船舶的实际海域性能提供系统的制作方法

本发明涉及一种评价实际海域中船舶的推进性能的船舶的实际海域推进性能评价方法、实际海域推进性能评价程序以及实际海域推进性能评价系统。

背景技术：

1、以往通过对模型船进行的静水中的水槽试验的推测、和对相对平稳的海洋气象中海上试运转的确认来进行船舶的推进性能评价。

2、然而，船舶在有浪、风、洋流、潮流等的实际海域中航行。船舶的推进性能由于浪和风而降低，还由于时间(评价期间)而变化。因此，在推进性能评价与实际航运中的性能产生了差异。

3、为了减小推进性能评价与实际航运中的性能的偏差，期望对实际海域中的推进性能进行评价。但是，在实际航运中，存在如下问题而没有评价实际海域中的推进性能的手段：即，浪和风等海洋气象状态始终变化；各航路不同而海洋气象条件变得不同；排水量、吃水差(tr im)、主机转速等在各次航海中不同；船舶中主要使用的c重油在所供油的燃油的性状方面差异较大(就密度而言在20％左右)；主机的驱动条件和船体条件随时间变化等。

4、在此，专利文献1中公开了一种船舶的航运辅助系统，基于航运监控系统的数据，推测实际海域中的船体性能并反馈于实际航运。

5、此外，专利文献2中公开了一种船舶的性能评价系统，利用航海信息文件的运行数据以及船舶固有的基本信息，进行各航海中船舶的性能评价。

6、此外，专利文献3中公开了一种计算机系统，基于船舶在实际海域中进行航运时记录的数据组来解析船舶的推进性能。

7、此外，专利文献4中公开了一种方法，为了使燃油消耗达到最小限度，生成预测船的性能的模拟模型本身并使用所生成的模型以实现船的性能改善。

8、现有技术文献

9、专利文献

10、专利文献1：日本特开2009-286230号公报

11、专利文献2：日本特开2007-296929号公报

12、专利文献3：日本特开2018-34585号公报

13、专利文献4：日本特开2015-526778号公报

技术实现思路

1、发明要解决的技术问题

2、在专利文献1中，为了推测实际海域中的船体性能，由航运监控系统对各个对象船舶实时监控航运状态，因此在对象船舶进行航运之前无法评价实际海域中的推进性能。

3、此外，在专利文献2中，积累船舶的航运数据并基于积累的航运数据评价船舶的推进性能，因此在船舶进行航运之前无法评价实际海域中的推进性能。

4、此外，在专利文献3中，基于船舶在实际海域中航运时所记录的数据组解析船舶的推进性能，因此在船舶航运之前无法评价实际海域中的推进性能。

5、此外，在专利文献4中，利用在船的操作期间使用船上的传感器收集到的测量结果，生成作为在模型中使用成为新的动态输入数据的集，因此在船舶航运之前无法高精度地评价实际海域中的推进性能。

6、因此，本发明的目的在于提供一种船舶的实际海域推进性能评价方法、实际海域推进性能评价程序以及实际海域推进性能评价系统，对在实际海域中船舶的推进性能、例如即使在航运前也能够以相同的尺度高精度地评价。

7、用于解决上述技术问题的方案

8、与方案1的记载对应的船舶的实际海域推进性能评价方法中，其特征在于，设定实际海域中船舶的标准航运模型，将船舶的航运条件和船舶的船体条件输入至标准航运模型，将航运条件以及输入了船体条件的标准航运模型和船体条件应用于预先经过验证的船舶的实际海域性能计算方法，评价船舶在实际海域中的推进性能。

9、根据方案1记载的本发明，例如即使在航运前也能够评价实际海域中船舶的推进性能。此外，通过使用预先经过验证的实际海域性能计算方法，能够高精度地评价船舶在实际海域中的推进性能，例如，能够在相同条件下以相同的精度对多个船舶进行评价并客观地比较。

10、方案2记载的本发明的特征在于，将海洋气象条件作为航运条件输入至标准航运模型，使用输入了海洋气象条件的标准航运模型来评价船舶的实际海域中的推进性能。

11、根据方案2记载的本发明，例如在没有并入作为航运条件的依据航路的海洋气象的情况下，或者以具有避开预期会恶化的海洋气象而航行等的航运方针的船舶为对象的情况下，通过输入任意的海洋气象条件，能够进行更符合实际情况的评价。

12、方案3记载的本发明的特征在于，具备如下步骤来评价船舶的实际海域中的推进性能：标准航运模型设定步骤，设定标准航运模型；条件输入步骤，进行航路的选择、载货状态的设定以及评价期间的设定作为航运条件，并且输入船体条件；船体响应计算步骤，将根据随航路而不同的海洋气象产生的作用于船体的外力条件、随载货状态而不同的船体的外力条件、以及船体的驱动条件的至少一个，还有评价期间产生的外力条件的变化以及驱动条件的变化的至少一个应用于实际海域性能计算方法来计算船体响应；燃油消耗指标导出步骤，基于船体响应的计算结果和主机的运转状态导出船舶的与燃油消耗相关的指标。

13、根据方案3记载的本发明，由于能够进行考虑了实际海域中船舶遭遇的海洋气象、随船舶的载货状态而不同的船体的外力条件和驱动条件、还有这些船体的外力条件和驱动条件的历时变化的推进性能评价，例如在航运前也能够高精度地评价实际海域中船舶的推进性能。此外，还能够高精度地评价船舶的实际海域中的推进性能作为与燃油消耗相关的指标，例如能够在相同条件下以相同的精度对多个船舶的燃油消耗进行评价并客观地比较。

14、方案4记载的本发明的特征在于，随航路而不同的海洋气象对与选择的航路对应的海洋气象设定发现概率来使用。

15、根据本方案4记载的本发明，通过设定海洋气象的发现概率，能够在更接近实际航运的条件下评价推进性能。

16、方案5记载的本发明的特征在于，作为评价期间产生的外力条件和驱动条件的变化，使用包含随评价期间而不同的船体或者螺旋桨的生物污损的历时老化率。

17、根据方案5所述的本发明，通过使用包含生物污损的历时老化率，根据生物污损的船体和螺旋桨等的历时老化被并入条件，能够在更接近实际航运的条件下评价推进性能。

18、另外，在包含生物污损的历时老化率中，除了对船体和螺旋桨等的生物附着以外，还包含生锈和凸起的发生、涂膜的劣化等产生的船体的摩擦阻力增加系数和螺旋桨的推进力降低量等、与包含生物污损的历时老化关联的所有历时老化的参数值。

19、方案6记载的本发明的特征在于，作为评价期间产生的驱动条件的变化，使用随评价期间而不同的驱动船体的驱动系统的劣化率。

20、根据方案6记载的本发明，通过使用驱动系统的劣化率，驱动系统的历时老化被并入条件，能够在更接近实际航运的条件下评价推进性能。

21、另外，在驱动系统的劣化率中，包含主机和供气排气系统、燃油供应系统、动力传动系统以及螺旋桨等的磨损和损伤等、与随评价期间而不同的劣化率关联的所有参数值。

22、方案7记载的本发明的特征在于，主机的运转状态基于对每个载货状态所以设定的驱动条件。

23、根据方案7记载的本发明，由于能够设定因随载货状态而不同的吃水的大小和吃水差等产生的主机的运转状态作为驱动条件，能够将主机的运转状态定为更接近实际航运的条件。

24、方案8记载的本发明的特征在于，在条件输入步骤中，设定与主机的运转状态关联的主机和调速机构的工作状态。

25、根据方案8记载的本发明，通过设定实际海域中与主机的运转状态关联的主机动作点等主机以及调速机构的工作状态，能够在更接近实际航运的条件下评价推进性能。

26、另外，作为调速机构，在使燃油燃烧的主机中为机械式调速器、电子调速器等，而在使用电力的主机中为逆变器、电压调整机构等。

27、方案9记载的本发明的特征在于，在导出船舶的与燃油消耗相关的指标时，使用标准燃油消耗率或者条件输入步骤中输入的燃油消耗率。

28、根据方案9记载的本发明，由于可在同一条件下进行评价而能够使燃油性状产生的差异不会影响评价，仅根据船体性能来评价。此外，也能够由与标准燃油消耗率不同的输入的燃油消耗率进行评价。

29、方案10记载的本发明的特征在于，作为与燃油消耗相关的指标，导出基于船舶的长期的主机总燃油消耗量的寿命周期主机燃油消耗。

30、根据方案10记载的本发明，能够例如在运用开始前对以数年至数十年单位这样的持续长期间运用船舶的情况下的推进性能适当地评价。另外，作为寿命周期，可以是例如从下水到入坞的期间、也可以是从入坞到下一次入坞的期间、或者是设想到多次入坞的期间。

31、在与方案11的记载对应的船舶的实际海域推进性能评价程序中，其特征在于，在计算机中读取船舶的实际海域推进性能评价方法中的条件输入步骤的输入，执行船体响应计算步骤和燃油消耗指标导出步骤，进一步执行输出与燃油消耗相关的指标的指标输出步骤。

32、根据方案11记载的本发明，能够提供一种程序，由于能够进行考虑了在实际海域中船舶遭遇的海洋气象、随船舶的载货状态而不同的船体的外力条件、驱动条件、以及这些船体的外力条件和驱动条件的历时变化的推进性能评价，例如在航运前也能够高精度地评价实际海域中船舶的推进性能，输出与燃油消耗相关的指标。此外，还能够将船舶的实际海域中的推进性能作为与燃油消耗相关的指标进行高精度地评价，例如，能够在相同条件下以相同的精度对多个船舶的燃油消耗进行评价并客观地比较。

33、方案12记载的本发明的特征在于，在指标输出步骤中，作为与燃油消耗相关的指标，输出基于船舶的长期的主机总燃油消耗量的寿命周期主机燃油消耗。

34、根据方案12所述的本发明，能够对在以数年至数十年单位这样的长期运用船舶的情况下的推进性能例如在航运前进行适当地评价。

35、方案13记载的本发明的特征在于，在指标输出步骤中，将至少在条件输入步骤中输入的条件和与燃油消耗相关的指标一并输出。

36、根据方案13记载的本发明，能够容易掌握基于何种条件导出与燃油消耗相关的指标。

37、与方案14的记载对应的船舶的实际海域推进性能评价系统中，其特征在于，具备：标准航运模型设定机构，设定实际海域中船舶的标准航运模型；条件输入机构，进行航路的选择、载货状态的设定以及评价期间的设定作为航运条件，并且输入船体条件；船体响应计算机构，将随航路而不同的海洋气象产生的作用于船体的外力条件、随载货状态而不同的船体的外力条件、以及船体的驱动条件的至少一个，还有评价期间产生的外力条件的变化以及驱动条件的变化的至少一个应用于实际海域性能计算方法来计算船体响应；燃油消耗指标导出机构，基于船体响应的计算结果和主机的运转状态导出船舶的与燃油消耗相关的指标；燃油消耗指标输出机构，输出与燃油消耗相关的指标。

38、根据方案14记载的本发明，能够提供一种系统，由于进行考虑了在实际海域中船舶遭遇的海洋气象、随船舶的载货状态而不同的船体的外力条件和驱动条件、还有这些船体的外力条件和驱动条件的历时变化的推进性能评价，因此例如在操作前也能够高精度地评价实际海域中船舶的推进性能。此外，还能够将船舶的实际海域中的推进性能作为与燃油消耗相关的指标进行高精度评价，例如，能够在相同条件下以相同的精度对多个船舶的燃油消耗进行评价并客观地比较。

39、方案15记载的本发明的特征在于，燃油消耗指标输出机构将与燃油消耗相关的指标和由条件输入机构输入的条件一并输出。

40、根据方案15记载的本发明，能够容易掌握基于何种条件导出与燃油消耗相关的指标。

41、发明效果

42、根据本发明的船舶的实际海域推进性能评价方法，例如在航运前也能够评价实际海域中船舶的推进性能。此外，通过使用预先经过验证的实际海域性能计算方法，能够高精度地评价船舶的实际海域中的推进性能，例如能够在相同条件下以相同的精度对多个船舶进行评价并客观地比较。

43、此外，在对标准航运模型输入海洋气象条件作为航运条件，使用输入了海洋气象条件的标准航运模型来评价船舶的实际海域中的推进性能的情况下，例如在没有并入作为航运条件的依据航路的海洋气象的情况下，或者以具有避开预期会恶化的海洋气象而航行等的航运方针的船舶为对象的情况下，通过输入任意的海洋气象条件，能够进行更符合实际情况的评价。

44、此外，评价船舶的实际海域中的推进性能具备：标准航运模型设定步骤，设定标准航运模型；条件输入步骤，进行航路的选择、载货状态的设定以及评价期间的设定作为航运条件，并且输入船体条件；船体响应计算步骤，将随航路而不同的海洋气象产生的作用于船体的外力条件、随载货状态而不同的船体的外力条件、以及船体的驱动条件的至少一个，还有评价期间产生的外力条件的变化以及驱动条件的变化的至少一个应用于实际海域性能计算方法来计算船体响应；燃油消耗指标导出步骤，基于船体响应的计算结果和主机的运转状态导出船舶的与燃油消耗相关的指标。在该情况下，由于能够进行考虑了实际海域中船舶遭遇的海洋气象、随船舶的载货状态而不同的船体的外力条件和驱动条件、还有这些船体的外力条件和驱动条件的历时变化的推进性能评价，例如在航运前也能够高精度地评价实际海域中船舶的推进性能。此外，还能够将船舶的实际海域中的推进性能作为与燃油消耗相关的指标进行高精度地评价，例如，能够在相同条件下以相同的精度对多个船舶的燃油消耗进行评价并客观地比较。

45、此外，对于与选择的航路对应的海洋气象设定发现概率而使用随航路而不同的海洋气象的情况下，通过设定海洋气象的发现概率，能够在更接近实际航运的条件下评价推进性能。

46、此外，作为评价期间产生的外力条件和驱动条件的变化，使用包含随评价期间而不同的船体或者螺旋桨的生物污损的历时老化率的情况下，由于使用包含生物污损的历时老化率，将生物污损产生的船体和螺旋桨等的历时老化并入条件，能够在更接近实际航运的条件下评价推进性能。

47、此外，在作为评价期间产生的驱动条件的变化，使用随评价期间而不同的驱动船体的驱动系统的劣化率的情况下，通过使用驱动系统的劣化率，驱动系统的历时老化被并入条件中，能够在更接近实际航运的条件下评价推进性能。

48、此外，在主机的运转状态基于对每个载货状态而设定的驱动条件的情况下，由于能够设定为由于随载货状态而不同的吃水的大小和吃水差等产生的主机的运转状态作为驱动条件，能够将主机的运转状态设为更接近实际航运的条件。

49、此外，在条件输入步骤中，设定与主机的运转状态关联的主机和调速机构的工作状态的情况下，通过设定实际海域中与主机的运转状态关联的主机工作点等主机以及调速机构的工作状态，能够在更接近实际航运的条件下评价推进性能。

50、此外，在导出船舶的与燃油消耗相关的指标时，使用标准燃油消耗率、或者条件输入步骤中输入的燃油消耗率的情况下，由于可在同一条件下评价从而因燃油性状而产生的差异不会影响评价，能够仅根据船体性能进行评价。此外，也可以由与标准燃油消耗率不同的输入的燃油消耗率作评价。

51、此外，在导出基于船舶的长期的主机总燃油消耗量的寿命周期主机燃油消耗作为与燃油消耗相关的指标的情况下，能够例如在运用开始前对以数年至数十年单位的长期运用船舶的情况下的推进性能进行适当地评价。

52、此外，根据本发明的船舶的实际海域推进性能评价程序，能够提供一种程序，由于能够进行考虑了在实际海域中船舶遭遇的海洋气象、随船舶的载货状态而不同的船体的外力条件和驱动条件、以及这些船体的外力条件和驱动条件的历时变化的推进性能评价，例如在航运前也能够高精度地评价实际海域中船舶的推进性能，能够输出与燃油消耗相关的指标。此外，还能够将船舶的实际海域中的推进性能作为与燃油消耗相关的指标进行高精度地评价，例如，能够在相同条件下以相同的精度对多个船舶的燃油消耗进行评价并客观地比较。

53、此外，在指标输出步骤中，作为与燃油消耗相关的指标输出基于船舶的长期的主机总燃油消耗量的寿命周期主机燃油消耗的情况下，能够在例如航运开始前对以数年至数十年单位的长期运用船舶的情况下的推进性能适当地进行评价。

54、此外，在指标输出步骤中，至少将在条件输入步骤中输入的条件和与燃油消耗相关的指标一并输出的情况下，能够容易掌握基于何种条件导出与燃油消耗相关的指标。

55、此外，根据本发明的船舶的实际海域推进性能评价系统，由于能够提供一种系统，进行考虑了实际海域中船舶遭遇的海洋气象、随船舶的载货状态而不同的船体的外力条件和驱动条件，还有这些船体的外力条件和驱动条件的历时变化的推进性能评价，例如在操作前也能够高精度地评价实际海域中船舶的推进性能。此外，还能够将船舶的实际海域中的推进性能作为与燃油消耗相关的指标进行高精度地评价，例如能够在相同条件下以相同的精度对多个船舶的燃油消耗进行评价并客观地比较。

56、此外，在燃油消耗指标输出机构将与燃油消耗相关的指标和由条件输入机构输入的条件一并输出的情况下，能够容易掌握基于何种条件导出与燃油消耗相关的指标。