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ML 기반의 전기추진시스템을 위한 PCS에 관한 연구
A Study on PCS for ML-Based Electrical Propulsion System 원문보기

한국정보통신학회논문지 = Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering, v.23 no.9, 2019년, pp.1025 - 1031  

이종학 (Marine Engineering, Korea Maritime and Ocean University) ,  이헌석 (Marine Engineering, Korea Maritime and Ocean University) ,  오진석 (Marine Engineering, Korea Maritime and Ocean University)

초록
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본 연구는 선박용 해수펌프를 ML 기반으로 한 알고리즘을 구현하여 효율적으로 운용할 수 있는 PCS를 제안한다. PCS가 탑재된 2척의 선박에서 해수온도, RPM, 전력 소모 데이터를 취득하여 회귀 분석법으로 분석하고, 새로운 알고리즘을 제시한다. 제시하는 알고리즘을 적용하였을 때 Ship A는 PCS를 적용하지 않았을 때 대비하여 약 36%를 절감하였고, 특정 해역온도인 $19{\sim}27^{\circ}C$와 $32^{\circ}C$ 이상의 해역에서 ML 기반의 알고리즘이 Ship A의 PCS보다 약 1% 더 절감하였다. Ship B는 PCS를 적용하지 않았을 때 대비하여 약 50%를 절감하였고, 특정 해역온도인 $19^{\circ}C$ 이상의 해역에서 Ship B의 PCS보다 약 2%더 절감하였다. 도출된 데이터를 이용하여 최적의 펌프 속도와 항로를 제안할 수 있다. 추가적으로, 취득 데이터의 추세를 활용하여 효율이 낮아졌을 시에 펌프의 성능이나 MGPS의 소제 시기를 유추할 수 있다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

This study proposes a PCS that enables efficient operation of seawater pumps for ships by implementing ML-based algorithms. Seawater temperature, RPM and power consumption data are acquired from two ships with PCS, analyzed with regression analysis method, and new algorithms are presented. Using the...

주제어

#머신러닝   #선박용 해수펌프   #에너지 절감  

표/그림 (16)

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 즉, 필요 이상의 해수를 선내로 유입하고 남은 해수를 선외로 배출시키는 것이다. 그러므로, 해수펌프의 유량을 제어하여 필요한 만큼의 유량을 선내에 공급하여 에너지를 절감하는 PCS를 ML(Machine Learning)에 적용하였을 시에 그 효율성을 제시하고자 한다.
  • 소모 전력의 관리는 EMS(Energy Management Systerm)를 통하여 수행되며, EMS연동 시스템에는 PCS(Pump Control System), ERFCS(Engine Room Fan Control System), LCS(Load Control System), HVACS(Heating, Ventilation, Air Control System)가 있다[2]. 본 논문에는, 이 중에서 PCS(Pump Control System)를 ML(Machine Learning)을 적용한 에너지 절감용 알고리즘으로 만들어서 제안한다.
  • 본 논문에서는 해수의 온도 및 인버터를 통하여 제어한 펌프의 회전 속도, 해수온도, 소모 전력 데이터를 분석하여 선박이 전력 소모를 효율적으로 할 수 있는 해수온도 구간을 분석한다.
  • 본 연구에서는 선박의 PCS에 ML을 기반으로 한 알고리즘을 적용하였을 때의 그 효율성을 검증하였다. ML을 기반으로 알고리즘을 도출함으로써 기존의 PCS보다 에너지를 절감하였고, 선박의 데이터를 분석하여 특정 해역에서 더 효율적으로 운항을 할 수 있음을 알 수 있다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
선형 회귀란? 선형 회귀(Linear Regression)이란 변수 사이의 선형적인 관계를 모델링 한 것을 말한다. 즉 변수 관계에 있어서 상관관계가 있는 것이다.
PCS의 작동 매커니즘은? PCS의 기본 구성은 그림 1과 같다. 작동 매커니즘은 Sea chest로부터 Main Cooling Sea Water Pump가 해수를 끌어와서 Central cooler가 청수를 해수로 냉각시키고 S.W side로 해수를 배출하게 된다. 청수의 경우 Central Cooling Fresh Water Pump가 청수를 Central cooler로 공급을 하게 된다.
EMS연동 시스템에는 무엇이 있는가? 따라서 소모 전력의 최적화는 에너지 절감 측면에서 큰 비중을 차지한다[1]. 소모 전력의 관리는 EMS(Energy Management Systerm)를 통하여 수행되며, EMS연동 시스템에는 PCS(Pump Control System), ERFCS(Engine Room Fan Control System), LCS(Load Control System), HVACS(Heating, Ventilation, Air Control System)가 있다[2]. 본 논문에는, 이 중에서 PCS (Pump Control System)를 ML(Machine Learning)을 적용한 에너지 절감용 알고리즘으로 만들어서 제안한다.
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