JP2013189138A - 異常管理システム - Google Patents

Abstract

【課題】航海機器において異常が検出された際に、管理装置で扱われる異常の警告レベルが航海機器から管理装置に通知される。
【解決手段】異常検出時には、該異常に関する異常情報を出力するオートパイロット７と、オートパイロット７に接続され、オートパイロット７から通知された異常情報を管理する管理装置９とを具備し、オートパイロット７は、管理装置９で扱われる異常の警告レベルが登録されたデータベースを記憶し、該データベースに基づいて警告レベルを異常情報として出力する。
【選択図】図１

Description

本発明は、異常管理システムに関する。

船舶に搭載される管理システムとして、統合航海システム（ＩＮＳ：Integrated Navigation System）がある（下記特許文献１参照）。この統合航海システムは、ジャイロコンパス、電磁ログ、電子海図装置、レーダ／ＡＲＰＡ（Automatic Radar Plotting Aids：自動衝突予防援助装置）及びオートパイロット等の航海機器を組み合わせて、航路監視、衝突予防及び自動操舵等の各種航海機能を統合したものであり、各航海機器において検出された異常は、管理装置に通知されて管理される。

特開２００１−２９１２００号公報

ところで、上記従来技術において、航海機器と、管理装置とでは、同じ異常であっても各々の管理下で扱われる警告レベルが異なる場合があり、航海機器の内部で扱われた警告レベルをそのまま管理装置に通知すると、管理装置で扱われる警告レベルと異なるという不都合があった。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、航海機器において異常が検出された際に、管理装置で扱われる異常の警告レベルが航海機器から管理装置に通知されることを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明では、第１の解決手段として、船舶の航海に使用され、異常検出時には、該異常に関する異常情報を出力する航海機器と、前記航海機器に接続され、前記航海機器から通知された前記異常情報を管理する管理装置とを具備し、前記航海機器は、前記管理装置で扱われる前記異常の警告レベルが登録されたデータベースを記憶し、該データベースに基づいて前記警告レベルを前記異常情報として出力する、という手段を採用する。

本発明では、第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、前記データベースには、前記異常に関するテキスト情報が登録され前記航海機器は、前記データに基づいて前記テキスト情報を前記異常情報として出力する、という手段を採用する。

本発明では、第３の解決手段として、上記第１または第２の解決手段において、前記航海機器と前記管理装置とは、双方向通信可能であり、前記管理装置は、前記航海機器を制御するための制御信号を前記航海機器に出力する、という手段を採用する。

本発明によれば、異常検出時に、管理装置で扱われる異常の警告レベルが登録されたデータに基づいて警告レベルを異常情報として出力するので、管理装置で扱われる異常の警告レベルが航海機器から管理装置に通知される。

本発明の一実施形態に係る統合航海システムＡのシステム構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態におけるオートパイロット７の機能ブロック図である。 本発明の一実施形態における航海機器による異常情報の出力動作を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態におけるオートパイロット７において異常が検出された場合に使用される表示画面と、属性テーブルとを示す模式図である。 本発明の一実施形態におけるオートパイロット７の内部において検出される各種異常を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
本実施形態に係る統合航海システムＡは、図１に示すように、ジャイロコンパス１、ＧＰＳ（Global Positioning System）受信機２、電磁ログ３、電子海図装置４、レーダー/ＡＲＰＡ (Automatic Radar Plotting Aids：自動衝突予防援助装置)５、自動船舶識別装置（ＡＩＳ：Automatic Identification System）６、オートパイロット７、コニングディスプレイ８、管理装置９及びインタフェース装置１０を備える。なお、上記構成要素の内、ジャイロコンパス１、ＧＰＳ受信機２、電磁ログ３、電子海図装置４、レーダ／ＡＲＰＡ５、自動船舶識別装置６、オートパイロット７及びコニングディスプレイ８は、本実施形態における航海機器である。

このような統合航海システムＡは、船舶に搭載され、上記ジャイロコンパス１、ＧＰＳ受信機２、電磁ログ３、電子海図装置４、レーダ／ＡＲＰＡ５、自動船舶識別装置６、オートパイロット７及びコニングディスプレイ８を組み合わせて、航路監視、衝突予防及び自動操舵等の各種航海機能を統合したシステムである。また、統合航海システムＡにおいて、中継装置として機能するインタフェース装置１０は、ジャイロコンパス１、ＧＰＳ受信機２、電磁ログ３、電子海図装置４、レーダ／ＡＲＰＡ５、自動船舶識別装置６、オートパイロット７、コニングディスプレイ８及び管理装置９に接続されている。

上記ジャイロコンパス１は、回転型または振動型の機械式ジャイロスコープ、あるいは光ファイバジャイロまたはリングレーザジャイロ等の光学式ジャイロスコープ等を使用して船舶の進行方位を検出する。このようなジャイロコンパス１は、進行方位を示す進行方位検出信号をインタフェース装置１０に出力する。また、ジャイロコンパス１は、検出した異常に関する異常情報をインタフェース装置１０を介して管理装置９に出力する。

ＧＰＳ受信機２は、ＧＰＳに準拠した測位装置であり、船舶の所定の場所（船首あるいは船尾等）に設置された受信アンテナを備える。このＧＰＳ受信機２は、受信アンテナが受信した測位用電波に基づいて、測地座標系における受信アンテナの位置（緯度及び経度）を船舶の位置として検出する。このようなＧＰＳ受信機２は、船舶の位置を示す位置検出信号をインタフェース装置１０に出力する。また、ＧＰＳ受信機２は、検出した異常に関する異常情報をインタフェース装置１０を介して管理装置９に出力する。

電磁ログ３は、船舶の船底部に水中に露出する状態で設けられており、導体が磁界中を移動した場合に起電力が発生するという物理現象（ファラデーの電磁誘導の法則）を応用して船舶の航行速度を計測する。このような電磁ログ３は、計測された航行速度をインタフェース装置１０に出力する。また、電磁ログ３は、検出した異常に関する異常情報をインタフェース装置１０を介して管理装置９に出力する。

電子海図装置４は、公的機関から発行される電子海図データに基づいて海図をディスプレイ上に表示するものである。このような電子海図装置４は、上記電子海図データを専用コンピュータによって処理することにより所望海域の海図をディスプレイに表示したり、あるいはインタフェース装置１０を介してジャイロコンパス１、ＧＰＳ受信機２及び電磁ログ３から取得した各種情報に基づいて船舶の航行方位や航行位置を海図上に表示して計画航路に対する実際航路の監視を行う。また、電子海図装置４は、検出した異常に関する異常情報をインタフェース装置１０を介して管理装置９に出力する。

レーダ／ＡＲＰＡ５は、レーダから得られる情報に基づいて近隣の船舶等の障害物を自動的に捕捉し、障害物までの方位や距離を計算して表示すると共に、衝突の危険の度合いを計算して表示する。また、レーダ／ＡＲＰＡ５は、自船が障害物に接近して危険な状態になると警報を発し、さらに障害物を避けるための操船に必要な情報を表示する。このようなレーダ／ＡＲＰＡ５は、検出した異常に関する異常情報をインタフェース装置１０を介して管理装置９に出力する。

自動船舶識別装置６は、自船の位置情報や操船情報等の航海情報、船名や積荷等の船舶の固有情報を周囲に定期的に送信すると共に、他船から送信されたこれらの情報を受信して表示するものである。このような自動船舶識別装置６は、検出した異常に関する異常情報をインタフェース装置１０を介して管理装置９に出力する。

オートパイロット７は、予め設定された計画航路に基づいて船舶の舵を駆動する制御アクチュエータ７１を自動制御して自動操舵を実現するものであり、図２に示すように、実舵角発信器７２、制御電源箱７３及びコントロールスタンド７４を備える。なお、上記制御アクチュエータ７１は、船舶の舵（舵機）を駆動する駆動力を発生する油圧ポンプを複数台備えるものであり、制御電源箱７３から供給される駆動信号に基づいて駆動される。

実舵角発信器７２は、舵（舵機）の舵角を読み取り、読み取り結果を示す実舵角信号を制御電源箱７３に出力するものである。
制御電源箱７３は、制御アクチュエータ７１に駆動信号を供給するものであり、実舵角発信器７２から入力される実舵角信号を参照しつつ船舶の舵がコントロールスタンド７４から入力される指令舵角になるように上記駆動信号を制御する。

コントロールスタンド７４は、操作部７４ａ、表示部７４ｂ及び演算制御部７４ｃを備える。操作部７４ａは、航海士等により操作される操作盤を備え、航海士等により入力された自動操舵モードと手動操舵モードとの切り替え指示や、船舶の旋回指示等を操作信号として演算制御部７４ｃに出力する。表示部７４ｂは、例えば液晶モニタ等であり、演算制御部７４ｃから入力される表示信号に基づいて各種画像を表示する。

演算制御部７４ｃは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等のハードウエアを備え、ＣＰＵがＲＯＭに記憶された所定の演算制御プログラムに基づいて機能するソフトウエア型の演算御装置である。この演算制御部７４ｃは、ジャイロコンパス１、ＧＰＳ受信機２及び電磁ログ３から取得した各種情報と、予め設定された計画航路に基づいて指令舵角を算出し、該指令舵角を示す指令舵角信号を制御電源箱７３に出力する。また、演算制御部７４ｃは、必要に応じて表示信号を表示部７４ｂに出力することにより表示部７４ｂに画像を表示させる。このような演算制御部７４ｃは、オートパイロット７の内部において検出された異常に関する異常情報をインタフェース装置１０を介して管理装置９に出力する。

コニングディスプレイ８は、例えば液晶モニタ等であり、ジャイロコンパス１、ＧＰＳ受信機２及び電磁ログ３から取得した各種情報や、後述する管理装置９によって管理される各航海機器の異常情報を表示する表示器である。

管理装置９は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等のハードウエアを備え、ＣＰＵがＲＯＭに記憶された所定の管理プログラムに基づいて動作する。このような管理装置９は、ジャイロコンパス１、ＧＰＳ受信機２、電磁ログ３、電子海図装置４、レーダ／ＡＲＰＡ５、自動船舶識別装置６、オートパイロット７及びコニングディスプレイ８の各航海機器から入力される異常情報を管理し、表示信号をコニングディスプレイ８に出力して各航海機器の異常情報をコニングディスプレイ８に表示させる。

インタフェース装置１０は、上記ジャイロコンパス１、ＧＰＳ受信機２、電磁ログ３、電子海図装置４、レーダ／ＡＲＰＡ５、自動船舶識別装置６、オートパイロット７、コニングディスプレイ８及び管理装置９に接続されており、各機器間の通信を中継する中継装置である。

次に、このように構成された本統合航海システムＡにおける航海機器による異常情報の出力動作について、図３のフローチャートに沿って説明する。

例えば、オートパイロット７において、演算制御部７４ｃは、オートパイロット７内部において検出される異常を常時監視し、異常か発生したか否か判断する（ステップＳ１）。演算制御部７４ｃは、異常が発生した場合（ＹＥＳの場合）には、オートパイロット７内部での異常に対する所定の対応処理を実行する（ステップＳ２）。例えば、演算制御部７４ｃは、図４に示すように「ＯＦＦ ＨＥＡＤＩＮＧ（マグネットコンパスによるジャイロ方位監視異常）」という異常が発生した場合には、上記ステップＳ２において、表示部７４ｂに警告の種類「ＯＦＦ ＨＥＡＤＩＮＧ」と、その警告レベル（オートパイロット７で扱われる警告レベル）「ＣＡＵＴＩＯＮ」とを表示させる。

なお、演算制御部７４ｃは、異常の種類に警告レベルが関連付けられた警報テーブル（図４参照）を予め記憶し、該警報テーブに基づいて表示内容を決定する。また、上記マグネットコンパスは、図示していないが、統合航海システムＡにジャイロコンパス１のバックアップとして搭載されている。演算制御部７４ｃは、このマグネットコンパスによる検出結果に基づいてジャイロコンパスの検出結果を監視しており、「ＯＦＦ ＨＥＡＤＩＮＧ」はその監視結果に異常が発生したことを示している。

また、演算制御部７４ｃ、異常が発生していない場合（ＮＯの場合）には、フローチャートの処理を終了する。
一方、演算制御部７４ｃは、上記ステップＳ２の処理の後、予め記憶する異常に関する属性テーブル（データベース）を参照する（ステップＳ３）。ここで、上記属性テーブルについて詳細に説明する。上記属性テーブルは、オートパイロット７から管理装置９に通知する異常情報が登録されたデータテーブルであり、図４に示すように、オートパイロット７の内部で検出される異常（警報の種類）と、その異常の管理装置９への通知有無と、警報番号と、警報プライオリティ（管理装置９で扱われる警告レベル）と、メッセージと（テキスト情報）が関連付けられている。この属性テーブルは、上述した「ＯＦＦ ＨＥＡＤＩＮＧ」だけでなく、オートパイロット７の内部において検出される各種異常（図５参照）に対して用意されている。

演算制御部７４ｃは、ステップＳ３において参照した属性テーブルに基づいて管理装置９に異常情報を通知する必要があるか否か判断する（ステップＳ４）。演算制御部７４ｃは、異常情報を通知する必要があると判断した場合（ＹＥＳの場合）には、属性テーブルに基づいて警報番号、警報プライオリティ及びメッセージからなる異常情報を生成し（ステップＳ５）、該異常情報を管理装置９に通知する（ステップＳ６）。

例えば、演算制御部７４ｃは、図４に示す「ＯＦＦ ＨＥＡＤＩＮＧ」という異常の場合には、警報番号「１２３」、警報プライオリティ「ＡＬＡＲＭ」及びメッセージ「ＯＦＦ−ＨＥＡＤＩＮＧＡＬＡＲＭ」からなる異常情報を管理装置９に出力する。つまり、演算制御部７４ｃは、上記処理によって、警告の種類「ＯＦＦ ＨＥＡＤＩＮＧ」という異常が発生した場合には、「ＡＬＡＲＭ」を警報プライオリティ（管理装置９で扱われる警告レベル）として管理装置９に通知する。また、演算制御部７４ｃは、ステップＳ３において参照した属性テーブルに基づいて管理装置９に異常情報を通知する必要がないと判断した場合（ＮＯの場合）には、フローチャートの処理を終了する。
一方、管理装置９は、オートパイロット７から異常情報が通知されると、該異常情報をコニングディスプレイ８に表示させる。

なお、オートパイロット７以外の航海機器であるジャイロコンパス１、ＧＰＳ受信機２、電磁ログ３、電子海図装置４、レーダ／ＡＲＰＡ５、自動船舶識別装置６及びコニングディスプレイ８についても、上述したオートパイロット７と同様の動作を行って、管理装置９に異常情報を出力する。

このように本実施形態によれば、異常検出時に、管理装置９で扱われる警報プライオリティが登録された属性テーブルに基づいて警報プライオリティを異常情報として出力するので、管理装置９で扱われる警報プライオリティが航海機器から管理装置９に通知される。また、従来においては、上記メッセージのようなテキスト情報を異常情報として航海機器から管理装置９に出力できなかったが、本実施形態では、可能であるため、異常に関する詳細な情報をテキスト情報により管理装置９に通知できる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることなく、例えば以下のような変形が考えられる。
（１）上記実施形態において、各航海機器から管理装置９へは単方向通信であるが、本発明はこれに限定されない。例えば、各航海機器と管理装置９とを双方向通信可能にして、航海機器から管理装置９に異常情報を送信すると共に、管理装置９から航海機器に各種制御信号を送信するようにしてもよい。例えば、管理装置９に操作部が設けられている場合には、管理装置９は、上記操作部が受け付けた操作指示に基づいて異常の発生した航海機器に停止信号を送信するようにしてもよい。

Ａ…統合航海システム、１…ジャイロコンパス、２…ＧＰＳ受信機、３…電磁ログ、４…電子海図装置、５…レーダ／ＡＲＰＡ、６…自動船舶識別装置、７…オートパイロット、８…コニングディスプレイ、９…管理装置、１０…インタフェース装置、７１…制御アクチュエータ、７２…実舵角発信器、７３…制御電源箱、７４…コントロールスタンド、７４ａ…操作部、７４ｂ…表示部、７４ｃ…演算制御部

Claims (3)

1. 船舶の航海に使用され、異常検出時には、該異常に関する異常情報を出力する航海機器と、
   前記航海機器に接続され、前記航海機器から通知された前記異常情報を管理する管理装置とを具備し、
   前記航海機器は、前記管理装置で扱われる前記異常の警告レベルが登録されたデータベースを記憶し、該データベースに基づいて前記警告レベルを前記異常情報として出力することを特徴とする異常管理システム。
2. 前記データベースには、前記異常に関するテキスト情報が登録され
   前記航海機器は、前記データに基づいて前記テキスト情報を前記異常情報として出力することを特徴とする請求項１に記載の異常管理システム。
3. 前記航海機器と前記管理装置とは、双方向通信可能であり、
   前記管理装置は、前記航海機器を制御するための制御信号を前記航海機器に出力することを特徴とする請求項１または２に記載の異常管理システム。
   
   
   
   
   

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