KR20230110622A - Shipbuilding system and shipbuilding method - Google Patents
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Abstract
조선 시스템은, 선체의 전후 방향의 어느 쪽으로도 추력을 출력 가능한 전후 추진기와, 선체의 횡 방향의 어느 쪽으로도 추력을 출력 가능한 횡 추진기와, 선체의 선미 측과 선수 측 각각에 적어도 1개씩 배치되고, 계선삭의 권취와 조출이 가능한 계선기와, 전후 추진기, 횡 추진기 및 계선기의 동작을 제어하는 조선 컨트롤러를 구비한다. 조선 컨트롤러는, 선체를 안벽에 접안할 때에, 계선삭이 안벽에 설치된 계선주에 계지된 상태에서 계선기에 계선삭의 권취 동작을 수행하게 하는 동시에, 전후 추진기 및 횡 추진기 중 적어도 일방에 계선삭의 장력을 경감시키는 추력을 출력시킨다. The shipbuilding system includes a front and rear thruster capable of outputting thrust in either of the fore-and-aft direction of the hull, a transverse thruster capable of outputting thrust in either of the lateral directions of the hull, a mooring machine disposed on each of the stern side and bow side of the hull and capable of winding and drawing out mooring lines, and a shipbuilding controller that controls the operation of the forward and backward propulsion unit, the transverse propeller, and the mooring machine. When the hull is berthed to the quay, the ship controller causes the mooring machine to perform a winding operation of the mooring line in a state where the mooring line is locked to the mooring post installed on the quay wall, and at least one of the front and rear propellers and the transverse propulsion machine outputs thrust to reduce the tension of the mooring line.
Description
본 발명은 선박의 착안(着岸) 및 계선(繫船)을 위한 조선(操船) 시스템 및 조선 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a shipbuilding system and method for anchoring and mooring a ship.
선박이 입항하고 나서 버스(berth)에서 착안하고 계선될 때까지의 일련의 공정에는, 조선자에게 있어서 정신적 부하가 큰 조선이나, 선내 작업원에게 있어서 노동 부하가 큰 작업이 포함되어 있다. 이러한 이유로, 부하의 경감과 안전성의 향상을 위해 상기 일련의 공정의 자동화나 노동력 절약의 요구가 있다. 그러나 항만 내의 기상 해상 변동에 대한 임기 응변적인 대응이나, 선 내 작업원과 항만 내 작업원의 절묘한 연계가 필요하기 때문에, 아직 조선자나 선 내 및 항만 내 작업원의 경험에 의존해 작업의 대부분이 이루어지고 있는 것이 현상황이다. BACKGROUND A series of steps from when a ship enters a port to landing on a bus and mooring include shipbuilding with a heavy mental load for shipwrights and work with a heavy labor load for workers on board. For this reason, there is a demand for automation or labor saving of the series of processes in order to reduce load and improve safety. However, the current situation is that most of the work is still being carried out by relying on the experience of shipwrights and on-board and in-port workers because ad hoc responses to changes in weather and sea conditions within the port and exquisite coordination between ship and port workers are required.
특허문헌은, 착안으로부터 계선까지의 조선을 자동화하는 자동 착안 계선기를 개시한다. 이러한 특허문헌의 선박은, 선체의 전후 추력을 출력하는 전후 추력 기관과, 선체의 양현 방향의 어느 쪽으로도 횡 추력을 출력 가능한 선수측 사이드 스러스터 및 선미측 포드 추진기와, 계선삭(繫船索)의 권취 및 조출(繰出)이 가능한 선수측 계선기 및 선미측 계선기와, 안벽까지의 거리를 계측하는 거리계와, 거리계의 계측 값에 기초하여 선수측 사이드 스러스터, 선미측 포드 추진기, 선수측 계선기 및 선미측 계선기를 제어하는 컨트롤러를 구비한다. 컨트롤러는 선박의 착안·계선 동작을 착안 모드, 계선 모드의 순서로 수행한다. 컨트롤러는, 착안 모드에서는 전후 추력 기관, 선수측 계선기 및 선미측 계선기를 정지시키고, 선수측 사이드 스러스터 및 선미측 포드 추진기로 선체를 안벽으로부터 1m의 계선 개시 위치까지 횡 이동시킨다. 컨트롤러는, 계선 모드에서는, 전후 추력 기관, 선수측 사이드 스러스터 및 선미측 포드 추진기를 정지시키고, 선수측 계선기 및 선미측 계선기로 계선삭을 당겨서 선체를 안벽에 계지(繫止)시킨다.Patent literature discloses an automatic mooring machine that automates shipbuilding from docking to mooring. The ship of this patent document has a front and rear thrust engine that outputs forward and backward thrust of the hull, a bow side thruster and a stern side pod propeller capable of outputting transverse thrust in either direction of the hull, a bow side mooring machine and a stern mooring machine capable of winding and pulling out a mooring line, a rangefinder for measuring the distance to the quay, and a bow side thruster based on the measured value of the rangefinder, stern It is equipped with a controller that controls the side pod thruster, bow side mooring machine and stern side mooring machine. The controller performs docking and mooring operations of the ship in the order of docking mode and mooring mode. The controller stops the front and rear thrust engines, the bow mooring machine, and the stern mooring machine in the targeting mode, and moves the hull laterally from the quay to the mooring start position of 1 m with the bow side thruster and the stern pod propeller. In the mooring mode, the controller stops the forward and backward thrust engines, the bow side thrusters, and the stern pod propeller, and pulls the mooring line with the bow mooring machine and the stern mooring machine to anchor the hull to the quay.
상기 특허문헌의 선박에서는, 선수측 사이드 스러스터 및 선미측 포드 추진기에 의한 선체의 횡 이동의 공정과, 선수측 계선기 및 선미측 계선기에 의한 선체의 접안 위치의 조정 및 유지가 연속적으로 수행되는 것에 불과하고, 추진기에 의한 추력과 계선기에 의한 장력을 동시에 발생시키는 일은 수행되지 않는다. In the ship of the patent document, the process of transverse movement of the hull by the bow side thruster and the stern side pod propeller, and the adjustment and maintenance of the berth position of the hull by the bow mooring machine and the stern mooring machine are performed continuously, and the thrust by the propeller and the simultaneous generation of tension by the mooring machine are not performed.
본 발명은 이상의 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 추진기와 계선기를 연계시킴으로써 효율적으로 선체를 접안시키는 조선을 수행하는 것이다.The present invention has been made in view of the above circumstances, and its object is to efficiently dock a hull by linking a propulsion machine with a mooring machine.
본 발명의 일 측면에 따른 조선 시스템은, 선체의 전후 방향의 어느 쪽으로도 추력을 출력 가능한 전후 추진기와, 상기 선체의 횡 방향의 어느 쪽으로도 추력을 출력 가능한 횡 추진기와, 상기 선체의 선미 측과 선수 측 각각에 적어도 1개씩 배치되고, 계선삭의 권취와 조출이 가능한 계선기와, 상기 전후 추진기, 상기 횡 추진기 및 상기 계선기의 동작을 제어하는 조선 컨트롤러를 구비하고, 상기 조선 컨트롤러는, 상기 선체를 안벽에 접안할 때에, 상기 계선삭이 안벽에 설치된 계선주(柱)에 계지된 상태에서 상기 계선기에 상기 계선삭의 권취 동작을 수행하게 하는 동시에, 상기 전후 추진기 및 상기 횡 추진기 중 적어도 일방에 상기 계선삭의 장력을 경감시키는 추력을 출력시키는 것을 특징으로 한다. A shipbuilding system according to one aspect of the present invention includes forward and backward propellers capable of outputting thrust in any direction of the hull, transverse propulsors capable of outputting thrust in either direction of the hull in the transverse direction of the hull, at least one mooring machine disposed on each of the stern side and the bow side of the hull and capable of winding and drawing out mooring lines, and a shipbuilding controller for controlling operations of the forward and backward propellers, the transverse propulsion machine, and the mooring machine, wherein the shipbuilding controller comprises: When berthing, in a state where the mooring line is locked to a mooring post installed on a quay wall, the mooring machine performs a winding operation of the mooring line, and at least one of the front and rear thrusters and the transverse propulsion unit is characterized in that a thrust for reducing the tension of the mooring line is output.
본 발명의 일 측면에 따른 조선 방법은, 선체의 전후 방향의 어느 쪽으로도 추력을 출력 가능한 전후 추진기와, 상기 선체의 횡 방향의 어느 쪽으로도 추력을 출력 가능한 횡 추진기와, 상기 선체의 선미 측과 선수 측 각각에 적어도 1개씩 배치되고, 계선삭의 권취와 조출이 가능한 계선기를 탑재한 선박의 조선 방법으로서, 상기 선체를 안벽에 접안시킬 때에, 상기 계선삭이 상기 안벽에 설치된 계선주에 계지된 상태에서 상기 계선기에 상기 계선삭의 권취 동작을 수행하게 하는 동시에, 상기 전후 추진기 및 상기 횡 추진기 중 적어도 일방에 상기 계선삭의 장력을 경감시키는 추력을 출력시키는 것을 특징으로 한다. A shipbuilding method according to one aspect of the present invention is a shipbuilding method equipped with a front and rear propulsion unit capable of outputting thrust in either of the forward and backward directions of the hull, a transverse propulsion unit capable of outputting thrust in either direction of the hull in the lateral direction of the hull, and at least one each disposed on the stern side and the bow side of the hull and capable of winding and drawing out mooring lines. It is characterized in that the mooring machine performs the winding operation of the mooring line and at the same time outputs thrust for reducing the tension of the mooring line to at least one of the forward and backward propulsors and the transverse propellers.
본 발명의 다른 일 측면에 따른 조선 시스템은, 선체의 전후 방향의 어느 쪽으로도 추력을 출력 가능한 전후 추진기와, 상기 선체의 횡 방향의 어느 쪽으로도 횡 추력을 출력 가능한 횡 추진기와, 상기 선체의 선미 측과 선수 측 각각에 적어도 1개씩 배치되고, 계선삭의 권취와 조출이 가능한 계선기와, 상기 계선기를 상기 계선삭의 장력에 대응하는 추력을 출력하는 추진 디바이스로 간주하고, 상기 전후 추진기, 상기 횡 추진기 및 상기 계선기를 포함하는 복수의 추진 디바이스의 동작을 제어하는 조선 컨트롤러를 구비하고, 상기 조선 컨트롤러는, 상기 선체에 작용시키는 지령 추력을 방향과 크기로 나타낸 지령 벡터를 취득하고, 상기 복수의 추진 디바이스 각각에 상기 지령 벡터에 대응하는 추력을 배분하고, 상기 복수의 추진 디바이스 각각으로부터 배분된 추력이 출력되도록 복수의 추진 디바이스를 제어하는 것을 특징으로 한다. In a shipbuilding system according to another aspect of the present invention, a forward and backward thruster capable of outputting thrust in either the forward and backward direction of a hull, a transverse thruster capable of outputting transverse thrust in either direction of the hull, a mooring machine disposed on each of the stern side and the bow side of the hull, and capable of winding and drawing out mooring lines, and the mooring machine being regarded as a propulsion device outputting thrust corresponding to the tension of the mooring line, the forward and backward propellers, and the transverse thruster and a ship controller that controls operations of a plurality of propulsion devices including the mooring machine, wherein the ship controller acquires a command vector representing direction and magnitude of command thrust applied to the hull, distributes thrust corresponding to the command vector to each of the plurality of propulsion devices, and controls the plurality of propulsion devices so that the distributed thrust is output from each of the plurality of propulsion devices.
본 발명의 다른 일 측면에 따른 조선 방법은, 선체의 전후 방향의 어느 쪽으로도 추력을 출력 가능한 전후 추진기와, 상기 선체의 횡 방향의 어느 쪽으로도 추력을 출력 가능한 횡 추진기와, 상기 선체의 선미 측과 선수 측 각각에 적어도 1개씩 배치되고, 계선삭의 권취와 조출이 가능한 계선기를 탑재한 선박의 조선 방법으로서, 상기 선체에 작용시키는 지령 추력을 방향과 크기로 나타낸 지령 벡터를 취득하는 것, 상기 계선기를 상기 계선삭의 장력에 대응하는 추력을 출력하는 추진 디바이스로 간주하고, 상기 전후 추진기, 상기 횡 추진기 및 상기 계선기를 포함하는 복수의 추진 디바이스 각각에 상기 지령 벡터로 대응하는 추력을 배분하고, 상기 복수의 추진 디바이스 각각으로부터 배분된 추력이 출력되도록 상기 복수의 추진 디바이스를 제어하는 것을 포함하는 것을 특징으로 한다. A shipbuilding method according to another aspect of the present invention is a shipbuilding method of a ship equipped with a front and rear propulsion unit capable of outputting thrust in either of the forward and backward directions of the hull, a transverse propulsion unit capable of outputting thrust in either of the lateral directions of the hull, and at least one mooring machine disposed on each of the stern side and the bow side of the hull and capable of winding and drawing out a mooring line. Regarding it as a propulsion device that outputs thrust corresponding to the tension of turning, distributing thrust corresponding to the command vector to each of a plurality of propulsion devices including the front and rear propellers, the transverse propulsion machine, and the mooring machine, and controlling the plurality of propulsion devices so that the distributed thrust is output from each of the plurality of propulsion devices.
또한, 본 발명에 따른 조선 시스템은, 선체의 전후 방향의 어느 쪽으로도 추력을 출력 가능한 전후 추진기와, 상기 선체의 횡 방향의 어느 쪽으로도 추력을 출력 가능한 횡 추진기와, 상기 선체의 선미 측과 선수 측 각각에 적어도 1개씩 배치되고, 계선삭의 권취와 조출이 가능한 계선기와, 상기 전후 추진기, 상기 횡 추진기 및 상기 계선기의 동작을 제어하는 조선 컨트롤러를 구비하고, 상기 조선 컨트롤러는, 상기 선체를 안벽에 접안시킬 때에, 상기 계선삭이 상기 안벽에 설치된 계선주에 계지된 상태에서 상기 계선기에 상기 계선삭의 권취 동작을 수행하게 하는 동시에, 상기 전후 추진기 및 상기 횡 추진기 중 적어도 일방에 상기 계선삭의 장력을 소정의 임계값 이하로 하는 추력을 출력시키는 것을 특징으로 한다.In addition, the shipbuilding system according to the present invention includes a forward and backward thruster capable of outputting thrust in either the forward and backward direction of the hull, a transverse thruster capable of outputting thrust in either direction of the hull in the transverse direction of the hull, at least one mooring machine disposed on each of the stern side and the bow side of the hull and capable of winding and drawing out mooring lines, and a shipbuilding controller for controlling the operations of the forward and backward thrusters, the transverse thruster, and the mooring machine, wherein the shipbuilding controller folds the hull to a quay wall When the mooring line is anchored to the mooring pole installed on the quay wall, the mooring machine performs the winding operation of the mooring line, and at least one of the front and rear thrusters and the transverse thruster. It is characterized in that a thrust that makes the tension of the mooring line less than a predetermined threshold value is output.
본 발명의 조선 시스템 및 조선 방법에 의하면, 추진기와 계선기를 연계시킴으로써 효율적으로 선체를 접안시킬 수 있다.According to the shipbuilding system and shipbuilding method of the present invention, the hull can be docked efficiently by linking the propeller with the mooring machine.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 조선 시스템이 적용되는 선박의 개략 구성을 도시하는 도면이다.
도 2는 계선기의 개략 구성을 도시하는 도면이다.
도 3은 조선 시스템의 구성을 도시하는 도면이다.
도 4는 조선 컨트롤러의 기능부를 설명하는 도면이다.
도 5는 조선 기기 제어부의 처리를 설명하는 도면이다.
도 6은 착안 계선 시의 조선 방법을 설명하는 도면이다.
도 7은 계선 시의 선체 운동 모델을 설명하는 도면이다.1 is a diagram showing a schematic configuration of a ship to which a shipbuilding system according to an embodiment of the present invention is applied.
2 is a diagram showing a schematic configuration of a mooring machine.
3 is a diagram showing the configuration of a shipbuilding system.
4 is a diagram illustrating functional units of a ship controller.
5 is a diagram explaining processing of a shipbuilding equipment control unit.
Fig. 6 is a diagram explaining a shipbuilding method at the time of mooring to the dock.
7 is a diagram explaining a hull motion model during mooring.
다음으로, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 조선 시스템(20)이 적용되는 선박(S)의 개략 구성을 도시하는 도면이다. Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a ship S to which a
[선박(S)의 개략 구성][Schematic configuration of the ship (S)]
도 1에 도시된 바와 같이, 선박(S)을 기준으로 하여, 당해 선박(S)의 선수와 선미를 연결하는 수평 방향을 「전후 방향」으로 하고, 전후 방향과 직교하는 수평 방향(좌우 방향)을 「횡 방향」으로 한다. 선박(S)은 선체(5)와, 선체(5)에 대해 전후 방향의 추력을 출력하는 적어도 1개의 전후 추진기(2)와, 선체(5)에 대하여 횡 방향의 추력을 출력하는 적어도 1개의 횡 추진기(3)를 구비한다. As shown in FIG. 1, based on the ship S, the horizontal direction connecting the bow and stern of the ship S is referred to as the "backward direction", and the horizontal direction (left and right direction) perpendicular to the forward and backward direction is referred to as the "lateral direction". The ship S has a
본 실시예에서, 전후 추진기(2)는 주 추진기인 가변 피치 프로펠러와 타(舵)의 조합을 포함한다. 가변 피치 프로펠러 및 타는 선체(5)의 선미 측에 설치되어 있다. 다만, 전후 추진기(2)는 상기에 한정되지 않고, 선회식 스러스터이거나, 복수의 가변 피치 프로펠러 및 타의 조합이라도 좋다. In this embodiment, the front and
횡 추진기(3)는, 바람직하게는, 적어도 1개의 선수측 횡 추진기(3B) 및 적어도 1개의 선미측 횡 추진기(3A)를 포함한다. 본 실시예에서, 선수측 횡 추진기(3B)는 선수 측에 설치된 사이드 스러스터(바우 스러스터)이다. 또한, 본 실시예에서, 선미 측에 설치된 가변 피치 프로펠러 및 타의 조합은, 타의 방향에 의해 전후 방향의 추력과 횡 방향의 추력의 쌍방을 출력 가능하기 때문에, 선미측 횡 추진기(3A)로서의 기능도 함께 구비한다. 다만, 선박(S)이 구비하는 횡 추진기(3)는 상기에 한정되지 않고, 선체(5)의 선수 측 및 선미 측 각각에 사이드 스러스터가 설치되어 있거나, 선체(5)의 선수 측 및 선미 측 중 적어도 일방에 선회식 스러스터가 설치되어 있어도 좋다. The
나아가, 선박(S)은, 갑판의 선수 측에 설치된 적어도 1개의 선수측 계선기(10B)와, 갑판의 선미 측에 설치된 적어도 1개의 선미측 계선기(10A)를 구비한다. Furthermore, the ship S is equipped with the at least 1 bow
본 실시예에서 선수측 계선기(10B)에는 헤드 라인 계선기와, 포워드 스프링 라인 계선기가 포함된다. 선수측 계선기(10B)에는, 포워드 브레스트 계선기가 더 포함되어 있어도 좋다. 또한, 본 실시예에서 선미측 계선기(10A)에는, 스턴 라인 계선기와 애프트 스프링 계선기가 포함된다. 선미측 계선기(10A)에는, 애프트 브레스트 계선기가 더 포함되어 있어도 좋다. 선박(S)이 소지해야 하는 계선기(10)(선수측 계선기(10B)와 선미측 계선기(10A)를 구별하지 않는 경우에는, 부호 10을 사용한다)는, 의장수(艤裝數) 등에 의해 정해져 있다. In this embodiment, the bow
선수측 계선기(10B) 및 선미측 계선기(10A)의 각 계선기(10)는 실질적으로 동일한 구조를 가지고 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 각 계선기(10)는, 계선삭(R)과, 계선삭(R)의 권취와 조출이 가능한 윈치(W)를 구비한다. 윈치(W)는 전동 유압식이다. 윈치(W)는, 계선삭(R)이 감긴 권취 드럼(11)과, 권취 드럼(11)을 회전 구동하는 모터(12)와, 모터(12)로부터 권취 드럼(11)으로의 동력 전달의 접속과 차단을 전환하는 유압식의 클러치(13)와, 모터(12)로부터 권취 드럼(11)으로의 동력 전달 경로 상에 설치된 감속기(14)와, 항시 제동력을 주는 유압 해제식의 브레이크(15)를 구비한다. 다만, 윈치(W)의 구조는 상기에 한정되지 않고, 윈치(W)는 전동식이라도 좋다. Each
계선기(10)에는, 회전 위치 센서(51), 장력계(52), 삭장계(索張計)(53) 및, 이들의 검출값에 기초하여 윈치(W)의 동작을 제어하는 윈치 제어 장치(50)가 설치되어 있다. 회전 위치 센서(51)는 모터(12) 또는 권취 드럼(11)의 회전 위치 및 회전 수를 검출한다. 삭장계(53)는, 권취 드럼(11)으로부터 조출된 계선삭(R)의 길이를 계측한다. 윈치 제어 장치(50)는, 회전 위치 센서(51)의 검출 신호 및/또는 삭장계(53)의 측정값에 기초하여, 모터(12) 또는 권취 드럼(11)의 회전을 계측하고, 계선삭(R)의 권취 길이나 조출 길이를 추정한다. 장력계(52)는 계선삭(R)에 작용하는 장력(부하)을 직접적으로 또는 간접적으로 검출하는 것이라도 좋다. 장력계(52)는, 예를 들어, 브레이크(15)에 설치된 로드셀이고, 당해 로드셀에서 검출된 하중에 기초하여 계선삭(R)의 장력이 추정되어도 좋다. 장력계(52)는, 예를 들어, 모터(12)의 출력 토크를 검출하는 토크 센서이고, 당해 토크 센서에 의해 검출된 토크에 기초하여 계선삭(R)의 장력이 추정되어도 좋다. 윈치 제어 장치(50)는, 장력계(52)의 검출값에 기초하여, 계선삭(R)에 작용하는 장력이 소정의 상한값을 초과하지 않는 소정의 값으로 유지되도록 권취 드럼(11)의 회전을 제어할 수 있다. The
계선삭(R)을 권취 드럼(11)에 권취할 때에는, 클러치(13)에 의해 모터(12)로부터 권취 드럼(11)으로의 동력 전달 경로가 접속되고, 권취 드럼(11)이 권취 방향으로 회전 구동된다. 계선삭(R)을 권취 드럼(11)으로부터 조출할 때에는, 클러치(13)가 단절되어 모터(12)로부터 권취 드럼(11)으로의 동력 전달 경로가 단절되고, 권취 드럼(11)은 공전 가능한 상태가 되어 조출 방향으로 회전할 수 있다. 또는, 계선삭(R)을 조출할 때에는, 클러치(13)에 의해 모터(12)로부터 권취 드럼(11)으로의 동력 전달 경로가 접속되고, 권취 드럼(11)이 조출 방향으로 회전 구동되어도 좋다. When the mooring line R is wound around the take-up
도 1로 돌아가서, 계선삭(R)의 선단은, 안벽에 설치된 계선 기둥(35)에 계지된다. 권취 드럼(11)으로부터 인출된 계선삭(R)은, 쵸크(무어링 홀), 페어 리더, 데크 엔드 롤러, 스탠드 롤러 등의 적절한 안내기(36)에 의해, 보호와 안내가 이루어진다. Returning to Fig. 1, the tip of the mooring line R is anchored to the
[조선 시스템(20)의 구성][Configuration of shipbuilding system 20]
도 3은 조선 시스템(20)의 구성을 도시하는 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 선박(S)의 조선 시스템(20)은 조선 컨트롤러(6)와, 조선 컨트롤러(6)와 전기적으로 유선 또는 무선으로 접속된 계기 군(群)(7), 유저 인터페이스(8) 및 조선 기기 군(9)을 구비한다. FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the
조선 컨트롤러(6)는 프로세서, ROM, RAM 등의 메모리 및 I/O부를 구비한다(모두 도시 생략). 조선 컨트롤러(6)에는, I/O부를 통해 계기 군(7), 유저 인터페이스(8) 및 조선 기기 군(9)이 접속되어 있다. 조선 컨트롤러(6)에는, I/O부를 통해 스토리지(도시 생략)가 접속되어 있어도 좋다. 조선 컨트롤러(6)는, 집중 제어를 수행하는 단독의 프로세서를 구비하여도 좋고, 분산 제어를 수행하는 복수의 프로세서를 구비하여도 좋다. 메모리나 기억 수단에는, 프로세서가 실행하는 기본 프로그램이나 애플리케이션 프로그램 등이 격납되어 있다. 애플리케이션 프로그램은 프로세서에 각 기능부의 처리를 수행시키도록 구성되어 있다. 프로세서가 프로그램을 판독하여 실행함으로써, 프로세서가 조선 컨트롤러(6)로서의 기능을 실현한다. 상기와 같은 조선 컨트롤러(6)는, 예를 들어, 컴퓨터, 퍼스널 컴퓨터, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서, FPGA(field-programmable gate array) 등의 PLD(programmable logic device), PLC(programmable logic controller) 및 논리 회로 중 적어도 1개 또는 2개 이상의 조합으로 구성될 수 있다. The
조선 컨트롤러(6)에는 선륙간 통신 장치(31)가 접속되어 있다. 조선 컨트롤러(6)는, 선륙간 통신 장치(31)를 사용하여, 육상 기지에 설치된 상태 감시 장치(33)에 조선 정보를 전달한다. 이러한 조선 정보에는, 항만 내의 항행 상황이나 기기 가동 데이터 등이 포함된다. An
계기 군(7)은 거리계(27), 카메라(28) 및 각종의 항해 계기를 포함한다. The
거리계(27)는, 선수로부터 안벽까지의 선수측 거리를 측정하는 선수측 거리계와, 선미로부터 안벽까지의 거리를 측정하는 선미측 거리계를 포함한다. 거리계(27)는, 예를 들어, 레이저식 거리계 등의 공지의 비접촉 거리계라도 좋다. 조선 컨트롤러(6)는, 거리계(27)로부터 취득한 정보에 기초하여, 선체(5)(특히, 선수 및 선미)로부터 접안하고자 하는 안벽까지의 거리(접안 거리)를 구할 수 있다. The
카메라(28)는 선수측 갑판에 설치되어 선수로부터 안벽을 연속적으로 또는 단속적으로 촬상하는 선수측 카메라와, 선미측 갑판에 설치되어 선미로부터 안벽을 연속적으로 또는 단속적으로 촬상하는 선미측 카메라를 포함한다. 선수측 카메라의 촬상 필드에는, 안벽에 더하여, 선수측 계선기(10B) 및/또는 선수측 계선기(10B)로부터 조출된 계선삭(R)을 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 선미측 카메라의 촬상 필드에는, 선미측 계선기(10A) 및/또는 선미측 계선기(10A)로부터 조출된 계선삭(R)이 포함되는 것이 바람직하다. 이와 같이 넓은 시야를 확보하기 위해, 카메라(28)로서 라운드뷰 카메라 시스템이 채용되어도 좋다. The
각종의 항해 계기로서, 선수 방위각을 검출하는 콤파스(21), (대수) 속도계(22), 풍향풍속계(25)(풍향계 및 풍속계), 선위 측정 장치(26), 조류계(29), 음향 측심기, 레이더, 크로노미터, 흘수계 등이 예시된다. 선위 측정 장치(26)는 위성을 이용한 GPS나 기준국으로부터의 전파나 광을 이용한 전파식 및/또는 광파식의 위치 측정 장치이다. 조선 컨트롤러(6)는, 각종의 항해 계기로부터 취득한 정보에 기초하여, 선체(5)의 위치, 침로, 선수 방위각, 선속 등을 포함하는 항행 상황 정보를 구할 수 있다. As various navigational instruments, a
조선 컨트롤러(6)는 선륙간 통신 장치(31)를 사용하여, 육상 기지에 설치된 항만 정보 제공 장치(32)로부터 항만 정보를 적시에 취득한다. 항만 정보에는, 항만 내의 기상·해상 정보, 항만 환경 정보 등이 포함된다. 기상·해상 정보에는, 항만 내의 풍속, 풍향, 조류, 조위, 날씨 및 기후 등이 포함된다. 항만 환경 정보에는, 항만 내의 혼잡 상태나 버스 상황 등이 포함된다. 조선 컨트롤러(6)는, 선륙간 통신 장치(31)를 통해 항만 정보 제공 장치(32)로부터 보내진 정보도, 계기 군(7)으로부터의 정보와 함께 연산에 이용한다. The
유저 인터페이스(8)에는, 조종 장치(80)와 표시 장치(83)가 설치되어 있다. 유저 인터페이스(8)에는, 개별의 프로펠러나 타 등의 조선 기기용의 설정기나 지시계, 방위 표시나 선속 표시 등의 계기 군(7)으로부터의 신호를 표시하는 표시부, 각종 기능 전환 스위치, 및, 표시등 등이 더 설치되어 있어도 좋다. In the
본 실시예에서는, 조종 장치(80)로서 조이스틱(81)과 회두(回頭) 다이얼(82)이 설치되어 있다. 조이스틱(81)은, 조선자가 조이스틱(81)을 움직임으로써 입력한, 선체(5)의 평행 이동을 위한 추력의 방향과 크기의 지령를 접수하고, 그것을 조선 컨트롤러(6)에 입력한다. 회두 다이얼(82)은, 조선자가 회두 다이얼(82)을 움직임으로써 입력한, 회두 이동을 위한 회두 모멘트의 방향 및 크기의 지령를 접수하고, 그것을 조선 컨트롤러(6)에 입력한다. 다만, 조종 장치(80)는 상기에 한정되지 않고, 공지의 조종 장치가 채용되어도 좋다. In this embodiment, as the
표시 장치(83)로서 터치 패널식 디스플레이, 헤드 마운트식 디스플레이 등의 각종 표시 장치 중 적어도 1종류의 공지의 표시 장치가 채용된다. 표시 장치(83)에는, 조선 컨트롤러(6)로부터 출력된 조선 지원 정보, 카메라(28)로 촬영된 화상, 기기의 조작 상황, 항행 상황 정보, 선체(5)의 환경 정보(해상·기상 정보) 등이 포함될 수 있다. 조선 지원 정보에는, 해도 상의 자선 위치, 추천 항로, 피험선, 잔존 거리, 해역 시설 및 목표 위치나, 선체(5)의 이동 속도 벡터나, 선수 및 선미의 임의 위치의 속도와 안벽과의 잔여 거리 등 중 적어도 1개가 포함된다. As the
조선 기기 군(9)은, 계선기(10)의 윈치(W)를 제어하는 윈치 제어 장치(50), 전후 추진기(2)를 제어하는 전후 추진 제어 장치(91), 및 횡 추진기(3)를 제어하는 횡 추진 제어 장치(92)를 포함한다. 윈치 제어 장치(50), 전후 추진 제어 장치(91) 및 횡 추진 제어 장치(92)는, 선박(S)에 탑재되어 있는 윈치(W), 전후 추진기(2) 및 횡 추진기(3)의 기수에 따라 설치되어 있다. 다만, 도 3에서는 윈치 제어 장치(50), 전후 추진 제어 장치(91) 및 횡 추진 제어 장치(92) 중 각각 1개가 도시되고 나머지는 생략되어 있다. 조선 컨트롤러(6)는, 이들의 조선 기기 군(9) 각각에 대한 동작 지령을 출력하고, 조선 기기 군(9)은 동작 지령에 기초하여 대응하는 조선 기기를 동작시킨다. The
도 4에 도시된 바와 같이, 조선 컨트롤러(6)는, 조선 지원 정보 생성부(65), 표시 제어부(66), 항로 계획부(67), 지령 생성부(68) 및 조선 기기 제어부(69)의 각 기능부를 구비한다. 조선 지원 정보 생성부(65)는, 계기 군(7)이나 항만 정보 제공 장치(32)로부터 취득한 정보에 기초하여, 조선 지원 정보를 생성한다. 표시 제어부(66)는, 생성된 조선 지원 정보를 표시 장치(83)에 표시시킨다. 항로 계획부(67)는, 계기 군(7)이나 항만 정보 제공 장치(32)로부터 취득한 정보 등에 기초하여, 출발지로부터 목적지까지의 소정의 평가 지표를 최적화하는 최적 항로를 탐색하고, 그 최적 항로를 계획 항로로서 생성한다. 지령 생성부(68)는 자동 조선 시에 조선자를 대신하여 지령을 생성한다. 조선 기기 제어부(69)는 조선 기기 군(9)의 동작을 제어한다. As shown in FIG. 4 , the
도 5는 조선 기기 제어부(69)의 처리를 설명하는 도면이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 조선 컨트롤러(6)의 조선 기기 제어부(69)는, 취득부(61)와, 추력 배분 연산부(62)와, 출력부(63)를 구비한다. Fig. 5 is a diagram explaining the processing of the shipbuilding
취득부(61)는, 계기 군(7)에서 검출 또는 측정된 정보나, 유저 인터페이스(8)의 조종 기기(80)가 접수한 지령을 취득하고, 취득한 정보(신호)에 대하여 A/D 변환, 스케일링 처리, 신호 이상 판단 등을 수행한다. The acquisition unit 61 acquires the information detected or measured by the
추력 배분 연산부(62)는, 조이스틱(81)이 접수한 지령(즉, 조이스틱(81)의 경사 각도와 경사 방향)에 기초하여, 「지령 벡터」를 생성한다. 지령 벡터는, 선체(5)에 작용시키는 지령 추력을 방향과 크기로 나타낸 것으로 규정된다. 지령 벡터의 방향은 조이스틱(81)의 경사 방향에 대응하고, 지령 벡터의 크기는 조이스틱(81)의 경사 각도에 대응한다. The thrust distribution calculation unit 62 generates a "command vector" based on the command received by the joystick 81 (ie, the tilt angle and tilt direction of the joystick 81). The command vector is defined as the direction and magnitude of the command thrust applied to the
추력 배분 연산부(62)는, 조류계(29)에서 검출된 조류, 풍향풍속계(25)에서 검출된 풍향 및 풍속, 및/또는, 항만 정보 제공 장치(32)로부터 취득한 항만 내의 조류 및 풍향 풍속을 포함하는 외란 정보를 취득하고, 외란 정보에 기초하여 선박(S)에 작용하는 외란력을 추정하고, 지령 벡터에 외란력에 저항하는 힘을 가함으로써 지령 벡터를 수정한다. 추력 배분 연산부(62)는, 수정된 지령 벡터와 추력 벡터가 대응하도록 복수의 추진 디바이스(계선기(10), 전후 추진기(2) 및 횡 추진기(3)) 각각에 추력을 배분하는 연산을 수행한다. 여기서, 계선기(10)는 추진 디바이스의 일종으로 간주되고, 「추력 벡터」는 복수의 추진 디바이스(계선기(10), 전후 추진기(2) 및 횡 추진기(3))로부터 출력되는 추력의 합성력을 방향과 크기로 나타낸 것으로 규정된다. 추력 배분 연산부(62)에 의한 추력 배분 연산 방법에 대해서는, 뒤에서 상술한다. The thrust distribution calculation unit 62 acquires disturbance information including the current detected by the
출력부(63)는, 추력 배분 연산부(62)가 구한 각 추진 디바이스(2, 3, 10)에 배분된 추력을, 스케일링이나 D/A 변환이나 이상 처리 등을 수행한 다음에, 대응하는 윈치 제어 장치(50), 전후 추진 제어 장치(91) 및 횡 추진 제어 장치(92)에 동작 지령으로서 출력한다. 이에 따라서, 조이스틱(81)의 경사 각도에 대응하는 크기로 경사 방향으로 향하는 추력이 선체(5)에 부여된다. The output unit 63 performs scaling, D/A conversion, abnormal processing, etc. on the thrust distributed to each of the
[조선 방법][shipbuilding method]
여기서, 상기 구성의 조선 시스템(20)을 이용한 선박(S)의 착안·계선 시의 조선 방법에 대해서, 도 6을 참조하여 설명한다. Here, a shipbuilding method at the time of landing and mooring of the ship S using the
조선 컨트롤러(6)는, 선박(S)이 항만에 진입하면 어프로치 조선을 개시한다. 어프로치 조선에서, 조선 컨트롤러(6)는, 계기 군(7)이나 항만 정보 제공 장치(32)로부터 취득한 정보를 이용하여 어프로치 조선 지원 정보를 생성하고, 이것을 표시 장치(83)의 화면에 표시시킨다. 여기서, 조선 컨트롤러(6)는 소정의 착안 개시 위치(P2)를 목표 위치로 하고, 계기 군(7)이나 항만 정보 제공 장치(32)로부터 취득한 정보를 이용하여 항만구(P1)로부터 착안 개시 위치(P2)까지의 최적 항로를 계획 항로로서 구한다. 표시 장치(83)의 화면 상에는, 어프로치 조선 지원 정보로서 복수의 웨이 포인트로 이루어지는 계획 항로와 목표 위치 및 자선 위치가 오버레이된 항만의 해도나, 선수 방위각 및 선속 등의 항행 정보가 그래픽 표시된다. 착안 개시 위치(P2)는, 버스의 안벽으로부터 소정 거리(예를 들어 30m 정도)만큼 떨어진 위치이고, 착안 개시 위치(P2)에 도달한 선박(S)의 선체(5)는 전후 방향이 안벽의 연신 방향과 대략 평행이고, 전후 방향의 속도는 대략 제로이다. The
조선자는 표시 장치(83)에 표시된 어프로치 조선 지원 정보에 기초하여 조이스틱(81) 및 회두 다이얼(82)을 조작한다. 조선 컨트롤러(6)는 조이스틱(81)의 경사 각도 및 경사 방향에 기초하여 지령 벡터를 구한다. 다만, 선박(S)은 자동으로 어프로치 조선되어도 좋다. 이 경우, 조선 컨트롤러(6)는 계기 군(7)이나 항만 정보 제공 장치(32)로부터 취득한 정보, 및 계획 항로에 기초하여, 스스로 지령 벡터를 생성하여도 좋다. The shipper operates the
조선 컨트롤러(6)는, 지령 벡터에 외란력에 저항하는 힘을 더하여 수정된 지령 벡터를 구하고, 전후 추진기(2)로부터 출력되는 추력의 합성에 의해 수정된 지령 벡터와 대응하는 추력 벡터가 얻어지도록, 전후 추진기(2)에 추력을 배분한다. 어프로치 조선에서는, 횡 추진기(3) 및 계선기(10)에 배분되는 추력은 제로이다. 조선 컨트롤러(6)는, 배분된 추력이 출력되도록 하는 추력 목표값을 생성하여 그것을 전후 추진 제어 장치(91)에 출력하고, 전후 추진 제어 장치(91)는 추력 목표값과 대응하는 추력이 출력되도록, 전후 추진기(2)를 제어한다. 그 결과, 선박(S)은 지령 벡터와 대응하는 추력을 얻어 계획 항로를 따라 항행한다. The
조선 컨트롤러(6)는, 선박(S)이 착안 개시 위치(P2)에 도달하면 착안 조선을 개시한다. 착안 조선에서, 조선 컨트롤러(6)는, 계기 군(7)이나 항만 정보 제공 장치(32)로부터 취득한 정보를 이용하여 착안 조선 지원 정보를 생성하고, 그것을 표시 장치(83)의 화면에 표시시킨다. 착안 조선에서는, 선박(S)을 착안 개시 위치(P2)로부터 소정의 계선 개시 위치(P3)로 이동시킨다. 계선 개시 위치(P3)는, 버스의 안벽으로부터 수 m 정도만큼 떨어진 위치이고, 계선 개시 위치(P3)에 도달한 선박(S)의 선체(5)는 전후 방향이 안벽의 연신 방향과 대략 평행이고, 선수 방향 및 횡 방향 속도는 대략 제로이다. 표시 장치(83)의 화면 상에는, 착안 조선 지원 정보로서 목표 위치나 자선 위치가 오버레이된 항만의 해도나, 선수 방위각 및 선속 등의 항행 정보, 접안 거리, 카메라(28)로 촬상된 화상 등이 표시된다. The
조선자는 표시 장치(83)에 표시된 착안 조선 지원 정보에 기초하여 조이스틱(81) 및 회두 다이얼(82)을 조작한다. 조선 컨트롤러(6)는 조이스틱(81)의 경사 각도 및 경사 방향에 기초하여 지령 벡터를 구한다. 다만, 선박(S)은 자동으로 착안 조선되어도 좋다. 이 경우, 조선 컨트롤러(6)는, 계기 군(7)이나 항만 정보 제공 장치(32)로부터 취득한 정보에 기초하여, 스스로 지령 벡터를 생성하여도 좋다. The shipbuilder operates the
조선 컨트롤러(6)는, 지령 벡터에 외란력에 저항하는 힘을 더하여 수정된 지령 벡터를 구하고, 전후 추진기(2) 및 횡 추진기(3)로부터 출력되는 추력의 합성에 의해 수정된 지령 벡터에 대응하는 추력 벡터가 얻어지도록, 전후 추진기(2) 및 횡 추진기(3)에 추력을 배분한다. 착안 조선에서는, 계선기(10)에 배분되는 추력은 제로이다. 조선 컨트롤러(6)는, 전후 추진 제어 장치(91) 및 횡 추진 제어 장치(92) 각각에 대하여 배분된 추력이 출력되도록 하는 추력 목표값을 생성하여 그것을 출력하고, 전후 추진 제어 장치(91)는 주어진 추력 목표값과 대응하는 추력이 출력되도록 전후 추진기(2)를 제어하고, 횡 추진 제어 장치(92)는 주어진 추력 목표값과 대응하는 추력이 출력되도록 횡 추진기(3)를 제어한다. 그 결과, 선박(S)은 지령 벡터와 대응하는 추력을 얻어 계선 개시 위치(P3)까지 주로 횡 이동한다. The
선박(S)이 계선 개시 위치(P3)에 도달하면, 선미측 계선기(10A) 및 선수측 계선기(10B)로부터 계선삭(R)이 조출되고, 계선삭(R)의 선단부가 안벽에 설치된 계선주(35)에 계지된다. 그 사이에, 조선 컨트롤러(6)는, 자동 방위 유지 기능으로, 선박(S)을 계선 개시 위치(P3)에 위치 유지시킨다. 조선 컨트롤러(6)의 자동 방위 유지 기능은, 설정 선수 방위각과 콤파스(21)로부터의 선수 방위각과의 편차에 대해서 PID 연산 등을 수행하고, 그것을 회두 다이얼(82) 대신에 회두 모멘트 지령으로서 추력 배분 연산에 부여함으로써, 선수의 방위가 유지되도록 전후 추진기(2) 및 횡 추진기(3)를 가동시킨다. When the ship S reaches the mooring start position P3, the mooring line R is pulled out from the stern
모든 계선삭(R)의 선단부가 안벽에 설치된 계선주(35)에 계지되고 나서, 조선 컨트롤러(6)는 계선 조선을 개시한다. 조선 컨트롤러(6)는 계기 군(7)이나 항만 정보 제공 장치(32)로부터 취득한 정보를 이용하여 계선 조선 지원 정보를 생성하고, 이것을 표시 장치(83)의 화면에 표시시킨다. 표시 장치(83)의 화면 상에는, 착안 조선 지원 정보로서 목표 위치나 자선 위치가 오버레이된 항만의 해도나, 선수 방위각 및 선속 등의 항행 정보, 접안 거리, 카메라(28)로 촬상된 화상 등이 표시된다. After the tips of all the mooring lines R are anchored to the mooring posts 35 installed on the quay wall, the
계선 조선은 자동적으로 수행되고, 조선 컨트롤러(6)는 계기 군(7)이나 항만 정보 제공 장치(32)로부터 취득한 정보에 기초하여 지령 벡터를 생성한다. 다만, 조선자는 표시 장치(83)에 표시된 계선 조선 지원 정보를 시인하여 필요에 따라 조이스틱(81) 및 회두 다이얼(82)을 조작하여도 좋다. 이 경우, 조이스틱(81) 및 회두 다이얼(82)이 접수한 조작이 조선 컨트롤러(6)에서 생성되는 지령에 대해 우선되어도 좋다. Mooring operation is automatically performed, and the
조선 컨트롤러(6)는, 지령 벡터에 외란력에 저항하는 힘을 더하여 수정된 지령 벡터를 구하고, 계선기(10), 전후 추진기(2) 및 횡 추진기(3)로부터 출력되는 추력의 합성에 의해 수정된 지령 벡터와 대응하는 추력 벡터가 얻어지도록, 계선기(10), 전후 추진기(2) 및 횡 추진기(3)에 추력을 배분한다. 조선 컨트롤러(6)는 윈치 제어 장치(50), 전후 추진 제어 장치(91) 및 횡 추진 제어 장치(92) 각각에 대해 배분된 추력이 출력되도록 하는 추력 목표값을 생성하여 출력한다. 윈치 제어 장치(50)는 주어진 추력 목표값과 대응하는 추력이 출력되도록 계선기(10)를 제어한다. 구체적으로는, 윈치 제어 장치(50)는, 계선삭(R)을 권취하거나 조출하여 장력 및 삭 길이를 조정함으로써 추력 목표값이 얻어지도록, 윈치(W)의 동작을 제어한다. 전후 추진 제어 장치(91)는 주어진 추력 목표값과 대응하는 추력이 출력되도록 전후 추진기(2)를 제어하고, 횡 추진 제어 장치(92)는 주어진 추력 목표값과 대응하는 추력이 출력되도록 횡 추진기(3)를 제어한다. 그 결과, 선박(S)은 지령 벡터와 대응하는 추력을 얻어 접안할 때까지 주로 횡 이동한다. The
계선 조선에서 추력 배분에서는, 계선기(10)에의 추력의 배분이 우선된다. 각 계선기(10)에는 계선삭(R)의 장력의 허용 범위가 설정되어 있다. 계선 조선이 개시되고, 계선기(10)의 감아 올리는 동작에 의해 계선삭(R)의 처짐이 해소된 후에는, 장력계(52)에서 측정되는 계선삭(R)의 장력이 허용 범위 내로 유지되도록, 계선기(10)에 추력이 배분된다. 여기서, 장력의 허용 범위는 0보다 크고 계선기(10A, 10B)의 최대 권취력보다 작은 소정의 임계값 이하이다. 계선기(10A, 10B)의 최대 권취력은 계선기(10A, 10B) 각각에 고유한 기지의 값이다. 계선기(10A, 10B) 각각에 대하여, 계선삭(R)의 장력에 관한 임계값(허용 범위)이 개별적으로 설정되어도 좋다. 또는, 모든 계선기(10A, 10B)에 대해서, 동일한 계선삭(R)의 장력에 관한 임계값(허용 범위)이 설정되어도 좋다. In the thrust distribution in mooring operation, the distribution of thrust to the
계선 조선에서 추력 배분에서는, 먼저, 각 계선삭(R)의 장력이 허용 범위 내에 유지되도록 각 계선기(10)에 추력이 배분된다. 그리고, 모든 계선기(10)가 출력하는 추력의 합성 벡터(계선기 추력 벡터)를 구하고, 지령 벡터로부터 계선기 추력 벡터를 뺀 부족분이 전후 추진기(2) 및 횡 추진기(3)로부터 출력되는 추력으로 보충된다. 부족분이 생기지 않는 경우에는, 전후 추진기(2) 및 횡 추진기(3)로부터 출력되는 추력은 제로라도 좋다. 이와 같이 추력이 분배됨으로써, 조선 컨트롤러(6)는, 계선 조선의 적어도 일부에서, 선수측 계선기(10B) 및 선미측 계선기(10A)에 계선삭(R)의 권취 동작을 수행하게 하는 동시에, 전후 추진기(2) 및 회 추진기(3) 중 적어도 일방이 계선삭(R)의 장력을 경감시키는 추력을 출력하도록, 이들의 추진 디바이스를 제어한다. In the thrust distribution in the mooring line, first, the thrust is distributed to each
여기서, 조선 컨트롤러(6)의 추력 배분 연산부(62)가 수행하는 추력 배분 연산 방법(제1 예 및 제2 예)에 대하여 상세하게 설명한다. Here, the thrust distribution calculation method (first example and second example) performed by the thrust distribution calculation unit 62 of the
(추력 배분 연산 방법: 제1 예)(Thrust distribution calculation method: 1st example)
조선 컨트롤러(6)는 선수측 계선기(10B) 및 선미측 계선기(10A)의 계선삭(R)의 장력에 기초하여 선수측 계선기(10B) 및 선미측 계선기(10A)가 출력하는 추력을 추정하도록 구성된 선체 운동 모델을 가진다. 도 7에 도시된 바와 같이, 선체 운동 모델은, 각 계선삭(R)에 대해서, 선체(5)를 기준으로 윈치(W)에서 볼 때 가장 선단 측에 배치된 안내기(36)의 위치인 입력점(78)의 좌표를 가진다. 조선 컨트롤러(6)는, 선체 운동 모델에, 선체(5)의 흘수와, 선체(5)의 위치와, 계선주(35)에의 계지 위치인 안벽측 계류점(77)의 좌표와, 계선삭(R)의 장력을 입력함으로써, 입력점(78)에 작용하는 추력의 삼 방향(전후 방향, 횡 방향 및 수직 방향)의 성분을 추정할 수 있다. 또한, 조선 컨트롤러(6)는, 선체 운동 모델을 이용하여 입력점(78)에 작용하는 추력에 의한 선체(5)의 거동을 시뮬레이션에 의해 추정할 수 있다. 조선 컨트롤러(6)는, 선체 운동 모델을 이용한 연산 결과에 기초하여, 선수측 계선기(10B) 및 선미측 계선기(10A)에 배분되는 추력을 결정할 수 있다. The
윈치 제어 장치(50)는, 조선 컨트롤러(6)에서 시뮬레이션에 이용한 장력이 발생하도록 윈치(W)를 동작시킨다. 그리고, 조선 컨트롤러(6)는, 시뮬레이션에 의해 얻어진 선체(5)의 움직임과, 실제의 선체(5)의 움직임과의 차분을 피드백하고, 임의의 방향으로 선체(5)를 이동시켜 계선 조선을 수행한다. 여기서, 소정의 임계값을 초과하는 장력이 측정된 경우에, 조선 컨트롤러(6)는, 권취 속도를 낮추도록 윈치 제어 장치(50)에 지령을 내고, 권취 속도의 저하에 의해 부족한 추력이 전후 추진기(2) 및/또는 횡 추진기(3)에서 발생하는 추력으로 보충되도록 전후 추진기(2) 및/또는 횡 추진기(3)에 추력이 배분된다. 이에 따라서 계선삭(R)의 과부하가 방지된다. The
(추력 배분 연산 방법: 제2 예)(Thrust distribution calculation method: 2nd example)
계산을 단순화하기 위해서, 선체(5)를 수평면 내에서 조종 제어하는 것으로 (x, y, z)의 3 자유도로 취급한다. 이러한 3 자유도에 대해 조이스틱(81)과 회두 다이얼(82)로 접수한 추력 지령을 전후 방향 추력 지령(xd), 횡 방향 추력 지령(yd) 및 회두 모멘트 지령(φd)에 할당하고, 지령 벡터(Xd)를 다음 식 1에 의해 나타낸다. 여기서, 상기 실시예에서는, 수정된 지령 벡터로부터 추력 벡터를 구하기 때문에, 이하의 지령 벡터(Xd)를 수정된 지령 벡터로 판독한다. 식 1 ~ 4 중의 X, Xd, A, A*, Xk는 벡터 또는 행렬을 나타낸다. In order to simplify the calculation, the
[수 1][number 1]
전후 추진기(2)의 추력(Tp), 타 추력(Tr), 횡 추진기(3)의 추력(Ts), 선수측 계선기(10B)의 추력(Tb), 선미측 계선기(10A)의 추력(Ta)으로 한다. 선박(S)이 n기의 복수의 전후 추진기(2)를 구비하는 경우, 전후 추진기(2)의 추력은 Tp1, ..., Tpn으로 나타낸다. 타가 복수인 경우에는, 방향타 추력(Tr)은 복수의 타에 의한 합성력이라고 생각한다. 선박(S)이 m기의 복수의 횡 추진기(3)를 구비하는 경우, 횡 추진기(3)의 추력은 Ts1, ..., Tsm으로 나타낸다. 선박(S)이 k기의 복수의 선수측 계선기(10B)를 구비하는 경우, 선수측 계선기(10B) 각각에서는 장력에 상당하는 추력(전후 추력과 횡 추력의 합성력)이 발생하고 있는 것으로 하고, 선수측 계선기(10B)의 추력은 Tb1, ..., Tbk로 나타낸다. 선박(S)이 k기의 복수의 선미측 계선기(10A)를 구비하는 경우, 선미측 계선기(10A) 각각에서는 장력에 상당하는 추력(전후 추력과 횡 추력)이 발생하고 있는 것으로 하고, 선미측 계선기(10A)의 추력은 Ta1, ..., Tak로 나타낸다. 이들을 정리한 추력 벡터(X)를 다음 식 2와 같이 나타낸다. Thrust (Tp) of the front and
[수 2][number 2]
추력 벡터(X)와 지령 벡터(Xd)는 다음 식 3을 만족하는 것으로 한다. It is assumed that the thrust vector (X) and the command vector (Xd) satisfy
여기서, 행렬 A는 배치 행렬이다. 배치 행렬 A의 일반화된 역행렬 A*를 이용하면, 추력 벡터(X)는 다음 식 4로 표현된다. Here, matrix A is an arrangement matrix. Using the generalized inverse matrix A* of the placement matrix A, the thrust vector (X) is expressed by Equation 4 below.
여기서, Xk는 다음 식 5를 만족한다. A*를 추력 배분 행렬이라고 칭한다. Here, Xk satisfies
일반화 역행렬은 다양한 형태가 있지만, 예를 들어, 추력 벡터(X)의 각 요소의 제곱 합을 최소화하는 일반화 역행렬을 채용하여도 좋다. 여기서, 타 횡력과 같이 필요한 추력을 얻기 위해서는 타각뿐만 아니라 최소한 필요한 가변 피치 프로펠러의 추력 조건 등의 구속 조건이 부여된다. 조선 컨트롤러(6)에는 미리 추력 배분 행렬 A*가 기억되어 있고, 조선 컨트롤러(6)는 추력 배분 행렬 A*를 이용하여 지령 벡터(Xd)(상기 실시예에서는 수정된 지령 벡터)로부터 추력 벡터를 도출한다. The generalized inverse matrix has various forms, but, for example, a generalized inverse matrix that minimizes the sum of squares of each element of the thrust vector X may be employed. Here, in order to obtain the required thrust like the rudder lateral force, not only the rudder angle, but also constraint conditions such as the minimum required thrust condition of the variable pitch propeller are given. A thrust distribution matrix A* is stored in advance in the
[총괄][Overall]
이상에 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따른 조선 시스템(20)은, 선체(5)의 전후 방향 중 어느 쪽으로도 추력을 출력 가능한 적어도 1개의 전후 추진기(2)와, 선체(5)의 횡 방향 중 어느 쪽으로도 추력을 출력 가능한 적어도 1개의 횡 추진기(3)와, 선체(5)의 선미 측과 선수 측 각각에 적어도 1개씩 배치되고, 계선삭(R)의 권취와 조출이 가능한 계선기(10A, 10B)와, 전후 추진기(2), 횡 추진기(3) 및 계선기(10A, 10B)의 동작을 제어하는 조선 컨트롤러(6)를 구비한다. 그리고, 조선 컨트롤러(6)가 선체(5)를 안벽에 접안시킬 때에, 계선삭(R)이 안벽에 설치된 계선주(35)에 계지된 상태에서 계선기(10A, 10B)에 계선삭(R)의 권취 동작을 수행하게 하는 동시에, 전후 추진기(2) 및 횡 추진기(3) 중 적어도 일방에 계선삭(R)의 장력을 경감시키는 추력을 출력하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하고 있다. As described above, the
마찬가지로, 본 실시예에 따른 선박(S)의 조선 방법은, 선체(5)의 전후 방향 중 어느 쪽으로도 추력을 출력 가능한 적어도 1개의 전후 추진기(2)와, 선체(5)의 횡 방향 중 어느 쪽으로도 추력을 출력 가능한 적어도 1개의 횡 추진기(3)와, 선체(5)의 선미 측과 선수 측 각각에 적어도 1개씩 배치되고, 계선삭(R)의 권취와 조출이 가능한 계선기(10A, 10B)를 탑재한 선박(S)의 조선 방법으로서, 선체(5)를 안벽에 접안시킬 때에, 계선삭(R)이 안벽에 설치된 계선주(35)에 계지된 상태에서 계선기(10A, 10B)에 계선삭(R)의 권취 동작을 수행하게 하는 동시에, 전후 추진기(2) 및 횡 추진기(3) 중 적어도 일방에 계선삭(R)의 장력을 경감시키는 추력을 출력시키는 것을 특징으로 하고 있다. Similarly, in the shipbuilding method of the ship S according to the present embodiment, at least one fore and
상기 조선 시스템(20) 및 조선 방법에서는, 선체(5)를 접안시키기 위해 계선기(10A, 10B)에 계선 삭(R)의 권취 동작을 시키고 있는 동안, 계선삭(R)의 장력이 경감되도록 하는 추력이 선체(5)에 작용한다. 이와 같이 추진기(2, 3)와 계선기(10A, 10B)를 연계시킴으로써, 계선삭(R)에 과부하가 걸리는 것을 방지한다. 일반적으로, 계선기의 권취 동작 중에 계선삭에 과부하가 걸린 경우에는, 계선기에 계선삭의 조출 동작을 수행하게 함으로써, 과부하를 해소한다. 이에 반해서, 상기의 조선 시스템(20) 및 조선 방법에서는, 계선기(10A, 10B)의 권취 동작 중에 계선삭(R)에 과부하가 걸리는 것이 방지되기 때문에, 계선삭(R)의 조출 길이가 정체 또는 길어지지 않고 연속적으로 짧아지기 때문에, 계선기(10A, 10B)만을 사용하는 경우와 비교하여 효율적으로 선체(5)를 접안시킬 수 있다. In the
상기의 조선 시스템(20)은 계선삭(R)의 장력을 측정하는 장력계(52)를 더 구비하고, 조선 컨트롤러(6)는 장력계(52)에 의해 측정된 계선삭(R)의 장력이 0보다 크면서 계선기(10A, 10B) 최대 권취력보다 작은 소정의 임계값 이하의 범위로 유지되도록, 전후 추진기(2) 및 횡 추진기(3) 중 적어도 일방에 계선삭(R)의 장력을 경감시키는 추력을 출력하도록 구성되어 있다. The
마찬가지로, 상기 조선 방법에서는, 계선삭(R)의 장력이 0보다 크면서 계선기(10A, 10B)의 최대 권취력보다 작은 소정의 임계값 이하의 범위로 유지되도록, 전후 추진기(2) 및 횡 추진기(3) 중 적어도 일방에 계선삭(R)의 장력을 경감시키는 추력을 출력시킨다. Similarly, in the above shipbuilding method, the tension of the mooring line R is greater than 0 and is maintained within a range of a predetermined threshold value smaller than the maximum winding force of the
이와 같이, 선체(5)를 접안시키기 위해 계선기(10A, 10B)에 계선삭(R)의 권취 동작을 시키고 있는 동안, 계선삭(R)의 장력의 범위가 유지되기 때문에, 계선삭(R)에 과부하가 걸리는 것이 방지된다. In this way, while the
또한, 상기 실시예에 따른 조선 시스템(20)은, 선체(5)의 전후 방향 중 어느 쪽으로도 추력을 출력 가능한 적어도 1개의 전후 추진기(2)와, 선체(5)의 횡 방향 중 어느 쪽으로도 추력을 출력 가능한 적어도 1개의 횡 추진기(3)와, 선체(5)의 선미 측과 선수 측 각각에 적어도 1개씩 배치되고, 계선삭(R)의 권취와 조출이 가능한 계선기(10A, 10B)와, 계선기(10A, 10B)를 계선삭(R)의 장력에 대응하는 추력을 출력하는 추진 디바이스로 간주하고, 전후 추진기(2), 횡 추진기(3) 및 계선기(10A, 10B)를 포함하는 복수의 추진 디바이스(2, 3, 10A, 10B)의 동작을 제어하는 조선 컨트롤러(6)를 구비한다. 그리고, 조선 컨트롤러(6)가, 선체(5)에 작용시키는 지령 추력을 방향과 크기로 나타낸 지령 벡터를 취득하고, 복수의 추진 디바이스(2, 3, 10A, 10B) 각각에 지령 벡터에 대응하는 추력을 배분하고, 복수의 추진 디바이스(2, 3, 10A, 10B) 각각으로부터 배분된 추력이 출력되도록 복수의 추진 디바이스(2, 3, 10A, 10B)를 제어하는 것을 특징으로 하고 있다. 여기서, 조선 컨트롤러(6)는, 복수의 추진 디바이스(2, 3, 10A, 10B) 각각으로부터 출력되는 추력의 합성력을 방향과 크기로 나타낸 추력 벡터가 지령 벡터와 대응하도록 복수의 추진 디바이스(2, 3, 10A, 10B) 각각에 추력을 배분하도록 구성되어 있어도 좋다. In addition, the
마찬가지로, 상기 실시예에 따른 선박(S)의 조선 방법은, 선체(5)의 전후 방향 중 어느 쪽으로도 추력을 출력 가능한 적어도 1개의 전후 추진기(2)와, 선체(5)의 횡 방향 중 어느 쪽으로도 추력을 출력 가능한 적어도 1개의 횡 추진기(3)와, 선체(5)의 선미 측과 선수 측 각각에 적어도 1개씩 배치되고, 계선삭(R)의 권취와 조출이 가능한 계선기(10A, 10B)를 탑재한 선박(S)의 조선 방법으로서, 선체(5)에 작용시키는 지령 추력을 방향과 크기로 나타낸 지령 벡터를 취득하는 것, 계선기(10A, 10B)를 계선삭(R)의 장력에 대응하는 추력을 출력하는 추진 디바이스로 간주하고, 전후 추진기(2), 횡 추진기(3) 및 계선기(10A, 10B)를 포함하는 복수의 추진 디바이스(2, 3, 10A, 10B) 각각에 지령 벡터에 대응하는 추력을 배분하는 것, 및, 복수의 추진 디바이스(2, 3, 10A, 10B) 각각으로부터 배분된 추력이 출력되도록 복수의 추진 디바이스(2, 3, 10A, 10B)를 제어하는 것을 포함한다. 여기서, 상기 배분하는 것이, 복수의 추진 디바이스(2, 3, 10A, 10B) 각각으로부터 출력되는 추력의 합성력을 방향과 크기로 나타낸 추력 벡터가 지령 벡터와 대응하도록 복수 추진 디바이스(2, 3, 10A, 10B) 각각에 추력을 배분하는 것을 포함하고 있어도 좋다. Similarly, in the shipbuilding method of the ship S according to the above embodiment, at least one fore and
상기 조선 시스템(20) 및 조선 방법에서는, 계선기(10A, 10B)가 추진 디바이스의 일종으로 간주되고, 계선기(10A, 10B), 전후 추진기(2) 및 횡 추진기(3)를 포함하는 복수의 추진 디바이스(2, 3, 10A, 10B)에 선체(5)에 작용시키는 추력이 배분된다. 이와 같이, 추진기(2, 3)와 계선기(10A, 10B)가 통괄적으로 제어되기 때문에, 추진기(2, 3)와 계선기(10A, 10B)를 개별적으로 조작할 필요가 없어, 작업의 효율화와 노동력 절약을 도모할 수 있다. 또한, 안벽 부근의 유체력은 불규칙하지만, 추진기(2, 3)와 계선기(10A, 10B)를 포함하는 복수의 추진 디바이스(2, 3, 10A, 10B)에서 연계하여 추력을 발생시킴으로써, 계선기(10A, 10B)만으로 선체(5)를 이동시키는 경우와 비교하여 안정적으로 목표 위치에 도달시킬 수 있다. In the
또한, 상기 실시예에 따른 조선 시스템(20)은, 조작을 접수하여 조선 컨트롤러(6)에 입력하는 조이스틱(81)을 구비하고, 조선 컨트롤러(6)는 조이스틱(81)의 경사 각도를 지령 벡터의 크기로 하고 조이스틱(81)의 경사 방향을 지령 벡터의 방향으로 하여, 조이스틱(81)이 접수한 조작에 대응하는 지령 벡터를 취득하도록 구성되어 있다. Furthermore, the
마찬가지로, 상기 조선 방법에서, 지령 벡터를 취득하는 것이, 조이스틱(81)의 경사 각도를 지령 벡터의 크기로 하고 조이스틱(81)의 경사 방향을 지령 벡터의 방향으로 하여, 조이스틱(81)이 접수한 조작에 대응한 지령 벡터를 취득하는 것을 포함한다. Similarly, in the above shipbuilding method, obtaining a command vector includes obtaining a command vector corresponding to an operation received by the
이와 같이 조이스틱(81)을 조작함으로써, 계선기(10A, 10B) 및 횡 추진기(3)를 포함하는 복수의 추진 디바이스(2, 3, 10A, 10B)를 통괄적으로 동작시킬 수 있다. 따라서, 추진기(2, 3)와 계선기(10A, 10B)를 개별적으로 조작할 필요가 없고, 작업의 효율화 및 노동력 절약을 도모할 수 있다. By operating the
또한, 상기 실시예에 따른 조선 시스템(20)은, 선체(5)의 접안 거리를 계측하는 거리계(27)와, 선체(5)의 선위를 측정하는 선위 측정 장치(26)를 구비하고, 조선 컨트롤러(6)는, 접안 거리와 선위와 에 기초하여 지령 벡터를 생성하도록 구성되어 있다. In addition, the
마찬가지로, 상기 실시예에 따른 조선 방법에서, 지령 벡터를 취득하는 것이, 선체(5)의 접안 거리를 계측하는 것, 선체(5)의 선위를 측정하는 것, 및 접안 거리와 선위에 기초하여 지령 벡터를 생성하는 것을 포함한다. Similarly, in the shipbuilding method according to the above embodiment, acquiring the command vector includes measuring the eyepiece distance of the
이와 같이, 지령 벡터가 자동적으로 생성되므로, 선박(S)을 자동 조선할 수 있다. In this way, since the command vector is automatically generated, the ship S can be automatically maneuvered.
또한, 상기 실시예에 따른 조선 시스템(20)에서, 조선 컨트롤러(6)는, 선체(5)가 놓인 환경의 풍향, 풍속 및 조류를 포함하는 외란 정보를 취득하고, 외란 정보에 기초하여 선체(5)에 작용하는 외란 력을 추정하고, 외란력으로 지령 벡터를 수정하도록 구성되어 있다. Further, in the
마찬가지로, 상기 실시예에 따른 조선 방법에서, 지령 벡터를 취득하는 것이, 선체(5)의 놓인 환경의 풍향, 풍속 및 조류를 포함하는 외란 정보를 취득하는 것, 외란 정보에 기초하여 선체(5) 에 작용하는 외란력을 추정하고, 외란력으로 지령 벡터를 수정하는 것을 포함한다. Similarly, in the shipbuilding method according to the above embodiment, acquiring the command vector includes acquiring disturbance information including the wind direction, wind speed, and current of the environment in which the
이와 같이, 선체(5)에 작용하는 외란력을 상쇄하도록 지령 벡터가 수정되므로, 수정 전의 지령 벡터는 외란력이 고려된 것이 아나라도 좋다. 따라서 조선자는 경험치에 관계없이 지령을 내릴 수 있다. In this way, since the command vector is corrected so as to cancel out the disturbance force acting on the
또한, 상기 실시예에 따른 조선 시스템(20)에서, 조선 컨트롤러(6)는, 선체(5)를 안벽에 착안 및 계선할 때에, 소정의 착안 개시 위치(P2)로부터 당해 착안 개시 위치(P2)보다 안벽에 가까운 계선 개시 위치(P3)로 선체(5)를 이동시키는 착안 조선과, 계선 개시 위치(P3)로부터 안벽에 접안할 때까지 선체(5)를 이동시키는 계선 조선을 수행하고, 착안 조선에서 계선기(10A, 10B)에 배분되는 추력이 제로가 되도록 복수의 추진 디바이스(2, 3, 10A, 10B) 각각에 추력을 배분하도록 구성되어 있다. 또한, 조선 컨트롤러(6)는, 계선 조선에서, 복수의 추진 디바이스(2, 3, 10A, 10B) 중 계선기(10A, 10B)에 여분의 추진 장치(2, 3)에 우선적으로 추력이 배분되도록 복수의 추진 디바이스(2, 3, 10A, 10B) 각각에 추력을 배분하도록 구성되어 있다. Further, in the
마찬가지로, 상기 실시예에 따른 조선 방법은, 선체(5)를 안벽에 착안 및 계선할 때에, 소정의 착안 개시 위치(P2)로부터 당해 착안 개시 위치(P2)보다 안벽에 가까운 계선 개시 위치(P3)로 선체(5)를 이동시키는 착안 조선과, 계선 개시 위치(P3)로부터 안벽에 접안할 때까지 선체(5)를 이동시키는 계선 조선을 수행하고, 착안 조선에서 계선기(10A, 10B)에 배분되는 추력이 제로가 되도록 복수의 추진 디바이스(2, 3, 10A, 10B) 각각에 추력을 배분한다. 또한, 계선 조선에서, 복수의 추진 디바이스(2, 3, 10A, 10B) 중 계선기(10A, 10B)에 여분의 추진 장치(2, 3)에 우선적으로 추력이 배분되도록 복수의 추진 디바이스(2, 3, 10A, 10B) 각각에 추력을 배분한다. Similarly, in the shipbuilding method according to the above embodiment, when the
이와 같이, 계선삭(R)이 계선주(35)에 계류되어 있지 않은 착안 조선에서는, 추진기(2, 3)의 가동에 의해 선체(5)에 추력이 부여될 수 있다. 계선삭(R)이 계선주(35)에 계류된 계선 조선에서는, 계선기(10A, 10B)를 포함하는 복수의 추진 디바이스(2, 3, 10A, 10B)의 가동에 의해 선체(5)에 추력을 부여할 수 있다. 게다가, 계선 조선에서는, 계선기(10A, 10B)에 우선적으로 추력이 배분되어, 주로 계선삭(R)의 장력으로 선체(5)를 이동시키면서, 부족한 추력을 추진기(2, 3)에서 발생하는 추력으로 보충하도록, 복수의 추진 디바이스(2, 3, 10A, 10B)를 동작시킬 수 있다. In this way, in a ship of interest where the mooring line R is not moored to the
또한, 상기 실시예에 따른 조선 시스템(20)에서, 조선 컨트롤러(6)는, 계선기(10A, 10B)의 계선삭(R)의 장력에 기초하여 계선기(10A, 10B)가 출력하는 추력을 추정하도록 구성된 선체 운동 모델을 가진다. Further, in the
마찬가지로, 상기 실시예에 따른 조선 방법에서, 계선기(10A, 10B)의 계선삭(R)의 장력에 기초하여 계선기(10A, 10B)가 출력하는 추력을 추정하도록 구성된 선체 운동 모델을 이용하여, 계선기(10A, 10B)에 배분되는 추력을 결정한다. Similarly, in the shipbuilding method according to the above embodiment, a hull motion model configured to estimate the thrust output by the
이와 같이 계선삭(R)의 장력에 의해 선체(5)에 작용하는 추력이 선체 운동 모델을 이용하여 추정되므로, 복잡한 계에서도 더 정확한 선체(5)의 거동을 얻을 수 있고, 이것을 추력의 배분에 이용할 수 있다. In this way, since the thrust acting on the
이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서, 상기 실시예의 구체적인 구조 및/또는 기능의 상세를 변경한 것도 본 발명에 포함될 수 있다.In the above, the preferred embodiments of the present invention have been described, but changes in the specific structure and/or function details of the above embodiments may also be included in the present invention without departing from the spirit of the present invention.
2: 전후 추진기(추진 디바이스)
3: 횡 추진기(추진 디바이스)
3A: 선미측 횡 추진기(추진 디바이스)
3B: 선수측 횡 추진기(추진 디바이스)
5: 선체
6: 조선 컨트롤러
7: 계기 군
8: 유저 인터페이스
9: 조선 기기 군
10: 계선기(추진 디바이스)
10A: 선미측 계선기(추진 디바이스)
10B: 선수측 계선기(추진 디바이스)
20: 조선 시스템
26: 선위 측정 장치
27: 거리계
81: 조이스틱
P2: 착안 개시 위치
P3: 계선 개시 위치
R: 계선삭
S: 선박2: Front and rear thruster (propulsion device) 3: Lateral thruster (propulsion device)
3A: stern side transverse thruster (propulsion device)
3B: bow-side transverse thruster (propulsion device)
5: hull 6: ship controller
7: instrument family 8: user interface
9: shipbuilding equipment group 10: mooring machine (propulsion device)
10A: stern side mooring (propulsion device)
10B: bow side mooring device (propulsion device)
20: shipbuilding system 26: ship position measuring device
27: rangefinder 81: joystick
P2: Eyeing start position P3: Laying start position
R: mooring line S: vessel
Claims (21)
상기 선체의 횡 방향의 어느 쪽으로도 추력을 출력 가능한 횡 추진기와,
상기 선체의 선미 측과 선수 측 각각에 적어도 1개씩 배치되고, 계선삭의 권취와 조출이 가능한 계선기와,
상기 전후 추진기, 상기 횡 추진기 및 상기 계선기의 동작을 제어하는 조선 컨트롤러를 구비하고,
상기 조선 컨트롤러는, 상기 선체를 안벽에 접안시킬 때에, 상기 계선삭이 안벽에 설치된 계선주에 계지된 상태에서 상기 계선기에 상기 계선삭의 권취 동작을 수행하게 하는 동시에, 상기 전후 추진기 및 상기 횡 추진기 중 적어도 일방에 상기 계선삭의 장력을 경감시키는 추력을 출력시키는 것을 특징으로 하는 조선 시스템.
A forward and backward thruster capable of outputting thrust in either of the forward and backward directions of the hull;
A transverse thruster capable of outputting thrust in either direction of the hull in the transverse direction;
At least one mooring machine disposed on each of the stern side and the bow side of the hull and capable of winding and drawing out the mooring line;
A ship controller for controlling the operations of the front and rear thrusters, the transverse thrusters, and the mooring machine,
The shipbuilding controller, when the hull is berthed to a quay wall, causes the mooring machine to perform a winding operation of the mooring line in a state where the mooring line is locked to a mooring post installed on the quay wall, and outputs thrust to reduce tension of the mooring line to at least one of the front and rear thrusters and the transverse propeller.
상기 계선삭의 장력을 측정하는 장력계를 더 구비하고,
상기 조선 컨트롤러는, 상기 장력계로 측정되는 상기 계선삭의 장력이 0보다 크면서 상기 계선기의 최대 권취력보다 작은 소정의 임계값 이하의 범위로 유지되도록, 상기 전후 추진기 및 상기 횡 추진기 중 적어도 일방에 상기 계선삭의 장력을 경감시키는 추력을 출력시키는 것을 특징으로 하는 조선 시스템.
According to claim 1,
Further comprising a tensiometer for measuring the tension of the mooring line,
The shipbuilding controller outputs thrust for reducing the tension of the mooring line to at least one of the front and rear thrusters and the transverse propeller so that the tension of the mooring line measured by the tensiometer is greater than 0 and maintained within a range of a predetermined threshold value smaller than the maximum winding force of the mooring machine.
상기 선체의 횡 방향의 어느 쪽으로도 횡 추력을 출력 가능한 횡 추진기와,
상기 선체의 선미 측과 선수 측 각각에 적어도 1개씩 배치되고, 계선삭의 권취와 조출이 가능한 계선기와,
상기 계선기를 상기 계선삭의 장력에 대응하는 추력을 출력하는 추진 디바이스로 간주하고, 상기 전후 추진기, 상기 횡 추진기 및 상기 계선기를 포함하는 복수의 추진 디바이스의 동작을 제어하는 조선 컨트롤러를 구비하고,
상기 조선 컨트롤러는, 상기 선체에 작용시키는 지령 추력을 방향과 크기로 나타낸 지령 벡터를 취득하고, 상기 복수의 추진 디바이스 각각에 상기 지령 벡터에 대응하는 추력을 배분하고, 상기 복수의 추진 디바이스 각각으로부터 배분된 추력이 출력되도록 복수의 추진 디바이스를 제어하는 것을 특징으로 하는 조선 시스템.
A forward and backward thruster capable of outputting thrust in either of the forward and backward directions of the hull;
A transverse thruster capable of outputting transverse thrust in either direction of the hull in the transverse direction;
At least one mooring machine disposed on each of the stern side and the bow side of the hull and capable of winding and drawing out the mooring line;
The mooring machine is regarded as a propulsion device that outputs a thrust corresponding to the tension of the mooring line, and a ship controller for controlling the operation of a plurality of propulsion devices including the forward and backward propellers, the transverse propulsion machine, and the mooring machine,
The shipbuilding system, characterized in that the shipbuilding controller acquires a command vector representing the direction and magnitude of the command thrust applied to the hull, distributes the thrust corresponding to the command vector to each of the plurality of propulsion devices, and controls the plurality of propulsion devices so that the distributed thrust is output from each of the plurality of propulsion devices.
상기 조선 컨트롤러는, 상기 복수의 추진 디바이스 각각으로부터 출력되는 추력의 합성력을 방향과 크기로 나타낸 추력 벡터가 상기 지령 벡터와 대응하도록 상기 복수의 추진 디바이스 각각에 추력을 배분하는 것을 특징으로 하는 조선 시스템.
According to claim 3,
The shipbuilding controller distributes thrust to each of the plurality of propulsion devices so that a thrust vector representing a combined force of thrust output from each of the plurality of propulsion devices in a direction and magnitude corresponds to the command vector.
조작을 접수하여 상기 조선 컨트롤러에 입력하는 조이스틱을 구비하고,
상기 조선 컨트롤러는, 상기 조이스틱의 경사 각도를 상기 지령 벡터의 크기로 하고 상기 조이스틱의 경사 방향을 상기 지령 벡터의 방향으로 하여, 상기 조이스틱이 접수한 조작에 대응하는 상기 지령 벡터를 취득하는 것을 특징으로 하는 조선 시스템.
According to claim 3 or 4,
A joystick for receiving an operation and inputting it to the shipbuilding controller,
The shipbuilding controller acquires the command vector corresponding to the operation received by the joystick by setting the inclination angle of the joystick as the magnitude of the command vector and the inclination direction of the joystick as the direction of the command vector.
상기 선체의 접안 거리를 계측하는 거리계와,
상기 선체의 선위를 측정하는 선위 측정 장치를 구비하고,
상기 조선 컨트롤러는 상기 접안 거리와 상기 선위에 기초하여 상기 지령 벡터를 생성하는 것을 특징으로 하는 조선 시스템.
According to claim 3,
A rangefinder for measuring the eyepiece distance of the hull;
Equipped with a line position measuring device for measuring the line level of the hull,
The shipbuilding system according to claim 1 , wherein the shipbuilding controller generates the command vector based on the eyepiece distance and the ship position.
상기 조선 컨트롤러는, 상기 선체가 놓인 환경의 풍향, 풍속 및 조류를 포함하는 외란 정보를 취득하고, 상기 외란 정보에 기초하여 상기 선체에 작용하는 외란력을 추정하고, 상기 외란력으로 상기 지령 벡터를 수정하는 것을 특징으로 하는 조선 시스템.
According to any one of claims 3 to 6,
The shipbuilding controller acquires disturbance information including wind direction, wind speed, and current of the environment in which the ship is placed, estimates a disturbance force acting on the ship body based on the disturbance information, and corrects the command vector with the disturbance force. Shipbuilding system, characterized in that.
상기 조선 컨트롤러는, 상기 선체를 안벽에 착안 및 계선할 때에, 소정의 착안 개시 위치로부터 당해 착안 개시 위치보다 상기 안벽에 가까운 계선 개시 위치로 상기 선체를 이동시키는 착안 조선과, 상기 계선 개시 위치로부터 상기 안벽에 접안할 때까지 상기 선체를 이동시키는 계선 조선을 수행하고, 상기 착안 조선에서 상기 계선기에 배분되는 추력이 제로가 되도록 상기 복수의 추진 디바이스 각각에 추력을 배분하는 것을 특징으로 하는 조선 시스템.
According to any one of claims 3 to 7,
The shipbuilding system according to claim 1 , wherein the shipbuilding controller performs a mooring operation for moving the hull from a predetermined mooring start position to a mooring start position closer to the quay than a mooring start position, and a mooring operation for moving the hull from the mooring start position until it docks at the quay, and distributes thrust to each of the plurality of propulsion devices so that thrust distributed to the mooring machine in the docking dock becomes zero.
상기 조선 컨트롤러는, 상기 계선 조선에서, 상기 복수의 추진 디바이스 중 상기 계선기에 여분의 추진 디바이스에 대하여 우선적으로 추력이 배분되도록 상기 복수의 추진 디바이스 각각에 추력을 배분하는 것을 특징으로 하는 조선 시스템.
According to claim 8,
The shipbuilding controller distributes thrust to each of the plurality of propulsion devices so that thrust is preferentially distributed to an extra propulsion device in the mooring machine among the plurality of propulsion devices in the mooring ship.
상기 조선 컨트롤러는, 상기 계선기의 상기 계산삭의 장력에 기초하여 상기 계선기가 출력하는 추력을 추정하도록 구성된 선체 운동 모델을 가지는 것을 특징으로 하는 조선 시스템.
According to any one of claims 3 to 9,
The shipbuilding system according to claim 1 , wherein the shipbuilding controller has a hull motion model configured to estimate thrust output by the mooring machine based on the tension of the calculation line of the mooring machine.
상기 선체를 안벽에 접안시킬 때에, 상기 계선삭이 상기 안벽에 설치된 계선주에 계지된 상태에서 상기 계선기에 상기 계선삭의 권취 동작을 수행하게 하는 동시에, 상기 전후 추진기 및 상기 횡 추진기 중 적어도 일방에 상기 계선삭의 장력을 경감시키는 추력을 출력시키는 것을 특징으로 하는 조선 방법.
A front and rear thruster capable of outputting thrust in either of the forward and backward directions of the hull, a transverse thruster capable of outputting thrust in either of the lateral directions of the hull, and at least one disposed on each of the stern and bow sides of the hull, As a shipbuilding method equipped with a mooring machine capable of winding and drawing out a mooring line,
When the hull is berthed to the quay wall, the mooring machine performs a winding operation of the mooring line in a state in which the mooring line is locked to the mooring post installed on the quay wall, and at least one of the front and rear thrusters and the transverse propeller A shipbuilding method characterized in that outputting a thrust for reducing the tension of the mooring line.
상기 계선삭의 장력이 0보다 크면서 상기 계선기의 최대 권취력보다 작은 소정의 임계값 이하의 범위로 유지되도록, 상기 전후 추진기 및 상기 횡 추진기 중 적어도 일방에 상기 계선삭의 장력을 경감시키는 추력을 출력시키는 것을 특징으로 하는 조선 방법.
According to claim 11,
Thrust for reducing the tension of the mooring line is output to at least one of the front and rear thrusters and the transverse thruster so that the tension of the mooring line is maintained within a range of less than a predetermined threshold value smaller than the maximum winding force of the mooring line while being greater than 0. Shipbuilding method, characterized in that for outputting thrust.
상기 선체에 작용시키는 지령 추력을 방향과 크기로 나타낸 지령 벡터를 취득하는 것,
상기 계선기를 상기 계선삭의 장력에 대응하는 추력을 출력하는 추진 디바이스로 간주하고, 상기 전후 추진기, 상기 횡 추진기 및 상기 계선기를 포함하는 복수의 추진 디바이스 각각에 상기 지령 벡터로 대응하는 추력을 배분하는 것, 및,
상기 복수의 추진 디바이스 각각으로부터 배분된 추력이 출력되도록 상기 복수의 추진 디바이스를 제어하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 조선 방법.
A front and rear thruster capable of outputting thrust in either of the forward and backward directions of the hull, a transverse thruster capable of outputting thrust in either of the lateral directions of the hull, and at least one disposed on each of the stern and bow sides of the hull, As a shipbuilding method equipped with a mooring machine capable of winding and drawing out a mooring line,
Obtaining a command vector representing the direction and magnitude of the command thrust acting on the hull;
Regarding the mooring machine as a propulsion device that outputs a thrust corresponding to the tension of the mooring line, and distributing a thrust corresponding to the command vector to each of a plurality of propulsion devices including the forward and backward propellers, the transverse propulsion machine, and the mooring machine, And,
and controlling the plurality of propulsion devices so that distributed thrust is output from each of the plurality of propulsion devices.
상기 배분하는 것이, 상기 복수의 추진 디바이스 각각으로부터 출력되는 추력의 합성력을 방향과 크기로 나타낸 추력 벡터가 상기 지령 벡터와 대응하도록 상기 복수의 추진 디바이스 각각에 추력을 배분하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 조선 방법.
According to claim 13,
The distributing comprises distributing the thrust to each of the plurality of propulsion devices so that a thrust vector representing a resultant force of thrust output from each of the plurality of propulsion devices in a direction and magnitude corresponds to the command vector. Shipbuilding method, characterized in that.
상기 지령 벡터를 취득하는 것이, 조이스틱의 경사 각도를 상기 지령 벡터의 크기로 하고 상기 조이스틱의 경사 방향을 상기 지령 벡터의 방향으로 하고, 상기 조이스틱이 접수한 조작에 대응한 상기 지령 벡터를 취득하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 조선 방법.
According to claim 13 or 14,
Acquiring the command vector includes acquiring the command vector corresponding to an operation received by the joystick, with an inclination angle of the joystick as the magnitude of the command vector and an inclination direction of the joystick as the direction of the command vector.
상기 지령 벡터를 취득하는 것이, 상기 선체의 접안 거리를 계측하는 것, 상기 선체의 선위를 측정하는 것, 및 상기 접안 거리 및 상기 선위에 기초하여 상기 지령 벡터를 생성하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 조선 방법.
According to claim 13 or 14,
Acquisition of the command vector includes measuring an eyepiece distance of the ship body, measuring a line position of the ship body, and generating the command vector based on the eyepiece distance and the line position.
상기 지령 벡터를 취득하는 것이, 상기 선체가 놓인 환경의 풍향, 풍속 및 조류를 포함하는 외란 정보를 취득하는 것, 상기 외란 정보에 기초하여 상기 선체에 작용하는 외란력을 추정하는 것, 및 상기 외란력으로 상기 지령 벡터를 수정하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 조선 방법.
According to any one of claims 13 to 16,
The shipbuilding method according to claim 1, wherein acquiring the command vector includes acquiring disturbance information including wind direction, wind speed, and current in an environment in which the hull is placed, estimating a disturbance force acting on the hull based on the disturbance information, and correcting the reference vector with the disturbance force.
상기 선체를 안벽에 착안 및 계선할 때에, 소정의 착안 개시 위치로부터 당해 착안 개시 위치보다 상기 안벽에 가까운 계선 개시 위치로 상기 선체를 이동시키는 착안 조선과, 상기 계선 개시 위치로부터 상기 안벽에 접안 때까지 상기 선체를 이동시키는 계선 조선을 수행하고,
상기 착안 조선에서 상기 계선기에 배분되는 추력이 제로가 되도록 상기 복수의 추진 디바이스 각각에 추력을 배분하는 것을 특징으로 하는 조선 방법.
According to any one of claims 13 to 17,
When anchoring and mooring the hull to the quay, mooring to move the hull from a predetermined mooring start position to a mooring start position closer to the quay than the mooring start position, and mooring to move the hull from the mooring start position until docking at the quay,
A shipbuilding method characterized by distributing thrust to each of the plurality of propulsion devices so that thrust distributed to the mooring in the targeted shipbuilding becomes zero.
상기 계선 조선에서, 상기 복수의 추진 디바이스 중 상기 계선기에 여분의 추진 디바이스에 대하여 우선적으로 추력이 배분되도록 상기 복수의 추진 디바이스 각각에 추력을 배분하는 것을 특징으로 하는 조선 방법.
According to claim 18,
In the mooring operation, the shipbuilding method characterized in that the thrust is distributed to each of the plurality of propulsion devices so that the thrust is distributed preferentially to the propulsion device extra to the mooring among the plurality of propulsion devices.
상기 계선기의 상기 계선삭의 장력에 기초하여 상기 계선기가 출력하는 추력을 추정하도록 구성된 선체 운동 모델을 이용하여, 상기 계선기에 배분되는 추력을 결정하는 것을 특징으로 하는 조선 방법.
According to any one of claims 13 to 19,
The shipbuilding method characterized in that the thrust distributed to the mooring machine is determined using a hull motion model configured to estimate the thrust output by the mooring machine based on the tension of the mooring line of the mooring machine.
상기 선체의 횡 방향의 어느 쪽으로도 추력을 출력 가능한 횡 추진기와,
상기 선체의 선미 측과 선수 측 각각에 적어도 1개씩 배치되고, 계선삭의 권취와 조출이 가능한 계선기와,
상기 전후 추진기, 상기 횡 추진기 및 상기 계선기의 동작을 제어하는 조선 컨트롤러를 구비하고,
상기 조선 컨트롤러는, 상기 선체를 안벽에 접안시킬 때에, 상기 계선삭이 상기 안벽에 설치된 계선주에 계지된 상태에서 상기 계선기에 상기 계선삭의 권취 동작을 수행시키는 동시에, 상기 전후 추진기 및 상기 횡 추진기 중 적어도 일방에 상기 계선삭의 장력을 소정의 임계값 이하로 하는 추력을 출력시키는 것을 특징으로 하는 조선 시스템.A forward and backward thruster capable of outputting thrust in either of the forward and backward directions of the hull;
A transverse thruster capable of outputting thrust in either direction of the hull in the transverse direction;
At least one mooring machine disposed on each of the stern side and the bow side of the hull and capable of winding and drawing out the mooring line;
A ship controller for controlling the operations of the front and rear thrusters, the transverse thrusters, and the mooring machine,
Wherein the shipbuilding controller performs a winding operation of the mooring line to the mooring machine in a state where the mooring line is anchored to a mooring post installed on the quay wall when the hull is berthed to the quay wall, and outputs thrust to at least one of the front and rear thrusters and the transverse propeller to reduce the tension of the mooring line to a predetermined threshold value or less.
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