JP7207426B2 - 航海支援方法、航海支援装置および航海支援プログラム - Google Patents
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Description
図1は、実施例に係る航海支援装置の構成を示す機能ブロック図である。図1に示すように、航海支援装置1は、船舶航海データを気象海象条件毎に分類し、分類した気象海象条件毎に、船速の分布を算出する。航海支援装置1は、分類した気象海象条件毎に算出された操船の分布から抽出される操船パターン毎に船舶運航データを集約する。航海支援装置1は、操船パターン毎に、集約された船舶運航データと、過去の気象海象データとを用いて、船舶性能を学習し、操船パターン毎の船舶性能の推定モデルを構築する。そして、航海支援装置1は、船のスタートからゴールに到るまでの操船パターンを受け付けると、船舶性能の推定モデルのうちの、受け付けた操船パターンに対応する推定モデルに基づいて、スタートからゴールに到るまでの全体の区間での船の速度を算出する。航海支援装置1は、算出した船の速度に基づいて、最適な航路における到着時刻を表示する。
ここで、実施例に係る航海支援の概要を、図2を参照して説明する。図2は、実施例に係る航海支援の概要を示す図である。
y=β0+β1x1+β2x2+β3x3+β4x4+β5x5+β6x6・・・式(1)
図10は、実施例に係る性能推定処理および最適航路探索処理の一例を示す図である。図10に示すように、最適航路探索部17は、例えば船舶から、船舶の航海条件として出発地、到着地、出発時刻、操船パターンを受け付ける(S100)。最適航路探索部17は、出発地から到着地までの区間に含まれるそれぞれの位置(緯度、経度)について、受け付けた操船パターンで操船した場合の船舶性能(例えば、船速)を問い合わせる(S110)。
ここで、第1のパターンで航路の全体を運航した場合の最適航路に対して、一部の区間を第2のパターンに変更する場合の最適航路探索の操作例を、図12を参照して説明する。図12は、区間指定の場合の最適航路探索の操作例を示す図である。なお、図12では、利用者が、燃料消費量を減らすために、一部の区間を常用出力でのパターンaの代わりに小出力でのパターンcを選択する場合であるとする。ここでいう利用者は、例えば船長である。
ここで、第1のパターンで航路の全体を運航した場合の最適航路に対して、一部の区間を第2のパターンに変更する場合の最適航路探索のシミュレーションの一例を、図13を参照して説明する。図13は、区間指定の場合の最適航路探索のシミュレーションの一例を示す図である。なお、図13では、利用者が、燃料消費量を減らすために、一部の区間を常用出力でのパターンaの代わりに小出力でのパターンcを選択する場合であるとする。ここでいう利用者は、例えば船長である。
図14は、実施例に係るモデル学習フェーズのフローチャートの一例を示す図である。
図15は、実施例に係るサービス提供フェーズのフローチャートの一例を示す図である。
なお、最適航路探索部17は、利用先からの指示を受け付けると、指示に応じた最適航路を探索し、探索された最適航路を利用先に対して表示すると説明した。利用先では、かかる最適航路を、舵の操作を自動的に行うオートパイロット制御と連携させるために利用しても良い。例えば、船舶側のオートパイロット連携部31(図示せず)が、最適航路探索部17によって探索された最適航路とオートパイロットを連携すれば良い。例えば、オートパイロット連携部31は、最適航路探索部17によって探索された最適航路の最適航路探索結果を取得する。オートパイロット連携部31は、GPS(Global Positioning System)を用いて船舶の現在の位置を取得する。そして、オートパイロット連携部31は、船舶の現在の位置および最適航路を用いて、船舶が進むべき方位を算出する。そして、オートパイロット連携部31は、算出された方位および方位センサを用いて、算出された方位と現在の方位との角度を示す操舵角を算出する。そして、オートパイロット連携部31は、算出された操舵角を船舶の操舵部に対して指示する。これにより、オートパイロット連携部31は、最適航路をオートパイロットと連携して、自動的に船舶の舵を操作することができる。
図16は、実施例に係るオートパイロット連携処理のフローチャートの一例を示す図である。なお、オートパイロット連携処理は、例えば船舶側のオートパイロット連携部31が行うものとする。また、船舶側では、最適航路探索部17によって表示された最適航路が表わされているとする。
図17は、実施例に係る航海支援処理の利用例を示す図である。図17に示すように、航海支援装置1が、航海支援処理を利用する海上(Sea)の船舶とネットワークで接続される。航海支援装置1は、陸上(on shore)の船舶会社(Shipping company)とネットワークで接続される。また、航海支援装置1は、陸上(on shore)の各種プロバイダとネットワークで接続される。各種プロバイダには、天気予報データのプロバイダ(Weather forecast data provider)やAISデータのプロバイダ(AIS data provider)が含まれる。
上記実施例によれば、航海支援装置1は、操船パターン毎の船の速度に関する性能推定モデル26を記憶する。航海支援装置1は、航海で用いる操船パターンを受け付ける。航海支援装置1は、性能推定モデル26のうちの、受け付けた操船パターンに対応する性能推定モデルおよび用法の気象・海象データ22に基づいて、船の航路上での船の速度を算出する。航海支援装置1は、算出した船の速度に基づいて、最適な航路における到着時刻を表示する。かかる構成によれば、航海支援装置1は、操船パターン毎の船の速度(船舶性能)の性能推定モデル26を用いることで、操船パターンに応じた精度良い最適航路を提示することができる。
なお、図示した航海支援装置1の各構成要素は、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、航海支援装置1の分散・統合の具体的態様は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況等に応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。例えば、運航データ分類部12とパターン抽出部13とを1つの部として統合しても良い。また、運航データ集約部14を、気象海象条件毎の運航データ23を集約して操船パターン毎の運航データ25を生成する集約部と、操船パターン毎の運航データ25を補正する補正部とに分離しても良い。また、記憶部20を航海支援装置1の外部装置としてネットワーク経由で接続するようにしても良い。
10 制御部
11 データ収集部
12 運航データ分類部
13 パターン抽出部
14 運航データ集約部
15 性能推定モデル生成部
16 性能推定部
17 最適航路探索部
20 記憶部
21 運航データ
22 気象・海象データ(実績・予報)
23 運航データ(気象海象条件毎)
24 パターン
25 運航データ(パターン毎)
26 性能推定モデル
31 オートパイロット連携部
Claims (6)
- 操船パターン毎の船の速度に関する性能推定モデルであって、前記操船パターンのそれぞれに対応付けられた性能推定モデルを記憶し、
航海で用いる操船パターンを受け付け、
記憶した前記性能推定モデルのうちの、受け付けた操船パターンに対応する性能推定モデルを取得し、
取得した前記性能推定モデルおよび気象海象の予報データに基づいて、前記船の航路上での船の速度を算出し、
該算出した船の速度に基づいて、最適な航路における到着時刻を表示する
処理をコンピュータが実行する航海支援方法。 - 該算出する処理は、最適な航路のうちの一部の区間に対し、前記性能推定モデルのうちの、別の操船パターンの性能推定モデルに基づいて、前記一部の区間での船の速度を算出し、
該表示する処理は、該算出した前記一部の区間での船の速度に基づいて、全部の区間での最適な航路を修正し、修正した最適な航路における到着時刻を表示する
ことを特徴とする請求項1に記載の航海支援方法。 - 前記最適な航路から前記船の現在の位置での前記船が進むべき方位を算出し、
前記船の現在操船中の方位および前記船が進むべき方位を用いて操舵角を算出し、
該算出した操舵角に基づいて、前記船の操舵を制御する
ことを特徴とする請求項1に記載の航海支援方法。 - 船舶運航データを気象海象条件毎に分類し、
分類した船舶運航データを用いて、気象海象条件毎の操船の特性分布を算出し、
気象海象条件毎の算出された操船の特性分布から複数の操船パターンを抽出し、前記操船パターン毎に前記船舶運航データを集約し、
前記操船パターン毎に集約された船舶運航データから、気象海象の実績データを説明変数として、船舶性能を目的変数として、前記操船パターン毎の性能推定モデルを生成する
ことを特徴とする請求項1に記載の航海支援方法。 - 操船パターン毎の船の速度に関する性能推定モデルであって、前記操船パターンのそれぞれに対応付けられた性能推定モデルを記憶する記憶部と、
航海で用いる操船パターンを受け付け、記憶した前記性能推定モデルのうちの、受け付けた操船パターンに対応する性能推定モデルを取得し、取得した前記性能推定モデルおよび気象海象の予報データに基づいて、前記船の航路上での船の速度を算出する算出部と、
該算出した船の速度に基づいて、最適な航路における到着時刻を表示する表示部と、
を有することを特徴とする航海支援装置。 - 操船パターン毎の船の速度に関する性能推定モデルであって、前記操船パターンのそれぞれに対応付けられた性能推定モデルを記憶し、
航海で用いる操船パターンを受け付け、
記憶した前記性能推定モデルのうちの、受け付けた操船パターンに対応する性能推定モデルを取得し、
取得した前記性能推定モデルおよび気象海象の予報データに基づいて、前記船の航路上での船の速度を算出し、
該算出した船の速度に基づいて、最適な航路における到着時刻を表示する
処理をコンピュータに実行させる航海支援プログラム。
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