JP6806242B2 - 衝突リスク算出プログラム、衝突リスク算出方法および衝突リスク算出装置 - Google Patents
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Description
最初に、実施例にかかる支援システム10の一例を説明する。図1は、支援システムの概略的な構成の一例を示す図である。支援システム10は、船舶の航行を支援する海上交通管制システムである。
次に、実施例にかかる衝突リスク算出装置20の構成について説明する。図2は、衝突リスク算出装置の概略的な構成の一例を示す図である。衝突リスク算出装置20は、陸上施設13に設けられ、船舶の航行を支援する装置である。例えば、衝突リスク算出装置20は、陸上施設13内に配置されたサーバなどのコンピュータ装置に実装される。
図4は、実施例にかかる過去航跡情報のデータ構成の一例を示す図である。過去航跡情報33は、各グリッドを通過した船舶に関する各種の情報を記憶したデータである。図4に示すように、過去航跡情報33は、「グリッドID」、「進入角」、「退出角」、「速度差分」、「船舶ID」などの項目を有する。なお、図4に示した過去航跡情報33の各項目は、一例であり、その他の項目を有してもよい。
図6は、実施例にかかるOZTを示す危険領域情報のデータ構成の一例を示すデータの一例を示す図である。OZTとは、Obstacle Zone by Targetの略であり、船舶衝突の危険領域を円で幾何的に示す1つの指標である。図6に示すように、危険領域情報34は、「時刻」、「MMSI1」、「MMSI2」、「円中心点(緯度)」、「円中心点(経度)」、「円半径(m)」などの項目を有する。なお、図6に示した危険領域情報34の各項目は、一例であり、その他の項目を有してもよい。
図7は、実施例にかかるOZTの表示の一例を示す図である。図7は、図6に示す危険領域情報34を視覚的に表示したものである。例えば、図7に示すように、船舶1および船舶2が、現在における針路および速度を取り続けた場合に、例えば5分後に2船が衝突する可能性が閾値以上となる領域が円の危険領域DZ1で表される。図7では、危険領域DZ1は、1つのみを示すが、これに限られず、航行管制の対象海域を航行する船舶の数に応じて、複数となる。
図8は、実施例にかかるリスク算出結果情報の一例を示す図である。図8に示すように、リスク算出結果情報35は、「時刻」、「船舶1についての情報」「船舶2についての情報」「リスク値1」「リスク値2」「総合リスク値」などの項目を有する。なお、図8に示したリスク算出結果情報35の各項目は、一例であり、その他の項目を有してもよい。
図9は、実施例にかかるOZTにおける領域型リスク値の第1の変換方法を示す図である。リスク算出部44は、図9の速度ベクトルA11で示されるように、各時刻における船舶1(自船)の将来予想航路を生成する。同様に、リスク算出部44は、図9の速度ベクトルA12で示されるように、船舶2(相手船)の将来予想航路を作成する。そして、リスク算出部44は、船舶1(自船)および船舶2(相手船)の組合せに対して危険領域を算出する。図9に示す例では、危険領域は、危険領域DZ11、DZ12、DZ13の3つ算出される。そして、リスク算出部44は、これらの危険領域DZ11、DZ12、DZ13を回避するために船舶1(自船)が取る、現在の針路に対する最小旋回角θ1を算出する。第1の変換方法では、最小旋回角θ1が、変換後のリスク値である。最小旋回角θ1は、最大180°として正規化されている。最小旋回角θ1は、遠方で船舶1(自船)を横切る船舶2(相手船)よりも、間近で船舶1(自船)を横切る船舶2(相手船)の方が、角度が大きくなり高リスクと判定されるという特長を有する。最小旋回角θ1は、操船量の一例である。なお、図9では、最小旋回角θ1は、右旋回角度であるが、左旋回角度、または、右旋回角度および左旋回角度のうち最小角となるいずれかであってもよい。
図10は、実施例にかかるOZTにおける領域型リスク値の第2の変換方法を示す図である。第1の変換方法同様に、リスク算出部44は、図10の速度ベクトルA21で示されるように、各時刻における船舶1(自船)の将来予想航路を作成する。同様に、リスク算出部44は、図10の速度ベクトルA22で示されるように、船舶2(相手船)の将来予想航路を作成する。そして、リスク算出部44は、船舶1(自船)および船舶2(相手船)の組合せに対して危険領域を算出する。図10に示す例では、危険領域は、危険領域DZ21、DZ22、DZ23の3つ算出される。そして、リスク算出部44は、これらの危険領域DZ21、DZ22、DZ23を回避するために船舶1(自船)が取る、現在の針路に対する最小旋回角θ2を算出する。そして、危険領域DZ21、DZ22、DZ23までの距離を、船舶1(自船)と危険領域DZ21を結ぶ接線の接点と、船舶1(自船)までの距離D2とする。そして、船舶1(自船)の各時刻における速度で距離D2を航行するためにかかる時間T2を算出する。第2の変換方法では、最小旋回角θ2を時間T2で除算したリスク値θ2/T2が、変換後のリスク値である。リスク値θ2/T2は、幾何学的な領域をリスク値に変換する際に、危険領域DZ21、DZ22、DZ23に到達するまでの時間T2を考慮することで、船舶1(自船)の旋回操作量だけでなく、衝突回避までの時間をリスク値に反映することができる。最小旋回角θ2は、最大180°として正規化されている。これにより、例えば、船舶1(自船)と危険領域との位置関係が同一であっても、速度が高い方が高リスクと判定されるという特長を有する。最小旋回角θ2および船舶1(自船)の各時刻における速度は、操船量の一例である。なお、図10では、最小旋回角θ2は、右旋回角度であるが、左旋回角度、または、右旋回角度および左旋回角度のうち最小角となるいずれかであってもよい。
図11および図12は、実施例にかかるOZTにおける領域型リスク値の第3の変換方法を示す図である。リスク算出部44は、図11の速度ベクトルA31で示されるように、各時刻における船舶1(自船)の将来予想航路を作成する。同様に、リスク算出部44は、図11の速度ベクトルA32で示されるように、船舶2(相手船)の将来予想航路を作成する。そして、リスク算出部44は、図11の速度ベクトルA31出で示される船舶1(自船)の針路の直線と、危険領域の両方に接する円C3の半径を船舶1(自船)が危険領域DZ31〜DZ33を回避するために操舵する際に旋回する最小旋回半径Rreqとして算出する。また、リスク算出部44は、最大舵角旋回試験における縦距L31、旋回圏(2×L32)を算出し、旋回圏(2×L32)の半径であるL32を船舶1(自船)の旋回半径Rminとする。ここで、縦距L31は、例えば船舶1(自船)の船長の4.5倍以下である。また、旋回圏(2×L32)は、例えば船舶1(自船)の船長の4.5倍以下である。旋回半径Rminは、例えばIMO(International Maritime Organization)基準(2002年)に準拠する。第3の変換方法では、船舶1(自船)の最小旋回半径Rreqを旋回半径Rminで除算したリスク値Rreq/Rminが、変換後のリスク値である。なお、リスク値Rreq/Rminは、最小旋回半径Rreqが旋回半径Rmin以上となる場合に、リスク値が最大値であると正規化されている。最小旋回角θ2および船舶1(自船)の各時刻における速度は、操船量の一例である。なお、図11では、最小旋回半径Rreqは、右旋回角度であるが、左旋回角度、または、右旋回角度および左旋回角度のうち最小旋回半径をとるいずれの旋回角度であってもよい。
図13は、実施例にかかる過去航跡情報集計処理の一例を示すフローチャートである。過去航跡情報集計処理は、所定のタイミング、例えば、後述する衝突リスク算出処理の前のタイミングや、処理開始を指示する所定操作を受け付けたタイミングで実行される。
図14は、実施例にかかる衝突リスク算出処理の一例を示すフローチャートである。衝突リスク算出処理は、所定のタイミング、例えば、所定周期もしくは処理開始を指示する所定操作を受け付けたタイミングで実行される。
図15は、実施例にかかる数値型リスク値算出処理の一例を示すサブルーチンを示す図である。図15は、図14に示す衝突リスク算出処理のステップS23Aの処理において、リスク算出部44が、算出対象の数値型リスク値に対応する数値型リスク値算出モジュールを呼び出して実行し、「リスク値1」を算出する処理である。
図16は、実施例にかかる領域型リスク値算出処理の一例を示すサブルーチンを示す図である。図16は、図14に示す衝突リスク算出処理のステップS23Bの処理において、リスク算出部44が、算出対象の領域型リスク値に対応する領域型リスク値算出モジュールを呼び出して実行し、「リスク値2」を算出する処理である。
さて、これまで開示の技術に関する実施例について説明したが、開示の技術は上述した実施例以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよい。そこで、以下では、開示の技術に含まれる他の実施例を説明する。
上述の実施例では、危険領域は、OZTであるが、これに限られず、CDL(Collision Danger Line)であってもよい。図17は、実施例にかかるCDLにおける領域型リスク値の変換方法を示す図である。図18は、実施例にかかるCDLの表示の一例を示す図である。
上述の実施例では、危険領域を示す時刻は、現在時刻から所定時間後、例えば5分後である。しかし、これに限らず、危険領域を示す時刻は、現在時刻であってもよい。
上述の実施例では、衝突リスク算出装置20は、陸上施設13内に配置されたサーバなどのコンピュータ装置に実装される。しかし、これに限られず、衝突リスク算出装置20は、船舶11の衝突防止を目的とした装置として、船舶11自体へ搭載されてもよい。
上述の実施例では、衝突リスク算出装置20は、現在時刻から所定時間後の船舶同士の衝突リスク値を算出して表示などする。しかし、これに限られず、衝突リスク算出装置20は、過去データから、事故には至らなかったが危険な事例を抽出してもよい。これにより、衝突リスク算出装置20は、過去の事例解析や危険箇所マップ作成の支援を行い、船舶衝突の事故防止に資することができる。
また、上述の実施例で説明した各種の処理は、予め用意されたプログラムをパーソナルコンピュータやワークステーションなどのコンピュータシステムで実行することによって実現することもできる。そこで、以下では、上述の実施例と同様の機能を有するプログラムを実行するコンピュータシステムの一例を説明する。図19は、衝突リスク算出プログラムを実行するコンピュータを示す図である。
2 船舶(相手船)
10 支援システム
11 船舶
12 AIS装置
13 陸上施設
13A 無線通信装置
20 衝突リスク算出装置
21 外部I/F部
22 入力部
23 表示部
30 記憶部
31 AIS蓄積データ
32 グリッド情報
33 過去航跡情報
34 危険領域情報
35 リスク算出結果情報
40 制御部
41 取得部
42 過去航跡情報算出部
43 危険領域情報算出部
44 リスク算出部
45 出力部
Claims (8)
- コンピュータに、
第1の船舶および第2の船舶それぞれの位置および速度に関する進行情報を取得し、
前記第1の船舶および前記第2の船舶それぞれの前記進行情報から、前記第1の船舶および前記第2の船舶が将来衝突する可能性がある領域を算出し、
前記領域を回避するために前記第1の船舶または前記第2の船舶が取る最小旋回角に基づく第1のリスク値を算出する
処理を実行させることを特徴とする衝突リスク算出プログラム。 - さらに、前記コンピュータに、
前記第1の船舶および前記第2の船舶が将来衝突する可能性を数値的に示す第2のリスク値を算出し、
前記第1のリスク値および前記第2のリスク値を重み付けして前記第1の船舶および前記第2の船舶が将来衝突する可能性を示す第3のリスク値を算出する
処理を実行させることを特徴とする請求項1に記載の衝突リスク算出プログラム。 - さらに、前記コンピュータに、
過去に航行した船舶の進行情報から、前記第1の船舶および前記第2の船舶それぞれの複数の将来進路を算出し、それぞれの生起確率で前記複数の将来進路を重み付けして、前記第1の船舶および前記第2の船舶それぞれの将来進路を算出し、
前記将来進路をもとに、前記第1のリスク値または前記第2のリスク値を算出する
処理を実行させることを特徴とする請求項2に記載の衝突リスク算出プログラム。 - 前記第1のリスク値は、前記最小旋回角である
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の衝突リスク算出プログラム。 - 前記第1のリスク値は、前記最小旋回角を、前記最小旋回角を取る前記第1の船舶または前記第2の船舶が前記領域との接点に至るまでにかかる時間で除算した値である
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の衝突リスク算出プログラム。 - 前記第1のリスク値は、前記領域を回避するために前記第1の船舶または前記第2の船舶の一方の船舶が行う操舵の際の最小旋回半径を、前記一方の船舶の最大舵角旋回試験における旋回圏の半径で除算した値である
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の衝突リスク算出プログラム。 - コンピュータが、
第1の船舶および第2の船舶それぞれの位置および速度に関する進行情報を取得し、
前記第1の船舶および前記第2の船舶それぞれの前記進行情報から、前記第1の船舶および前記第2の船舶それぞれの将来進路を算出し、
前記将来進路から、前記第1の船舶および前記第2の船舶が将来衝突する可能性がある領域を算出し、
前記領域を回避するために前記第1の船舶または前記第2の船舶が取る最小旋回角に基づく第1のリスク値を算出する
処理を実行することを特徴とする衝突リスク算出方法。 - 第1の船舶および第2の船舶それぞれの位置および速度に関する進行情報を取得する取得部と、
前記第1の船舶および前記第2の船舶それぞれの前記進行情報から、前記第1の船舶および前記第2の船舶それぞれの将来進路を算出する将来進路算出部と、
前記将来進路から、前記第1の船舶および前記第2の船舶が将来衝突する可能性がある領域を算出する領域情報算出部と、
前記領域を回避するために前記第1の船舶または前記第2の船舶が取る最小旋回角に基づく第1のリスク値を算出するリスク算出部と
を有することを特徴とする衝突リスク算出装置。
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