JP2007045338A - 環境負荷低減型航海計画提供システム - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、船舶の運航において、出発港から目的港までの航路に沿う所要数の通過点ごとに同船舶の通過予定時刻を統計処理により補正して許容誤差内に納めることにより、目的港への到着時刻の定時性を維持できるようにした環境負荷低減型航海計画提供システムを提供することを課題とする。
【解決手段】気象海象予報により予測される船舶の風圧抵抗および波浪抵抗ならびに潮流抵抗を演算する第１演算手段４と、その演算結果に基づき予測される航路上の通過点における通過予定時刻を過去のデータに基づく統計処理により補正して、目的港へ許容誤差内の時刻に到着するための船速設定値および舵角設定値を演算する第２演算手段５とが設けられ、同第２演算手段５の演算結果に基づき、航海計画用制御系６から主機関制御手段２および操舵装置制御手段３へ適切な制御信号が送られるので、目的港への定時到着のほか、主機関の燃料消費率の改善ももたらされ、環境負荷の低減に寄与できる。
【選択図】 図３
【解決手段】気象海象予報により予測される船舶の風圧抵抗および波浪抵抗ならびに潮流抵抗を演算する第１演算手段４と、その演算結果に基づき予測される航路上の通過点における通過予定時刻を過去のデータに基づく統計処理により補正して、目的港へ許容誤差内の時刻に到着するための船速設定値および舵角設定値を演算する第２演算手段５とが設けられ、同第２演算手段５の演算結果に基づき、航海計画用制御系６から主機関制御手段２および操舵装置制御手段３へ適切な制御信号が送られるので、目的港への定時到着のほか、主機関の燃料消費率の改善ももたらされ、環境負荷の低減に寄与できる。
【選択図】 図３
Description
本発明は、船舶の運航に際し、予め航路に沿い設定した通過点ごとに通過時刻を許容誤差内に納めるようにして、目的港への到着時刻の定時性を維持できるようにした環境負荷低減型航海計画提供装置に関する。
従来の航海計画では、出発港から目的港に到る航路について、最短迂回航法など種々の航法による航路の設定が行われている。そして、気象・海象の影響を考慮しながら最短時間で到着するように航路を逐次設定し、またそのときの航海速力の分析を行えるようになっている。
さらに、出発港からの出航後に、熟練した船長の継続的な判断により適切に航路，船速を調整しながら目的港への到着を早期に達成することも可能になっている。
さらに、出発港からの出航後に、熟練した船長の継続的な判断により適切に航路，船速を調整しながら目的港への到着を早期に達成することも可能になっている。
しかしながら、上述のような従来の運航システムでは、目的港への到着が入港予定時刻よりも早過ぎて、港外で待機する必要を生じたり、平均船速の増大に伴う燃料消費量の増加を招いたりするという不具合があり、また航海の途中で常に操船のための船長の熟練した判断が必要とされる。
特開平５−２９８６００号公報
本発明は、船舶の運航において、出発港から目的港までの航路に沿う所要数の通過点ごとに同船舶の通過予定時刻を統計処理により補正して許容誤差内に納めることにより、目的港への到着時刻の定時性を適切に維持できるようにするとともに、主機関の燃料消費も適切に抑制できるようにした環境負荷低減型航海計画提供システムを提供することを課題とする。
本発明の環境負荷低減型航海計画提供システムは、出発港から所要の通過点を経由して目的港へ到る航路に就航する船舶のための航海計画提供システムにおいて、上記所要の通過点における各通過時刻を通過予定時刻に対し許容誤差内に納めながら目的港への到着時刻の定時性を維持すべく、上記航路に沿う上記船舶の通過予定海域の気象海象予報を順次受信する気象海象予報受信手段と、同気象海象予報受信手段により受信された気象海象予報に基づき上記船舶の主機関の出力制御および操舵装置による舵角制御を順次行って上記所要の通過点における通過時刻を許容誤差内に納めるための主機関制御手段および操舵装置制御手段とが船上に設けられるとともに、上記気象海象予報により予測される上記船舶の風圧抵抗および波浪抵抗ならびに潮流抵抗を演算する第１演算手段と、同第１演算手段における演算結果に基づき予測される上記所要の通過点の通過予定時刻を統計処理により補正して上記目的港へ許容誤差内の時刻に到着するための船速設定値および舵角設定値を演算する第２演算手段と、同第２演算手段により求められた演算結果に基づき上記の主機関制御手段および操舵装置制御手段にそれぞれ制御信号を送信する航海計画用制御系とが船上に装備されていることを特徴としている。
また、本発明の環境負荷低減型航海計画提供システムは、出発港から所要の通過点を経由して目的港へ到る航路に就航する船舶のための航海計画提供システムにおいて、上記所要の通過点における各通過時刻を通過予定時刻に対し許容誤差内に納めながら目的港への到着時刻の定時性を維持すべく、上記航路に沿う上記船舶の通過予定海域の気象海象予報を順次受信する気象海象予報受信手段と、同気象海象予報受信手段により受信された気象海象予報により予測される上記船舶の風圧抵抗および波浪抵抗ならびに潮流抵抗を演算する第１演算手段と、同第１演算手段における演算結果に基づき予測される上記所要の通過点の通過予定時刻を統計処理により補正して上記目的港へ許容誤差内の時刻に到着するための船速設定値および舵角設定値を演算し発信する第２演算手段とが陸上基地に設けられ、上記第２演算手段から発信された船速設定値および舵角設定値を受信すべく船上に設けられた船速舵角設定用受信手段と、同船速舵角設定用受信手段により受信された上記の船速設定値および舵角設定値に基づき上記船舶の主機関制御手段および操舵装置制御手段にそれぞれ制御信号を送信する船上の航海計画用制御系とを具えたことを特徴としている。
さらに、本発明は、上記統計処理による船速設定値の演算が、上記船舶の船速計からの計測値のフィードバックを参照して行われ、かつ、上記統計処理による舵角設定値の演算が、上記船舶の船位計測装置からの計測値のフィードバックを参照して行われることを特徴としている。
本発明の環境負荷低減型航海計画提供システムでは、目的港への船舶の到着時刻の定時性を維持するため、出発港から目的港までの航路上に沿う所要の通過点における各通過時刻を、通過予定時刻に対し許容誤差内に納めるように、気象海象予報に基づいて上記船舶の主機関の制御および操舵装置の制御が、それぞれ主機関制御手段および操舵装置制御手段により行われる。
すなわち、上記航路に沿う上記船舶の通過予定海域の気象海象予報により予測される上記船舶の風圧抵抗および波浪抵抗ならびに潮流抵抗が第１演算手段で演算されて、その演算結果に基づき予測される上記所要の通過点における通過予定時刻が、過去のデータに基づく統計処理により第２演算手段で補正されるとともに、このようにして補正された上記通過予定時刻に基づき、目的港へ許容誤差内の時刻に到着するための船速設定値および舵角設定値が第２演算手段により演算される。
すなわち、上記航路に沿う上記船舶の通過予定海域の気象海象予報により予測される上記船舶の風圧抵抗および波浪抵抗ならびに潮流抵抗が第１演算手段で演算されて、その演算結果に基づき予測される上記所要の通過点における通過予定時刻が、過去のデータに基づく統計処理により第２演算手段で補正されるとともに、このようにして補正された上記通過予定時刻に基づき、目的港へ許容誤差内の時刻に到着するための船速設定値および舵角設定値が第２演算手段により演算される。
そして、第２演算手段により求められた演算結果に基づき、航海計画用制御系から上記の主機関制御手段および操舵装置制御手段にそれぞれ制御信号が適切に送信されるので、目的港への到着時刻を許容誤差内に納めるための制御が的確に行われるようになり、これに伴い主機関の燃料消費も適切に抑制できるようになって、排気ガスによる環境負荷を低減させる効果も得られるようになる。
また、上記の気象海象予報受信手段と、上記の第１演算手段および第２演算手段とが陸上に設けられ、上記第２演算手段から発信された船速設定値および舵角設定値を受ける上記船速舵角設定用受信手段と、上記航海計画用制御系とが船上に設けられる場合は、船上で必要とされる設備が大幅に低減されるとともに、船上での操船業務も大幅に軽減されるようになる利点が得られる。
さらに、上記統計処理による船速設定値の演算が、上記船舶の船速計からの計測値のフィードバックを参照して行われるとともに、上記統計処理による舵角設定値の演算が上記船舶の船位計測装置からの計測値のフィードバックを参照して行われることにより、上記の船速設定値および舵角設定値の各設定が適切に行われるようになって、目的港への到着時刻の定時性維持に役立つことが期待される。
図１は船舶の出発港から目的港までの航路の一例を示す説明図、図２は出発港から目的港までの航海距離および航海時間を模式的に示すグラフ、図３は本発明の実施例１としての環境負荷低減型航海計画提供システムの構成を示すブロック図である。
図１に示すように、出発港Ｄから第１通過点ａ，第２通過点ｂおよび第３通過点ｃを経由して目的港Ｅへ到る航路Ｋに就航する船舶Ｓについて、目的港Ｅへの到着時刻の定時性を維持できるように、図２に示す時間・距離の座標系のグラフにより遅延リスクについての検討が行われる。
そして、各通過点ａ，ｂ，ｃへの到達時に、気象および海象の変化に基づいた不確実性による遅延リスクを再評価して、航海計画の見直しを行う必要がある。
すなわち、図２に示すように、この検討で削減された余裕時間を航海時間に充当することにより、到着時刻の定時性を維持したまま減速運航が可能となり、大幅に燃料消費量を削減できるようになって、環境負荷の低減をはかれるからである。
そして、各通過点ａ，ｂ，ｃへの到達時に、気象および海象の変化に基づいた不確実性による遅延リスクを再評価して、航海計画の見直しを行う必要がある。
すなわち、図２に示すように、この検討で削減された余裕時間を航海時間に充当することにより、到着時刻の定時性を維持したまま減速運航が可能となり、大幅に燃料消費量を削減できるようになって、環境負荷の低減をはかれるからである。
そこで、実施例１の環境負荷低減型航海計画提供システムは、出発港Ｄから第１〜３通過点ａ〜ｃを経由して目的港Ｅへ到る航路Ｋに就航する船舶Ｓが、通過点ａ〜ｃにおける各通過時刻を通過予定時刻に対し許容誤差内に納めながら目的港Ｅへの到着時刻の定時性を維持できるように、図３に示すごとく、航路Ｋに沿う船舶Ｓの通過予定海域の気象海象予報を順次受信する気象海象予報受信手段１と、同手段１により受信された気象海象予報に基づき船舶Ｓの主機関の出力制御および操舵装置による舵角制御を順次行って各通過点ａ〜ｃにおける通過時刻を許容誤差内に納めるための主機関制御手段２および操舵装置制御手段３とが、船上に設けられている。
また、上記気象海象予報により予測される船舶Ｓの風圧抵抗および波浪抵抗ならびに潮流抵抗を演算する第１演算手段４と、同第１演算手段４における演算結果に基づき予測される通過点ａ〜ｃの通過予定時刻を航海記録情報データベースなどを参照する統計処理により補正して目的港Ｅへ許容誤差内の時刻に到着するための船速設定値および舵角設定値を演算する第２演算手段５とが船上に設けられるとともに、同第２演算手段５により求められた演算結果に基づき主機関制御手段２および操舵装置制御手段３にそれぞれ制御信号を送信する航海計画用制御系６が船上に設けられている。
そして、上記統計処理による船速設定値の演算は、船舶Ｓにおける船速計７からの計測値のフィードバックを参照して行われ、かつ、上記統計処理による舵角設定値の演算は、船舶Ｓにおける船位計測装置８からの計測値のフィードバックを参照して行われる。
なお、上記フィードバックは、航海計画用制御系６に対しても行われるようになっている。
なお、上記フィードバックは、航海計画用制御系６に対しても行われるようになっている。
上述の実施例１の環境負荷低減型航海計画提供システムでは、目的港Ｅへの船舶Ｓの到着時刻の定時性を維持するため、出発港Ｄから目的港Ｅまでの航路Ｋ上に沿う所要の通過点ａ〜ｃにおける各通過時刻を、通過予定時刻に対し許容誤差内に納めるように、気象海象予報に基づいて船舶Ｓの主機関の制御および操舵装置の制御が、それぞれ主機関制御手段２および操舵装置制御手段３により行われる。
すなわち、航路Ｋに沿う船舶Ｓの通過予定海域の気象海象予報により予測される船舶Ｓの風圧抵抗および波浪抵抗ならびに潮流抵抗が第１演算手段４で演算されて、その演算結果に基づき予測される上記所要の通過点ａ〜ｃにおける各通過予定時刻が、過去のデータに基づく統計処理により第２演算手段５で補正されるとともに、このようにして補正された上記通過予定時刻に基づき、目的港Ｅへ許容誤差内の時刻に到着するための船速設定値および舵角設定値が第２演算手段５により演算される。
そして、第２演算手段５により求められた演算結果に基づき、航海計画用制御系６から主機関制御手段２および操舵装置制御手段３にそれぞれ制御信号が適切に送信されるので、目的港Ｅへの到着時刻を許容誤差内に納めるための制御が的確に行われるようになる。 すなわち、高速で早期に目的港付近まで到達して時間調整を行うような場合に比べて、主機関の燃料消費を適切に抑制できる制御が行われるようになり、これに伴い主機関の排気ガスによる環境負荷の低減に寄与しうる効果も期待される。
また、上記統計処理による船速設定値の演算が、船舶Ｓの船速計７からの計測値のフィードバックを参照して行われるとともに、上記統計処理による舵角設定値の演算が船舶Ｓの船位計測装置８からの計測値のフィードバックを参照して行われることにより、上記の船速設定値および舵角設定値の各設定が適切に行われるようになって、目的港Ｅへの到着時刻の定時性維持が大幅に改善されるようになる。
図４は本発明の実施例２としての環境負荷低減型航海計画提供システムの構成を示すブロック図である。
本実施例２の場合も、図１に示す出発港Ｄから第１通過点ａ，第２通過点ｂおよび第３通過点ｃを経由して目的港Ｅへ到る航路Ｋについて就航する船舶Ｓについて、目的港Ｅへの到着時刻の定時性を維持できるように、図２に示す時間・距離の座標系のグラフにより遅延リスクについての検討が行われる。
そして、各通過点ａ，ｂ，ｃへの到達時に、気象および海象の変化に基づいた不確実性による遅延リスクを再評価して、航海計画の見直しが行われる。
本実施例２の場合も、図１に示す出発港Ｄから第１通過点ａ，第２通過点ｂおよび第３通過点ｃを経由して目的港Ｅへ到る航路Ｋについて就航する船舶Ｓについて、目的港Ｅへの到着時刻の定時性を維持できるように、図２に示す時間・距離の座標系のグラフにより遅延リスクについての検討が行われる。
そして、各通過点ａ，ｂ，ｃへの到達時に、気象および海象の変化に基づいた不確実性による遅延リスクを再評価して、航海計画の見直しが行われる。
本実施例２の環境負荷低減型航海計画提供システムでは、出発港Ｄから第１〜３通過点ａ〜ｃを経由して目的港Ｅへ到る航路Ｋに就航する船舶Ｓが、通過点ａ〜ｃにおける各通過時刻を通過予定時刻に対し許容誤差内に納めながら目的港Ｅへの到着時刻の定時性を維持できるように、図４に示すごとく、航路Ｋに沿う船舶Ｓの通過予定海域の気象海象予報を順次受信する気象海象予報受信手段１が陸上基地に設けられており、同手段１により受信された気象海象予報に基づき船舶Ｓの主機関の出力制御および操舵装置による舵角制御を順次行って各通過点ａ〜ｃにおける通過時刻を許容誤差内に納めるための主機関制御手段２および操舵装置制御手段３は、船上に設けられている。
また、上記気象海象予報により予測される船舶Ｓの風圧抵抗および波浪抵抗ならびに潮流抵抗を演算する第１演算手段４と、同第１演算手段４における演算結果に基づき予測される通過点ａ〜ｃの通過予定時刻を航海記録データベースなどに基づく統計処理により補正して目的港Ｅへ許容誤差内の時刻に到着するための船速設定値および舵角設定値を演算する第２演算手段５とが陸上基地に設けられていて、同第２演算手段５により求められた演算結果を無線通信により船速舵角設定用受信手段６ａを介して受信する航海計画用制御系６は船上に設けられており、同制御系６から第２演算手段５の演算結果に基づく制御信号が主機関制御手段２および操舵装置制御手段３へそれぞれ送信されるように構成されている。
そして、本実施例２の場合も、上記統計処理による船速設定値の演算は、船舶Ｓにおける船速計７からの計測値の無線通信によるフィードバックを参照して行われ、かつ、上記統計処理による舵角設定値の演算は、船舶Ｓにおける船位計測装置８からの計測値の無線通信によるフィードバックを参照して行われる。なお、上記フィードバックは、船上のフィードバック値送信手段９および陸上基地のフィードバック値受信手段10を介して行われる。
また、上記フィードバックは、航海計画用制御系６に対しても行われるようになっている。
また、上記フィードバックは、航海計画用制御系６に対しても行われるようになっている。
上述の実施例２の環境負荷低減型航海計画提供システムでは、前述の実施例１の場合と同様に、目的港Ｅへの船舶Ｓの到着時刻の定時性を維持するため、出発港Ｄから目的港Ｅまでの航路Ｋ上に沿う所要の通過点ａ〜ｃにおける各通過時刻を、通過予定時刻に対し許容誤差内に納めるように、気象海象予報に基づいて船舶Ｓの主機関の制御および操舵装置の制御が、それぞれ主機関制御手段２および操舵装置制御手段３により行われる。
すなわち、航路Ｋに沿う船舶Ｓの通過予定海域の気象海象予報により予測される船舶Ｓの風圧抵抗および波浪抵抗ならびに潮流抵抗が第１演算手段４で演算されて、その演算結果に基づき予測される所要の通過点ａ〜ｃにおける各通過予定時刻が、航海記録データベースなどを参照して、過去のデータに基づく統計処理により第２演算手段５で補正されるとともに、このようにして補正された上記通過予定時刻に基づき、目的港Ｅへ許容誤差内の時刻に到着するための船速設定値および舵角設定値が第２演算手段５により演算される。
そして、第２演算手段５により求められた演算結果に基づき、航海計画用制御系６から主機関制御手段２および操舵装置制御手段３にそれぞれ制御信号が適切に送信されるので、目的港Ｅへの到着時刻を許容誤差内に納めるための制御が的確に行われるようになり、主機関の燃料消費率も改善されて、環境負荷の低減に寄与することができる。
また、上記統計処理による船速設定値の演算が、船舶Ｓの船速計７からの計測値のフィードバックを参照して行われるとともに、上記統計処理による舵角設定値の演算が船舶Ｓの船位計測装置８からの計測値のフィードバックを参照して行われることにより、上記の船速設定値および舵角設定値の各設定が適切に行われるようになって、目的港Ｅへの到着時刻の定時性維持が大幅に改善されるようになる。
さらに、本実施例２では、気象海象予報受信手段１と、第１演算手段４および第２演算手段５とが陸上に設けられ、第２演算手段５から発信された船速設定値および舵角設定値を受ける船速舵角設定用受信手段６ａと、航海計画用制御系６とが船上に設けられるので、船上で必要とされる設備が大幅に低減されるとともに、船上での操船業務も大幅に軽減されるようになる利点が得られる。
１ 気象海象予報受信手段
２ 主機関制御手段
３ 操舵装置制御手段
４ 第１演算手段
５ 第２演算手段
６ 航海計画用制御系
６ａ 船速舵角設定用受信手段
７ 船速計
８ 船位計測装置
９ フィードバック値送信手段
10 フィードバック値受信手段
ａ〜ｃ 通過点
Ｄ 出発港
Ｅ 目的港
Ｋ 航路
Ｓ 船舶
２ 主機関制御手段
３ 操舵装置制御手段
４ 第１演算手段
５ 第２演算手段
６ 航海計画用制御系
６ａ 船速舵角設定用受信手段
７ 船速計
８ 船位計測装置
９ フィードバック値送信手段
10 フィードバック値受信手段
ａ〜ｃ 通過点
Ｄ 出発港
Ｅ 目的港
Ｋ 航路
Ｓ 船舶
Claims (3)
- 出発港から所要の通過点を経由して目的港へ到る航路に就航する船舶のための航海計画提供システムにおいて、上記所要の通過点における各通過時刻を通過予定時刻に対し許容誤差内に納めながら目的港への到着時刻の定時性を維持すべく、上記航路に沿う上記船舶の通過予定海域の気象海象予報を順次受信する気象海象予報受信手段と、同気象海象予報受信手段により受信された気象海象予報に基づき上記船舶の主機関の出力制御および操舵装置による舵角制御を順次行って上記所要の通過点における通過時刻を許容誤差内に納めるための主機関制御手段および操舵装置制御手段とが船上に設けられるとともに、上記気象海象予報により予測される上記船舶の風圧抵抗および波浪抵抗ならびに潮流抵抗を演算する第１演算手段と、同第１演算手段における演算結果に基づき予測される上記所要の通過点の通過予定時刻を統計処理により補正して上記目的港へ許容誤差内の時刻に到着するための船速設定値および舵角設定値を演算する第２演算手段と、同第２演算手段により求められた演算結果に基づき上記の主機関制御手段および操舵装置制御手段にそれぞれ制御信号を送信する航海計画用制御系とが船上に装備されていることを特徴とする、環境負荷低減型航海計画提供システム。
- 出発港から所要の通過点を経由して目的港へ到る航路に就航する船舶のための航海計画提供システムにおいて、上記所要の通過点における各通過時刻を通過予定時刻に対し許容誤差内に納めながら目的港への到着時刻の定時性を維持すべく、上記航路に沿う上記船舶の通過予定海域の気象海象予報を順次受信する気象海象予報受信手段と、同気象海象予報受信手段により受信された気象海象予報により予測される上記船舶の風圧抵抗および波浪抵抗ならびに潮流抵抗を演算する第１演算手段と、同第１演算手段における演算結果に基づき予測される上記所要の通過点の通過予定時刻を統計処理により補正して上記目的港へ許容誤差内の時刻に到着するための船速設定値および舵角設定値を演算し発信する第２演算手段とが陸上基地に設けられ、上記第２演算手段から発信された船速設定値および舵角設定値を受信すべく船上に設けられた船速舵角設定用受信手段と、同船速舵角設定用受信手段により受信された上記の船速設定値および舵角設定値に基づき上記船舶の主機関制御手段および操舵装置制御手段にそれぞれ制御信号を送信する船上の航海計画用制御系とを具えたことを特徴とする、環境負荷低減型航海計画提供システム。
- 上記統計処理による船速設定値の演算が、上記船舶の船速計からの計測値のフィードバックを参照して行われ、かつ、上記統計処理による舵角設定値の演算が、上記船舶の船位計測装置からの計測値のフィードバックを参照して行われることを特徴とする、請求項１または２に記載の環境負荷低減型航海計画提供システム。
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