船舶的航行辅助系统及船舶的航行辅助方法技术方案

船舶的航行辅助系统是将从第一地点至第二地点的航路分割成多个区间，并算出每个该区间的船速的船舶的航行辅助系统，其中，具备：制约条件设定部，用于设定每个所述区间的最大船速作为制约条件；及运算部，用于进行最适化计算，所述最适化计算以每个所述区间的船速为控制变量，以从所述第一地点起至到达所述第二地点为止的燃料消耗量为目标函数，得到使所述目标函数最小的每个所述区间的船速作为解，所述运算部使用在除了所述最大船速受到限制的船速限制区间之外的区间中的至少两个区间中对水船速为一定的对水船速一定条件作为所述最适化计算的初期条件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】船舶的航行辅助系统及船舶的航行辅助方法
本公开涉及船舶的航行辅助系统及船舶的航行辅助方法。
技术介绍
专利文献1公开了在从A港到B港的航路上航行的船舶用的航海计划辅助系统。上述航海计划辅助系统具备：航路选择单元，关于航路为了避开触礁的危险海域而设定多个通过点来进行航路的选择；船速转向角设定单元，基于利用航路选择单元选择的航路中的当前的位置及时刻，以对应于到达B港的到达预定时刻的方式按照通过点来依次设定船舶的通过预定时刻、航海速度及转向角。根据上述航海计划辅助系统，以避开危险海域的方式选择从A港到B港的航路，沿着航路预先选择多个通过点，从当前的位置及时刻起以对应于到达B港的到达时刻的方式考虑海象信息等而按照通过点依次自动地进行船舶的通过预定时刻、航海速度及转向角的设定。在专利文献2中公开了同时实现准时航行和节能航行这两者的船舶的航行系统。上述船舶的航行系统具备基于船速来计算船舶的预定到达时刻的ETA计算器、计算航路上的有限个数的位置点之间的有限个数的区间的控制船速的船速计算器、基于控制船速来控制主机的物理状态的促动器，控制船速在地球坐标系上被定义，以使规定的规定到达时刻在容许范围内与预定到达时刻一致的方式计算控制船速，控制船速为一定值。根据上述的船舶的航行系统，在多个区间或者全部区间中的多个区间使控制船速相对于潮流成为相同值的情况在燃油消耗量削减的点上优选。在先技术文献专利文献专利文献1：日本特开2005-162117号公报专利文献2：日本特开2004-25914号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题然而，在专利文献1公开的航海计划辅助系统中，如何节减从A港到达B港的燃料消耗量的情况不明确。另外，在专利文献2公开的船舶的航行系统中，不是以使从第一地点到达第二地点的燃料消耗量成为最小的方式按照区间来分配船速的结构。鉴于上述的情况，本专利技术的至少一实施方式的目的在于提供一种以使从第一地点起至到达第二地点为止的燃料消耗量成为最小的方式按照区间来分配船速的船舶的航行辅助系统及船舶的航行辅助方法。用于解决课题的方案(1)本专利技术的至少一实施方式的船舶的航行辅助系统将从第一地点至第二地点的航路分割成多个区间，并算出每个该区间的船速，其中，具备：制约条件设定部，用于设定每个所述区间的最大船速作为制约条件；及运算部，用于进行最适化计算，所述最适化计算以每个所述区间的船速为控制变量，以从所述第一地点起至到达所述第二地点为止的燃料消耗量为目标函数，得到使所述目标函数最小的每个所述区间的船速作为解，所述运算部构成为，使用在除了所述最大船速受到限制的船速限制区间之外的区间中的至少两个区间中对水船速为一定的对水船速一定条件作为所述最适化计算的初期条件。根据上述(1)的结构，由于使用在除了最大船速受到限制的船速限制区间之外的区间中的至少两个区间中对水船速为一定的对水船速一定条件作为最适化计算的初期条件，因此最适化计算的解的收敛性提高，能够按照区间来求出从第一地点起至到达第二地点为止的燃料消耗量最小的船速。由此，能够提供一种以使从第一地点起至到达第二地点为止的燃料消耗量成为最小的方式按照区间来分配船速的船舶的航行辅助系统。(2)在若干的实施方式中，以上述(1)的结构为基础，其中，所述运算部构成为，使用包含所述对水船速一定条件的多个种类的初期条件进行所述最适化计算，对于各个所述初期条件求出所述解，输出按照所述初期条件求出的所述解中的所述燃料消耗量成为最小的船速作为最适解。根据上述(2)的结构，使用包含对水船速一定条件的多个种类的初期条件进行最适化计算，对于各个初期条件来求出解，输出按照初期条件求出的解中的燃料消耗量成为最小的船速作为最适解，因此不会陷入局部解，能够提高可输出燃料消耗量成为最小的最适解的可能性。由此，能够以使从第一地点起至到达第二地点为止的燃料消耗量成为最小的方式，使按照区间分配的船速为最适船速。(3)在若干的实施方式中，以上述(2)的结构为基础，其中，所述多个种类的初期条件包括各区间的对水船速为所述最大船速的最大船速条件、各区间的对水船速为该区间的最小船速的最小船速条件、各区间的船速为基于过去的航行实绩的各区间的对水船速或对地船速的实绩船速条件、以及各区间的船速为基于过去的所述最适化计算的结果的对水船速或对地船速的最适化计算结果条件中的至少一个。根据上述(3)的结构，使用包括对水船速一定条件、各区间的对水船速为最大船速的最大船速条件、各区间的对水船速为该区间的最小船速的最小船速条件、各区间的船速为基于过去的航行实绩的各区间的对水船速或对地船速的实绩船速条件、以及各区间的船速为基于过去的所述最适化计算的结果的对水船速或对地船速的最适化计算结果条件的多个种类的初期条件，由此不会陷入局部解，能够有效地提高可输出燃料消耗量成为最小的最适解的可能性。即，即使在使用了任一种的初期条件的最适化计算中陷入局部解，也能够通过使用了其他的初期条件的最适化计算来弥补，能够达到最适解的可能性提高。由此，能够以使从第一地点起至到达第二地点为止的燃料消耗量成为最小的方式，使按照区间分配的船速为最适船速。(4)在若干的实施方式中，以上述(1)至(3)中的任一结构为基础，其中，所述运算部构成为，对于从所述第一地点至所述第二地点的多个候补航路分别进行所述最适化计算，从所述多个候补航路之中选定所述目标函数成为最小的最适航路。根据上述(4)的结构，对于多个候补航路分别进行上述(1)所述的最适化计算，从多个航路之中选择目标函数成为最小的最适航路，由此在存在航路选择的自由度的情况下能够进一步降低燃料消耗量。(5)在若干的实施方式中，以上述(1)至(4)中的任一结构为基础，其中，所述运算部构成为，基于各区间的船速，算出属于各区间的多个点的通过时刻，推定各个所述点的所述通过时刻的气象海象条件，对于表示船速及气象海象条件与推进负载的相关的推进模型，适用所述船速及所述气象海象条件，来推定各个所述点的推进负载，至少基于所述推进负载的推定值，来算出作为所述多个区间整体的所述燃料消耗量。需要说明的是，在算出燃料消耗量时，除了推进负载之外，也可以考虑客房电力、空调电力及辅机电力中的至少一个。根据上述(5)的结构，将各区间细分化成多个点(航路点)，按照点来推定气象海象条件，使用该气象海象条件来推定各点的推进负载，因此能够高精度地算出从第一地点至第二地点的整个区间的燃料消耗量。由此，能够适当地进行使燃料消耗量最小的船速分配。(6)在若干的实施方式中，以上述(1)至(5)中的任一结构为基础，其中，所述船舶的航行辅助系统还具备用于设定所述最适化计算的所述初期条件的初期条件设定部，所述初期条件设定部构成为，以使到达所述第二地点的到达预定时刻与到达目标时刻之差成为容许范围内的方式算出所述至少两个区间的一定的所述对水船速，并求出所述对水船速一定条件。根据上述(6)的结构，以使到达第二地点的到达预定时刻与到达目标时刻之差成为容许范围内的方式算出至少两个区间的一定的对水船速，求出对水船速一定条件，因此能够避免在从到达目标时刻大幅偏离的时刻到达第二地点的事态。(7)在若干的实施方式中，以上述(6)的结构为基础，其中，所述初期条件设定部构成为，对于除了所述船速限制区间之外的区间来设定初期对水本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种船舶的航行辅助系统，将从第一地点至第二地点的航路分割成多个区间，并算出每个该区间的船速，所述船舶的航行辅助系统的特征在于，具备：制约条件设定部，用于设定每个所述区间的最大船速作为制约条件；及运算部，用于进行最适化计算，所述最适化计算以每个所述区间的船速为控制变量，以从所述第一地点起至到达所述第二地点为止的燃料消耗量为目标函数，得到使所述目标函数最小的每个所述区间的船速作为解，所述运算部构成为，使用在除了所述最大船速受到限制的船速限制区间之外的区间中的至少两个区间中对水船速为一定的对水船速一定条件作为所述最适化计算的初期条件。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.02.25 JP 2015-0354621.一种船舶的航行辅助系统，将从第一地点至第二地点的航路分割成多个区间，并算出每个该区间的船速，所述船舶的航行辅助系统的特征在于，具备：制约条件设定部，用于设定每个所述区间的最大船速作为制约条件；及运算部，用于进行最适化计算，所述最适化计算以每个所述区间的船速为控制变量，以从所述第一地点起至到达所述第二地点为止的燃料消耗量为目标函数，得到使所述目标函数最小的每个所述区间的船速作为解，所述运算部构成为，使用在除了所述最大船速受到限制的船速限制区间之外的区间中的至少两个区间中对水船速为一定的对水船速一定条件作为所述最适化计算的初期条件。2.根据权利要求1所述的船舶的航行辅助系统，其特征在于，所述运算部构成为，使用包含所述对水船速一定条件的多个种类的初期条件进行所述最适化计算，对于各个所述初期条件求出所述解，输出按照所述初期条件求出的所述解中的所述燃料消耗量成为最小的船速作为最适解。3.根据权利要求2所述的船舶的航行辅助系统，其特征在于，所述多个种类的初期条件包括各区间的对水船速为所述最大船速的最大船速条件、各区间的对水船速为该区间的最小船速的最小船速条件、各区间的船速为基于过去的航行实绩的各区间的对水船速或对地船速的实绩船速条件、以及各区间的船速为基于过去的所述最适化计算的结果的对水船速或对地船速的最适化计算结果条件中的至少一个。4.根据权利要求1～3中任一项所述的船舶的航行辅助系统，其特征在于，所述运算部构成为，对于从所述第一地点至所述第二地点的多个候补航路分别进行所述最适化计算，从所述多个候补航路之中选定所述目标函数成为最小的最适航路。5.根据权利要求1～4中任一项所述的船舶的航行辅助系统，其特征在于，所述运算部构成为，基于各区间的船速，算出属于各区间的多个点的通过时刻，推定各个所述点的所述通过时刻的气象海象条件，对于表示船速及气象海象条件与推进负载的相关的推进模型，适用所述船速及所述气象海象条件，来推定各个所述点的推进负载，至少基于所述推进负载的推定值，来算出作为所述多个区间整体的所述燃料消耗量。6.根据权利要求1～5中任一项所述的船舶的航行辅助系统，其特征在于，所述船舶的航行辅助系统还具备用于设定所述最适化计算的所述初期条件的初期条件设定部，所述初期条件设定部构成为，以使到达所述第二地点的到达预定时刻与到达目标时刻之差成为容许范围内的方式算出所述至少两个区间的一定的所述对水船速，并求出所述对水船速一定条件。7.根据权利要求6所述的船舶的航行辅助系统，其特征在于，所述初期条件设定部构成为，对于除了所述船速限制区间之外的区间来设定初期对水船速，求出以该初期对水船速航海时的到达所述第二地点的到达预定时刻，以使该到达预定时刻与到达目标时刻之差收敛于容许范围内的方式校正所述初期对水船速，求出所述对水船速一定条件。8.根据权利要求1～7中任一项所述的船舶的航行辅助系统，其特征在于，所述对水船速一定条件的所述船速限制区间的船速为该船速限制区间的所述最大船速。9.根据权利要求1～7中任一项所述的船舶的航行辅助系统，其特征在于，所述对水...

【专利技术属性】
技术研发人员：名嘉丈博，石川晓，
申请(专利权)人：三菱重工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP