(57)【要約】  本発明は船舶運航指示最適化具現のためのエネルギー効率最適化を利用した船舶燃料節減システム、その方法及びその方法によるコンピュータープログラムを保存した記録媒体に関し、本発明による船舶燃料節減方法は、（ａ）基準船舶仕様を収集する基準船舶仕様収集段階と、（ｂ）基準運航データを収集する基準運航データ収集段階と、（ｃ）最適ＲＰＭ算出モジュールを生成する最適ＲＰＭ算出モジュール生成段階と、（ｄ）前記最適ＲＰＭ算出モジュールに前記現在のスケジュール条件及び運航条件を入力して最適ＲＰＭを算出する最適ＲＰＭ算出段階と、（ｅ）前記最適ＲＰＭを受けて船舶のエンジンに適用するＲＰＭ適用段階とを含み、船舶内外部の全てのエネルギーの消耗を集中的に分析して、運航条件別エネルギー効率最適化を通じて、船舶の主エネルギーである燃料油を節減することができ、且つ、エネルギー消費最適化のための船舶航海情報器機とエンジン制御機との統合によって最適運航条件を算出する技術を具現し、これを利用してエンジン制御の無人化を誘導することができ、エネルギー節減で所要軍の経費を節減し、船舶会社の運営費用を節減することができ、人力節減を通じて、海上運送の経済性及び高効率性を確保し、燃料油の消耗を最適化することによって、炭素排出権の確保、同時に地球温暖化防止に積極的に対応することができるという効果を奏する。【選択図】図２
2013531580.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
船舶燃料節減システムにおいて、
基準船舶仕様を収集する基準船舶仕様収集部（１０）と；
基準運航の時、運航条件を変更させながら速度と燃料消耗率を測定した基準運航データを収集する基準運航データ収集部（２０）と；
前記基準船舶仕様及び基準運航データを受けて最適ＲＰＭ算出モジュールを生成する最適ＲＰＭ算出モジュール生成部（３０）と；
前記最適ＲＰＭ算出モジュール生成部（３０）で受けた前記最適ＲＰＭ算出モジュールに現在のスケジュール条件及び運航条件を入力して最適ＲＰＭを算出する最適ＲＰＭ算出部（５０）と；
前記最適ＲＰＭ算出部（５０）で前記最適ＲＰＭを受けて船舶のエンジンに適用するＲＰＭ適用部（６０）と；を含み、
前記基準運航は、工場試運転、海上試運転、新潮後Ｎ航次、最近Ｍ航次を含み、
前記Ｎ及びＭは関係者が任意に指定する回数であり、
前記最適ＲＰＭは、前記現在のスケジュール条件及び運航条件対比燃料を最低に消耗するＲＰＭであり、
前記スケジュール条件は、目標距離、目標時間、可変時間を含み、
前記運航条件は、船体条件、気象条件、エンジン条件を含み、
前記最適ＲＰＭ＝［標準最適速度−運航条件対比速度増減量］×ＲＰＭ変換係数×気象補償係数、
前記標準最適速度は、目標速度、可変目標速度、前記目標速度と可変目標速度との間の速度の中の速度対比燃料消耗率（＝標準運航条件でのマイル当たり燃料消耗率／速度）が最低である速度、
前記標準運航条件は工場試運転時の運航条件、
前記目標速度＝目標距離／目標時間、
前記可変目標速度＝目標距離／（目標時間＋可変時間）、
前記運航条件対比速度増減量は、現在の運航条件で標準最適ＲＰＭで運航した場合、前記標準最適速度に比べて増減される速度、
前記標準最適ＲＰＭは、前記標準運航条件である時、前記標準最適速度で運航することができるＲＰＭ、
前記ＲＰＭ変換係数は、前記［標準最適速度−運航条件対比速度増減量］に掛け合わせて現在の運航条件で前記［標準最適速度−運航条件対比速度増減量］の速度を出すことができるＲＰＭに変換する係数、
前記気象補償係数＝順気象係数（順気象程度−正気象程度）−乱気象係数（乱気象程度−正気象程度）、
前記正気象程度は、前記標準運航条件の気象条件の程度を数値化した値、
前記順気象程度は、現在の気象条件の順気象程度を数値化した値、
前記乱気象程度は、現在の気象条件の乱気象程度を数値化した値、
前記順気象係数は、前記［順気象係数（順気象程度−正気象程度）］を前記［標準最適速度−運航条件対比速度増減量］×ＲＰＭ変換係数に掛けてＲＰＭを求める時、前記最適ＲＰＭが順気象限界ＲＰＭ以上にならないように限定する係数、
前記順気象限界ＲＰＭは、ＲＰＭを増加させた時、燃料消耗増加量／速度増加量が増加する点のＲＰＭ、
前記乱気象係数は、前記［乱気象係数（乱気象程度−正気象程度）］を前記［標準最適速度−運航条件対比速度増減量］×ＲＰＭ変換係数に掛けてＲＰＭを求める時、前記最適ＲＰＭが乱気象限界ＲＰＭ以下にならないように限定する係数、
前記乱気象限界ＲＰＭは、ＲＰＭを減少させた時、現在の運航条件でのマイル当たり燃料消耗減少量／速度感少量が減少する点のＲＰＭであることを特徴とする船舶燃料節減システム。
【請求項２】
前記船舶燃料節減システムは、前記最適ＲＰＭを自動に変更する時、使用者の選択事項が入力される最適ＲＰＭ自動変更設定部（４３）をさらに含み、
前記最適ＲＰＭ自動変更設定部（４３）は、変変速時には前記最適ＲＰＭ算出部（５０）に最適ＲＰＭ生成命令を伝達し、正変速時には使用者から初期ＲＰＭを受けて前記ＲＰＭ適用部（６０）に伝達する変変速／正変速設定部（４４）と；
前記最適ＲＰＭの変更時間間隔を受けて、前記変更時間間隔ごとに前記最適ＲＰＭ生成命令を前記最適ＲＰＭ算出部（５０）に伝達する最適ＲＰＭ自動変更時間設定部（４６）と；をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の船舶燃料節減システム。
【請求項３】
前記船舶燃料節減システムは、使用者の最適ＲＰＭ変更要請が入力されると、最適ＲＰＭ生成命令を前記最適ＲＰＭ算出部（５０）に伝達する最適ＲＰＭ手動変更設定部（４２）をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の船舶燃料節減システム。
【請求項４】
前記最適ＲＰＭ算出部（５０）は、
前記最適ＲＰＭ算出モジュールに入力される現在のスケジュール条件及び運航条件を収集するスケジュール／運航条件収集部（５２）と；
前記最適ＲＰＭ生成命令が伝達されると、前記スケジュール／運航条件収集部（５２）で前記現在のスケジュール条件及び運航条件を受けて、前記最適ＲＰＭ算出モジュールに入力して最適ＲＰＭを算出する最適ＲＰＭ算出モジュール実行部（５４）と；を含むことを特徴とする請求項２又は３に記載の船舶燃料節減システム。
【請求項５】
前記船舶燃料節減システムは、
前記船舶燃料節減システムを適用しない一般運航時と、前記船舶燃料節減システムを適用した最適運航時の燃料節減効果を比較して分析するための燃料効率分析部（７０）を含み、
前記燃料効率分析部（７０）は、
前記最適運航と同じスケジュール条件対比前記基準運航の燃料消耗データ、前記最適運航と同じスケジュール条件対比一般運航の燃料消耗データを収集する燃料消耗データ収集部（７２）と；
前記最適運航の燃料消耗率、前記最適運航と同じスケジュール条件対比前記基準運航の燃料消耗率、前記最適運航と同じスケジュール条件対比一般運航の燃料消耗率を算出する燃料消耗率計算部（７４）と；
前記燃料消耗率計算部（７４）で前記一般運航の燃料消耗率、前記基準運航の燃料消耗率を受けて一般運航の燃料損失率を算出し、前記燃料消耗率計算部（７４）で前記最適運航の燃料消耗率、前記基準運航の燃料消耗率を受けて最適運航の燃料損失率を算出する燃料損失率計算部（７６）と；
前記一般運航燃料損失率計算部（７６）で前記一般運航の燃料損失率を受けて、前記最適運航燃料損失率計算部（７６）で前記最適運航の燃料消耗率を受けて、最適運航の燃料節減率を算出する燃料節減率計算部（７８）と；を含み、
前記最適運航の燃料損失率＝最適運航の燃料消耗率−基準運航の燃料消耗率、
前記一般運航の燃料損失率＝一般運航の燃料消耗率−基準運航の燃料消耗率、
前記最適運航の燃料節減率＝一般運航の燃料損失率−最適運航の燃料損失率であることを特徴とする請求項１に記載の船舶燃料節減システム。
【請求項６】
基準船舶仕様収集部（１０）、基準運航データ収集部（２０）、最適ＲＰＭ算出モジュール生成部（３０）、最適ＲＰＭ算出部（５０）、ＲＰＭ適用部（６０）を含む船舶燃料節減システムを使った船舶燃料節減方法において、
（ａ）前記基準船舶仕様収集部（１０）が基準船舶仕様を収集する基準船舶仕様収集段階（Ｓ１０）と；
（ｂ）前記基準運航データ収集部（２０）が基準運航データを収集する基準運航データ収集段階（Ｓ２０）と；
（ｃ）前記最適ＲＰＭ算出モジュール生成部（３０）が前記基準船舶仕様及び基準運航データを受けて最適ＲＰＭ算出モジュールを生成する最適ＲＰＭ算出モジュール生成段階（Ｓ３０）と；
（ｄ）前記最適ＲＰＭ算出部（５０）が前記最適ＲＰＭ算出モジュール生成部（３０）で受けた前記最適ＲＰＭ算出モジュールに現在のスケジュール条件及び運航条件を入力して最適ＲＰＭを算出する最適ＲＰＭ算出段階（Ｓ５０）と；
（ｅ）前記ＲＰＭ適用部（６０）が前記最適ＲＰＭ算出部（５０）で前記最適ＲＰＭを受けて船舶のエンジンに適用するＲＰＭ適用段階（Ｓ６０）と；を含み、
前記基準運航は工場試運転、海上試運転、新潮後Ｎ航次、最近Ｍ航次を含み、
前記Ｎ及びＭは関係者が任意に指定する回数であり、
前記最適ＲＰＭは前記現在のスケジュール条件及び運航条件対比燃料を最低に消耗するＲＰＭであり、
前記スケジュール条件は目標距離、目標時間、可変時間を含み、
前記運航条件は船体条件、気象条件、エンジン条件を含み、
前記最適ＲＰＭ＝［標準最適速度−運航条件対比速度増減量］×ＲＰＭ変換係数×気象補償係数、
前記標準最適速度は目標速度、可変目標速度、前記目標速度と可変目標速度との間の速度の中の速度対比燃料消耗率（＝標準運航条件でのマイル当たり燃料消耗率／速度）が最低である速度、
前記標準運航条件は工場試運転時の運航条件、
前記目標速度＝目標距離／目標時間、
前記可変目標速度＝目標距離／（目標時間＋可変時間）、
前記運航条件対比速度増減量は、現在の運航条件で標準最適ＲＰＭで運航した場合、前記標準最適速度に比べて増減される速度、
前記標準最適ＲＰＭは、前記標準運航条件である時、前記標準最適速度で運航することができるＲＰＭ、
前記ＲＰＭ変換係数は、前記［標準最適速度−運航条件対比速度増減量］に掛け合わせて現在の運航条件で前記［標準最適速度−運航条件対比速度増減量］の速度を出すことができるＲＰＭに変換する係数、
前記気象補償係数＝順気象係数（順気象程度−正気象程度）−乱気象係数（乱気象程度−正気象程度）、
前記正気象程度は前記標準運航条件の気象条件の程度を数値化した値、
前記順気象程度は現在の気象条件の順気象程度を数値化した値、
前記乱気象程度は現在の気象条件の乱気象程度を数値化した値、
前記順気象係数は、前記［順気象係数（順気象程度−正気象程度）］を前記［標準最適速度−運航条件対比速度増減量］×ＲＰＭ変換係数に掛けてＲＰＭを求める時、前記最適ＲＰＭが順気象限界ＲＰＭ以上にならないように限定する係数、
前記順気象限界ＲＰＭは、ＲＰＭを増加させた時、燃料消耗増加量／速度増加量が増加する点のＲＰＭ、
前記乱気象係数は、前記［乱気象係数（乱気象程度−正気象程度）］を前記［標準最適速度−運航条件対比速度増減量］×ＲＰＭ変換係数に掛けてＲＰＭを求める時、前記最適ＲＰＭが乱気象限界ＲＰＭ以下にならないように限定する係数、
前記乱気象限界ＲＰＭは、ＲＰＭを減少させた時、現在の運航条件でのマイル当たり燃料消耗減少量／速度感少量が減少する点のＲＰＭであることを特徴とする船舶燃料節減方法。
【請求項７】
前記船舶燃料節減システムは、最適ＲＰＭ自動変更設定部（４３）をさらに含み、
前記船舶燃料節減方法は、
（ｆ）最適ＲＰＭ変更設定段階（Ｓ４０）；をさらに含み、
前記最適ＲＰＭを自動に変更しようとする時、変変速時には前記最適ＲＰＭ自動変更設定部（４３）が前記最適ＲＰＭ算出部（５０）に最適ＲＰＭ生成命令を伝達し、正変速時には使用者から初期ＲＰＭを入力して前記ＲＰＭ適用部（６０）に伝達する正変速／変変速設定段階（Ｓ４６）と；
前記最適ＲＰＭを自動に変更しようとする時、前記最適ＲＰＭ自動変更設定部（４３）に変更時間間隔が入力されて、前記変更時間間隔ごとに前記最適ＲＰＭ生成命令を前記最適ＲＰＭ算出部（５０）に伝達する最適ＲＰＭ自動変更時間設定段階（Ｓ４４）と；をさらに含み、
前記ＲＰＭ適用部（６０）は前記初期ＲＰＭを受けて船舶のエンジンに適用することを特徴とする請求項６に記載の船舶燃料節減方法。
【請求項８】
前記船舶燃料節減システムは最適ＲＰＭ手動変更設定部（４２）をさらに含み、
前記船舶燃料節減方法は、
（ｆ）最適ＲＰＭ変更設定段階（Ｓ４０）を含み、
前記（ｆ）段階は、前記最適ＲＰＭ手動変更設定部（４２）が使用者の最適ＲＰＭ変更要請を受けると、最適ＲＰＭ生成命令を前記最適ＲＰＭ算出部（５０）に伝達する最適ＲＰＭ手動変更設定段階（Ｓ４２）；を含むことを特徴とする請求項６に記載の船舶燃料節減方法。
【請求項９】
前記（ｄ）段階は、前記最適ＲＰＭ算出部（５０）が前記最適ＲＰＭ算出モジュールに入力される前記現在のスケジュール条件及び運航条件を収集するスケジュール／運航条件収集段階（Ｓ５２）と；
前記最適ＲＰＭ算出部（５０）が前記現在のスケジュール条件及び運航条件を前記最適ＲＰＭ算出モジュールに入力して前記最適ＲＰＭを算出する最適ＲＰＭ算出モジュール実行段階（Ｓ５４）；を含むことを特徴とする請求項７または請求項８の中の何れか一項に記載の船舶燃料節減方法。
【請求項１０】
前記船舶燃料節減システムは燃料効率分析部（７０）をさらに含み、
前記船舶燃料節減方法は、
（ｇ）前記船舶燃料節減システムを適用しない一般運航時と、前記船舶燃料節減システムを適用した最適運航時の燃料節減効果を比較分析するための燃料効率分析段階（Ｓ７０）；をさらに含み、
前記燃料効率分析段階（Ｓ７０）は、前記燃料効率分析部（７０）が前記船舶燃料節減システムを適用した最適運航時の燃料消耗データ、前記最適運航と同じスケジュール条件対比前記基準運航の燃料消耗データ、前記最適運航と同じスケジュール条件対比一般運航の燃料消耗データを収集する燃料消耗データ収集段階（Ｓ７２）と；
前記燃料効率分析部（７０）が前記燃料消耗データで前記船舶燃料節減システムを適用した最適運航の燃料消耗率、前記最適運航と同じスケジュール条件対比前記基準運航の燃料消耗率、前記最適運航と同じスケジュール条件対比一般運航の燃料消耗率を算出する燃料消耗率計算段階（Ｓ７４）と；
前記燃料効率分析部（７０）が前記一般運航の燃料消耗率、前記基準運航の燃料消耗率で一般運航の燃料損失率を算出し、前記最適運航の燃料消耗率、前記基準運航の燃料消耗率で最適運航の燃料損失率を算出する燃料損失率計算段階（Ｓ７６）と；
前記燃料効率分析部（７０）が前記一般運航の燃料損失率、前記最適運航の燃料消耗率で最適運航の燃料節減率を算出する燃料節減率計算段階（Ｓ７８）と；を含み、
前記最適運航の燃料損失率＝最適運航の燃料消耗率−基準運航の燃料消耗率、前記一般運航の燃料損失率＝一般運航の燃料消耗率−基準運航の燃料消耗率、
前記最適運航の燃料節減率＝一般運航の燃料損失率−最適運航の燃料損失率であることを特徴とする請求項６に記載の船舶燃料節減方法。
【請求項１１】
請求項６〜１０のうちの何れか一項に記載の船舶燃料節減方法によるコンピュータープログラムを保存した記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は燃料効率最適化を利用した船舶燃料節減システム、その方法及びその方法によるコンピュータープログラムを保存した記録媒体に関し、より詳しくは、船舶の運航条件をリアルタイムで収集して各動力器機を最適の運転条件で運航するようにすることで、燃料消耗量を節減し、ＣＯ２の発生を最小化するエネルギー効率最適化を利用した船舶燃料節減システム、その方法及びその方法によるコンピュータープログラムを保存した記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料の消費が少ない船舶を開発して建造することは未来の造船産業の核心である。一日１００トンの燃料を消費し、３２０トンの二酸化炭素を排出する船舶を仮定すれば、１％の燃費改善は年間２４万ドル以上の費用を節減し、２５年間では約６百万ドルも減らすことができ、中古船市場でも燃費は最も重要な要素中の一つである。
【０００３】
また、現代社会は、温室ガスを排出する動力輸送システムに大部分依存しており、船舶も温室ガスを排出する主な原因で、ＣＯ２排出は地球温暖化、気候変化と海洋酸性化を起こす核心要因であると広く知られている。１トンの貨物を１マイル輸送するのに排出されるＣＯ２の量は、船舶が輸送手段の中で最も効率的にもかかわらず、世界貿易で最も圧倒的な輸送手段であることからＣＯ２排出量が産業界で排出する全体温室ガス排出量の約３％を占める。
【０００４】
また、船舶運航の既存の手作業及び半自動化方式は、船員の業務水準によって差があるが、燃料消耗も現在の方式では船員の経験と能力に依存するしかなく、半自動化方式に開発されたシステムの場合にも、当該船舶のみに適用可能な状況である。そこで、多様な船種を包括することができるシステムを具現するためにはソフトウェア工学的アプローチが必要であり、類似する種類の応用開発のために土台（プラットフォーム）を提供する概念であるソフトウェアフレームワークの開発が必要である。
【０００５】
上記のような理由で、船舶の燃料節減のための努力が多方面で試みられており、現在は市中に導入された気象条件を反映して最適航路を提供する方式と、船体条件を考慮して最適航路及び最適エンジンモードを提供する方式がある。気象条件を反映するモデルの場合、陸上の気象情報提供業者で送信される気象条件のみに基づいて最適航路を設計するという点で、気象条件、船体条件、エンジン条件を全部考慮して最適ＲＰＭを提供する本発明とは考慮する条件と提供する情報で差があり、国内に導入された件は多数あるが、油類節減効果はわずかなものであるのが実情である。
【０００６】
他の方式としては、船舶を設計する時考慮される船体条件を広く考慮して、最適航路と最適エンジンモードを提示するモデルがある。このモデルは、エンジンの最適状態を決める際に、出発時間と到着時間を距離で分けて速力を計算する方式で、定速概念を適用する。本発明は変速（正変速、変変速両方とも含む）しながら周期的に最適ＲＰＭを提供するという面で差がある。また、ばら積み貨物船や光弾船のように帰って来る船舶には船積物がなくバラスト運航をする場合は、正確に計算することが困難であるが、本発明の船体条件は船積物も含む概念であり、エンジンと船の使用年数（船齢）によって減価償却を考慮することができる。（バラスト運航：船舶の中心及び平衡を維持するために最低入水深さを維持するように船積物がない場合水を積み込んで運航する；ｂａｌｌａｓｔ  ｗａｔｅｒ：平衡水）も、従来には船舶会社、即ち、陸上で運航船舶の環境変化による正確な燃料消耗量を検証することができるモニタリング道具（Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ  Ｔｏｏｌ）がなくて、単純比較方式、即ち他の船舶対比若しくは前航次対比などで正確な検証が不可能であったが、本発明は燃料効率分析機能を提供することによってより客観的に検証をすることができる。
【０００７】
以下、従来の船舶運航システムに関する先行技術は次の通りである。
【０００８】
韓国特許出願公開第１９９７−００７１４１９号明細書（以下、「先行技術１」とする）は船舶の最適運航システムに関するもので、船舶に装着されて、要請信号を発信する音響発信機及び応答信号を受信する音響受信機を有する音響装置と、上記要請信号に応答して、応答信号を発信する峡谷下部に設置される音響反応器機とを含む。
【０００９】
韓国特許第０４３３２５８号明細書（以下、「先行技術２」とする）は船舶安全運航と船舶の管制のためのウェブサービス方法に関するもので、多数の船舶に設置されたＥＣＳ端末機で船舶の識別番号、船舶の名前、長さ、幅、種類、位置情報、速度、航海状態、船首方向、ヨー角速度、船舶の進行方向の船舶データを生成する段階と；上記船舶データを周期的に人工衛星を通じてＡＳＰシステムに転送する段階と；上記ＡＳＰシステムに構築された船舶管理モジュールが上記船舶データ使用者に適するように加工して船舶ＤＢに保存する段階と；上記船舶ＤＢに保存された船舶データを抽出するためのＥＣＳ端末機と、管制クライアント端末機にウェブ上に電子海図を示すプログラムが設置されたホームページに接続する段階と；上記ホームページは船舶情報がＡＳＰシステムに転送されて電子海図ＤＢに保存されたデータを利用して電子海図上に船舶を表現する段階と；ウェブ上に具現されたホームページ上の電子海図に示された多数の船舶をクリックして、上記船舶にすべての情報をリアルタイムで獲得する段階とで構成される。
【００１０】
上記先行技術１は、音響信号を利用して、直線峡谷での峡谷真中央だけではなく、峡谷の深さの変化予測、峡谷の屈曲度などを予測することができる効果があり、上記先行技術２は、船舶の航海者に最新の電子海図と現在の気象環境のような船舶安全関連情報サービスをリアルタイムで提供することができ、船舶の位置情報をインターネットを通じて何れの所でもサービスを受けることができるという効果があるが、船舶の運航状況をリアルタイムで収集して各動力器機を最適な運転条件で運航するようにすることによって、燃料消耗量を節減する本発明の技術的特徴については全く記載または言及されていない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は上述した従来の技術的問題を解決するために案出されたもので、船舶の各種情報機器から気象情報、航海情報、積載物情報、エンジン情報などをリアルタイムで入手して、次の目的地まで最も経済的に運航することができる最適ＲＰＭを算出して、エネルギーの消費を節減することによって燃料消費を節減し、運航条件の変更によって速かに最適ＲＰＭを変更し、最適運航を通じる燃料節減効果を客観的に算出して、次の航次に反映して、統合的な燃料油の節減によってエネルギーの効率を最適化し、上記の過程を自動または半自動的に行うことができる船舶燃料節減システム、その方法及びその方法によるコンピュータープログラムを保存した記録媒体を提供することを目的とする。
【００１２】
本発明の解決課題は上記言及されたものなどに限定されず、言及されない他の解決課題は以下の記載から当業者にさらに明確に理解されることができる。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上述した技術的に課題を解決するための手段として、本発明の船舶燃料節減システムは、基準船舶仕様を収集する基準船舶仕様収集部１０と；基準運航の時、運航条件を変更させながら速度と燃料消耗率を測定した基準運航データを収集する基準運航データ収集部２０と；前記基準船舶仕様及び基準運航データを受けて最適ＲＰＭ算出モジュールを生成する最適ＲＰＭ算出モジュール生成部３０と；前記最適ＲＰＭ算出モジュール生成部３０で受けた前記最適ＲＰＭ算出モジュールに現在のスケジュール条件及び運航条件を入力して最適ＲＰＭを算出する最適ＲＰＭ算出部５０と；前記最適ＲＰＭ算出部５０で前記最適ＲＰＭを受けて船舶のエンジンに適用するＲＰＭ適用部６０と；を含み、前記基準運航は、工場試運転、海上試運転、新潮後Ｎ航次、最近Ｍ航次を含み、前記Ｎ及びＭは関係者が任意に指定する回数であり、前記最適ＲＰＭは、前記現在のスケジュール条件及び運航条件対比燃料を最低に消耗するＲＰＭであり、前記スケジュール条件は、目標距離、目標時間、可変時間を含み、前記運航条件は、船体条件、気象条件、エンジン条件を含み、前記最適ＲＰＭ＝［標準最適速度−運航条件対比速度増減量］×ＲＰＭ変換係数×気象補償係数、前記標準最適速度は、目標速度、可変目標速度、前記目標速度と可変目標速度との間の速度の中の速度対比燃料消耗率（＝標準運航条件でのマイル当たり燃料消耗率／速度）が最低である速度、前記標準運航条件は工場試運転時の運航条件、前記目標速度＝目標距離／目標時間、前記可変目標速度＝目標距離／（目標時間＋可変時間）、前記運航条件対比速度増減量は、現在の運航条件で標準最適ＲＰＭで運航した場合、前記標準最適速度に比べて増減される速度、前記標準最適ＲＰＭは、前記標準運航条件である時、前記標準最適速度で運航することができるＲＰＭ、前記ＲＰＭ変換係数は、前記［標準最適速度−運航条件対比速度増減量］に掛け合わせて現在の運航条件で前記［標準最適速度−運航条件対比速度増減量］の速度を出すことができるＲＰＭに変換する係数、前記気象補償係数＝順気象係数（順気象程度−正気象程度）−乱気象係数（乱気象程度−正気象程度）、前記正気象程度は、前記標準運航条件の気象条件の程度を数値化した値、前記順気象程度は、現在の気象条件の順気象程度を数値化した値、前記乱気象程度は、現在の気象条件の乱気象程度を数値化した値、前記順気象係数は、前記［順気象係数（順気象程度−正気象程度）］を前記［標準最適速度−運航条件対比速度増減量］×ＲＰＭ変換係数に掛けてＲＰＭを求める時、前記最適ＲＰＭが順気象限界ＲＰＭ以上にならないように限定する係数、前記順気象限界ＲＰＭは、ＲＰＭを増加させた時、燃料消耗増加量／速度増加量が増加する点のＲＰＭ、前記乱気象係数は、前記［乱気象係数（乱気象程度−正気象程度）］を前記［標準最適速度−運航条件対比速度増減量］×ＲＰＭ変換係数に掛けてＲＰＭを求める時、前記最適ＲＰＭが乱気象限界ＲＰＭ以下にならないように限定する係数、前記乱気象限界ＲＰＭは、ＲＰＭを減少させた時、現在の運航条件でのマイル当たり燃料消耗減少量／速度感少量が減少する点のＲＰＭであることを特徴とする。
【００１４】
上述した技術的課題を解決するための手段として、本発明の船舶燃料節減システムは、前記最適ＲＰＭを自動に変更する時、使用者の選択事項が入力される最適ＲＰＭ自動変更設定部４３をさらに含み、前記最適ＲＰＭ自動変更設定部４３は、変変速時には前記最適ＲＰＭ算出部５０に最適ＲＰＭ生成命令を伝達し、正変速時には使用者から初期ＲＰＭを受けて前記ＲＰＭ適用部６０に伝達する変変速／正変速設定部４４と；前記最適ＲＰＭの変更時間間隔を受けて、前記変更時間間隔ごとに前記最適ＲＰＭ生成命令を前記最適ＲＰＭ算出部５０に伝達する最適ＲＰＭ自動変更時間設定部４６と；をさらに含むことを特徴とする。
【００１５】
上述した技術的課題を解決するための手段として、前記船舶燃料節減システムは、使用者の最適ＲＰＭ変更要請が入力されると、最適ＲＰＭ生成命令を前記最適ＲＰＭ算出部５０に伝達する最適ＲＰＭ手動変更設定部４２をさらに含むことを特徴とする。
【００１６】
上述した技術的課題を解決するための手段として、前記最適ＲＰＭ算出部５０は、前記最適ＲＰＭ算出モジュールに入力される現在のスケジュール条件及び運航条件を収集するスケジュール／運航条件収集部５２と；前記最適ＲＰＭ生成命令が伝達されると、前記スケジュール／運航条件収集部５２で前記現在のスケジュール条件及び運航条件を受けて、前記最適ＲＰＭ算出モジュールに入力して最適ＲＰＭを算出する最適ＲＰＭ算出モジュール実行部５４と；を含むことを特徴とする。
【００１７】
上述した技術的課題を解決するための手段として、前記船舶燃料節減システムは、前記船舶燃料節減システムを適用しない一般運航時と、前記船舶燃料節減システムを適用した最適運航時の燃料節減効果を比較して分析するための燃料効率分析部７０を含み、前記燃料効率分析部７０は、前記最適運航と同じスケジュール条件対比前記基準運航の燃料消耗データ、前記最適運航と同じスケジュール条件対比一般運航の燃料消耗データを収集する燃料消耗データ収集部７２と；前記最適運航の燃料消耗率、前記最適運航と同じスケジュール条件対比前記基準運航の燃料消耗率、前記最適運航と同じスケジュール条件対比一般運航の燃料消耗率を算出する燃料消耗率計算部７４と；前記燃料消耗率計算部７４で前記一般運航の燃料消耗率、前記基準運航の燃料消耗率を受けて一般運航の燃料損失率を算出し、前記燃料消耗率計算部７４で前記最適運航の燃料消耗率、前記基準運航の燃料消耗率を受けて最適運航の燃料損失率を算出する燃料損失率計算部７６と；前記一般運航燃料損失率計算部７６で前記一般運航の燃料損失率を受けて、前記最適運航燃料損失率計算部７６で前記最適運航の燃料消耗率を受けて、最適運航の燃料節減率を算出する燃料節減率計算部７８と；を含み、前記最適運航の燃料損失率＝最適運航の燃料消耗率−基準運航の燃料消耗率、前記一般運航の燃料損失率＝一般運航の燃料消耗率−基準運航の燃料消耗率、前記最適運航の燃料節減率＝一般運航の燃料損失率−最適運航の燃料損失率であることを特徴とする。
【００１８】
上述した技術的課題を解決するための手段として、基準船舶仕様収集部１０、基準運航データ収集部２０、最適ＲＰＭ算出モジュール生成部３０、最適ＲＰＭ算出部５０、ＲＰＭ適用部６０を含む船舶燃料節減システムを使った船舶燃料節減方法は、（ａ）前記基準船舶仕様収集部１０が基準船舶仕様を収集する基準船舶仕様収集段階（Ｓ１０）と；（ｂ）前記基準運航データ収集部２０が基準運航データを収集する基準運航データ収集段階（Ｓ２０）と；（ｃ）前記最適ＲＰＭ算出モジュール生成部３０が前記基準船舶仕様及び基準運航データを受けて最適ＲＰＭ算出モジュールを生成する最適ＲＰＭ算出モジュール生成段階（Ｓ３０）と；（ｄ）前記最適ＲＰＭ算出部５０が前記最適ＲＰＭ算出モジュール生成部３０で受けた前記最適ＲＰＭ算出モジュールに現在のスケジュール条件及び運航条件を入力して最適ＲＰＭを算出する最適ＲＰＭ算出段階（Ｓ５０）と；（ｅ）前記ＲＰＭ適用部６０が前記最適ＲＰＭ算出部５０で前記最適ＲＰＭを受けて船舶のエンジンに適用するＲＰＭ適用段階（Ｓ６０）と；を含み、前記基準運航は工場試運転、海上試運転、新潮後Ｎ航次、最近Ｍ航次を含み、前記Ｎ及びＭは関係者が任意に指定する回数であり、前記最適ＲＰＭは前記現在のスケジュール条件及び運航条件対比燃料を最低に消耗するＲＰＭであり、前記スケジュール条件は目標距離、目標時間、可変時間を含み、前記運航条件は船体条件、気象条件、エンジン条件を含み、前記最適ＲＰＭ＝［標準最適速度−運航条件対比速度増減量］×ＲＰＭ変換係数×気象補償係数、前記標準最適速度は目標速度、可変目標速度、前記目標速度と可変目標速度との間の速度の中の速度対比燃料消耗率（＝標準運航条件でのマイル当たり燃料消耗率／速度）が最低である速度、前記標準運航条件は工場試運転時の運航条件、前記目標速度＝目標距離／目標時間、前記可変目標速度＝目標距離／（目標時間＋可変時間）、前記運航条件対比速度増減量は、現在の運航条件で標準最適ＲＰＭで運航した場合、前記標準最適速度に比べて増減される速度、前記標準最適ＲＰＭは、前記標準運航条件である時、前記標準最適速度で運航することができるＲＰＭ、前記ＲＰＭ変換係数は、前記［標準最適速度−運航条件対比速度増減量］に掛け合わせて現在の運航条件で前記［標準最適速度−運航条件対比速度増減量］の速度を出すことができるＲＰＭに変換する係数、前記気象補償係数＝順気象係数（順気象程度−正気象程度）−乱気象係数（乱気象程度−正気象程度）、前記正気象程度は前記標準運航条件の気象条件の程度を数値化した値、前記順気象程度は現在の気象条件の順気象程度を数値化した値、前記乱気象程度は現在の気象条件の乱気象程度を数値化した値、前記順気象係数は、前記［順気象係数（順気象程度−正気象程度）］を前記［標準最適速度−運航条件対比速度増減量］×ＲＰＭ変換係数に掛けてＲＰＭを求める時、前記最適ＲＰＭが順気象限界ＲＰＭ以上にならないように限定する係数、前記順気象限界ＲＰＭは、ＲＰＭを増加させた時、燃料消耗増加量／速度増加量が増加する点のＲＰＭ、前記乱気象係数は、前記［乱気象係数（乱気象程度−正気象程度）］を前記［標準最適速度−運航条件対比速度増減量］×ＲＰＭ変換係数���掛けてＲＰＭを求める時、前記最適ＲＰＭが乱気象限界ＲＰＭ以下にならないように限定する係数、前記乱気象限界ＲＰＭは、ＲＰＭを減少させた時、現在の運航条件でのマイル当たり燃料消耗減少量／速度感少量が減少する点のＲＰＭであることを特徴とする。
【００１９】
上述した技術的課題を解決するための手段として、前記船舶燃料節減システムを用いた船舶燃料節減方法は、（ｆ）最適ＲＰＭ変更設定段階（Ｓ４０）；をさらに含み、前記最適ＲＰＭを自動に変更しようとする時、変変速時には前記最適ＲＰＭ自動変更設定部４３が前記最適ＲＰＭ算出部５０に最適ＲＰＭ生成命令を伝達し、正変速時には使用者から初期ＲＰＭを入力して前記ＲＰＭ適用部６０に伝達する正変速／変変速設定段階（Ｓ４６）と；前記最適ＲＰＭを自動に変更しようとする時、前記最適ＲＰＭ自動変更設定部４３に変更時間間隔が入力されて、前記変更時間間隔ごとに前記最適ＲＰＭ生成命令を前記最適ＲＰＭ算出部５０に伝達する最適ＲＰＭ自動変更時間設定段階（Ｓ４４）と；をさらに含み、前記ＲＰＭ適用部６０は前記初期ＲＰＭを受けて船舶のエンジンに適用することを特徴とする。
【００２０】
上述した技術的課題を解決するための手段として、本発明の前記船舶燃料節減システムを用いた船舶燃料節減方法は、（ｆ）最適ＲＰＭ変更設定段階（Ｓ４０）を含み、前記（ｆ）段階は、前記最適ＲＰＭ手動変更設定部４２が使用者の最適ＲＰＭ変更要請を受けると、最適ＲＰＭ生成命令を前記最適ＲＰＭ算出部５０に伝達する最適ＲＰＭ手動変更設定段階（Ｓ４２）；を含むことを特徴とする。
【００２１】
上述した技術的課題を解決するための手段として、本発明の前記船舶燃料節減システムを用いた船舶燃料節減方法における前記（ｄ）段階は、前記最適ＲＰＭ算出部５０が前記最適ＲＰＭ算出モジュールに入力される前記現在のスケジュール条件及び運航条件を収集するスケジュール／運航条件収集段階（Ｓ５２）と；前記最適ＲＰＭ算出部５０が前記現在のスケジュール条件及び運航条件を前記最適ＲＰＭ算出モジュールに入力して前記最適ＲＰＭを算出する最適ＲＰＭ算出モジュール実行段階（Ｓ５４）；を含むことを特徴とする。
【００２２】
上述した技術的課題を解決するための手段として、本発明の前記船舶燃料節減システムを用いた船舶燃料節減方法は、（ｇ）前記船舶燃料節減システムを適用しない一般運航時と、前記船舶燃料節減システムを適用した最適運航時の燃料節減効果を比較分析するための燃料効率分析段階（Ｓ７０）；をさらに含み、前記燃料効率分析段階（Ｓ７０）は、前記燃料効率分析部７０が前記船舶燃料節減システムを適用した最適運航時の燃料消耗データ、前記最適運航と同じスケジュール条件対比前記基準運航の燃料消耗データ、前記最適運航と同じスケジュール条件対比一般運航の燃料消耗データを収集する燃料消耗データ収集段階（Ｓ７２）と；前記燃料効率分析部７０が前記燃料消耗データで前記船舶燃料節減システムを適用した最適運航の燃料消耗率、前記最適運航と同じスケジュール条件対比前記基準運航の燃料消耗率、前記最適運航と同じスケジュール条件対比一般運航の燃料消耗率を算出する燃料消耗率計算段階（Ｓ７４）と；前記燃料効率分析部７０が前記一般運航の燃料消耗率、前記基準運航の燃料消耗率で一般運航の燃料損失率を算出し、前記最適運航の燃料消耗率、前記基準運航の燃料消耗率で最適運航の燃料損失率を算出する燃料損失率計算段階（Ｓ７６）と；前記燃料効率分析部７０が前記一般運航の燃料損失率、前記最適運航の燃料消耗率で最適運航の燃料節減率を算出する燃料節減率計算段階（Ｓ７８）と；を含み、前記最適運航の燃料損失率＝最適運航の燃料消耗率−基準運航の燃料消耗率、前記一般運航の燃料損失率＝一般運航の燃料消耗率−基準運航の燃料消耗率、前記最適運航の燃料節減率＝一般運航の燃料損失率−最適運航の燃料損失率であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、船舶内外部の全てのエネルギーの消耗を集中的に分析して、運航条件別エネルギー効率最適化を通じて、船舶の主エネルギーである燃料油を節減することができ、且つ、エネルギー消費最適化のための船舶航海情報機器とエンジン制御機との統合によって最適運航条件を算出する技術を具現し、これを利用してエンジン制御の無人化を誘導することができ、エネルギー節減で所要軍の経費を節減し、船舶会社の運営費用を節減することができ、人力節減を通じて、海上運送の経済性及び高効率性を確保し、燃料油の消耗を最適化することによって、炭素排出権の確保、同時に地球温暖化防止に積極的に対応することができるという効果を奏する。
【００２４】
本発明の効果は上記言及されたものに限定されず、言及されない他の効果は以下の記載から当業者にさらに明確に理解されることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】従来の船舶運航システムである。
【図２】本発明の船舶燃料節減システムを示す図面である。
【図３】図２の船舶燃料節減システムを船舶運航システムに適用した実施例を示す図面である。
【図４】工場試運転で生成された基準運航データの例を示す図面である。
【図５】海上試運転で生成された基準運航データの例を示す図面である。
【図６】新潮後Ｎ航次で生成された基準運航データの例を示す図面である。
【図７】標準運航条件でのマイル当たり燃料消耗率／速度グラフを示す図面である。
【図８】本発明の船舶燃料節減方法を示す図面である。
【図９】図８の詳細な方法を示す図面である。
【符号の説明】
【００２６】
１０  基準船舶仕様収集部
２０  基準運航データ収集部
３０  最適ＲＰＭ算出モジュール生成部
４２  最適ＲＰＭ手動変更設定部
４３  最適ＲＰＭ自動変更設定部
４４  変変速／正変速設定部
４６  最適ＲＰＭ自動変更時間設定部
５０  最適ＲＰＭ算出部
５２  スケジュール／運航条件収集部
５４  最適ＲＰＭ算出モジュール実行部
６０  ＲＰＭ適用部
７０  燃料効率分析部
７２  燃料消耗データ収集部
７４  燃料消耗率計算部
７６  燃料損失率計算部
７８  燃料節減率計算部
Ｓ１０  基準船舶仕様収集段階
Ｓ２０  基準運航データ収集段階
Ｓ３０  最適ＲＰＭ算出モジュール生成段階
Ｓ４０  最適ＲＰＭ変更設定段階
Ｓ４２  最適ＲＰＭ手動変更設定段階
Ｓ４４  最適ＲＰＭ自動変更時間設定段階
Ｓ４６  正変速／変変速設定段階
Ｓ５０  最適ＲＰＭ算出段階
Ｓ５２  スケジュール／運航条件収集段階
Ｓ５４  最適ＲＰＭ算出モジュール実行段階
Ｓ６０  ＲＰＭ適用段階
Ｓ７０  燃料効率分析段階
Ｓ７２  燃料消耗データ収集段階
Ｓ７４  燃料消耗率計算段階
Ｓ７６  燃料損失率計算段階
Ｓ７８  燃料節減率計算段階
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明は船舶燃料節減システムを適用して、目標距離を目標時間内に運航しながらも、運航条件を考慮して燃料消耗を最小化する最適化されたＲＰＭを求めて実際の運航に適用することを目的とする。
【００２８】
一般的な船舶の運航システム
一般的な船舶の運航（以下、「一般運航」と表記する）は、図１に示すように、船長と機関士がスケジュール条件と運航条件を考慮して、速度の変更が必要であると判断する度にエンジンのＲＰＭを再調整する。
【００２９】
上記一般運航の場合、船長は上記運航条件の中で気象条件、スケジュール条件、船体条件を主に判断し、機関士は上記運航条件の中でエンジン条件、船体条件を主に判断して、ＲＰＭを再調整する。即ち、一般運航時には、目標時間または後述される可変目標時間以内に目的地に到着するために、船長または機関士が気象条件、スケジュール条件、船体条件、エンジン条件を考慮してＲＰＭを調整して速度を調節する。
【００３０】
このように、一般運航は上記運航条件を全部考慮してＲＰＭを決めるように見えるが、実際には、機関士と船長が上記言及された条件の中で主に一部だけで判断するため、最適のＲＰＭを算出することは不可能であると言える。また、船舶運航分野の専門家が上記運航条件を全部含んだ情報を受信して運航するとしても、考慮すべき運航条件が多すぎて最適のＲＰＭを算出することは不可能であり、主観的で、経験から判断して適当な値であると予想されるＲＰＭに調節するしかない。
【００３１】
それで、本発明は、上記運航条件を総合的に考慮して、目標時間または可変目標時間内に目標距離を運航しながらも、燃料効率性を最大化するＲＰＭ（以下、「最適ＲＰＭ」と表記する）を算出するシステムである船舶燃料節減システムを船舶に適用することを目的とする（以下、「上記船舶燃料節減システムを最適化システム」と表記する）。
【００３２】
スケジュール条件及び運航条件
上記スケジュール条件は、目標距離Ｄ、目標時間Ｈ、可変時間ｈを含み、上記目標距離を目標時間で割ったのが目標速度Ｖで、上記目標距離Ｄを目標時間Ｈと可変時間ｈの和である可変目標時間Ｈｖで割ったのが可変目標速度Ｖｖである。
【００３３】
数学式１
Ｖ＝Ｄ／Ｈ
Ｖｖ＝Ｄ／（Ｈ＋ｈ）＝Ｄ／（ＨＶ）
【００３４】
上記運航条件は船体条件、気象条件、エンジン条件を含む。
【００３５】
上記気象条件は、風速、潮流速度、ピッチング、ローリング、水深を含み、上記ピッチングとは、船舶が前後に揺れることであり、上記ローリングとは、船舶が左右に揺れることである。
【００３６】
上記エンジン条件は、ＲＰＭ、エンジン負荷、エンジン性能を含む。
【００３７】
上記船体条件は、排水量、船体傾斜、船体重量中心、貨物積載量、燃料油積載量、バラスト水積載量を含む。
【００３８】
一般的に、外部条件が均一である場合、船舶の速度増加はＲＰＭの増加に比例するが、上記運航条件の変化によって船舶が影響を受けるため、ＲＰＭの変化量が速度に完全に反映されないか（例えば、逆風、逆潮流の場合）、超えて反映される（例え、順風、順潮流の場合）。また、ＲＰＭを変化させるよる燃料消耗変化率も上記運航条件によって増加されることもあり（例え、貨物積載量が普通より多い場合）、減少されることもある（例え、貨物積載量が普通より少ない場合）。このように、上記運航条件が異なると、同じＲＰＭで運航しても、実際速度と実際燃料消耗量がそれぞれ異なるので、実際燃料消耗量対比実際速度が高いＲＰＭで運航することが燃料消耗量を減少させ、且つ時間的にも効率的な運航になる。ＲＰＭを最高に維持すれば、速度は早いが、燃料が過多に消耗される。燃料消耗率を最小に維持すると、速度が目標速度より低い場合、目標時間内に目的地に到着しにくい。そこで、燃料消耗量、及び速度を全部考慮して、平均的に目標速度Ｖまたは可変目標速度Ｖｖを維持して燃料消耗量を節減することができるＲＰＭで運航することが費用と効果の面で適切である。
【００３９】
基準運航データ及び基準運航
上記目的を達するために、最適ＲＰＭを算出する基準になるデータ（以下、「基準運航データ」という）を各運航条件別に測定する。この時、ＲＰＭと上記運航条件を変化させながら、それによる速度、燃料消耗量を測定する。上記基準運航データは数回の運航にかけて測定され、上記基準運航データの測定対象になる運航を基準運航とする。
【００４０】
上記基準運航は、工場試運転、海上試運転、新潮後Ｎ航次、最近Ｍ航次などの運航を含むもので、上記４つの運航の中の一部運航のみ含まれる場合もある。即ち、上記最適化システムの基準となるデータを測定するために、上記最適化システムの管理者、船主、使用者などが予め上記４つの運航の中の幾つかを基準運航として選定する。（Ｎ、Ｍも本システムの管理者、船主、使用者などが予め任意に基準に決める運航回数である。）図４は上記工場試運転の時測定した基準運航データの例であり、図５は上記海上試運転の時測定した基準運航データの例であり、図６は新潮後Ｎ航次の時測定した基準運航データの例である。
【００４１】
上記基準運航データを全部収集すれば、上記基準運航データに基づいて運航条件対比最適ＲＰＭを算出する最適ＲＰＭ算出モジュールを生成し、上記最適ＲＰＭ算出モジュールに現在のスケジュール条件及び運航条件を入力して最適ＲＰＭを算出して運航に適用（以下、上記最適ＲＰＭ算出モジュールに現在のスケジュール条件及び運航条件を入力して最適ＲＰＭを算出して運航することを最適運航と表記する）することによって一般運航対比燃料消耗を最小化する。
【００４２】
船舶燃料節減システム
図２は本発明の上記目的を達するための一実施例による船舶燃料節減システムを示すもので、上記船舶燃料節減システムは、基準船舶仕様収集部１０、基準運航データ収集部２０、最適ＲＰＭ算出モジュール生成部３０、最適ＲＰＭ自動変更設定部４３、最適ＲＰＭ手動変更設定部４２、最適ＲＰＭ算出部５０、ＲＰＭ適用部６０、燃料効率分析部７０を含み、次のような機能を果たす。
【００４３】
上記基準船舶仕様収集部１０は、上記最適化システムを適用する船舶の船舶仕様（以下「基準船舶仕様」と表記する）を収集する。上記基準船舶仕様にはトン数、船の使用年数、船形、船級が含まれる。
【００４４】
上記基準運航データ収集部２０は、上記最適ＲＰＭ算出モジュール生成に利用される基準運航データを収集する。
【００４５】
上記最適ＲＰＭ算出モジュール生成部３０は、基準運航時測定される基準運航データが入力されて最適ＲＰＭ算出モジュールを生成する。
【００４６】
上記最適ＲＰＭ自動変更設定部４３は、変変速／正変速設定部４４、最適ＲＰＭ自動変更設定部４３を含む。
【００４７】
上記変変速／正変速設定部４４は、変変速時には上記最適ＲＰＭ算出部５０に最適ＲＰＭ生成命令を伝達して、正変速時には使用者（船長または機関士）から初期ＲＰＭを入力してＲＰＭ適用部６０に伝達する。
【００４８】
上記最適ＲＰＭ自動変更設定部４３は、最適ＲＰＭの変更時間間隔が入力されて、上記変更時間間隔ごとに最適ＲＰＭ生成命令を上記最適ＲＰＭ算出部５０に伝達する。
【００４９】
上記正変速と変変速は、変速方法の種類で、本発明では初期ＲＰＭ値によって分けられる。上記変速とは速度を変更しても平均的には目標速度を維持しながら変速することで、この時、初期ＲＰＭに目標速度を出すと予想されるＲＰＭ、以前の運航ＲＰＭなど任意のＲＰＭを入力して運航することが正変速であり、初期ＲＰＭに上記最適化システムを通じて求めた最適ＲＰＭを入力して運航することが変変速である。即ち、変変速で運航すれば、運航初期から最適化が始まるので燃料効率がさらに高くなる長所があるが、本発明では使用者の必要によって、または現在運航条件の収集が不可能である場合正変速を選択して運航することも可能である。
【００５０】
上記最適ＲＰＭ手動変更設定部４２は、使用者の最適ＲＰＭ変更要請を受けると、最適ＲＰＭ生成命令を上記最適ＲＰＭ算出部５０に伝達する。
【００５１】
上記最適ＲＰＭ算出部５０は、上記最適ＲＰＭ自動変更設定部４３で上記使用者の設定を受け、上記最適ＲＰＭ算出基準生成部で上記最適ＲＰＭ算出モジュールを受けて上記運航条件による最適ＲＰＭを算出する。
【００５２】
上記最適ＲＰＭ算出部５０は、スケジュール／運航条件収集部５２、最適ＲＰＭ算出モジュール実行部５４を含む。
【００５３】
上記スケジュール／運航条件収集部５２は、上記最適ＲＰＭ算出モジュールに入力される現在のスケジュール条件及び運航条件を収集する。
【００５４】
上記最適ＲＰＭ算出モジュール実行部５４は、上記最適ＲＰＭ生成命令を上記最適ＲＰＭ自動変更設定部４３または上記最適ＲＰＭ手動変更設定部４２から受けると、上記スケジュール／運航条件収集部５２で現在のスケジュール条件及び運航条件を受けて上記最適ＲＰＭ算出モジュールに入力して上記最適ＲＰＭを算出する。
【００５５】
上記ＲＰＭ適用部６０は、上記最適ＲＰＭ算出部５０から上記最適ＲＰＭを受けるか、正変速である時、上記最適ＲＰＭ自動変更設定部４３から上記初期ＲＰＭを受けると船舶のエンジンに適用する。
【００５６】
上記燃料効率分析部７０は、上記船舶燃料節減システムを適用しない一般運航時と、上記船舶燃料節減システムを適用した最適運航時の燃料節減効果を比較分析する。
【００５７】
上記燃料効率分析部７０は、燃料消耗データ収集部７２、燃料消耗率計算部７４、燃料損失率計算部７６、燃料節減率計算部７８を含む。
【００５８】
上記燃料消耗データ収集部７２は、上記最適運航と同じスケジュール対比上記基準運航の燃料消耗データ、上記最適運航と同じスケジュール対比一般運航の燃料消耗データを収集する。
【００５９】
上記燃料消耗率計算部７４は、上記燃料消耗データ収集部７２で燃料消耗データを受けて、上記船舶燃料節減システムを適用した最適運航の燃料消耗率、上記最適運航と同じスケジュール対比上記基準運航の燃料消耗率、上記最適運航と同じスケジュール対比一般運航の燃料消耗率を算出する。
【００６０】
上記燃料損失率計算部７６は、上記燃料消耗率計算部７４から上記一般運航の燃料消耗率、上記基準運航の燃料消耗率を受けて、一般運航の燃料損失率を算出し、上記燃料消耗率計算部７４から上記最適運航の燃料消耗率、上記基準運航の燃料消耗率を受けて、最適運航の燃料損失率を算出する。
【００６１】
上記燃料節減率計算部７８は、上記一般運航燃料損失率計算部７６から上記一般運航の燃料損失率を受け、上記最適運航燃料損失率計算部７６から上記最適運航の燃料消耗率を受けて、最適運航の燃料節減率を算出する。
【００６２】
船舶燃料節減システムの適用例
本発明の船舶燃料節減システムは、ＰＣに多様な方法で設置されることができる。上記船舶燃料節減システムは、一つのＰＣにシステム全体が皆設置されることができる。この時、他のＰＣとネットワークで連結されるか、ＰＣに適用可能な電子記録媒体で必要な資料を取り交わすことができる。また、複数のＰＣに複数のシステムがそれぞれ設置される。上記最適化システムの構成要素を全部備えたまま設置されることができ、この時、それぞれのシステムはネットワークで情報を伝達して同期化することができる。また、複数のＰＣに複数のシステムがそれぞれ設置される。上記最適化システムの構成要素をそれぞれのＰＣが分けて備えたまま設置されることができ、この時、それぞれのシステムはネットワークで情報を伝達して同期化することができる。
【００６３】
図３は本発明の船舶燃料節減システムを適用した船舶、及びこの船舶とネットワークで連結された船舶燃料節減システム管理者のＰＣ、船主のＰＣを示すもので、複数のＰＣに複数の上記船舶燃料節減システム（以下、「最適化システム」と表記）を設置した例である。上記最適化システムは、船舶内外の多様な装備とネットワークで連結されて資料を収集し、エンジンをコントロールする。
【００６４】
上記基準船舶仕様収集部１０は入出力装置または他のＰＣと連結されて、上記基準運航仕様が入力され、上記基準運航データ収集部２０に連結されて基準船舶仕様を伝達する。
【００６５】
上記基準運航データ収集部２０は、入出力装置または他のＰＣと連結されて、基準運航データが入力され、上記最適ＲＰＭ算出モジュール生成部３０に連結されて基準運航データを伝達し、上記燃料効率分析部７０に連結されて、基準運航時の燃料消耗率を伝達する。
【００６６】
上記最適ＲＰＭ算出モジュール生成部３０は上記基準船舶仕様収集部１０と上記基準運航データ収集部２０に連結されて、上記基準船舶仕様及び基準運航データが入力されて、最適ＲＰＭ算出モジュールを生成する。
【００６７】
上記最適ＲＰＭ算出部５０は上記最適ＲＰＭ自動変更設定部４３または最適ＲＰＭ手動変更設定部４２から使用者の選択事項が伝達され、上記最適ＲＰＭ算出モジュール生成部３０から上記最適ＲＰＭ算出モジュールが伝達されて、現在のスケジュール条件及び運航条件による最適ＲＰＭを算出して上記ＲＰＭ適用部６０に伝達する。
【００６８】
また、上記最適ＲＰＭ算出モジュールに入力する現在のスケジュール条件及び運航条件を収集するために、入出力装置または他のＰＣまたは船舶内外の情報収集装置と連結されて、上記運航条件の中の気象条件を受信し、入出力装置または他のＰＣまたはエンジン制御装置と連結されてエンジン条件を受信し、入出力装置または他のＰＣと連結されて船体条件及びスケジュール条件を受信する。
【００６９】
上記最適ＲＰＭ算出部５０に連結された情報収集装置（図１及び図３には第１収集装置〜第Ｎ収集装置と表記）は、ＧＰＳ、風速計（ＡＮＥＭＯＭＥＴＥＲ）、ジャイロコンパス（ＧＹＲＯＣＯＭＰＡＳＳ）、スピードログ（ＳＰＥＥＤ  ＬＯＧ）、船首方位制御装置（ＨＥＡＤＩＮＧ／ＴＲＡＣＫ  ＣＯＮＴＲＯＬ  ＳＹＳＴＥＭ）などのような収集装置で構成されており、電子海図、ＢＷＷＡＳ、コンバータが上記情報収集装置と上記最適化システムとの間に連結されることができる。上記コンバータは上記情報収集装置の情報を上記最適化システムが設置されたＰＣで入力することができる形態のデータに変換するためのものである。
【００７０】
上記ＲＰＭ適用部６０は出力装置に連結されて、最適ＲＰＭ算出部５０で伝達された上記最適ＲＰＭを出力するか、機関室のＥＴＣ、船長室のＥＴＣの中の一つ以上に連結されて、上記最適ＲＰＭ算出部５０で受けた上記最適ＲＰＭを送信する。
【００７１】
上記燃料効率分析部７０は、一般運航時と、上記船舶燃料節減システムを適用した最適運航時の燃料節減効果を比較分析するために、上記基準運航データ収集部２０と連結されて基準運航データを受信し、上記最適ＲＰＭ算出部５０と連結されて、最適運航適用時のスケジュール条件、運航条件、燃料消耗量を受信する。
【００７２】
上記連結は直接ケーブルで連結するか、有無線ネットワークで可能である。
【００７３】
最適ＲＰＭ及び最適ＲＰＭ算出モジュール
上記最適ＲＰＭ算出モジュールは次のような方式で最適ＲＰＭを生成する。
【００７４】
数学式２
最適ＲＰＭ＝［標準最適速度−運航条件対比速度増減量］×ＲＰＭ変換係数×気象補償係数
【００７５】
上記公式は、上記最適ＲＰＭ算出モジュール生成部３０が基準船舶仕様と、基準運航データをシミュレーションして生成し、基準船舶仕様が変更されると再び生成しなければならない。
【００７６】
上記標準最適速度は、上記目標速度、可変目標速度、上記目標速度と可変目標速度との間の速度の中の速度対比標準運航条件でのマイル当たり燃料消耗率／速度が最低である速度であり、上記標準運航条件は工場試運転時の運航条件である。図７によれば、横軸は速度、縦軸は標準運航条件でのマイル当たり燃料消耗率、Ａは目標速度、Ｂは可変速度とした時、ＡとＢとの間でマイル当たり燃料消耗率が最も小さい点はＣであるので、Ｃである時の速度が標準最適速度になる。
【００７７】
上記運航条件対比速度増減量は、現在の運航条件で標準最適ＲＰＭで運航した場合、上記標準最適速度に比べて増減される速度の量であり、上記標準最適ＲＰＭは上記標準運航条件である時上記標準最適速度で運航することができるＲＰＭである。
【００７８】
上記ＲＰＭ変換係数は、上記［標準最適速度−運航条件対比速度増減量］に掛け合わせて現在の運航条件で上記［標準最適速度−運航条件対比速度増減量］の速度を出すことができるＲＰＭに変換する係数である。
【００７９】
上記気象補償係数の数学式は次の通りである。
【００８０】
数学式３
気象補償係数＝順気象係数（順気象程度−正気象程度）−乱気象係数（乱気象程度−正気象程度）
【００８１】
上記正気象程度は上記標準運航条件の気象条件の程度を数値化した値で、一般的に風及び潮流の強度が０である時が標準運航条件となる。上記順気象程度は現在の気象条件の順気象程度を数値化した値であり、上記乱気象程度は現在の気象条件の乱気象程度を数値化した値である。即ち、順気象程度は順風と順潮流の強度を数値化したもので、乱気象程度は逆風と逆潮流の強度を数値化したもので、上記（順気象程度−正気象程度）と、（乱気象程度−正気象程度）は上記気象条件が速度の増減に及ぶ影響を現わす。
【００８２】
上記順気象係数は、上記［順気象係数（順気象程度−正気象程度）］を上記［標準最適速度−運航条件対比速度増減量］×ＲＰＭ変換係数に掛けてＲＰＭを求める時、ＲＰＭが順気象限界ＲＰＭ以上にならないように限定する係数であり、上記順気象限界ＲＰＭは、ＲＰＭを増加させた時、燃料消耗増加量／速度増加量が増加する点のＲＰＭである。
【００８３】
上記乱気象係数は、上記［乱気象係数（乱気象程度−正気象程度）］を上記［標準最適速度−運航条件対比速度増減量］×ＲＰＭ変換係数に掛けてＲＰＭを求める時、ＲＰＭが乱気象限界ＲＰＭ以下にならないように限定する係数であり、上記乱気象限界ＲＰＭは、ＲＰＭを減少させた時、燃料消耗減少量／速度感少量が減少する点のＲＰＭである。
【００８４】
最適運航の燃料節減率
上記最適運航の燃料節減率を求める式は以下の通りである。
【００８５】
最適運航の燃料節減率＝一般運航の燃料損失率−最適運航の燃料損失率
【００８６】
この時、上記最適運航の燃料損失率と一般運航の燃料損失率は次の通りである。
【００８７】
最適運航の燃料損失率＝最適運航の燃料消耗率−基準運航の燃料消耗率
一般運航の燃料損失率＝一般運航の燃料消耗率−基準運航の燃料消耗率
【００８８】
ここで基準運航の燃料消耗率は、基準運航データを通じて算出した基準運航時の平均燃料消耗率である。
【００８９】
船舶燃料節減方法
図８は本発明の船舶燃料節減方法を示す図面で、図９は図８の船舶燃料節減方法をより詳細に示す図面で、上記最適化システムを用いた船舶燃料節減方法は、基準船舶仕様収集段階（Ｓ１０）、基準運航データ収集段階（Ｓ２０）、最適ＲＰＭ算出モジュール生成段階（Ｓ３０）、最適ＲＰＭ変更設定段階（Ｓ４０）、最適ＲＰＭ算出段階（Ｓ５０）、ＲＰＭ適用段階（Ｓ６０）、燃料効率分析段階（Ｓ７０）を含む。
【００９０】
上記基準船舶仕様収集段階（Ｓ１０）では上記最適化システムの基準船舶仕様収集部１０が基準船舶仕様を収集する。
【００９１】
上記基準運航データ収集段階（Ｓ２０）では上記基準運航データ収集部２０が上記基準運航データを収集する。
【００９２】
上記最適ＲＰＭ算出モジュール生成段階（Ｓ３０）では上記最適ＲＰＭ算出モジュール生成部３０が上記基準船舶仕様及び基準運航データを受けて最適ＲＰＭ算出モジュールを生成する。
【００９３】
上記最適ＲＰＭ変更設定段階（Ｓ４０）では最適ＲＰＭの算出及び適用方法に対する使用者の設定が入力され、使用者の選択によって、自動的に最適ＲＰＭを調節するか、手動的に最適ＲＰＭを調節することができ、自動的に運航の時には、正変速または変変速の中で選択して運航することができる。
【００９４】
上記最適ＲＰＭ変更設定段階（Ｓ４０）は上記最適ＲＰＭを自動に変更する時正変速／変変速設定段階（Ｓ４６）、最適ＲＰＭ自動変更時間設定段階（Ｓ４４）を含む。
【００９５】
上記正変速／変変速設定段階（Ｓ４６）では上記最適ＲＰＭ自動変更設定部４３が上記最適ＲＰＭ算出部５０に最適ＲＰＭ生成命令を伝達し、正変速時には使用者から初期ＲＰＭを受けて上記ＲＰＭ適用部６０に伝達する。
【００９６】
上記最適ＲＰＭ自動変更時間設定段階（Ｓ４４）では上記最適ＲＰＭ自動変更設定部４３が変更時間間隔を受けて、上記変更時間間隔ごとに最適ＲＰＭ生成命令を上記最適ＲＰＭ算出部５０に伝達する。
【００９７】
上記最適ＲＰＭ手動変更設定段階（Ｓ４２）では上記最適ＲＰＭ手動変更設定部４２が使用者の最適ＲＰＭ変更要請を受けると、最適ＲＰＭ生成命令を上記最適ＲＰＭ算出部５０に伝達する。
【００９８】
上記最適ＲＰＭ算出段階（Ｓ５０）では上記最適ＲＰＭ算出部５０が伝達された上記最適ＲＰＭ算出モジュールに上記現在のスケジュール条件及び運航条件を入力して最適ＲＰＭを算出する。
【００９９】
上記最適ＲＰＭ算出段階（Ｓ５０）は、スケジュール／運航条件収集段階（Ｓ５２）、最適ＲＰＭ算出モジュール実行段階（Ｓ５４）を含む。
【０１００】
上記スケジュール／運航条件収集段階（Ｓ５２）では上記最適ＲＰＭ算出モジュールに入力される上記現在のスケジュール条件及び運航条件を収集する。
【０１０１】
上記最適ＲＰＭ算出モジュール実行段階（Ｓ５４）では上記最適ＲＰＭ算出部５０が上記最適ＲＰＭ生成命令が上記最適ＲＰＭ自動変更設定部４３または最適ＲＰＭ手動変更設定部４２から伝達されると、上記最適ＲＰＭ算出部５０が上記現在のスケジュール条件及び運航条件を上記最適ＲＰＭ算出モジュールに入力して上記最適ＲＰＭを算出する。
【０１０２】
上記ＲＰＭ適用段階（Ｓ６０）では上記ＲＰＭ適用部６０が上記最適ＲＰＭ算出部５０から上記最適ＲＰＭが伝達され、正変速の時には上記最適ＲＰＭ自動変更設定部４３で上記初期ＲＰＭが伝達されて船舶のエンジンに適用する。
【０１０３】
上記燃料効率分析段階（Ｓ７０）では上記船舶燃料節減システムを適用しない一般運航時と、上記船舶燃料節減システムを適用した最適運航時の燃料節減効果を比較分析する。
【０１０４】
上記燃料効率分析段階（Ｓ７０）は燃料消耗データ収集段階（Ｓ７２）、燃料消耗率計算段階（Ｓ７４）、燃料損失率計算段階（Ｓ７６）、燃料節減率計算段階（Ｓ７８）を含む。
【０１０５】
上記燃料消耗データ収集段階（Ｓ７２）では上記燃料効率分析部７０が上記船舶燃料節減システムを適用した最適運航時の燃料消耗データ、上記最適運航と同じスケジュール対比上記基準運航の燃料消耗データ、上記最適運航と同じスケジュール対比一般運航の燃料消耗データを収集する。
【０１０６】
上記燃料消耗率計算段階（Ｓ７４）では上記燃料効率分析部７０が上記燃料消耗データで上記船舶燃料節減システムを適用した最適運航の燃料消耗率、上記最適運航と同じスケジュール対比上記基準運航の燃料消耗率、上記最適運航と同じスケジュール対比一般運航の燃料消耗率を算出する。
【０１０７】
上記燃料損失率計算段階（Ｓ７６）では上記燃料効率分析部７０が上記一般運航の燃料消耗率、上記基準運航の燃料消耗率で一般運航の燃料損失率を算出して、上記最適運航の燃料消耗率、上記基準運航の燃料消耗率で最適運航の燃料損失率を算出する。
【０１０８】
上記燃料節減率計算段階（Ｓ７８）では上記燃料効率分析部７０が上記一般運航の燃料損失率、上記最適運航の燃料消耗率で最適運航の燃料節減率を算出する。
【０１０９】
上記船舶燃料節減方法はコンピュータープログラムで記録媒体に保存されて使用することができる。
【０１１０】
以上で説明した本発明の好ましい実施例は技術的課題を解決するために開示されたもので、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者（陸上技術担当者、船舶内実務者）であれば、本発明の思想と範囲内で多様な修正、変更、付加などが可能であり、このような修正変更などは以下の特許請求の範囲に属するべきである。
【発明の実施のための形態】
【０１１１】
本発明の船舶燃料節減システムは、基準船舶仕様を収集する基準船舶仕様収集部１０と；基準運航の時、運航条件を変更させながら速度と燃料消耗率を測定した基準運航データを収集する基準運航データ収集部２０と；前記基準船舶仕様及び基準運航データを受けて最適ＲＰＭ算出モジュールを生成する最適ＲＰＭ算出モジュール生成部３０と；前記最適ＲＰＭ算出モジュール生成部３０で受けた前記最適ＲＰＭ算出モジュールに現在のスケジュール条件及び運航条件を入力して最適ＲＰＭを算出する最適ＲＰＭ算出部５０と；前記最適ＲＰＭ算出部５０で前記最適ＲＰＭを受けて船舶のエンジンに適用するＲＰＭ適用部６０と；を含み、前記基準運航は、工場試運転、海上試運転、新潮後Ｎ航次、最近Ｍ航次を含み、前記Ｎ及びＭは関係者が任意に指定する回数であり、前記最適ＲＰＭは、前記現在のスケジュール条件及び運航条件対比燃料を最低に消耗するＲＰＭであり、前記スケジュール条件は、目標距離、目標時間、可変時間を含み、前記運航条件は、船体条件、気象条件、エンジン条件を含み、前記最適ＲＰＭ＝［標準最適速度−運航条件対比速度増減量］×ＲＰＭ変換係数×気象補償係数、前記標準最適速度は、目標速度、可変目標速度、前記目標速度と可変目標速度との間の速度の中の速度対比燃料消耗率（＝標準運航条件でのマイル当たり燃料消耗率／速度）が最低である速度、前記標準運航条件は工場試運転時の運航条件、前記目標速度＝目標距離／目標時間、前記可変目標速度＝目標距離／（目標時間＋可変時間）、前記運航条件対比速度増減量は、現在の運航条件で標準最適ＲＰＭで運航した場合、前記標準最適速度に比べて増減される速度、前記標準最適ＲＰＭは、前記標準運航条件である時、前記標準最適速度で運航することができるＲＰＭ、前記ＲＰＭ変換係数は、前記［標準最適速度−運航条件対比速度増減量］に掛け合わせて現在の運航条件で前記［標準最適速度−運航条件対比速度増減量］の速度を出すことができるＲＰＭに変換する係数、前記気象補償係数＝順気象係数（順気象程度−正気象程度）−乱気象係数（乱気象程度−正気象程度）、前記正気象程度は、前記標準運航条件の気象条件の程度を数値化した値、前記順気象程度は、現在の気象条件の順気象程度を数値化した値、前記乱気象程度は、現在の気象条件の乱気象程度を数値化した値、前記順気象係数は、前記［順気象係数（順気象程度−正気象程度）］を前記［標準最適速度−運航条件対比速度増減量］×ＲＰＭ変換係数に掛けてＲＰＭを求める時、前記最適ＲＰＭが順気象限界ＲＰＭ以上にならないように限定する係数、前記順気象限界ＲＰＭは、ＲＰＭを増加させた時、燃料消耗増加量／速度増加量が増加する点のＲＰＭ、前記乱気象係数は、前記［乱気象係数（乱気象程度−正気象程度）］を前記［標準最適速度−運航条件対比速度増減量］×ＲＰＭ変換係数に掛けてＲＰＭを求める時、前記最適ＲＰＭが乱気象限界ＲＰＭ以下にならないように限定する係数、前記乱気象限界ＲＰＭは、ＲＰＭを減少させた時、現在の運航条件でのマイル当たり燃料消耗減少量／速度感少量が減少する点のＲＰＭであることを手段とする。
【０１１２】
本発明の船舶燃料節減システムは、前記最適ＲＰＭを自動に変更する時、使用者の選択事項が入力される最適ＲＰＭ自動変更設定部４３をさらに含み、前記最適ＲＰＭ自動変更設定部４３は、変変速時には前記最適ＲＰＭ算出部５０に最適ＲＰＭ生成命令を伝達し、正変速時には使用者から初期ＲＰＭを受けて前記ＲＰＭ適用部６０に伝達する変変速／正変速設定部４４と；前記最適ＲＰＭの変更時間間隔を受けて、前記変更時間間隔ごとに前記最適ＲＰＭ生成命令を前記最適ＲＰＭ算出部５０に伝達する最適ＲＰＭ自動変更時間設定部４６と；をさらに含むことを手段とする。
【０１１３】
本発明の船舶燃料節減システムは、使用者の最適ＲＰＭ変更要請が入力されると、最適ＲＰＭ生成命令を前記最適ＲＰＭ算出部５０に伝達する最適ＲＰＭ手動変更設定部４２をさらに含むことを手段とする。
【０１１４】
本発明の船舶燃料節減システムにおける前記最適ＲＰＭ算出部５０は、前記最適ＲＰＭ算出モジュールに入力される現在のスケジュール条件及び運航条件を収集するスケジュール／運航条件収集部５２と；前記最適ＲＰＭ生成命令が伝達されると、前記スケジュール／運航条件収集部５２で前記現在のスケジュール条件及び運航条件を受けて、前記最適ＲＰＭ算出モジュールに入力して最適ＲＰＭを算出する最適ＲＰＭ算出モジュール実行部５４と；を含むことを手段とする。
【０１１５】
本発明の船舶燃料節減システムは、前記船舶燃料節減システムを適用しない一般運航時と、前記船舶燃料節減システムを適用した最適運航時の燃料節減効果を比較して分析するための燃料効率分析部７０を含み、前記燃料効率分析部７０は、前記最適運航と同じスケジュール条件対比前記基準運航の燃料消耗データ、前記最適運航と同じスケジュール条件対比一般運航の燃料消耗データを収集する燃料消耗データ収集部７２と；前記最適運航の燃料消耗率、前記最適運航と同じスケジュール条件対比前記基準運航の燃料消耗率、前記最適運航と同じスケジュール条件対比一般運航の燃料消耗率を算出する燃料消耗率計算部７４と；前記燃料消耗率計算部７４で前記一般運航の燃料消耗率、前記基準運航の燃料消耗率を受けて一般運航の燃料損失率を算出し、前記燃料消耗率計算部７４で前記最適運航の燃料消耗率、前記基準運航の燃料消耗率を受けて最適運航の燃料損失率を算出する燃料損失率計算部７６と；前記一般運航燃料損失率計算部７６で前記一般運航の燃料損失率を受けて、前記最適運航燃料損失率計算部７６で前記最適運航の燃料消耗率を受けて、最適運航の燃料節減率を算出する燃料節減率計算部７８と；を含み、前記最適運航の燃料損失率＝最適運航の燃料消耗率−基準運航の燃料消耗率、前記一般運航の燃料損失率＝一般運航の燃料消耗率−基準運航の燃料消耗率、前記最適運航の燃料節減率＝一般運航の燃料損失率−最適運航の燃料損失率であることを手段とする。
【０１１６】
本発明の前記船舶燃料節減システムを用いた燃料節減方法は、（ａ）前記基準船舶仕様収集部１０が基準船舶仕様を収集する基準船舶仕様収集段階（Ｓ１０）と；（ｂ）前記基準運航データ収集部２０が基準運航データを収集する基準運航データ収集段階（Ｓ２０）と；（ｃ）前記最適ＲＰＭ算出モジュール生成部３０が前記基準船舶仕様及び基準運航データを受けて最適ＲＰＭ算出モジュールを生成する最適ＲＰＭ算出モジュール生成段階（Ｓ３０）と；（ｄ）前記最適ＲＰＭ算出部５０が前記最適ＲＰＭ算出モジュール生成部３０で受けた前記最適ＲＰＭ算出モジュールに現在のスケジュール条件及び運航条件を入力して最適ＲＰＭを算出する最適ＲＰＭ算出段階（Ｓ５０）と；（ｅ）前記ＲＰＭ適用部６０が前記最適ＲＰＭ算出部５０で前記最適ＲＰＭを受けて船舶のエンジンに適用するＲＰＭ適用段階（Ｓ６０）と；を含み、前記基準運航は工場試運転、海上試運転、新潮後Ｎ航次、最近Ｍ航次を含み、前記Ｎ及びＭは関係者が任意に指定する回数であり、前記最適ＲＰＭは前記現在のスケジュール条件及び運航条件対比燃料を最低に消耗するＲＰＭであり、前記スケジュール条件は目標距離、目標時間、可変時間を含み、前記運航条件は船体条件、気象条件、エンジン条件を含み、前記最適ＲＰＭ＝［標準最適速度−運航条件対比速度増減量］×ＲＰＭ変換係数×気象補償係数、前記標準最適速度は目標速度、可変目標速度、前記目標速度と可変目標速度との間の速度の中の速度対比燃料消耗率（＝標準運航条件でのマイル当たり燃料消耗率／速度）が最低である速度、前記標準運航条件は工場試運転時の運航条件、前記目標速度＝目標距離／目標時間、前記可変目標速度＝目標距離／（目標時間＋可変時間）、前記運航条件対比速度増減量は、現在の運航条件で標準最適ＲＰＭで運航した場合、前記標準最適速度に比べて増減される速度、前記標準最適ＲＰＭは、前記標準運航条件である時、前記標準最適速度で運航することができるＲＰＭ、前記ＲＰＭ変換係数は、前記［標準最適速度−運航条件対比速度増減量］に掛け合わせて現在の運航条件で前記［標準最適速度−運航条件対比速度増減量］の速度を出すことができるＲＰＭに変換する係数、前記気象補償係数＝順気象係数（順気象程度−正気象程度）−乱気象係数（乱気象程度−正気象程度）、前記正気象程度は前記標準運航条件の気象条件の程度を数値化した値、前記順気象程度は現在の気象条件の順気象程度を数値化した値、前記乱気象程度は現在の気象条件の乱気象程度を数値化した値、前記順気象係数は、前記［順気象係数（順気象程度−正気象程度）］を前記［標準最適速度−運航条件対比速度増減量］×ＲＰＭ変換係数に掛けてＲＰＭを求める時、前記最適ＲＰＭが順気象限界ＲＰＭ以上にならないように限定する係数、前記順気象限界ＲＰＭは、ＲＰＭを増加させた時、燃料消耗増加量／速度増加量が増加する点のＲＰＭ、前記乱気象係数は、前記［乱気象係数（乱気象程度−正気象程度）］を前記［標準最適速度−運航条件対比速度増減量］×ＲＰＭ変換係数に掛けてＲＰＭを求める時、前記最適ＲＰＭが乱気象限界ＲＰＭ以下にならないように限定する係数、前記乱気象限界ＲＰＭは、ＲＰＭを減少させた時、現在の運航条件でのマイル当たり���料消耗減少量／速度感少量が減少する点のＲＰＭであることを手段とする。
【０１１７】
本発明の前記船舶燃料節減システムを用いた船舶燃料節減方法は、（ｆ）最適ＲＰＭ変更設定段階（Ｓ４０）；をさらに含み、前記最適ＲＰＭを自動に変更しようとする時、変変速時には前記最適ＲＰＭ自動変更設定部４３が前記最適ＲＰＭ算出部５０に最適ＲＰＭ生成命令を伝達し、正変速時には使用者から初期ＲＰＭを入力して前記ＲＰＭ適用部６０に伝達する正変速／変変速設定段階（Ｓ４６）と；前記最適ＲＰＭを自動に変更しようとする時、前記最適ＲＰＭ自動変更設定部４３に変更時間間隔が入力されて、前記変更時間間隔ごとに前記最適ＲＰＭ生成命令を前記最適ＲＰＭ算出部５０に伝達する最適ＲＰＭ自動変更時間設定段階（Ｓ４４）と；をさらに含み、前記ＲＰＭ適用部６０は前記初期ＲＰＭを受けて船舶のエンジンに適用することを手段とする。
【０１１８】
本発明の前記船舶燃料節減システムを用いた船舶燃料節減方法は、（ｆ）最適ＲＰＭ変更設定段階（Ｓ４０）を含み、前記（ｆ）段階は、前記最適ＲＰＭ手動変更設定部４２が使用者の最適ＲＰＭ変更要請を受けると、最適ＲＰＭ生成命令を前記最適ＲＰＭ算出部５０に伝達する最適ＲＰＭ手動変更設定段階（Ｓ４２）；を含むことを手段とする。
【０１１９】
本発明の前記船舶燃料節減システムを用いた船舶燃料節減方法における前記（ｄ）段階は、前記最適ＲＰＭ算出部５０が前記最適ＲＰＭ算出モジュールに入力される前記現在のスケジュール条件及び運航条件を収集するスケジュール／運航条件収集段階（Ｓ５２）と；前記最適ＲＰＭ算出部５０が前記現在のスケジュール条件及び運航条件を前記最適ＲＰＭ算出モジュールに入力して前記最適ＲＰＭを算出する最適ＲＰＭ算出モジュール実行段階（Ｓ５４）；を含むことを手段とする。
【０１２０】
本発明の前記船舶燃料節減システムを用いた船舶燃料節減方法は、（ｇ）前記船舶燃料節減システムを適用しない一般運航時と、前記船舶燃料節減システムを適用した最適運航時の燃料節減効果を比較分析するための燃料効率分析段階（Ｓ７０）；をさらに含み、前記燃料効率分析段階（Ｓ７０）は、前記燃料効率分析部７０が前記船舶燃料節減システムを適用した最適運航時の燃料消耗データ、前記最適運航と同じスケジュール条件対比前記基準運航の燃料消耗データ、前記最適運航と同じスケジュール条件対比一般運航の燃料消耗データを収集する燃料消耗データ収集段階（Ｓ７２）と；前記燃料効率分析部７０が前記燃料消耗データで前記船舶燃料節減システムを適用した最適運航の燃料消耗率、前記最適運航と同じスケジュール条件対比前記基準運航の燃料消耗率、前記最適運航と同じスケジュール条件対比一般運航の燃料消耗率を算出する燃料消耗率計算段階（Ｓ７４）と；前記燃料効率分析部７０が前記一般運航の燃料消耗率、前記基準運航の燃料消耗率で一般運航の燃料損失率を算出し、前記最適運航の燃料消耗率、前記基準運航の燃料消耗率で最適運航の燃料損失率を算出する燃料損失率計算段階（Ｓ７６）と；前記燃料効率分析部７０が前記一般運航の燃料損失率、前記最適運航の燃料消耗率で最適運航の燃料節減率を算出する燃料節減率計算段階（Ｓ７８）と；を含み、前記最適運航の燃料損失率＝最適運航の燃料消耗率−基準運航の燃料消耗率、前記一般運航の燃料損失率＝一般運航の燃料消耗率−基準運航の燃料消耗率、前記最適運航の燃料節減率＝一般運航の燃料損失率−最適運航の燃料損失率であることを手段とする。
【産業上の利用可能性】
【０１２１】
本発明による船舶運航指示最適化具現のためのエネルギー効率最適化を利用した船舶燃料節減システム、その方法及びその方法によるコンピュータープログラムを保存した記録媒体は、船舶内外部の全てのエネルギーの消耗を集中的に分析して、運航条件別エネルギー効率の最適化を通じて、船舶の主エネルギーである燃料油を節減することができ、且つ、エネルギー消費最適化のための船舶航海情報器機とエンジン制御機との統合によって最適運航条件を算出する技術を具現し、これを利用してエンジン制御の無人化を誘導することができ、エネルギー節減で所要軍の経費を節減し、船舶会社の運営費用を節減することができ、人力節減を通じて、海上運送の経済性及び高効率性を確保し、燃料油の消耗を最適化することによって、炭素排出権の確保、同時に地球温暖化防止に積極的に対応することができる船舶燃料節減システム、その方法及びその方法によるコンピュータープログラムを保存した記録媒体で、産業現場で広く用いられることと期待される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
2013531580.tif 000012
2013531580.tif 000013
2013531580.tif 000014
2013531580.tif 000015