2022 Fiscal Year Annual Research Report
実海域ビッグデータを活用した波浪荷重予測手法の開発
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21H01556
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| Research Institution | National Institute of Maritime, Port and Aviation Technology |
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Principal Investigator |
岡 正義 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, 海上技術安全研究所, プロジェクトチームリーダー (70450674)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
馬 沖 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, 海上技術安全研究所, 主任研究員 (30773197)
高見 朋希 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, 海上技術安全研究所, 主任研究員 (50586683)
陳 曦 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, 海上技術安全研究所, 研究員 (10914327)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | AISデータ / 波浪推算データ / 縦曲げモーメント / 長期予測 / 操船影響 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ワールドワイドを航行する大型船（船長100m以上のコンテナ船4,892隻、オイルタンカー2,697隻、バルクキャリア9,852隻）を対象に、衛星AISによる船舶位置のデータ、及び風況データから推定した波浪のデータを組み合わせて、就航船が遭遇した海象を特定し、海象下で作用した波浪中縦曲げモーメントの分布を求める手法を提案した。本手法で推定した縦曲げモーメントは、設計規則の要求値よりも20から50％低いことが分かり、波浪荷重に対する操船影響を定量的に示すことに成功した。影響度は船サイズが大型になると強くなり、またコンテナ船、タンカー、バルクキャリアの順に強い傾向を確認した．大荷重が発生した海域は，コンテナ船及びタンカーは北大西洋が多く，バルクキャリアは北太平洋が多いことを示した．また波浪推算による2次元波スペクトルを利用した波浪荷重推定手法を提案して推定精度の向上を図った。
主成分分析に基づいた応答関数の不確定性の表現手法を導入し、多項式カオス展開法と組み合わせた確率海象推定法（Stochastic wave spectra estimation：SWSE）を提案した。船体応答から波浪を逆推定する波浪逆推定法においては、船体の応答関数の精度が重要であり、船体応答の計算コードに強く依存する。本研究では、SWSE法を用いて応答関数のバラツキが波浪の推定結果に与える影響を評価するとともに、より精度の高い結果を得るためのデータ項目や組み合わせを明らかにした。また、オンボードでの利用を想定して、確率評価の高速化を図った。
これらの成果により、波浪中での安全運航指針の作成やデータドリブンの合理的設計の実現、及び規則開発を実現できる見通しを得た。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
目標達成に必要なAISデータや実海域の2次元波スペクトル等のデータの整備、及びデータを解析して評価するための手法構築を計画通りに行い、研究成果を国際ジャーナル等へ投稿し採用された。また学会主催の講演会にて報告した。
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| Strategy for Future Research Activity |
実船モニタリングデータを利用して、AIS手法及び2次元スペクトル手法の検証を行い、最終成果として報告する。
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