JP7193265B2

JP7193265B2 - 運搬システム及び運搬方法

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Publication number: JP7193265B2
Application number: JP2018149605A
Authority: JP
Inventors: 英樹杉本; 俊哉武井
Original assignee: Penta Ocean Construction Co Ltd
Current assignee: Penta Ocean Construction Co Ltd
Priority date: 2018-08-08
Filing date: 2018-08-08
Publication date: 2022-12-20
Anticipated expiration: 2038-08-08
Also published as: JP2020023286A

Description

本発明は対象物を水中及び水上で運搬する技術に関する。

水中の所定位置と水上の所定位置の間で対象物を運搬しなければならない場合がある。例えば、レアメタルを含む鉱石を採掘する場合、水底の採掘現場で採掘した鉱石を荷揚港等の目的地まで運搬しなければならない。

例えば、特許文献１には、海上に浮かぶ母船にアンビリカルケーブルにより連結され海底面に着底するランチャーと、該ランチャーより発進し、独自の推進動力装置、海中・底物体認識手段、作業手段を有する無索型ロボットとを有する海中・底作業ロボットシステムが記載されている。

特許文献１に記載の海中・底作業ロボットシステムは、無索型ロボットが水底で鉱石等の対象物を採取した後、浮上することによって、水底から水上まで対象物を運搬することができる。

また、例えば、特許文献２には、水面上を浮遊する積荷を半潜水状態で積み降ろしするフロートオンフロートオフ船が記載されている。

特許文献２に記載のフロートオンフロートオフ船は、鉱石等の対象物を収容した積荷が水面上を浮遊している場合、その積荷を積み込んで荷揚港等まで航行することによって、水上の或る位置から水上の目的地まで対象物を運搬することができる。

特開昭６０－３７３９２号公報実開昭６１－１３８７９５号公報

特許文献１に記載の海中・底作業ロボットシステムによる場合、無索型ロボットは独自の推進動力装置、海中・底物体認識手段に加え、鉱石等の対象物を採取するための作業手段を有する必要があるため、無索型ロボットの総重量に対する運搬可能な対象物の重量をあまり大きくすることができない。従って、特許文献１に記載の海中・底作業ロボットシステムによる場合、大量の対象物を運搬するためには無索型ロボットが沈降と浮上を何回も繰り返す必要があり、長時間を要する。

また、特許文献１に記載の海中・底作業ロボットシステムによる場合、水上まで浮上した無索型ロボットを、例えば荷揚港等の目的地までいかに運搬するか、という問題がある。例えば、押船又は曳船により無索型ロボットを目的地まで航行させることが考えられる。ただし、無索型ロボットは水上の航行に適する形状に設計されていないため、一般的に水上を高速航行できない。従って、無索型ロボットの航行には長時間を要する。

また、水上に浮上してきた無索型ロボットを母船に積み込み、母船が自航して無索型ロボットを目的地まで運搬することが考えられる。無索型ロボットを母船に積み込む方法としては、例えば、クレーンにより無索型ロボットを水面から吊り上げて母船の船倉等に吊り下ろすことが考えられる。その場合、水上を浮遊している無索型ロボットにクレーンの吊り具を連結する必要があり、静穏度が低い外洋では、作業員が水上で事故に遭う危険が伴うとともに作業に長時間を要する。さらに、クレーンによって吊り上げが可能な重量には制限があるため、無索型ロボットの総重量を小さくする必要があり、運搬できる鉱石等の対象物の量も必然的に少なくなる。

特許文献２に記載のフロートオンフロートオフ船による場合、積荷の積み降ろしの際に、船尾部分に固着されている動滑車を設けたシンカーを水底に沈めた後、シンカーの動滑車に掛け回された索体を巻き取ることで、船尾部分を水中に全没させる必要がある。水底の水深が深いほど、事前にシンカーを水底まで沈める作業と、船尾部分を水中に全没させる作業に長時間を要する。

また、特許文献２に記載のフロートオンフロートオフ船による場合、船尾部分が水中に全没した状態のフロートオンフロートオフ船に、水上を浮遊する積荷をいかに積み込むか、という問題がある。例えば、浮遊する積荷を索で引き寄せてフロートオンフロートオフ船の荷台部分に積み込むことが考えられる。その場合、水上を浮遊している積荷に索を連結する必要があり、静穏度が低い外洋では、作業員が水上で事故に遭う危険が伴うとともに作業に長時間を要する。

さらに、静穏度が低い外洋で積荷をフロートオンフロートオフ船に積み込む場合、積荷とフロートオンフロートオフ船の両方が水上で動揺しているため、積荷とフロートオンフロートオフ船がぶつかり合い、それらのいずれか又は両方が破損する危険がある。従って、積荷をフロートオンフロートオフ船に積み込む作業は慎重に行われる必要があり、長時間を要する。

上述の事情に鑑み、本発明は、水中の所定位置と水上の所定位置との間で資機材等の対象物を迅速かつ安全に運搬する手段を提供する。

上述の課題を解決するために、本発明は、対象物を積み込んで水中を浮上沈降する容器と、底面に開口部が設けられた船とを備え、前記容器は、前記開口部を通って前記船に収容され、前記開口部を通って前記船から離脱される運搬システムであって、前記容器は、水中で浮上を開始後に、前記船の直下において水面より所定距離の水深に達した後に前記開口部の位置を特定する特定手段と、水中で前記容器の方角を調整する調整手段と、前記調整手段の動作を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記特定手段が特定した前記開口部の位置に基づき、前記調整手段の動作を制御して、前記船の直下の前記容器が前記開口部を通過できるように前記容器の方角を調整する運搬システムを第１の態様として提案する。

上記の第１の態様に係る運搬システムにおいて、前記容器は、前記容器を基準とする前記船の相対位置を計測する計測手段と、水中で水平方向に移動する移動手段とを備え、前記制御手段は、前記移動手段の動作を制御し、前記容器は、前記計測手段が計測した前記容器を基準とする前記船の相対位置に基づき、前記移動手段により前記船の直下に移動し、前記制御手段は、前記特定手段が特定した前記開口部の位置に基づき、前記移動手段の動作を制御して、前記船の直下の前記容器が前記開口部を通過できるように前記容器の水平方向の位置を調整する、という構成が第２の態様として採用されてもよい。

上記の第１又は第２の態様に係る運搬システムにおいて、前記船は複数の区画に区切られた収容空間を有し、前記複数の区画の各々に前記容器を収容可能である、という構成が第３の態様として採用されてもよい。

また、本発明は、船を用いて水底の対象物を運搬する運搬方法であって、水中で前記対象物を積み込まれた容器が水中で浮上を開始し、前記船の直下において、水面より所定距離だけ浅い水深に達した後に前記船の底面に設けられた開口部の位置を特定し、前記船の直下において、特定した位置の前記開口部を通過できるように自らの方角を調整し、前記開口部を通って前記船に収容される運搬方法を第４の態様として提案する。

一実施形態に係る運搬システムを示した図。一実施形態に係る容器の外観を模式的に示した図。一実施形態に係る船の外観を模式的に示した図。一実施形態に係る運搬システムが対象物を運搬する様子を示した図。一実施形態に係る運搬システムが対象物を運搬する際の動作のフローを示した図。一実施形態に係る運搬システムが対象物を運搬する様子を示した図。一実施形態に係る運搬システムが対象物を運搬する際の動作のフローを示した図。一実施形態に係る船が容器を収容する様子を示した図。一実施形態に係る船が容器を収容する際の運搬システムの動作のフローを示した図。一変形例に係る船の平面図。一変形例に係る船の正面図。一変形例に係る運搬システムにおける船から巻き出される牽引ワイヤと容器１１の位置関係を示した図。

［実施形態］
以下に本発明の一実施形態に係る運搬システム１及び運搬システム１により行われる運搬方法を説明する。図１は、運搬システム１を示した図である。運搬システム１は、対象物を積み込んで水中を浮上沈降する容器１１と、底面に開口部が設けられた船１２を備える。

例えば、水底Ｇにおいて対象物（例えば採掘された鉱石）が積み込まれた容器１１は、水底Ｇから浮上し、水面Ｗ上で待機している船１２の底面に設けられた開口部Ｏを通って船１２に収容される。容器１１を収容した船１２は港Ｐまで航行する。港Ｐでは、容器１１に積み込まれた対象物が陸に荷揚げされる。

また、例えば、港Ｐにおいて対象物（例えば基礎造築のための捨石）が積み込まれた容器１１を収容した船１２は、水上の目的位置まで航行する。容器１１は、目的位置に到着した船１２から開口部Ｏを通って離脱され、水底Ｇまで沈降する。水底Ｇでは、着底した容器１１から対象物の取り出しが行われる。

なお、上記の対象物の運搬経路は例示であって、様々な運搬経路があり得る。例えば、容器１１が水底で積み込まれた対象物（土砂等）を水面まで運搬し、船１２が容器１１を収容して水上の別の場所まで運搬した後、船１２から離脱された容器１１が対象物を水底まで運搬してもよい。

図２は、容器１１の外観を模式的に示した図である。図２（Ａ）は容器１１の平面図、図２（Ｂ）は容器１１の正面図、図２（Ｃ）は容器１１の右側面図である。容器１１は、外側容器１１２と内側容器１１１を備える。内側容器１１１は対象物を収容するコンテナである。外側容器１１２は内側容器１１１を収容し、水中を浮上沈降する装置である。

内側容器１１１は開閉するフード１１１１を備えている。図２に例示のフード１１１１はシャッター式であるが、軸周りの開閉式等、フード１１１１の開閉の構造にはいずれの方式が採用されてもよい。

外側容器１１２は、外側容器１１２が備える電動装置に電力を供給するバッテリ１１２１と、鉛直方向の推力を発生させるスラスタ１１２２と、水平方向の推力を発生させるスラスタ１１２３と、容器１１が船１２に収容される際に船１２から下ろされる牽引ワイヤの誘導に用いられる先綱１１２４と、容器１１の浮力調整を行う浮力調整機構１１２５と、容器１１が水底Ｇに着底する際に水底Ｇに接し容器１１本体を支持する脚１１２６を備えている。

バッテリ１１２１は着脱可能であり、港Ｐにおいて交換される。スラスタ１１２２は、主に容器１１の姿勢調整のために用いられる。スラスタ１１２３は、主に容器１１の方角調整と水平方向の移動のために用いられる。先綱１１２４は、索体とその先端に取り付けられた浮体で構成される。

浮力調整機構１１２５は、バラストタンクと気蓄器を備える。容器１１が浮上する際には、気蓄器に収容されていた圧縮空気がバラストタンクに注入され、バラストタンクに収容されていた水が外部に排水されて、容器１１の浮力が増加する。また、容器１１が沈降する際には、バラストタンクに収容されていた空気が圧縮されて気蓄器に収容され、バラストタンクに外部から水が流れ込んで、容器１１の浮力が減少する。

なお、図２に例示の容器１１は、スラスタ１１２２、スラスタ１１２３、先綱１１２４、脚１１２６を４個ずつ、また、浮力調整機構１１２５を２つ備えるが、これらの数は変更されてよい。

容器１１は、図２で図示を省略している構成部として、カメラ、ライト、水圧センサ、水中モデム、トランスデューサ、ソナー、ＤＶＬ(Doppler Velocity Logs)、ＡＤＣＰ(Acoustic Doppler Current Profiler)、制御ユニットを備えている。

カメラは、容器１１が水底Ｇに着底する前に下方を撮影する。この場合、カメラが撮影した画像は容器１１の着底領域の決定に用いられる。制御ユニットはカメラが撮影した画像を認識して、水底Ｇ内の障害物がない平坦な最寄りの着底位置を特定し、特定した着底位置に着底するように、スラスタ１１２３の動作を制御して容器１１の水平方向における位置と容器１１の方角を調整する。

また、カメラは、容器１１が船１２に収容される前に上方を撮影する。この場合、カメラが撮影した画像は船１２の底面に設けられた開口部の位置の特定に用いられる。制御ユニットはカメラが撮影した画像を認識して船１２の開口部の位置を特定し、特定した位置の開口部を容器１１が通過できるように、スラスタ１１２３の動作を制御して容器１１の水平方向における位置と容器１１の方角を調整する。

ライトはカメラが撮影を行う際、撮影方向に光を照らす。水圧センサは水圧を計測する。制御ユニットは、水圧センサにより計測された水圧に基づき容器１１の水深を特定する。水中モデムは船１２が備える水中モデムとの間で音波（本願において、音波は超音波を含む）によりデータ通信を行う。

トランスデューサは、例えばＵＳＢＬ(Ultra Short Base Line)方式の音響測位システムを構成する装置であり、容器１１を基準とする船１２の相対的な位置を計測するために用いられる。トランスデューサは呼出信号を送波し、その応答として船１２が備えるトランスポンダから送波される応答信号を３以上の素子で受波して、受波した応答信号の位相差から、自装置を基準とする船１２の位置を計測する。

ソナーは、例えばアクティブ・ソナーであり、音波信号を送波し、その反射波から外部に存在する物までの距離や形状を測定する。ＤＶＬは、水底Ｇに対し音波信号を送波し、その反射波に含まれるドップラー周波数から容器１１の対地速度を計測する。ＡＤＶＰは、周囲の水に対し音波信号を送波し、水に含まれる浮遊懸濁物で反射した音波信号の反射波に含まれるドップラー周波数から容器１１の周囲の水の流速を計測する。制御ユニットは容器１１の他の構成部の動作を制御する。

図３は、船１２の外観を模式的に示した図である。図３（Ａ）は船１２の平面図、図３（Ｂ）は船１２の正面図、図３（Ｃ）は容器１１の右側面図である。船１２は、まず、底面から上面（甲板）まで貫通した収容空間Ｓを備える。収容空間Ｓは、水底Ｇから浮上してくる容器１１を収容するための空間であり、容器１１は収容空間Ｓの底面側の開口部Ｏを通って収容空間Ｓに対し出入りする。

また、船１２は、容器１１を収容空間Ｓに収容する際に容器１１を引き上げるための牽引ワイヤの繰り出し及び巻き上げを行うウィンチ１２１と、牽引ワイヤにより水面Ｗのすぐ下まで引き上げられた容器１１を水中で側方から挟み込んで保持するパッド１２２と、容器１１を上下方向に移動する昇降アーム１２３を備える。船１２は、パッド１２２を図３（Ａ）のＹ方向及び－Ｙ方向に移動する機構（図示略）と、昇降アーム１２３をＺ方向及び－Ｚ方向に移動する機構（図示略）を備えており、パッド１２２で容器１１を挟み込んだ状態で昇降アーム１２３を上方に移動させて、容器１１を収容空間Ｓ内の所定位置まで持ち上げる。

なお、図３に例示の船１２は、ウィンチ１２１、パッド１２２、昇降アーム１２３を４個ずつ備えるが、これらの数は変更されてよい。

船１２は、さらに、図３で図示を省略している構成部として、ＧＮＳＳ(Global Navigation Satellite System)ユニット、水中モデム、トランスポンダ、制御ユニットを備えている。

水中モデムは上述した容器１１が備える水中モデムとの間で音波によりデータ通信を行う。トランスポンダは、上述した容器１１が備えるトランスデューサから送波されてくる呼出信号に応答して、応答信号を送波する。トランスポンダから送波された応答信号はトランスデューサにより受波され、容器１１を基準とする船１２の相対的な位置の計測に用いられる。制御ユニットは船１２の他の構成部の動作を制御する。

なお、以下の説明において、船１２は自航機能を備えず、押船に押されて水面Ｗ上を航行するものとする。ただし、船１２は曳船により曳かれて水面Ｗ上を航行してもよいし、船１２がエンジン等を備え水面Ｗ上を自航してもよい。

以下に、上述した構成の運搬システム１により行われる運搬方法を説明する。図４は、運搬システム１が港Ｐから水底Ｇ上の作業現場Ｈまで対象物を運搬する様子を示した図であり、図５はその際の運搬システム１の動作のフローを示した図である。まず、港Ｐにおいて、充電されたバッテリ１１２１（図示略）と、対象物（例えば捨石）が積み込まれた内側容器１１１が、船１２に収容された状態の外側容器１１２に積み込まれる（ステップＳ１０１）。

続いて、容器１１を収容した状態の船１２は、押船（図示略）に押されて水上の目的位置である作業現場Ｈの直上の位置まで航行する（ステップＳ１０２）。続いて、容器１１が開口部Ｏを通って船１２から離脱される（ステップＳ１０３）。ステップＳ１０３において、船１２は容器１１をパッド１２２（図示略）で挟み込んだ状態で昇降アーム１２３（図示略）を下降し、容器１１の全体を水没させた後にパッド１２２を収容空間Ｓの外側に向かい移動することで、容器１１を水中にリリースする。

続いて、容器１１は沈降を開始する（ステップＳ１０４）。その後、容器１１は水底Ｇの水深より所定距離だけ浅い水深に達すると、カメラで下方を撮影し、水底Ｇ上の障害物のない平坦な着底位置を特定し、特定した着底位置へ着底できるように、自装置の水平方向の位置と方角を調整する（ステップＳ１０５）。その後、容器１１は着底位置に着底する（ステップＳ１０６）。

上記のように作業現場Ｈに到着した容器１１から、作業現場Ｈに待機していた水中バックホウ等により対象物（例えばコンクリートブロック）が取り出される。容器１１から取り出された対象物は、水中作業（例えば水底作業ステージの構築）に用いられる。

図６は、運搬システム１が水底Ｇ上の作業現場Ｈから港Ｐまで対象物を運搬する様子を示した図であり、図７はその際の運搬システム１の動作のフローを示した図である。まず、作業現場Ｈにおいて、対象物（例えば採掘された鉱石）が積み込まれた状態の容器１１と水面Ｗ上で待機する船１２との間で水中モデムによる交信が行われる（ステップＳ２０１）。ステップＳ２０１において、容器１１は船１２に対し浮上許可の要求を送信し、船１２はその要求に対する応答として浮上許可の通知を送信する。

容器１１は、船１２から浮上許可の通知を受信すると、浮上を開始する（ステップＳ２０２）。続いて、容器１１はトランスデューサにより呼出信号を送波し、その応答として船１２のトランスポンダから送波される応答信号をトランスデューサにより受波し、容器１１を基準とする船１２の位置を計測する。そして、容器１１は計測した船１２の直下に移動する（ステップＳ２０３）。

その後、容器１１は水面Ｗより所定距離だけ深い水深に達すると、カメラで上方を撮影し、船１２の開口部Ｏの位置を目標位置として特定し、特定した目標位置に近づくように水中で水平方向に移動するとともに、開口部Ｏを通過できるように、自装置の方角を調整する（ステップＳ２０４）。続いて、容器１１は船１２の開口部Ｏを通って収容空間Ｓ（図示略）に入り、船１２による容器１１の収容が行われる（ステップＳ２０５）。なお、ステップＳ２０５における運搬システム１の動作の詳細については後述する。

続いて、容器１１を収容した状態の船１２は、押船（図示略）に押されて港Ｐまで航行する（ステップＳ２０６）。船１２が港Ｐに到着すると、港Ｐにおいて、バッテリ１１２１（図示略）と、対象物（例えば鉱石）を収容している内側容器１１１が外側容器１１２から取り外され、陸揚げされる（ステップＳ２０７）。

図８は、上述したステップＳ２０５において、船１２が容器１１を収容する様子を示した図であり、図９はその際の運搬システム１の動作のフローを示した図である。まず、容器１１から放出された先綱１１２４の綱取りが行われる（ステップＳ３０１）。具体的には、船１２の開口部Ｏの直下で、容器１１から先綱１１２４の放出が行われ、放出された先綱１１２４の索体１１２４Ａの先端に取り付けられた浮体１１２４Ｂが船１２の収容空間Ｓ内の水面Ｗ上に浮かぶ。作業員は、水面Ｗ上に浮かぶ浮体１１２４Ｂを船１２の上に回収する。

続いて、ステップＳ３０１において綱取りされた先綱１１２４を用いて、船１２のウィンチ１２１から巻き出された牽引ワイヤ１２１１の容器１１への接続が行われる（ステップＳ３０２）。ステップＳ３０２において、まず、ステップＳ３０１において回収された浮体１１２４Ｂに取り付けられている索体１１２４Ａがガイドリング（図示略）に通される。ガイドリングには、先端に連結器（図示略）の取り付けられた牽引ワイヤ１２１１が連結されている。ガイドリングは索体１１２４Ａを伝って容器１１に向かい落下し、牽引ワイヤ１２１１の先端に取り付けられた連結器を、容器１１に設置されている連結器（図示略）へと導く。容器１１に設置された連結器と、当該連結器に向かい落下してきた牽引ワイヤ１２１１の先端に取り付けられた連結器が結合し、牽引ワイヤ１２１１の容器１１への接続が行われる。

なお、容器１１に設置された連結器と牽引ワイヤ１２１１の先端に取り付けられた連結器の結合の方式としては、例えば電磁力により仮結合した後、機械的なロックにより強固な結合を行う方式が採用可能であるが、他の方式が採用されてもよい。

牽引ワイヤ１２１１の容器１１への接続が完了すると、ウィンチ１２１による牽引ワイヤ１２１１の巻き上げによって、容器１１の位置決めが行われる（ステップＳ３０３）。牽引ワイヤの巻き上げは、昇降アーム１２３が容器１１に届く程度の深さに容器１１が達した時点で停止する。これにより、容器１１は船１２の収容空間Ｓの直下で平面位置の位置決めが完了した状態となる。なお、ステップＳ３０３において、容器１１の揺れを低減するために、巻き上げに先立ち浮力調整機構１１２５が備えるバラストタンク内への注水を行い、牽引ワイヤ１２１１にテンションをかけてもよい。

続いて、昇降アーム１２３を容器１１に届くまで降下させ、パッド１２２により容器１１を挟み込む（ステップＳ３０２）。続いて、昇降アーム１２３を上昇させて容器１１を持ち上げる（ステップＳ３０５）。これにより、船１２による容器１１の収容が完了する。

なお、昇降アーム１２３を上昇させる際、パッド１２２の挟み込みの力のみでは容器１１を十分に保持できない場合がある。そのような場合、例えば、昇降アーム１２３の下端部を収容空間Ｓの内側に向けて屈曲させる機構を設け、鉤状になった昇降アーム１２３の下端部により容器１１を下方から支持する（図８参照）等、昇降アーム１２３が直接、容器１１の重量を支える構成が採用されるとよい。

また、ステップＳ３０３において、牽引ワイヤ１２１１にテンションをかけるためにバラストタンク内への注水が行われた場合、ステップＳ３０４における容器１１の持ち上げに先立ち、容器１１の重量を軽くするために、バラストタンクから排水を行ってもよい。

上述のように、運搬システム１においては、水上よりも動揺の少ない水中において容器１１が牽引ワイヤ１２１１の巻き上げにより位置決めされた後、パッド１２２により保持された状態で昇降アーム１２３により船１２の収容空間Ｓまで持ち上げられる。そのため、船１２が水上で動揺していても、船１２による容器１１の収容が迅速かつ安全に行われる。

なお、図８及び図９を用いて上述した船１２が容器１１を収容する方法は一例であって、これに代えて他の様々な方法が採用され得る。例えば、容器１１の持ち上げは、昇降アーム１２３の上昇力と、牽引ワイヤ１２１１の引張力とを併用する方法でもよい。

例えば、船１２の動揺が少なく水上の静穏度が十分確保できる場合は、昇降アーム１２３やパッド１２２を用いず、牽引ワイヤ１２１１の引張力だけで容器１１を引き揚げることで、より迅速に船１２に容器１１を収容することができる。

あるいは、容器１１が水面Ｗ付近（昇降アーム１２３が容器１１に届く程度の深さ）まで浮上し、船１２直下で平面位置の位置決めが完了する場合は、牽引ワイヤ１２１１を使用せず、昇降アーム１２３とパッド１２２だけで容器１１を持ち上げることで、より迅速に船１２に容器１１を収容することができる。

上述した運搬システム１及び運搬システム１により行われる運搬方法によれば、水中の所定位置（例えば作業現場Ｈ）と水上の所定位置（例えば港Ｐ）との間で資機材等の対象物を迅速かつ安全に運搬することができる。

［変形例］
上述の実施形態は様々に変形され得る。以下に、それらの変形の例を示す。なお、以下に示す２以上の変形例が適宜組み合わされてもよい。

（１）上述の船１２が有する収容空間Ｓは容器１１を１つのみ収容可能である。これに代えて、船１２が複数の区画に区切られた収容空間Ｓを有し、複数の区画の各々に容器１１を収容可能としてもよい。図１０は、複数の区画に区切られた収容空間Ｓを備える船１２の例の平面図である。図１０に記載の船１２の収容空間Ｓは４つの区画に区切られており、各区画に応じて、ウィンチ１２１、パッド１２２、昇降アーム１２３といった容器１１を収容するための構成部が設けられている。

この変形例に係る船１２は、同時に複数の容器１１を収容して水面Ｗ上を航行することができる。そのため、例えば４つの区画の１つのみに容器１１を収容して航行する等、運搬する対象物の量を変更することができる。また、船１２のサイズに対する容器１１の相対的な大きさを小さくできるため、容器１１の大型化が困難な場合に好都合である。また、作業現場Ｈの複数の場所の各々に容器１１を着底させて、それらの複数の場所で同時に対象物の出し入れを行うことで、作業効率を高めることができる場合がある。

（２）上述の船１２の収容空間Ｓの底面側の開口部Ｏを開閉する扉を設けてもよい。図１１は、図１０に示した変形例に係る船１２に開口部Ｏを開閉する扉を設けた例の正面図である。図１１に記載の船１２の収容空間Ｓは４つの区画に区切られており、各区画の底面に開口部Ｏを開閉する扉をそれぞれ備え、容器１１が浮上してくる際には扉を開き、容器１１の収容空間Ｓへの収容が完了すると、扉を閉じる。

（３）上述の容器１１が備える内側容器１１１は、外側容器１１２から分離可能であり、港Ｐにおいてクレーンにより陸揚げされたり、水上で他の輸送船に積み替えたりされる。これに代えて、容器１１は内側容器１１１と外側容器１１２の区別のない構造でもよい。この場合、港Ｐにおいて容器１１に対する対象物の出し入れは、バックホウ等により行われることになる。

（４）上述の容器１１はカメラで撮影した画像に基づき、着底位置及び船１２の開口部Ｏの位置の特定を行う。容器１１が着底位置や開口部Ｏの位置を特定する方法が画像を用いる方法に限られない。例えば、レーザ光を用いた方法、ソナーを用いた方法等が採用されてもよい。

（５）上述の運搬システム１は、容器１１が自装置に対する船１２の相対的な位置を計測する方法として、容器１１に配置したトランスデューサと、船１２に配置したトランスポンダを備える音響測位システムを備える。運搬システム１が、これとは異なる構成の音響測位システムを備えてもよい。例えば、運搬システム１が、容器１１に配置されたトランスポンダと、船１２に配置されたトランスデューサを備え、船１２に配置されたトランスデューサが呼出信号を送波し、呼出信号に応答して容器１１に配置されたトランスポンダから送波される応答信号を船１２のトランスデューサが受波し、船１２を基準とする容器１１の相対的な位置を特定してもよい。この場合、容器１１は船１２から水中モデムにより容器１１と船１２の相対的な位置関係を示すデータを受信することで、自装置を基準とする船１２の相対的な位置を特定することができる。

また、例えば、運搬システム１が、水底Ｇ上の既知位置に配置されたトランスポンダと、容器１１に配置されたトランスデューサを備え、容器１１に配置されたトランスデューサが呼出信号を送波し、呼出信号に応答して水底Ｇ上の既知位置に配置されたトランスポンダから送波される応答信号を容器１１に配置されたトランスデューサ受波し、容器１１の絶対的な位置を特定してもよい。この場合、容器１１は船１２から水中モデムにより船１２の絶対的な位置（ＧＮＳＳユニットにより計測された位置）を示すデータを受信することで、自装置を基準とする船１２の相対的な位置を特定することができる。

また、容器１１が、自装置に対する船１２の相対的な位置を計測する計測手段（上述の運搬システム１におけるトランスデューサ等）を備えず、船１２がソナー等により船１２を基準とする容器１１の相対的な位置を計測してもよい。この場合、容器１１は船１２から水中モデムにより容器１１と船１２の相対的な位置関係を示すデータを受信することで、自装置を基準とする船１２の相対的な位置を特定することができる。

（６）上述の運搬システム１においては、容器１１が浮上し船１２に収容される際、船１２は移動しない。これに代えて、浮上してきた容器１１の真上に開口部Ｏが位置するように、船１２が移動してもよい。例えば、容器１１が浮上許可の要求を船１２に送信する際（図７、ステップＳ２０１）、自装置と船１２の相対的な位置を示すデータを水中モデムにより送信し、船１２が容器１１の直上の位置へ移動してもよい。一般的に容器１１よりも船１２の方が水平方向の移動が速いため、船１２が容器１１の真上の位置から遠く離れている場合、船１２が水平方向に移動することで、船１２と容器１１の水平面上における位置合わせが迅速に行われる。

また、容器１１が水中で待機している位置に船１２が移動する場合、容器１１は水平方向に移動する機能を備えなくてもよい。

（７）上述した運搬システム１においては、容器１１に配置された水中モデムと船１２に配置された水中モデムにより容器１１と船１２が他の装置を介さずに通信可能であるものとした。これに代えて、容器１１と船１２が他の装置を介して通信を行ってもよい。例えば、水上に浮かぶ浮遊構造物と船１２に電波によりデータ通信を行う通信装置を配置し、作業現場Ｈに水中モデムを配置し、浮遊構造物に配置されている通信装置と作業現場Ｈに配置されている水中モデムを通信ケーブルで接続する。この場合、容器１１に配置されている水中モデムは、作業現場Ｈに配置されている水中モデムと、浮遊構造物に配置されている通信装置を介して、船１２に配置されている通信装置との間でデータ通信を行うことができる。

上記のように、水面Ｗと水底Ｇの間に通信ケーブルを配置すれば、水面Ｗと水底Ｇの距離が水中モデムにより通信可能な距離を超えるような場合であっても、容器１１と船１２の間のデータ通信が可能となる。

（８）上述した運搬システム１においては、船１２から巻き出される牽引ワイヤは図８に示される位置関係で容器１１に接続され、容器１１を引き上げる。船１２から巻き出される牽引ワイヤと容器１１の位置関係は図８に示されるものに限られない。

図１２は、船１２から巻き出される牽引ワイヤと容器１１の位置関係の他の例を示した図である。図１２の例では、図８の例と同様に、ウィンチ１２１から巻き出されて、船１２の高位置から容器１１に向かい延びる牽引ワイヤ１２１１が容器１１の左右方向における中央寄りの位置で容器１１に接続される。これに加えて、図１２の例では、ウィンチ１２１に加えて船１２に設置されているウィンチ１２４から巻き出されて、船１２の低位置から容器１１に向かい延びる牽引ワイヤ１２４１が、容器１１の左右方向における、巻き出し位置から遠い側の外縁付近の位置で容器１１に接続される。

牽引ワイヤ１２１１は牽引ワイヤ１２４１と比較し、鉛直方向に対し小さい角度で容器１１に向かい延びている。従って、牽引ワイヤ１２１１が巻き上げられる際、牽引ワイヤ１２１１は、主として容器１１を鉛直方向に引き上げる役割を果たす。一方、牽引ワイヤ１２４１は牽引ワイヤ１２１１と比較し、水平方向に対し小さい角度で容器１１に向かい延びている。従って、牽引ワイヤ１２４１が巻き上げられる際、牽引ワイヤ１２４１は、主として容器１１の左右方向における揺れを低減する役割を果たす。

なお、図１２の例では、２本の牽引ワイヤ１２４１は図３（Ａ）におけるＹ方向において交差するように配置されるが、２本の牽引ワイヤ１２４１が図３（Ａ）におけるＸ方向において交差するように配置されたり、図３（Ａ）においてＸ字を描くように配置されたりしてもよい。このように、船１２から巻き出される牽引ワイヤの配置や本数は様々に変更されてよい。

１…運搬システム、１１…容器、１２…船、１１１…内側容器、１１２…外側容器、１２１・１２４…ウィンチ、１２２…パッド、１２３…昇降アーム、１１１１…フード、１１２１…バッテリ、１１２２…スラスタ、１１２３…スラスタ、１１２４…先綱、１１２５…浮力調整機構、１１２６…脚、１２１１・１２４１…牽引ワイヤ。

Claims

対象物を積み込んで水中を浮上沈降する容器と、
底面に開口部が設けられた船と
を備え、
前記容器は、前記開口部を通って前記船に収容され、前記開口部を通って前記船から離脱される運搬システムであって、
前記容器は、
水中で浮上を開始後に、前記船の直下において水面より所定距離の水深に達した後に前記開口部の位置を特定する特定手段と、
水中で前記容器の方角を調整する調整手段と、
前記調整手段の動作を制御する制御手段と
を備え、
前記制御手段は、前記特定手段が特定した前記開口部の位置に基づき、前記調整手段の動作を制御して、前記船の直下の前記容器が前記開口部を通過できるように前記容器の方角を調整する
運搬システム。
前記容器は、
前記容器を基準とする前記船の相対位置を計測する計測手段と、
水中で水平方向に移動する移動手段と
を備え、
前記制御手段は、前記移動手段の動作を制御し、
前記容器は、前記計測手段が計測した前記容器を基準とする前記船の相対位置に基づき、前記移動手段により前記船の直下に移動し、
前記制御手段は、前記特定手段が特定した前記開口部の位置に基づき、前記移動手段の動作を制御して、前記船の直下の前記容器が前記開口部を通過できるように前記容器の水平方向の位置を調整する
請求項１に記載の運搬システム。
前記船は複数の区画に区切られた収容空間を有し、前記複数の区画の各々に前記容器を収容可能である
請求項１又は２に記載の運搬システム。
船を用いて水底の対象物を運搬する運搬方法であって、
水中で前記対象物を積み込まれた容器が
水中で浮上を開始し、
前記船の直下において、水面より所定距離だけ浅い水深に達した後に前記船の底面に設けられた開口部の位置を特定し、
前記船の直下において、特定した位置の前記開口部を通過できるように自らの方角を調整し、
前記開口部を通って前記船に収容される
運搬方法。