JP2023117498A - 自動着桟機能を有する一軸二舵船 - Google Patents
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Abstract
Description
(実施例の構成)
本実施の形態における自動着桟機能を有する一軸二舵船は、図1から図5に示すように、推力システム100と推力システム100を制御する操船システム200と自船の船体運動状態を観測する観測システム300を備えている。
1.ジョイスティックによる操縦モード
モード切替スイッチ260を操作してジョイスティックによる操縦モードを選択する。ジョイスティック操船部255は、ジョイスティックレバー254によって船体の指令運動方向、船首尾方向指令推力、船体横方向指令推力を指令する。
2.緊急停船部による操縦モード
緊急停船押釦264を押すことの一挙動で、緊急停船部265を起動し、全ての操縦モードに優先して船舶を緊急に停船させることができる。すなわち、ジョイスティックレバー254の操舵モードにかかわらず、あるいは他の操縦モードにかかわらず、緊急停船部265によってクラッシュアスターンモード(左舷舵は左般105°、右舷舵は右舷105゜に舵を取る「ASTERN」)に切換えて、両舵により非常に大きな制動力と後進力を発生させるので、プロペラ逆転による操船よりもはるかに短い時間、短い距離で船体を停止させることができる。
3.オートパイロットによる操縦モード
通常航行操船では、モード切替スイッチ260を操作してオートパイロットによる操縦モードを選択する。
4.手動による操縦モード
モード切替スイッチ260を操作して手動操舵輪256による操縦モードを選択する。この操縦モードでは、手動操舵輪256の回転操作により二枚の高揚力舵102、103の舵角を手動操船部257に指示し、二枚の高揚力舵102、103の舵角を制御して操船する。
5.ノンフォローアップの操縦モード
モード切替スイッチ260を操作してノンフォローアップ操縦レバー258a、258bによる操縦モードを選択する。この操縦モードでは、ノンフォローアップ操船部259により、ノンフォローアップ操舵レバー258a、258bのそれぞれを左右に操作している時間に応じて、ノンフォローアップ操舵レバー258a、258bのそれぞれに対応する各ロータリーベーン舵取機104、105が右舷もしくは左舷に舵を切る。
6.避航操船の操縦モード
輻輳海域を航行する場合には、モード切替スイッチ260を操作して避航操船部281による操縦モードを選択する。
7.自動着桟の操縦モード
目標岸壁700に自動着桟する操船を行う場合には、自動着桟釦271を操作して自動着桟操船部600を起動する。
110 船体
101 推進プロペラ
102、103 高揚力舵
104、105 ロータリーベーン舵取機
106、107 舵制御装置
108 船首スラスター
109 スラスター制御装置
151、152 ポンプユニット
153、154 舵角発信器
155、156 フィードバックユニット
200 操船システム
250 操船スタンド
251 ジャイロコンパス
252 ジャイロ方位表示部
253 オート操船部
254 ジョイスティックレバー
255 ジョイスティック操船部
256 手動操舵輪256
257 手動操船部257
258a、258b ノンフォローアップ操舵レバー
259 ノンフォローアップ操船部
260 モード切替スイッチ
261 モード切替部
262 ディスプレイ装置
263 画像制御部
264 緊急停船押釦
265 緊急停船部
266 海図表示画像
267 ジャイロ方位表示画像
268 方位表示部操作画像
269 オート操船操作画像
271 自動着桟釦
280 舵角指示部
281 避航操船部
282 電子海図表示部
283 コースライン設定部
284 針路補正部
290 操船サポート部
291 デジタルツイン演算部
292 シミュレーション演算部
293 外力の合力演算部
294 指示舵角演算部
300 観測システム
310 船舶レーダ装置
311 警報信号出力部
312 船速測定装置
313 位置測定装置
314 方位測定装置
315 岸壁離隔距離測定装置
401、402 相手船
501 自船
502 コースライン
600 自動着桟操船部
610 自動着桟指令部
611 岸壁接近操作部
612 岸壁着桟操作部
620 船体運動制御部
621 操舵制御部
622 スラスター制御部
630 センサー部
700 目標岸壁
Claims (2)
- 推力システムと推力システムを制御する操船システムと自船の船体運動状態を観測する観測システムを備え、
推力システムは、船尾に配置した一基の推進プロペラと、推進プロペラの後方に配置した左右一対の高揚力舵と、各高揚力舵をそれぞれ駆動する一対の舵取機と、船首スラスターと、船首スラスターを制御するスラスター制御装置を備え、
観測システムは、自船の船首尾方向速度および自船の船体横方向速度を測定する船速測定装置と、自船の船位を測定する位置測定装置と、自船の船首方位を測定する方位測定装置と、自船の船首と目標岸壁との船首距離および自船の船尾と目標岸壁との船尾距離を測定する岸壁離隔距離測定装置を備え、
操船システムは、自動着桟指令部と船体運動制御部とセンサー部を有する自動着桟操船部を備え、
センサー部は、観測システムの各測定装置の出力を船体運動制御部に入力し、
自動着桟指令部は、目標岸壁に向けての接岸航行を担う岸壁接近操舵部と、目標岸壁に近接する位置から目標岸壁に向けて自船を接近させる岸壁着桟操舵部を有し、
岸壁近接操舵部は、航海用電子海図上で選択設定した目標岸壁に至る接岸針路に自船を向かわせる船体運動の運動指令方向と、当該船体運動に必要な船首尾方向指令速度および船体横方向指令速度を船体運動制御部へ指令し、
岸壁着桟操舵部は、目標岸壁に近接する位置において自船の船首尾方向を目標岸壁と平行にし、この平行状態を維持しつつ自船を目標岸壁への着桟に向けて接近させる操舵を船体運動制御部へ指令し、
船体運動制御部は、舵取機のそれぞれを制御し、2枚の高揚力舵の舵角を組み合わせて船体運動の方向を制御する操舵制御部と、スラスター制御装置により船首スラスターのスラスター推力を調整して船首方向を制御するスラスター制御部を有し、
岸壁近接操舵部の指令下において、操舵制御部およびスラスター制御部により、運動指令方向、船首尾方向指令速度および船体横方向指令速度を実現して、目標岸壁と設定距離を隔てた位置まで航行し、
岸壁着桟操舵部の指令下において、操舵制御部およびスラスター制御部により、岸壁離隔距離測定装置で測定する岸壁との船首距離および船尾距離が等しくなり、自船の船首尾方向が目標岸壁と平行となるその場回頭の操舵を実施し、さらに、この平行状態を維持しつつ自船を目標岸壁への着桟に向けて正横方向に接近させる真横移動の操舵を実施することを特徴とする自動着桟機能を有する一軸二舵船。 - 操船システムは、操船サポート部を有し、
センサー部は、観測システムの各測定装置の出力を操船サポート部に入力し、
操船サポート部は、デジタルツイン演算部と、シミュレーション演算部と、外力の合力演算部と、指示舵角演算部を有し、
デジタルツイン演算部は、船速測定装置で測定する自船の船速と、位置測定装置で測定する自船の船位と、方位測定装置で測定する自船の船首方位と、岸壁離隔距離測定装置で測定する船首距離と船尾距離をリアルタイムで収集し、現在操舵角および現在スラスター推力において実現する自船の現実船体運動を航海用電子海図上に再現し、
シミュレーション演算部は、船体に作用する力が現在操舵角および現在スラスター推力における船体運動の駆動力であると想定して、演算により求めた自船の想定船体運動を航海用電子海図上に表示し、
外力の合力演算部は、現実船体運動と想定船体運動における船速差、船位差、船首方位差に基づいて船体に作用する外力の合力の作用方向と大きさを算出し、
指示舵角演算部は、外力の合力に抗するための補正舵角および補正スラスター推力を算出し、現在操舵角を補正舵角で補正して適正操舵角を算出し、現在スラスター推力を補正スラスター推力で補正して適正スラスター推力を算出し、算出した適正操舵角を指示舵角として、また適正スラスター推力を指示出力として船体運動制御部に与えることを特徴とする請求項1に記載の自動着桟機能を有する一軸二舵船。
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