JP6830253B2 - 一軸二舵船の緊急対応処理装置 - Google Patents

Description

本発明は一軸二舵船の緊急対応処理装置に関し、航海当直警報装置の警報信号により停船する技術に係るものである。

従来、船舶には船橋航海当直警報装置を設けることが法に定められている。この船橋航海当直警報装置には、例えば特許文献１に記載するものがある。

これは、通常時に当直者を探知するためのセンサーＡと、当直者が昏倒した時に該昏倒した当直者を探知するためのセンサーＢと、ワッチタイマーリセット出力および出力の制御を行うワッチタイマーリセット出力の制御部の三つにて構成されている。

当直者が前記センサーＡで探知され且つ前記センサーＢで探知されない場合には、当直者が正常作業中であると判断して前記制御部がワッチタイマーリセット信号を出力し、前記正常作業中であると判断された場合以外においては、当直者が昏倒し無人運転状態になったと判断して前記制御部がワッチタイマーリセット信号を出力しないものである。

また、船舶の操縦装置としては、例えば特許文献２に記載するものがある。これは、一基の推進プロペラの後方に一対の舵を推進プロペラ軸心に対して対称の位置に設けた二枚舵システム、あるいは、二基の推進プロペラの後方にそれぞれ一枚の舵を設けた二枚舵システムを有する船舶の操舵制御装置である。

この操舵制御装置は、操舵命令系統がオートパイロット装置とジョイスティック・パネルとから構成され、オートパイロット装置は針路設定装置とジャイロコンパスとからなり、ジョイスティック・パネルはテールインボード設定装置とジョイスティックレバーと舵角設定装置と緊急停止押釦とからなり、制御装置系統が自動演算装置とテールインボード対応操舵量調整器とジョイスティック・ユニットと舵角設定器と緊急停止制御ユニットとから構成される。

特開２０１１−１９７９７９ 特許第５２１３７２９

上記の船橋航海当直警報装置は、基本的に操船者に可視表示の警告や可聴可能な警報を発するものであり、警告および警報で居眠り等により意識が朦朧とした状態にある操船者を覚醒させるものである。

しかし、居眠りから覚醒した操船者の意識は直ちに正常とならず、操船に必要な適切な判断を下せるとは限らない。

本発明は上記の課題を解決するものであり、居眠りから覚醒した操船者に、第１に行うべき操船を指示し、衝突の危機に際して緊急停船させる一軸二舵船の緊急対応処理装置を提供することを目的とする。

上記した課題を解決するために、本発明の一軸二舵船の緊急対応処理装置は、船尾に配置した一基の推進プロペラと、推進プロペラの後方に配置した左右一対の高揚力舵と、各高揚力舵をそれぞれ駆動する一対のロータリーベーン舵取機と、２枚の高揚力舵の舵角を組み合わせて船体運動の方向を制御する操舵制御装置を備える一軸二舵船において、船舶レーダ装置と航海当直警報装置と表示装置と警報装置を備え、船舶レーダ装置は、他船との衝突が予測されるときに衝突警報信号を操舵制御装置に発信し、航海当直警報装置は、設定時間にわたって操船者の動きを検知しないときに、当直者異常警報信号を操舵制御装置に発信し、操舵制御装置は、表示装置に緊急停船を促す緊急対応情報を表示する緊急処理部と、緊急停船押釦のＯＮ操作により起動し、全ての操縦モードに優先して各高揚力舵をそれぞれ外舷側に１０５°転舵させて緊急に停船させる緊急停船部を有し、船舶レーダ装置と航海当直警報装置との双方から前記警報信号の入力を受けたときに、警報装置により可聴警報を発報するとともに、緊急処理部により緊急対応情報として緊急停船押釦の押圧操作を指示するメッセージを表示することを特徴とする。

本発明の一軸二舵船の緊急対応処理方法は、船尾に配置した一基の推進プロペラと、推進プロペラの後方に配置した左右一対の高揚力舵と、各高揚力舵をそれぞれ駆動する一対のロータリーベーン舵取機と、２枚の高揚力舵の舵角を組み合わせて船体運動の方向を制御する操舵制御装置と、船舶レーダ装置と、航海当直警報装置と、表示装置と、警報装置を備える一軸二舵船において、船舶レーダ装置は、他船との衝突が予測されるときに衝突警報信号を操舵制御装置に発信し、航海当直警報装置は、設定時間にわたって操船者の動きを検知しないときに、当直者異常警報信号を操舵制御装置に発信し、操舵制御装置は、船舶レーダ装置と航海当直警報装置との双方から前記警報信号の入力を受けたときに、警報装置により可聴警報を発報するとともに、緊急処理部により緊急対応情報として緊急停船押釦の押圧操作を指示するメッセージを表示し、緊急停船押釦のＯＮ操作を受けた緊急停船部により全ての操縦モードに優先して各高揚力舵をそれぞれ外舷側に１０５°転舵させて緊急に停船させることを特徴とする。

上記の構成により、船舶レーダ装置が他船との衝突を予測する状況において、航海当直警報装置が操船者の動きを検知しないときに、警報装置から可聴警報を発することで操船者を覚醒させるとともに、表示装置に緊急停船を促す緊急対応情報を表示することで、覚醒した操船者に第１に行うべき操船を指示することができ、操船者の判断ミスを軽減しながら安全な操船を実現できる。

また、覚醒した操船者が虚ろな意識の下でも、緊急停船押釦をＯＮ操作するだけの簡単な操船作業で、衝突回避の有効な操船である緊急停船を第１に行うことができ、衝突の危機を減らすことができる。

本発明の実施の形態における一軸二舵船の推力システムおよび操舵制御装置を示す模式図 同実施の形態における一軸二舵船の操舵制御装置の操船スタンドを示す模式図 同実施の形態における操船スタンドの構成を示す模式図 同実施の形態における航海当直警報装置を示す模式図 同実施の形態における操舵制御装置に緊急処理手順を表示する図 同実施の形態における高揚力舵の可動範囲を示す平面図 同実施の形態における推進器および高揚力舵を示し、推力システム１００の船尾部の構成を示す斜視図 舵の組み合せ舵角と旋回方向を示す模式図

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本発明に係る一軸二舵船の操舵制御装置は、船舶の大きさに拘わらず適用可能である。
（実施の形態１）
本実施の形態における二枚舵操舵システムは、図１から図７に示すように、推力システム１００と推力システム１００を制御する操船システム（操舵制御装置）２００からなる。

推力システム１００は、船体１１０の船尾に配置した１基１軸のプロペラからなるプロペラ推進器１０１と、プロペラの後方に配置した２枚の高揚力舵１０２、１０３を配したものである。

各高揚力舵１０２、１０３は、それぞれ、アウトボード（外舷側）へ１０５°、インボード（内舷側）へ３５゜転舵可能に構成されている。そして、１基１軸の推進器（プロペラ）をプロペラ前進回転のままで、１対２枚の高揚力舵１０２、１０３をそれぞれ独立して種々の角度に作動させ、両舷の高揚力舵１０２、１０３を舵角の組合せを変えることによって、プロペラ後流を目的とする望ましい方向に分配し、それぞれの方向の推力を自在に変えることができる。従って、それぞれの方向の推力の合成推力を自在に変えることができ、プロペラ後流を制御して船尾回りの推力を３６０゜全方向にわたって制御することで、船の前後進、停止、前進旋回、後進旋回等の操船を行わせ、船の運動を自由に制御することができる。

さらに、推力システム１００は、高揚力舵１０２、１０３を駆動するロータリーベーン舵取機１０４、１０５と、ロータリーベーン舵取機１０４、１０５を制御する舵制御装置（サーボアンプ）１０６、１０７と、船体１１０の船首側に配置した船首スラスター１０８および船首スラスター１０８を制御するスラスター制御装置１０９を有している。

また、ロータリーベーン舵取機１０４、１０５のそれぞれには、ポンプユニット１５１、１５２と舵角発信器１５３、１５４とフィードバックユニット１５５、１５６が接続しており、フィードバックユニット１５５、１５６が舵制御装置１０６、１０７に接続している。

操船システム（操舵制御装置）２００は、操船スタンド２５０に格納されており、ジャイロコンパス２５１のジャイロ方位を表示するジャイロ方位表示部２５２と、ＧＰＳコンパスを用いたオートパイロットによる操縦モードで操船するオート操船部２５３と、ジョイスティックレバー２５４による操縦モードで操船するジョイスティック操船部２５５と、手動操舵輪２５６による操縦モードで操船する手動操船部２５７と、ノンフォローアップ操舵レバー２５８による操縦モードで操船するノンフォローアップ操船部２５９と、モード切替スイッチ２６０により各操船部の切替を行うモード切替部２６１と、画面にタッチパネルを配したディスプレイ装置２６２と、ディスプレイ装置２６２に映す画像を制御する画像制御部２６３と、緊急停船押釦２６４を操作することにより全ての操縦モードに優先して船舶を緊急に停船させる操縦モードで操船する緊急停船部２６５と、各高揚力舵１０２、１０３の現在舵角を表示する舵角指示装置２７０を制御する舵角指示部２７１をスタンド筺体に一体的に備えている。

画像制御部２６３は、ジャイロ方位を映すジャイロ方位表示画像２６７と、ジャイロ方位表示部２５２をモニター画面上でタッチ操作するための方位表示部操作画像２６８と、オート操船部２５３をモニター画面上でタッチ操作するためのオート操船操作画像２６９を選択的に表示し、あるいは同時に表示する。

ジョイスティック操作部２５５は、ジョイスティックレバー２５４がＸ−Ｙ方向の何れの方向へも操作可能に構成されており、ジョイスティックレバー２５４の傾倒方向で船体の指令運動方向を制御し、傾倒方向における傾倒角度で船首尾方向指令速度および船体横方向指令速度を制御するものである。

ジョイスティック操船部２５５は、両舷の高揚力舵１０２、１０３の舵角をそれぞれジョイスティックレバー２５４の傾倒方向に応じて設定した舵角に制御し、かつ両舷の高揚力舵１０２、１０３の舵角を組合せることで、プロペラ後流の推力を目的方向に向けて変向し、双方のロータリーベーン舵取機１０４、１０５により両舷の高揚力舵１０２、１０３のそれぞれの舵角を外舷側へ１０５°、内舷側へ３５°の範囲で制御する。詳細は後述する。

オート操船部２５３は、ＧＰＳコンパス、電子海図システムにより自船の現在位置情報、誘導経路情報、停船保持位置情報に基づいて自船を予め定めた設定針路に誘導制御するものである。

緊急停船部２６５は、緊急時に緊急停止押釦２６４を押すと、ジョイスティックレバー２５４でいかなる操船状態を指示していようとも、あるいは他の操縦モードで操船していても、現在の操船に係る舵角をキャンセルして、左舷舵１０３を取舵方向（上から見て時計回りの方向）に、右舷舵１０２を面舵方向（上から見て反時計回りの方向）に、それぞれハードオーバー（舵いっぱい）まで転舵させ、船に制動力を与えて停止させる。

手動操船部２５７は、手動操舵輪２５６の回転操作により二枚の高揚力舵１０２、１０３の舵角を制御して操船するものである。

ノンフォローアップ操船部２５９は、ノンフォローアップ操舵レバー２５８を左右に操作している時間に応じて右舷もしくは左舷に舵を切る。

高揚力舵１０２、１０３の基本的な舵角の組合せ、およびジョイスティックレバー２５４の状態と、その呼称及びプロペラ後流線と運動方向を、図８において説明する。

図８中で、舵は水平断面で示してあり、その横あるいは下方に各々の舵の舵角を示している。舵角は右に取るのが正（＋）、左に取るのが負（−）として表示し、これらの舵角の組み合わせに対する呼称を掲げている。プロペラ後流は、細い矢印線で、又、それによる船の推進方向を太い中抜き矢印線で画いている。

ちなみに、「ＴＵＲＮ ＴＯ ＰＯＲＴ」（前進左旋回）は左舷舵−３５°、右舷舵−２５°であり、「ＲＯＴＡＴＥ ＴＯ ＰＯＲＴ」（船首左回頭）は左舷舵−７０°、右舷舵−２５°であり、「ＳＴＥＲＮ ＴＯ ＰＯＲＴ」（船尾左旋回）は左舷舵−１０５°、右舷舵＋４５°から＋７５°であり、「ＡＳＴＥＲＮ ＴＯ ＰＯＲＴ」（後進左旋回）は左舷舵−１０５°、右舷舵＋７５°から＋１０５°であり、「ＡＨＥＡＤ」（前進）は左舷舵０°、右舷舵０°であり、「ＨＯＶＥＲＩＮＧ」（その場停止）は左舷舵−７５°、右舷舵＋７５°であり、「ＡＳＴＥＲＮ」（後進）は左舷舵−１０５°、右舷舵＋１０５°であり、「ＴＵＲＮ ＴＯ ＳＴＡＲＤ」（前進右旋回）は左舷舵＋２５°、右舷舵＋３５°であり、「ＲＯＴＡＴＥ ＴＯ ＳＴＡＲＤ」（船首右回頭）は左舷舵＋２５°、右舷舵＋７０°であり、「ＳＴＥＲＮ ＴＯ ＳＴＡＲＤ」（船尾右旋回）は左舷舵−４５°から−７５°、右舷舵＋１０５°であり、「ＡＳＴＥＲＮ ＴＯ ＳＴＡＲＤ」（後進右旋回）は左舷舵−７５°から−１０５°、右舷舵＋１０５°である。

操船スタンド２５０には、船舶レーダ装置３１０と航海当直警報装置３２０と可聴警報を発報する警報装置３３０が接続している。本実施例１では、可聴警報を発報する警報装置３３０を航海当直警報装置３２０と別途に設けたが、警報装置３３０は航海当直警報装置３２０の警報機器と兼用することも可能である。

船舶レーダ装置３１０は、他船との衝突が予測されるときに警報信号出力部３１１から衝突警報信号を操船スタンド２５０の操船システム（操舵制御装置）２００に発信する。

図４に示すように、航海当直警報装置３２０は、操船者の動きを検知をするモーションセンサー３２１と、操作パネル３２２と、モーションセンサー３２１が設定時間（３分以上１２分以内）にわたって操船者の動きを検知しない場合に、船橋において有効な可視表示を行う可視警報表示部３２３と、可視表示が開始されてから１５秒以内に操船者によって可視表示が解除されない場合に、第１次警報として船橋において有効な可聴警報を発する第１可聴警報発報部３２４と、第１次警報が開始されてから１５秒以内に第１次警報が解除されない場合に、第２次警報として船長室および航海士の居室において有効な可聴警報を発する第２可聴警報発報部３２５と、第２次警報が開始されてから１５秒以内に第２次警報が解除されない場合に、第３次警報として他の乗組員がいる場所において有効な可聴警報を発する第３可聴警報発報部３２６と、モーションセンサー３２１が設定時間（３分以上１２分以内）にわたって操船者の動きを検知しない場合に、当直者異常警報信号を操船システム（操舵制御装置）２００に発信する警報信号出力部３２７を有する。

操船システム（操舵制御装置）２００は、船舶レーダ装置３１０と航海当直警報装置３２０との双方から警報信号の入力を受けたときに、表示装置２６２に緊急対応情報（緊急処理手順）として緊急停船押釦２６４の押圧操作を指示するメッセージを表示する緊急処理部２８１を有している。

以下、上記構成における作用を説明する。
１．ジョイスティックによる操縦モード
モード切替スイッチ２６０を操作してジョイスティックによる操縦モードを選択する。ジョイスティック操船部２５５は、ジョイスティックレバー２５４によって船体の指令運動方向、船首尾方向指令推力、船体横方向指令推力を指令する。

この操船においては、プロペラ推進器１０１をプロペラ前進回転のままで、それぞれの高揚力舵１０２、１０３をそれぞれ独立に種々の角度に作動させてプロペラ後流を制御し、船尾回りの推力を３６０゜全方向にわたって制御する。この制御によって船の前後進、停止、前進旋回、後進旋回等を行わせることにより操船における機動性を向上させることができる。

すなわち、両舷の舵の舵角の組合せを変えることによって、プロペラ後流を目的とする望ましい方向に向けてその方向に推力を変えることができる。ここに挙げた舵角の組み合わせは一例であり、目的とする推進方向及び推力を得るように、舵角の組み合わせを任意に変えることができる。

このように、操船においては推進器推力の反転（プロペラ逆転）が不要であり、主機関は常に前進回転のままであらゆる操船制御が行え、主機関の回転数を加減せずとも、両舵の舵角を加減して、そのときのプロペラ回転数に対応した前進最大速度から後進最大速度まで無段階にきめ細かく船速を制御することができる。
２．緊急停船部による操縦モード
緊急停船押釦２６４を押すことの一挙動で、緊急停船部２６５を起動し、全ての操縦モードに優先して船舶を緊急に停船させることができる。すなわち、ジョイスティックレバー２５４の操舵モードにかかわらず、あるいは他の操縦モードにかかわらず、緊急停船部２６５によってクラッシュアスターンモード（左舷舵は左般１０５°、右舷舵は右舷１０５゜に舵を取る）に切換えて、両舵により非常に大きな制動力と後進力を発生させるので、プロペラ逆転による操船よりもはるかに短い時間、短い距離で船体を停止させることができる。

また、クラッシュアスターンにおいても、主機関を止めて後進再始動をする必要がないため、操船中にいわゆる無制御状態となることがないので、航行における事態ヘのすばやい対応が可能である。

尚、緊急停船部２６５による操船中に、船の特性、外乱等により旋回を起した場合や、または必要によって船首方位を含めて進行力向を変えたい場合には、そのままジョイスティツクレバー２５４を操作すれば通常のジョイスティック操作と同様に、ジョイスティックレバー２５４によって自在に操船して避行航行することができる。
３．オートパイロットによる操縦モード
通常航行操船では、モード切替スイッチ２６０を操作してオートパイロットによる操縦モードを選択する。

ディスプレイ装置２６２のモニター画面上にオート操船操作画像２６９を表示し、モニター画面上のタッチ操作によりオート操船部２５３に自船の位置、進みたい方位、到達したい位置ないし船首尾線方位を入力し、設定した針路で船を自動誘導操船する。オート操船部２５３は、自船の現在位置情報、誘導経路情報、停船保持位置情報に基づいて適宜に舵角を制御する。
４．手動による操縦モード
モード切替スイッチ２６０を操作して手動操舵輪２５６による操縦モードを選択する。この操縦モードでは、手動操舵輪２５６の回転操作により二枚の高揚力舵１０２、１０３の舵角を手動操船部２５７に指示し、二枚の高揚力舵１０２、１０３の舵角を制御して操船する。
５．ノンフォローアップの操縦モード
モード切替スイッチ２６０を操作してノンフォローアップ操縦レバー２５８による操縦モードを選択する。この操縦モードでは、ノンフォローアップ操船部２５９により、ノンフォローアップ操舵レバー２５８を左右に操作している時間に応じて右舷もしくは左舷に舵を切る。
６．緊急処理
操船システム（操舵制御装置）２００は、船舶レーダ装置３１０と航海当直警報装置３２０との双方から警報信号の入力を受けたとき、すなわち、船舶レーダ装置３１０が、他船との衝突を警報するために警報信号出力部３１１から衝突警報信号を操船スタンド２５０の操船システム（操舵制御装置）２００に発信する条件と、航海当直警報装置３２０が、設定時間（３分以上１２分以内）にわたって操船者の動きが検知されないことを警報するために、警報信号出力部３２７から当直者異常警報信号を操船システム（操舵制御装置）２００に発信する条件とが重なる場合に、緊急処理部２８１を起動する。

図５に示すように、緊急処理部２８１は、表示装置２６２に緊急対応情報（緊急処理手順）として緊急停船押釦２６４の押圧操作を指示するメッセージを表示し、警報装置３３０から可聴警報を発報する。

このように、船舶レーダ装置３１０が他船との衝突を予測する状況において、航海当直警報装置３２０が操船者の動きを検知しないときに、警報装置３３０から可聴警報を発することで操船者を覚醒させるとともに、表示装置２６２に緊急停船を促す緊急対応情報を表示することで、覚醒した操船者に第１に行うべき操船を指示することができ、操船者の判断ミスを軽減しながら安全な操船を実現できる。

また、覚醒した操船者が虚ろな意識の下でも、緊急停船押釦２６４をＯＮ操作するだけの簡単な操船作業で、衝突回避の有効な操船である緊急停船を第１に行うことができ、衝突の危機を減らすことができる。

すなわち、緊急停船押釦２６４がＯＮ操作されると、緊急停船部２６５が起動する。そして、全ての操縦モードに優先して船舶を緊急に停船させる。すなわち、ジョイスティックレバー２５４の操舵モードにかかわらず、あるいは他の操縦モードにかかわらず、緊急停船部２６５によってクラッシュアスターンモード（左舷舵は左般１０５°、右舷舵は右舷１０５゜に舵を取る）に切換えて、両舵により非常に大きな制動力と後進力を発生させるので、プロペラ逆転による操船よりもはるかに短い時間、短い距離で船体を停止させることができる。

１００ 推力システム
１１０ 船体
１０１ プロペラ推進器
１０２、１０３ 高揚力舵
１０４、１０５ ロータリーベーン舵取機
１０６、１０７ 舵制御装置
１０８ 船首スラスター
１０９ スラスター制御装置
１５１、１５２ ポンプユニット
１５３、１５４ 舵角発信器
１５５、１５６ フィードバックユニット
２００ 操船システム
２５０ 操船スタンド
２５１ ジャイロコンパス
２５２ ジャイロ方位表示部
２５３ オート操船部
２５４ ジョイスティックレバー
２５５ ジョイスティック操船部
２６２ ディスプレイ装置
２６３ 画像制御部
２７０ 舵角指示装置
２７１ 舵角指示部
２８１ 緊急処理部
３１０ 船舶レーダ装置
３１１、３２７ 警報信号出力部
３２０ 航海当直警報装置
３２１ モーションセンサー
３２２ 操作パネル
３２３ 可視警報表示部
３２４ 第１可視警報発報部
３２５ 第２可視警報発報部
３２６ 第３可視警報発報部
３３０ 警報装置

Claims (2)

1. 船尾に配置した一基の推進プロペラと、推進プロペラの後方に配置した左右一対の高揚力舵と、各高揚力舵をそれぞれ駆動する一対のロータリーベーン舵取機と、２枚の高揚力舵の舵角を組み合わせて船体運動の方向を制御する操舵制御装置を備える一軸二舵船において、
   船舶レーダ装置と航海当直警報装置と表示装置と警報装置を備え、
   船舶レーダ装置は、他船との衝突が予測されるときに衝突警報信号を操舵制御装置に発信し、
   航海当直警報装置は、設定時間にわたって操船者の動きを検知しないときに、当直者異常警報信号を操舵制御装置に発信し、
   操舵制御装置は、表示装置に緊急停船を促す緊急対応情報を表示する緊急処理部と、緊急停船押釦のＯＮ操作により起動し、全ての操縦モードに優先して各高揚力舵をそれぞれ外舷側に１０５°転舵させて緊急に停船させる緊急停船部を有し、船舶レーダ装置と航海当直警報装置との双方から前記警報信号の入力を受けたときに、警報装置により可聴警報を発報するとともに、緊急処理部により緊急対応情報として緊急停船押釦の押圧操作を指示するメッセージを表示することを特徴とする一軸二舵船の緊急対応処理装置。
2. 船尾に配置した一基の推進プロペラと、推進プロペラの後方に配置した左右一対の高揚力舵と、各高揚力舵をそれぞれ駆動する一対のロータリーベーン舵取機と、２枚の高揚力舵の舵角を組み合わせて船体運動の方向を制御する操舵制御装置と、船舶レーダ装置と、航海当直警報装置と、表示装置と、警報装置を備える一軸二舵船において、
   船舶レーダ装置は、他船との衝突が予測されるときに衝突警報信号を操舵制御装置に発信し、
   航海当直警報装置は、設定時間にわたって操船者の動きを検知しないときに、当直者異常警報信号を操舵制御装置に発信し、
   操舵制御装置は、船舶レーダ装置と航海当直警報装置との双方から前記警報信号の入力を受けたときに、警報装置により可聴警報を発報するとともに、緊急処理部により緊急対応情報として緊急停船押釦の押圧操作を指示するメッセージを表示し、緊急停船押釦のＯＮ操作を受けた緊急停船部により全ての操縦モードに優先して各高揚力舵をそれぞれ外舷側に１０５°転舵させて緊急に停船させることを特徴とする一軸二舵船の緊急対応処理方法。

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