을 결정하는 단계;
상기 오염 보호 값과 오염 값을 이용하여 오염 위험 값을 결정하는 단계; 및
선박 표면의 오염 위험 레벨을 식별하는 단계가 오염 위험 값을 미리 결정된 임계값과 비교하는 단계를 더 포함하는, 방법.
제17항에 있어서, 오염 위험 값이 미리 결정된 임계값을 초과한다고 결정하고, 이에 따라 제어 신호를 출력함으로써 고위험 오염 상태를 식별하는 단계를 더 포함하는, 방법.
제14항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 환경 데이터는 하나 이상의 환경 파라미터들의 각각과 관련된 값을 포함하는, 방법.
제19항에 있어서, 상기 환경 데이터는 선박의 지리적 위치와 관련되는, 방법.
제20항에 있어서, 상기 환경 데이터는,
선박의 하나 이상의 센서들;
선박의 선체를 세정하도록 구성되는 선체 세정 로봇의 하나 이상의 센서들; 및
선박의 선체를 검사하도록 구성되는, 원격으로 작동되는 수중 차량의 하나 이상의 센서들; 중 적어도 하나에 의해 감지되는, 방법.
제20항에 있어서, 다수의 지리적 위치에 관한 환경 데이터가 메모리에 저장되고, 선박의 지리적 위치에 관한 환경 데이터는 선박의 지리적 위치를 사용하여 검색되는, 방법.
제10항, 제13항, 제16항 또는 제18항에 있어서, 상기 방법은, 원격으로 작동되는 수중 차량 또는 선박의 선체를 세정하도록 구성되는 선체 세정 로봇에 제어 신호를 출력하여, 선박 표면의 검사를 개시하는 단계를 포함하는, 방법.
제10항, 제13항, 제16항 또는 제18항에 있어서, 선박의 표면 검사를 개시하도록 사용자에게 알리기 위해 컴퓨팅 장치의 출력 장치 또는 상기 선박의 원격 장치에 제어 신호를 출력하는 단계를 포함하는 방법.
제10항, 제13항, 제16항 또는 제18항에 있어서, 상기 선박의 표면 세정을 개시하기 위해, 상기 선박의 선체를 세정하도록 구성되는 선체 세정 로봇에 상기 제어 신호를 출력하는 단계를 포함하는, 방법.
제10항, 제13항, 제16항 또는 제18항에 있어서, 상기 방법은, 선박이 작동 조치를 취하도록 제어하기 위해 선박 제어 시스템에 제어 신호를 출력하는 단계를 포함하는, 방법.
제23항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 선박 또는 육상 모니터링 스테이션은 상기 컴퓨팅 장치를 포함하는, 방법.
제10항, 제13항, 제16항 또는 제18항에 있어서, 상기 컴퓨팅 장치는 선박의 선체를 세정하도록 구성되는 선체 세정 로봇이고, 상기 방법은,
상기 선체 세정 로봇의 선체 검사 장치에 제어 신호를 출력하여 선박 표면의 검사를 개시하는 단계; 또는
선체 세정 로봇의 세정 장치에 제어 신호를 출력하여 선박 표면의 세정을 개시하는 단계를 포함하는, 방법.
제23항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 신호를 출력하는 단계는 추가로, 제어 동작이 수행될 것이라는 사용자 확인을 수신하는 것에 기초하는, 방법.
제1항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 오염 보호 값은 오염에 대한 표면의 유인성을 규정하는 값에 기초하여 결정되는, 방법.
제30항에 있어서, 오염에 대한 표면의 유인성을 규정하는 값은, (i) 표면의 표면 에너지; (ii) 표면의 지형; (iii) 표면의 다공성; (iv) 표면의 탄성; (v) 표면의 색상; 중 하나 이상에 기초하여 결정되는, 방법.
제1항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 오염 보호 값은 표면 위로 이동하는 물의, 표면에 대한 효과를 규정하는 값에 기초하여 결정되는, 방법.
제32항에 있어서, 상기 표면 위로 이동하는 물의, 표면에 대한 효과를 규정하는 값은, 선박의 지면 위 속도 또는 선박의 물을 통과하는 속도와, (i) 표면의 표면 에너지; (ii) 표면의 지형; 및 (iii) 표면의 다공성; 중 하나 이상을 사용하여 결정되는, 방법 .
제32항 또는 제33항에 있어서, 상기 표면을 제공하는 코팅은 연마 코팅이고, 상기 표면 위로 이동하는 물의, 표면에 대한 효과를 규정하는 값은 상기 코팅과 관련된 연마 속도를 사용하여 결정되는, 방법.
제29항 내지 제33항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 표면을 제공하는 코팅은 오염 제어제를 포함하고, 상기 오염 보호 값은 오염 제어제의 효과를 규정하는 값에 기초하여 결정되는, 방법.
제3항 또는 제19항에 있어서, 상기 하나 이상의 환경 파라미터는, (i) 선박의 수중 환경의 온도와 관련된 파라미터; (ii) 선박의 수중 환경의 수심과 관련된 파라미터; (iii) 선박과 해안선 사이의 거리에 관한 파라미터; (iv) 낮의 길이와 관련된 파라미터; (v) 수중 환경의 광도와 관련된 파라미터; (vi) 수중 환경의 엽록소의 양과 관련된 파라미터; (vii) 수중 환경의 염도 레벨과 관련된 파라미터; (viii) 수중 환경의 pH 레벨과 관련된 파라미터; (ix) 수중 환경의 양분 수준과 관련된 파라미터; (x) 수중 환경의 이산화탄소의 양과 관련된 파라미터; 및 (xi) 수중 환경에서 물에 용해된 기체 산소의 양과 관련된 파라미터; 중 하나 이상을 포함하는, 방법.
제1항 내지 제36항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법은 주기적으로 수행되는, 방법.
컴퓨팅 장치의 프로세서에 의해 실행될 때, 프로세서가 제1항 내지 제37항 중 어느 한 항의 방법을 수행하도록 하는 명령을 포함하는, 컴퓨터 판독 가능 저장 매체.
선박의 항해 동안 선박 선체의 청결도를 동적으로 모니터링하기 위한 컴퓨팅 장치로서, 상기 컴퓨팅 장치는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는,
컴퓨팅 장치의 메모리로부터, 선박의 환경 상태과 관련된 환경 데이터를 검색하고;
선박의 표면과 관련된 오염에 대한 허용 오차를 규정하는 오염 보호 값을 결정하고;
오염 보호 값과 환경 상태에 기초하여 선박 표면의 오염 위험 레벨을 식별하도록 구성되는, 컴퓨팅 장치.