[發明專利]用于確定用于船只的路線的方法和系統

在審

• 申請號: 201380040741.6
• 申請日: 2013-05-31
• 公開（公告）號: CN104508427A
• 公開（公告）日: 2015-04-08
• 發明（設計）人: M.勒皮斯特;K.特沃
• 申請（專利權）人: ABB技術有限公司
• 主分類號: G01C21/20
• 分類號: G01C21/20;G05D1/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 張凌苗;張懿

技術領域

本發明涉及一種用于用于船只的路線的優化的方法和系統及計算機程序。

背景技術

在遠洋船中，使用例如油或有時天然氣之類的燃料作為能源并使用柴油引擎作為主引擎。在大型海船中，可存在使船的發電機或主推機器旋轉的若干柴油引擎。燃料在港中或在航行期間通過燃料車（fuel?tanker）輸送給海船。還可能存在可用的不同種類的燃料和并行地且同時地驅動的若干柴油引擎。

功率產生和推進系統已經是用于連續調整、控制和監視以便實現最佳效率的目標。功率控制是船只的控制系統的基本部分。同樣地，控制推進系統以通過使用可用電和/或初級能量（primary?energy）來產生所需功率。然而，在實踐中，能量的充足性不如設備及其控制系統的效率那么關鍵。

通過控制船上的單獨設備的功率，可以高效地且經濟地消耗能量。這例如適用于單獨推進單元、泵送設備、照明和加熱設備及其他輔助設備。

很多因素影響海船的總能量效率且應在船只的動力設備的優化和配置、燃料類型的選擇、船只的調平和橫傾及規劃的路線中考慮在內。

用于路線優化的當前解決方案通常基于簡單的船體和風組模型。

由美國專利7,774,107提出了一種更高級的解決方案，其提出了一種用于借助于導航控制方法來引導例如船只的移動平臺的方法和一種用于沿著路線模擬比如天氣預報的預測條件使得可以將遭遇的可能條件考慮在內的方法。

日本專利文獻62279195的解決方案涉及由根據天氣、海洋天氣、海圖信息和推進性能來規劃獲得最大能量節省的航線的導航程序控制設備來將操舵控制和主引擎控制集成。

WO公開2008/096376提出了一種依賴于預定能量使用模型和接收的環境條件的路線選擇方法。

本發明的目的是開發用于路線優化的多功能和多目的方法。

在本申請中使用的術語

在申請正文中使用以下術語

調平（TRIM）：縱向（俯仰）方向上的船只的浮動傾度，即船只的船頭和船尾的下沉之間的差。

橫傾（LIST）：橫向（滾轉）方向上的船只的浮動傾度。

吃水深度（DRAFT）：船只的船身中部下沉。

浮動位置（FLOATING?POSITION）：調平、吃水深度或橫傾或調平、吃水深度和橫傾的任何組合。浮動位置影響船只的排量（displacement）、濕表面和水阻力。

動力設備配置（POWER?PLANT?CONFIGURATION）：不同功率發生和消耗設備（例如柴油發電機、軸發電機、廢熱回收系統等）之間的負載的共享/分配。

最優動力設備配置（OPTIMAL?POWER?PLANT?CONFIGURATION）：履行諸如燃料消耗、排放等優化標準的不同功率發生和消耗設備之間的負載的分配。

船只行為/船只性能（SHIP?BEHAVIOUR/SHIP?PERFORMANCE）：描述船只的實際功能，包括例如船只的移動、能量消耗、燃料消耗以及排放。

船只操作（SHIP?OPERATION）：描述了船只的機動和操舵及控制動作以便驅動引擎和電氣設備并使船只移動。

船（VESSEL）與船只（SHIP）以同義詞方式使用

海洋狀況（SEA?STATE）：由浪高、波浪周期、波浪方向、涌浪、風致波浪（wind-induced?wave）等確定的海洋狀況。

發明內容

用于船只路線的確定的本發明的計算機實現的方法包括定義船只的一個或多個性能變量和影響該性能變量的動態輸入參數的步驟。獲得在船只的操作期間來自傳感器的船只操作信息和測量結果并產生動態輸入參數的集合。通過定義性能變量與動態輸入參數之間的一個或多個關系來創建用于模擬船只的性能的模型。選擇要在模型中優化的所述性能變量中的一個或多個以用于確定用于船只的路線。通過將新的測量結果用于產生要在模型中使用的新的輸入參數的集合并使用其值取決于路線的一個或多個所選性能變量而針對船只性能來計算模擬結果。找到對于其而言船只性能的模擬結果滿足針對所選性能變量設定的一個或多個標準的路線。連同接收新輸入數據連續地更新該優化結果以用于確定與用于優化結果的設定標準具有更好符合性的路線。