JP2021160427A - Anchor dragging risk evaluation program, anchor dragging risk evaluation system, and anchor dragging risk avoidance system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、船舶の錨泊時の走錨リスクの評価に用いる走錨リスク評価プログラム及び走錨リスク評価システム、並びに走錨の回避に用いる走錨リスク回避システムに関する。 The present invention relates to an anchoring risk evaluation program and an anchoring risk evaluation system used for evaluating the anchoring risk of a ship at anchoring, and an anchoring risk avoidance system used for avoiding anchoring.
台風などの荒天時に安全を確保するため港湾内で錨泊する船舶がある。このとき船舶は錨を投下して船首を波上側に向けた状態で停泊するのが一般的である。外航船を運航している海運会社では、錨泊地の選定や錨泊方法(錨泊の種類、錨鎖の伸出長)などに関してマニュアルが整備されている。一方、内航船を運航している海運会社では、錨泊地の選定や錨泊方法については船長の判断に任されている。通常の錨泊は入港・着岸までの待機のために行うことが殆どで、台風などの荒天下で錨泊を行う機会は少ないため、内航船の船長が経験に基づき、気象・海象予報に応じて錨泊地や錨泊方法の選定などを適切に判断することは困難な場合が多い。 Some vessels anchor in the harbor to ensure safety in stormy weather such as typhoons. At this time, it is common for the ship to drop the anchor and berth with the bow facing the wave side. Shipping companies that operate ocean-going vessels have manuals on the selection of anchoring sites and anchoring methods (type of anchoring, extension length of anchor chain). On the other hand, shipping companies that operate coastal vessels are left to the captain's judgment regarding the selection of anchoring sites and anchoring methods. Most of the usual anchoring is done for waiting until entering the port and berthing, and there are few opportunities to anchor in stormy weather such as typhoons, so the captain of the coastal vessel will anchor according to the weather and sea conditions forecast based on experience. It is often difficult to properly determine the location and anchoring method.
ここで、特許文献1には、海底土質検出器と、繰出し錨鎖長検出器と、錨鎖角検出器と、錨鎖張力検出器と、風向風速検出器と、潮流検出器と、これらの検出器からの検出信号を受けて錨と錨鎖との最大把駐力および船体に働く外力を演算すると共に錨鎖張力を最大把駐力以下に保持するのに必要な縦横方向の守錨制御推進力を演算し、守錨制御推進力に応じた制御信号を主機制御手段、旋回装置制御手段或いは吃水制御手段へ出力する制御装置とを備えた自動守錨制御装置が開示されている。
また、特許文献2には、自船から錨に至る水平距離を、錨鎖張力と水深とを用いて錨鎖カテナリ理論式で求めた錨鎖カテナリと繰出し錨鎖長とから演算し、投錨位置から現在の自船位置に至る水平距離を、自船の船速若しくは加速度を投錨から現在に亙って時間積分することにより演算し、自船から錨に至る水平距離と投錨位置から現在の自船位置に至る水平距離とを比較することにより走錨を検知する走錨検知方法が開示されている。
また、特許文献3には、レーダ信号より船舶の位置および長さを求めると共に船舶に対応した識別番号を付与し記憶するレーダ信号入力手段と、外部から入力される船舶の識別番号に対応した占有領域、範囲等の処理条件を得る処理条件設定手段と、船舶の位置、長さおよび占有領域の中心位置より船舶相互間、占有領域の中心位置相互間、船舶と占有領域の中心位置相互間の各距離と船舶の長さとの関係が定っている特徴を利用して無次元の量を導入して比率尺度での関係値をそれぞれ算出し、各関係値が範囲内にあるか否かを判定する危険監視判定手段と、判定の結果に従って警報を出力する動作警報出力手段を有する走錨等危険監視装置が開示されている。
Here, Patent Document 1 describes the seabed soil detector, the feeding anchor chain length detector, the anchor chain angle detector, the anchor chain tension detector, the wind direction and wind velocity detector, the tidal current detector, and these detectors. The maximum holding force between the anchor and the anchor chain and the external force acting on the hull are calculated in response to the detection signal of, and the vertical and horizontal anchor control propulsion force required to keep the anchor chain tension below the maximum holding force is calculated. , An automatic anchor control device including a control device for outputting a control signal corresponding to an anchor control propulsive force to a main engine control means, a turning device control means, or a water control means is disclosed.
Further, in Patent Document 2, the horizontal distance from the own ship to the anchor is calculated from the anchor chain categorization obtained by the anchor chain categorization theoretical formula using the anchor chain tension and the water depth, and the feeding anchor chain length, and the current self from the anchoring position. The horizontal distance to the ship position is calculated by integrating the speed or acceleration of the ship from the anchor to the present, and the horizontal distance from the ship to the anchor and the anchor position to the current position of the ship are reached. An anchoring detection method for detecting an anchor by comparing it with a horizontal distance is disclosed.
Further, Patent Document 3 describes a radar signal input means for obtaining the position and length of a ship from a radar signal and assigning and storing an identification number corresponding to the ship, and an occupation corresponding to the identification number of the ship input from the outside. Processing condition setting means for obtaining processing conditions such as area and range, and between ships from the position, length and center position of the occupied area, between the center positions of the occupied area, and between the center positions of the ship and the occupied area. Using the feature that the relationship between each distance and the length of the ship is determined, a non-dimensional quantity is introduced to calculate the relational values on the ratio scale, and whether or not each relational value is within the range is determined. Danger monitoring for determination A danger monitoring device such as an anchor having a determination means and an operation alarm output means for outputting an alarm according to the determination result is disclosed.
特許文献1から特許文献3は、走錨リスクの評価に将来予測される船体の姿勢と航跡を用いるものではなく、走錨リスクの評価精度が十分とはいい難い。また、錨泊中の走錨監視を主としており、錨泊候補地の荒天時における走錨リスクを事前に評価するものではない。
そこで本発明は、錨泊前及び錨泊中において荒天時に錨泊する船舶の船体運動を高精度に推定して走錨リスクを精度よく評価、回避することができる走錨リスク評価プログラム、走錨リスク評価システム、及び走錨リスク回避システムを提供することを目的とする。
Patent Documents 1 to 3 do not use the hull attitude and track predicted in the future for the evaluation of anchoring risk, and it cannot be said that the evaluation accuracy of anchoring risk is sufficient. In addition, it mainly monitors anchoring during anchoring, and does not evaluate the risk of anchoring in stormy weather at the candidate anchoring site in advance.
Therefore, the present invention is an anchoring risk assessment program and an anchoring risk assessment system capable of accurately estimating and avoiding anchoring risk by estimating the hull movement of a vessel anchored in stormy weather before and during anchoring with high accuracy. , And an anchoring risk avoidance system.
請求項1記載に対応した走錨リスク評価プログラムにおいては、船舶の錨泊時の走錨リスクの評価に用いるプログラムであって、コンピュータに船舶の船舶データ、船舶の駆動手段データ、船舶の錨・錨鎖データ、気象・海象データ、及び錨泊に係る錨地データを取得させるデータ取得ステップと、船舶の船体に働く外力を船舶データと気象・海象データを用いて推定する外力推定ステップと、船体の駆動力を船舶データと駆動手段データを用いて推定する駆動力推定ステップと、船舶の錨手段の錨鎖張力を錨・錨鎖データ、錨地データ、及び一つ前の時間ステップにおける船体の姿勢と航跡とを用いて推定する錨鎖張力推定ステップと、外力と駆動力と錨鎖張力を運動方程式に適用し船体の姿勢と航跡を算出する姿勢・航跡算出ステップと、算出した姿勢と航跡を出力する出力ステップを実行させることを特徴とする。
請求項1に記載の本発明によれば、コンピュータを用いて、錨泊前及び錨泊中において荒天時に錨泊する船舶の姿勢や航跡等の船体運動を高精度に推定して走錨リスクを精度よく評価することが可能となる。
The anchoring risk evaluation program corresponding to claim 1 is a program used for evaluating the anchoring risk of a ship when it is anchored, and the ship data, the driving means data of the ship, and the anchor / anchor chain of the ship are stored in a computer. Data acquisition step to acquire data, weather / sea condition data, and anchorage data related to anchoring, external force estimation step to estimate the external force acting on the hull of the ship using ship data and weather / sea condition data, and the driving force of the hull. Using the driving force estimation step that estimates using ship data and drive means data, and the anchor chain tension of the anchor means of the ship using anchor / anchor chain data, anchorage data, and the attitude and track of the hull in the previous time step. To execute the estimated anchor chain tension estimation step, the attitude / track calculation step to calculate the hull attitude and track by applying the external force, driving force and anchor chain tension to the motion equation, and the output step to output the calculated attitude and track. It is characterized by.
According to the first aspect of the present invention, the attitude of the ship anchored in stormy weather before and during anchoring and the hull motion such as the track are estimated with high accuracy and the anchoring risk is evaluated accurately by using a computer. It becomes possible to do.
請求項2記載の本発明は、船舶の錨・錨鎖データと錨地データを用いて限界係駐力を推定する限界係駐力推定ステップと、限界係駐力と錨鎖張力推定ステップで推定した錨鎖張力とを比較して船舶の走錨リスクを評価する走錨リスク評価ステップをさらに実行させ、出力ステップで走錨リスクの評価結果を出力することを特徴とする。
請求項2に記載の本発明によれば、限界係駐力と錨鎖張力に基づいて走錨リスクを評価することで、錨泊候補地の事前評価段階においては走錨リスクの予想精度を高めることができ、また錨泊中においては走錨を回避するための対応の必要性等を的確に判断することが可能となる。
According to the second aspect of the present invention, the limit anchoring force estimation step for estimating the limit anchoring force using the anchor / anchor chain data and the anchorage data of the ship, and the anchor chain tension estimated by the limit anchoring force and the anchor chain tension estimation step. It is characterized in that the anchoring risk evaluation step for evaluating the anchoring risk of the ship is further executed in comparison with the above, and the evaluation result of the anchoring risk is output in the output step.
According to the second aspect of the present invention, by evaluating the anchoring risk based on the critical anchoring force and the anchor chain tension, it is possible to improve the prediction accuracy of the anchoring risk at the preliminary evaluation stage of the anchorage candidate site. In addition, it is possible to accurately determine the necessity of measures to avoid anchoring during anchoring.
請求項3記載の本発明は、外力推定ステップにおいて推定する外力は、操縦流体力、風圧力、及び波漂流力であることを特徴とする。
請求項3に記載の本発明によれば、船体に働く外力を推定して、走錨リスクをさらに精度よく推定することができる。
The present invention according to claim 3 is characterized in that the external force estimated in the external force estimation step is a steering fluid force, a wind pressure, and a wave drifting force.
According to the third aspect of the present invention, the external force acting on the hull can be estimated to more accurately estimate the anchoring risk.
請求項4記載の本発明は、姿勢・航跡算出ステップの運動方程式として数式1を使用し、船舶データに基づいて算出を行うことを特徴とする。
請求項5記載の本発明は、姿勢・航跡算出ステップの後で、船舶が定常的な振れ回り運動に達したかを判断する振れ回り運動判定ステップをさらに実行し、定常的な振れ回り運動に達していない場合は、外力推定ステップと、駆動力推定ステップと、錨鎖張力推定ステップと、姿勢・航跡算出ステップを繰り返すことを特徴とする。
請求項5に記載の本発明によれば、外力による船体運動としての振れ回り運動を判定して走錨リスクを精度よく評価することが可能となる。
According to the fifth aspect of the present invention, after the attitude / track calculation step, a swing motion determination step for determining whether the ship has reached a steady swing motion is further executed to obtain a steady swing motion. If it has not been reached, the external force estimation step, the driving force estimation step, the anchor chain tension estimation step, and the attitude / track calculation step are repeated.
According to the fifth aspect of the present invention, it is possible to accurately evaluate the anchoring risk by determining the swinging motion as the hull motion due to the external force.
請求項6記載の本発明は、船舶データとしてAIS(自動船舶識別装置)データを含むことを特徴とする。
請求項6に記載の本発明によれば、AISで取得した自船の位置・方位データ等を船舶データに含め、走錨リスクの評価に利用することができる。
The present invention according to claim 6 is characterized by including AIS (Automatic Identification System) data as ship data.
According to the sixth aspect of the present invention, the position / orientation data of the own ship acquired by AIS can be included in the ship data and used for the evaluation of anchoring risk.
請求項7記載の本発明は、錨・錨鎖データとしてウィンチにおける錨鎖の伸出長を含むことを特徴とする。
請求項7に記載の本発明によれば、錨泊の事前計画や錨泊を実施している場合の錨鎖の伸出長を錨・錨鎖データに含め、走錨リスクの評価に利用することができる。
The present invention according to claim 7 is characterized in that the extension length of the anchor chain in the winch is included as the anchor / anchor chain data.
According to the seventh aspect of the present invention, the extension length of the anchor chain when the anchoring is planned or anchored is included in the anchor / anchor chain data and can be used for the evaluation of the anchoring risk.
請求項8記載の本発明は、錨地データには測深機で計測した水深を含むことを特徴とする。
請求項8に記載の本発明によれば、測深機で計測した水深を錨地データに含め、計測した水深を走錨リスクの評価に利用し評価精度を向上することができる。
The present invention according to claim 8 is characterized in that the anchorage data includes the water depth measured by a bathymetry machine.
According to the eighth aspect of the present invention, the water depth measured by the sounder can be included in the anchorage data, and the measured water depth can be used for the evaluation of the anchoring risk to improve the evaluation accuracy.
請求項9記載の本発明は、走錨リスク評価ステップで評価した走錨リスクを回避するために、船舶の舵の操舵量、駆動手段の駆動量、及び錨鎖の伸出量の少なくとも1つを算出する操作量算出ステップをさらに実行し、出力ステップで、舵の操舵量、駆動手段の駆動量、及び錨鎖の伸出量の少なくとも1つを出力することを特徴とする。
請求項9に記載の本発明によれば、船長等は、出力された操舵量、駆動量、及び伸出量に基づいて舵、駆動手段、及びウィンチを操作することで、走錨リスクを回避することができる。
The present invention according to claim 9 determines at least one of the steering amount of the rudder of the ship, the driving amount of the driving means, and the extension amount of the anchor chain in order to avoid the anchoring risk evaluated in the anchoring risk evaluation step. The operation amount calculation step to be calculated is further executed, and at least one of the steering amount of the rudder, the drive amount of the drive means, and the extension amount of the anchor chain is output in the output step.
According to the ninth aspect of the present invention, the captain and the like avoid the anchoring risk by operating the rudder, the driving means, and the winch based on the output steering amount, driving amount, and extension amount. can do.
請求項10記載の本発明に対応した走錨リスク評価システムにおいては、船舶の錨泊時の走錨リスクの評価を行うシステムであって、船舶の船舶データ、船舶の駆動手段データ、船舶の錨・錨鎖データ、気象・海象データ、及び錨泊に係る錨地データを入力するデータ入力手段と、船舶の船体に働く外力を船舶データと気象・海象データを用いて推定する外力推定手段と、船体の駆動力を船舶データと駆動手段データを用いて推定する駆動力推定手段と、船舶の錨手段の錨鎖張力を錨・錨鎖データ、錨地データ、及び船体の姿勢と航跡とを用いて推定する錨鎖張力推定手段と、外力と駆動力と錨鎖張力を運動方程式に適用し船体の姿勢と航跡を算出する姿勢・航跡算出手段と、算出した姿勢と航跡を出力する出力手段を備えたことを特徴とする。
請求項10に記載の本発明によれば、錨泊前及び錨泊中において荒天時に錨泊する船舶の姿勢や航跡等の船体運動を高精度に推定して走錨リスクを精度よく評価することが可能となる。
The anchoring risk evaluation system according to the present invention according to
According to the tenth aspect of the present invention, it is possible to accurately estimate the hull motion such as the attitude and track of a ship anchored in stormy weather before and during anchoring and to accurately evaluate the anchoring risk. Become.
請求項11記載の本発明は、船舶の錨・錨鎖データと錨地データを用いて限界係駐力を推定する限界係駐力推定手段と、限界係駐力と錨鎖張力推定手段で推定した錨鎖張力とを比較して船舶の走錨リスクを評価する走錨リスク評価手段をさらに備え、出力手段で走錨リスクの評価結果を出力することを特徴とする。
請求項11に記載の本発明によれば、限界係駐力と錨鎖張力に基づいて走錨リスクを評価することで、錨泊候補地の事前評価段階においては走錨リスクの予想精度を高めることができ、また錨泊中においては走錨を回避するための対応の必要性等を的確に判断することが可能となる。
According to the eleventh aspect of the present invention, the limit anchoring force estimating means for estimating the limit anchoring force using the anchor / anchor chain data and the anchorage data of the ship, and the anchor chain tension estimated by the limit anchoring force and the anchor chain tension estimating means. It is further provided with an anchoring risk assessment means for evaluating the anchoring risk of a ship in comparison with the above, and is characterized in that the evaluation result of the anchoring risk is output by the output means.
According to the eleventh aspect of the present invention, by evaluating the anchoring risk based on the critical anchoring force and the anchor chain tension, it is possible to improve the prediction accuracy of the anchoring risk at the preliminary evaluation stage of the anchorage candidate site. In addition, it is possible to accurately determine the necessity of measures to avoid anchoring during anchoring.
請求項12記載の本発明は、外力推定手段と、駆動力推定手段と、錨鎖張力推定手段と、姿勢・航跡算出手段を、コンピュータをもって構成することを特徴とする。
請求項12に記載の本発明によれば、コンピュータに各手段の機能を持たせることで、評価に要する時間を短縮し、所要設置スペースのコンパクト化を図ることが可能となる。
The present invention according to
According to the twelfth aspect of the present invention, by providing the computer with the functions of each means, it is possible to shorten the time required for evaluation and to reduce the required installation space.
請求項13記載の本発明は、船舶がAIS(自動船舶識別装置)を搭載し、船舶データとしてAISデータを含むことを特徴とする。
請求項13に記載の本発明によれば、AISで取得した自船の位置・方位データ等を船舶データに含め、走錨リスクの評価に利用することができる。
The present invention according to
According to the thirteenth aspect of the present invention, the position / orientation data of the own ship acquired by AIS can be included in the ship data and used for the evaluation of the anchoring risk.
請求項14記載の本発明は、船舶が錨鎖の伸出長の計測可能なウィンチを有したことを特徴とする。
請求項14に記載の本発明によれば、錨泊の事前計画や錨泊を実施している場合に、計測した錨鎖の伸出長を錨・錨鎖データに含め、走錨リスクの評価に利用することができる。
The invention according to
According to the 14th aspect of the present invention, when the anchoring is planned in advance or the anchoring is carried out, the measured extension length of the anchor chain is included in the anchor / anchor chain data and used for the evaluation of the anchoring risk. Can be done.
請求項15記載の本発明は、船舶が水深を計測する測深機を有したことを特徴とする。
請求項15に記載の本発明によれば、測深機で計測した水深を錨地データに含め、計測した水深を走錨リスクの評価に利用し評価精度を向上することができる。
The present invention according to claim 15 is characterized in that the ship has a bathymetric device for measuring the water depth.
According to the fifteenth aspect of the present invention, the water depth measured by the sounder can be included in the anchorage data, and the measured water depth can be used for the evaluation of the anchoring risk to improve the evaluation accuracy.
請求項16記載の本発明は、出力手段で出力された算出した姿勢と航跡、又は走錨リスクの評価結果の少なくとも一方を表示する表示手段をさらに備えたことを特徴とする。
請求項16に記載の本発明によれば、船長等は、予想される船体の姿勢と航跡や走錨リスクの評価結果を、容易かつ的確に把握して走錨リスクの回避に活用することができる。
The present invention according to claim 16 is further provided with a display means for displaying at least one of the calculated attitude and track output by the output means or the evaluation result of the anchoring risk.
According to the 16th aspect of the present invention, the captain or the like can easily and accurately grasp the expected attitude of the hull and the evaluation result of the track and the anchoring risk and utilize it for avoiding the anchoring risk. can.
請求項17記載に対応した走錨リスク回避システムにおいては、走錨リスク評価システムで評価した走錨リスクを回避するために、船舶の舵の操舵量、駆動手段の駆動量、及び錨鎖の伸出量の少なくとも1つの情報を伝える情報伝達手段を備えたことを特徴とする。
請求項17に記載の本発明によれば、船長等は、出力された操舵量、駆動量、及び走錨を回避するための錨鎖の伸出量に基づいて舵、駆動手段、及びウィンチを操作することで、走錨リスクを回避することができる。
In the anchoring risk avoidance system corresponding to claim 17, in order to avoid the anchoring risk evaluated by the anchoring risk evaluation system, the steering amount of the steering wheel of the ship, the driving amount of the driving means, and the extension of the anchor chain It is characterized by having an information transmission means for transmitting at least one piece of information.
According to the 17th aspect of the present invention, the captain and the like operate the rudder, the driving means, and the winch based on the output steering amount, the driving amount, and the extension amount of the anchor chain for avoiding the anchor. By doing so, the risk of anchoring can be avoided.
請求項18記載に対応した走錨リスク回避システムにおいては、走錨リスク評価システムで評価した走錨リスクを回避するために、船舶の舵の操舵量、駆動手段の駆動量、及び錨鎖の伸出量の少なくとも1つを操作する操作手段を備えたことを特徴とする。
請求項18に記載の本発明によれば、走錨リスクを回避するための操作を自動的に行わせることができる。
In the anchoring risk avoidance system corresponding to claim 18, in order to avoid the anchoring risk evaluated by the anchoring risk evaluation system, the steering amount of the steering wheel of the ship, the driving amount of the driving means, and the extension of the anchor chain It is characterized by having an operating means for manipulating at least one of the quantities.
According to the eighteenth aspect of the present invention, an operation for avoiding the anchoring risk can be automatically performed.
本発明の走錨リスク評価プログラムによれば、コンピュータを用いて、錨泊前及び錨泊中において荒天時に錨泊する船舶の姿勢や航跡等の船体運動を高精度に推定して走錨リスクを精度よく評価することが可能となる。 According to the anchoring risk assessment program of the present invention, the anchoring risk is evaluated accurately by estimating the hull motion such as the attitude and track of the vessel anchored in stormy weather before and during anchoring with high accuracy using a computer. It becomes possible to do.
また、船舶の錨・錨鎖データと錨地データを用いて限界係駐力を推定する限界係駐力推定ステップと、限界係駐力と錨鎖張力推定ステップで推定した錨鎖張力とを比較して船舶の走錨リスクを評価する走錨リスク評価ステップをさらに実行させ、出力ステップで走錨リスクの評価結果を出力する場合は、限界係駐力と錨鎖張力に基づいて走錨リスクを評価することで、錨泊候補地の事前評価段階においては走錨リスクの予想精度を高めることができ、また錨泊中においては走錨を回避するための対応の必要性等を的確に判断することが可能となる。 In addition, the limit anchoring force estimation step that estimates the limit anchoring force using the anchor / anchor chain data and anchorage data of the ship is compared with the anchor chain tension estimated in the limit anchoring force and the anchor chain tension estimation step of the ship. When the anchoring risk evaluation step for evaluating the anchoring risk is further executed and the evaluation result of the anchoring risk is output in the output step, the anchoring risk is evaluated based on the critical anchoring force and the anchor chain tension. At the preliminary evaluation stage of the candidate anchorage site, the accuracy of predicting the anchoring risk can be improved, and during the anchoring, it is possible to accurately judge the necessity of measures to avoid anchoring.
また、外力推定ステップにおいて推定する外力は、操縦流体力、風圧力、及び波漂流力である場合は、船体に働く外力を推定して、走錨リスクをさらに精度よく推定することができる。 Further, when the external force estimated in the external force estimation step is the maneuvering fluid force, the wind pressure, and the wave drifting force, the external force acting on the hull can be estimated, and the anchoring risk can be estimated more accurately.
また、姿勢・航跡算出ステップの運動方程式として数式1を使用し、船舶データに基づいて算出を行う場合は、船体の姿勢と航跡を数式に基づいて精度よく算出することができる。 Further, when the equation 1 is used as the equation of motion of the attitude / track calculation step and the calculation is performed based on the ship data, the attitude and the track of the hull can be calculated accurately based on the mathematical expression.
また、姿勢・航跡算出ステップの後で、船舶が定常的な振れ回り運動に達したかを判断する振れ回り運動判定ステップをさらに実行し、定常的な振れ回り運動に達していない場合は、外力推定ステップと、駆動力推定ステップと、錨鎖張力推定ステップと、姿勢・航跡算出ステップを繰り返す場合は、外力による船体運動としての振れ回り運動を判定して走錨リスクを精度よく評価することが可能となる。 In addition, after the attitude / track calculation step, a swing motion determination step for determining whether the ship has reached a steady swing motion is further executed, and if the ship has not reached a steady swing motion, an external force is applied. When the estimation step, the driving force estimation step, the anchor chain tension estimation step, and the attitude / track calculation step are repeated, it is possible to accurately evaluate the anchoring risk by determining the swing motion as the hull motion due to the external force. It becomes.
また、船舶データとしてAIS(自動船舶識別装置)データを含む場合は、AISで取得した自船の位置・方位データ等を船舶データに含め、走錨リスクの評価に利用することができる。 When AIS (Automatic Identification System) data is included as ship data, the position / orientation data of the own ship acquired by AIS can be included in the ship data and used for evaluation of anchoring risk.
また、錨・錨鎖データとしてウィンチにおける錨鎖の伸出長を含む場合は、錨泊の事前計画や錨泊を実施している場合の錨鎖の伸出長を錨・錨鎖データに含め、走錨リスクの評価に利用することができる。 In addition, if the anchor / anchor chain data includes the extension length of the anchor chain in the winch, the anchor chain extension length when the anchor is planned or anchored is included in the anchor / anchor chain data to evaluate the anchoring risk. Can be used for.
また、錨地データには測深機で計測した水深を含む場合は、測深機で計測した水深を錨地データに含め、計測した水深を走錨リスクの評価に利用し評価精度を向上することができる。 When the anchorage data includes the water depth measured by the bathymetry device, the water depth measured by the bathymetry device can be included in the anchorage data, and the measured water depth can be used for the evaluation of the anchorage risk to improve the evaluation accuracy.
また、走錨リスク評価ステップで評価した走錨リスクを回避するために、船舶の舵の操舵量、駆動手段の駆動量、及び錨鎖の伸出量の少なくとも1つを算出する操作量算出ステップをさらに実行し、出力ステップで、舵の操舵量、駆動手段の駆動量、及び錨鎖の伸出量の少なくとも1つを出力する場合は、船長等は、出力された操舵量、駆動量、及び伸出量に基づいて舵、駆動手段、及びウィンチを操作することで、走錨リスクを回避することができる。 Further, in order to avoid the anchoring risk evaluated in the anchoring risk evaluation step, an operation amount calculation step for calculating at least one of the steering amount of the rudder of the ship, the driving amount of the driving means, and the extension amount of the anchor chain is performed. If at least one of the steering amount of the rudder, the driving amount of the driving means, and the extension amount of the anchor chain is output in the output step, the captain or the like may output the steering amount, the driving amount, and the extension. By manipulating the rudder, drive means, and winch based on the output, the anchoring risk can be avoided.
また、本発明の走錨リスク評価システムによれば、錨泊前及び錨泊中において荒天時に錨泊する船舶の姿勢や航跡等の船体運動を高精度に推定して走錨リスクを精度よく評価することが可能となる。 Further, according to the anchoring risk assessment system of the present invention, it is possible to accurately estimate the anchoring risk by estimating the hull motion such as the attitude and track of the vessel anchored in stormy weather before and during anchoring. It will be possible.
また、船舶の錨・錨鎖データと錨地データを用いて限界係駐力を推定する限界係駐力推定手段と、限界係駐力と錨鎖張力推定手段で推定した錨鎖張力とを比較して船舶の走錨リスクを評価する走錨リスク評価手段をさらに備え、出力手段で走錨リスクの評価結果を出力する場合は、限界係駐力と錨鎖張力に基づいて走錨リスクを評価することで、錨泊候補地の事前評価段階においては走錨リスクの予想精度を高めることができ、また錨泊中においては走錨を回避するための対応の必要性等を的確に判断することが可能となる。 In addition, the limit anchoring force estimating means for estimating the limit anchoring force using the anchor / anchor chain data and the anchorage data of the ship is compared with the anchor chain tension estimated by the limit anchoring force and the anchor chain tension estimating means for the ship. Anchor risk evaluation means for evaluating anchoring risk is further provided, and when the evaluation result of anchoring risk is output by the output means, the anchoring risk is evaluated based on the critical anchoring force and the anchor chain tension. At the preliminary evaluation stage of the candidate site, it is possible to improve the prediction accuracy of anchoring risk, and during anchoring, it is possible to accurately judge the necessity of measures to avoid anchoring.
また、外力推定手段と、駆動力推定手段と、錨鎖張力推定手段と、姿勢・航跡算出手段を、コンピュータをもって構成する場合は、コンピュータに各手段の機能を持たせることで、評価に要する時間を短縮し、所要設置スペースのコンパクト化を図ることが可能となる。 In addition, when the external force estimation means, the driving force estimation means, the anchor chain tension estimation means, and the attitude / track calculation means are configured by a computer, the time required for the evaluation can be reduced by giving the computer the function of each means. It can be shortened and the required installation space can be made compact.
また、船舶がAIS(自動船舶識別装置)を搭載し、船舶データとしてAISデータを含む場合は、AISで取得した自船の位置・方位データ等を船舶データに含め、走錨リスクの評価に利用することができる。 In addition, if the ship is equipped with an AIS (Automatic Identification System) and includes AIS data as ship data, the position and orientation data of the own ship acquired by AIS will be included in the ship data and used for evaluation of anchoring risk. can do.
また、船舶が錨鎖の伸出長の計測可能なウィンチを有した場合は、錨泊の事前計画や錨泊を実施している場合に、計測した錨鎖の伸出長を錨・錨鎖データに含め、走錨リスクの評価に利用することができる。 In addition, if the vessel has a winch with a measurable anchor chain extension length, the measured anchor chain extension length is included in the anchor / anchor chain data when the anchor is planned in advance or the anchor is anchored. It can be used to evaluate anchor risk.
また、船舶が水深を計測する測深機を有した場合は、測深機で計測した水深を錨地データに含め、計測した水深を走錨リスクの評価に利用し評価精度を向上することができる。 Further, when the ship has a bathymetric device for measuring the water depth, the water depth measured by the bathymetric device can be included in the anchorage data, and the measured water depth can be used for the evaluation of the anchoring risk to improve the evaluation accuracy.
また、出力手段で出力された算出した姿勢と航跡、又は走錨リスクの評価結果を表示する表示手段の少なくとも一方をさらに備えた場合は、船長等は、予想される船体の姿勢と航跡や走錨リスクの評価結果を容易かつ的確に把握して走錨リスクの回避に活用することができる。 In addition, if at least one of the calculated attitude and wake output by the output means or the display means for displaying the evaluation result of the anchoring risk is further provided, the captain, etc., will be required to provide the expected attitude and wake and running of the hull. It is possible to easily and accurately grasp the evaluation result of anchor risk and utilize it to avoid anchoring risk.
また、本発明の走錨リスク回避システムによれば、船長等は、出力された操舵量、駆動量、及び走錨を回避するための錨鎖の伸出量に基づいて舵、駆動手段、及びウィンチを操作することで、走錨リスクを回避することができる。 Further, according to the anchoring risk avoidance system of the present invention, the captain or the like can control the rudder, the driving means, and the winch based on the output steering amount, the driving amount, and the extension amount of the anchor chain for avoiding the anchoring. By operating, the risk of anchoring can be avoided.
また、本発明の走錨リスク回避システムによれば、走錨リスクを回避するための操作を自動的に行わせることができる。 Further, according to the anchoring risk avoidance system of the present invention, an operation for avoiding the anchoring risk can be automatically performed.
本発明の実施形態による走錨リスク評価プログラム、走錨リスク評価システム、及び走錨リスク回避システムについて説明する。 An anchoring risk assessment program, an anchoring risk assessment system, and an anchoring risk avoidance system according to an embodiment of the present invention will be described.
図1は本実施形態による走錨リスク評価プログラムのフロー、図2は走錨リスク評価プログラムを用いた走錨リスク評価のブロック図である。
走錨リスク評価プログラムは、船舶の錨泊時の走錨リスクの判定に用いるプログラムであって、処理を開始すると以下のステップをコンピュータ10に実行させる。
まず、船舶の船舶データ、船舶の駆動手段データ、船舶の錨・錨鎖データ、気象・海象データ、及び錨泊に係る錨地データを取得させる(S1:データ取得ステップ)。各データは、データ入力手段20等を介して取得する。データ入力手段20は、キーボードやマウス、タッチパネル等の入力用端末である。
船舶データには、船長、船幅、喫水、方形係数、船種、水面上船体の正面投影面積、水面上船体の側面投影面積、船体中心から側面積中心までの前後方向座標、喫水から側面積中心までの高さ、及び喫水からブリッジ等の主要構造物の最高点までの高さ等である。また、船舶データには、船舶に搭載されたAIS(自動船舶識別装置)30のAISデータを含むことが好ましい。これにより、AIS30で取得した自船の位置・方位データ等を船舶データに含め、走錨リスクの評価に利用することができる。なお、AIS30のAISデータを自動的にコンピュータ10が取得するようにしてもよい。
駆動手段データには、主機、プロペラ、又は各種スラスター等の駆動手段40についての要目・能力や現時点での回転数等が含まれる。
錨・錨鎖データには、錨の重量、錨の型式、錨鎖の単位重量、及び水面からベルマウスまでの高さ等が含まれる。また、錨・錨鎖データには、ウィンチ50における錨鎖の伸出長を含むことが好ましい。これにより、錨泊の事前計画や錨泊を実施している場合の錨鎖の伸出長を錨・錨鎖データに含め、走錨リスクの評価に利用することができる。なお、ウィンチ50における錨鎖の伸出長を自動的にコンピュータ10が取得するようにしてもよい。また、錨泊候補地での走錨のリスクを事前に評価する場合は、錨鎖の伸出長は錨泊候補地で繰り出す予定の長さとする。
気象・海象データには、波向き・波長・波高、及び風向き・風速等が含まれる。気象・海象データは、例えば、錨泊候補地での走錨のリスクを事前に評価する場合においては気象・海象情報を提供する外部の事業者等から気象・海象予報取得手段60を用いて入手し、錨泊中においては自船に搭載されている波高計や風向風速計等の計測器を用いて入手する。なお、気象・海象予報取得手段60又は計測器で取得した気象・海象データを自動的にコンピュータ10が取得するようにしてもよい。
錨地データには、水深・底質、及び投錨位置等が含まれる。また、錨地データには測深機70で計測した水深を含むことが好ましい。これにより、測深機70で計測した水深を錨地データに含め、計測した水深を走錨リスクの評価に利用し評価精度を向上することができる。なお、測深機70で計測した水深を自動的にコンピュータ10が取得するようにしてもよい。
また、船舶の寸法や駆動手段40の要目など、原則として変動しないデータは、予めコンピュータ10に記憶させておいてもよい。
FIG. 1 is a flow of an anchoring risk assessment program according to the present embodiment, and FIG. 2 is a block diagram of an anchoring risk assessment using the anchoring risk assessment program.
The anchoring risk assessment program is a program used for determining the anchoring risk at the time of anchoring a ship, and when the process is started, the
First, the ship data of the ship, the drive means data of the ship, the anchor / anchor chain data of the ship, the weather / sea condition data, and the anchorage data related to the anchoring are acquired (S1: data acquisition step). Each data is acquired via the data input means 20 or the like. The data input means 20 is an input terminal such as a keyboard, a mouse, and a touch panel.
Ship data includes ship length, ship width, draft, square coefficient, ship type, front projected area of hull on water surface, side projected area of hull on water surface, front-back direction coordinates from center of hull to center of side area, draft to side area. The height to the center and the height from the draft to the highest point of the main structure such as a bridge. Further, it is preferable that the ship data includes the AIS data of the AIS (Automatic Identification System) 30 mounted on the ship. As a result, the position / direction data of the own ship acquired by AIS30 can be included in the ship data and used for the evaluation of anchoring risk. The
The drive means data includes the main engine, the propeller, the main points / capabilities of the drive means 40 such as various thrusters, the current rotation speed, and the like.
The anchor / anchor chain data includes the weight of the anchor, the type of the anchor, the unit weight of the anchor chain, the height from the water surface to the bell mouth, and the like. Further, it is preferable that the anchor / anchor chain data includes the extension length of the anchor chain in the
The meteorological and oceanographic data includes wave direction, wavelength, wave height, wind direction, wind speed, and the like. For example, when evaluating the risk of anchoring at a candidate anchorage site in advance, the weather / sea condition data is obtained from an external business operator that provides the weather / sea condition information by using the weather / sea condition forecast acquisition means 60. During anchoring, obtain it using measuring instruments such as the wave height meter and anemometer mounted on the ship. The
The anchorage data includes water depth, sediment, anchorage position, and the like. Further, it is preferable that the anchorage data includes the water depth measured by the
Further, data that does not fluctuate in principle, such as the dimensions of the ship and the main points of the driving means 40, may be stored in the
次に、船舶の船体に働く外力を、船舶データと気象・海象データを用いて推定する(S2:外力推定ステップ)。
外力推定ステップS2は、操縦流体力を推定する操縦流体力推定ステップS2−1と、風圧力を推定する風圧力推定ステップS2−2と、波漂流力を推定する波漂流力推定ステップS2−3を備える。外力推定ステップS2において推定する外力を、水から受ける力である操縦流体力、風によって船体に働く力である風圧力、及び波から受ける力である波漂流力とすることで、船体に働く外力を推定して、走錨リスクをさらに精度よく推定することが可能となる。
Next, the external force acting on the hull of the ship is estimated using the ship data and the meteorological / sea condition data (S2: external force estimation step).
The external force estimation step S2 includes a maneuvering fluid force estimation step S2-1 for estimating the maneuvering fluid force, a wind pressure estimation step S2-2 for estimating the wind pressure, and a wave drifting force estimation step S2-3 for estimating the wave drifting force. To be equipped. External force estimation The external force estimated in step S2 is the maneuvering fluid force, which is the force received from water, the wind pressure, which is the force acting on the hull by the wind, and the wave drifting force, which is the force received from the waves. It is possible to estimate the anchoring risk more accurately.
次に、船体の駆動力を、船舶データと駆動手段データを用いて推定する(S3:駆動力推定ステップ)。駆動力推定ステップS3においては、例えば、プロペラの駆動力であるプロペラ推力を現時点での回転数等から推定する。 Next, the driving force of the hull is estimated using the ship data and the driving means data (S3: driving force estimation step). In the driving force estimation step S3, for example, the propeller thrust, which is the driving force of the propeller, is estimated from the current rotation speed and the like.
次に、船舶の錨手段の錨鎖張力を推定する(S4:錨鎖張力推定ステップ)。錨手段は、錨と錨鎖を有する。錨鎖張力は、錨鎖の特性、及び錨と船首錨鎖口との相対距離により決まる。錨鎖張力推定ステップS4における錨鎖張力の推定には、錨・錨鎖データ、錨地データ、及び一つ前の時間ステップにおける船体の姿勢と航跡とを用いる。 Next, the anchor chain tension of the anchor means of the ship is estimated (S4: Anchor chain tension estimation step). The anchoring means has an anchor and an anchor chain. The anchor chain tension is determined by the characteristics of the anchor chain and the relative distance between the anchor and the bow anchor chain mouth. Anchor / anchor chain data, anchorage data, and the attitude and track of the hull in the previous time step are used for estimating the anchor chain tension in the anchor chain tension estimation step S4.
次に、外力と駆動力と錨鎖張力を運動方程式に適用し(S5:数値解法ステップ)、船体の姿勢と航跡を算出する(S6:姿勢・航跡算出ステップ)。ここで算出される姿勢及び航跡は、算出時点より後の予測の姿勢及び航跡である。
数値解法ステップS5及び姿勢・航跡算出ステップS6においては、運動方程式として数式1を使用し、船舶データに基づいて算出を行うことが好ましい。
In the numerical solution method step S5 and the attitude / wake calculation step S6, it is preferable to use the mathematical formula 1 as the equation of motion and perform the calculation based on the ship data.
次に、船舶が定常的な振れ回り運動に達したか否かを判断する(S7:振れ回り運動判定ステップ)。処理開始時は船舶が停止状態であり、通常は外力推定ステップS2から姿勢・航跡算出ステップS6を繰り返すにつれ船舶の振れ回り運動が徐々に大きくなっていき、やがて定常的な振れ回り運動に達する。
振れ回り運動判定ステップS7において定常的な振れ回り運動に達していないと判定された場合は、データ取得ステップS1の後に戻り、外力推定ステップS2と、駆動力推定ステップS3と、錨鎖張力推定ステップS4と、数値解法ステップS5と、姿勢・航跡算出ステップS6を繰り返す。これにより、外力による船体運動としての振れ回り運動を判定して走錨リスクを精度よく評価することが可能となる。定常的な振れ回りに達したか否かは、例えば、算出された航跡の時系列データから判定する。
一方、振れ回り運動判定ステップS7において定常的な振れ回り運動に達したと判定された場合は、限界係駐力を推定する(S8:限界係駐力推定ステップ)。なお、定常的な振れ回り運動に達していない場合でも振れ回りが発達傾向にある場合、又は暴風時など錨鎖張力が限界係駐力を一気に超えることが予想される場合は、振れ回り運動に達したと見做して限界係駐力推定ステップS8に進むことが好ましい。
Next, it is determined whether or not the ship has reached a steady swing motion (S7: swing motion determination step). At the start of the process, the ship is in a stopped state, and normally, as the attitude / wake calculation step S6 is repeated from the external force estimation step S2, the swing motion of the ship gradually increases and eventually reaches a steady swing motion.
If it is determined in the swing motion determination step S7 that the steady swing motion has not been reached, the process returns after the data acquisition step S1 and returns to the external force estimation step S2, the driving force estimation step S3, and the anchor chain tension estimation step S4. Then, the numerical solution method step S5 and the attitude / track calculation step S6 are repeated. This makes it possible to accurately evaluate the anchoring risk by determining the swinging motion as the hull motion due to the external force. Whether or not a steady swing has been reached is determined from, for example, the calculated time-series data of the track.
On the other hand, when it is determined in the swing motion determination step S7 that a steady swing motion has been reached, the limit occupying force is estimated (S8: limit occupying force estimation step). If the swinging motion is developing even if it has not reached the steady swinging motion, or if the anchor chain tension is expected to exceed the limit anchoring force at once, such as during a storm, the swinging motion is reached. It is preferable to proceed to the limit occupancy estimation step S8 on the assumption that it has been done.
限界係駐力推定ステップS8の後、推定した限界係駐力と錨鎖張力を比較して、船舶の走錨リスク(走錨危険度)を評価する(S9:走錨リスク評価ステップ)。操縦流体力や風圧力、波漂流力などの外力が船体に作用し、振れ回り運動を生じるなどして錨鎖張力が錨と錨鎖による限界係駐力を上回ると船舶は走錨し、他の船舶や岸壁との衝突、乗揚げや座礁などの海難事故に至ることがある。
走錨リスク評価ステップS9においては、錨鎖張力が限界係駐力を超えるか否かを判定し、錨鎖張力が限界係駐力を超えない場合、すなわち走錨リスクが低い場合は、姿勢・航跡算出ステップS6で算出した姿勢及び航跡と、走錨リスク評価ステップS9で得られた評価結果を出力し(S11:出力ステップ)、処理を終了する。限界係駐力と錨鎖張力に基づいて走錨リスクを評価して評価結果を出力することにより、錨泊候補地の事前評価段階においては走錨リスクの予想精度を高めることができ、また錨泊中においては走錨を回避するための対応の必要性等を的確に判断することが可能となる。出力された姿勢及び航跡と、走錨リスクの評価結果は、モニタ等の表示手段80に表示される。
一方、錨鎖張力が限界係駐力を超える場合、すなわち走錨リスクが高い場合は、走錨リスクを回避するために、適切な船舶の舵の操舵量、駆動手段40の駆動量、及び錨鎖の伸出量の少なくとも1つを算出する(S10:操作量算出ステップ)。なお、錨鎖の伸出量と併せて適切な投錨数を算出してもよい。操作量算出ステップS10の後、姿勢・航跡算出ステップS6で算出した姿勢及び航跡と、走錨リスク評価ステップS9で得られた評価結果に加えて、走錨リスクを回避するための舵の操舵量、駆動手段40の駆動量、及び錨鎖の伸出量の少なくとも1つを出力し(S11:出力ステップ)、処理を終了する。出力された走錨リスクを回避するための姿勢及び航跡と、評価結果と、操舵量、駆動量及び伸出量は、モニタ等の表示手段80に表示される。船長等は、表示された操舵量、駆動量、及び伸出量に基づいて舵、駆動手段40、及びウィンチ50を操作することで、走錨リスクを回避することができる。なお、表示手段80には、現時点での姿勢及び航跡と、走錨リスクの評価結果と、操舵量、駆動量及び伸出量を併せて表示してもよい。
また、走錨リスクを回避するための操舵量が操舵機90の制御器に入力され、駆動量が駆動手段40の制御器に入力され、錨鎖の伸出量がウィンチ50の制御器に入力され、制御器が入力された値に従って操舵機90、推進機、又はウィンチ50を制御するようにしてもよい。これにより、走錨を回避するための操作を自動的に行わせることができる。
After the limit anchoring force estimation step S8, the anchoring risk (anchor risk) of the ship is evaluated by comparing the estimated limit anchoring force with the anchor chain tension (S9: anchoring risk assessment step). When the anchor chain tension exceeds the limit anchoring force of the anchor and the anchor chain due to external force such as maneuvering fluid force, wind pressure, wave drifting force acting on the hull and causing swinging motion, the ship will run and other ships. It may lead to a collision with a quay or a marine accident such as landing or landing.
In the anchoring risk assessment step S9, it is determined whether or not the anchor chain tension exceeds the limit anchoring force, and if the anchor chain tension does not exceed the limit anchoring force, that is, if the anchoring risk is low, the attitude / track is calculated. The attitude and track calculated in step S6 and the evaluation result obtained in the anchoring risk evaluation step S9 are output (S11: output step), and the process is completed. By evaluating the anchoring risk based on the critical anchoring force and the anchor chain tension and outputting the evaluation result, it is possible to improve the prediction accuracy of the anchoring risk at the preliminary evaluation stage of the anchorage candidate site, and also during anchoring. Can accurately determine the need for measures to avoid anchoring. The output attitude and track and the evaluation result of the anchoring risk are displayed on the display means 80 such as a monitor.
On the other hand, when the anchor chain tension exceeds the limit anchoring force, that is, when the anchoring risk is high, in order to avoid the anchoring risk, the appropriate steering amount of the rudder of the ship, the driving amount of the driving means 40, and the anchor chain At least one of the extension amounts is calculated (S10: operation amount calculation step). An appropriate number of anchors may be calculated together with the amount of extension of the anchor chain. After the operation amount calculation step S10, in addition to the attitude and track calculated in the attitude / track calculation step S6 and the evaluation result obtained in the anchoring risk evaluation step S9, the steering amount of the rudder for avoiding the anchoring risk. , At least one of the driving amount of the driving means 40 and the extending amount of the anchor chain is output (S11: output step), and the process is terminated. The output attitude and track for avoiding the anchoring risk, the evaluation result, the steering amount, the driving amount, and the extension amount are displayed on the display means 80 such as a monitor. The captain or the like can avoid the anchoring risk by operating the rudder, the driving means 40, and the
Further, the steering amount for avoiding the anchoring risk is input to the controller of the
以上、本発明の走錨リスク評価プログラムによれば、コンピュータ10を用いて、錨泊前及び錨泊中において荒天時に錨泊する船舶の姿勢や航跡等の船体運動を高精度に推定して走錨リスクを精度よく評価することができる。
なお、走錨リスク判定プログラムは、処理を一旦終了した後、操船に変更があった場合、又は気象海象が所定以上に変化した場合は、走錨リスクの評価処理を再開する。
As described above, according to the anchoring risk assessment program of the present invention, the anchoring risk is estimated by using the
The anchoring risk determination program resumes the anchoring risk evaluation process when the ship maneuvering is changed or the meteorological and oceanographic conditions change more than a predetermined value after the processing is completed.
次に、本実施形態の走錨リスク評価システム、及び走錨リスク回避システムについて説明する。
図3は本実施形態による走錨リスク評価システム及び走錨リスク回避システムのブロック図である。なお、上記した走錨リスク評価プログラムでの説明と同一機能部には同一符号を付して説明を省略する。
走錨リスク評価システム1は、データ入力手段20と、外力推定手段11と、駆動力推定手段12と、錨鎖張力推定手段13と、姿勢・航跡算出手段14と、出力手段120を備える。
データ入力手段20は、船長等が船舶3の船舶データ、船舶3の駆動手段データ、船舶3の錨・錨鎖データ、気象・海象データ、及び錨泊に係る錨地データを入力するのに用いられる。
外力推定手段11は、外力推定ステップS2と同様に、船舶3の船体に働く外力を、船舶データと気象・海象データを用いて推定する。
駆動力推定手段12は、駆動力推定ステップS3と同様に、船体の駆動力を船舶データと駆動手段データを用いて推定する。
錨鎖張力推定手段13は、錨鎖張力推定ステップS4と同様に、船舶3の錨手段の錨鎖張力を、錨・錨鎖データ、錨地データ、及び船体の姿勢と航跡とを用いて推定する。
姿勢・航跡算出手段14は、数値解法ステップS5及び姿勢・航跡算出ステップS6と同様に、外力と駆動力と錨鎖張力を運動方程式に適用し、船体の姿勢と航跡を算出する。
出力手段120は、算出した姿勢と航跡を出力する。
これにより、錨泊前及び錨泊中において荒天時に錨泊する船舶3の姿勢や航跡等の船体運動を高精度に推定して走錨リスクを精度よく評価することが可能となる。
Next, the anchoring risk assessment system and the anchoring risk avoidance system of the present embodiment will be described.
FIG. 3 is a block diagram of the anchoring risk assessment system and the anchoring risk avoidance system according to the present embodiment. The same functional parts as those described in the above-mentioned anchoring risk assessment program are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
The anchoring risk assessment system 1 includes data input means 20, external force estimation means 11, driving force estimation means 12, anchor chain tension estimation means 13, attitude / track calculation means 14, and output means 120.
The data input means 20 is used by the captain or the like to input ship data of ship 3, drive means data of ship 3, anchor / anchor chain data of ship 3, weather / sea condition data, and anchorage data related to anchoring.
Similar to the external force estimation step S2, the external force estimating means 11 estimates the external force acting on the hull of the ship 3 by using the ship data and the meteorological / sea condition data.
The driving force estimating means 12 estimates the driving force of the hull using the ship data and the driving means data, as in the driving force estimation step S3.
Similar to the anchor chain tension estimation step S4, the anchor chain tension estimating means 13 estimates the anchor chain tension of the anchor means of the ship 3 by using the anchor / anchor chain data, the anchorage data, and the attitude and track of the hull.
The attitude / track calculation means 14 applies the external force, the driving force, and the anchor chain tension to the equation of motion in the same manner as in the numerical solution method step S5 and the attitude / track calculation step S6, and calculates the attitude and track of the hull.
The output means 120 outputs the calculated attitude and wake.
This makes it possible to accurately estimate the hull motion such as the attitude and wake of the ship 3 anchored in stormy weather before and during anchoring, and to accurately evaluate the anchoring risk.
また、走錨リスク評価システム1は、限界係駐力推定手段100と、走錨リスク評価手段110を備えている。
限界係駐力推定手段100は、限界係駐力推定ステップS8と同様に、船舶3の錨・錨鎖データと錨地データを用いて限界係駐力を推定する。
走錨リスク評価手段110は、走錨リスク評価ステップS9と同様に、限界係駐力と錨鎖張力推定手段13で推定した錨鎖張力とを比較して船舶3の走錨リスクを評価する。
出力手段120は、走錨リスクの評価結果を、姿勢・航跡算出手段14で算出した船体の姿勢と航跡とともに出力する。限界係駐力と錨鎖張力に基づいて走錨リスクを評価して評価結果を出力することにより、錨泊候補地の事前評価段階においては走錨リスクの予想精度を高めることができ、また錨泊中においては走錨を回避するための対応の必要性等を的確に判断することが可能となる。
また、走錨リスク評価システム1は、出力手段120で出力された算出した姿勢と航跡、及び走錨リスクの評価結果を表示する表示手段80を備えている。これにより船長等は、予想される船体の姿勢と航跡を容易かつ的確に把握して走錨リスクの低減に活用することができる。
Further, the anchoring risk assessment system 1 includes a limit anchorage estimation means 100 and an anchoring risk assessment means 110.
The limit anchoring force estimation means 100 estimates the limit anchoring force using the anchor / anchor chain data and the anchorage data of the ship 3 in the same manner as in the limit anchoring force estimation step S8.
Similar to the anchoring risk assessment step S9, the anchoring risk assessment means 110 evaluates the anchoring risk of the ship 3 by comparing the critical anchoring force with the anchor chain tension estimated by the anchor chain tension estimating means 13.
The output means 120 outputs the evaluation result of the anchoring risk together with the attitude and wake of the hull calculated by the attitude / wake calculation means 14. By evaluating the anchoring risk based on the critical anchoring force and the anchor chain tension and outputting the evaluation result, it is possible to improve the prediction accuracy of the anchoring risk at the preliminary evaluation stage of the anchorage candidate site, and also during anchoring. Can accurately determine the need for measures to avoid anchoring.
Further, the anchoring risk assessment system 1 includes a display means 80 for displaying the calculated attitude and track output by the output means 120 and the evaluation result of the anchoring risk. As a result, the captain and the like can easily and accurately grasp the expected attitude and wake of the hull and utilize it to reduce the risk of anchoring.
また、走錨リスク評価システム1は、外力推定手段11と、駆動力推定手段12と、錨鎖張力推定手段13と、姿勢・航跡算出手段14を、コンピュータ10をもって構成している。コンピュータ10に各手段の機能を持たせることで、評価に要する時間を短縮し、所要設置スペースのコンパクト化を図ることが可能となる。
Further, the anchoring risk assessment system 1 includes an external force estimation means 11, a driving force estimation means 12, an anchor chain tension estimation means 13, and an attitude / track calculation means 14 with a
また、走錨リスク評価システム1は、船舶3がAIS(自動船舶識別装置)30を搭載している場合は、船舶データとして自船の位置や方位等のAISデータを含むことができる。これにより、AIS30で取得した自船の位置・方位データ等を船舶データに含め、走錨リスクの評価に利用することができる。
また、走錨リスク評価システム1は、船舶3が錨鎖の伸出長の計測可能なウィンチ50を有している場合は、錨泊の事前計画や錨泊を実施している場合に、計測した錨鎖の伸出長を錨・錨鎖データに含め、走錨リスクの評価に利用することができる。
また、走錨リスク評価システム1は、船舶3が水深を計測する測深機70を有している場合は、計測した水深を錨地データに含め、計測した水深を走錨リスクの評価に利用し評価精度を向上することができる。
Further, when the ship 3 is equipped with the AIS (Automatic Identification System) 30, the anchoring risk evaluation system 1 can include AIS data such as the position and orientation of the own ship as the ship data. As a result, the position / direction data of the own ship acquired by AIS30 can be included in the ship data and used for the evaluation of anchoring risk.
Further, in the running anchor risk assessment system 1, when the ship 3 has a
Further, in the anchoring risk assessment system 1, when the ship 3 has a
また、走錨リスク回避システム2は、操作量算出手段130と、情報伝達手段140を備える。
操作量算出手段130は、走錨リスク評価システム1で評価した錨鎖張力が限界係駐力を超える場合、すなわち走錨リスクが高い場合は、操作量算出ステップS10と同様に、走錨リスクを回避するための適切な操舵量、駆動手段40の駆動量、及び錨鎖の伸出量の少なくとも1つを算出する。
情報伝達手段140は、走錨リスク評価システム1で評価した走錨リスクを回避するために、操作量算出手段130が算出した船舶3の舵の操舵量、駆動手段40の駆動量、及び錨鎖の伸出量の少なくとも1つの情報を伝える。情報伝達手段140からの情報は、表示手段80での表示や、スピーカー等の音声手段から出力される音声などにより船長等に伝えられる。船長等は、出力された操舵量、駆動量、及び走錨を回避するための錨鎖の伸出量に基づいて舵、駆動手段40、及びウィンチ50を操作することで、走錨リスクを回避することができる。
Further, the anchoring risk avoidance system 2 includes an operation amount calculation means 130 and an information transmission means 140.
When the anchor chain tension evaluated by the anchoring risk assessment system 1 exceeds the limit anchoring force, that is, when the anchoring risk is high, the manipulated variable calculation means 130 avoids the anchoring risk as in the manipulated variable calculation step S10. At least one of an appropriate steering amount, a driving amount of the driving means 40, and an extension amount of the anchor chain is calculated.
The information transmitting means 140 determines the steering amount of the rudder of the ship 3, the driving amount of the driving means 40, and the anchor chain calculated by the operating amount calculating means 130 in order to avoid the anchoring risk evaluated by the anchoring risk evaluation system 1. Communicate at least one piece of information about the amount of extension. The information from the information transmission means 140 is transmitted to the captain or the like by the display on the display means 80 or the voice output from the voice means such as a speaker. The captain and the like avoid the anchoring risk by operating the rudder, the driving means 40, and the
また、走錨リスク回避システム2は、走錨リスク評価システム1で評価した走錨リスクを回避するために、船舶3の舵の操舵量、駆動手段40の駆動量、及び錨鎖の伸出量の少なくとも1つを自動的に操作する操作手段150を備える。
操作量算出手段130が算出した走錨リスクを回避するための操舵量、駆動量及び伸出量に基づいて、操作手段150が操舵機90、駆動手段40、及びウィンチ50を制御することで、走錨リスクを回避するための操作を自動的に行わせることができる。この際、自動的な操作と併せて情報伝達手段140から情報を提供してもよい。
Further, the anchoring risk avoidance system 2 determines the steering amount of the rudder of the ship 3, the driving amount of the driving means 40, and the extension amount of the anchor chain in order to avoid the anchoring risk evaluated by the anchoring risk evaluation system 1. An operating means 150 for automatically operating at least one is provided.
The operating means 150 controls the
本発明は、台風などの荒天時に錨泊するときに、船長等が選定した錨泊候補地での走錨リスクを事前に判定、評価することで適切な錨泊地の選定を行うことが可能となる。また、錨泊中においても、更新される気象・海象予報の入力や、船舶に搭載されている装置から取得される情報を用いて走錨のリスクを再評価し、必要に応じて操船などを行うことで、走錨リスクを低減したり回避することが可能となる。このため、船舶、特に荒天時の錨泊マニュアルが整備されていない内航船等に適用することで、走錨による海難事故を低減することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, when anchoring in stormy weather such as a typhoon, it is possible to select an appropriate anchoring site by determining and evaluating in advance the risk of anchoring at the anchoring candidate site selected by the captain or the like. In addition, even during anchoring, the risk of anchoring is reassessed using the input of updated weather and sea conditions forecasts and the information acquired from the equipment mounted on the ship, and the ship is maneuvered as necessary. This makes it possible to reduce or avoid the risk of anchoring. Therefore, it is possible to reduce marine accidents caused by anchoring by applying it to vessels, especially coastal vessels for which anchoring manuals are not prepared in stormy weather.
1 走錨リスク評価システム
2 走錨リスク回避システム
3 船舶
10 コンピュータ
11 外力推定手段
12 駆動力推定手段
13 錨鎖張力推定手段
14 姿勢・航跡算出手段
20 データ入力手段
30 AIS
40 駆動手段
50 ウィンチ
70 測深機
80 表示手段
100 限界係駐力推定手段
110 走錨リスク評価手段
120 出力手段
140 情報伝達手段
150 操作手段
S1 データ取得ステップ
S2 外力推定ステップ
S3 駆動力推定ステップ
S4 錨鎖張力推定ステップ
S6 姿勢・航跡算出ステップ
S7 振れ回り運動判定ステップ
S8 限界係駐力推定ステップ
S9 走錨リスク評価ステップ
S10 操作量算出ステップ
S11 出力ステップ
1 Anchor risk assessment system 2 Anchor risk avoidance system 3
40 Drive means 50
Claims (18)
コンピュータに
前記船舶の船舶データ、前記船舶の駆動手段データ、前記船舶の錨・錨鎖データ、気象・海象データ、及び錨泊に係る錨地データを取得させるデータ取得ステップと、
前記船舶の船体に働く外力を前記船舶データと前記気象・海象データを用いて推定する外力推定ステップと、
前記船体の駆動力を前記船舶データと前記駆動手段データを用いて推定する駆動力推定ステップと、
前記船舶の錨手段の錨鎖張力を前記錨・錨鎖データ、前記錨地データ、及び一つ前の時間ステップにおける前記船体の姿勢と航跡とを用いて推定する錨鎖張力推定ステップと、
前記外力と前記駆動力と前記錨鎖張力を運動方程式に適用し前記船体の前記姿勢と前記航跡を算出する姿勢・航跡算出ステップと、
算出した前記姿勢と前記航跡を出力する出力ステップを実行させることを特徴とする走錨リスク評価プログラム。 This is a program used to evaluate the risk of anchoring a ship when it is anchored.
A data acquisition step of causing a computer to acquire ship data of the ship, drive means data of the ship, anchor / anchor chain data of the ship, weather / sea condition data, and anchorage data related to anchoring.
An external force estimation step that estimates the external force acting on the hull of the ship using the ship data and the meteorological / sea condition data, and
A driving force estimation step for estimating the driving force of the hull using the ship data and the driving means data, and
An anchor chain tension estimation step that estimates the anchor chain tension of the anchor means of the ship using the anchor / anchor chain data, the anchor land data, and the attitude and track of the hull in the previous time step.
The attitude / track calculation step of applying the external force, the driving force, and the anchor chain tension to the equation of motion to calculate the attitude of the hull and the track.
An anchoring risk assessment program characterized by executing an output step that outputs the calculated attitude and the track.
前記船舶の船舶データ、前記船舶の駆動手段データ、前記船舶の錨・錨鎖データ、気象・海象データ、及び錨泊に係る錨地データを入力するデータ入力手段と、
前記船舶の船体に働く外力を前記船舶データと前記気象・海象データを用いて推定する外力推定手段と、
前記船体の駆動力を前記船舶データと前記駆動手段データを用いて推定する駆動力推定手段と、
前記船舶の錨手段の錨鎖張力を前記錨・錨鎖データ、前記錨地データ、及び前記船体の姿勢と航跡とを用いて推定する錨鎖張力推定手段と、
前記外力と前記駆動力と前記錨鎖張力を運動方程式に適用し前記船体の前記姿勢と前記航跡を算出する姿勢・航跡算出手段と、
算出した前記姿勢と前記航跡を出力する出力手段を備えたことを特徴とする走錨リスク評価システム。 It is a system that evaluates the risk of anchoring when a ship is anchored.
Data input means for inputting ship data of the ship, driving means data of the ship, anchor / anchor chain data of the ship, weather / sea condition data, and anchorage data related to anchoring.
An external force estimating means for estimating the external force acting on the hull of the ship using the ship data and the meteorological / sea condition data.
A driving force estimating means for estimating the driving force of the hull using the ship data and the driving means data, and
An anchor chain tension estimating means for estimating the anchor chain tension of the anchor means of the ship using the anchor / anchor chain data, the anchor land data, and the attitude and track of the hull.
An attitude / track calculation means for calculating the attitude of the hull and the track by applying the external force, the driving force, and the anchor chain tension to the equation of motion.
An anchoring risk assessment system characterized by being provided with an output means for outputting the calculated attitude and the track.
In order to avoid the anchoring risk evaluated by the anchoring risk evaluation system according to any one of claims 11 to 15, the steering amount of the rudder of the ship, the driving amount of the driving means, and the anchor chain An anchoring risk avoidance system characterized by having an operating means for operating at least one of the extension amounts.
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