成果報告書詳細
管理番号20090000000161
タイトル平成18年度-平成20年度成果報告書 エネルギー使用合理化技術戦略的開発・エネルギー有効利用基盤技術先導研究開発 内航船の環境調和型運航計画支援システムの研究開発
公開日2009/9/17
報告書年度2006 - 2008
委託先名独立行政法人海上技術安全研究所
プロジェクト番号
部署名省エネルギー技術開発部 研究開発グループ
和文要約独立行政法人海上技術安全研究所は、(財)鉄道総合技術研究所、東京海洋大学、(財)日本気象協会と協同で、平成18年度から平成20年度まで、コンピュータによる配船計画と定時運航を確実にする運航計画システムという既存船にも容易に適用できるソフト面での研究開発「内航船の環境調和型運航計画支援システムの研究開発」を行い、セメント船とRORO 船の2隻の実船を用いて実証試験を実施した。研究開発目標は、内航船に対し、配船計画で6%、運航計画で沖待ち時間を航海時間に組み入れ15%の大幅な燃料消費量低減を図ること。これにより、物流の効率化、交通システムの高度化を図る。以下に研究結果を示す。さらに、本システムの基礎となる船陸間通信に関し、無線LAN等による通信手段の適用可能性を確認した。(1)専門家の経験と勘により行われている荷主のオーダーに船舶を割り当てる配船問題について、港湾、船舶等に係る複雑な制約条件についてモデル化を行い鉄道総合技術研究所(鉄道総研)と海上技術安全研究所(海技研)が独自の数理計画の手法によりコンピュータを用いて配船案の改善提案を行い、人の行った配船に比較し船隊全体で6%以上省エネを図る配船案を提案することができ目的(6%)を達成した。(2)運航計画に関し、日本気象協会が気象・海象の予測データの推定精度の検証と向上とを図り、海技研が実海域での船舶推進性能を推定し、これらの情報に基づき東京海洋大が最適な航海計画(航路計画と定時性維持航海計画)を立案するシステム及び省エネ操舵モデルを開発し、海技研が山口宇部-東京・千葉間を運航するセメント船と東京-苫小牧・釧路間を運航するRORO船2隻の実船を用いて実証試験を行いその効果を確認した。その結果、シミュレーションベースではあるが航路計画等により省エネ効果が5%以上、沖待ち時間を航海時間に組み込むことにより18%以上の省エネ効果を見込めることを確認した。今後は、海陸一環輸送体系の構築を支援するシステムとして本研究成果の実用化を図る。
英文要約National Maritime Research Institute (NMRI) conducted "Research and Development into Environment-Friendly Operation Planning Support Systems for Coastal Vessels" cooperation with Railway Technical Research Institute (RTRI), Tokyo University of Marine Science and Technology (TUMST) and Japan Weather Association (JWA) from FY2006 to FY2008, which is a computer-based support system for coastal vessel operation from the viewpoint of energy saving. This study will assist with vessel allocation planning and navigation punctuality. Our research on the software side will be applicable to existing as well as new vessels, and can be expected to yield immediate and substantial ripple effects. On the end of FY 2008, experiments on operation planning support system were conducted by using actual two ships (Cement tanker & RORO ferry) at sea. Objectives of our studies are yields more than 6% energy saving by vessel allocation planning, while a 15% energy saving by the operation planning support system. Outcome of the study is contributing to more efficient logistics and more advanced transport systems. Outlines of our studies are shown as follows. Furthermore, feasibility of ship-to-shore communications is investigated. (1) The tramper allocation is conducting by expert, which operator receives orders for tramper from cargo owners and makes a shipping schedule to execute all the orders completely. NMRI and RTRI formulated the model for order-type tramper allocation as a constraint satisfaction problem. And we tried applied the constraint programming and integer programming to the constraint satisfaction problem. The objective function was to achieve a vessel allocation with shorter total journey distance than the human allocation, saving energy and minimizing fuel consumption. The optimization algorithm was able to analyze the subject problem and arrive at a feasible solution, which achieved an energy saving of 6% or more. (2)On the Operation Planning Support System, JWA verified of meteorological and hydrographic forecasting, and improvement of that accuracy, NMRI estimated ship's propulsion performance, and using these forecasting and estimated data, TUMST developed optimization navigation plans algorithm. Further, TUMST developed rudder movement saving auto pilot model. Finally, NMRI evaluated the energy saving effect by experiment at sea using with Cement tanker (Yamaguchi, Ube-Tokyo, Chiba) and RORO ferry (Tokyo-Tomakomai, Kushiro). As a result, we evaluated a 5% energy saving by weather routing, and more than 18% energy saving by navigation punctuality produced by ship's speed optimization. Because objectives of the studies were accomplished, we would like to precede our studies to next stage that is research and development on practical use.
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