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[국내논문] 항로최적화기술 시뮬레이션 비교 결과
Comparative Results of Weather Routing Simulation 원문보기

大韓造船學會 論文集 = Journal of the society of naval architects of korea, v.52 no.2, 2015년, pp.110 - 118  

유윤자 ((사)한국선급) ,  최형래 ((사)한국선급) ,  이정렬 ((사)한국선급)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Weather routing method is one of the best practices of SEEMP (Ship Energy Efficiency Management Plan) for fuel-efficient operation of ship. KR is carrying out a basic research for development of the weather routing algorithm and making a monitoring system by FOC (Fuel Oil Consumption) analysis compa...

Keyword

#항로최적화   #선박에너지효율   #최적항로   #대권항로   #연료소모량  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 SEEMP에서 제안하는 에너지 절감기술 중 하나인 항로최적화 기술 구현을 위해 기상 및 해상데이터를 적용한 항해 시뮬레이션을 수행하고, 통상항로 대비 최적항로의 연료소모량 및 시뮬레이션 항해 결과 비교∙분석을 통해 시뮬레이션 기반 최적항로 효율검증을 위한 기초연구를 수행하였다. 실선항차의 항로최적화 효율검증을 위해서는 장기적인 항차데이터를 기반으로 하는 두 항로 (통항항로, 최적항로)의 비교가 효과적이지만, 실선운항에 있어서는 항차의 재현성이 불가능하기 때문에 시뮬레이션 기반의 항로비교를 통한 연료소모량 절감효과를 비교해보고자 하였다.
  • 본 연구에서는 SEEMP에서 제안하는 에너지 절감기술 중 하나인 항로최적화 기술 구현을 위해 기상 및 해상데이터를 적용한 항해 시뮬레이션을 수행하고, 통상항로 대비 최적항로의 연료소모량 및 시뮬레이션 항해 결과 비교∙분석을 통해 시뮬레이션 기반 최적항로 효율검증을 위한 기초연구를 수행하였다. 실선항차의 항로최적화 효율검증을 위해서는 장기적인 항차데이터를 기반으로 하는 두 항로 (통항항로, 최적항로)의 비교가 효과적이지만, 실선운항에 있어서는 항차의 재현성이 불가능하기 때문에 시뮬레이션 기반의 항로비교를 통한 연료소모량 절감효과를 비교해보고자 하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
SEEMP 시행의 목적은 무엇인가? 현존선의 선박 경제운항을 위한 조치로 국제해사기구는 2013년 1월부터 MARPOL 부속서 VI, Regulation 22에 의해 SEEMP (Ship Energy Efficiency Management Plan)의 시행을 강제화 하고, 기존 선박의 경제운항 지표 및 선박의 온실가스 배출량 저감을 위해 선박에서 배출되는 CO2 배출량 지표를 나타내는 EEOI (ship energy efficiency operational indicator)의 자발적인 사용을 권고하고 있다. SEEMP 시행의 목적은 선주/선박으로 하여금 운항적인 측면에서의 에너지 효율을 높이기 위해 1) 자발적인 계획 2) 계획 시행 3) 에너지 효율 개선 모니터링 4) 자체평가 및 개선의 4단계 절차를 거쳐 각각의 선박에 최적화된 에너지 절감 기술을 구축하는데 있다.
실선항차의 항로최적화 효율검증에 왜 시뮬레이션을 사용하였는가? 본 연구에서는 SEEMP에서 제안하는 에너지 절감기술 중 하나인 항로최적화 기술 구현을 위해 기상 및 해상데이터를 적용한 항해 시뮬레이션을 수행하고, 통상항로 대비 최적항로의 연료소모량 및 시뮬레이션 항해 결과 비교·분석을 통해 시뮬레이션 기반 최적항로 효율검증을 위한 기초연구를 수행하였다. 실선항차의 항로최적화 효율검증을 위해서는 장기적인 항차데이터를 기반으로 하는 두 항로 (통항항로, 최적항로)의 비교가 효과적이지만, 실선운항에 있어서는 항차의 재현성이 불가능하기 때문에 시뮬레이션 기반의 항로비교를 통한 연료소모량 절감효과를 비교해보고자 하였다.
최적항로를 선정하기 위한 방법의 구체적인 내용은 무엇인가? 최적항로를 선정하기 위한 방법으로는 비구속 최적화 기법으로써 도함수를 구할 수 없는 문제의 경우 공액 방향에 대해 특정 평가 함수의 최소값을 찾는 Powell 기법을 이용하였다 (Mizunoe, 2008). 대칭행렬 Q에 대해 d1, d2, ⋯dk가 (di)T ∙Q∙ dj = 0 (i ≠j)을 만족하는 경우 d1, d2, ⋯dk는 Q에 대해 서로 공액을 이루며, Powell 기법은 공액 방향에 대해 직선탐색을 반복하여 최소값을 구하는 방법이다. 1) - 5)는 Powell 최적화 기법 알고리즘에 대한 설명이다.
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참고문헌 (13)

  1. Fujiwara, T. Ueno, M. & Nimura, T., 2001. An estimation method of wind forces and moments acting on ships. Mini Symposium on prediction of ship manoeuvring performance, Tokyo, Japan, 18 October 2001. 

  2. Hamamoto, Y., 1977. MMG Report - II : Theoretical Background of Manoeuvrability Methematical Model. The Society of Naval Architects of Japan, 577, pp.322-329. 

  3. Kasai, H. & Yumuro, A., 1977. MMG Report - III : Rudder Force and Interactions between Rudder and Hull. The Society of Naval Architects of Japan, 578, pp.358-372. 

  4. Kijima, K. Katsuno, T. Nakiri, Y. & Furukawa, Y., 1990. On the Manoeuvring Performance of a Ship with the Parameter of Loading Condition. The Society of Naval Architects of Japan, 168, pp.141-148. 

  5. Mizunoe, T. Kobayashi, E. & Onoda, K., 2008. Research on the Optimization of the Automatic Route Tracking System using the Powell Method. The Society of Naval Architects of Japan, 7K, pp.49-52. 

  6. NCEP (National Center for Environmental Prediction), 2013. EMC non-operational NOMADS: NCEP server 5 nomad5. [Online] Available at: http://nomad5.ncep.noaa.gov/ncep_data/ [Accessed 1 August 2013]. 

  7. NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration), 2013. Ocean surface current analyses. [Online] Available at: http://www.oscar.noaa.gov/datadisplay/ [Accessed 1 August 2013]. 

  8. Ogawa, A. Hasegawa, G. & Yoshimura, Y., 1980. MMG Report - V : Experimental Evaluation of Manoeuvrability Methematical Model and Improvement. The Society of Naval Architects of Japan, 616, pp.565-576. 

  9. Ogawa, A. Ogawa, T. & Kijima, K., 1977. MMG Report - I : Manoeuvrability Methematical Model. The Society of Naval Architects of Japan, 575, pp.192-198. 

  10. Sasaki, N. Hirata, N. Tsujimoto, M. & Kume, K., 1998. Development of Basic Design Tools for High Performance Ships, National Maritime Research Institute Report No10(3). Mokpo: National Maritime Research Institute. 

  11. Wikipedia, 2013. 2013 Pacific typhoon season. [Online] Available at: http://en.wikipedia.org/wiki/. [Accessed 1 August 2013]. 

  12. Yoon, Y.J. & Jeon, S.H., 2005. Geo Navigation. Korea Maritime and Ocean University Press: Pusan. 

  13. Yoshimura, Y. Tomita, Y. & Abo, H., 2005. Examination about Mathematical Model of Rudder Force and Interactions between Rudder and Hull. The Japan Society of Naval Architects and Ocean Engineers, 1, pp.221-222. 

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