JP2024074827A - Propulsion control device and ship - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は船舶に関する。 The present invention relates to ships.
従来、2つの主機と、それぞれの主機に固定された2つのプロペラを備えるいわゆる2機2軸型の船舶が知られている。例えば、特許文献1には2機2軸型の船舶において、それぞれの主機の推進力の差及び舵操作の組み合わせにより操舵性を高めることが記載されている。
Conventionally, so-called two-engine, two-shaft vessels equipped with two main engines and two propellers fixed to each main engine are known. For example,
しかしながら特許文献1のシステムは、旋回時に必ず当て舵を行うため、船舶の姿勢を目的の角度に到達させるまでの燃料消費が低下する。
However, the system in
本発明は上記課題を解決するためのものであり、船舶の姿勢を目的の角度に到達させるときの燃費を向上させられる旋回制御装置及び船舶を提供することを目的とする。 The present invention is intended to solve the above problems, and aims to provide a turning control device and a ship that can improve fuel efficiency when the ship's attitude reaches a target angle.
この課題を解決するために、一態様における旋回制御装置は、
船舶の幅方向の異なる位置に設けられ船舶の推進力を発生させるための2つの推進力発生装置と、船舶を旋回させるための舵機と、船舶の旋回方向及び旋回量を含む旋回指令を発する旋回指令部とを備える船舶の旋回を制御する旋回制御装置であって、
旋回指令部からの旋回指令を取得する旋回指令取得部と、
船舶の速度を取得する速度取得部と、
旋回指令部から旋回指令を取得したときに速度取得部から取得した速度が所定の速度閾値以上の場合、舵機を中立位置に制御し、かつ旋回方向内側の推進力発生装置による推進力が旋回方向外側の推進力発生装置による推進力よりも小さくなるように2つの推進力発生装置を制御する旋回制御部とを備える。
In order to solve this problem, a turning control device in one aspect includes:
A turning control device for controlling turning of a ship, the device comprising: two thrust generating devices disposed at different positions in a width direction of the ship for generating thrust for the ship; a steering gear for turning the ship; and a turning command unit for issuing a turning command including a turning direction and a turning amount of the ship,
A rotation command acquisition unit that acquires a rotation command from a rotation command unit;
A speed acquisition unit that acquires a ship speed;
The vehicle is equipped with a turning control unit that, when a turning command is received from the turning command unit and the speed acquired from the speed acquisition unit is equal to or greater than a predetermined speed threshold, controls the steering to a neutral position and controls the two thrust generating devices so that the thrust generated by the thrust generating device on the inside of the turning direction is smaller than the thrust generated by the thrust generating device on the outside of the turning direction.
〔第1実施形態〕
図1は、船舶のブロック図である。船舶V1は、旋回制御装置100と、手動入力に応じた旋回指令を出力する手動操舵部101と、指定された航路に従って旋回方向及び旋回量を含む旋回指令を旋回指令取得部103に出力する自動操舵部105とを備える。手動操舵部101は、図示せぬ操舵部の操作量に応じた旋回指令を旋回指令取得部103に出力する。自動操舵部105は、指定航路に従って船首の向きを制御するオートパイロット制御を実行し、旋回指令を旋回指令取得部103に出力する。
First Embodiment
1 is a block diagram of a ship. The ship V1 includes a
旋回制御装置100は、手動操舵部101に入力された速度指令を取得する速度取得部107と、GPSや海図等を用いて現在位置を取得する位置取得部109とを備える。現在位置に関する情報は、現在位置が湾内等の所定区域内であるのか、所定区域外であるのかに関する情報を含む。速度取得部107は、速度指令を旋回制御部111に出力する。速度指令は、推進速度の指令値であり操作者の要求速度を含む。速度は、対地速度又は対水速度のどちらでもよい。速度指令は、後述する推進力発生装置の出力値を示してもよい。
The
船舶V1は、船体の幅方向の異なる位置に設けられた2つの推進力発生装置113L,113Rと、舵機115とを備える。旋回制御部111は、速度指令、現在位置、及び旋回指令に基づいて推進力発生装置113L,113R、及び舵機115を制御して船体を旋回させる。なお、船舶V1を進行方向に進める際の制御については公知技術であるため詳細な説明は省略する。
The vessel V1 is equipped with two
推進力発生装置113L,113Rは、エンジン117及びプロペラ119を備える。プロペラ119は、翼角を制御可能な可変ピッチプロペラであってもよい。プロペラ119が可変ピッチプロペラである場合、推進力発生装置113L,113Rの推進力とは、エンジン117、及びプロペラ119の翼角の両方で制御される推進力の合計値となる。
The thrust generating
旋回制御部111は、旋回指令に応じて推進力発生装置113L,113Rの推進力に差を持たせるか、舵機115を制御するか、その両方を行い旋回指令に基づいて船体を旋回させる。旋回制御部111は、船速が速度閾値以上であり船体の旋回性能が高く推進力発生装置113L,113Rだけで船体を旋回させられる状況では、舵機115を中立位置に制御し、推進力発生装置113L,113Rのみで船体を旋回させる。旋回制御部111は、推進力発生装置113L,113Rの推進力に差を持たせ、旋回指令で指示された旋回方向内側の推進力が旋回方向外側の推進力よりも小さくなるよう、推進力発生装置113L,113Rを制御する。推進力発生装置113L,113Rの推進力に差を持たせるためには、一方の制御値を変えず他方の制御値だけを増減するか、両方の制御値を増減させることができる。推進力の差が旋回量に相当するため、旋回制御部111は旋回指令に応じた旋回量に応じて推進力の差を決定する。
The
旋回制御部111は、旋回指令の出力元が手動操舵部101であるのか、自動操舵部105であるのかに応じて旋回量を変えてもよい。旋回指令取得部103が手動操舵部101から旋回指令を取得した場合、緊急回避を行うことが考えられる。したがって、旋回制御部111は、旋回指令取得部103が手動操舵部101から旋回指令を取得した場合には自動操舵部105から同一の舵角を示す旋回指令を取得した場合よりも推進力発生装置113L,113Rの推進力の差を大きくする。この場合、旋回方向内側の推進力発生装置113L,113Rの推進力を最大にし、旋回方向内側の推進力発生装置113L,113Rの推進力を最小(アイドリング状態又はデッドスロー)にしてもよい。これにより手動操舵に対する追従性を向上させられる。手動操舵部101からの旋回指令の変化量が一定以上の場合にのみ、推進力発生装置113L,113Rの推進力の差を大きくしてもよい。旋回制御部111は、手動操舵部101から出力された旋回指令に対しては推進力発生装置113L,113Rに加えて舵機115を制御して船体を旋回させてもよい。
The
現在位置を参照して湾内、水道内、沿岸等の所定区域にいるときに旋回指令が入力された場合、旋回制御部111は所定区域外で同一の旋回指令が入力されたときよりも推進力発生装置113L,113Rの推進力の差を大きくしてもよい。これにより所定区域内での操舵性を向上させられる。また、旋回制御部111は、所定区域内では舵機115を制御して船体を旋回させてもよい。
When a turning command is input while the vessel is in a specified area such as a bay, a waterway, or on the coast, referring to the current position, the
図2は、オートパイロット制御時の旋回制御部による一連の処理を示すフロー図である。自動操舵部105より旋回指令が入力されて一連の処理が開始すると、ステップS1において旋回制御部111は、旋回指令に基づいて旋回方向及び旋回量を決定する。ステップS2において旋回制御部111は、旋回方向内側の推進力発生装置113L,113Rの推進力が旋回方向外側の推進力発生装置113L,113Rの推進力よりも小さくなるよう、エンジン117の回転数及びプロペラ119の翼角を制御する。ステップS3において旋回制御部111は、所望の旋回角度が得られたかを判断する。この判断は、推進力の差及び船体抵抗等から算出した時間の経過に基づくもの、又は位置情報に基づいて船首角度をモニタリングした結果でもよい。なお、ステップS3では、旋回角度の代わりに旋回度(単位時間あたりの旋回角度の変化量)を参照してもよい。ステップS4において旋回制御部111は推進力発生装置113L,113Rの推進力の差をゼロにし、一連の処理を終了する。
Figure 2 is a flow diagram showing a series of processes by the turning control unit during autopilot control. When a turning command is input from the
上記のような制御により、舵機115の作動量を減らせ、当て舵による燃費の低下を抑制できる。また、速度指令が速度閾値以上の場合にのみ、推進力発生装置113L,113Rにより船体を旋回させることで船速が遅い状態での旋回性能を確保できる。
By controlling in the above manner, the amount of steering 115 operation can be reduced, and the decrease in fuel efficiency caused by counter rudder can be suppressed. In addition, by turning the hull using the
また、手動操舵部101から旋回指令が出力された場合には、推進力発生装置113L,113Rの推進力の差を大きくしたり、舵機115を併用したりすることで手動操舵に対する追従性を向上させられる。
In addition, when a turning command is output from the
また現在位置に基づいて推進力発生装置113L,113Rの推進力の差を制御することで、港湾、水道内での安全性を高められる。
In addition, safety in ports and waterways can be improved by controlling the difference in thrust between
〔第2実施形態〕
従来、オートパイロット時の船舶速度は、エンジンの出力を基準に制御されていた。即ち、操作者は自身の経験に基づきエンジン出力を調整して船速を調整していた。
Second Embodiment
Conventionally, the boat speed during autopilot has been controlled based on the engine output, meaning that the operator has to adjust the engine output to adjust the boat speed based on his or her own experience.
船舶速度を経験的にではなく、理論的に制御できるようにすることについての要望も存在する。 There is also a demand to be able to control ship speed theoretically rather than empirically.
このような課題を解決するために、一態様における推進制御装置は、
船舶の推進力発生装置を制御する推進制御装置であって、
船舶の目標速度と船舶の現在の速度を取得する速度取得部と、
現在の速度が目標速度に近付く推進力を発生させるように推進力発生装置に指令を出力する推進力指令部とを備える。
In order to solve such problems, a propulsion control device in one aspect includes:
A propulsion control device that controls a propulsion generating device of a ship,
a speed acquisition unit for acquiring a target speed of the vessel and a current speed of the vessel;
The thrust command unit outputs a command to the thrust generating device to generate a thrust that causes the current speed to approach the target speed.
この構成により、目標速度に従って船速を制御できる。 This configuration allows the ship speed to be controlled according to the target speed.
この場合において、
推進力指令部は、目標速度と現在の速度との差に基づいて、推進力発生装置の主機の目標回転数を算出するか、目標速度と現在の速度との差に基づいて、推進力発生装置の可変ピッチプロペラの目標翼角を算出してもよい。
In this case,
The thrust command unit may calculate a target rotation speed of the main engine of the thrust generating device based on the difference between the target speed and the current speed, or may calculate a target blade angle of the controllable pitch propeller of the thrust generating device based on the difference between the target speed and the current speed.
この構成により、目標速度に従って船速を制御できる。 This configuration allows the ship speed to be controlled according to the target speed.
この場合において、
現在位置から目的地までの航路を取得する航路取得部と、
現在時刻、及び船舶が目的地に到着すべき目標時刻を取得する時刻取得部と、を備え、
目標速度は、航路、現在時刻、及び目標時刻から算出される所要時間に基づいて算出された目標対地船速であり、
推進力指令部は、船舶の現在の速度が目標対地船速に近付く推進力を発生させるように推進力発生装置に指令を出力してもよい。
In this case,
a route acquisition unit that acquires a route from a current position to a destination;
a time acquisition unit that acquires a current time and a target time at which the ship should arrive at the destination;
The target speed is a target ship speed relative to the ground calculated based on the route, the current time, and the required time calculated from the target time.
The thrust command unit may output a command to the thrust generating device to generate a thrust that causes the current speed of the vessel to approach the target vessel speed relative to the ground.
この構成により、目標時刻までに目的地に到着できる。 This configuration allows you to arrive at your destination by the target time.
この場合において、
速度取得部は、速度が異なる複数の目標船速を取得し、
複数の目標船速のそれぞれに基づいて現在位置から目的位置まで所定経路で航行した場合の燃費及び到着時刻を報知する報知部を備えてもよい。
In this case,
The speed acquisition unit acquires a plurality of target ship speeds having different speeds,
The vessel may further include a notification unit that notifies the fuel consumption and arrival time when traveling along a predetermined route from the current position to the destination position based on each of a plurality of target vessel speeds.
この構成により、目標船速毎の燃費及び到着時刻を報知できる。 This configuration allows fuel consumption and arrival time for each target ship speed to be reported.
この場合において、
複数の目標船速のうちのいずれか1つを選択可能に表示する表示部を更に備え、
推進力指令部は、選択された目標速度と実際の速度との差分に基づいて、実際の速度が目標速度に近づくように推進力の大きさを指令してもよい。
In this case,
A display unit is further provided for selectively displaying any one of a plurality of target boat speeds,
The thrust command unit may command the magnitude of the thrust force based on the difference between the selected target speed and the actual speed so that the actual speed approaches the target speed.
この場合において、
船舶の現在位置を取得する位置取得部と、
主機の回転数を制御するための操縦レバーの位置を取得するレバー位置取得部と、
主機の実回転数を取得する実回転数取得部と、
実回転数と操縦レバーの位置とに基づいて、主機の目標回転数の指令を出力する回転数指令部と、
現在位置が所定区域内であれば、推進力指令部からの指令に基づいて推進力発生装置に推進力を発生させ、現在位置が所定区域外であれば、回転数指令部からの指令に基づいて推進力発生装置に推進力を発生させる制御部とを備えてもよい。
In this case,
A position acquisition unit that acquires a current position of the ship;
a lever position acquisition unit that acquires a position of a control lever for controlling the rotation speed of the main engine;
an actual rotation speed acquisition unit for acquiring an actual rotation speed of the main engine;
a rotation speed command unit that outputs a command for a target rotation speed of the main engine based on an actual rotation speed and a position of a control lever;
The vehicle may also be provided with a control unit that causes the thrust generating device to generate thrust based on a command from the thrust command unit if the current position is within a specified area, and that causes the thrust generating device to generate thrust based on a command from the rotation speed command unit if the current position is outside the specified area.
この構成により、現在位置に応じて推進力の制御態様を変えられる。 This configuration allows the propulsion control mode to be changed depending on the current position.
この場合において、
船舶の現在位置を取得する位置取得部と、
他船の位置を取得する他船位置取得部と、
主機の回転数を制御するための操縦レバーの位置を取得するレバー位置取得部と、
主機の実回転数を取得する実回転数取得部と、
実回転数と操縦レバーの位置とに基づいて、主機の目標回転数の指令を出力する回転数指令部と、
現在位置と他船の位置が距離閾値未満であれば推進力指令部からの指令に基づいて推進力発生装置に推進力を発生させ、現在位置と他船の位置が距離閾値以上であれば回転数指令部からの指令に基づいて推進力発生装置に推進力を発生させる制御部とを備えてもよい。
In this case,
A position acquisition unit that acquires a current position of the ship;
An other ship position acquisition unit for acquiring the position of another ship;
a lever position acquisition unit that acquires a position of a control lever for controlling the rotation speed of the main engine;
an actual rotation speed acquisition unit for acquiring an actual rotation speed of the main engine;
a rotation speed command unit that outputs a command for a target rotation speed of the main engine based on an actual rotation speed and a position of a control lever;
The ship may also be provided with a control unit that causes the propulsion generating device to generate propulsion based on a command from the propulsion command unit if the distance between the current position and the position of the other ship is less than the distance threshold, and that causes the propulsion generating device to generate propulsion based on a command from the rotation speed command unit if the distance between the current position and the position of the other ship is equal to or greater than the distance threshold.
この構成により、他船との距離に応じて推進力の制御態様を変えられる。 This configuration allows the propulsion control mode to be changed depending on the distance to other ships.
この場合において、
船舶の現在位置、船舶の向きを取得する船舶情報取得部と、
他船の位置、他船の速度、及びを取得する他船情報取得部と、
主機の回転数を制御するための操縦レバーの位置を取得するレバー位置取得部と、
主機の実回転数を取得する実回転数取得部と、
実回転数と操縦レバーの位置とに基づいて、主機の目標回転数の指令を出力する回転数指令部と、
船舶情報取得部、及び速度取得部で取得した情報、並びに他船情報取得部で取得した情報に基づいて危険度を算出し、算出した危険度が危険度閾値以上であれば推進力指令部からの指令に基づいて推進力発生装置に推進力を発生させ、危険度が危険度閾値未満であれば回転数指令部からの指令に基づいて推進力発生装置に推進力を発生させる制御部とを備えてもよい。
In this case,
A ship information acquisition unit that acquires the current position and direction of the ship;
An other ship information acquisition unit that acquires the position, speed, and other ship information of other ships;
a lever position acquisition unit that acquires a position of a control lever for controlling the rotation speed of the main engine;
an actual rotation speed acquisition unit for acquiring an actual rotation speed of the main engine;
a rotation speed command unit that outputs a command for a target rotation speed of the main engine based on an actual rotation speed and a position of a control lever;
The ship information acquisition unit and the speed acquisition unit may also include a control unit that calculates the level of danger based on the information acquired by the other ship information acquisition unit, and if the calculated level of danger is equal to or greater than a risk threshold, causes the propulsion generating device to generate propulsion based on a command from the propulsion command unit, and if the level of danger is less than the risk threshold, causes the propulsion generating device to generate propulsion based on a command from the rotation speed command unit.
この構成により、自船の現在位置、速度、及び向きと、他船の位置、速度、及び向きに基づいて算出される危険度に基づいて推進力の制御態様を変えられる。 This configuration allows the propulsion control mode to be changed based on the current position, speed, and orientation of the ship itself, and the risk level calculated based on the positions, speed, and orientation of other ships.
この場合において、
主機の回転数を制御するための操縦レバーの位置を取得するレバー位置取得部と、
主機の実回転数を取得する回転数取得部と、
実回転数と操縦レバーの位置とに基づいて、主機の目標回転数の指令を出力する回転数指令部と、
現在の速度が速度閾値未満であれば推進力指令部からの指令に基づいて推進力発生装置に推進力を発生させ、現在の速度が速度閾値以上であれば回転数指令部からの指令に基づいて推進力発生装置に推進力を発生させる制御部とを備えてもよい。
In this case,
a lever position acquisition unit that acquires a position of a control lever for controlling the rotation speed of the main engine;
A rotation speed acquisition unit that acquires an actual rotation speed of the main engine;
a rotation speed command unit that outputs a command for a target rotation speed of the main engine based on an actual rotation speed and a position of a control lever;
The device may also include a control unit that causes the thrust generating device to generate thrust based on a command from the thrust command unit if the current speed is less than the speed threshold, and causes the thrust generating device to generate thrust based on a command from the rotation speed command unit if the current speed is equal to or greater than the speed threshold.
この構成により、現在速度に応じて推進力の制御態様を変えられる。 This configuration allows the thrust control mode to be changed depending on the current speed.
図3は、船舶のブロック図を示す。図3に示すように船舶200は、制御装置201と、操舵部203と、操作部205と、推進力発生装置207と、舵機209とを備える。操舵部203は、操作者が舵機209を手動操舵するために用いられる。操作部205は、テレグラフ211と表示部213と選択部215とを備える。テレグラフ211には操作者の操作によりエンジン回転数の指令又は速度の指令が入力される。表示部213は、操作者に対して情報を表示するモニターである。選択部215は、操作者が制御装置201に対する指令を入力したり、表示部213に表示された情報を選択したりするキーボード等の入力インターフェイスである。推進力発生装置207は、ガバナにより駆動制御されるエンジン217と、エンジン217の出力軸に固定された可変ピッチプロペラ219とを備える。
Figure 3 shows a block diagram of a ship. As shown in Figure 3, the
制御装置201は、各種情報を取得する構成として、速度取得部221と、位置取得部223と、他船位置取得部225と、実回転数取得部227と、航路取得部229と、時刻取得部231と、レバー位置取得部233とを備える。速度取得部221は、船舶の現在の速度を取得する。またオートパイロット時には速度取得部221は、航行距離及び到着予定時刻から目標速度を取得する。船舶の航行速度は、速度センサ等の自船の計器類から取得してもよいし、外部から取得してもよい。位置取得部223は、GPS等の計測手段を用いて現在位置、及び海図を参照して現在位置に関する情報を取得する。現在位置に関する情報としては、現在位置が湾内、水道、近海等の航行速度が規制されている領域であるか、外洋等の航行速度が規制されていない領域であるか等の情報がある。他船位置取得部225は、他船と無線通信を行い他船の現在位置に関する情報を取得する。実回転数取得部227は、エンジン217の実回転数を取得する。航路取得部229は、現在位置から目的地までの航路を取得する。時刻取得部231は、現在時刻、及び目標時刻を取得する。レバー位置取得部233は、テレグラフ211の位置を取得する。
The
制御装置201は、各種演算を行う構成として、加速度算出部235と、燃費算出部237とを備える。加速度算出部235は、加速度の変化量、即ち現在の船速と過去の船速とから加速度を算出する。燃費算出部237は、加速度、及び現在の燃料消費量から加速時の燃費を算出する。
The
推進力指令部239は、現在の速度が目標速度に近付く推進力を発生させるように推進力発生装置207に指令を出力する。推進力指令部239は、目標速度と現在の速度との差に基づいて、推進力発生装置207の主機の目標回転数を算出する。推進力指令部239は、目標速度と現在の速度との差に基づいて、推進力発生装置207の可変ピッチプロペラ219の目標翼角を算出する。回転数指令部241は、実回転数とテレグラフ211の位置とに基づいて、エンジン217の目標回転数の指令を出力する。
The
制御部243は、速度取得部221、位置取得部223、他船位置取得部225、実回転数取得部227、航路取得部229、時刻取得部231、及びレバー位置取得部233で得られた算出結果に基づき舵機209及び推進力発生装置207を制御する。制御部243は、現在速度が目標速度に近付くように船舶の推進力(エンジン217の出力又はプロペラ19の翼角)を制御する。これにより、目標速度を維持できる。また外乱の影響により指定航路からずれている場合には、指定航路からのずれ等に基づいて外乱を算出し、算出した外乱を加味して現在速度を制御してもよい。本明細書において外乱とは、航行時の潮流、風等の海象、気象要因を含む。また、船体抵抗を加味する場合の外乱には、海象、気象要因に加えて、船体汚損(プロペラに対するフジツボの付着)、乗員数による推進抵抗の変化が含まれる。また現在までの平均速度が目標速度になるように現在速度を制御してもよい。これにより、予定時刻までに目的位置に到着できる。また、予定時刻に目的位置に到着できるような平均速度を算出し、算出した平均速度で船舶を制御してもよい。これにより燃費を向上させられる。予定時刻と目的値を海図上にプロットすることで平均速度を算出できるようにすれば、操作が容易になる。
The
制御部243は、位置取得部223で取得した位置情報が湾内等の所定区域を示す場合には速度取得部221で取得した現在速度をモニタリングしながら現在速度を一定に保つように推進力を制御する(速度フィードバック制御)。また、制御部243は、位置取得部223で取得した位置情報が外洋等を示す場合にはエンジン回転数をモニタリングしながらエンジン回転数を一定に保つように推進力を制御する(回転数フィードバック制御)。また制御部243は、現在速度に応じて速度フィードバック制御、及び回転数フィードバック制御を切り替える。この場合、制御部243は、現在速度が予め決定された速度閾値未満の場合には速度フィードバック制御を行い、現在速度が速度閾値以上の場合には回転数フィードバック制御を行う。
When the location information acquired by the
速度フィードバック制御を実行する場合、制御部243はエンジンのガバナを制御する。所定区域内で速度フィードバック制御を行えば、他船との位置関係を保ちやすくなる。この場合、制御部243は他船の位置と自船の現在位置から両者の距離を算出し、距離が予め決められた距離閾値未満であれば、速度フィードバック制御を行う。距離が距離閾値以上の場合、制御部243は、回転数フィードバック制御を行う。
When speed feedback control is performed, the
また制御部243は、他船の位置、速度、及び向きと、自船の位置、速度、及び向きとを加味して危険度を算出してもよい。危険度が予め決定された危険度閾値以上の場合、制御部243は、速度フィードバック制御を行う。危険度が危険度閾値未満の場合、制御部243は、回転数フィードバック制御を行う。他船の対地速度情報を取得し、対地速度を他船と合わせる等の調整を行えば、他船との相対位置関係のみに基づいて他船との距離を保つ場合と比較して船舶の性能、各船の運転条件、外乱等の影響を受けにくくなる。
The
制御装置201は、異なる運転条件に基づいて現在位置から目的値まで所定経路で航行した場合の燃費及び到着時間を表示部に表示させる。選択部215を用いて運転条件が選択されると、制御装置201は、選択された運転条件に基づいて舵機209及び推進力発生装置207を制御する。異なる運転条件とは、回転数フィードバック制御による運転、速度フィードバックによる運転、外乱を考慮して航路を維持する運転、速度を最優先にした運転、燃費を最優先にした運転等がある。
The
操作者に、燃費を重視する燃費モード、船舶の運動性を重視する安全モード、又は最短の到着時刻で目的値まで航行する時間モードのいずれかを選択させるメッセージを表示部に表示させてもよい。燃費モードでは、制御部243は外乱によるエンジン負荷の変動を打ち消すように舵機209を制御する。
A message may be displayed on the display unit to prompt the operator to select from a fuel efficiency mode that prioritizes fuel efficiency, a safety mode that prioritizes the maneuverability of the vessel, or a time mode in which the vessel navigates to the destination at the shortest arrival time. In the fuel efficiency mode, the
燃費モードの別の例として、制御部243は出発値から現在位置までの距離、及び現在までの燃料消費量に基づいて速度と燃費の実績値を算出し、これら実績値を用いて目的値までの燃費及び到着時間を算出してもよい。制御部243は、実績値を加味して現在位置から目的値までの燃費、対地速度、及び到着時間を算出できる。このようなモードでは、予測が困難な外乱の影響を実績値内に含められるため、外乱の予測等を行わずにより正確な燃費を算出できる。現在位置から目的値までの気象状況、潮流等の外乱の影響を加味すれば、より正確な予測値を算出できる。
As another example of the fuel efficiency mode, the
安全モードでは、船舶の運動性を高めるために、例えば低速旋回時にはエンジンの出力を高めて旋回性能を向上させる。また、安全モードでは、海図上に従って進路を変更するための最適な推進力を算出し、算出した推進力に基づいて舵機209と推進力発生装置207を同時に制御してもよい。
In the safety mode, in order to improve the maneuverability of the vessel, for example, engine output is increased during slow turning to improve turning performance. Also, in the safety mode, the optimal propulsive force for changing course according to the nautical chart may be calculated, and the
表示部に燃費を表示させてもよい。加速中には加速時の燃費を表示させ、エンジンを一定回転数で運転させているときには定速運転時の燃費を表示させる。運転状態に応じて表示させる燃費を変える。加速時の燃費としては、時間当たりの出力に対する燃料使用量(g/kWh)、又は式:加速度÷(瞬時燃料量-定常時燃料量)で求められる値がある。 The display may show fuel efficiency. During acceleration, the fuel efficiency during acceleration is displayed, and when the engine is operating at a constant RPM, the fuel efficiency during constant speed operation is displayed. The fuel efficiency displayed is changed according to the operating condition. Fuel efficiency during acceleration can be expressed as the amount of fuel used relative to the output per hour (g/kWh), or a value calculated using the formula: acceleration ÷ (instantaneous fuel amount - steady-state fuel amount).
〔第3実施形態〕
船舶航行時には船舶を推進させるエネルギー、船舶を旋回させるエネルギー等、様々な場面でエネルギーが使用される。船舶航行時に必要とされるエネルギーを総合的に管理する技術は確立されていない。
Third Embodiment
When a ship is sailing, energy is used in various situations, such as energy to propel the ship, energy to turn the ship, etc. Technology for comprehensively managing the energy required when a ship is sailing has not yet been established.
このような課題を解決するために、一態様における船舶制御装置は、
複数の推進力発生装置と、
複数の進行方向制御装置と、を備える船舶を制御するための制御装置であって、
目的地に到着すべき目標時刻を取得する時刻取得部と、
オートパイロット制御時に目的位置までの指定航路に従って目標時刻までに目的地に到着するときの消費エネルギーを算出する算出部であって、複数の推進力発生装置のうちの少なくとも1つの推進力発生装置、及び複数の進行方向制御装置のうちの少なくとも1つの進行方向制御装置の組み合わせによる消費エネルギーの合計を複数パターン算出する算出部と、
算出部で算出された複数パターンの中から最も消費エネルギーの少ないパターンに基づいて、当該パターンに含まれる推進力発生装置及び進行方向制御装置を用いて船舶を推進させる推進制御部とを含む。
In order to solve such problems, a vessel control device according to one aspect includes:
A plurality of thrust generating devices;
A control device for controlling a ship including a plurality of heading control devices,
a time acquisition unit that acquires a target time for arriving at a destination;
a calculation unit that calculates the energy consumption required to arrive at the destination by a target time according to a specified route to the target position under autopilot control, the calculation unit calculating a plurality of patterns of the total energy consumption resulting from a combination of at least one thrust generating device among the plurality of thrust generating devices and at least one traveling direction control device among the plurality of traveling direction control devices;
The system includes a propulsion control unit that propels the ship using a propulsion generating device and a direction control device included in the pattern calculated by the calculation unit, based on the pattern that consumes the least energy among the multiple patterns calculated by the calculation unit.
また、一態様における船舶制御装置は、
推進力発生装置と、
複数の進行方向制御装置と、を備える船舶を制御するための制御装置であって、
目的地に船舶を到着させる目標時刻を取得する時刻取得部と、
オートパイロット制御時に目的位置までの指定航路に従って目標時刻までに目的値に到着するときの消費エネルギーを算出する算出部であって、複数の進行方向制御装置のうちの少なくとも1つの進行方向制御装置による消費エネルギーの合計を複数パターン算出する算出部と、
算出部で算出された複数パターンの中から最も消費エネルギーの少ないパターンに基づいて、当該パターンに含まれる進行方向制御装置を用いて船舶の進行方向を制御する進行方向制御部とを含む。
In one aspect, the vessel control device includes:
A thrust generating device;
A control device for controlling a ship including a plurality of heading control devices,
a time acquisition unit that acquires a target time for the ship to arrive at a destination;
a calculation unit that calculates an energy consumption when arriving at a target position by a target time according to a specified route to the target position under autopilot control, the calculation unit calculating a total of energy consumption by at least one of the plurality of travel direction control devices in a plurality of patterns;
The system further includes a heading control unit that controls the heading of the ship using a heading control device included in the pattern calculated by the calculation unit, based on the pattern that consumes the least energy among the multiple patterns calculated by the calculation unit.
また、一態様における船舶制御装置は、
複数の推進力発生装置と、
進行方向制御装置と、を備える船舶制御装置であって、
目的地に船舶を到着させる目標時刻を取得する時刻取得部と、
オートパイロット制御時に目的位置までの指定航路に従って目標時刻までに目的値に到着するときの消費エネルギーを算出する算出部であって、複数の推進力発生装置のうちの少なくとも1つの推進力発生装置による消費エネルギーの合計を複数パターン算出する算出部と、
算出部で算出された複数パターンの中から最も消費エネルギーの少ないパターンに基づいて、当該パターンに含まれる推進力発生装置を用いて船舶を推進させる推進制御部とを含む。
In one aspect, the vessel control device includes:
A plurality of thrust generating devices;
A vessel control device including a heading control device,
a time acquisition unit that acquires a target time for the ship to arrive at a destination;
a calculation unit that calculates an energy consumption when arriving at a target position by a target time along a specified route to the target position under autopilot control, the calculation unit calculating a total of energy consumption by at least one of the plurality of thrust generating devices in multiple patterns;
The system further includes a propulsion control unit that propels the vessel using a thrust generating device included in the pattern calculated by the calculation unit based on the pattern that consumes the least amount of energy from among the multiple patterns calculated by the calculation unit.
図4は、船舶のブロック図である。船舶300は、推進力発生装置301と、進行方向制御装置303と、制御装置305とを備える。推進力発生装置301は、エンジン、モータ、帆、可変ピッチプロペラのように船舶に推進力を与える複数の機構を含む。進行方向制御装置303は、舵機、サイドスラスタのように船舶の船頭の向きを変える複数の機構を含む。
Figure 4 is a block diagram of a ship. The
制御装置305は、算出部307と、制御部309と、時刻取得部311とを含む。時刻取得部311は、目的地に船舶を到着させる目標時刻を取得する。目標時刻は、操作者が入力した時刻である。算出部307は、オートパイロット制御時に、目的地までの指定航路に従って航行するときの消費エネルギーを算出する。より具体的には算出部307は、推進力発生装置301の複数の機構のそれぞれの消費エネルギー、及び進行方向制御装置303の複数の機構のそれぞれの消費エネルギーに関する情報を有する。消費エネルギーに関する情報は、理論値であってもよいし、過去の情報に基づいて統計的に得られた情報であってもよい。算出部307は、指定航路に従って航行したときの推進力発生装置301の複数の機構のうちの少なくとも1つの機構、及び進行方向制御装置303の複数の機構のうちの少なくとも1つの機構の組み合わせによる消費エネルギーの合計を複数パターン算出する。算出部307は、算出した複数パターンによる例えば算出部307は、エンジン及び舵機だけを用いて指定航路を航行したときの消費エネルギーの合計、及びエンジン、モータ、舵機、サイドスラスタを組み合わせて用いて指定航路を航行したときの消費エネルギーの合計を算出する。また、算出部307は、全ての組み合わせについて、航行速度を算出して目標時刻までに目的地に到着できない組み合わせと目的地に到着できる組み合わせとを区別する。なお、上述した複数のパターンでは、エンジン又はモータと、プロペラ(可変ピッチプロペラ又は固定ピッチプロペラ)とは常にセットで扱われる。換言すれば、上述の複数のパターンは、エンジンと可変ピッチプロペラ、エンジンと固定ピッチプロペラ、モータと可変ピッチプロペラ、又はモータと固定ピッチプロペラの組み合わせのいずれかを常に含む。組み合わせに可変ピッチプロペラを含む場合には、可変ピッチプロペラの翼角を制御したことによる消費ヘネルギーの変動を加味する。算出部307は、目標時刻までに目的地に到着できるすべての組み合わせについて消費エネルギーを算出する。算出部307は、風や潮流等の外乱に関する情報を加味してもよい。
The
制御部309は、算出部307で算出された複数パターンの中から、目標時刻までに目的地に到着でき、かつ最も消費エネルギーの少ないパターンを選択し、選択したパターンに含まれる機構だけを用いて船舶を制御する。また、航路の途中で気象条件や潮流が変わることが予想される場合には、指定航路の途中まではエンジンを用いて進行し、それ以降は帆を用いて進行するというように使用する機構を切り替えてもよい。
The
〔第4実施形態〕
従来、航行計画を立案するために潮流及び風のような外乱に関するデータを参照することが知られている。現在、多用されている潮流データ及び風速データはシミュレーションに基づくものである。
Fourth Embodiment
It is known in the art to refer to data on disturbances such as tides and wind in order to plan a route. Currently, the tides and wind data that are widely used are based on simulations.
外乱の実測値を収集するシステムについて要望が存在する。 There is a demand for a system that collects actual measurements of disturbances.
このような課題を解決するために、一態様における外乱データ収集システムは、
航行中の複数の船舶の対地船速、対水船速、船舶の位置情報、及び船舶の進行方向に関する情報を収集する情報収集部と、
情報収集部で収集した情報に基づき位置情報に対応する海域の外乱の速度、及び向きを算出する算出部とを備える。
In order to solve such a problem, a disturbance data collection system in one aspect includes:
an information collecting unit that collects information on the ground speed, water speed, position information, and direction of travel of a plurality of ships that are navigating;
The information collecting unit includes a calculation unit that calculates the speed and direction of disturbances in the ocean area corresponding to the position information based on the information collected by the information collecting unit.
この場合において、
算出部の算出結果を、ネットワークを介して共有されている電子海図表示システムに送信する送信部を備えてもよい。
In this case,
The navigation system may further include a transmission unit that transmits the calculation results of the calculation unit to an electronic chart display system shared via a network.
図5は、外乱データ収集システムの概略構成図である。外乱データ収集システム400は、ネットワークを介して複数の船舶Sと接続されている。外乱データ収集システム400は、複数の船舶から対地船速、対水船速、船舶の位置情報、及び船舶の進行方向に関する情報を収集する情報収集部401と、情報収集部401で収集した情報に基づき位置情報に対応する海域の潮流及び風を含む外乱の速度影響、及び向きを算出する算出部403と、送信部405とを備える。
Figure 5 is a schematic diagram of the disturbance data collection system. The disturbance
図6は、船舶の概略上面図を示す。算出部403は、船舶の対地速度、対水速度、位置情報、及び進行方向から各船舶の周辺海域の外乱を算出する。外乱(一点鎖線で示す)は、対地速度及びその向きで示されるベクトル(実線で示す)、並びに対水速度及びその向きで示されるベクトル(破線で示す)の和として算出される。
Figure 6 shows a schematic top view of a ship. The
図5に戻り、送信部405は、各船舶の周辺海域の外乱を算出し算出結果を位置情報と関連付けて、電子海図表示システム407に送信する。電子海図表示システム407は、受信した情報を、図7に示すように電子海図上に表示する。これにより実測値に基づいた、より微小な海域の外乱データを共有できる。また、実測値に基づく外乱データを取得することで、外乱変化の予測精度も高められる。なお、各船舶への外乱影響は必ずしも同一ではない船舶毎に外乱影響度合いを示す独自の係数を定め、係数から外乱の大きさを逆算してもよい。
Returning to FIG. 5, the transmitting
〔第5実施形態〕
従来、潮流、風等の外乱の影響を加味して操舵制御を行うことが知られている。操舵角と旋回長は、潮流、風等の外乱の他に船舶の航行速度の影響を受けるため必ずしも比例しない。発明者等は、船舶の積載量が船体の推進抵抗に密接に関連し、これは旋回長にも影響を及ぼすという新たな着想を得た。
Fifth Embodiment
Conventionally, it is known that steering control is performed taking into account the influence of disturbances such as tides and wind. The steering angle and turning length are not necessarily proportional because they are influenced by the ship's sailing speed in addition to disturbances such as tides and wind. The inventors have come up with a new idea that the load of the ship is closely related to the propulsive resistance of the hull, which also affects the turning length.
このような課題を解決するために、一態様における旋回制御装置は、
船舶を旋回させるための舵機と、船舶の旋回方向及び旋回量を含む指令を出力する旋回指令部と、を備える船舶の旋回を制御するための旋回制御装置であって、
旋回指令部からの指令を取得する旋回指令取得部と、
船舶の推進抵抗を推定する推定部と、
推進抵抗が基準値と比較して増大する場合、指令に従って船舶を旋回させるための舵機の角度を示す目標舵角値を増やすように補正し、推進抵抗が基準値と比較して減少する場合、目標舵角値を減らすように補正する補正部と、
補正された目標舵角値に従って舵機を制御する舵機制御部と、を備える。
In order to solve such problems, a turning control device in one aspect includes:
A turning control device for controlling turning of a ship, comprising: a steering gear for turning the ship; and a turning command unit for outputting a command including a turning direction and a turning amount of the ship,
A rotation command acquisition unit that acquires a command from a rotation command unit;
An estimation unit that estimates a propulsive resistance of a ship;
a correction unit that corrects a target rudder angle value indicating a steering angle for turning the ship in accordance with a command so as to increase it when the propulsive resistance increases compared to a reference value, and corrects the target rudder angle value so as to decrease it when the propulsive resistance decreases compared to the reference value;
and a steering control unit that controls the steering in accordance with the corrected target steering angle value.
この場合において、推定部は、第1のタイミング、及び第1のタイミングより後の第2のタイミングのそれぞれのタイミングで推進抵抗を推定し、舵機制御部は、第1のタイミングで推定した推進抵抗を基準値として、第2のタイミングで推定した推進抵抗と比較してもよい。 In this case, the estimation unit may estimate the propulsive resistance at each of a first timing and a second timing that is later than the first timing, and the steering control unit may compare the propulsive resistance estimated at the first timing with the propulsive resistance estimated at the second timing as a reference value.
この場合において、船舶の位置情報を取得する位置取得部と、
位置情報に基づいて船舶の入港及び出港を検知する検知部とを備え、
推定部は、第1のタイミングが船舶の入港前、第2のタイミングが船舶の出港後になるように検知部の検知結果に基づいて推進抵抗を推定してもよい。
In this case, a position acquisition unit that acquires ship position information;
A detection unit that detects the entry and departure of a ship based on the position information,
The estimation unit may estimate the propulsion resistance based on a detection result from the detection unit so that the first timing is before the ship enters port and the second timing is after the ship leaves port.
この場合において、推定部は、船舶の推進力と対水速度とに基づいて、推進抵抗を推定してもよい。 In this case, the estimation unit may estimate the propulsive resistance based on the propulsive force and water speed of the vessel.
この場合において、推定部は、舵角と推進力と方位の変化量、又は舵角と推進力と旋回半径に基づいて推進抵抗を推定してもよい。 In this case, the estimation unit may estimate the propulsive resistance based on the rudder angle, propulsive force, and amount of change in heading, or based on the rudder angle, propulsive force, and turning radius.
図8は、船舶のブロック図である。図8に示すように船舶500は、テレグラフ501と、旋回指令部としての操舵部503と、エンジン505と、舵機507と、制御装置509と、ガバナ511を備える。テレグラフ501には、操作者の制御によりエンジン505の目標回転数が入力される。操舵部503には、船舶の旋回方向及び旋回量を含む指令が入力される。操舵部503は、舵角指令を制御装置509に入力する。舵角指令は、手動により操作者が入力した値であってもよいし、オートパイロット制御に基づき決定された値でもよい。
Figure 8 is a block diagram of a ship. As shown in Figure 8, the
制御装置509は、推進抵抗を推定する推定部513と、目標舵角値を補正する補正部515と、舵角制御部517と、船舶の位置情報を取得する位置取得部519と、位置情報に基づいて船舶の入港及び出港を検知する検知部521とを備える。推定部513は、船舶の推進力と対水速度とに基づいて推進抵抗を推定する。推定部513は、舵角と推進力と方位の変化量、又は舵角と推進力と旋回半径に基づいて推進抵抗を推定してもよい。補正部515は、推進抵抗の増減に基づいて目標舵角値を補正する。具体的には補正部515は、推進抵抗が基準値と比較して増大する場合、指令に従って船舶500を旋回させるための舵機507の角度を示す目標舵角値を増やすように補正する。また補正部515は、推進抵抗が基準値と比較して減少する場合、目標舵角値を減らすように補正する。基準値は予め決定された値であり、過去の推進抵抗と目標舵角値に基づいて決定される。
The
推定部513は、第1のタイミング、及び第1のタイミングより後の第2のタイミングのそれぞれのタイミングで推進抵抗を推定してもよい。この場合、制御装置509は、第1のタイミングで推定した推進抵抗を基準値として、第2のタイミングで推定した推進抵抗と比較する。また第1のタイミングは船舶が港湾に入る前であり、第2のタイミングは船舶が港湾を出た後である。これにより、入港後に積み荷の量が変化して船舶の推進抵抗が変化した場合でも、目標舵角値を適切に補正できる。
The
舵角制御部517は、抵抗増加による応答性の変化を加味し、補正された舵角指令に基づいて舵機507を制御する。
The rudder
また舵角による運動性能、特に旋回半径は積み荷を含む船舶全体の質量の影響(慣性力の影響)を受ける。よって、燃料投入量の増加量から荷の積載による船舶全体の質量変化を算出し、舵角指令を補正するときに加味してもよい。 In addition, maneuvering performance due to rudder angle, especially turning radius, is affected by the mass of the entire ship including cargo (influence of inertia force). Therefore, the change in mass of the entire ship due to loading can be calculated from the increase in fuel input and taken into account when correcting the rudder angle command.
〔第6実施形態〕
第5実施形態においても述べたように、従来、荷や燃料を積載したことにより船舶の運動性能が低下するという課題に対して、現段階では有用な解決策が提案されていない。運動性能の低下は、緊急事態等に退避航路を航行する場合に特に影響が大きい。
Sixth Embodiment
As described in the fifth embodiment, at present, no useful solution has been proposed to the problem of the deterioration of the maneuvering performance of a ship due to the loading of cargo or fuel. The deterioration of maneuvering performance has a large impact especially when navigating an evacuation route in an emergency situation.
このような課題を解決するために、一態様における旋回制御装置は、
船舶を旋回させるための舵機と、船舶の旋回方向及び旋回量を含む舵角指令を出力する舵角指令部と、を備える船舶の旋回を制御するための旋回制御装置であって、
現在位置を取得する位置取得部と、
舵角指令を取得する舵角指令取得部と、
現在位置に応じて、舵角指令取得部で取得した舵角指令を補正する補正部と、
補正した舵角指令を舵機に送信する送信部とを備える。
In order to solve such problems, a turning control device in one aspect includes:
A turning control device for controlling turning of a ship, comprising: a steering gear for turning the ship; and a rudder angle command unit for outputting a rudder angle command including a turning direction and a turning amount of the ship,
A location acquisition unit for acquiring a current location;
A steering angle command acquisition unit that acquires a steering angle command;
a correction unit that corrects the steering angle command acquired by the steering angle command acquisition unit according to a current position;
and a transmitter that transmits the corrected rudder angle command to the steering wheel.
この場合において、
補正部は、現在位置が港湾であることを示す場合には、舵角指令を増加させるように補正する。
In this case,
The correction unit corrects the rudder angle command to increase it when the current position indicates that the rudder angle is in a harbor.
図9は、船舶のブロック図である。旋回制御装置600は、位置取得部601と、舵角指令取得部603と、補正部605とを備える。船舶V6は、旋回制御装置600により制御される舵機607を備える。位置取得部601は、GPSの情報と電子海図の情報を用いて位置情報を取得する。位置情報は、現在位置が、航行速度が制限されている湾内等の所定区域であるかの情報を含む。舵角指令取得部603は、操舵角を示す舵角指令を取得する。舵角指令は、手動により操作者が入力した値であってもよいし、オートパイロット制御に基づき決定された値でもよい。
Figure 9 is a block diagram of a ship. The turning
補正部605は位置情報に基づき舵角指令を補正し、舵機607に出力する。例えば、港湾で燃料や荷物を積んだ直後には船舶の運動性能が低下する。また、港湾で補充した燃料の品質によっては、燃料使用量に対するエンジン出力が低下する場合がある。したがって補正部605は、港湾内のように急旋回を行う可能性がある海域では、船舶の運動性能が低下している前提で、入力された舵角指令を補正して増加させる。舵角指令の増加量は、予め決定された量であっても良いし、増加した重量を推定し重量に応じて決定された量であってもよい。補正部605は、一度決定した補正量を維持する必要はなく、時間の経過にしたがって補正量を漸減させてもよい。これにより運転性能が低下していると想定される場合でも、適切に退避運動を行える。
The
補正部605は、位置情報に基づき外海等に出たと判断した場合には、舵角指令の補正を終了する。
If the
〔第7実施形態〕
船舶の旋回性能を向上させる技術を提案する。
Seventh Embodiment
We propose technology to improve the turning performance of ships.
この課題を解決するために、一態様における旋回制御装置は、
主機と、
船舶を旋回させるための舵機と、
旋回方向及び旋回量を含む舵角指令を出力する舵角指令部と、
主機の出力指令を出力する出力指令部と、を備える船舶の旋回を制御するための旋回制御装置であって、
出力指令を取得する出力取得部と、
舵角指令を取得する舵角指令取得部と、
主機の出力が出力閾値以上である場合には舵角指令を減少させ、主機の出力が出力閾値未満である場合には舵角指令を増加させる補正を行う補正部と、
補正した舵角指令を舵機に送信する送信部とを備える。
In order to solve this problem, a turning control device in one aspect includes:
The main engine and
A steering wheel for turning the vessel;
A steering angle command unit that outputs a steering angle command including a turning direction and a turning amount;
An output command unit that outputs an output command for a main engine.
an output acquisition unit that acquires an output command;
A steering angle command acquisition unit that acquires a steering angle command;
a correction unit that performs a correction to decrease a rudder angle command when the output of the main engine is equal to or greater than an output threshold, and to increase the rudder angle command when the output of the main engine is less than the output threshold;
and a transmitter that transmits the corrected rudder angle command to the steering wheel.
図10は、船舶のブロック図である。旋回制御装置700は、推進力取得部701と、舵角指令取得部703と、補正部705と、送信部707とを備える。船舶V7は、旋回制御装置700に加えて舵機709と推進力発生装置711とを備える。旋回制御装置700は、算出した舵角補正値を船舶V7の舵機709に送信して舵角を制御する。
Figure 10 is a block diagram of a vessel. The turning
推進力取得部701は、推進力発生装置711の推進力情報を取得する。推進力発生装置711は、推進力を発生させるエンジン713及び可変ピッチプロペラ715を含む。エンジン713の推進力情報はエンジン回転数であり、可変ピッチプロペラ715の推進力情報は翼角である。舵角指令取得部703は、操舵角を示す舵角指令を取得する。舵角指令は、手動により操作者が入力した値であってもよいし、オートパイロット制御に基づき決定された値でもよい。補正部705は、推進力発生装置711の推進力に応じて舵角指令を補正する。補正部705は、推進力発生装置711の推進力が大きい場合には舵角指令を減少させ、推進力発生装置711の推進力が小さい場合には舵角指令を増加させる。補正部705は、推進力発生装置711の推進力が推進力閾値以上であるか、推進力閾値未満であるかという判断に基づいて推進力が大きいか小さいかを判断する。舵角指令を補正する量は、定量であってもよいし、推進力発生装置711の推進力の量に応じて決定された量でもよい。補正部705が補正した舵角指令は、送信部707により舵機709に送信される。
The
旋回性能が高い(推進力発生装置711の推進力が大きい)状況では舵角指令を少なくし、旋回性能が低い(推進力発生装置711の推進力が小さい)状況では舵角指令を大きくできる。これにより、安定した旋回性能を得られる。
When the turning performance is high (the thrust of the
〔第8実施形態〕
船舶の旋回性能を向上させる技術を提案する。
Eighth embodiment
We propose technology to improve the turning performance of ships.
この課題を解決するために、一態様における旋回制御装置は、
舵角指令を取得する舵角指令取得部と、
出力指令が入力される出力指令入力部と、
舵角指令が大きい場合には出力を増加させ、舵角指令が小さい場合には出力を減少させる補正を行う補正部とを備える。
In order to solve this problem, a turning control device in one aspect includes:
A steering angle command acquisition unit that acquires a steering angle command;
an output command input unit to which an output command is input;
The control unit includes a correction unit that performs a correction to increase the output when the steering angle command is large, and to decrease the output when the steering angle command is small.
図11は、船舶のブロック図である。旋回制御装置800は、推進力指令入力部801と、舵角指令取得部803と、補正部805とを備える。また旋回制御装置800は船舶V8に備えられている。船舶V8は、舵機807と、推進力発生装置809とを備える。旋回制御装置800は、補正部805で算出した推進力を推進力発生装置809に供給して推進力を制御する。
Figure 11 is a block diagram of a ship. The turning
推進力指令入力部801には、テレグラフ等の入力装置から推進力発生装置809の推進力指令が入力される。推進力発生装置809は、推進力を発生させるエンジン811及び可変ピッチプロペラ813を含む。エンジン811の推進力指令はエンジン回転数であり、可変ピッチプロペラ813の推進力指令は翼角である。舵角指令取得部803は、操舵角を示す舵角指令を取得する。舵角指令は、手動により操作者が入力した値であってもよいし、オートパイロット制御に基づき決定された値でもよい。補正部805は、舵角指令に応じて推進力指令を補正する。補正部805は、舵角指令が大きい場合には推進力を増加させ、舵角指令が小さい場合には推進力を減少させる。補正部805は、舵角指令が舵角閾値以上であるか、舵角閾値未満であるかという判断に基づいて舵角指令が大きいか小さいかを判断する。推進力を補正する量は、定量であってもよいし、推進力発生装置809の推進力の量に応じて決定された量でもよい。
A thrust command for the
舵角指令が大きい場合には、推進力発生装置809の推進力を増加させて旋回性能を向上させ、舵角指令が小さい場合には、推進力発生装置809の推進力を減少させて燃費を向上させる。これにより、安定した旋回性能を得られる。
When the steering angle command is large, the thrust of the
また、旋回制御装置800に船舶の現在の速度を取得する速度取得部を設け、速度に応じて舵角指令を補正してもよい。この場合、補正部は、速度が速度閾値以上である場合には舵角指令を減少させ、速度が速度閾値未満である場合には舵角指令を増加させる。
The turning
また、同様の制御を用いて推進力を制御する推進力制御装置を構成してもよい。この場合、推進力制御装置は、推進力指令を出力する船舶の推進指令部から推進力指令取得部を備える。補正部は、舵角指令が大きい場合には推進力を増加させ、舵角指令が小さい場合には推進力を減少させる補正を行う。 A propulsion control device may also be configured to control propulsion using a similar control. In this case, the propulsion control device includes a propulsion command acquisition unit that acquires a propulsion command from a propulsion command unit of the ship that outputs a propulsion command. The correction unit increases the propulsion when the rudder angle command is large, and decreases the propulsion when the rudder angle command is small.
〔第9実施形態〕
船舶の旋回性能を向上させる技術を提案する。
Ninth embodiment
We propose technology to improve the turning performance of ships.
この課題を解決するために、一態様におけるバラスト制御装置は、
旋回方向及び旋回量を含む舵角指令を出力する舵角指令部を備える船舶のバラストを制御するバラスト制御装置であって、
左舷側のバラスト水量を調整する左舷バラスト調整部と、
右舷側のバラスト水量を調整する右舷バラスト調整部と、
舵角指令を取得する舵角指令取得部と、
舵角指令に基づいて左舷バラスト調整部と右舷バラスト調整部のうち旋回内側にある方の水量を、旋回外側にある方の水量よりも多くするようにバラスト水量を決定するバラスト決定部とを備える。
In order to solve this problem, a ballast control device in one aspect includes:
A ballast control device for controlling ballast of a ship having a rudder angle command unit that outputs a rudder angle command including a turning direction and a turning amount,
a port ballast adjustment unit that adjusts the amount of ballast water on the port side;
a starboard ballast adjustment unit that adjusts the amount of ballast water on the starboard side;
A steering angle command acquisition unit that acquires a steering angle command;
The ship is provided with a ballast determination section which determines the amount of ballast water based on a rudder angle command so that the amount of water in the port ballast adjustment section or the starboard ballast adjustment section on the inside of the turn is made larger than the amount of water in the starboard ballast adjustment section on the outside of the turn.
図12は、船舶のブロック図である。バラスト制御装置900は、左右に配置され互いに独立した左舷バラストタンク901L、及び右舷バラストタンク901Rを備える船舶V9に適用される。船舶用制御システムは、左舷バラストタンク901L内の水量を調整する左舷バラスト調整部903Lと、右舷バラストタンク901R内の水量を調整する右舷バラスト調整部903Rとを備える。バラスト制御装置900は、舵角指令を取得する舵角指令取得部905と、左右のバラスト水量を決定するバラスト決定部907とを備える。舵角指令は、手動により操作者が入力した値であってもよいし、オートパイロット制御に基づき決定された値でもよい。
Figure 12 is a block diagram of a ship. The
バラスト決定部907は、舵角指令に基づき旋回内側にある方の水量を、旋回外側にある方の水量よりも多くするようにバラスト水量を決定する。バラスト水量を決定するにあたりバラスト決定部907は、現在のバラスト水量に基づいて一方のバラスト水量だけを調整して増減させたり、一方のバラスト水量を減らして他方のバラスト水量を増やしたりする。バラスト決定部907は、結果を左舷バラスト調整部903L及び右舷バラスト調整部903Rに出力する。
The
図13~図15は、船舶の正面図である。図13は、左舷バラストタンク901L、及び右舷バラストタンク901Rのバラスト水量が同一の状態を示す。図14は、右舷バラストタンク901Rのバラスト水量を増加させ、左舷バラストタンク901Lのバラスト水量を減少させた状態を示す。この状態では、右舷側に向けて船体が傾き右舷側に向けた旋回性能が高まる。図15は、左舷バラストタンク901Lのバラスト水量を増加させ、右舷バラストタンク901Rのバラスト水量を減少させた状態を示す。この状態では、左舷側に向けて船体が傾き船舶の左舷側に向けた旋回性能が高まる。
Figures 13 to 15 are front views of the ship. Figure 13 shows a state in which the amount of ballast water in the
バラスト決定部907は、オートパイロット制御時に指定航路を航行する場合、指定航路上の旋回地点に到達する前からバラスト量の調整を開始してもよい。
When sailing along a designated route under autopilot control, the
なお、左舷バラストタンク901L、及び右舷バラストタンク901Rの調整量は、予定されている船速と旋回半径から算出できる。対地船速が速い場合、及び旋回半径が小さい場合、左舷バラストタンク901L、及び右舷バラストタンク901Rの水量の差を大きくする。
The amount of adjustment for the
〔第10実施形態〕
オートパイロット制御時に指定航路からの乖離量を減らす技術を提供する。
Tenth Embodiment
Provides technology that reduces deviation from a designated route during autopilot control.
このような課題を解決するために、一態様における進行方向制御装置は、
舵機を備える船舶の進行方向制御装置であって、
複数の通過点を結んで形成される指定航路を管理する指定航路管理部と、
指定航路上の進行方向に最も近くにあるn番目の通過点と、n+1番目の通過点との位置関係を加味してn番目の通過点を通過するときの船体の向きを決定する方向決定部と、
方向決定部で決定された向きに基づいて舵機を制御する舵角制御部とを備える。
In order to solve such problems, a travel direction control device in one aspect includes:
A heading control device for a ship equipped with a steering gear,
a designated route management unit that manages a designated route formed by connecting a plurality of passing points;
a direction determination unit that determines the direction of the ship when passing through the n-th passing point, taking into consideration the positional relationship between the n-th passing point that is closest in the traveling direction on the designated route and the (n+1)-th passing point;
The steering angle control unit controls the steering based on the direction determined by the direction determination unit.
図16は、船舶のブロック図である。進行方向制御装置1000は、指定航路管理部1001と、姿勢決定部1003と、舵角制御部1005とを備える。指定航路管理部1001は、オートパイロット制御時に従うべき指定航路を記憶し、必要に応じて姿勢決定部1003が読み出せるようになっている。進行方向制御装置1000は、船舶V10の舵機1007を制御する。
Figure 16 is a block diagram of a ship. The
姿勢決定部1003は、指定航路に基づき船体の姿勢を決定する。本実施形態における船体の姿勢とは船首の向きをいう。図17は、指定航路の一例を示す。姿勢決定部1003は、進行方向上で最も近くにあるn番目の通過点と、n+1番目の通過点との位置関係に基づいてn番目の通過点を通過するときに船首がn+1番目の通過点を向くような舵角を決定する(破線で示す船S1)。n番目の通過点上で船首が完全にn+1番目の通過点を向いおらず、ある程度の誤差があってもよい。即ち、図17において一点鎖線で示すように、n番目の通過点に到達する前に、n+1番目に船首を向けるように舵角制御を開始していればよい(船S2)。
The
〔第11実施形態〕
出港前に最適な船舶の姿勢を算出して、船舶の燃費を向上させるシステムを提供する。
Eleventh Embodiment
To provide a system that improves a ship's fuel efficiency by calculating the optimal ship's attitude before departure from port.
このような課題を解決するために、一態様において船舶姿勢算出システムは、
船舶が航海する航路中の所定の地点における海象情報及び気象情報の少なくともいずれか一方を取得する情報取得部と、
取得した情報に基づいて、所定の地点で発生する外乱による船体姿勢の変化を予測する予測部と、
予測された船体姿勢の変化を打ち消すための船舶の姿勢を推定する姿勢推定部と、
所定の地点で推定された船舶の姿勢となるように、船舶の荷室内の積み荷の配置を決定する配置決定部と、
決定された配置を操船者に報知する報知部と、を備える。
In order to solve such a problem, in one aspect, a ship attitude calculation system includes:
an information acquisition unit that acquires at least one of oceanographic information and meteorological information at a predetermined point on a route along which the ship is sailing;
a prediction unit that predicts a change in hull attitude due to a disturbance occurring at a predetermined point based on the acquired information;
an attitude estimation unit that estimates an attitude of the ship to cancel out the predicted change in the hull attitude;
a placement determination unit that determines a placement of cargo in a cargo hold of the ship so as to achieve the estimated attitude of the ship at a predetermined point;
and a notification unit that notifies the operator of the determined arrangement.
この場合において、 情報取得部は、航路中の複数の地点における海象情報及び気象情報の少なくともいずれか一方を取得し、
予測部は、複数の地点の各地点での外乱による船体姿勢の変化を予測し、
推定部は、各地点での船体姿勢の変化を打ち消す姿勢を推定し、
推定部の推定結果に基づいて算出された外乱が無い状態での姿勢で航路を航海した場合の燃費を算出する算出部を更に備え、
配置決定部は、算出部の算出結果に基づき最も燃費が良い姿勢となるように積み荷の配置を決定するのがよい。
In this case, the information acquisition unit acquires at least one of oceanographic information and meteorological information at a plurality of points along the route,
The prediction unit predicts changes in the ship's attitude due to disturbances at each of a plurality of points,
The estimation unit estimates an attitude that cancels out changes in the ship's attitude at each point,
A calculation unit is further provided to calculate a fuel consumption when the ship is sailed along a course in an attitude without disturbance, the attitude being calculated based on the estimation result of the estimation unit,
The placement determination unit preferably determines the placement of the cargo so as to achieve the most fuel-efficient attitude based on the calculation result of the calculation unit.
図18は、船舶姿勢算出システムのブロック図である。船舶姿勢算出部システム1100は、情報取得部1101と、予測部1103と、姿勢推定部1105と、配置決定部1107と、報知部1109とを備える。船舶姿勢算出部システム1100は、船舶に荷を積み込む前に、船舶の最適な姿勢を算出し最適な荷の配置を出力する。
Figure 18 is a block diagram of a ship attitude calculation system. The ship
情報取得部1101は、システム外部から予定航路上の所定の地点における海象情報及び気象情報を取得する。予測部1103は、海象情報及び気象情報に基づいて取得した情報に基づいて、所定の地点で発生する外乱による船体姿勢の変化を予測する。姿勢推定部1105は、予測した船体姿勢の変化を打ち消す船舶の姿勢を推定する。例えば、横風や潮流の影響により右舷側から左舷側に向けた外乱が強いと予測される場合には、姿勢推定部1105は、船舶の重心を右舷側に移動させる姿勢を算出する。また、外乱の影響がほとんどないと予測される場合には船舶の重心を維持する姿勢を算出する。配置決定部1107は、姿勢推定部1105の推定結果に基づいて船舶の荷室内の積み荷の配置を決定する。荷の総量や形状によっては、姿勢推定部1105で推定された姿勢を得られる配置が存在しない場合がある。このような場合、配置決定部1107は、無負荷状態での船舶の姿勢を姿勢推定部1105で推定された姿勢に近付ける配置を決定する。
The
配置決定部1107の決定結果は、報知部1109に出力され、荷を積み込む際の指示として使用できる。
The results of the determination made by the
〔第12実施形態〕
従来、船首の向きを変えるために舵を用いることが一般的であった。微小な角度で船首の向きを変える場合には、所望の向きが得られるまで繰り返し舵制御を行っており、燃費の低下を招いていた。
[Twelfth embodiment]
In the past, it was common to use a rudder to change the direction of a ship's bow. When changing the direction of the bow by a small angle, the rudder control was repeatedly performed until the desired direction was achieved, resulting in a decrease in fuel efficiency.
第12実施形態は、燃費の悪化を抑制しながら微小な角度制御を行える舵制御装置を提供する。 The twelfth embodiment provides a rudder control device that can perform minute angle control while minimizing deterioration of fuel efficiency.
この課題を解決するために、一態様において旋回制御装置は、
船舶の両舷に独立して設けられ船舶の推進抵抗を低減させるための2つの推進抵抗低減部と、船舶の旋回方向及び旋回量を指令する旋回指令部と、を備える船舶の旋回を制御する旋回制御装置であって、
旋回指令部からの指令を取得する旋回指令取得部と、
旋回指令部から指令を受けたとき、旋回方向内側の推進抵抗の低減量を旋回方向外側の推進抵抗の低減量よりも小さくなるように2つの推進抵抗低減部を制御する抵抗制御部と、を備える。
In order to solve this problem, in one aspect, a turning control device includes:
A turning control device for controlling turning of a ship, the device comprising: two propulsion resistance reducing units provided independently on both sides of the ship for reducing the propulsion resistance of the ship; and a turning command unit for commanding a turning direction and a turning amount of the ship,
A rotation command acquisition unit that acquires a command from a rotation command unit;
The vehicle is equipped with a resistance control unit that, when receiving a command from the turning command unit, controls the two propulsion resistance reduction units so that the amount of reduction in propulsion resistance on the inside of the turning direction is smaller than the amount of reduction in propulsion resistance on the outside of the turning direction.
この場合において、
抵抗制御部は、船舶の舵機を制御する指令を出力する舵機指令出力部を備えてもよい。
In this case,
The resistance control unit may include a steering command output unit that outputs a command to control the steering of the vessel.
この構成により、抵抗制御装置と舵機を併用して舵角指令による舵角を実現しながら燃費の悪化を抑制できる。 This configuration allows the resistance control device and steering to be used together to achieve the rudder angle specified by the rudder angle command while minimizing deterioration of fuel efficiency.
この場合において、
舵角指令が所定角度以上の場合、舵角制御部にのみ制御値を供給してもよい。
In this case,
When the steering angle command is equal to or greater than a predetermined angle, a control value may be supplied only to the steering angle control unit.
この構成により、舵角指令が大きい場合に舵機のみで舵角を制御し、舵が切りきれなくなるのを抑制できる。 With this configuration, when the rudder angle command is large, the rudder angle can be controlled by the steering alone, preventing the rudder from becoming unable to turn completely.
この場合において、
船体抵抗情報を取得する抵抗情報取得部を備え、
旋回制御装置は、船体抵抗情報に基づいて第1抵抗制御装置及び第2抵抗制御装置に制御値を供給してもよい。
In this case,
A resistance information acquisition unit for acquiring hull resistance information,
The turning control device may supply control values to the first resistance control device and the second resistance control device based on the hull resistance information.
この場合において、
2つの抵抗制御装置は、船底に泡を発生させる泡発生装置であってもよい。
In this case,
The two resistance control devices may be foam generators that generate foam on the bottom of the vessel.
この場合において、
泡発生装置は、右舷側と左舷側のそれぞれに泡を排出するための複数の排出口を備え、泡排出量を、旋回外側の排出口からの排出量よりも少なくしてもよい。
In this case,
The foam generating device may include multiple outlets for discharging foam on each of the starboard and port sides, and the amount of foam discharged may be less than the amount discharged from the outlets on the outside of the turn.
図19は、船舶のブロック図である。船舶1200は、旋回制御装置1201と、舵機1203とを備える。旋回制御装置1201は、左舷側に設けられた第1抵抗制御装置1205と、右舷側に設けられた第2抵抗制御装置1207と、舵機1203を制御する舵機制御部1209とを備える。第1抵抗制御装置1205及び第2抵抗制御装置1207は、抵抗制御部を構成する。第1抵抗制御装置1205及び第2抵抗制御装置1207は、船体の側面に配置され船体抵抗を減らすマイクロバブル発生装置により構成される。旋回制御装置1201は、舵角指令を取得する旋回指令取得部1211と、舵角指令に基づいて第1抵抗制御装置1205、第2抵抗制御装置1207、及び舵機制御部1209に制御値を供給する制御値供給部1213とを備える。
Figure 19 is a block diagram of a ship. The
第1抵抗制御装置1205又は第2抵抗制御装置1207は、船体の片側の抵抗を減らして船体を旋回させるため、実現できる舵角の限界(第1舵角閾値という)が舵機1203で実現できる舵角の限界よりも小さい。制御値供給部1213は、舵角指令が舵角閾値未満の場合、第1抵抗制御装置1205又は第2抵抗制御装置1207だけに制御値を供給し燃費を抑制しながら船体を旋回させる。舵角指令が舵角閾値以上の場合、制御値供給部1213は、舵角閾値に相当する角度分の旋回を第1抵抗制御装置1205又は第2抵抗制御装置1207により実行させる。制御値供給部1213は、第1抵抗制御装置1205又は第2抵抗制御装置1207で不足する角度分の旋回を舵機1203により実行させる。また、制御値供給部1213は、舵角指令が予め決定した量(第2舵角閾値という)以上である場合、本来の舵角指令に従って舵機1203を動かす。
The first
旋回制御装置1201は、船体抵抗情報を取得する船体抵抗情報取得部1215を備える。船体抵抗情報は、予め決定された値であってもよいし、風や潮流等の気象条件、喫水レベルや船体の総重量に基づく船体抵抗係数K1、及び第1抵抗制御装置1205又は第2抵抗制御装置1207の性能に基づく係数K2に基づいて算出された値であってもよい。この点については後述する。
The turning
図20は、旋回制御装置による制御処理を示すフロー図である。旋回指令取得部1211が旋回指令を取得すると一連の処理を開始する。ステップS11において制御値供給部1213は、旋回指令が第1旋回閾値未満であるかを判断する。旋回指令が第1旋回閾値未満である場合(ステップS11のY)、ステップS12において制御値供給部1213は、第1抵抗制御装置1205又は第2抵抗制御装置1207に旋回指令に基づく制御値を供給し、第1抵抗制御装置1205又は第2抵抗制御装置1207だけで船体を旋回させる。旋回指令が第1舵角閾値以上の場合(ステップS11のN)、ステップS13において制御値供給部1213は、旋回指令が第2旋回閾値未満であるかを判断する。旋回指令が第2舵角閾値未満の場合(ステップS13のY)、ステップS14において制御値供給部1213は、第1抵抗制御装置1205、又は第2抵抗制御装置1207の何れか一方、及び舵機制御部1209に制御値を供給する。舵角指令が第2舵角閾値以上の場合(ステップS13のN)、ステップS15において制御値供給部1213は、第1抵抗制御装置1205、又は第2抵抗制御装置1207に制御値を供給する。
Figure 20 is a flow diagram showing the control processing by the turning control device. When the turning
制御値供給部1213が第1抵抗制御装置1205、又は第2抵抗制御装置1207に供給する制御値を算出する方法を説明する。制御値供給部1213は、船体抵抗情報及び舵角指令を取得し、式:舵角指令=K1×K2×Δμを満たすよう、Δμを算出する。値Δμは、左舷の船体抵抗から右舷の船体抵抗を減じた値である。左舷側に船体を旋回させる場合には、不等式:Δμ≧0を満たすように左舷側の抵抗を右舷側の抵抗よりも大きくする。このとき第1抵抗制御装置1205だけを制御してもよいし、第1抵抗制御装置1205及び第2抵抗制御装置1207の両方を制御してもよい。両者を制御する場合、式:左舷の抵抗値=右舷の抵抗値+Δμを満たすように制御値を算出する。
A method for calculating the control value supplied by the control
第1抵抗制御装置1205又は第2抵抗制御装置1207としてマクロバブル発生装置を採用する場合、マイクロバブル発生装置内でバブルの排出量を調整してもよい。
When a macrobubble generator is used as the first
図21は、マイクロバブル発生装置の概略構成図である。マイクロバブル発生装置1221は、船体中心線Lを挟んで船体の左右に配置される。マイクロバブル発生装置1221は、複数のバブル孔1223を備える。それぞれのバブル孔1223からバブルが放出される。左右のマイクロバブル発生装置1221は、独立して制御されるコンプレッサから空気が供給される。制御値供給部1213は、旋回内側のバブル孔1223のバブル排出量を、旋回外側のバブル孔1223のバブル排出量よりも少なくする。これにより、旋回内側の抵抗が、旋回外側の抵抗よりも高くなり旋回性を向上させられる。
Figure 21 is a schematic diagram of a microbubble generator. The
〔第13実施形態〕
船舶が加速する際の加速時の燃費を算出できる技術を提供する。
Thirteenth embodiment
To provide a technology capable of calculating fuel consumption during acceleration of a ship.
この課題を解決するために、一態様において燃費算出装置は、
プロペラに回転動力を伝達する主機を備える船舶の燃費を算出する燃費算出装置であって、
第1船速から、第2船速に加速するときの加速度を算出する加速度算出部と、
算出した加速度が所定の値以上であるか否かを判断する判断部と、
第1のタイミングから第2のタイミングまでの所要時間、及び第1のタイミングから第2のタイミングまでの間に主機に投入された燃料投入量に基づいて、加速時の燃費を算出する算出部とを備える。
In order to solve this problem, in one aspect, a fuel efficiency calculation device includes:
A fuel consumption calculation device for calculating fuel consumption of a ship having a main engine that transmits rotational power to a propeller,
an acceleration calculation unit that calculates an acceleration when accelerating from a first boat speed to a second boat speed;
a determination unit that determines whether the calculated acceleration is equal to or greater than a predetermined value;
The engine is provided with a calculation unit that calculates fuel efficiency during acceleration based on the time required from the first timing to the second timing and the amount of fuel input to the main engine between the first timing and the second timing.
図22は、燃費算出装置を備える船舶のブロック図である。船舶1300は、推進力発生装置1301と、燃費算出装置1303とを備える。推進力発生装置1301は、エンジン1305とプロペラ1307とを備える。燃費算出装置1303は、加速度算出部1309と、判断部1311と、算出部1313とを備える。
Figure 22 is a block diagram of a ship equipped with a fuel efficiency calculation device. The
加速度算出部1309は、第1船速から、第2船速に加速するときの単位時間当たりの速度の変化量から加速度を算出する。判断部1311は、算出した加速度が所定の値以上であるか否かを判断する。算出部1313は、第1のタイミングから第2のタイミングまでの所要時間、及び第1のタイミングから第2のタイミングまでの間にエンジン1305に投入された燃料投入量に基づいて、加速時の燃費を算出する。
The
このように加速時の燃費を算出することで、目的地に到着するまでの燃費の算出精度を向上させられる。 Calculating fuel efficiency during acceleration in this way improves the accuracy of calculating fuel efficiency until the vehicle reaches its destination.
Claims (57)
前記旋回指令部からの前記旋回指令を取得する旋回指令取得部と、
前記船舶の速度を取得する速度取得部と、
前記旋回指令部から前記旋回指令を取得したときに前記速度取得部から取得した速度が所定の速度閾値以上の場合、前記舵機を中立位置に制御し、かつ前記旋回方向の内側の前記推進力発生装置による推進力が前記旋回方向の外側の前記推進力発生装置による推進力よりも小さくなるように前記2つの推進力発生装置を制御する旋回制御部とを備える、旋回制御装置。 A turning control device for controlling turning of a ship, comprising: two thrust generating devices provided at different positions in a width direction of the ship for generating thrust of the ship; a steering gear for turning the ship; and a turning command unit for issuing a turning command including a turning direction and a turning amount of the ship,
a rotation command acquisition unit that acquires the rotation command from the rotation command unit;
A speed acquisition unit that acquires a speed of the ship;
a turning control unit that controls the steering to a neutral position when the speed acquired from the speed acquisition unit is equal to or greater than a predetermined speed threshold when the turning command is acquired from the turning command unit, and controls the two thrust generating devices so that the thrust generated by the thrust generating device on the inside of the turning direction is smaller than the thrust generated by the thrust generating device on the outside of the turning direction.
前記旋回制御部は、前記手動旋回指令に従う場合には、前記自動旋回指令に従う場合よりも前記2つの推進力発生装置の推進力の差が大きくなるように前記2つの推進力発生装置を制御する、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の旋回制御装置。 the turning command acquisition unit acquires an automatic turning command for navigating along a specified route and a manual turning command corresponding to a manually input rudder angle amount,
A turning control device as described in any one of claims 1 to 3, wherein the turning control unit controls the two thrust generating devices so that, when following the manual turning command, the difference in thrust between the two thrust generating devices is greater than when following the automatic turning command.
前記旋回制御部は、前記位置取得部で取得した現在位置が予め指定された所定区域内である場合には、前記旋回制御部は現在位置が前記所定区域外にいるときよりも前記2つの推進力発生装置の推進力の差が大きくなるように前記2つの推進力発生装置を制御する、請求項1乃至4のいずれか1項に記載の旋回制御装置。 a position acquisition unit for acquiring a current position of the ship;
A turning control device as described in any one of claims 1 to 4, wherein, when the current position acquired by the position acquisition unit is within a pre-specified area, the turning control unit controls the two thrust generating devices so that the difference in thrust between the two thrust generating devices is greater than when the current position is outside the specified area.
前記船体を旋回させるための舵機と、
前記船体の旋回方向及び旋回量を含む旋回指令を発する旋回指令部とを備える船舶の旋回を制御する旋回制御装置とを備え、
前記旋回制御装置は、
前記旋回指令部からの前記旋回指令を取得する旋回指令取得部と、
前記船舶の速度を取得する速度取得部と、
前記旋回指令部から前記旋回指令を取得したときに前記速度取得部から取得した速度が所定の速度閾値以上の場合、前記舵機を中立位置に制御し、かつ前記旋回方向の内側の前記推進力発生装置による推進力が前記旋回方向の外側の前記推進力発生装置による推進力よりも小さくなるように前記2つの推進力発生装置を制御する旋回制御部とを備える、船舶。 Two thrust generating devices are provided at different positions in a width direction of a hull for generating thrust of the hull;
A steering mechanism for turning the hull;
a turning control device for controlling turning of the ship, the turning control device including a turning command unit for issuing a turning command including a turning direction and a turning amount of the hull,
The turning control device includes:
a rotation command acquisition unit that acquires the rotation command from the rotation command unit;
A speed acquisition unit that acquires a speed of the ship;
a turning control unit that controls the steering to a neutral position when the speed acquired from the speed acquisition unit is equal to or greater than a predetermined speed threshold when the turning command is acquired from the turning command unit, and controls the two thrust generating devices so that the thrust generated by the thrust generating device on the inside of the turning direction is smaller than the thrust generated by the thrust generating device on the outside of the turning direction.
前記船舶の目標速度と前記船舶の現在の速度を取得する速度取得部と、
前記現在の速度が前記目標速度に近付く推進力を発生させるように前記推進力発生装置に指令を出力する推進力指令部とを備える、推進制御装置。 A propulsion control device that controls a propulsion generating device of a ship,
a speed acquisition unit that acquires a target speed of the vessel and a current speed of the vessel;
a thrust command unit that outputs a command to the thrust generating device to generate a thrust that causes the current speed to approach the target speed.
現在時刻、及び船舶が前記目的地に到着すべき目標時刻を取得する時刻取得部と、を備え、
前記目標速度は、前記航路、前記現在時刻、及び前記目標時刻から算出される所要時間に基づいて算出された目標対地船速であり、
前記推進力指令部は、船舶の現在の速度が前記目標対地船速に近付く推進力を発生させるように前記推進力発生装置に指令を出力する、請求項9に記載の推進制御装置。 a route acquisition unit that acquires a route from a current position to a destination;
a time acquisition unit that acquires a current time and a target time at which the ship should arrive at the destination,
The target speed is a target ship speed relative to the ground calculated based on the route, the current time, and a required time calculated from the target time,
10. The propulsion control device according to claim 9, wherein the thrust command unit outputs a command to the thrust generating device to generate a thrust that causes the current speed of the ship to approach the target ship speed relative to the ground.
前記複数の目標船速のそれぞれに基づいて前記現在位置から前記目的地まで所定経路で航行した場合の燃費及び到着時刻を報知する報知部を備える、請求項12に記載の推進制御装置。 The speed acquisition unit acquires a plurality of different target ship speeds,
13. The propulsion control device according to claim 12, further comprising a notification unit that notifies a fuel consumption and an arrival time when traveling from the current position to the destination along a predetermined route based on each of the plurality of target ship speeds.
推進力指令部は、選択された前記目標速度と実際の速度との差分に基づいて、前記実際の速度が前記目標速度に近づくように前記推進力の大きさを指令する、請求項13に記載の推進制御装置。 a display unit that selectably displays any one of the plurality of target boat speeds;
The propulsion control device according to claim 13 , wherein the thrust command unit commands a magnitude of the thrust force based on a difference between the selected target speed and an actual speed so that the actual speed approaches the target speed.
前記主機の回転数を制御するための操縦レバーの位置を取得するレバー位置取得部と、
前記主機の実回転数を取得する実回転数取得部と、
前記実回転数と前記操縦レバーの位置とに基づいて、前記主機の目標回転数の指令を出力する回転数指令部と、
前記現在位置が所定区域内であれば、前記推進力指令部からの指令に基づいて前記推進力発生装置に推進力を発生させ、前記現在位置が前記所定区域外であれば、前記回転数指令部からの指令に基づいて前記推進力発生装置に推進力を発生させる制御部とを備える、請求項10に記載の推進制御装置。 a position acquisition unit for acquiring a current position of the ship;
a lever position acquisition unit that acquires a position of a control lever for controlling the rotation speed of the main engine;
an actual rotation speed acquisition unit that acquires an actual rotation speed of the main engine;
a rotation speed command unit that outputs a command for a target rotation speed of the main engine based on the actual rotation speed and the position of the control lever;
a control unit that causes the thrust generating device to generate thrust based on a command from the thrust command unit if the current position is within a predetermined area, and that causes the thrust generating device to generate thrust based on a command from the rotation speed command unit if the current position is outside the predetermined area.
他船の位置を取得する他船位置取得部と、
前記主機の回転数を制御するための操縦レバーの位置を取得するレバー位置取得部と、
前記主機の実回転数を取得する実回転数取得部と、
前記実回転数と前記操縦レバーの位置とに基づいて、前記主機の目標回転数の指令を出力する回転数指令部と、
前記現在位置と前記他船の位置が距離閾値未満であれば前記推進力指令部からの指令に基づいて前記推進力発生装置に推進力を発生させ、前記現在位置と前記他船の位置が距離閾値以上であれば前記回転数指令部からの指令に基づいて前記推進力発生装置に推進力を発生させる制御部とを備える、請求項10に記載の推進制御装置。 a position acquisition unit for acquiring a current position of the ship;
An other ship position acquisition unit that acquires the position of another ship;
a lever position acquisition unit that acquires a position of a control lever for controlling the rotation speed of the main engine;
an actual rotation speed acquisition unit that acquires an actual rotation speed of the main engine;
a rotation speed command unit that outputs a command for a target rotation speed of the main engine based on the actual rotation speed and the position of the control lever;
A propulsion control device as described in claim 10, further comprising a control unit that causes the propulsion generating device to generate propulsion based on a command from the propulsion command unit if the distance between the current position and the position of the other ship is less than a distance threshold, and causes the propulsion generating device to generate propulsion based on a command from the rotation speed command unit if the distance between the current position and the position of the other ship is equal to or greater than the distance threshold.
他船の位置、前記他船の速度、及び前記を取得する他船情報取得部と、
前記主機の回転数を制御するための操縦レバーの位置を取得するレバー位置取得部と、
前記主機の実回転数を取得する実回転数取得部と、
前記実回転数と前記操縦レバーの位置とに基づいて、前記主機の目標回転数の指令を出力する回転数指令部と、
前記船舶情報取得部、及び前記速度取得部で取得した情報、並びに前記他船情報取得部で取得した情報に基づいて危険度を算出し、算出した危険度が危険度閾値以上であれば前記推進力指令部からの指令に基づいて前記推進力発生装置に推進力を発生させ、前記危険度が危険度閾値未満であれば前記回転数指令部からの指令に基づいて前記推進力発生装置に推進力を発生させる制御部とを備える、請求項10に記載の推進制御装置。 a ship information acquisition unit for acquiring a current position and a direction of the ship;
An other ship information acquisition unit that acquires the position and speed of other ships;
a lever position acquisition unit that acquires a position of a control lever for controlling the rotation speed of the main engine;
an actual rotation speed acquisition unit that acquires an actual rotation speed of the main engine;
a rotation speed command unit that outputs a command for a target rotation speed of the main engine based on the actual rotation speed and the position of the control lever;
A propulsion control device as described in claim 10, comprising a control unit that calculates a level of danger based on the information acquired by the ship information acquisition unit, the information acquired by the speed acquisition unit, and the information acquired by the other ship information acquisition unit, and if the calculated level of danger is equal to or greater than a risk threshold, causes the propulsion generating device to generate propulsion based on a command from the propulsion command unit, and if the level of danger is less than the risk threshold, causes the propulsion generating device to generate propulsion based on a command from the rotation speed command unit.
前記主機の実回転数を取得する回転数取得部と、
前記実回転数と前記操縦レバーの位置とに基づいて、前記主機の目標回転数の指令を出力する回転数指令部と、
前記現在の速度が速度閾値未満であれば前記推進力指令部からの指令に基づいて前記推進力発生装置に推進力を発生させ、前記現在の速度が前記速度閾値以上であれば前記回転数指令部からの指令に基づいて前記推進力発生装置に推進力を発生させる制御部とを備える、請求項10に記載の推進制御装置。 a lever position acquisition unit that acquires a position of a control lever for controlling the rotation speed of the main engine;
A rotation speed acquisition unit that acquires an actual rotation speed of the main engine;
a rotation speed command unit that outputs a command for a target rotation speed of the main engine based on the actual rotation speed and the position of the control lever;
a control unit that causes the thrust generating device to generate thrust based on a command from the thrust command unit if the current speed is less than a speed threshold, and that causes the thrust generating device to generate thrust based on a command from the rotation speed command unit if the current speed is equal to or greater than the speed threshold.
前記推進力発生装置を制御する推進制御装置であって、
船体の目標速度と前記船体の現在の速度を取得する速度取得部と、
前記現在の速度が前記目標速度に近付く推進力を発生させるように前記推進力発生装置に指令を出力する推進力指令部とを備える推進制御装置とを備える船舶。 A thrust generating device;
A propulsion control device that controls the thrust generating device,
a speed acquisition unit for acquiring a target speed of a hull and a current speed of the hull;
a propulsion control device including a propulsion command unit that outputs a command to the propulsion generating device to generate a propulsion force that causes the current speed to approach the target speed.
第1船速から、第2船速に加速するときの加速度を算出する加速度算出部と、
前記算出した加速度が所定の値以上であるか否かを判断する判断部と、
第1のタイミングから第2のタイミングまでの所要時間、及び前記第1のタイミングから前記第2のタイミングまでの間に前記主機に投入された燃料投入量に基づいて、加速時の燃費を算出する算出部とを備える燃費算出装置。 A fuel consumption calculation device for calculating fuel consumption of a ship having a main engine that transmits rotational power to a propeller,
an acceleration calculation unit that calculates an acceleration when accelerating from a first boat speed to a second boat speed;
a determination unit that determines whether the calculated acceleration is equal to or greater than a predetermined value;
a calculation unit that calculates fuel efficiency during acceleration based on a required time from a first timing to a second timing and an amount of fuel input to the main engine between the first timing and the second timing.
燃費算出装置とを備え、
前記燃費算出装置は、
第1船速から、第2船速に加速するときの加速度を算出する加速度算出部と、
前記算出した加速度が所定の値以上であるか否かを判断する判断部と、
第1のタイミングから第2のタイミングまでの所要時間、及び前記第1のタイミングから前記第2のタイミングまでの間に前記主機に投入された燃料投入量に基づいて、加速時の燃費を算出する算出部とを備える、船舶。 A main engine that transmits rotational power to the propeller;
A fuel consumption calculation device is provided,
The fuel efficiency calculation device is
an acceleration calculation unit that calculates an acceleration when accelerating from a first boat speed to a second boat speed;
a determination unit that determines whether the calculated acceleration is equal to or greater than a predetermined value;
a calculation unit that calculates fuel efficiency during acceleration based on a required time from a first timing to a second timing and an amount of fuel input to the main engine between the first timing and the second timing.
複数の進行方向制御装置と、を備える船舶を制御するための制御装置であって、
目的地に到着すべき目標時刻を取得する時刻取得部と、
オートパイロット制御時に目的位置までの指定航路に従って前記目標時刻までに前記目的地に到着するときの消費エネルギーを算出する算出部であって、複数の推進力発生装置のうちの少なくとも1つの推進力発生装置、及び前記複数の進行方向制御装置のうちの少なくとも1つの進行方向制御装置の組み合わせによる消費エネルギーの合計を複数パターン算出する算出部と、
前記算出部で算出された複数パターンの中から最も消費エネルギーの少ないパターンに基づいて、当該パターンに含まれる推進力発生装置及び進行方向制御装置を用いて船舶を推進させる推進制御部とを含む、船舶制御装置。 A plurality of thrust generating devices;
A control device for controlling a ship including a plurality of heading control devices,
a time acquisition unit that acquires a target time for arriving at a destination;
a calculation unit that calculates an energy consumption when arriving at the destination by the target time according to a specified route to a target position under autopilot control, the calculation unit calculating a plurality of patterns of total energy consumption by a combination of at least one thrust generating device among the plurality of thrust generating devices and at least one traveling direction control device among the plurality of traveling direction control devices;
and a propulsion control unit that propels the ship using a propulsion generating device and a direction control device included in the pattern calculated by the calculation unit, based on the pattern that consumes the least energy among the multiple patterns calculated by the calculation unit.
複数の進行方向制御装置と、
制御装置とを備える船舶であって、
前記制御装置は、
目的地に到着すべき目標時刻を取得する時刻取得部と、
オートパイロット制御時に目的位置までの指定航路に従って前記目標時刻までに前記目的地に到着するときの消費エネルギーを算出する算出部であって、前記複数の推進力発生装置のうちの少なくとも1つの推進力発生装置、及び前記複数の進行方向制御装置のうちの少なくとも1つの進行方向制御装置の組み合わせによる消費エネルギーの合計を複数パターン算出する算出部と、
前記算出部で算出された複数パターンの中から最も消費エネルギーの少ないパターンに基づいて、当該パターンに含まれる推進力発生装置及び進行方向制御装置を用いて船舶を推進させる推進制御部とを含む、船舶。 A plurality of thrust generating devices;
A plurality of travel direction control devices;
A ship comprising:
The control device includes:
a time acquisition unit that acquires a target time for arriving at a destination;
a calculation unit that calculates an energy consumption when arriving at the destination by the target time according to a specified route to a target position under autopilot control, the calculation unit calculating a plurality of patterns of total energy consumption by a combination of at least one thrust generating device among the plurality of thrust generating devices and at least one traveling direction control device among the plurality of traveling direction control devices;
a propulsion control unit that propels the ship using a propulsion generating device and a direction control device included in the pattern calculated by the calculation unit, based on the pattern that consumes the least energy.
複数の進行方向制御装置と、を備える船舶を制御するための制御装置であって、
目的地に前記船舶を到着させる目標時刻を取得する時刻取得部と、
オートパイロット制御時に目的位置までの指定航路に従って前記目標時刻までに前記目的地に到着するときの消費エネルギーを算出する算出部であって、前記複数の進行方向制御装置のうちの少なくとも1つの進行方向制御装置による消費エネルギーの合計を複数パターン算出する算出部と、
前記算出部で算出された複数パターンの中から最も消費エネルギーの少ないパターンに基づいて、当該パターンに含まれる進行方向制御装置を用いて船舶の進行方向を制御する進行方向制御部とを含む、船舶制御装置。 A thrust generating device;
A control device for controlling a ship including a plurality of heading control devices,
a time acquisition unit that acquires a target time for the ship to arrive at a destination;
a calculation unit that calculates an energy consumption when arriving at the destination by the target time according to a specified route to a target position under autopilot control, the calculation unit calculating a total of energy consumption by at least one of the plurality of travel direction control devices in a plurality of patterns;
and a heading control unit that controls the heading direction of the ship based on the pattern that consumes the least energy among the multiple patterns calculated by the calculation unit, using a heading control device included in that pattern.
複数の進行方向制御装置と、
制御装置とを備える船舶であって、
前記制御装置は、
目的地に前記船舶を到着させる目標時刻を取得する時刻取得部と、
オートパイロット制御時に目的地までの指定航路に従って前記目標時刻までに前記目的地に到着するときの消費エネルギーを算出する算出部であって、前記複数の進行方向制御装置のうちの少なくとも1つの進行方向制御装置による消費エネルギーの合計を複数パターン算出する算出部と、
前記算出部で算出された複数パターンの中から最も消費エネルギーの少ないパターンに基づいて、当該パターンに含まれる進行方向制御装置を用いて船舶の進行方向を制御する進行方向制御部とを含む、船舶。 A thrust generating device;
A plurality of travel direction control devices;
A ship comprising:
The control device includes:
a time acquisition unit that acquires a target time for the ship to arrive at a destination;
a calculation unit that calculates an energy consumption when arriving at the destination by the target time according to a specified route to the destination under autopilot control, the calculation unit calculating a total of energy consumption by at least one of the plurality of traveling direction control devices in a plurality of patterns;
and a direction of travel control unit that controls the direction of travel of the ship using a direction of travel control device included in the pattern calculated by the calculation unit, based on the pattern that consumes the least energy among the multiple patterns calculated by the calculation unit.
進行方向制御装置と、を備える船舶制御装置であって、
目的地に船舶を到着させる目標時刻を取得する時刻取得部と、
オートパイロット制御時に目的位置までの指定航路に従って前記目標時刻までに前記目的地に到着するときの消費エネルギーを算出する算出部であって、前記複数の推進力発生装置のうちの少なくとも1つの推進力発生装置による消費エネルギーの合計を複数パターン算出する算出部と、
前記算出部で算出された複数パターンの中から最も消費エネルギーの少ないパターンに基づいて、当該パターンに含まれる推進力発生装置を用いて船舶を推進させる推進制御部とを含む、船舶制御装置。 A plurality of thrust generating devices;
A vessel control device including a heading control device,
a time acquisition unit that acquires a target time for the ship to arrive at a destination;
a calculation unit that calculates an energy consumption when arriving at the destination by the target time according to a specified route to a target position under autopilot control, the calculation unit calculating a total of energy consumption by at least one of the plurality of thrust generating devices in a plurality of patterns;
a propulsion control unit that propels the ship using a propulsion generating device included in the pattern calculated by the calculation unit based on the pattern that consumes the least energy among the multiple patterns calculated by the calculation unit.
進行方向制御装置と、
制御装置とを備える船舶であって、
前記制御装置は、
目的地に前記船舶を到着させる目標時刻を取得する時刻取得部と、
オートパイロット制御時に目的位置までの指定航路に従って前記目標時刻までに前記目的地に到着するときの消費エネルギーを算出する算出部であって、前記複数の推進力発生装置のうちの少なくとも1つの推進力発生装置による消費エネルギーの合計を複数パターン算出する算出部と、
前記算出部で算出された複数パターンの中から最も消費エネルギーの少ないパターンに基づいて、当該パターンに含まれる推進力発生装置を用いて船舶を推進させる推進制御部とを含む、船舶。 A plurality of thrust generating devices;
A direction control device;
A ship comprising:
The control device includes:
a time acquisition unit that acquires a target time for the ship to arrive at a destination;
a calculation unit that calculates an energy consumption when arriving at the destination by the target time according to a specified route to a target position under autopilot control, the calculation unit calculating a total of energy consumption by at least one of the plurality of thrust generating devices in a plurality of patterns;
a propulsion control unit that propels the ship using a propulsion generating device included in the pattern calculated by the calculation unit based on the pattern that consumes the least energy.
前記情報収集部で収集した情報に基づき前記位置情報に対応する海域の外乱の速度、及び向きを算出する算出部とを備える、外乱データ収集システム。 an information collecting unit that collects information on the ground speed, water speed, position information, and direction of travel of a plurality of ships that are navigating;
a calculation unit that calculates a speed and a direction of a disturbance in the sea area corresponding to the position information based on the information collected by the information collecting unit.
前記旋回指令部からの指令を取得する旋回指令取得部と、
前記船舶の推進抵抗を推定する推定部と、
前記推進抵抗が基準値と比較して増大する場合、指令に従って前記船舶を旋回させるための舵機の角度を示す目標舵角値を増やすように補正し、前記推進抵抗が基準値と比較して減少する場合、前記目標舵角値を減らすように補正する補正部と、
補正された前記目標舵角値に従って舵機を制御する舵機制御部と、を備える旋回制御装置。 A turning control device for controlling turning of a ship, comprising: a steering gear for turning a ship; and a turning command unit for outputting a command including a turning direction and a turning amount of the ship,
A turning command acquisition unit that acquires a command from the turning command unit;
An estimation unit that estimates a propulsive resistance of the vessel;
a correction unit that corrects a target rudder angle value indicating an angle of a steering for turning the ship in accordance with a command so as to increase when the propulsive resistance increases compared to a reference value, and corrects the target rudder angle value so as to decrease when the propulsive resistance decreases compared to the reference value;
A turning control device comprising: a steering control unit that controls a steering in accordance with the corrected target steering angle value.
舵機制御部は、前記第1のタイミングで推定した推進抵抗を基準値として、前記第2のタイミングで推定した推進抵抗と比較する、請求項30に記載の旋回制御装置。 The estimation unit estimates a propulsion resistance at a first timing and a second timing that is later than the first timing,
31. A turning control device according to claim 30, wherein the steering control unit compares the propulsive resistance estimated at the first timing with the propulsive resistance estimated at the second timing as a reference value.
前記位置情報に基づいて前記船舶の入港及び出港を検知する検知部とを備え、
前記推定部は、前記第1のタイミングが船舶の入港前、前記第2のタイミングが船舶の出港後になるように前記検知部の検知結果に基づいて推進抵抗を推定する、請求項31に記載の旋回制御装置。 A position acquisition unit that acquires position information of the ship;
a detection unit that detects the ship's entry and departure from a port based on the position information,
A turning control device as described in claim 31, wherein the estimation unit estimates the propulsive resistance based on the detection result of the detection unit so that the first timing is before the ship enters port and the second timing is after the ship leaves port.
前記船体の旋回方向及び旋回量を含む指令を出力する旋回指令部と、
旋回を制御するための旋回制御装置とを備え、
前記旋回制御装置は、
前記旋回指令部からの指令を取得する旋回指令取得部と、
前記船体の推進抵抗を推定する推定部と、
前記推進抵抗が基準値と比較して増大する場合、指令に従って前記船体を旋回させるための舵機の角度を示す目標舵角値を増やすように補正し、前記推進抵抗が基準値と比較して減少する場合、前記目標舵角値を減らすように補正する補正部と、
補正された前記目標舵角値に従って舵機を制御する舵機制御部と、を備える船舶。 A steering wheel for turning the ship;
A rotation command unit that outputs a command including a rotation direction and a rotation amount of the hull;
A turning control device for controlling turning,
The turning control device includes:
A turning command acquisition unit that acquires a command from the turning command unit;
An estimation unit that estimates the propulsive resistance of the hull;
a correction unit that corrects a target rudder angle value indicating an angle of a steering for turning the hull in accordance with a command so as to increase when the propulsive resistance increases compared to a reference value, and corrects the target rudder angle value so as to decrease when the propulsive resistance decreases compared to the reference value;
a rudder control unit that controls the steering in accordance with the corrected target rudder angle value.
現在位置を取得する位置取得部と、
前記舵角指令を取得する舵角指令取得部と、
前記現在位置に応じて、前記舵角指令取得部で取得した前記舵角指令を補正する補正部と、
補正した前記舵角指令を前記舵機に送信する送信部とを備える、旋回制御装置。 A turning control device for controlling turning of a ship, comprising: a steering gear for turning a ship; and a rudder angle command unit for outputting a rudder angle command including a turning direction and a turning amount of the ship,
A location acquisition unit for acquiring a current location;
A steering angle command acquisition unit that acquires the steering angle command;
a correction unit that corrects the steering angle command acquired by the steering angle command acquisition unit in accordance with the current position;
A transmission unit that transmits the corrected rudder angle command to the steering.
旋回方向及び旋回量を含む舵角指令を出力する舵角指令部と、
旋回を制御するための旋回制御装置とを備え、
前記旋回制御装置は、
現在位置を取得する位置取得部と、
前記舵角指令を取得する舵角指令取得部と、
前記現在位置に応じて、前記舵角指令取得部で取得した前記舵角指令を補正する補正部と、
補正した前記舵角指令を前記舵機に送信する送信部とを備える、船舶。 A steering wheel for turning the vessel;
A steering angle command unit that outputs a steering angle command including a turning direction and a turning amount;
A turning control device for controlling turning,
The turning control device includes:
A location acquisition unit for acquiring a current location;
A steering angle command acquisition unit that acquires the steering angle command;
a correction unit that corrects the steering angle command acquired by the steering angle command acquisition unit in accordance with the current position;
A transmitter that transmits the corrected rudder angle command to the steering gear.
船舶を旋回させるための舵機と、
旋回方向及び旋回量を含む舵角指令を出力する舵角指令部と、
前記推進力発生装置の推進力指令を出力する推進力指令部と、を備える船舶の旋回を制御するための旋回制御装置であって、
前記推進力指令を取得する推進力取得部と、
前記舵角指令を取得する舵角指令取得部と、
前記推進力指令が推進力閾値以上である場合には前記舵角指令を減少させ、前記推進力が前記推進力閾値未満である場合には前記舵角指令を増加させる補正を行う補正部と、
補正した前記舵角指令を前記舵機に送信する送信部とを備える、旋回制御装置。 A thrust generating device;
A steering wheel for turning the vessel;
A steering angle command unit that outputs a steering angle command including a turning direction and a turning amount;
A turning control device for controlling turning of a ship, comprising: a thrust command unit that outputs a thrust command for the thrust generating device,
a thrust command acquisition unit;
A steering angle command acquisition unit that acquires the steering angle command;
a correction unit that performs a correction such that, when the thrust command is equal to or greater than a thrust threshold, the steering angle command is decreased, and, when the thrust is less than the thrust threshold, the steering angle command is increased;
A transmission unit that transmits the corrected rudder angle command to the steering.
船舶を旋回させるための舵機と、
旋回方向及び旋回量を含む舵角指令を出力する舵角指令部と、
前記推進力発生装置の推進力指令を出力する出力指令部と、
旋回を制御するための旋回制御装置とを備え、
前記旋回制御装置は、
前記推進力指令を取得する推進力取得部と、
前記舵角指令を取得する舵角指令取得部と、
前記推進力指令が推進力閾値以上である場合には前記舵角指令を減少させ、前記推進力が前記推進力閾値未満である場合には前記舵角指令を増加させる補正を行う補正部と、
補正した前記舵角指令を前記舵機に送信する送信部とを備える、船舶。 A thrust generating device;
A steering wheel for turning the vessel;
A steering angle command unit that outputs a steering angle command including a turning direction and a turning amount;
an output command unit that outputs a thrust command for the thrust generating device;
A turning control device for controlling turning,
The turning control device includes:
a thrust command acquisition unit;
A steering angle command acquisition unit that acquires the steering angle command;
a correction unit that performs a correction such that, when the thrust command is equal to or greater than a thrust threshold, the steering angle command is decreased, and, when the thrust is less than the thrust threshold, the steering angle command is increased;
A transmitter that transmits the corrected rudder angle command to the steering gear.
船舶を旋回させるための舵機と、
旋回方向及び旋回量を含む舵角指令を出力する舵角指令部と、を備える船舶の旋回を制御するための旋回制御装置であって、
前記船舶の現在の速度を取得する速度取得部と、
前記舵角指令を取得する舵角指令取得部と、
前記速度が速度閾値以上である場合には前記舵角指令を減少させ、前記速度が前記速度閾値未満である場合には前記舵角指令を増加させる補正を行う補正部と、
補正した前記舵角指令を前記舵機に送信する送信部とを備える、旋回制御装置。 A thrust generating device;
A steering wheel for turning the vessel;
A turning control device for controlling turning of a ship, comprising: a rudder angle command unit that outputs a rudder angle command including a turning direction and a turning amount,
A speed acquisition unit that acquires a current speed of the vessel;
A steering angle command acquisition unit that acquires the steering angle command;
a correction unit that performs a correction such that the steering angle command is decreased when the speed is equal to or greater than a speed threshold, and the steering angle command is increased when the speed is less than the speed threshold;
A transmission unit that transmits the corrected rudder angle command to the steering.
船体を旋回させるための舵機と、
旋回方向及び旋回量を含む舵角指令を出力する舵角指令部と、
前記船体の旋回を制御するための旋回制御装置とを備え、
前記旋回制御装置は、現在の速度を取得する速度取得部と、
前記舵角指令を取得する舵角指令取得部と、
前記速度が速度閾値以上である場合には前記舵角指令を減少させ、前記速度が前記速度閾値未満である場合には前記舵角指令を増加させる補正を行う補正部と、
補正した前記舵角指令を前記舵機に送信する送信部とを備える、船舶。 A thrust generating device;
A steering wheel for turning the ship;
A steering angle command unit that outputs a steering angle command including a turning direction and a turning amount;
A turning control device for controlling the turning of the hull,
The turning control device includes a speed acquisition unit that acquires a current speed;
A steering angle command acquisition unit that acquires the steering angle command;
a correction unit that performs a correction to decrease the steering angle command when the speed is equal to or greater than a speed threshold, and to increase the steering angle command when the speed is less than the speed threshold;
A transmitter that transmits the corrected rudder angle command to the steering gear.
船体を旋回させるための舵機と、
旋回方向及び旋回量を含む舵角指令を出力する舵角指令部と、
前記推進力発生装置の推進力指令を出力する推進力指令部と、を備える船舶の推進力を制御するための推進力制御装置であって、
前記舵角指令を取得する舵角指令取得部と、
前記推進力指令を取得する推進力指令取得部と、
前記舵角指令が大きい場合には推進力を増加させ、前記舵角指令が小さい場合には前記推進力を減少させる補正を行う補正部と、
補正した前記推進力を前記推進力発生装置に送信する送信部とを備える、
を備える、推進力制御装置。 A thrust generating device;
A steering wheel for turning the ship;
A steering angle command unit that outputs a steering angle command including a turning direction and a turning amount;
a thrust command unit that outputs a thrust command for the thrust generating device,
A steering angle command acquisition unit that acquires the steering angle command;
a thrust command acquisition unit that acquires the thrust command;
a correction unit that performs a correction to increase a propulsive force when the steering angle command is large and to decrease the propulsive force when the steering angle command is small;
a transmitter that transmits the corrected thrust to the thrust generating device,
A propulsion control device comprising:
船体を旋回させるための舵機と、
旋回方向及び旋回量を含む舵角指令を出力する舵角指令部と、
前記推進力発生装置の推進力指令を出力する推進力指令部と、
旋回を制御するための推進力制御装置とを備え、
前記推進力制御装置は、
前記舵角指令を取得する舵角指令取得部と、
前記推進力指令を取得する推進力指令取得部と、
前記舵角指令が大きい場合には推進力を増加させ、前記舵角指令が小さい場合には前記推進力を減少させる補正を行う補正部と、
補正した前記推進力を前記推進力発生装置に送信する送信部とを備える、船舶。 A thrust generating device;
A steering wheel for turning the ship;
A steering angle command unit that outputs a steering angle command including a turning direction and a turning amount;
a thrust command unit that outputs a thrust command for the thrust generating device;
a propulsion control device for controlling turning,
The propulsion control device includes:
A steering angle command acquisition unit that acquires the steering angle command;
a thrust command acquisition unit that acquires the thrust command;
a correction unit that performs a correction to increase a propulsive force when the steering angle command is large and to decrease the propulsive force when the steering angle command is small;
A transmitting unit that transmits the corrected thrust to the thrust generating device.
左舷側のバラスト水量を調整する左舷バラスト調整部と、
右舷側のバラスト水量を調整する右舷バラスト調整部と、
舵角指令を取得する舵角指令取得部と、
前記舵角指令に基づいて前記左舷バラスト調整部と前記右舷バラスト調整部のうち旋回内側にある方の水量を、旋回外側にある方の水量よりも多くするようにバラスト水量を決定するバラスト決定部とを備える、バラスト制御装置。 A ballast control device for controlling ballast of a ship having a rudder angle command unit that outputs a rudder angle command including a turning direction and a turning amount,
a port ballast adjustment unit that adjusts the amount of ballast water on the port side;
a starboard ballast adjustment unit that adjusts the amount of ballast water on the starboard side;
A steering angle command acquisition unit that acquires a steering angle command;
A ballast control device comprising: a ballast determination unit that determines the amount of ballast water so that the amount of water in one of the port ballast adjustment unit and the starboard ballast adjustment unit on the inside of the turn is greater than the amount of water in the other of the port ballast adjustment unit and the starboard ballast adjustment unit on the outside of the turn based on the rudder angle command.
バラストを制御するバラスト制御装置とを備え、
前記バラスト制御装置は、
左舷側のバラスト水量を調整する左舷バラスト調整部と、
右舷側のバラスト水量を調整する右舷バラスト調整部と、
舵角指令を取得する舵角指令取得部と、
前記舵角指令に基づいて前記左舷バラスト調整部と前記右舷バラスト調整部のうち旋回内側にある方の水量を、旋回外側にある方の水量よりも多くするようにバラスト水量を決定するバラスト決定部とを備える、船舶 A steering angle command unit that outputs a steering angle command including a turning direction and a turning amount;
A ballast control device for controlling the ballast,
The ballast control device includes:
a port ballast adjustment unit that adjusts the amount of ballast water on the port side;
a starboard ballast adjustment unit that adjusts the amount of ballast water on the starboard side;
A steering angle command acquisition unit that acquires a steering angle command;
a ballast determination unit that determines an amount of ballast water based on the rudder angle command so that the amount of water in the port ballast adjustment unit or the starboard ballast adjustment unit on the inside of the turn is greater than the amount of water in the starboard ballast adjustment unit on the outside of the turn.
複数の通過点を結んで形成される指定航路を管理する指定航路管理部と、
前記指定航路上の進行方向に最も近くにあるn番目の通過点と、n+1番目の通過点との位置関係を加味して前記n番目の通過点を通過するときの船体の向きを決定する方向決定部と、
前記方向決定部で決定された向きに基づいて前記舵機を制御する舵角制御部とを備える、進行方向制御装置。 A heading control device for a ship equipped with a steering gear,
a designated route management unit that manages a designated route formed by connecting a plurality of waypoints;
a direction determination unit that determines a direction of the ship when passing through the n-th passing point, taking into consideration a positional relationship between the n-th passing point that is closest in the traveling direction on the designated route and the (n+1)-th passing point;
A travel direction control device comprising: a rudder angle control unit that controls the steering based on the direction determined by the direction determination unit.
進行方向制御装置とを備え、
前記進行方向制御装置は、
複数の通過点を結んで形成される指定航路を管理する指定航路管理部と、
前記指定航路上の進行方向に最も近くにあるn番目の通過点と、n+1番目の通過点との位置関係を加味して前記n番目の通過点を通過するときの船体の向きを決定する方向決定部と、
前記方向決定部で決定された向きに基づいて前記舵機を制御する舵角制御部とを備える、船舶。 A steering wheel for turning the ship;
A direction control device,
The travel direction control device includes:
a designated route management unit that manages a designated route formed by connecting a plurality of passing points;
a direction determination unit that determines a direction of the ship when passing through the n-th passing point, taking into consideration a positional relationship between the n-th passing point that is closest in the traveling direction on the designated route and the (n+1)-th passing point;
a rudder angle control unit that controls the steering based on the direction determined by the direction determination unit.
取得した前記情報に基づいて、前記所定の地点で発生する外乱による船体姿勢の変化を予測する予測部と、
予測された船体姿勢の変化を打ち消すための船舶の姿勢を推定する姿勢推定部と、
前記所定の地点で推定された前記船舶の姿勢となるように、前記船舶の荷室内の積み荷の配置を決定する配置決定部と、
決定された配置を操船者に報知する報知部と、を備える、船舶姿勢算出システム。 an information acquisition unit that acquires at least one of oceanographic information and meteorological information at a predetermined point on a route along which the ship is sailing;
a prediction unit that predicts a change in hull attitude due to a disturbance occurring at the predetermined point based on the acquired information; and
an attitude estimation unit that estimates an attitude of the ship to cancel out the predicted change in the hull attitude;
a placement determination unit that determines a placement of cargo in a cargo hold of the vessel so that the vessel is in the attitude estimated at the predetermined point;
A vessel attitude calculation system comprising: a notification unit that notifies a vessel operator of the determined arrangement.
前記予測部は、前記複数の地点の各地点での外乱による船体姿勢の変化を予測し、
前記姿勢推定部は、前記各地点での船体姿勢の変化を打ち消す姿勢を推定し、
前記姿勢推定部の推定結果に基づいて算出された外乱が無い状態での姿勢で航路を航海した場合の燃費を算出する算出部を更に備え、
前記配置決定部は、前記算出部の算出結果に基づき最も燃費が良い姿勢となるように積み荷の配置を決定する、請求項49に記載の船舶姿勢算出システム。 The information acquisition unit acquires at least one of oceanographic information and meteorological information at a plurality of points along a route,
The prediction unit predicts a change in hull attitude due to a disturbance at each of the plurality of points,
The attitude estimation unit estimates an attitude that cancels out the change in the hull attitude at each point,
A calculation unit is further provided for calculating a fuel consumption rate when the ship is sailed along a course in an attitude without disturbance, the attitude being calculated based on the estimation result of the attitude estimation unit,
50. A vessel attitude calculation system according to claim 49, wherein the arrangement determination unit determines an arrangement of cargo so as to achieve the most fuel-efficient attitude based on the calculation result of the calculation unit.
前記旋回指令部からの指令を取得する旋回指令取得部と、
前記旋回指令部から指令を受けたとき、前記旋回方向の内側の前記推進抵抗の低減量を前記旋回方向の外側の前記推進抵抗の低減量よりも小さくなるように前記2つの推進抵抗低減部を制御する抵抗制御部と、を備える、旋回制御装置。 A turning control device for controlling turning of a ship, comprising: two propulsion resistance reducing units provided independently on both sides of the ship for reducing the propulsion resistance of the ship; and a turning command unit for commanding a turning direction and a turning amount of the ship,
A turning command acquisition unit that acquires a command from the turning command unit;
A turning control device comprising: a resistance control unit that, when receiving a command from the turning command unit, controls the two propulsion resistance reduction units so that the amount of reduction in the propulsion resistance on the inside of the turning direction is smaller than the amount of reduction in the propulsion resistance on the outside of the turning direction.
前記抵抗制御部は、前記船体抵抗情報に基づいて前記2つの抵抗制御装置に制御値を供給する、請求項51乃至53のいずれか1項に記載の旋回制御装置。 A resistance information acquisition unit for acquiring hull resistance information,
54. A turning control device according to any one of claims 51 to 53, wherein the resistance control section supplies control values to the two resistance control devices based on the hull resistance information.
前記舵機を制御する舵機制御部と、
舵角指令を取得する舵角情報取得部、
左舷側に設けられ、前記舵角指令に基づいて左舷側の船体抵抗を減らす第1抵抗制御装置、及び
右舷側に設けられ、前記舵角指令に基づいて右舷側の船体抵抗を減らす第2抵抗制御装置を備える舵制御装置とを備える、船舶。 A steering wheel attached to the hull;
A steering control unit for controlling the steering;
a steering angle information acquisition unit that acquires a steering angle command;
A ship comprising: a rudder control device provided on a port side, the rudder control device comprising: a first resistance control device that reduces the hull resistance on the port side based on the rudder angle command; and a rudder control device provided on a starboard side, the rudder control device comprising: a first resistance control device that reduces the hull resistance on the port side based on the rudder angle command.
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