JP2779308B2 - 船舶の係留監視装置 - Google Patents
船舶の係留監視装置Info
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- JP2779308B2 JP2779308B2 JP5166786A JP16678693A JP2779308B2 JP 2779308 B2 JP2779308 B2 JP 2779308B2 JP 5166786 A JP5166786 A JP 5166786A JP 16678693 A JP16678693 A JP 16678693A JP 2779308 B2 JP2779308 B2 JP 2779308B2
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING
- B63B27/00—Arrangement of ship-based loading or unloading equipment for cargo or passengers
- B63B27/24—Arrangement of ship-based loading or unloading equipment for cargo or passengers of pipe-lines
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING
- B63B21/00—Tying-up; Shifting, towing, or pushing equipment; Anchoring
- B63B2021/003—Mooring or anchoring equipment, not otherwise provided for
- B63B2021/008—Load monitors
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
- E02B3/00—Engineering works in connection with control or use of streams, rivers, coasts, or other marine sites; Sealings or joints for engineering works in general
- E02B3/20—Equipment for shipping on coasts, in harbours or on other fixed marine structures, e.g. bollards
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Ocean & Marine Engineering (AREA)
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- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は岸壁、桟橋等の係岸施設
に係留された船舶の動揺を監視する船舶の係留監視装置
に関するものである。
に係留された船舶の動揺を監視する船舶の係留監視装置
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、タンカー等の大型船舶を岸壁、
桟橋等の係岸施設に係留する場合は、係岸施設の防舷材
に船体を接舷するとともに、船体の複数箇所を十分な張
力が与えられた係留用ロープによって係岸施設に繋ぎ止
めている。また、このように係留された船舶は、係留中
も風，波，潮流等の影響によって動揺するため、その動
揺状態を常に監視し、荷役や係留に危険がないかを判断
している。
桟橋等の係岸施設に係留する場合は、係岸施設の防舷材
に船体を接舷するとともに、船体の複数箇所を十分な張
力が与えられた係留用ロープによって係岸施設に繋ぎ止
めている。また、このように係留された船舶は、係留中
も風，波，潮流等の影響によって動揺するため、その動
揺状態を常に監視し、荷役や係留に危険がないかを判断
している。
【０００３】従来では、係留船舶の監視を乗組員等が海
象条件等に基づいて経験的に行う場合が主であるが、最
近では係留監視の自動化を図るために、防舷材に圧力検
知センサ等を取付けて反力の変化を検知するもの（例え
ば特開昭６０−４６４３８号公報）、係留用ロープに張
力検出機構を設けてロープの張力の変化を検知するもの
（例えば特開昭５６−２８０７９号公報）等が提案され
ている。
象条件等に基づいて経験的に行う場合が主であるが、最
近では係留監視の自動化を図るために、防舷材に圧力検
知センサ等を取付けて反力の変化を検知するもの（例え
ば特開昭６０−４６４３８号公報）、係留用ロープに張
力検出機構を設けてロープの張力の変化を検知するもの
（例えば特開昭５６−２８０７９号公報）等が提案され
ている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来のように係留船舶
の監視を乗組員等が海象条件等に基づいて経験的に行う
ことは、乗組員の労力負担が大きい上に、疲労が著し
く、係留及び荷役の安全を保証するための正確な監視を
常になし得るとは言い難いものであった。そこで、防舷
材の反力変化の検知または係留用ロープの張力変化の検
知により、これらの監視を行うことが提案されている。
ところが、係留中の船舶の動揺は非常に複雑であり、船
体の前後、左右及び上下方向の直線運動と重心周りの回
転運動とが複合して発生する。従って、防舷材の反力変
化の検知のみ、または係留用ロープの張力変化の検知の
みだけでは、船舶の複雑な動揺を読み取り、安全を常に
保証し得る正確な監視を行うことはできなかった。通
常、船舶を係留する場合、風，波，潮流等の外力の変動
に対して船舶を適切に保持するためには、係留用ロープ
に所定の初期張力を与えて緊張係留を行うが、従来の係
留用ロープの張力検知は、ロープの張られている方向に
作用している張力の測定のみであり、係留船舶の動揺を
考慮した船舶の前後、左右及び上下の各方向成分の緊張
係留力を検知することはできなかった。
の監視を乗組員等が海象条件等に基づいて経験的に行う
ことは、乗組員の労力負担が大きい上に、疲労が著し
く、係留及び荷役の安全を保証するための正確な監視を
常になし得るとは言い難いものであった。そこで、防舷
材の反力変化の検知または係留用ロープの張力変化の検
知により、これらの監視を行うことが提案されている。
ところが、係留中の船舶の動揺は非常に複雑であり、船
体の前後、左右及び上下方向の直線運動と重心周りの回
転運動とが複合して発生する。従って、防舷材の反力変
化の検知のみ、または係留用ロープの張力変化の検知の
みだけでは、船舶の複雑な動揺を読み取り、安全を常に
保証し得る正確な監視を行うことはできなかった。通
常、船舶を係留する場合、風，波，潮流等の外力の変動
に対して船舶を適切に保持するためには、係留用ロープ
に所定の初期張力を与えて緊張係留を行うが、従来の係
留用ロープの張力検知は、ロープの張られている方向に
作用している張力の測定のみであり、係留船舶の動揺を
考慮した船舶の前後、左右及び上下の各方向成分の緊張
係留力を検知することはできなかった。
【０００５】しかしながら、防舷材の反力変化の情報と
係留用ロープの張力変化の情報が同時に得られれば、３
種類の直線運動と３種類の回転運動の６つの未知量に関
する方程式を解くことが可能である。即ち、本発明が解
決しようとする課題は、従来各々単独で行われていた防
舷材の反力検知と係留用ロープの張力検知とを同時に行
い、両者から得られる情報から上記６つの未知量に関す
る方程式を解くことにより、従来では予期し得なかった
相乗的効果である船舶の動揺の正確な把握を達成し、こ
れによって係留船舶の動揺量の検知、実際に船舶に作用
している各方向成分の緊張係留力の把握、係留船舶に対
する荷役の可否の察知及びサブハーモニックモーション
発生の予知を可能にし、もって、船舶の係留と荷役の安
全性を常に確保し、且つ監視要員の人数削減及び人為的
な判断ミスの防止に対して貢献することのできる船舶の
係留監視装置を提供することにある。
係留用ロープの張力変化の情報が同時に得られれば、３
種類の直線運動と３種類の回転運動の６つの未知量に関
する方程式を解くことが可能である。即ち、本発明が解
決しようとする課題は、従来各々単独で行われていた防
舷材の反力検知と係留用ロープの張力検知とを同時に行
い、両者から得られる情報から上記６つの未知量に関す
る方程式を解くことにより、従来では予期し得なかった
相乗的効果である船舶の動揺の正確な把握を達成し、こ
れによって係留船舶の動揺量の検知、実際に船舶に作用
している各方向成分の緊張係留力の把握、係留船舶に対
する荷役の可否の察知及びサブハーモニックモーション
発生の予知を可能にし、もって、船舶の係留と荷役の安
全性を常に確保し、且つ監視要員の人数削減及び人為的
な判断ミスの防止に対して貢献することのできる船舶の
係留監視装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するために、係岸施設に複数の防舷材を介して接舷され
るとともに、船首尾方向の複数箇所を係留用ロープによ
って係岸施設に繋がれた船舶の係留監視装置において、
前記各防舷材の反力をそれぞれ検出する複数の反力検出
手段と、前記各係留用ロープの張力をそれぞれ検出する
複数の張力検出手段と、各反力検出手段及び各張力検出
手段の検出データに基づいて、船舶の前後、左右及び上
下方向の直線運動及び船舶の重心を通る前後、左右及び
上下方向の軸周りの回転運動に対する動揺量をそれぞれ
算出する動揺量算出手段と、動揺量算出手段によって算
出された各動揺量のうち所定数の動揺量が所定の限界値
を越えた場合に警報を発する警報手段とを備えている。
また、本発明は、前記構成において、前記各反力検出手
段及び各張力検出手段の検出データのうち船舶係留時の
初期データを上回っている検出データが所定数以下の場
合に警報を発する警報手段を備えている。
するために、係岸施設に複数の防舷材を介して接舷され
るとともに、船首尾方向の複数箇所を係留用ロープによ
って係岸施設に繋がれた船舶の係留監視装置において、
前記各防舷材の反力をそれぞれ検出する複数の反力検出
手段と、前記各係留用ロープの張力をそれぞれ検出する
複数の張力検出手段と、各反力検出手段及び各張力検出
手段の検出データに基づいて、船舶の前後、左右及び上
下方向の直線運動及び船舶の重心を通る前後、左右及び
上下方向の軸周りの回転運動に対する動揺量をそれぞれ
算出する動揺量算出手段と、動揺量算出手段によって算
出された各動揺量のうち所定数の動揺量が所定の限界値
を越えた場合に警報を発する警報手段とを備えている。
また、本発明は、前記構成において、前記各反力検出手
段及び各張力検出手段の検出データのうち船舶係留時の
初期データを上回っている検出データが所定数以下の場
合に警報を発する警報手段を備えている。
【０００７】
【作用】本発明における船舶の係留監視装置によれば、
各防舷材の反力が複数の反力検出手段によってそれぞれ
検出されるとともに、各係留用ロープの張力が複数の張
力検出手段によってそれぞれ検出され、これらの検出デ
ータに基づいて船舶の直線運動及び回転運動に対する複
数の動揺量が算出されることから、係留中の船舶の動揺
に関して正確且つ十分な情報が得られるとともに、各動
揺量のうち少なくとも一つが所定値を越えた場合には警
報が発せられる。また、本発明によれば、前記構成にお
いて、各反力検出手段及び各張力検出手段の検出データ
のうち船舶係留時の初期データを上回っている検出デー
タが所定数以下の場合には警報が発せられる。
各防舷材の反力が複数の反力検出手段によってそれぞれ
検出されるとともに、各係留用ロープの張力が複数の張
力検出手段によってそれぞれ検出され、これらの検出デ
ータに基づいて船舶の直線運動及び回転運動に対する複
数の動揺量が算出されることから、係留中の船舶の動揺
に関して正確且つ十分な情報が得られるとともに、各動
揺量のうち少なくとも一つが所定値を越えた場合には警
報が発せられる。また、本発明によれば、前記構成にお
いて、各反力検出手段及び各張力検出手段の検出データ
のうち船舶係留時の初期データを上回っている検出デー
タが所定数以下の場合には警報が発せられる。
【０００８】
【実施例】図１乃至図９は本発明の一実施例を示すもの
で、図１は係岸施設に係留された船舶の鳥瞰図である。
同図に例示した係岸施設は一般にドルフィンと称され、
陸地からやや離れた沖合に設けられているものである。
この係岸施設は、中央に配置された作業床１と、作業床
１の両側に設置された計２基の接舷ドルフィン２と、各
接舷ドルフィン２の両側に間隔をおいて設置された計４
基のムアリングドルフィン３とからなり、各接舷ドルフ
ィン２には図２に示すように計４個の防舷材４が取付け
られている。この係岸施設には、例えばタンカー等の船
舶Ｓが係留され、船舶Ｓは船体の側面を各防舷材４を介
して接舷ドルフィン２に接舷されるとともに、船首尾方
向の計６箇所を複数の係留用のロープ５によって各接舷
ドルフィン２及び各ムアリングドルフィン３に繋がれて
いる。
で、図１は係岸施設に係留された船舶の鳥瞰図である。
同図に例示した係岸施設は一般にドルフィンと称され、
陸地からやや離れた沖合に設けられているものである。
この係岸施設は、中央に配置された作業床１と、作業床
１の両側に設置された計２基の接舷ドルフィン２と、各
接舷ドルフィン２の両側に間隔をおいて設置された計４
基のムアリングドルフィン３とからなり、各接舷ドルフ
ィン２には図２に示すように計４個の防舷材４が取付け
られている。この係岸施設には、例えばタンカー等の船
舶Ｓが係留され、船舶Ｓは船体の側面を各防舷材４を介
して接舷ドルフィン２に接舷されるとともに、船首尾方
向の計６箇所を複数の係留用のロープ５によって各接舷
ドルフィン２及び各ムアリングドルフィン３に繋がれて
いる。
【０００９】前記係岸施設には本発明による係留監視装
置が備わり、係留中の船舶Ｓの動揺を監視するようにな
っている。この係留監視装置は、図３に示すように、各
防舷材４の反力を検出する反力検出器６と、各ロープ５
の張力を検出する張力検出器７と、これら各検出器６，
７のデータに基づいて演算処理する演算処理部８と、所
定の警報を発する警報装置９とから構成されている。
置が備わり、係留中の船舶Ｓの動揺を監視するようにな
っている。この係留監視装置は、図３に示すように、各
防舷材４の反力を検出する反力検出器６と、各ロープ５
の張力を検出する張力検出器７と、これら各検出器６，
７のデータに基づいて演算処理する演算処理部８と、所
定の警報を発する警報装置９とから構成されている。
【００１０】各反力検出器６は演算処理部８に接続され
るとともに、各防舷材４が空気式防舷材の場合は圧力セ
ンサが用いられ、防舷材４の内部圧力を船舶Ｓから受け
る反力として検出するようになっている。また、防舷材
４がソリッド防舷材の場合は反力検出器６は圧縮量測定
センサからなり、反力検出器６によって防舷材４の圧縮
量が船舶Ｓから受ける反力として検出されるようになっ
ている。
るとともに、各防舷材４が空気式防舷材の場合は圧力セ
ンサが用いられ、防舷材４の内部圧力を船舶Ｓから受け
る反力として検出するようになっている。また、防舷材
４がソリッド防舷材の場合は反力検出器６は圧縮量測定
センサからなり、反力検出器６によって防舷材４の圧縮
量が船舶Ｓから受ける反力として検出されるようになっ
ている。
【００１１】各張力検出器７は各ムアリングドルフィン
３に設けられたロードセル等からなり、それぞれ演算処
理部８に接続されている。即ち、各ムアリングドルフィ
ン３にはロープ５を繋止するフックが設けられ、張力検
出器７によりフックに加わる張力が検出されるようにな
っている。
３に設けられたロードセル等からなり、それぞれ演算処
理部８に接続されている。即ち、各ムアリングドルフィ
ン３にはロープ５を繋止するフックが設けられ、張力検
出器７によりフックに加わる張力が検出されるようにな
っている。
【００１２】演算処理部８はマイクロコンピュータ等に
よって構成され、各検出器６，７のデータ及び後記する
プログラムに基づいて、船舶Ｓに生ずる種々の動揺量を
算出するようになっている。
よって構成され、各検出器６，７のデータ及び後記する
プログラムに基づいて、船舶Ｓに生ずる種々の動揺量を
算出するようになっている。
【００１３】警報装置９は演算処理部８に接続され、演
算処理部８の結果により荷役及び係留に対する危険を警
報するようになっている。
算処理部８の結果により荷役及び係留に対する危険を警
報するようになっている。
【００１４】ここで、演算処理部８における動揺量の算
出例を説明する。即ち、図４は船舶Ｓに対する空間座標
を示すもので、図４(a) の平面図に示すように船舶Ｓの
左右方向をｘ軸、船舶Ｓの前後方向をｙ軸とし、ｘ軸及
びｙ軸は船舶Ｓの重心Ｇを原点とする。また、図４(b)
の正面図に示すように船舶Ｓの上下方向をｚ軸とし、ｚ
軸は船舶Ｓの重心Ｇを通る。この場合、ｘ−ｙ平面を水
面とし、重心Ｇの空間座標を(０,０,ｚo) とする。ま
た、各ロープ５を船首側から順にｌ1,ｌ2,…ｌi,…ｌ6
とし、各防舷材４を船首側から順にｆ1,…ｆj,…ｆ4 と
する。
出例を説明する。即ち、図４は船舶Ｓに対する空間座標
を示すもので、図４(a) の平面図に示すように船舶Ｓの
左右方向をｘ軸、船舶Ｓの前後方向をｙ軸とし、ｘ軸及
びｙ軸は船舶Ｓの重心Ｇを原点とする。また、図４(b)
の正面図に示すように船舶Ｓの上下方向をｚ軸とし、ｚ
軸は船舶Ｓの重心Ｇを通る。この場合、ｘ−ｙ平面を水
面とし、重心Ｇの空間座標を(０,０,ｚo) とする。ま
た、各ロープ５を船首側から順にｌ1,ｌ2,…ｌi,…ｌ6
とし、各防舷材４を船首側から順にｆ1,…ｆj,…ｆ4 と
する。
【００１５】また、係留中の船舶Ｓに生じ得る動揺を図
５及び図６を参照して説明する。即ち、船舶Ｓには、図
５(a) に示すようにｘ軸方向の直線運動(Sway)、図５
(b) に示すようにｙ軸方向の直線運動(Surge) 、図５
(c) に示すようにｚ軸方向の直線運動(Heave) 、図６
(a) に示すようにｙ−ｚ平面上での重心Ｇを通るｘ方向
の軸を中心とする回転運動(Pitch) 、図６(b) に示すよ
うにｚ−ｘ平面上での重心Ｇを通るｙ方向の軸を中心と
する回転運動(Roll)、図６(c) に示すようにｘ−ｙ平面
上での重心Ｇを通るｚ方向の軸を中心とする回転運動(Y
aw) で表される計６種類の動揺が単独または複合的に生
ずるものと考えられる。また、これらの動揺量を順にＸ
1,Ｘ2,…Ｘ6 とすると、動揺量Ｘ1,Ｘ2,Ｘ3 は直線変
位、動揺量Ｘ4,Ｘ5,Ｘ6 は角度変位となる。
５及び図６を参照して説明する。即ち、船舶Ｓには、図
５(a) に示すようにｘ軸方向の直線運動(Sway)、図５
(b) に示すようにｙ軸方向の直線運動(Surge) 、図５
(c) に示すようにｚ軸方向の直線運動(Heave) 、図６
(a) に示すようにｙ−ｚ平面上での重心Ｇを通るｘ方向
の軸を中心とする回転運動(Pitch) 、図６(b) に示すよ
うにｚ−ｘ平面上での重心Ｇを通るｙ方向の軸を中心と
する回転運動(Roll)、図６(c) に示すようにｘ−ｙ平面
上での重心Ｇを通るｚ方向の軸を中心とする回転運動(Y
aw) で表される計６種類の動揺が単独または複合的に生
ずるものと考えられる。また、これらの動揺量を順にＸ
1,Ｘ2,…Ｘ6 とすると、動揺量Ｘ1,Ｘ2,Ｘ3 は直線変
位、動揺量Ｘ4,Ｘ5,Ｘ6 は角度変位となる。
【００１６】まず、船舶Ｓの動揺について、各ロープ５
の張力によって与えられる関係式から説明する。図４
(a) に示すように任意のロープ５（ｌi ）の船舶Ｓにお
ける係留点の初期位置をＡo (ａoi,ｂoi,ｃoi)、ロープ
５の基点をＢ (ｄi,ｅi,ｆi)とすると、ロープ５の幾何
学的な長さＬoiは、 Ｌoi2＝(ａoi−ｄi)2＋(ｂoi−ｅi)2＋(ｃoi−ｆi)2 …(1) によって求められる。
の張力によって与えられる関係式から説明する。図４
(a) に示すように任意のロープ５（ｌi ）の船舶Ｓにお
ける係留点の初期位置をＡo (ａoi,ｂoi,ｃoi)、ロープ
５の基点をＢ (ｄi,ｅi,ｆi)とすると、ロープ５の幾何
学的な長さＬoiは、 Ｌoi2＝(ａoi−ｄi)2＋(ｂoi−ｅi)2＋(ｃoi−ｆi)2 …(1) によって求められる。
【００１７】次に、船舶Ｓが風や波等の影響を受けて図
中一点鎖線のように動揺し、係留点の初期位置Ａo (ａo
i,ｂoi,ｃoi)がＡ (ａi,ｂi,ｃi)まで移動したとする
と、動揺後のロープ５の長さＬi は、 Ｌi2＝(ａi−ｄi)2＋(ｂi−ｅi)2＋(ｃi−ｆi)2 …(2) によって求まり、この場合、 ａi＝ａoi＋{ Ｘ1−ｂoi・Ｘ6＋(ｃoi−ｚo)・Ｘ5 } ｂi＝ｂoi＋{ Ｘ2＋ａoi・Ｘ6−(ｃoi−ｚo)・Ｘ4 } ｃi＝ｃoi＋{ Ｘ3＋ｂoi・Ｘ4−ａoi・Ｘ5 } …(3) の関係式が得られる。尚、Ｘ4,Ｘ5,Ｘ6 は微小角度であ
るから、ここではsinＸ4≒Ｘ4、sinＸ5≒Ｘ5、sinＸ6≒
Ｘ6とする。
中一点鎖線のように動揺し、係留点の初期位置Ａo (ａo
i,ｂoi,ｃoi)がＡ (ａi,ｂi,ｃi)まで移動したとする
と、動揺後のロープ５の長さＬi は、 Ｌi2＝(ａi−ｄi)2＋(ｂi−ｅi)2＋(ｃi−ｆi)2 …(2) によって求まり、この場合、 ａi＝ａoi＋{ Ｘ1−ｂoi・Ｘ6＋(ｃoi−ｚo)・Ｘ5 } ｂi＝ｂoi＋{ Ｘ2＋ａoi・Ｘ6−(ｃoi−ｚo)・Ｘ4 } ｃi＝ｃoi＋{ Ｘ3＋ｂoi・Ｘ4−ａoi・Ｘ5 } …(3) の関係式が得られる。尚、Ｘ4,Ｘ5,Ｘ6 は微小角度であ
るから、ここではsinＸ4≒Ｘ4、sinＸ5≒Ｘ5、sinＸ6≒
Ｘ6とする。
【００１８】ところで、ロープ５には初期張力Ｔo が与
えられているため、初期歪みεoiが生じている。その上
で船舶Ｓの動揺に伴う歪みεi が生ずるから、 εi＝εoi＋{ (Ｌi−Ｌoi)／Ｌoi } …(4) の関係が成り立ち、これを変形すると、 Ｌi＝Ｌoi・{ １＋(εi−εoi) } …(5) が得られる。
えられているため、初期歪みεoiが生じている。その上
で船舶Ｓの動揺に伴う歪みεi が生ずるから、 εi＝εoi＋{ (Ｌi−Ｌoi)／Ｌoi } …(4) の関係が成り立ち、これを変形すると、 Ｌi＝Ｌoi・{ １＋(εi−εoi) } …(5) が得られる。
【００１９】従って、εoi及びεi は張力検出器７のデ
ータ及びロープ５の歪み特性によって求められるから、
Ｌi は既知量として求められ、更にＡo (ａoi,ｂoi,ｃo
i)、Ｂ (ｄi,ｅi,ｆi)も既知座標点であるから、式(2),
(3) より、以下に示すように未知量Ｘ1,Ｘ2,Ｘ3,Ｘ4,Ｘ
5,Ｘ6 に関する方程式が得られる。 Ｌi2＝[ ａoi−ｄi＋{ Ｘ1−ｂoi・Ｘ6＋(ｃoi−ｚo)・Ｘ5 } ]2 ＋[ ｂoi−ｅi＋{ Ｘ2＋ａoi・Ｘ6−(ｃoi−ｚo)・Ｘ4 } ]2 ＋[ ｃoi−ｆi＋{ Ｘ3＋ｂoi・Ｘ4−ａoi・Ｘ5 } ]2 …(6) 次に、船舶Ｓの動揺について、各防舷材４の反力によっ
て与えられる関係式を説明する。この場合、防舷材４に
は動揺量Ｘ1(Sway)、Ｘ5(Roll)及びＸ6(Yaw)の計３つの
要素が作用するから、図４(a) に示すように任意の防舷
材４（ｆj ）の先端の船舶Ｓに対する座標点をＣoj(ａo
j,ｂoj,ｃoj)、船幅をｈとすると、防舷材４の圧縮量Ｆ
j は、 Ｆj＝ａoj−[ ｈ／２＋Ｘ1＋ｃoj・tanＸ5−ｂoj・tanＸ6 −ｈ／２(tanＸ5・sinＸ5＋cosＸ5＋tanＸ6・sinＸ6＋cosＸ6) ] …(7) の関係式で表される。
ータ及びロープ５の歪み特性によって求められるから、
Ｌi は既知量として求められ、更にＡo (ａoi,ｂoi,ｃo
i)、Ｂ (ｄi,ｅi,ｆi)も既知座標点であるから、式(2),
(3) より、以下に示すように未知量Ｘ1,Ｘ2,Ｘ3,Ｘ4,Ｘ
5,Ｘ6 に関する方程式が得られる。 Ｌi2＝[ ａoi−ｄi＋{ Ｘ1−ｂoi・Ｘ6＋(ｃoi−ｚo)・Ｘ5 } ]2 ＋[ ｂoi−ｅi＋{ Ｘ2＋ａoi・Ｘ6−(ｃoi−ｚo)・Ｘ4 } ]2 ＋[ ｃoi−ｆi＋{ Ｘ3＋ｂoi・Ｘ4−ａoi・Ｘ5 } ]2 …(6) 次に、船舶Ｓの動揺について、各防舷材４の反力によっ
て与えられる関係式を説明する。この場合、防舷材４に
は動揺量Ｘ1(Sway)、Ｘ5(Roll)及びＸ6(Yaw)の計３つの
要素が作用するから、図４(a) に示すように任意の防舷
材４（ｆj ）の先端の船舶Ｓに対する座標点をＣoj(ａo
j,ｂoj,ｃoj)、船幅をｈとすると、防舷材４の圧縮量Ｆ
j は、 Ｆj＝ａoj−[ ｈ／２＋Ｘ1＋ｃoj・tanＸ5−ｂoj・tanＸ6 −ｈ／２(tanＸ5・sinＸ5＋cosＸ5＋tanＸ6・sinＸ6＋cosＸ6) ] …(7) の関係式で表される。
【００２０】また、圧縮量Ｆj は反力検出器６のデータ
及び防舷材４の圧縮特性により既知量として求められ、
更にＣoj(ａoj,ｂoj,ｃoj)も既知座標点であることか
ら、式(7) は未知量Ｘ1,Ｘ5,Ｘ6 に関する方程式とな
る。
及び防舷材４の圧縮特性により既知量として求められ、
更にＣoj(ａoj,ｂoj,ｃoj)も既知座標点であることか
ら、式(7) は未知量Ｘ1,Ｘ5,Ｘ6 に関する方程式とな
る。
【００２１】従って、各反力検出器６及び各張力検出器
７のデータにより、船舶Ｓの動揺量Ｘ1,Ｘ2,Ｘ3,Ｘ4,Ｘ
5,Ｘ6 に関する方程式(6),(7) が求まり、これらの式か
ら得られる６元連立１次方程式を解くことにより各動揺
量が算出される。
７のデータにより、船舶Ｓの動揺量Ｘ1,Ｘ2,Ｘ3,Ｘ4,Ｘ
5,Ｘ6 に関する方程式(6),(7) が求まり、これらの式か
ら得られる６元連立１次方程式を解くことにより各動揺
量が算出される。
【００２２】続いて、演算処理部８の動作について、図
７乃至図９のフローチャートを参照して説明する。ま
ず、図７に示すメインプログラムにおいて、各反力検出
器６によって検出される各防舷材４の反力Ｐj （j＝1,
2,…4）の有効データ数ｎと、各張力検出器７によって
検出される各ロープ５の張力Ｔi （i＝1,2,…6）の有効
データ数ｍの検出を行う（Ｓ１，Ｓ２）。この場合、有
効データとは船舶Ｓを係留したときの初期値を上回って
いるデータのことであり、それぞれの初期値としてＰo
j，Ｔoiが設定されている。また、各動揺量Ｘ1,Ｘ2,…
Ｘk,…Ｘ6 に対しては所定の上限値Ｘmax1,Ｘmax2,…Ｘ
maxk,…Ｘmax6が設定されている。
７乃至図９のフローチャートを参照して説明する。ま
ず、図７に示すメインプログラムにおいて、各反力検出
器６によって検出される各防舷材４の反力Ｐj （j＝1,
2,…4）の有効データ数ｎと、各張力検出器７によって
検出される各ロープ５の張力Ｔi （i＝1,2,…6）の有効
データ数ｍの検出を行う（Ｓ１，Ｓ２）。この場合、有
効データとは船舶Ｓを係留したときの初期値を上回って
いるデータのことであり、それぞれの初期値としてＰo
j，Ｔoiが設定されている。また、各動揺量Ｘ1,Ｘ2,…
Ｘk,…Ｘ6 に対しては所定の上限値Ｘmax1,Ｘmax2,…Ｘ
maxk,…Ｘmax6が設定されている。
【００２３】また、上記ステップＳ１，Ｓ２での演算処
理は、それぞれ図８及び図９に示すサブプログラムによ
って行われる。即ち、図８のフローチャートでは、まず
ｎ及びｊの初期値を０とし（ＳＰ１，ＳＰ２）、ｊに１
を加える（ＳＰ３）。次に、Ｐj （最初はＰ1 ）が初期
値Ｐoj（最初はＰo1）を上回っていれば（ＳＰ４）、ｎ
に１を加え（ＳＰ５）、ｊが４に達していなければ（Ｓ
Ｐ６）、ステップＳＰ３に戻ってＳＰ３〜ＳＰ６の動作
を繰り返す。そして、ステップＳＰ６においてｊが４に
達したならば、メインプログラムに戻る。また、図９の
フローチャートでは、まずｍ及びｉの初期値を０とし
（ＳＬ１，ＳＬ２）、ｉに１を加える（ＳＬ３）。次
に、Ｔi （最初はＬ1 ）が初期値Ｔoi（最初はＴo1）を
上回っていれば（ＳＬ４）、ｍに１を加え（ＳＬ５）、
ｉが６に達していなければ（ＳＬ６）、ステップＳＬ３
に戻ってＳＬ３〜ＳＬ６の動作を繰り返す。そして、ス
テップＳＬ６においてｉが６に達したならば、メインプ
ログラムに戻る。
理は、それぞれ図８及び図９に示すサブプログラムによ
って行われる。即ち、図８のフローチャートでは、まず
ｎ及びｊの初期値を０とし（ＳＰ１，ＳＰ２）、ｊに１
を加える（ＳＰ３）。次に、Ｐj （最初はＰ1 ）が初期
値Ｐoj（最初はＰo1）を上回っていれば（ＳＰ４）、ｎ
に１を加え（ＳＰ５）、ｊが４に達していなければ（Ｓ
Ｐ６）、ステップＳＰ３に戻ってＳＰ３〜ＳＰ６の動作
を繰り返す。そして、ステップＳＰ６においてｊが４に
達したならば、メインプログラムに戻る。また、図９の
フローチャートでは、まずｍ及びｉの初期値を０とし
（ＳＬ１，ＳＬ２）、ｉに１を加える（ＳＬ３）。次
に、Ｔi （最初はＬ1 ）が初期値Ｔoi（最初はＴo1）を
上回っていれば（ＳＬ４）、ｍに１を加え（ＳＬ５）、
ｉが６に達していなければ（ＳＬ６）、ステップＳＬ３
に戻ってＳＬ３〜ＳＬ６の動作を繰り返す。そして、ス
テップＳＬ６においてｉが６に達したならば、メインプ
ログラムに戻る。
【００２４】ここで、再び図７のフローチャートの説明
に戻る。即ち、前記ステップＳＰ１〜ＳＰ６によって求
められたｎの値が１以上であれば（Ｓ３）、ｎとｍとを
合わせたデータ数が６個以上であるか否かを判別する
（Ｓ４）。この場合、船舶Ｓの動揺については各防舷材
４及び各ロープ５に少なくとも計６つ以上の反力及び張
力が作用していないと自然な係留状態とは言えないの
で、ステップＳ４の条件を満たさない場合は、動揺量不
定とし、警報装置９を作動する（Ｓ５）。また、ステッ
プＳ４の条件を満足する場合は、前記動揺量の算出手順
に基づいてＸ1,Ｘ2,…Ｘ6 を算定する（Ｓ６）。続い
て、ｋの初期値を０とし（Ｓ７）、ｋに１を加え（Ｓ
８）、Ｘk （最初はＸ1 ）が上限値Ｘmaxk（最初はＸma
x1）を上回っていなければ（Ｓ９）、ｋが６に達してい
ない場合（Ｓ１０）、ステップＳ８に戻ってＳ７〜Ｓ１
０の動作を繰り返す。そして、ステップＳ１０において
ｋが６に達したならば、所定時間経過した後（Ｓ１
１）、ステップＳ１に戻る。また、ステップＳ７〜Ｓ１
０の動作において、各動揺量の何れかが上限値Ｘmaxkを
上回った場合は（Ｓ９）、警報装置９を作動し（Ｓ
５）、ステップＳ１１に移行する。一方、前記ステップ
Ｓ３においてｎの値が１以上でなければ、データ数ｍが
６個以上であるか否かを判別する（Ｓ１２）。この場合
は各防舷材４の反力が何れも初期値以下であることか
ら、船舶Ｓが風や波等によって沖合に移動しようとして
いることを示す。従って、この状態では各ロープ５の全
てに張力が加わっていないと自然な係留状態とは言えな
いので、ステップＳ１２の条件を満たさない場合、動揺
量不定とし、警報装置９を作動する（Ｓ５）。また、ス
テップＳ１２の条件を満足する場合には、前記ステップ
Ｓ６に移行する。
に戻る。即ち、前記ステップＳＰ１〜ＳＰ６によって求
められたｎの値が１以上であれば（Ｓ３）、ｎとｍとを
合わせたデータ数が６個以上であるか否かを判別する
（Ｓ４）。この場合、船舶Ｓの動揺については各防舷材
４及び各ロープ５に少なくとも計６つ以上の反力及び張
力が作用していないと自然な係留状態とは言えないの
で、ステップＳ４の条件を満たさない場合は、動揺量不
定とし、警報装置９を作動する（Ｓ５）。また、ステッ
プＳ４の条件を満足する場合は、前記動揺量の算出手順
に基づいてＸ1,Ｘ2,…Ｘ6 を算定する（Ｓ６）。続い
て、ｋの初期値を０とし（Ｓ７）、ｋに１を加え（Ｓ
８）、Ｘk （最初はＸ1 ）が上限値Ｘmaxk（最初はＸma
x1）を上回っていなければ（Ｓ９）、ｋが６に達してい
ない場合（Ｓ１０）、ステップＳ８に戻ってＳ７〜Ｓ１
０の動作を繰り返す。そして、ステップＳ１０において
ｋが６に達したならば、所定時間経過した後（Ｓ１
１）、ステップＳ１に戻る。また、ステップＳ７〜Ｓ１
０の動作において、各動揺量の何れかが上限値Ｘmaxkを
上回った場合は（Ｓ９）、警報装置９を作動し（Ｓ
５）、ステップＳ１１に移行する。一方、前記ステップ
Ｓ３においてｎの値が１以上でなければ、データ数ｍが
６個以上であるか否かを判別する（Ｓ１２）。この場合
は各防舷材４の反力が何れも初期値以下であることか
ら、船舶Ｓが風や波等によって沖合に移動しようとして
いることを示す。従って、この状態では各ロープ５の全
てに張力が加わっていないと自然な係留状態とは言えな
いので、ステップＳ１２の条件を満たさない場合、動揺
量不定とし、警報装置９を作動する（Ｓ５）。また、ス
テップＳ１２の条件を満足する場合には、前記ステップ
Ｓ６に移行する。
【００２５】このように、本実施例によれば、防舷材４
の反力及びロープ５の張力をそれぞれ検出し、これらの
検出データに基づいて船舶Ｓの直線運動及び回転運動に
対する動揺量を算出するようにしたので、係留中の船舶
Ｓの動揺に関して極めて正確且つ十分な情報を得ること
ができる。
の反力及びロープ５の張力をそれぞれ検出し、これらの
検出データに基づいて船舶Ｓの直線運動及び回転運動に
対する動揺量を算出するようにしたので、係留中の船舶
Ｓの動揺に関して極めて正確且つ十分な情報を得ること
ができる。
【００２６】ところで、上記のように係留中の船舶Ｓの
動揺が分かることから、船舶Ｓの姿勢を的確に把握する
ことができ、合わせてロープ５の張力及び防舷材４の反
力から、船舶Ｓの動揺を考慮した船舶Ｓの前後、左右及
び上下の各方向成分の緊張係留力を知ることができる。
即ち、防舷材４の反力は、まさに緊張係留力の船舶Ｓの
左右方向の成分に相当し、ロープ５の方位角を考慮し
て、更には緊張係留力の前後及び上下方向の成分を把握
することができる。
動揺が分かることから、船舶Ｓの姿勢を的確に把握する
ことができ、合わせてロープ５の張力及び防舷材４の反
力から、船舶Ｓの動揺を考慮した船舶Ｓの前後、左右及
び上下の各方向成分の緊張係留力を知ることができる。
即ち、防舷材４の反力は、まさに緊張係留力の船舶Ｓの
左右方向の成分に相当し、ロープ５の方位角を考慮し
て、更には緊張係留力の前後及び上下方向の成分を把握
することができる。
【００２７】また、係留中の船舶Ｓが波によって動揺し
た場合、この波の振動と、船舶Ｓを含む係留系の固有振
動とが重なり合うと、船舶Ｓの動揺が大きく増加し、い
わゆるサブハーモニックモーションという危険な現象が
発生する場合がある。これは係留中の船舶Ｓにとっては
極めて有害なものであり、場合によってはロープ５が破
断する恐れもある。
た場合、この波の振動と、船舶Ｓを含む係留系の固有振
動とが重なり合うと、船舶Ｓの動揺が大きく増加し、い
わゆるサブハーモニックモーションという危険な現象が
発生する場合がある。これは係留中の船舶Ｓにとっては
極めて有害なものであり、場合によってはロープ５が破
断する恐れもある。
【００２８】そこで、前記プログラムの一回の動作ごと
に算出される各動揺量を時系列的に記録するとともに、
各動揺量について時間に関する運動方程式をつくり、記
録装置に蓄積されたデータを運動方程式に基づいて解析
することにより、以後予測される動揺量を推定すること
ができる。これにより、サブハーモニックモーション等
を未然に予知することができるので、危険な状態に対し
て適切な防止策をとることができる。
に算出される各動揺量を時系列的に記録するとともに、
各動揺量について時間に関する運動方程式をつくり、記
録装置に蓄積されたデータを運動方程式に基づいて解析
することにより、以後予測される動揺量を推定すること
ができる。これにより、サブハーモニックモーション等
を未然に予知することができるので、危険な状態に対し
て適切な防止策をとることができる。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明における船
舶の係留監視装置によれば、係留船舶の動揺を従来では
予期し得なかった運動までも正確に検知することがで
き、実際に船舶に作用している各方向成分の緊張係留力
を的確に把握することができるので、船舶の係留及び荷
役の安全性を高めることができ、更には係留監視の自動
化による監視要員の人数削減、並びに人為的な判断ミス
の防止に対しても多大な貢献を果たすことができる。
舶の係留監視装置によれば、係留船舶の動揺を従来では
予期し得なかった運動までも正確に検知することがで
き、実際に船舶に作用している各方向成分の緊張係留力
を的確に把握することができるので、船舶の係留及び荷
役の安全性を高めることができ、更には係留監視の自動
化による監視要員の人数削減、並びに人為的な判断ミス
の防止に対しても多大な貢献を果たすことができる。
【図１】係岸施設に係留された船舶の鳥瞰図
【図２】係岸施設に係留された船舶の平面図
【図３】本発明の一実施例を示す係留監視装置の構成図
【図４】係留された船舶の動揺状態を示す平面図及び正
面図
面図
【図５】係留された船舶の直線運動を示す平面図及び正
面図
面図
【図６】係留された船舶の回転運動を示す平面図及び正
面図
面図
【図７】演算処理部のメインプログラムを示すフローチ
ャート
ャート
【図８】演算処理部のサブプログラムを示すフローチャ
ート
ート
【図９】演算処理部のサブプログラムを示すフローチャ
ート
ート
４…防舷材、５…係留用ロープ、６…反力検知器、７…
張力検知器、８…演算処理部、Ｓ…船舶。
張力検知器、８…演算処理部、Ｓ…船舶。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭52−43283（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−303099（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−35217（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−64693（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−114997（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−46438（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−28079（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−70194（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B63B 21/00 B63B 39/00 G01L 5/16
Claims (2)
- 【請求項１】 係岸施設に複数の防舷材を介して接舷さ
れるとともに、船首尾方向の複数箇所を係留用ロープに
よって係岸施設に繋がれた船舶の係留監視装置におい
て、 前記各防舷材の反力をそれぞれ検出する複数の反力検出
手段と、 前記各係留用ロープの張力をそれぞれ検出する複数の張
力検出手段と、 各反力検出手段及び各張力検出手段の検出データに基づ
いて、船舶の前後、左右及び上下方向の直線運動及び船
舶の重心を通る前後、左右及び上下方向の軸周りの回転
運動に対する動揺量をそれぞれ算出する動揺量算出手段
と、 動揺量算出手段によって算出された各動揺量のうち所定
数の動揺量が所定の限界値を越えた場合に警報を発する
警報手段と を備えたことを特徴とする船舶の係留監視装
置。 - 【請求項２】 前記各反力検出手段及び各張力検出手段
の検出データのうち船舶係留時の初期データを上回って
いる検出データが所定数以下の場合に警報を発する警報
手段を備えた ことを特徴とする請求項１記載の船舶の係
留監視装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5166786A JP2779308B2 (ja) | 1993-07-06 | 1993-07-06 | 船舶の係留監視装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5166786A JP2779308B2 (ja) | 1993-07-06 | 1993-07-06 | 船舶の係留監視装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0717464A JPH0717464A (ja) | 1995-01-20 |
| JP2779308B2 true JP2779308B2 (ja) | 1998-07-23 |
Family
ID=15837653
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5166786A Expired - Lifetime JP2779308B2 (ja) | 1993-07-06 | 1993-07-06 | 船舶の係留監視装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2779308B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101524214B1 (ko) * | 2013-10-25 | 2015-05-29 | 삼성중공업 주식회사 | 하역 위치의 제어가 용이한 부유식 해상구조물 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4798346B2 (ja) * | 2005-09-06 | 2011-10-19 | 独立行政法人海上技術安全研究所 | 係船管理支援システム |
| JP5555874B2 (ja) * | 2010-01-14 | 2014-07-23 | 西武ポリマ化成株式会社 | 防舷材の監視装置 |
| JP5884719B2 (ja) * | 2012-12-20 | 2016-03-15 | 横浜ゴム株式会社 | 空気式防舷材のガイロープの張力検知システムおよび空気式防舷材 |
| KR101444854B1 (ko) * | 2013-01-25 | 2014-09-26 | 삼성중공업 주식회사 | 동적 무어링 시스템 |
| KR102196354B1 (ko) * | 2017-03-30 | 2020-12-30 | (주)비앰아이 | 미모사 소프트웨어와 연계된 계류 해석 처리 장치 및 그 방법 |
| KR102163910B1 (ko) | 2020-08-11 | 2020-10-12 | 주식회사 바론시스템 | 해양플랫폼의 조류정보를 기반으로 한 위치정보 예측 및 위치정보 학습을 통한 계류라인의 장력 예측 시스템 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5243283A (en) * | 1975-09-30 | 1977-04-05 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | Control system for mooring |
-
1993
- 1993-07-06 JP JP5166786A patent/JP2779308B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101524214B1 (ko) * | 2013-10-25 | 2015-05-29 | 삼성중공업 주식회사 | 하역 위치의 제어가 용이한 부유식 해상구조물 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0717464A (ja) | 1995-01-20 |
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