CN116923666A - 信息处理装置、控制装置、方法以及程序 - Google Patents

信息处理装置、控制装置、方法以及程序 Download PDF

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CN116923666A CN202310431976.3A CN202310431976A CN116923666A CN 116923666 A CN116923666 A CN 116923666A CN 202310431976 A CN202310431976 A CN 202310431976A CN 116923666 A CN116923666 A CN 116923666A
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川谷圣
藤原真
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Abstract

本发明提供一种信息处理装置、控制装置、方法以及程序。本发明的目的之一在于提供一种能够从船舶中的环境负荷物质的排出量和输送对象物的输送的观点出发高效地进行航行的技术。本发明的某一方式的信息处理装置(300)具备：获取部(301)，其获取环境负荷物质的排出效率的目标值即环境负荷物质的目标排出效率，所述环境负荷物质的排出效率表示在航海中船舶对输送对象物进行输送时的每单位功率的从船舶排出的环境负荷物质的排出量；以及信息处理部(302)，其执行以下处理中的至少一者：基于目标排出效率来制作至少包含船舶的出发和到达地点之间的航线的航海计划；以及基于所述目标排出效率来控制用于使船舶推进的推进机构。

Description

信息处理装置、控制装置、方法以及程序
技术领域
本发明涉及一种信息处理装置、控制装置、方法以及程序。
背景技术
在专利文献1中公开了通过以使航海中的燃料消耗量最小的方式决定最佳航线来削减二氧化碳(下面有时称为CO2)的排出量的航行辅助装置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013-107488号公报
发明内容
发明要解决的问题
近年来，除了削减CO2等成为环境负荷的因素的物质(下面有时称为环境负荷物质)的排出量的观点之外，船舶能够如何针对环境负荷物质的排出量高效地输送该输送对象物的观点也受到注目。因此，寻求能够从船舶的环境负荷物质的排出量削减和输送对象物的输送的观点出发高效地进行航行的方法。
鉴于上述，本发明的目的在于提供一种能够从船舶的环境负荷物质的排出量削减和输送对象物的输送的观点出发高效地进行航行的技术。
用于解决问题的方案
为了解决上述问题，本发明的某一方式的信息处理装置具备：获取部，其获取环境负荷物质的排出效率的目标值即环境负荷物质的目标排出效率，所述环境负荷物质的排出效率表示在航海中船舶对输送对象物进行输送时的每单位功率的从船舶排出的成为环境负荷的因素的环境负荷物质的排出量；以及信息处理部，其执行以下处理中的至少一者：基于所述目标排出效率来制作至少包含所述船舶的出发和到达地点之间的航线的航海计划；以及基于所述目标排出效率来控制用于使所述船舶推进的推进机构。
本发明的另一方式的方法包括以下步骤：获取环境负荷物质的排出效率的目标值即环境负荷物质的目标排出效率，所述环境负荷物质的排出效率表示在航海中船舶对输送对象物进行输送时的每单位功率的从船舶排出的成为环境负荷的因素的环境负荷物质的排出量；以及执行以下处理中的至少一者：基于所述目标排出效率来制作至少包含所述船舶的出发和到达地点之间的航线的航海计划；以及基于所述目标排出效率来控制用于使所述船舶推进的推进机构。
本发明的又一方式的程序用于使计算机执行以下步骤：获取环境负荷物质的排出效率的目标值即环境负荷物质的目标排出效率，所述环境负荷物质的排出效率表示在航海中船舶对输送对象物进行输送时的每单位功率的从船舶排出的成为环境负荷的因素的环境负荷物质的排出量；以及执行以下处理中的至少一者：基于所述目标排出效率来制作至少包含所述船舶的出发和到达地点之间的航线的航海计划；以及基于所述目标排出效率来控制用于使所述船舶推进的推进机构。
本发明的又一方式的信息处理装置具备：航海计划制作部，其制作至少包含船舶的出发和到达地点之间的航线的航海计划；计算部，其基于所制作出的所述航海计划中的、所述船舶对输送对象物进行输送时的每单位功率的从船舶排出的成为环境负荷的因素的环境负荷物质的排出量，来计算关于所制作出的所述航海计划的所述环境负荷物质的排出效率的估计值；以及输出部，其输出所述排出效率的估计值。
本发明的又一方式的方法包括以下步骤：制作至少包含船舶的出发和到达地点之间的航线的航海计划；基于所制作出的所述航海计划中的、所述船舶对输送对象物进行输送时的每单位功率的从船舶排出的成为环境负荷的因素的环境负荷物质的排出量，来计算关于所制作出的所述航海计划的所述环境负荷物质的排出效率的估计值；以及输出所述排出效率的估计值。
本发明的又一方式的程序用于使计算机执行以下步骤：制作至少包含船舶的出发和到达地点之间的航线的航海计划；基于所制作出的所述航海计划中的、所述船舶对输送对象物进行输送时的每单位功率的从船舶排出的成为环境负荷的因素的环境负荷物质的排出量，来计算关于所制作出的所述航海计划的所述环境负荷物质的排出效率的估计值；以及输出所述排出效率的估计值。
本发明的又一方式的信息处理装置具备：航海计划制作部，其制作至少包含船舶的出发和到达地点之间的航线的航海计划；计算部，其基于所制作出的所述航海计划中的、所述船舶对输送对象物进行输送时的每单位功率的从船舶排出的成为环境负荷的因素的环境负荷物质的排出量，来计算关于所制作出的所述航海计划的所述环境负荷物质的排出效率的估计值；获取部，其获取所述排出效率的估计值为与所述排出效率的目标值即目标排出效率相同的效率或比所述目标排出效率好的效率的航海计划中的实际的所述排出效率；以及输出部，其输出关于为与所述目标排出效率相同的效率或比所述目标排出效率好的效率的所述航海计划的所述排出效率的估计值和所述实际的排出效率。
本发明的又一方式的方法包括以下步骤：制作至少包含船舶的出发和到达地点之间的航线的航海计划；基于所制作出的所述航海计划中的、所述船舶对输送对象物进行输送时的每单位功率的从船舶排出的成为环境负荷的因素的环境负荷物质的排出量，来计算关于所制作出的所述航海计划的所述环境负荷物质的排出效率的估计值；获取所述排出效率的估计值为与所述排出效率的目标值即目标排出效率相同的效率或比所述目标排出效率好的效率的航海计划中的实际的所述排出效率；以及输出关于为与所述目标排出效率相同的效率或比所述目标排出效率好的效率的所述航海计划的所述排出效率的估计值和所述实际的排出效率。
本发明的又一方式的程序用于使计算机执行以下步骤：航海计划制作步骤，其制作至少包含船舶的出发和到达地点之间的航线的航海计划；基于所制作出的所述航海计划中的、所述船舶对输送对象物进行输送时的每单位功率的从船舶排出的成为环境负荷的因素的环境负荷物质的排出量，来计算关于所制作出的所述航海计划的所述环境负荷物质的排出效率的估计值；获取所述排出效率的估计值为与所述排出效率的目标值即目标排出效率相同的效率或比所述目标排出效率好的效率的航海计划中的实际的所述排出效率；以及输出关于为与所述目标排出效率相同的效率或比所述目标排出效率好的效率的所述航海计划的所述排出效率的估计值和所述实际的排出效率。
本发明的又一方式的控制装置具备：获取部，其获取环境负荷物质的排出效率的目标值即环境负荷物质的目标排出效率，所述环境负荷物质的排出效率表示在航海中船舶对输送对象物进行输送时的每单位功率的从船舶排出的成为环境负荷的因素的环境负荷物质的排出量；以及推进控制部，其基于所述目标排出效率来控制用于使所述船舶推进的推进机构。
本发明的又一方式的方法包括以下步骤：获取环境负荷物质的排出效率的目标值即环境负荷物质的目标排出效率，所述环境负荷物质的排出效率表示在航海中船舶对输送对象物进行输送时的每单位功率的从船舶排出的成为环境负荷的因素的环境负荷物质的排出量；以及基于所述目标排出效率来控制用于使所述船舶推进的推进机构。
本发明的又一方式的程序用于使计算机执行以下步骤：获取环境负荷物质的排出效率的目标值即环境负荷物质的目标排出效率，所述环境负荷物质的排出效率表示在航海中船舶对输送对象物进行输送时的每单位功率的从船舶排出的成为环境负荷的因素的环境负荷物质的排出量；以及基于所述目标排出效率来控制用于使所述船舶推进的推进机构。
此外，上面的任意组合、或者将本发明的结构要素、表现在方法、装置、程序、记录有程序的暂态或非暂态的存储介质、系统等之间相互置换所得到的方式作为本发明的方式也是有效的。
发明的效果
根据本发明，能够提供一种能够从船舶的环境负荷物质的排出量和输送对象物的输送的观点出发高效地进行航行的技术。
附图说明
图1是示出第一实施方式的航海计划制作系统的图。
图2是概要性地示出第一实施方式的航海计划制作装置的框图。
图3是示出第一实施方式的航海计划制作装置的处理的一例的流程图。
图4是概要性地示出第一实施方式的变形例所涉及的航海计划制作装置的框图。
图5是概要性地示出第二实施方式的航海计划制作装置的框图。
图6是示出第二实施方式的航海计划制作装置的处理的一例的流程图。
图7概要性地示出应用了第三实施方式的控制装置的船舶。
图8是概要性地示出第三实施方式的控制装置的框图。
图9是示出第三实施方式的控制装置的处理的一例的流程图。
图10是概要性地示出第四实施方式的控制装置的框图。
图11是示出第四实施方式的控制装置的处理的一例的流程图。
图12是示出第五实施方式的控制装置的处理的一例的流程图。
图13是概要性地示出本发明的信息处理装置的框图。
具体实施方式
下面，基于优选的实施方式并参照各附图来说明本发明。为了易于理解，以适当放大、缩小的方式示出各附图中的构件的尺寸。另外，在各附图中在说明实施方式的方面不重要的构件的一部分被省略显示。
另外，对于具有共同点的各个结构要素，在名称的开头标注“第一、第二”等来进行区别，而在进行统称时省略它们。另外，包含第一、第二等序数的术语是为了对多种结构要素进行说明而使用的，该术语仅用于将一个结构要素区别于其它结构要素的目的，并不是通过该术语来限定结构要素。
在本说明书中，将从船舶排出的成为环境负荷的因素的物质称为“环境负荷物质”。环境负荷物质例如包含二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、一氧化二氮(N2O)、氢氟碳化物(HFCs)、全氟碳化物(PFCs)、六氟化硫(SF6)和三氟化氮(NF3)等成为地球的温室效应的因素的物质、氮氧化物(NOx)和硫氧化物(SOx)等成为大气污染的因素的物质等。此外，“从船舶排出的环境负荷物质”并不限定于从船舶的主机等推进机关排出的物质，除了包含从设置于船舶20的照明设备、空调设备、航海设备、电动泵、辅机、各种ECU等排出的物质之外，还包含从在船舶20中经由船内母线(未图示)接受电力供给并消耗电力的所有船内负载排出的物质。在下面的实施方式中，以作为环境负荷物质的CO2为例进行说明，但也可以针对其它环境负荷物质应用本发明，也可以针对多个环境负荷物质的各环境负荷物质应用本发明。
在本说明书中，将在航海中船舶对输送对象物进行输送时的每单位功率的从船舶排出的环境负荷物质的排出量称为“环境负荷物质的排出效率(下面为排出效率)”。在上述每单位功率的环境负荷物质的排出量比较小的情况下，称为排出效率“好”，在上述每单位功率的环境负荷物质的排出量比较大的情况下，称为排出效率“差”。例如，在排出效率低于后述的目标排出效率的情况下，称为排出效率比目标排出效率好。另外，在环境负荷物质的每单位排出量的上述功率比较大的情况下，也能够称为排出效率“好”，在环境负荷物质的每单位排出量的上述功率比较小的情况下，也能够称为排出效率“差”。另外，将优化排出效率记载为“改善”。
在本说明书中，将船体的对水船速简称为“船速”，将船体的当前的吃水简称为“吃水”。
第一实施方式
图1示出本发明的第一实施方式所涉及的航海计划制作系统1。图1的航海计划制作系统1包括设置在陆地上的管理中心10以及在海上航行的船舶20。在第一实施方式中，管理中心10包括航海计划制作装置100，该航海计划制作装置100用于制作航海计划。管理中心10和船舶20以能够彼此进行通信的方式构成。管理中心10能够将所制作出的航海计划发送至船舶20。
图2是概要性地示出第一实施方式的航海计划制作装置100的框图。图2和后述的框图中示出的各块描述了如下功能块：在硬件上能够通过以计算机的处理器、CPU、存储器为代表的元件、电子电路、机械装置来实现，在软件上通过计算机程序等来实现，但在此通过它们的协作来实现。因而，本领域技术人员理解的是，这些功能块能够通过硬件、软件的组合以各种形式来实现。
如图2所示，第一实施方式的航海计划制作装置100具备：获取部101、航海计划制作部102、计算部103、输出部104、警报产生部105以及存储部106。
获取部101获取表示船舶20中的航海的条件的航海条件数据。第一实施方式的航海条件数据包含：用于识别船舶20的识别信息(例如，船舶20的识别编号等)、船舶20的出发地点及到达地点(出发和到达地点)、出发时刻及目标到达时刻(出发和到达时刻)、被设定为相对于目标到达时刻晚能够容许的时间的时刻即容许到达时刻、以及CO2的目标排出效率Ce_t。航海条件数据例如也可以包含经由地点、该经由地点的出发和到达时刻。可以通过数值输入来设定航海条件数据中的目标排出效率Ce_t，也可以预先将基于例如IMO(International Maritime Organization：国际海事组织)的CII(Carbon IntensityIndicator：碳强度指标)的评级基准的A～E等等级以表的形式设定，通过输入作为目标的等级来设定该目标排出效率Ce_t。通过应用基于CII的评级基准的等级，从而容易获得作为目标的CII的评级。
另外，获取部101从外部的气象数据服务器以及海况数据服务器(均未图示)接收分别表示出发和到达地点之间及其周围的气象和海况的气象数据以及海况数据。例如，在第一实施方式中，作为气象数据而使用表示天气(晴天、阴天等)的天气数据、表示风速或风向的风数据，作为海况数据而使用表示波高和波周期的波浪数据、表示朝向潮流和潮速的潮流数据。气象数据和海况数据可以不仅包含与当前的气象和海况的状况有关的信息，还包含与将来的气象和海况的状况有关的信息。
航海计划制作部102基于航海条件数据来制作船舶20的航海计划。该航海计划至少包含出发和到达地点之间的航线。计划航线例如还可以包含由航海条件数据示出的各种条件、航线的任意地点之间的目标船速、该航海中的后述的燃料消耗量F、后述的输送对象物的重量L、后述的排出效率Ce的估计值等。航海计划制作部102使用公知的方法来制作在出发和到达地点之间能够在出发和到达时刻内航行的多个航海计划。因而，使用公知的方法来制作航海计划中的出发和到达地点之间的航线、该航线的任意地点之间的船速、该航海中的燃料消耗量F等。航海计划既可以在航海前制作，也可以在航行中制作。
计算部103基于所制作出的航海计划中的船舶20的CO2的排出量和船舶20对输送对象物进行输送时的功率，来计算关于所制作出的航海计划的每单位时间的排出效率Ce的估计值(在第一实施方式和第二实施方式中称为估计排出效率Ce)。若将F设为每单位时间的燃料消耗量[kg/s]、将C1设为由船舶20中所使用的燃料种类定义的换算为燃烧时的CO2的排出量的换算常数、将C(＝F×C1)设为每单位时间的CO2的排出量[kg/s]、将L设为输送对象物的重量[kg]、将Vs设为船速[m/s]、将用于船舶20对输送对象物进行输送的每单位时间的功设为功率W(＝L×Vs)[kg·m/s]，则估计排出效率Ce[kg/s/kg·m/s]例如通过下面的式(1)来计算。
Ce＝C÷W
＝(F×C1)÷(L×Vs) 式(1)
在此，输送对象物的重量L的主要细目为货物的重量、压载水的重量和燃料的重量，但输送对象物的重量L还包含清水、舱底、乘员等的重量。在第一实施方式中，被定为船舶20的设计规格的载货重量吨DWT(Deadweight tonnage：载重吨位)被用作船舶20的输送对象物的重量L。
输出部104输出所制作出的航海计划。第一实施方式的输出部104将所制作出的航海计划中的估计排出效率Ce与该航海计划一起输出。例如，输出部104通过将航海计划等输出至管理中心10、船舶20，来使搭载于管理中心10、船舶20的显示器显示航海计划等。
警报产生部105产生目标到达时刻超过容许到达时刻的意思的警报。例如，警报产生部105能够使用搭载于管理中心10、船舶20的显示器、扬声器来显示目标到达时刻超过容许到达时刻的意思或者输出声音。
存储部106存储有用于执行各种处理的程序等。第一实施方式的存储部106存储有获取部101获取到的航海条件数据、公知的用于制作航海计划的航海计划制作模型、表示船舶20的基本规格的规格信息(例如，船舶20的每单位航行距离的燃料消耗量、船舶20的输送对象物的重量L、换算系数C1等)等。
图3是示出第一实施方式的航海计划制作装置100的处理S100的流程图。
在步骤S101中，获取部101判断是否获取到航海条件数据。例如由操作员等经由设置于管理中心10的PC等用户输入装置(未图示)输入航海条件数据。例如也可以由船舶20的船长/船员等经由设置于船舶20的PC等用户输入装置(未图示)输入航海条件数据，并将航海条件数据从船舶20发送至管理中心10。在未获取到航海条件数据的情况下(步骤S101：“否”)，处理S100返回到步骤S101的先头，并反复进行步骤S101。在获取到航海条件数据的情况下(步骤S101：“是”)，处理S100进入步骤S102。
在步骤S102中，获取部101获取航海条件数据的出发和到达地点以及出发和到达时刻的气象数据和海况数据。
在步骤S103中，航海计划制作部102制作航海计划。第一实施方式的航海计划制作部102通过向存储于存储部106的航海计划制作模型输入航海条件数据、气象数据、海况数据以及船舶20的规格信息来制作航海计划。第一实施方式的航海计划制作部102使用所制作出的航海计划中的、船舶20的燃料消耗量F最少的航线计划。下面，将燃料消耗量F最少的航海计划中的船舶20的燃料消耗量称为最小燃料消耗量Fmin。
在步骤S104中，计算部103基于上述式(1)，来计算关于所制作出的航海计划的估计排出效率Ce。在第一实施方式中，计算一次航海整体的估计排出效率Ce。在第一实施方式中，在计算上述式(1)时，船速Vs使用航海计划的整个航线中的船速Vs的平均值，燃料消耗量F是基于存储于存储部106的规格信息中的每单位航海距离的燃料消耗量与航海计划的整个航线的航海距离的积来计算的，并从存储部106读出输送对象物的重量L和换算常数C1。
在步骤S105中，计算部103判断估计排出效率Ce是否为目标排出效率Ce_t以下(Ce≤Ce_t)。在Ce≤Ce_t的情况下(步骤S105：“是”)、即估计排出效率Ce为与目标排出效率Ce_t相同的效率或比目标排出效率Ce_t好的效率的情况下，处理S100进入步骤S106。在不是Ce≤Ce_t的情况下(步骤S105：“否”)、即估计排出效率Ce为比目标排出效率Ce_t差的效率的情况下，处理S100进入步骤S107。
在步骤S106中，输出部104将所制作出的航海计划及其估计排出效率Ce输出至管理中心10、船舶20的显示器。由此，管理中心10的操作员、船上的船长/船员能够确认估计排出效率Ce并最终决定航线计划。另外，能够将每个航海计划的排出效率可视化，因此操作员等容易制定排出效率的管理、年度的计划。在步骤S106之后，处理S100结束。
在步骤S107中，航海计划制作部102以使估计排出效率Ce成为与目标排出效率Ce_t相同的效率或比目标排出效率Ce_t好的效率的方式再次制作航海计划。例如，航海计划制作部102在不限制航海条件数据中的目标到达时刻的情况下以使估计排出效率Ce成为目标排出效率Ce_t以下的方式制作航海计划。在此，船舶20行进的航线中的气象和海况较大地影响排出效率。这是因为：例如在逆风、波高较大的情况或波周期较短的情况下，船舶20在航线上行进时船舶20受到的来自风、波的阻力变大而需要更多的推进力，因此需要消耗更多的能量、即排出更多的CO2。因此，例如考虑如下情况：在由于风向、潮流等气象海况条件而存在每单位航行距离的燃料消耗量(即每单位航行距离的CO2的排出量)较少的海域的情况下，即使稍微绕道，在该海域中航海也能够改善排出效率。例如，航海计划制作部102制作在步骤S103中制作出的航海计划中的航线的迂回路径，并基于该迂回路径来制作航海计划。探索迂回路径的算法例如能够使用迪杰斯特拉法(Dijkstra's Algorithm)等，但并不限定于此，能够使用公知的迂回路径探索方法。
在步骤S108中，警报产生部105判断再次制作出的航海计划的目标到达时刻是否超过容许到达时刻。在目标到达时刻超过容许到达时刻的情况下(步骤S108：“是”)，处理S100进入步骤S109。在目标到达时刻未超过容许到达时刻的情况下(步骤S108：“否”)，处理S100进入步骤S110。
在步骤S109中，警报产生部105产生目标到达时刻超过容许到达时刻的意思的警报。在步骤S109之后，处理S100进入步骤S110。
在步骤S110中，输出部104将所再次制作出的航海计划及其估计排出效率Ce输出至管理中心10、船舶20的显示器。由此，管理中心10的操作员、船舶20上的船长/船员能够确认估计排出效率Ce并最终决定航线计划。另外，能够将每个航海计划的排出效率可视化，因此操作员等容易制定排出效率的管理、年度的计划。
在步骤S110之后，处理S100结束。
在此，设想在航线计划系统中基于船舶20中的CO2的排出量来制作航海计划。然而，例如，船舶20的原本功能在于对输送对象物进行输送，另一方面，如果减少输送对象物则能够削减CO2的排出量。因此，从兼顾CO2的排出量削减和输送对象物的输送的观点出发，仅基于CO2的排出量来制作航海计划未必能说是有效的方法。因而，寻求能够从兼顾船舶20中的CO2的排出量削减和输送对象物的输送的观点出发高效地进行航行的方法。
在第一实施方式中，航海计划制作部102基于目标排出效率来制作航海计划。根据本结构，能够从兼顾船舶20中的CO2的排出量削减和输送对象物的输送的观点出发适当地制作航海计划。
在第一实施方式中，输出估计排出效率Ce为与目标排出效率Ce_t相同的效率或比目标排出效率Ce_t好的效率的航海计划。根据本结构，能够适当地制作比目标排出效率好的排出效率的航海计划。通过持续进行基于利用目标排出效率对排出效率进行了限制的航线计划的航行，从而能够可靠地抑制和管理将来被导入了碳足迹的情况下的输送时的CO2的排出量。
在第一实施方式中，在并非估计排出效率Ce为与目标排出效率Ce_t相同的效率或比目标排出效率Ce_t好的效率的情况下，航海计划制作部102以使估计排出效率Ce成为与目标排出效率Ce_t相同的效率或比目标排出效率Ce_t好的效率的方式再次制作航海计划，输出部104输出所再次制作出的航海计划。根据本结构，即使在并非所制作出的航海计划的估计排出效率Ce为与目标排出效率Ce_t相同的效率或比目标排出效率Ce_t好的效率的情况下，也能够适当地再次制作估计排出效率Ce为与目标排出效率Ce_t相同的效率或比目标排出效率Ce_t好的效率的航海计划。
在第一实施方式中，在所再次制作出的航海计划中的目标到达时刻超过容许到达时刻的情况下，警报产生部105产生目标到达时刻超过容许到达时刻的意思的警报。根据本结构，接收到警报的人能够掌握所再次制作出的航海计划中的目标到达时刻超过容许到达时刻的情况，能够适当地进行该航海计划适当与否的判断。
下面，说明第一实施方式的变形例。
在第一实施方式中，航海计划制作部102以使船舶20的燃料消耗量最小的方式制作了航海计划，但也可以以使船舶20的燃料消耗量为规定值以下的方式制作航海计划。根据本结构，在所制作出的航海计划中，虽然估计排出效率Ce为与目标排出效率Ce_t相同的效率或比目标排出效率Ce_t好的效率，但燃料消耗量增加，其结果，能够抑制实质上的CO2的排出量增加这样的事态。
在第一实施方式中，以使估计排出效率Ce成为目标排出效率Ce_t以下的方式制作了航海计划，但并不限定于此。只要基于估计排出效率Ce和目标排出效率Ce_t来制作航海计划即可，例如也可以以使估计排出效率Ce接近目标排出效率Ce_t的方式制作航海计划。
在船舶20的航行状态未满足规定的安全航行基准的情况下，也可以不执行基于估计排出效率Ce和目标排出效率Ce_t来制作航海计划的处理。此处的“船舶20的航行状态未满足规定的安全基准的情况”例如可举出暴风雨天气时、船舶20的推进机构70、控制装置200等发生了异常或故障的情况、经由用户输入装置接收到表示船舶20的航行状态未满足规定的安全基准的输入的情况等预想到在船舶20的安全航行上存在障碍的情况。例如，也可以不执行图3的步骤S104、S105、S107～S110的处理，而在步骤S103之后，处理S100进入步骤S106。根据本结构，能够确保航海的安全性并从排出效率的观点出发制作适当的航海计划。
在第一实施方式中，航海计划制作装置100设置于管理中心10，但也可以设置于船舶20。
在第一实施方式中，航海计划制作部102使用船舶20的燃料消耗量最少的航线制作了航线计划，但并不限定于此。例如，也可以针对船舶20的燃料消耗量小于基准值的一条或多条航线分别制作航海计划。在该情况下，只要输出所制作出的一条或多条航线中的、估计排出效率Ce为与目标排出效率Ce_t相同的效率或比目标排出效率Ce_t好的效率的航海计划即可。
在第一实施方式中，与所制作出的航海计划一起输出了估计排出效率Ce，但并不限定于此，也可以输出所制作出的航海计划和估计排出效率Ce中的一方。
也可以是，获取部101获取所制作出的航海计划中的船舶20的CO2的实际的排出效率，输出部104输出估计排出效率Ce和实际的排出效率。例如，记录部在航海中记录实际的燃料流量和实际的航海距离，在航海结束时，计算部103基于在出发和到达时刻之间记录的实际的燃料流量和实际的航海距离，来计算实际的排出效率，输出部104使估计排出效率Ce和实际的排出效率显示于显示器等。由此，能够将估计排出效率Ce和实际的排出效率进行比较，能够掌握在航海计划制作装置100中计算的估计排出效率Ce的精度。
图4是概要性地示出第一实施方式的变形例所涉及的航海计划制作装置100的框图。第一实施方式的变形例所涉及的航海计划制作装置100也可以具备模型更新部107，该模型更新部107基于规定的算法来更新存储于存储部106的航海计划制作模型。模型更新部107在模型更新处理中使用的算法例如能够以制作燃烧消耗量更少的航海计划为目标来适当设计。例如，模型更新部107能够通过以在基于航海计划的航线上进行航行时的合计的燃料消耗量的实测值为训练数据的机器学习，来更新航海计划制作模型。模型更新部107能够使用支持向量机、神经网络(包括深度学习)、随机森林等公知的机器学习方法来更新航海计划制作模型。
在第一实施方式中，针对船舶20决定的输送对象物的重量DWT被用作船舶20的输送对象物的重量L，但并不限定于此。例如，也可以基于表示吃水计所测量出的吃水的吃水数据来计算输送对象物的重量L，也可以通过其它公知的方法来求出输送对象物的重量L。
在第一实施方式中，在步骤S107中在不限制所获取到的航海条件数据中的目标到达时刻的情况下再次制作了航海计划，但并不限定于此。例如，也可以以延迟30分钟等规定的时间的方式再次设定目标到达时刻，并基于再次设定出的目标到达时刻来再次制作航海计划。另外，也可以将容许到达时刻设为目标到达时刻来再次制作航海计划。
在第一实施方式中，在所再次制作出的航海计划中的目标到达时刻超过容许到达时刻的情况下，警报产生部105产生目标到达时刻超过容许到达时刻的意思的警报，但并不限定于此，也可以不产生警报。例如，也可以在所再次制作出的航海计划中的目标到达时刻超过容许到达时刻的情况下，航海计划制作部102以使不超过容许到达时刻的方式再次制作航海计划。
在第一实施方式中，估计排出效率Ce、船舶20的燃料消耗量F、CO2的排出量C、功率W是每单位时间的值，但例如也可以是每单位距离的值。另外，它们也可以不使用每单位时间的值，而使用设想在航海计划的航线上进行航行的情况下的合计值。
第二实施方式
下面，说明本发明的第二实施方式。在第二实施方式的附图和说明中，对与第一实施方式相同或等同的结构要素、构件标注相同的附图标记。适当省略与第一实施方式重复的说明，重点说明与第一实施方式不同的结构。
图5是概要性地示出第二实施方式的航海计划制作装置100的框图。第二实施方式的航海计划制作装置100具备获取部101、航海计划制作部102、计算部103、输出部104以及存储部106。
图6是示出第二实施方式的航海计划制作装置100的处理S200的流程图。处理S200中的步骤S201～S202与图3的步骤S101～S102基本上相同，因此省略其说明。
经过步骤S201～S202后，在步骤S203中，航海计划制作部102制作多个航海计划。例如，第二实施方式的航海计划制作部102计算关于燃料消耗量小于基准值的一条或多条航线的航海计划。
在步骤S204中，计算部103关于多个航海计划的各航海计划计算估计排出效率Ce。
在步骤S205中，输出部104输出所制作出的各航海计划和关于各航海计划的估计排出效率Ce。
在第二实施方式中，输出部104输出关于所制作出的航海计划的估计排出效率Ce。根据本结构，管理中心10的操作员、船舶20上的船长/船员能够确认估计排出效率Ce并最终决定航线计划。另外，能够将每个航海计划的排出效率可视化，因此操作员等容易制定排出效率的管理、年度的计划。
第三实施方式
下面，说明第三实施方式。在第三实施方式的附图和说明中，对与第一实施方式相同或等同的结构要素、构件标注相同的附图标记。适当省略与第一实施方式重复的说明，重点说明与第一实施方式不同的结构。
参照图7和图8。图7概要性地示出应用了第三实施方式的控制装置200的船舶20。图8是概要性地示出本发明的第三实施方式所涉及的控制装置200的框图。如图7所示，在第一实施方式中，船舶20具备船体21、控制装置200以及推进机构70。第三实施方式的控制装置200基于排出效率Ce和目标排出效率Ce_t来控制推进机构70。
推进机构70是用于产生使船体21推进的推进力的机构。推进机构70只要能够使船体21推进即可。在第三实施方式中，推进机构70具备柴油发动机(下面称为“主机74”)作为原动机，通过由主机74驱动轴78来使螺旋桨75进行转动从而得到推进力。推进机构70为了使主机74运转，消耗与主机74的转速、转矩相应的量的燃料。推进机构70具备抑制主机74的转速的变动的调速装置77。调速装置77也被称为调速器，在主机74的转速相对于负荷变动发生变化时，以缓和该变化的方式调整燃料供给量。
第三实施方式的控制装置200控制主机74。第三实施方式的控制装置200基于用于远程操纵在船舶20的船桥等设置的主机74的操纵装置(下面也有时称为“远程控制器50”)的操作输入，来进行将主机74的转速增减、停止等的控制。在第三实施方式中，指令信号包含主机74的目标转速Ne_t，由目标转速Ne_t表示目标推进力。远程控制器50具有操作手柄51作为用于输出指令信号的操作部，该指令信号用于指示要使推进机构70产生的目标推进力的大小。远程控制器50根据操作手柄51的位置(下面称为“手柄位置P”)，将用于指示目标推进力的大小的指令信号发送至控制装置200。手柄位置P例示操作部的操作状态。操纵者能够通过改变远程控制器50的操作手柄51的位置，来使推进机构70的推进力在包含零、前进和后退的规定范围内进行变更。
操作手柄51只要能够供操纵者对操纵装置输入操作即可，并不限定于该方式。例如，操作手柄51既可以具备可动的操作部，也可以不具备可动的操作部。例如，操作手柄51也可以根据触摸面板的触摸位置探测指令。
在第三实施方式中，推进机构70包括与主机74连结的螺旋桨75。不对螺旋桨75的结构进行限定，例如既可以为定距螺旋桨，也可以为变距螺旋桨72。该例子的螺旋桨为根据来自推进控制部204的桨叶角指令来改变螺旋桨桨叶的桨叶角的变距螺旋桨72。变距螺旋桨72具有桨叶角设定部71，该桨叶角设定部71与推进控制部204的控制相应地使桨叶角发生变化。桨叶角设定部71探测当前的桨叶角，并使用当前的桨叶角来进行反馈控制，从而实现遵循目标桨叶角的桨叶角。
在具有变距螺旋桨72的情况下，通过一边使主机74以固定的转速进行运转一边改变桨叶角来改变推进机构70的推进力。如果以燃料消耗比较少的转速进行运转，则能够节省主机74的燃料消耗量。
在该例子的控制装置200中，与远程控制器50的操作手柄51的手柄位置P对应的主机74的目标转速Ne_t和螺旋桨桨叶的目标桨叶角之间的关系被预先设定为协调曲线(combinator curve)。作为一例，协调曲线将操作手柄51的各手柄位置P与目标转速Ne_t及目标桨叶角之间的关系定义为：在手柄位置P为STOP的情况下，目标转速Ne_t＝80rpm，目标桨叶角＝0[deg]，在手柄位置P为N/FMAX的情况下，目标转速Ne_t＝120[rpm]、目标桨叶角＝25[deg]。
流量计73测量在用于向主机74供给燃料的燃料配管(未图示)内移动的燃料的流量，并以规定的时间间隔输出所测量出的流量数据。
如图8所示，控制装置200具备获取部201、计算部202、降低部203、推进控制部204以及存储部205。
获取部201获取用于指示推进机构70要产生的目标推进力的指令信号以及表示当前的推进力的实际信号。另外，获取部201获取目标排出效率Ce_t、主机74的当前的燃料消耗量F、当前的输送对象物的重量L以及船舶20的当前的船速Vs等各种数据。可以从远程控制器50等输入装置通过数值输入来设定目标排出效率Ce_t，也可以预先将基于例如IMO(International Maritime Organization)的CII(Carbon Intensity Indicator)的评级基准的A～E等等级以表的形式设定，通过输入作为目标的等级来设定该目标排出效率Ce_t。通过应用基于CII的评级基准的等级，从而容易获得作为目标的CII的评级。另外，例如也可以从电子海图显示系统(ECDIS)、气象导航(weather routing)等航海设备配合当前船位地进行目标排出效率Ce_t的外部输入。
计算部202基于从船舶20排出的当前的CO2的排出量和用于船舶20对输送对象物进行输送的当前的功率W，来计算当前的排出效率Ce。在此，计算部202基于当前的燃料消耗量F来计算当前的排出量C(＝C1×F)，基于当前的输送对象物的重量L和当前的船速Vs来计算当前的功率W(＝L×Vs)。
在所计算出的当前的排出效率Ce为比目标排出效率Ce_t差的效率的情况下，降低部203降低目标推进力。
推进控制部204基本上基于由获取部201获取到的指令信号与实际信号的比较结果来控制推进机构70的推进力。例如，推进控制部204以使指令信号中的目标转速与实际信号中的实际的转速一致的方式控制主机74的转速。第三实施方式的推进控制部204基于当前的排出效率Ce和目标排出效率Ce_t来控制推进机构70。具体地说，在所计算出的当前的排出效率Ce为比目标排出效率Ce_t差的效率的情况下，第三实施方式的推进控制部204以使排出效率成为与目标排出效率Ce_t相同的效率或比目标排出效率Ce_t好的效率的方式控制推进机构70。
存储部205存储获取部201所获取到的各种数据、各基准值、各阈值等。第三实施方式的存储部205存储有表示排出效率的变化量ΔCe与转速的变化量ΔNe的相关性的ΔNe-ΔCe相关模型。该ΔNe-ΔCe相关模型是基于任意的转速的变化量ΔNe的实测值和此时的排出效率的变化量ΔCe的实测值来预先制作和存储的。
图9是示出第三实施方式的控制装置200的处理S300的流程图。处理S300被以规定的时间间隔(例如，几毫秒)执行。
在步骤S301中，获取部201获取目标转速Ne_t、目标排出效率Ce_t、当前的输送对象物的重量L、当前的燃料消耗量F以及当前的船速Vs。在本实施方式中，从考虑在航海中消耗燃料等来进一步提高精度的观点出发，当前的输送对象物的重量L不是使用上述DWT而是根据上述的吃水等的测量值来计算的。当前的燃料消耗量F是基于流量计73的测量值通过公知的方法来计算的。燃料消耗量F也可以根据主机74的运转状态(例如，主机74的负载、燃料喷射量指令值等)通过公知的方法来计算。目标转速Ne_t是根据基于远程控制器50的操作手柄51的手柄位置P输出的指令信号来设定的。当前的船速Vs可以基于固定时间前后的船舶20的位置之差来求出，也可以根据船舶20的速度计的测定值来求出。
在步骤S302中，计算部202基于在步骤S301中获取到的当前的输送对象物的重量L、当前的燃料消耗量F以及当前的船速Vs，通过上述式(1)来计算当前的排出效率Ce。
在步骤S303中，计算部202判断当前的排出效率Ce是否为目标排出效率Ce_t以下(Ce≤Ce_t)。在Ce≤Ce_t的情况下(步骤S303：“是”)、即当前的排出效率Ce为与目标排出效率Ce_t相同的效率或比目标排出效率Ce_t好的效率的情况下，处理S300进入步骤S307。在不是Ce≤Ce_t的情况下(步骤S303：“否”)、即当前的排出效率Ce为比目标排出效率Ce_t差的效率的情况下，处理S300进入步骤S304。
在步骤S304中，计算部202计算当前的排出效率Ce与目标排出效率Ce_t的变化量ΔCe(＝Ce-Ce_t)。
在步骤S305中，计算部202基于在步骤S304中计算出的排出效率的变化量ΔCe来计算用于达成目标排出效率Ce_t的目标转速的变化量ΔNe。在第三实施方式中，计算部202使用存储于存储部205的ΔNe-ΔCe相关模型，来计算与排出效率的变化量ΔCe相当的目标转速的变化量ΔNe。排出效率Ce与转速Ne的ΔNe-ΔCe相关模型例如是图9的步骤S305所示的示出排出效率与转速之间的关系的二维图表。ΔNe-ΔCe相关模型不限定于二维图表，也可以是多变量的图表，还可以是通过机器学习鉴别的响应模型。
在步骤S306中，降低部203通过从目标转速Ne_t减去在步骤S305中求出的转速的变化量ΔNe，从而降低目标转速Ne_t(Ne_t＝Ne_t-ΔNe)。由此，降低目标推进力。
在步骤S307中，推进控制部204控制主机74的转速。在此，在Ce≤Ce_t的情况下(步骤S303：“是”)，在步骤S307中，推进控制部204基于在步骤S301中获取到的目标转速Ne_t来控制主机74的转速。因而，在能够通过步骤S301中的目标转速Ne_t达成目标排出效率Ce_t的情况下，直接使用步骤S301中的目标转速Ne_t。另一方面，在不是Ce≤Ce_t的情况下(步骤S303：“否”)，在步骤S307中，推进控制部204基于在步骤S306中降低后的目标转速Ne_t来控制主机74的转速。因而，在无法通过步骤S301中的目标转速Ne_t达成目标排出效率Ce_t的情况下，通过降低目标转速Ne_t来改善排出效率，由此使用能够达成目标排出效率Ce_t的目标转速Ne_t来控制主机74。
在步骤S307之后，处理S300结束。此外，也可以在步骤S303中当前的排出效率Ce小于目标排出效率Ce_t的情况下，经过步骤S304和S305增大目标转速Ne_t。在Ce<Ce_t的情况下，排出效率的变化量ΔCe和转速的变化量ΔNe为负的数值，作为结果而目标转速Ne_t增加。
在第三实施方式中，推进控制部204基于目标排出效率Ce_t来控制推进机构70。根据本结构，能够从兼顾船舶20中的CO2的排出量削减和输送对象物的输送的观点出发适当地控制推进机构70。
在第三实施方式中，在当前的排出效率Ce为比目标排出效率Ce_t差的效率的情况下，推进控制部204以使排出效率成为与目标排出效率Ce_t相同的效率或比目标排出效率Ce_t好的效率的方式控制推进机构70。根据本结构，能够以使排出效率成为与目标排出效率Ce_t相同的效率或比目标排出效率Ce_t好的效率的方式适当地控制推进机构70。
在第三实施方式中，在当前的排出效率Ce为比目标排出效率Ce_t差的效率的情况下，降低部203降低目标推进力，推进控制部204基于降低后的目标推进力来控制推进机构70。根据本结构，能够以使排出效率成为与目标排出效率Ce_t相同的效率或比目标排出效率Ce_t好的效率的方式适当地控制推进机构70。
在第三实施方式中，降低部203通过降低主机74的目标转速来降低目标推进力。能够以使排出效率成为与目标排出效率Ce_t相同的效率或比目标排出效率Ce_t好的效率的方式容易地控制推进机构70。
在第三实施方式中，计算部202基于当前的燃料消耗量F来计算当前的CO2的排出量C，基于当前的输送对象物的重量L和当前的船速Vs来计算当前的功率W。根据本结构，能够适当地估计排出效率。
下面，说明第三实施方式的变形例。
在第三实施方式中，获取部201获取到目标转速Ne_t，但并不限定于此，例如也可以获取目标船速V_t，降低部203也可以通过降低目标船速V_t来降低目标推进力。例如，在获取目标船速V_t来取代目标转速Ne_t的情况下，推进控制部204以使指令信号中的目标船速与实际信号中的实际的船速一致的方式控制主机74的转速。另外，只要在存储部205中存储有排出效率Ce与船速Vs的Ce-Vs相关模型、并在步骤S305中基于ΔCe-ΔVs相关模型来计算与排出效率的变化量ΔCe相当的目标船速的变化量ΔVs、并求出与该变化量ΔVs相当的转速的变化量ΔNe即可。
在第三实施方式中，在步骤S305和S306中基于ΔNe-ΔCe相关模型来计算转速的变化量ΔNe，但例如也可以在以使每单位时间的主机74的输出、燃料消耗量不超过其上限值的方式限制主机74的船速、转速的基础上，计算转速的变化量ΔNe。在变形例中使用上述的ΔCe-ΔVs相关模型的情况下也是同样的。
在第三实施方式中，控制主机74的转速，但也可以通过控制变距螺旋桨72的桨叶角来控制船舶20的推进力。根据本结构，能够有效地节省主机74的燃料消耗量从而有效地降低排出效率。在后述的第四实施方式和第五实施方式中也是同样的。
在第三实施方式中，燃料消耗量F是基于燃料计的测量值(燃料流量)来计算的，但并不限定于此，例如也可以基于向主机74的燃料投入量来计算。在该情况下，例如能够从调速装置77获取燃料投入量。该例子的调速装置77构成为具备齿条和齿轮(rack andpinion)(未图示)，用于向主机74供给与该齿条位置相应的量的燃料，能够基于该齿条位置来确定燃料投入量。在后述的第四实施方式和第五实施方式中也是同样的。
在第三实施方式中，作为输送对象物的重量L而使用了根据吃水等的测量值求出的输送对象物的重量，但也可以使用上述DWT等固定值。在后述的第四实施方式和第五实施方式中也是同样的。
在上述的船舶20的航行状态未满足规定的安全航行基准的情况下，控制装置200也可以不执行基于排出效率Ce和目标排出效率Ce_t来控制推进机构70的处理。例如，也可以不执行图9的步骤S302～S306的处理，而在步骤S301之后，处理S300进入步骤S307。根据本结构，能够确保航海的安全性并从排出效率Ce的观点出发适当地控制推进机构70。在后述的第四实施方式和第五实施方式中也是同样的。
在第三实施方式中，降低目标转速Ne_t，但也可以降低目标船速V_t。在后述的第四实施方式和第五实施方式中也是同样的。
第四实施方式
下面，说明本发明的第四实施方式。在第四实施方式的附图和说明中，对与第三实施方式相同或等同的结构要素、构件标注相同的附图标记。适当省略与第三实施方式重复的说明，重点说明与第三实施方式不同的结构。
在上述第三实施方式中，在当前的排出效率Ce比目标排出效率Ce_t差的情况下降低主机74的转速，但在第四实施方式中，在满足目标排出效率Ce_t的目标燃料消耗量F_t为满足目标船速V_t的所需燃料消耗量Fc以下的情况下，降低主机74的转速。
在第四实施方式中，存储部205预先存储有后述的表示所需燃料消耗量Fc与船速Vs的相关性的Fc-Vs相关模型(Fc＝f(Vs))、以及表示转速的变化量ΔNe与船速的变化量ΔVs的相关性的ΔNe-ΔVs相关模型(ΔNe＝g(ΔVs))。第四实施方式的Fc-Vs相关模型是所需燃料消耗量计算模型的一例。
图10是概要性地示出本发明的第四实施方式所涉及的控制装置200的框图。控制装置200具备获取部201、计算部202、降低部203、推进控制部204、存储部205以及模型更新部206。
模型更新部206更新Fc-Vs相关模型和ΔNe-ΔVs相关模型。基于规定的算法来更新存储于存储部205的Fc-Vs相关模型和ΔNe-ΔVs相关模型。模型更新部206在模型更新处理中使用的算法例如能够以高精度地输出该输出数据(所需燃料消耗量Fc、转速的变化量ΔNe)为目标来适当设计。模型更新部206能够使用支持向量机、神经网络(包括深度学习)、随机森林等公知的机器学习方法来更新各相关模型。Fc-Vs相关模型将转速Ne、燃料消耗量F、气象信息(风速、风向等)、海况信息(波高、潮流速度、潮流的朝向等)、主机74的输出及船舶20的吃水中的至少一者、以及船舶20的船速Vs作为输入数据，并基于该输入数据来输出所需燃料消耗量Fc。ΔNe-ΔVs相关模型将船速Vs、转速Ne、燃料消耗量F、气象信息(风速、风向等)、海况信息(波高、潮流速度、潮流的朝向)、主机74的输出及船舶20的吃水中的至少一者、以及船速的变化量ΔVs作为输入数据，并基于该输入数据来输出转速的变化量ΔNe。Fc-Vs相关模型和ΔNe-ΔVs相关模型还包含时时刻刻发生变化的气象海况条件等，并通过机器学习来随时鉴别/更新。例如，模型更新部206通过基于Fc-Vs相关模型根据上述输入数据输出的所需燃料消耗量Fc、以及作为其正解数据的实际的所需燃料消耗量Fc来进行机器学习，从而更新Fc-Vs相关模型。另外，例如，模型更新部206将ΔNe-ΔVs相关模型基于上述输入数据输出的转速的变化量ΔNe蓄积于存储部205，通过进行无监督机器学习来更新ΔNe-ΔVs相关模型。
图11是示出第四实施方式的控制装置200的处理S400的流程图。处理S400被以规定的时间间隔(例如，几毫秒)执行。
在步骤S401中，获取部201获取目标船速V_t、目标排出效率Ce_t、当前的输送对象物的重量L以及当前的船速Vs。目标船速V_t是基于远程控制器50的操作手柄51的手柄位置P而设定的。通过获取当前的输送对象物的重量L和当前的船速Vs，从而实质上获取功率W。在第四实施方式中，指令信号包含目标船速V_t，由目标船速V_t表示目标推进力。
在步骤S402中，计算部202基于目标排出效率Ce_t、当前的输送对象物的重量L以及当前的船速Vs，来计算用于使排出效率Ce为与目标排出效率Ce_t相同的效率的目标燃料消耗量F_t。目标燃料消耗量F_t是基于下面的式(2)来计算的。
F_t＝Ce_t÷C1×(L×Vs) 式(2)
此外，根据上述式(2)，以在步骤S402中使排出效率Ce成为与目标排出效率Ce_t相同的效率的方式计算目标燃料消耗量F_t，但例如也可以以使排出效率Ce成为与目标排出效率Ce_t相同的效率或比目标排出效率Ce_t好的效率的方式计算目标燃料消耗量F_t。
在步骤S403中，计算部202计算所需燃料消耗量Fc＝f(V_t)，该所需燃料消耗量是达成所获取到的目标船速V_t所需的燃料消耗量。在第四实施方式中，计算部202使用存储于存储部205的Fc-Vs相关模型，来计算所需燃料消耗量Fc。
在步骤S404中，计算部202判断所需燃料消耗量Fc是否为目标燃料消耗量F_t以下(Fc≤F_t)。在Fc≤F_t的情况下(步骤S404：“是”)，处理S400进入步骤S409。在不是Fc≤F_t的情况下(步骤S404：“否”)，处理S400进入步骤S405。
在步骤S405中，计算部202计算基于Fc-Vs相关模型获取到的关于目标船速V_t的所需燃料消耗量Fc与目标燃料消耗量F_t相等时的船速、即满足Ce_t÷C1×(L×V_t)＝f(V_t)的船速，并将该船速设定为目标船速V_t。在此，在不是Fc≤F_t的情况下(步骤S404：“否”)，由于当前的目标船速V_t过大而目标燃料消耗量变大，其结果，认为排出效率Ce比目标排出效率Ce_t差。因此，在此，以能够达成与目标排出效率Ce_t相同程度的排出效率Ce的方式降低目标船速V_t。
在步骤S406中，计算部202计算在步骤S405中计算出的目标船速V_t和当前的船速Vs的变化量ΔVs(＝V_t-Vs)。
在步骤S407中，计算部103基于在步骤S406中计算出的船速的变化量ΔVs来计算用于达成目标排出效率Ce_t的目标转速的变化量ΔNe。在第三实施方式中，计算部202使用存储于存储部205的ΔNe-ΔVs相关模型，来计算与船速的变化量ΔVs相当的目标转速的变化量ΔNe(＝g(ΔVs))。
在步骤S408中，降低部203通过从目标转速Ne_t减去在步骤S407中求出的转速的变化量ΔNe，从而降低目标转速Ne_t(Ne_t＝Ne_t-ΔNe)。由此，降低目标推进力。
在步骤S409中，推进控制部204控制主机74的转速。在此，在Fc≤F_t的情况下(步骤S404：“是”)，在步骤S409中，推进控制部204基于根据在步骤S401中获取到的目标船速V_t换算出的转速来控制主机74的转速。因而，在能够通过步骤S401中的目标船速V_t达成目标排出效率Ce_t的情况下，直接使用基于步骤S401中的目标船速V_t的转速。另一方面，在不是Fc≤F_t的情况下(步骤S404：“否”)，在步骤S409中，推进控制部204基于在步骤S405中降低后的目标转速V_t来控制主机74的转速。因而，在无法通过步骤S401中的目标船速V_t达成目标排出效率Ce_t的情况下，通过降低目标船速V_t来改善排出效率，由此使用能够达成目标排出效率Ce_t的转速Ne_t来控制主机74。
在步骤S409之后，处理S400结束。
在第四实施方式中，推进控制部204基于达成目标推进力所需的所需燃料消耗量、以及以使排出效率成为与目标排出效率相同的效率或比目标排出效率好的效率的方式计算出的目标燃料消耗量，来控制推进机构70。根据本结构，能够从兼顾船舶20中的CO2的排出量削减和输送对象物的输送的观点出发适当地控制推进机构70。
在第四实施方式中，在所需燃料消耗量大于目标燃料消耗量的情况下，降低部203降低目标船速，推进控制部204基于降低后的目标船速来控制推进机构70。根据本结构，能够以使排出效率成为与目标排出效率Ce_t相同的效率或比目标排出效率Ce_t好的效率的方式适当地控制推进机构70。
在第四实施方式中，计算部202基于Fc-Vs相关模型，来计算所需燃料消耗量Fc。根据本结构，能够高精度地计算所需燃料消耗量Fc。
在第四实施方式中，计算部202基于Fc-Vs相关模型来计算所需燃料消耗量Fc为目标燃料消耗量以下时的船速，降低部203基于所计算出的船速来降低目标转速，由此降低目标推进力。根据本结构，能够更高精度地降低目标推进力。
下面，对变形例进行说明。
在第四实施方式中，在步骤S407中基于ΔNe-ΔVs相关模型来计算转速的变化量ΔNe，但例如也可以在以使每单位时间的主机74的输出、燃料消耗量不超过其上限值的方式限制主机74的船速、转速的基础上，计算转速的变化量ΔNe。
在第四实施方式中，计算关于在步骤S405中获取到的目标船速V_t的所需燃料消耗量Fc与目标燃料消耗量F_t相等时的船速，但并不限定于此，也可以计算所需燃料消耗量Fc为目标燃料消耗量F_t以下时的船速。
第五实施方式
下面，说明本发明的第五实施方式。在第五实施方式的附图和说明中，对与第四实施方式相同或等同的结构要素、构件标注相同的附图标记。适当省略与第四实施方式重复的说明，重点说明与第四实施方式不同的结构。
在第五实施方式中，在满足目标排出效率Ce_t的目标燃料消耗量F_t为满足目标转速Ne_t的所需燃料消耗量Fc以下的情况下，降低主机74的转速。
在第五实施方式中，存储部205预先存储有表示所需燃料消耗量Fc与转速Ne的相关性的Fc-Ne相关模型(Fc＝f’(Ne))、以及表示转速的变化量ΔNe与船速的变化量ΔVs的相关性的ΔNe-ΔVs相关模型(ΔNe＝g(ΔVs))。第五实施方式的Fc-Ne相关模型是所需燃料消耗量计算模型的一例。
第五实施方式的模型更新部206更新Fc-Ne相关模型和ΔNe-ΔVs相关模型。Fc-Ne相关模型将船速Vs、燃料消耗量F、气象信息、海况信息、主机74的输出及船舶20的吃水中的至少一者、以及主机74的转速Ne作为输入数据，并基于该输入数据来输出所需燃料消耗量Fc。ΔVs-ΔNe相关模型将船速Vs、转速Ne、燃料消耗量F、气象信息(风速、风向等)、海况信息(波高、潮速、潮流的朝向)、主机74的输出及船舶20的吃水中的至少一者、以及转速的变化量ΔNe作为输入数据，并基于该输入数据来输出船速的变化量ΔVs。Fc-Ne相关模型和ΔVs-ΔNe相关模型还包含时时刻刻发生变化的气象海况条件等，并通过机器学习随时鉴别/更新。例如，模型更新部206通过基于Fc-Ne相关模型根据上述输入数据输出的所需燃料消耗量Fc、以及作为其正解数据的实际的所需燃料消耗量Fc来进行机器学习，从而更新Fc-Vs相关模型。另外，模型更新部206将ΔVs-ΔNe相关模型基于上述输入数据输出的船速的变化量ΔVs蓄积于存储部205，通过进行无监督机器学习来更新ΔVs-ΔNe相关模型。
图12是示出第五实施方式的控制装置200的处理S500的流程图。处理S500被以规定的时间间隔(例如，几毫秒)执行。
在步骤S501中，获取部201获取目标转速Ne_t、目标排出效率Ce_t、当前的输送对象物的重量L以及当前的船速Vs。
在步骤S502中，计算部202基于目标排出效率Ce_t、当前的输送对象物的重量L以及当前的船速Vs，来计算用于使排出效率为与目标排出效率Ce_t相同的效率的目标燃料消耗量F_t。步骤S502与步骤S402基本上相同，因此省略其说明。
在步骤S503中，计算部202计算所需燃料消耗量Fc＝f’(Ne_t)，该所需燃料消耗量是达成所获取到的目标转速Ne_t所需的燃料消耗量。在第五实施方式中，计算部202使用存储于存储部205的Fc-Ne相关模型，来计算所需燃料消耗量Fc。
在步骤S504中，计算部202判断所需燃料消耗量Fc是否为目标燃料消耗量F_t以下(Fc≤F_t)。在Fc≤F_t的情况下(步骤S504：“是”)，处理S500进入步骤S507。在不是Fc≤F_t的情况下(步骤S504：“否”)，处理S500进入步骤S505。
在步骤S505中，计算部202计算目标燃料消耗量F_t与所获取到的目标转速Ne_t的所需燃料消耗量Fc相等时的转速的变化量ΔNe、即满足Ce_t÷C1×(L×(Vs-h(ΔNe))＝f’(Ne_t-ΔNe)的转速的变化量ΔNe。在第五实施方式中，计算部202使用存储于存储部205的Fc-Ne相关模型和ΔVs-ΔNe相关模型，来计算转速的变化量ΔNe。
在步骤S506中，降低部203通过从目标转速Ne_t减去在步骤S505中求出的转速的变化量ΔNe，从而降低目标转速Ne_t(Ne_t＝Ne_t-ΔNe)。由此，降低目标推进力。
在步骤S507中，推进控制部204控制主机74的转速。在此，在Fc≤F_t的情况下(步骤S504：“是”)，在步骤S507中，推进控制部204基于在步骤S501中获取到的目标转速Ne_t来控制主机74的转速。因而，在能够通过步骤S501中的目标转速Ne_t达成目标排出效率Ce_t的情况下，直接使用步骤S501中的目标转速Ne_t。另一方面，在不是Fc≤F_t的情况下(步骤S504：“否”)，在步骤S507中，推进控制部204基于在步骤S506中降低后的目标转速Ne_t来控制主机74的转速。因而，在无法通过步骤S501中的目标转速Ne_t达成目标排出效率Ce_t的情况下，通过降低目标转速Ne_t来改善排出效率，由此使用能够达成目标排出效率Ce_t的目标转速Ne_t来控制主机74。
在步骤S507之后，处理S500结束。
第五实施方式也能够实现与第四实施方式相同的效果。
下面，对变形例进行说明。
在第五实施方式中，在步骤S505中基于ΔVs-ΔNe相关模型来计算船速的变化量ΔVs，但例如也可以在以使每单位时间的主机74的输出、燃料消耗量不超过其上限值的方式限制主机74的船速、转速的基础上，计算船速的变化量ΔVs。
在第五实施方式中，计算在步骤S505中获取到的关于目标转速Ne_t的所需燃料消耗量Fc与目标燃料消耗量F_t相等时的转速的变化量ΔNe，但并不限定于此，也可以计算所需燃料消耗量Fc为目标燃料消耗量F_t以下时的转速的变化量ΔNe。
信息处理装置
图13是概要性地示出本发明的信息处理装置的框图。若总结上述第一实施方式～第五实施方式，则本发明的信息处理装置300具备：获取部301，其获取CO2的排出效率的目标值即CO2的目标排出效率Ce_t，所述CO2的排出效率表示在航海中船舶20对输送对象物进行输送时的每单位功率的从船舶20排出的CO2的排出量；以及信息处理部302，其执行以下处理中的至少一者：基于目标排出效率Ce_t来制作至少包含船舶20的出发和到达地点之间的航线的航海计划；以及基于目标排出效率Ce_t来控制用于使船舶推进的推进机构70。上述实施方式的航海计划制作装置100和控制装置200是信息处理装置300的一例，它们可以作为信息处理装置300分开构成，也可以一体构成。上述实施方式的获取部101和102是获取部301的一例，上述实施方式的航海计划制作部102和推进控制部204分别是信息处理部302的一例。根据本结构，能够从兼顾船舶20中的CO2的排出量削减和输送对象物的输送的观点出发高效地进行航行。
以上，基于实施方式说明了本发明。本领域技术人员理解的是，实施方式是例示，它们的各结构要素、各处理工艺的组合可能存在各种变形例，另外这些变形例也处于本发明的范围内。上述的各实施方式以及变形例的任意的组合作为本发明的实施方式也是有用的。通过组合产生的新的实施方式兼具被组合的实施方式和变形例各自的效果。
在本说明书中公开的实施方式中，由多个物体构成的实施方式可以将该多个物体一体化，相反能够将由一个物体构成的实施方式分成多个物体。无论是否一体化，只要构成为能够实现发明的目的即可。
在本说明书中公开的实施方式中，多个功能被分散地设置的实施方式可以将该多个功能的一部分或全部集成地设置，相反能够将多个功能被集成地设置的实施方式设置为该多个功能的一部分或全部分散。无论功能是集成还是分散的，只要构成为能够实现发明的目的即可。
附图标记说明
1：航海计划制作系统；20：船舶；21：船体；50：远程控制器；51：操作手柄；70：推进机构；71：桨叶角设定部；72：变距螺旋桨；73：流量计；74：主机；75：螺旋桨；77：调速装置；78：轴；100：航海计划制作装置；101：获取部；102：航海计划制作部；103：计算部；104：输出部；105：警报产生部；106：存储部；107：模型更新部；200：控制装置；201：获取部；202：计算部；203：降低部；204：推进控制部；205：存储部；206：模型更新部。

Claims (27)

1.一种信息处理装置，具备：
获取部，其获取环境负荷物质的排出效率的目标值即环境负荷物质的目标排出效率，所述环境负荷物质的排出效率表示在航海中船舶对输送对象物进行输送时的每单位功率的从船舶排出的成为环境负荷的因素的环境负荷物质的排出量；以及
信息处理部，其执行以下处理中的至少一者：基于所述目标排出效率来制作至少包含所述船舶的出发和到达地点之间的航线的航海计划；以及基于所述目标排出效率来控制用于使所述船舶推进的推进机构。
2.根据权利要求1所述的信息处理装置，其中，具备：
航海计划制作部，其制作所述航海计划；
计算部，其基于所制作出的所述航海计划中的所述每单位功率的所述排出量，来计算关于所制作出的所述航海计划的所述排出效率的估计值；以及
输出部，其输出所述排出效率的估计值为与所述目标排出效率相同的效率或比所述目标排出效率好的效率的航海计划。
3.根据权利要求2所述的信息处理装置，其中，
在并非所述排出效率的估计值为与所述目标排出效率相同的效率或比所述目标排出效率好的效率的情况下，所述航海计划制作部以使所述排出效率成为与所述目标排出效率相同的效率或比所述目标排出效率好的效率的方式再次制作所述航海计划，
所述输出部输出再次制作出的所述航海计划。
4.根据权利要求3所述的信息处理装置，其中，
所述获取部获取至少包含所述船舶在航海中到目的地的目标到达时刻和容许到达时刻的航海条件数据，该容许到达时刻是被设定为相对于所述目标到达时刻晚能够容许的时间的时刻，
所述航海计划制作部基于所述航海条件数据来制作所述船舶的航海计划，
所述信息处理装置具备警报产生部，在所再次制作出的所述航海计划中的所述目标到达时刻超过所述容许到达时刻的情况下，所述警报产生部产生所述目标到达时刻超过所述容许到达时刻的意思的警报。
5.根据权利要求2至4中的任一项所述的信息处理装置，其中，
所述航海计划制作部以使所述船舶的燃料消耗量为规定值以下的方式制作所述航海计划。
6.根据权利要求2至4中的任一项所述的信息处理装置，其中，
所述获取部获取所制作出的所述航海计划中的实际的所述排出效率，
所述输出部输出所述排出效率的估计值和实际的所述排出效率。
7.根据权利要求1所述的信息处理装置，其中，
所述获取部获取当前的所述功率和当前的所述排出量，
所述信息处理装置具备：
计算部，其基于每单位当前的所述功率的当前的所述排出量来计算当前的所述排出效率；以及
推进控制部，在当前的所述排出效率为比所述目标排出效率差的效率的情况下，所述推进控制部以使所述排出效率成为与所述目标排出效率相同的效率或比所述目标排出效率好的效率的方式控制所述推进机构。
8.根据权利要求7所述的信息处理装置，其中，
所述获取部获取用于指示要使所述推进机构产生的目标推进力的指令信号，
所述信息处理装置具备降低部，在当前的所述排出效率为比所述目标排出效率差的效率的情况下，所述降低部降低所述目标推进力，
所述推进控制部基于降低后的所述目标推进力来控制所述推进机构。
9.根据权利要求8所述的信息处理装置，其中，
所述推进机构包括用于使螺旋桨进行转动的主机，
所述降低部通过降低所述主机的目标转速或目标船速来降低所述目标推进力。
10.根据权利要求9所述的信息处理装置，其中，
所述螺旋桨是能够变更螺旋桨桨叶的桨叶角的变距螺旋桨，
所述降低部通过变更所述变距螺旋桨的目标桨叶角来降低所述目标推进力。
11.根据权利要求7至10中的任一项所述的信息处理装置，其中，
所述推进机构包括用于使螺旋桨进行转动的主机，
所述获取部获取所述主机的当前的燃料消耗量、所述船舶的当前的输送对象物的重量以及所述船舶的当前的船速，
所述计算部基于所述当前的燃料消耗量来计算当前的所述排出量，基于所述当前的输送对象物的重量和所述当前的船速来计算当前的所述功率。
12.根据权利要求1所述的信息处理装置，其中，
所述推进机构包括用于使螺旋桨进行转动的主机，
所述获取部获取用于指示要使所述推进机构产生的目标推进力的指令信号以及当前的所述功率，
所述信息处理装置具备：
计算部，其基于当前的所述功率以使所述排出效率成为与所述目标排出效率相同的效率或比所述目标排出效率好的效率的方式计算目标燃料消耗量，并计算所需燃料消耗量，所述目标燃料消耗量是所述主机的燃料消耗量的目标值，所述所需燃料消耗量是达成所述目标推进力所需的所述主机的燃料消耗量；以及
推进控制部，其基于所述所需燃料消耗量和所述目标燃料消耗量来控制所述推进机构。
13.根据权利要求12所述的信息处理装置，其中，
还具备降低部，在所述所需燃料消耗量大于所述目标燃料消耗量的情况下，所述降低部降低所述目标推进力，
所述推进控制部基于降低后的所述目标推进力来控制所述推进机构。
14.根据权利要求12所述的信息处理装置，其中，
还具备存储部，所述存储部存储所需燃料消耗量计算模型，所述所需燃料消耗量计算模型基于气象信息、海况信息、所述主机的输出及所述船舶的吃水中的至少一者、以及所述主机的转速及所述船舶的船速中的至少一者，来计算所述所需燃料消耗量，
所述计算部基于所述所需燃料消耗量计算模型来计算所述所需燃料消耗量。
15.根据权利要求14所述的信息处理装置，其中，
具备降低部，在所述所需燃料消耗量大于所述目标燃料消耗量的情况下，所述降低部降低所述目标推进力，
所述计算部基于所述所需燃料消耗量计算模型来计算所述所需燃料消耗量为所述目标燃料消耗量以下时的所述转速和所述船速中的至少一者，
所述降低部基于所计算出的所述转速和所述船速中的至少一者来降低所述目标推进力，
所述推进控制部基于降低后的所述目标推进力来控制所述推进机构。
16.根据权利要求1所述的信息处理装置，其中，
在所述船舶的航行状态不满足规定的安全航行基准的情况下，所述信息处理部不执行以下处理中的至少一者：基于所述排出效率和所述目标排出效率来制作所述航海计划；以及基于所述排出效率和所述目标排出效率来控制所述推进机构。
17.一种方法，包括以下步骤：
获取环境负荷物质的排出效率的目标值即环境负荷物质的目标排出效率，所述环境负荷物质的排出效率表示在航海中船舶对输送对象物进行输送时的每单位功率的从船舶排出的成为环境负荷的因素的环境负荷物质的排出量；以及
执行以下处理中的至少一者：基于所述目标排出效率来制作至少包含所述船舶的出发和到达地点之间的航线的航海计划；以及基于所述目标排出效率来控制用于使所述船舶推进的推进机构；。
18.一种程序，用于使计算机执行以下步骤：
获取环境负荷物质的排出效率的目标值即环境负荷物质的目标排出效率，所述环境负荷物质的排出效率表示在航海中船舶对输送对象物进行输送时的每单位功率的从船舶排出的成为环境负荷的因素的环境负荷物质的排出量；以及
执行以下处理中的至少一者：基于所述目标排出效率来制作至少包含所述船舶的出发和到达地点之间的航线的航海计划；以及基于所述目标排出效率来控制用于使所述船舶推进的推进机构。
19.一种信息处理装置，具备：
航海计划制作部，其制作至少包含船舶的出发和到达地点之间的航线的航海计划；
计算部，其基于所制作出的所述航海计划中的、所述船舶对输送对象物进行输送时的每单位功率的从船舶排出的成为环境负荷的因素的环境负荷物质的排出量，来计算关于所制作出的所述航海计划的所述环境负荷物质的排出效率的估计值；以及
输出部，其输出所述排出效率的估计值。
20.一种方法，包括以下步骤：
制作至少包含船舶的出发和到达地点之间的航线的航海计划；
基于所制作出的所述航海计划中的、所述船舶对输送对象物进行输送时的每单位功率的从船舶排出的成为环境负荷的因素的环境负荷物质的排出量，来计算关于所制作出的所述航海计划的所述环境负荷物质的排出效率的估计值；以及
输出所述排出效率的估计值。
21.一种程序，用于使计算机执行以下步骤：
制作至少包含船舶的出发和到达地点之间的航线的航海计划；
基于所制作出的所述航海计划中的、所述船舶对输送对象物进行输送时的每单位功率的从船舶排出的成为环境负荷的因素的环境负荷物质的排出量，来计算关于所制作出的所述航海计划的所述环境负荷物质的排出效率的估计值；以及
输出所述排出效率的估计值。
22.一种信息处理装置，具备：
航海计划制作部，其制作至少包含船舶的出发和到达地点之间的航线的航海计划；
计算部，其基于所制作出的所述航海计划中的、所述船舶对输送对象物进行输送时的每单位功率的从船舶排出的成为环境负荷的因素的环境负荷物质的排出量，来计算关于所制作出的所述航海计划的所述环境负荷物质的排出效率的估计值；
获取部，其获取所述排出效率的估计值为与所述排出效率的目标值即目标排出效率相同的效率或比所述目标排出效率好的效率的航海计划中的实际的所述排出效率；以及
输出部，其输出关于为与所述目标排出效率相同的效率或比所述目标排出效率好的效率的所述航海计划的所述排出效率的估计值和实际的所述排出效率。
23.一种方法，包括以下步骤：
制作至少包含船舶的出发和到达地点之间的航线的航海计划；
基于所制作出的所述航海计划中的、所述船舶对输送对象物进行输送时的每单位功率的从船舶排出的成为环境负荷的因素的环境负荷物质的排出量，来计算关于所制作出的所述航海计划的所述环境负荷物质的排出效率的估计值；
获取所述排出效率的估计值为与所述排出效率的目标值即目标排出效率相同的效率或比所述目标排出效率好的效率的航海计划中的实际的所述排出效率；以及
输出关于为与所述目标排出效率相同的效率或比所述目标排出效率好的效率的所述航海计划的所述排出效率的估计值和实际的所述排出效率。
24.一种程序，用于使计算机执行以下步骤：
航海计划制作步骤，其制作至少包含船舶的出发和到达地点之间的航线的航海计划；
基于所制作出的所述航海计划中的、所述船舶对输送对象物进行输送时的每单位功率的从船舶排出的成为环境负荷的因素的环境负荷物质的排出量，来计算关于所制作出的所述航海计划的所述环境负荷物质的排出效率的估计值；
获取所述排出效率的估计值为与所述排出效率的目标值即目标排出效率相同的效率或比所述目标排出效率好的效率的航海计划中的实际的所述排出效率；以及
输出关于为与所述目标排出效率相同的效率或比所述目标排出效率好的效率的所述航海计划的所述排出效率的估计值和实际的所述排出效率。
25.一种控制装置，具备：
获取部，其获取环境负荷物质的排出效率的目标值即环境负荷物质的目标排出效率，所述环境负荷物质的排出效率表示在航海中船舶对输送对象物进行输送时的每单位功率的从船舶排出的成为环境负荷的因素的环境负荷物质的排出量；以及
推进控制部，其基于所述目标排出效率来控制用于使所述船舶推进的推进机构。
26.一种方法，包括以下步骤：
获取环境负荷物质的排出效率的目标值即环境负荷物质的目标排出效率，所述环境负荷物质的排出效率表示在航海中船舶对输送对象物进行输送时的每单位功率的从船舶排出的成为环境负荷的因素的环境负荷物质的排出量；以及
基于所述目标排出效率来控制用于使所述船舶推进的推进机构。
27.一种程序，用于使计算机执行以下步骤：
获取环境负荷物质的排出效率的目标值即环境负荷物质的目标排出效率，所述环境负荷物质的排出效率表示在航海中船舶对输送对象物进行输送时的每单位功率的从船舶排出的成为环境负荷的因素的环境负荷物质的排出量；以及
基于所述目标排出效率来控制用于使所述船舶推进的推进机构。
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