最適運航計画支援のための船舶運航性能推定手法の検討と評価

2012 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 23560980
• 研究機関: 独立行政法人海上技術安全研究所
• 研究代表者: 小林 充 独立行政法人海上技術安全研究所, その他部局等, 研究員 (10373416)
• キーワード: 航海支援システム / ウェザールーティング / 実海域推進性能

研究概要

環境対応型航海支援システムによる推奨航路の作成と船速計画の策定のための船舶実海域運航性能推定手法を提案する。特に、現状の推定手法で必要とする船載の測定機器類や船体形状データが欠けた船舶の場合の推定手法を提案する。航海燃料消費量削減や到着時刻精度という効果に対する費用対効果の観点から検証を行い、船舶のそれぞれの事情に応じた運航性能推定技術を確立する。
これまでに同システム適用を検討した船舶のうち、船体形状データの入手できない船舶がいくつかある。今後対象船舶が拡大するに従い、船体形状不明のまま合理的な精度をもった波による抵抗増加量の推定を行うことが必要になると考えられるので、代替手法を検討する必要がある。
波による抵抗増加量の推定は、従前より提案されている正面規則波に対する抵抗増加推定式を出会い周期等を考慮して斜め方向は似て起用可能な形に拡張して計算した。推定計算には船長、幅、喫水といった主要諸元のほか、Lw、Cb、Cp、Cw、∇、Bfが必要であるが一般には非公開であるので、船舶明細書等の資料、文献によって推定式を作成した。
詳細な船体形状から規則波中抵抗係数を推定するシステムSPICAで計算したものと、本提案における簡易的な推定手法で計算したものを実在するセメント運搬船、RORO船を例に試算し比較すると、抵抗増加のピーク値はほぼ一致し、ピークを与える波周波数は本推定のほうがやや大きくなった。しかし、そのずれは大きくないので、不規則波中の抵抗増加では両者はあまり大きな差を生じないものと思われる。
また、満載状態のセメント船を例に取り、この両者の推定手法により算出した運航性能推定データで最適航路を算出し比較したところほとんど結果に相違はなく、簡易的な推定手法が最適航路算出上で十分機能していることがわかった。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

当初の年度実施計画を十分に実施している。

今後の研究の推進方策

協力船社から協力を得て、測定条件や船体データが完全でない状況での運航性能推定データを作成しウェザールーティングに基づいた航海を行う。これにより得られる燃料消費量改善効果、到着時刻精度向上について検証を行う。
燃料消費量削減効果の比較は基本的にはシミュレーションベースとなる。簡易的な運航性能推定が詳細なそれと大きく異なる場合は、期間を区切った実験を行うことで実燃料流量を比較することも考えられたが、本年度の成果として、簡易推定でも詳細な推定とほとんど変わらないものができ、その両者で最適航路計算を行ったところ結果結果の航路がほぼ一致することがわかったので、実航海を行った場合の馬力や燃料流量を測定しても燃料消費削減効果の差が馬力測定・流量測定誤差に埋もれてしまうことが考えられるからである。

次年度の研究費の使用計画

実験のための旅費・消耗品費、および船舶から得られる運航データの解析のための人件費として使用する予定である。