船舶的推进性能预测装置及其方法以及船舶的航行辅助系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及船舶的航行辅助系统，尤其是涉及推进性能预测装置及其方法。
【背景技术】
[0002] 在船舶的航行辅助中，存在与目的对应的系统(例如，船性能评价、航行计划、航行 诊断、保养管理系统等），使用者将它们分开使用，对于航行辅助的某一部分进行实用化。目 前，将这各个系统综合而网罗了与航行辅助相关的整体需求的综合系统还未实用化。而且， 实时反映气象预测的情况还未进行，处于与航路环境变化对应的适当的航行辅助未进行的 状况。
[0003] 针对上述那样的课题，例如，在专利文献1中提出了与个别系统的综合和气象预测 的实时更新对应的船舶的航行辅助系统。
[0004] 另外，作为与船舶的航行辅助相关的技术，例如，在专利文献2中提出了在实现正 点航行和节能航行这两者的目的下，预测考虑潮流速度而控制对水船速的船舶的航行系 统。
[0005] 【在先技术文献】
[0006] 【专利文献】
[0007] 【专利文献1】日本特开2009-286230号公报 [0008]【专利文献2】日本特开2004-25914号公报
【发明内容】
[0009]【发明要解决的课题】
[0010] 在船舶的航行辅助中，考虑了经济性(燃油经济性)的基于燃油经济性基准的航路 计划的制定至关重要。为了确立可靠性高的航路计划，需要高精度地预测实际海域中的船 舶的推进性能。
[0011] 专利文献2对于通过并用与首航实际数据的相互链接而高精度地进行对象船舶的 实际海域中的实力性能的评价的情况进行了暗示，但是其具体的方法并未公开，停留于想 法的公开。
[0012] 本发明鉴于这样的情况而作出，其目的在于提供一种能够提高实际海域中的船舶 的推进性能的预测精度的船舶的推进性能预测装置及其方法以及船舶的航行辅助系统。
[0013] 【用于解决课题的方案】
[0014] 本发明的第一方案涉及一种船舶的推进性能预测装置，具备:理论推进性能运算 单元，使用对象船舶的推进系统的物理模型来运算相对于所希望的航行条件的理论推进性 能；存储单元，存储从航行实际数据导出的正常水量校正项及干扰校正项；校正单元，使用 存储于所述存储单元的所述正常水量校正项及所述干扰校正项，对所述理论推进性能进行 校正;及校正项导出单元，从所述航行实际数据中导出存储于所述存储单元的所述正常水 量校正项及所述干扰校正项，在所述存储单元中，所述干扰校正项与干扰条件建立对应而 存储，所述校正项导出单元具备:正常水量校正项导出单元，从正常水量条件下的航行实际 数据导出正常水量时的推进性能，并根据所述正常水量时的推进性能与正常水量条件下的 所述理论推进性能的差分来导出正常水量校正项；及干扰校正项导出单元，对于多个干扰 条件的每一个，分别使用与干扰条件对应的航行实际数据和所述正常水量时的推进性能， 算出以该干扰条件为起因的干扰推进成分，根据该干扰条件下的理论推进性能所包含的理 论干扰推进成分和所述干扰推进成分，来运算与该干扰条件对应的干扰校正项。
[0015] 根据本方案，使用基于实际的航行时取得的航行实际数据而导出的正常水量校正 项及干扰校正项来校正使用通过水槽试验等得到的物理模型而算出的理论推进性能。该正 常水量校正项及干扰校正项设为用于使理论推进性能与根据实际航海中得到的航行实际 数据而得到的推进性能一致的校正项。因此，通过使用这样的校正项对理论推进性能进行 校正，通过预测能够得到接近于实际的推进性能，能够提高预测精度。
[0016] 此外，关于正常水量校正项及干扰校正项，首先，导出正常水量时的校正项，接下 来，使用正常水量时的校正项来导出干扰校正项。这样，将正常水量时与产生干扰的条件分 开处理，由此能够得到可靠性高的校正项。
[0017] 在上述船舶的推进性能预测装置中，也可以是，所述干扰校正项导出单元根据速 度而将规定的所述干扰条件下的航行实际数据分割成多个分区，按照速度分区来导出所述 干扰校正项。
[0018] 根据上述船舶的推进性能预测装置，关于干扰校正项，将船速分割成多个速度分 区，按照速度分区进行导出，因此能够进行极细的校正，能够实现进一步的精度提高。
[0019] 上述船舶的推进性能预测装置也可以具备随时蓄积航行实际数据的航行实际数 据库，所述校正项导出单元使用存储于所述航行实际数据库的航行实际数据，以规定的时 间反复导出所述正常水量校正项及所述干扰校正项，对存储于所述存储单元的所述正常水 量校正项及所述干扰校正项进行更新。
[0020] 根据上述船舶的推进性能预测装置，使用逐次蓄积于航行实际数据库的航行实际 数据，在规定的时间（例如，定期、每当航海计划的制定时等），导出正常水量校正项及干扰 校正项，对存储于存储单元的正常水量校正项及干扰校正项进行更新，因此船舶的历年劣 化等引起的预测精度的背离不会变大，能够确保一定以上的预测精度。
[0021] 本发明的第二方案涉及具备上述船舶的推进性能预测装置的船舶的航行辅助系 统。
[0022] 本发明的第三方案涉及一种船舶的推进性能预测方法，具备如下工序:校正项导 出工序，从航行实际数据导出正常水量校正项及各干扰条件下的干扰校正项；理论推进性 能运算工序，使用对象船舶的推进系统的物理模型来运算相对于所希望的航行条件的理论 推进性能；及校正工序，使用在所述校正项导出工序中事先导出的所述正常水量校正项及 所述干扰校正项，来校正所述理论推进性能，所述校正项导出工序具有如下工序:正常水量 校正项导出工序，从正常水量条件下的航行实际数据导出正常水量时的推进性能，根据所 述正常水量时的推进性能与正常水量条件下的所述理论推进性能的差分来导出正常水量 校正项;及干扰校正项导出工序，对于多个干扰条件的每一个，分别使用与干扰条件对应的 航行实际数据和所述正常水量时的推进性能，算出以该干扰条件为起因的干扰推进成分， 根据该干扰条件下的理论推进性能所包含的理论干扰推进成分和所述干扰推进成分，来运 算与该干扰条件对应的干扰校正项。
[0023] 【发明效果】
[0024] 根据本发明，起到能够提高实际海域中的船舶的推进性能的预测精度这样的效 果。
【附图说明】
[0025]图1是表示本发明的一实施方式的推进性能预测装置的概略结构的框图。
[0026]图2是本发明的一实施方式的推进性能预测装置的功能框图。
[0027]图3是表示正常水量条件下的理论推进性能的一例的图。
[0028]图4是表示从存储于母集团数据库的航行实际数据得到的船速与马力的关系的一 例的图。
[0029]图5是用于说明通过本发明的一实施方式的正常水量用前处理部执行的处理的 图。
[0030] 图6是表示由正常水量推进性能导出部导出的正常水量时的推进性能的一例的 图。
【具体实施方式】
[0031] 以下，关于本发明的一实施方式的船舶的推进性能预测装置（以下，仅称为"推进 性能预测装置"）及其方法，参照附图进行说明。
[0032] 图1是表示本实施方式的推进性能预测装置的概略结构的框图。如图1所示，本实 施方式的推进性能预测装置10是计算机系统，例如，具备CPU11、用于存储CPU11执行的程序 等的ROM (Read Only Memory) 12、作为各程序执行时的工作区域发挥作用的RAM (Random Access Memory) 13、作为大容量存储装置的硬盘驱动器(HDD)14、用于与网络连接的通信接 口 15、由键盘和鼠标等构成的输入部16、及显示数据的由液晶显示装置等构成的显示部17 等。上述各部经由总线18而连接。
[0033] 在R0M12存储有用于实现后述的各部的程序，CPU11通过从R0M12向RAM13读出程序 并执行而实现各种处理。
[0034]图2是推进性能预测装置10的功能框图。如图2所示，推进性能预测装置10具备理 论推进性能运算部20、校正部30、校正项数据库(存储单元)40、校正项导出部50。
[0035]理论推进性能运算部20使用如下物理模型来运算各种航行条件下的理论推进性 能，所述物理模型是例如分析使用了对象船舶的缩小比例尺船的水槽试验结果而导出的船 舶的推进系统的物理模型。理论推进性能是表示船舶与推进输出之间的关系的信息，例如， 由船速[kn]_马力[kW]曲线、船速[kn]_消耗电力曲线等表示。以下，为了便于说明，例示船 速-马力曲线作为推进性能进行说明。
[0036]理论推进性能例如通过对于船舶的推进系统的物理模型赋予干扰条件、船速、航 行状态(船舶姿势等)等的与航行条件相关的规定的输入信息来算出。
[0037]干扰条件是指气象(风速等）、水文状况(潮流速度、海流、波高等)等的对船舶的航 行造成影响的因子的条件。物理模型例如由以下的（1)式表示。在以下的说明中，使用马力 作为推进输出，但并不局限于此例。
[0038] Pcai = Po+ed (1)
[0039] 在（1)式中，Pw是规定的航行条件下的马力[kW]，Po是正常水量条件下的马力 [kW]，ed是理论干扰项，即，在规定的航行条件下由于干扰因子的影响而产生的马力[kW]， 在正常水量条件下成为￡d = 0