JP4505395B2 - 海上輸送監視システム - Google Patents

Description

本発明は、海上輸送監視システムに関し、さらに詳しくは、曳船で曳航される輸送台船の甲板上に固定されて海上輸送される大型輸送物の固定状態を監視して、安全かつ効率の良い海上輸送を可能とする海上輸送監視システムに関するものである。

トラック等では輸送が困難な大型輸送物は、輸送船を利用して海上輸送されることが多い。しかしながら、海上輸送する場合は、波や風の影響を大きく受けるので、ずれや転倒を防止するために大型輸送物を輸送船にワイヤや溶接等で強固に固定する必要があり、その固定方法も提案されている（例えば、特許文献１参照）。

従来、大型輸送物を輸送船に固定する固定強度は、例えば、海上輸送中に大型輸送物に生じると予測される加速度に基づいて、固定部に作用する応力を算出し、その応力に固定部が耐え得るように決定されている。

一般的な輸送船を用いる場合は、固定部の固定状態を常時監視できるが、大型輸送物を無人の輸送台船に積載し、輸送台船を曳船で曳航して海上輸送する場合は、固定状態を逐次、正確に把握することが困難であり、固定強度が十分であるかを判断することできないという問題があった。そのため、天候や海の状態が悪くなりそうな場合は、早期に曳航を中断して引き返したり、最寄の港に寄港したり、大きく迂回する等して、極めて安全な対処をしなければならず、輸送日程が大幅に変更となる等、輸送効率を向上させることが困難であった。
特開平７−４１０８１号公報

本発明の目的は、曳船で曳航される輸送台船の甲板上に固定されて海上輸送される大型輸送物の固定状態を監視して、安全かつ効率の良い海上輸送を可能とする海上輸送監視システムを提供することにある。

上記目的を達成するため本発明の海上輸送監視システムは、曳船で曳航される輸送台船の甲板上に固定されて海上輸送される大型輸送物の固定状態を監視する海上輸送監視システムであって、海上輸送中に前記大型輸送物に生じる加速度を予測し、該予測加速度に基づいて決定した固定強度で前記大型輸送物を前記輸送台船の甲板上に固定し、前記大型輸送物に取付けた加速度測定装置と、該加速度測定装置から送信される測定加速度データが入力される情報処理装置と、前記曳船に設置され前記情報処理装置の処理データを表示する表示装置とを備え、前記情報処理装置が、前記予測加速度に基づいて決定された予め入力されている許容加速度データと、海上輸送中の前記測定加速度データとを比較して、前記大型輸送物の固定状態の適否を判定し、該判定結果を前記表示装置にリアルタイムで表示することを特徴とするものである。

本発明の海上輸送監視システムによれば、大型輸送物に取付けた加速度測定装置によって、海上輸送中に大型輸送物に作用する加速度をリアルタイムで測定できる。この加速度測定装置から送信される測定加速度データを情報処理装置に入力して演算することで、輸送中に大型輸送物の固定部に作用する力を算出することができる。

情報処理装置には、大型輸送物に生じると予測された予測加速度に基づいて、固定部に作用する応力によって固定部が破損等することがないように決定された許容加速度データが予め入力され、この許容加速度データと、測定加速度データとを比較することで、大型輸送物の固定部の強度が十分耐え得る状態か否かを判定することができる。

判定結果が曳船に設置した表示装置にリアルタイムで表示されるので、常に大型輸送物の固定状態を把握することができ、判定結果に応じて曳船を操縦して、輸送台船の向き、速度を変更することで、安全な曳航が可能となる。このように、客観的データに基づいて海上輸送するので、従来のように、大幅に輸送日程を変更する等の対処をしなくて済み、輸送効率の向上が可能となる。

以下、本発明の大型輸送物の海上輸送監視システムについて図に示した実施形態に基づいて説明する。

図１に本発明の海上輸送監視システムの全体構成を例示し、図３に海上輸送監視システムを用いて海上輸送されている大型輸送物１を示す。図３に示すように、大型輸送物１は、曳索４で曳船３につながれた無人の輸送台船２に積載されて、曳船３の操作によって速度、向きを変えて所定の航路で海上輸送される。大型輸送物１は、海上輸送中に波の揺れや風等の影響を大きく受けるので、輸送台船２の甲板上に溶接、ワイヤ、ボルト等の固定手段によって、固定部５で強固に固定されて、ずれや倒れが防止される。

大型輸送物１とは、例えば、プラント設備、沈埋函、橋梁、橋脚、ガスタンク、船舶・船体ブロック、石油採掘やぐら等であり、大きさを例示すれば、長さが１０〜２００ｍ、高さが１０〜５０ｍ、重量が１００〜２００００ｔｏｎ程度である。尚、本発明における大型輸送物１の大きさは、この範囲に限定されるものではない。

大型輸送物１の上端部には、ジャイロ加速度測定装置６と２基のＧＰＳ受信機８ａ、８ｂが設置され、それぞれ無線ＬＡＮ９ａに接続されている。それぞれの設置位置は、特に限定されないが、ジャイロ加速度測定装置６は加速度データを正確に測定できる場所に固定し、設置数を複数にしてもよい。ＧＰＳ受信機８ａ、８ｂは輸送台船２に固定してもよい。

輸送台船２には、無線ＬＡＮ９ｂに接続された船体姿勢センサ７が設置されている。船体姿勢センサ７は、船体姿勢データを取得可能な、例えば、ジャイロ加速度測定装置を用いる。船体姿勢センサ７の設置位置は、特に限定されないが、正確な船体姿勢データを取得できる場所に固定し、設置数を複数にすることもできる。大型輸送物１に設けた無線ＬＡＮ９ａと輸送台船２に設けた無線ＬＡＮ９ｂとは、統合して１つにすることもできる。

曳船３には、無線ＬＡＮ９ｃに接続された情報処理装置１０が設置され、この情報処理装置１０には、曳船３に設置された２基のＧＰＳ受信機１１ａ、１１ｂ、表示装置１２、船用公衆通信手段１３が接続されている。

この海上輸送監視システムは、図２に例示するシステムフローに従って、大型輸送物１の固定状態を監視して、安全で効率的な輸送を実現する。まず、大型輸送物１、輸送台船２、曳船３等のスペックと、航路の気象、海象条件等の諸データを用いて海上輸送中に大型輸送物１に生じるＸＹＺ方向の三軸方向の加速度Ｇｐが予測される。

この予測加速度Ｇｐに基づいて、海上輸送中に大型輸送物１と輸送台船２の甲板とを固定する固定部５に生じる応力が算出されて、十分な固定強度で大型輸送物１が甲板上に固定される。

ここで、固定部５の固定強度に対して、安全率や負荷応力の繰返し数等を考慮して、固定部５を破損等させることがない許容応力が設定され、この許容応力を発生させるＸＹＺ方向の三軸方向の加速度、即ち、許容加速度Ｇｎが算出、決定される。この許容加速度Ｇｎデータは、予め、情報処理装置１０に入力される。

以上の準備工程を経て、曳船３で輸送台船２を曳航して大型輸送物１を海上輸送する。曳航中は所定間隔、例えば、０．５〜１．０秒程度の間隔で、加速度測定装置５によって、大型輸送物１に作用するＸＹＺ方向の三軸方向の加速度Ｇｒが測定され、この測定加速度Ｇｒデータは、無線ＬＡＮ９ａ、９ｃを通じて送受信されて、情報処理装置１０に入力される。この加速度Ｇｒの測定間隔は、適宜、変更することが可能で、波が荒いなど比較的大きな加速度Ｇｒが測定される場合は測定間隔を短くして、詳細な監視をし、波が穏やか等で加速度Ｇｒが小さい場合は測定間隔を長くすることができる。

情報処理装置１０では、入力された測定加速度Ｇｒデータと許容加速度Ｇｎデータとが比較され、固定状態の適否が瞬時に判定される。測定加速度Ｇｒデータの値が許容加速度Ｇｎデータの値よりも小さい場合は、固定部５は、作用する応力に対して十分な固定強度を有していると判定され、表示装置１２にリアルタイムで比較データが表示される。この比較データとともに、固定状態が安全であり、そのまま続航可能な旨を表示することが好ましい。曳船３の操縦者はこの表示にしたがって、予定どおりの航路を進むように曳船３を操縦する。

一方、測定加速度Ｇｒデータの値が許容加速度Ｇｎデータの値以上の場合は、固定部５に過度の応力が生じていると判定され、表示装置１２には、リアルタイムで比較データが表示される。この比較データとともに、固定状態に不安があり、回避行動を促す回避表示、例えば、「近隣の港に寄港」、「速度を下げる」、「進行方向を特定の方向に変更」等の表示をすることが好ましい。曳船３の操縦者はこの表示にしたがって曳船３を操縦し、固定部５に許容応力を超える応力が作用しないようにする。

例えば、輸送台船２の左右いずれかの側方から大波が押し寄せて、この波の進行方向や上下方向の測定加速度Ｇｒデータの値が許容加速度Ｇｎデータの値を超えている場合は、輸送台船２の船首を波の進行方向に対向させるように、進行方向の変更の指示が表示装置１２に表示される。

以上のように、リアルタイムで固定部５の固定状態の適否を判定して、その判定結果を表示装置１２に表示することによって、固定部５に許容応力を超える応力が生じないようにして破損等を防止し、大型輸送物１を安全に海上輸送をすることができる。また、測定加速度Ｇｒおよび許容加速度Ｇｎの客観的データに基づいて監視するので、従来のように必要以上に早く極端な回避行動をとって、輸送日程を大幅に変更することがなく、これに伴いコストの低減も可能となり、輸送効率を向上させることができる。

船体姿勢センサ７によって所定間隔で測定された船体姿勢データは、無線ＬＡＮ９ｂ、９ｃを通じて送受信されて情報処理装置１０に入力される。情報処理装置１０は、船体姿勢データに基づいて輸送台船２の船体姿勢を演算し、その演算した船体姿勢がリアルタイムで表示装置１２に表示される。例えば、輸送台船２のロール角度やピッチ角度の数値や、この数値と数値を表現する画像が表示される。

大型輸送物１の固定がずれたり、傾いたりしている場合は、輸送台船２の船体姿勢が慢性的に偏るなどの異常が生じるので、加速度測定装置６だけでは把握できない大型輸送物１の固定状態を把握することができる。

また、大型輸送物１に設置されたＧＰＳ受信機８ａ、８ｂと人工衛星１５とにより、大型輸送物１の位置データが無線ＬＡＮ９ａ、９ｃを通じて情報処理装置１０に入力され、データ処理されて表示装置１２にリアルタイムで大型輸送物１の現在位置が表示される。曳船３に設置されたＧＰＳ受信機１１ａ、１１ｂからの曳船３の位置データは、情報処理装置１０に入力され、データ処理されて表示装置１２にリアルタイムで曳船３の現在位置が表示される。このように、大型輸送物１および曳船３の現在位置がリアルタイムで正確に把握できるので、曳船３の操縦者は、気象や海象がより穏やかで最短距離となる航路を容易に選択でき、安全で効率的な海上輸送が可能となる。

情報処理装置１０に入力されたデータおよび処理データは、情報処理装置１０に接続された船用公衆通信手段１３によって、別途、陸上等に設けられた監視室１４に送信される。これによって、監視室１４では、曳船３の操縦者が得る情報をリアルタイムで共有することができ、緊急時等には監視室１４から曳船３の操縦者に適切な対処指示を出すことができる。

実施形態で示したような重心が高い大型輸送物１は、平面方向の移動規制に加えて転倒を防止のために上下移動が規制されて固定されるが、重心が低く転倒の可能性がない大型輸送物１は、平面方向の移動のみを規制して固定することがある。この場合は、測定加速度Ｇｒデータは、Ｚ方向（上下方向）を除いたＸＹ方向（平面方向）の二軸方向のデータにすることができる。情報処理装置１０に入力された各データは、別途、時系列で出力する等して、様々な解析データとして用いることができる。

本発明の大型輸送物の海上輸送監視システムの構成を例示する全体概要図である。 図１の海上輸送監視システムのフローを例示するシステムフロー図である。 図１の海上輸送監視システムを用いて海上輸送されている大型輸送物を例示する説明図である。

符号の説明

１ 大型輸送物
２ 輸送台船
３ 曳船
４ 曳索
５ 固定部
６ ジャイロ加速度測定装置
７ 船体姿勢センサ（ジャイロ加速度測定装置）
８ａ、８ｂ （輸送物用）ＧＰＳ受信機
９ａ、９ｂ、９ｃ 無線ＬＡＮ
１０ 情報処理装置
１１ａ、１１ｂ （曳船用）ＧＰＳ受信機
１２ 表示装置
１３ 船用公衆通信手段
１４ 監視室
１５ 人工衛星

Claims (3)

1. 曳船で曳航される輸送台船の甲板上に固定されて海上輸送される大型輸送物の固定状態を監視する海上輸送監視システムであって、海上輸送中に前記大型輸送物に生じる加速度を予測し、該予測加速度に基づいて決定した固定強度で前記大型輸送物を前記輸送台船の甲板上に固定し、前記大型輸送物に取付けた加速度測定装置と、該加速度測定装置から送信される測定加速度データが入力される情報処理装置と、前記曳船に設置され前記情報処理装置の処理データを表示する表示装置とを備え、前記情報処理装置が、前記予測加速度に基づいて決定された予め入力されている許容加速度データと、海上輸送中の前記測定加速度データとを比較して、前記大型輸送物の固定状態の適否を判定し、該判定結果を前記表示装置にリアルタイムで表示する海上輸送監視システム。
2. 前記輸送台船に船体姿勢センサを設置し、該船体姿勢センサから送信される船体姿勢データを前記情報処理装置に入力し、前記情報処理装置で演算された前記輸送台船の船体姿勢を前記表示装置にリアルタイムで表示する請求項１に記載の海上輸送監視システム。
3. 前記大型輸送物および前記曳船にそれぞれＧＰＳ受信機を設置し、該ＧＰＳ受信機から送信される位置データを前記情報処理装置に入力し、前記情報処理装置で演算された前記大型輸送物および前記曳船の位置を前記表示装置にリアルタイムで表示する請求項１または２に記載の海上輸送監視システム。
   

Images