JP7799321B2 - 水上モビリティシステム、電池推進船および管理装置 - Google Patents

水上モビリティシステム、電池推進船および管理装置

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Description

本発明は、水上モビリティシステム、電池推進船、管理装置およびポートに関し、より詳しくは、電池推進船を用いた水上モビリティシステム、電池推進船、電池推進船を管理する管理装置、および電池推進船が離着岸するポートに関する。
電池に蓄えた電力を動力として航行する電池推進船が知られている。特許文献１には、互いに無線接続された複数の電池推進船を運行させる水上交通システムに適用される運行支援システムが記載されている。
特開２０１９－１２５２０５号公報
ところで、電気自動車の場合は、電池残量が低下し移動不可能な状態となっても、乗員は車から降りて自分で移動することができるため、乗員の安全が脅かされることはない。これに対し、電池推進船の場合、電池残量が低下しポート（発着場）に帰還できなくなると、水上に孤立してしまい、乗船者の安全を脅かすおそれがある。
そこで、本発明は、普段は乗船者が電池推進船を高い自由度で操作可能としつつも、乗船者の安全を確保可能な水上モビリティシステム、電池推進船、管理装置およびポートを提供することを目的とする。
本発明に係る水上モビリティシステムは、
管理装置と、前記管理装置に無線接続され、所定の管理エリア内を航行する電池推進船と、前記電池推進船が離着岸するポートとを有する水上モビリティシステムであって、
前記電池推進船の位置情報および電池残量を取得する情報取得手段と、
前記位置情報に基づいて前記電池推進船と前記ポートとの間の距離を算出するポート距離算出手段と、
前記電池残量に基づいて航続距離を算出する航続距離算出手段と、
前記距離および前記航続距離に基づいて前記ポートへの到達可能性を判定する到達可能性判定手段と、
前記到達可能性が所定の危険基準を満たす場合、操船モードをユーザ操船モードから強制航行モードに変更する操船モード変更手段と、
を備えることを特徴とする。
また、前記水上モビリティシステムにおいて、
前記到達可能性判定手段は、前記航続距離を前記距離で割って算出されたマージンに基づいて到達可能性を判定してもよい。
また、前記水上モビリティシステムにおいて、
前記到達可能性判定手段は、前記管理エリアにおける風情報を考慮して到達可能性を判定してもよい。
また、前記水上モビリティシステムにおいて、
前記操船モードが前記強制航行モードに変更されると、前記電池推進船は、空いている充電設備または充電済みの電池ユニットを有するポートに向かうように構成されていてもよい。
また、前記水上モビリティシステムにおいて、
前記ポート距離算出手段は、前記電池推進船と、前記管理エリア内のすべてのポートとの間の距離をそれぞれ算出し、
前記到達可能性判定手段は、前記管理エリア内のすべてのポートについて到達可能性をそれぞれ判定するようにしてもよい。
また、前記水上モビリティシステムにおいて、
前記ポート距離算出手段は、前記電池推進船と、当該電池推進船が出発した出発ポートとの間の距離を算出し、
前記到達可能性判定手段は、前記出発ポートへの到達可能性を判定し、
前記電池推進船は前記強制航行モードにおいて前記出発ポートに向けて航行するようにしてもよい。
また、前記水上モビリティシステムにおいて、
前記ポート距離算出手段は、前記電池推進船と、当該電池推進船が向かう目的ポートとの間の距離を算出し、
前記到達可能性判定手段は、前記目的ポートへの到達可能性を判定し、
前記電池推進船は前記強制航行モードにおいて前記目的ポートに向けて航行するようにしてもよい。
また、前記水上モビリティシステムにおいて、
前記電池推進船が前記管理装置からモード変更信号を受信すると、当該電池推進船の推進装置は、前記管理装置から受信した遠隔操船信号、または自律航行に従って制御されるようにしてもよい。
また、前記水上モビリティシステムにおいて、
前記電池推進船は免許不要で操船可能なものであってもよい。
また、前記水上モビリティシステムにおいて、
前記ポートには給電装置が設けられており、前記給電装置から供給される電力を用いて前記電池推進船の二次電池を充電するようにしてもよい。
本発明の第１の様相に係る電池推進船は、
管理装置に無線接続された電池推進船であって、
内部にキャビンが設けられた本体と、
推進用モータ、および前記推進用モータにより回転するプロペラを有する推進装置と、
ユーザの操作を入力する操舵部と、
前記推進装置に電力を供給する二次電池と、を備え、
前記推進装置は、前記電池推進船が前記管理装置からモード変更信号を受信すると、前記操舵部から出力される操船信号ではなく、前記管理装置から受信した遠隔操船信号、または自律航行に従って制御されることを特徴とする。
また、前記電池推進船において、
前記操舵部は、ジョイスティックまたは専用アプリがインストールされたモバイル端末により構成されてもよい。
また、前記電池推進船において、
前記プロペラは、前記推進装置のステアリング用モータにより３６０°旋回可能に構成されてもよい。
また、前記電池推進船において、
前記推進装置が前記本体の中心に関して対称に複数設けられていてもよい。
本発明に係る管理装置は、
所定の管理エリア内を航行する電池推進船に無線接続された管理装置であって、
前記電池推進船の位置情報および電池残量を取得する情報取得手段と、
前記位置情報に基づいて前記電池推進船とポートとの間の距離を算出するポート距離算出手段と、
前記電池残量に基づいて航続距離を算出する航続距離算出手段と、
前記距離および前記航続距離に基づいて前記ポートへの到達可能性を判定する到達可能性判定手段と、
前記到達可能性が所定の危険基準を満たす場合、操船モードをユーザ操船モードから強制航行モードに変更する操船モード変更手段と、
を備えることを特徴とする。
本発明の第２の様相に係る電池推進船は、
所定の管理エリア内を航行する電池推進船であって、
前記電池推進船の位置情報および電池残量を取得する情報取得手段と、
前記位置情報に基づいて、前記電池推進船と、前記電池推進船が離着岸するポートとの間の距離を算出するポート距離算出手段と、
前記電池残量に基づいて航続距離を算出する航続距離算出手段と、
前記距離および前記航続距離に基づいて前記ポートへの到達可能性を判定する到達可能性判定手段と、
前記到達可能性が所定の危険基準を満たす場合、操船モードをユーザ操船モードから強制航行モードに変更する操船モード変更手段と、
を備えることを特徴とする。
本発明の第３の様相に係る電池推進船は、
本体と、
推進用モータ、および前記推進用モータにより回転するプロペラを有し、船首と船尾に少なくとも１つずつ設けられた複数の推進装置と、
ユーザの操作を入力する操舵部と、
前記推進装置に電力を供給する二次電池と、を備え、
前記プロペラは、前記推進装置のステアリング用モータにより３６０°旋回可能に構成され、
前記ユーザの操作に応じた力またはモーメントが前記本体に作用するように、前記複数の推進装置が推力を発生することを特徴とする電池推進船。
また、前記電池推進船において、
前記操舵部は、タッチパネルを有しており、前記タッチパネルを介したユーザのベクトル入力操作により、前記電池推進船の移動方向および移動速度を同時に入力するようにしてもよい。
また、前記電池推進船において、
前記複数の推進装置の前記プロペラは、一方向にのみ回転するようにしてもよい。
また、前記電池推進船において、
スライドモードにおいて、船首に設けられた前記推進装置および船尾に設けられた前記推進装置は、前記操舵部が入力した移動方向と反対向きで、互いに同じ大きさの推力を発生するようにしてもよい。
また、前記電池推進船において、
旋回モードにおいて、船首に設けられた前記推進装置および船尾に設けられた前記推進装置は、互いに反対向きで同じ大きさの推力を発生するようにしてもよい。
本発明に係るポートは、
電池推進船が離着岸するためのポートであって、
前記電池推進船を収容可能な一つまたは複数の切り欠き状のピット部が形成された係留部を備え、
前記切り欠き状のピット部の側面には、前記電池推進船が嵌まり、前記電池推進船を前記ピット部の奥の方に案内するガイド溝が設けられていることを特徴とする。
また、前記ポートにおいて、
前記切り欠き状のピット部には、前記電池推進船が前記係留部に係留された状態において前記電池推進船の無線充電を行うための非接触充電用パッドが設けられてもよい。
また、前記ポートにおいて、
前記電池推進船の二次電池を充電するための電力を供給する給電装置を有してもよい。
また、前記ポートにおいて、
前記係留部は、前記ピット部の空き状況を監視するように構成されてもよい。
本発明によれば、普段は乗船者が電池推進船を高い自由度で操作可能としつつも、乗船者の安全を確保可能な水上モビリティシステム、電池推進船、管理装置およびポートを提供することができる。
実施形態に係る水上モビリティシステムの全体を示す概略図である。 実施形態に係るポートの概略構成図である。 実施形態に係るポートの係留部の一例を示す図である。 実施形態に係るポートの係留部の凹部の側面図である。 実施形態に係る管理装置の機能ブロック図である。 実施形態に係る管理装置に記憶された船管理データベースの一例を示す図である。 実施形態に係る電池推進船の全体を示す概略図である。 （ａ）は図６に示す電池推進船を上側から見たときの概略図であり、（ｂ）は変形例に係る電池推進船を上側から見たときの概略図である。 実施形態に係る電池推進船の推進および操舵に係る構成を説明するための図である。 実施形態に係る電池推進船の駆動制御部の機能ブロック図である。 操舵部のタッチパネルに表示された操船画面の一例を示す図である。 操舵部のタッチパネルに表示された操船画面の別の例を示す図である。 通常モードにおける推進装置の制御方法を説明するための図である。 スライドモードにおける推進装置の制御方法を説明するための図である。 旋回モードにおける推進装置の制御方法を説明するための図である。 実施形態に係る水上モビリティシステムの処理フローの一例を示すフローチャートである。 実施形態に係る回避処理の一例を示すフローチャートである。 実施形態に係る救助処理の一例を示すフローチャートである。
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しながら説明する。
＜水上モビリティシステム１＞
図１～図３Ｂを参照して実施形態に係る水上モビリティシステムについて説明する。なお、図１において、各電池推進船２０とポートＰ１～Ｐ４間に引かれている線は実線の場合、ポートへの到達可能性（後述）が高いことを示し、破線の場合、ポートへの到達可能性が低いことを示している。
実施形態に係る水上モビリティシステム１は、図１に示すように、管理装置１０と、所定の管理エリア内を移動する複数の電池推進船２０と、電池推進船２０が離着岸するための複数のポートＰ１～Ｐ４とを有する。図１では、３つの電池推進船２０が管理エリア内に存在する。図１中、Ｂｏａｔ＿１、Ｂｏａｔ＿２、Ｂｏａｔ＿３は電池推進船２０の識別番号（ＥＶ船ＩＤ）である。なお、電池推進船およびポートの数は図１に示す数に限られず任意である。
管理装置１０は、管理センターに設けられた情報処理装置（サーバ等）であり、複数の電池推進船２０の管理を行う。たとえば、管理装置１０は、各電池推進船２０の位置および電池残量を常時監視する。管理装置１０の詳細は図４等を参照して後ほど詳しく説明する。
電池推進船２０は、電池から供給される電力でプロペラを回転駆動して推進する船である。本実施形態の電池推進船２０は、公園の池、湖、あるいはテーマパークのアトラクション施設における所定のエリア内を回遊する小型ＥＶボートであり、免許不要で操船可能なものである。電池推進船２０は管理装置１０に無線接続されている。無線による通信は、管理装置１０と電池推進船２０間で直接行われてもよいし、通信ネットワークを介して行われてもよい。電池推進船２０の詳細については、図６～図１４を参照して後ほど詳しく説明する。
ポートＰ１～Ｐ４は、電池推進船２０が発着する場所であり、電池推進船２０に搭載された電池を交換または充電することが可能である。図２はポートの一例を示している。このポートには、電池推進船２０が係留される係留部Ｑ１，Ｑ２が設けられている。係留部Ｑ１，Ｑ２は、たとえば、浮き桟橋として構成されている。
係留部Ｑ１の場合、電池推進船２０はロープやケーブル等で係留され、電池ユニットを交換することができる。係留部Ｑ２の場合は、電池推進船２０は係留部Ｑ２に形成された凹部Ｑｒに嵌まるように係留される。凹部Ｑｒを係留部Ｑ２に設けることで、電池推進船２０が着岸可能な位置や数を明確にすることができる。
図３Ａに示すように、係留部Ｑ２の凹部Ｑｒには非接触充電用パッド（送電パッド）Ｒが設けられている。電池推進船２０が係留部Ｑ２に係留された状態で、非接触充電用パッドＲを介して電池推進船２０の無線充電を行うことができる。
より詳しくは、係留部Ｑ２の凹部Ｑｒは、図３Ｂに示すように、電池推進船２０を収容可能な切り欠き状のピット部として構成されている。このピット部の側面には、電池推進船２０（本体２１の側部）が嵌まり、電池推進船２０をピット部の奥の方に案内するガイド溝Ｑｒｇが設けられている。これにより、電池推進船２０は係留部Ｑ２にスムーズに離着岸できる。また、船体の揺れが抑制されるため、乗船者は安全に乗り降りすることができる。さらに、電池推進船２０が凹部Ｑｒの非接触充電用パッドＲに対して位置決めされるため、無線充電を効率良く行うことができる。
なお、ガイド溝Ｑｒｇは、幅（上下方向の長さ）が凹部Ｑｒの手前側において広く、凹部Ｑｒ（ピット部）の奥の方にいくにつれて幅が狭くなるように形成されてもよい。これにより、電池推進船２０は係留部Ｑ２に着岸し易くなる（凹部Ｑｒに嵌まり易くなる）とともに、しっかりと係留部Ｑ２に固定されるようになる。
また、係留部Ｑ２は、ピット部の空き状況（複数のピット部が設けられている場合は各ピット部の空き状況）を監視するように構成されている。たとえば、係留部Ｑ２は、非接触充電用パッドＲ、あるいは凹部Ｑｒに設けられたセンサー（図示せず）により、ピット部に電池推進船２０が収容されているかどうかを検知する。係留部Ｑ２は、ピット部の空き状況に関する情報を管理装置１０に送信する。空き状況に関する情報は、電池推進船２０に送信されてもよい。
本実施形態では、図２に示すように、ポートには、管理室、電池充電室、蓄電室および太陽光パネルが設けられる。太陽光パネルで発電された電力は蓄電室に配置された大容量の二次電池（リチウムイオン蓄電池）に蓄えられる。この二次電池はパワーコンディショナを介して電池充電室の充電装置（図示せず）に接続されている。電池推進船２０の電池ユニット（後述の二次電池２４）はこの充電装置に接続され、充電される。充電方式として、たとえば、ＣＣＣＶ（Constant Current Constant Voltage）が用いられる。
なお、太陽光パネルは給電装置の一例であり、太陽光パネルに代えて、あるいは太陽光パネルに加えて、他の発電装置（風力発電、ディーゼル発電等）、系統電力との接続装置などが給電装置として設けられてもよい。
無線充電により電池推進船２０を充電する場合、蓄電室の二次電池はパワーコンディショナを介して送電装置（図示せず）および非接触充電用パッドＲに接続される。
なお、太陽光発電と系統電源を併用するようにしてもよい。たとえば、天気のよい日は太陽光発電により電池推進船２０を充電し、太陽光発電の発電量が十分でないときは系統電源により充電を行うようにしてもよい。
＜管理装置１０＞
次に、管理装置１０の詳細について説明する。
管理装置１０は、図４に示すように、制御部１１と、通信部１２と、記憶部１３とを備えた情報処理装置である。この管理装置１０は、サーバとして構成されており、入出力手段（キーボード、マウス、ディスプレイ等）を有する端末（図示せず）に接続されている。
制御部１１は、情報取得部１１１と、ポート距離算出部１１２と、航続距離算出部１１３と、到達可能性判定部１１４と、操船モード変更部１１５とを備えている。本実施形態では、制御部１１の各部は、管理装置１０内のプロセッサが所定のプログラムを実行することにより実現される。なお、制御部１１の各部のうち少なくとも一つがハードウェアにより構成されてもよい。
通信部１２は、無線通信により電池推進船２０との間で情報を送受信するためのインターフェースである。本実施形態では、ＷｉＦｉ通信を用いるが、無線通信の方式・規格は特に限定されない。
記憶部１３は、半導体メモリ、ハードディスクドライブ等から構成される。この記憶部１３には、制御部１１で実行されるプログラムや、船管理データベース１３１、管理エリアデータベース１３２などが記憶される。管理エリアデータベース１３２には、管理エリアに関する情報が格納されている。たとえば、管理エリアの地形情報、ポートの数、各ポートの位置、各ポートに設けられた充電設備に関する情報（充電設備の数、充電設備の空きの有無）、各ポートが有する交換可能な充電済みの電池ユニットの数などの情報が格納されている。
図５は船管理データベース１３１の一例を示している。この船管理データベース１３１では、電池推進船２０の識別情報（ＥＶ船ＩＤ）に関連づけて、電池残量、位置情報、システム異常の有無および稼働状態に関する情報が格納されている。ここで、電池残量は電池推進船２０に搭載された電池（後述の二次電池２４）の残量を示す。位置情報は、電池推進船２０の現在位置を示す情報であり、ＧＰＳ受信機等（後述の測位部２６）により取得される。
次に、制御部１１の各部の詳細について説明する。
情報取得部１１１は、電池推進船２０の位置情報、電池残量およびシステム状態を取得する。具体的には、情報取得部１１１は、通信部１２を介して電池推進船２０からこれらの情報を取得する。そして、取得された情報を記憶部１３の船管理データベース１３１に書き込む。すでに情報が書き込まれている場合、情報取得部１１１は、取得した最新の情報により船管理データベース１３１を更新する。
ポート距離算出部１１２は、電池推進船２０の位置情報に基づいて当該電池推進船２０とポートＰ１～Ｐ４との間の距離をそれぞれ算出する。たとえば、ポート距離算出部１１２は、電池推進船とポートの位置情報から両者の間の距離を算出する。なお、ポート距離算出部１１２は、電池推進船とポート間の直線距離を算出してもよいし、管理エリアの形状（湖の形状等）を考慮して距離を算出してもよい。後者の場合、ポート距離算出部１１２は、記憶部１３の管理エリアデータベース１３２から管理エリアの地形データを読み出して計算に用いる。これにより、より正確な距離を算出することができる。
航続距離算出部１１３は、電池推進船２０の電池残量に基づいて航続距離を算出する。たとえば、航続距離算出部１１３は、電池推進船２０の電池残量と、当該電池推進船２０の最適船速（経済船速）とに基づいて航続距離を算出する。具体的には、式（１）により航続距離Ｄが計算される。
Ｄ ＝ Ａ／Ｂ＊Ｃ ・・・（１）
ここで、Ｄ：航続距離（ｋｍ）、Ａ：電池残量（ｋＷｈ）、Ｂ：最適船速時の出力（ｋＷ）、Ｃ：最適船速（ｋｍ／ｈ）である。なお、最適船速は、最も経済的な船速のことであり、船速と消費電力との間の三乗則および計測値から求められる。
到達可能性判定部１１４は、ポート距離算出部１１２により算出された距離と、航続距離算出部１１３により算出された航続距離とに基づいて、ポートＰ１～Ｐ４への到達可能性を判定する。本実施形態では、到達可能性判定部１１４は、航続距離を距離で割って１００を乗じることにより算出されたマージン（％）に基づいて到達可能性を判定する。たとえば、マージンが１５０％以上の場合は最も安全性の高い到達可能性Ａであると判定し、マージンが１２０％以上１５０％未満の場合は到達可能性Ｂであると判定し、マージンが１２０％未満の場合は危険性の高い到達可能性Ｃであると判定する。
到達可能性判定部１１４は、管理エリアにおける風情報を考慮して到達可能性を判定してもよい。風情報は、管理エリアにおける（特に電池推進船とポート間における）風向き、風速等の情報である。たとえば、ポートと電池推進船との間に向かい風が吹いている場合は風速に応じてマージンの値を減じる。反対に、ポートと電池推進船との間に追い風が吹いている場合は風速に応じてマージンを増やす。このように風情報を考慮することで、電池推進船のポートへの到達可能性をより高精度に判定することができる。
操船モード変更部１１５は、到達可能性が所定の危険基準を満たす場合、操船モードをユーザ操船モードから強制航行モードに変更する。たとえば、すべてのポートＰ１～Ｐ４について到達可能性Ｃである場合に強制航行モードに変更する。操船モードの変更により、電池推進船２０の操船権は当該電池推進船２０のユーザ（乗船者）からそれ以外（管理装置１０または電池推進船２０）に移転し、電池推進船２０は管理装置１０により遠隔操船される。なお、電池推進船２０が自律航行可能な場合は、強制航行モードにおいて電池推進船２０の自律航行を行ってもよい。
なお、管理装置１０は、１つの情報処理装置で構成されてもよいし、互いに通信可能に接続された複数の情報処理装置で構成されてもよい。
＜電池推進船２０＞
次に、図６～図９を参照して電池推進船２０の詳細について説明する。
本実施形態に係る電池推進船２０は、本体２１と、一つまたは複数の推進装置２２と、操舵部２３と、二次電池２４と、駆動制御部２５と、測位部２６とを備えている。
本体２１は円形または楕円形の形状を有しており、内部にキャビン（乗船室）２１ａが設けられている。キャビン２１ａには操舵部２３や座席が配置されている。座席は操舵部２３の前に設けられるが、本体形状に沿って環状に設けられてもよい。なお、本体２１の形状は円盤状に限られるものでなく、その他の形状（たとえば長円形、正多角形、星形、花形、紡錘形など）であってもよい。また、船型は特に限定されず、単胴船、双胴船、円形船等であってもよい。
他の電池推進船や障害物との衝突時に乗船者と船体がダメージを受けないように本体２１の周囲にフェンダー（防舷材）が取り付けられてもよい。
複数の推進装置２２は、本体２１の中心または電池推進船２０の重心を挟むように設けられている。本実施形態では、図７（ａ）に示すように、推進装置２２は本体２１の中心に関して対称に複数（ここでは２つ）設けられている。複数の推進装置２２は、電池推進船２０の中心軸上に設けられている。好ましくは、複数の推進装置２２は、電池推進船２０の船首と船尾に少なくとも１つずつ設けられている。
電池推進船２０の船首は、たとえば、操舵部２３が設けられている方向である。これに限らず、操船者が向いている方向を船首としてもよく、この方向は、たとえば、モバイル端末のセンサ（加速度センサ、地磁気センサ等）から得られた信号に基づいて決定される。
本実施形態では、複数の推進装置２２は、船首と船尾を結ぶ直線上に配置される。ただし、電池推進船２０の船型に応じて、当該直線から外れた位置（オフセット位置）に推進装置２２を配置してもよい。
各推進装置２２は、後述のようにプロペラが３６０°旋回可能に構成されている。これにより、各推進装置２２（プロペラ２２４）の方向（以下、「舵角」ともいう。）は任意に設定することが可能であり、電池推進船２０は所望の方向への前進、後進のほか、回転、惰行等の多様な動作を行うことができる。プロペラ２２４が一方向にのみ回転する場合であっても、これらの動作を行うことが可能である。
推進装置２２は、図８に示すように、ステアリング用モータ２２１と、中空のシャフト２２２と、推進用モータ２２３と、プロペラ２２４とを有する。
ステアリング用モータ２２１は、シャフト２２２を回転させることでプロペラ２２４の向きを変えるためのステッピングモータである。ステアリング用モータ２２１の回転軸に取り付けられたギア２２１ａは、シャフト２２２の上端に設けられたギア２２２ａと歯合している。ステアリング用モータ２２１およびシャフト２２２により推進用モータ２２３およびプロペラ２２４は図７（ａ），（ｂ）に示すように、３６０°旋回可能である。このように、プロペラ２２４は、推進装置２２のステアリング用モータ２２１により旋回可能に構成されている。なお、プロペラ２２４は、シャフト２２２の周りに無限に回転するように構成されてもよい。
推進用モータ２２３は、プロペラ２２４を回転させて電池推進船２０を推進させるためのモータ（たとえば水中モータ）である。推進用モータ２２３は、正転または反転の片方向に、あるいは、正転および反転の両方向に回転可能に構成されている。本実施形態では、ステアリング用モータ２２１および推進用モータ２２３は直流モータであり、各モータに適合した直流電圧が駆動制御部２５から供給される。詳しくは、中空のシャフト２２２には接続ケーブルｗ３が挿通されており、この接続ケーブルｗ３を通って駆動制御部２５（電力変換部２５４）から出力された電圧が推進用モータ２２３に供給される。
操舵部２３は、ユーザの操作を入力する。この操舵部２３は、接続ケーブルｗ１により駆動制御部２５に電気的に接続されており、ユーザの操作に応じた信号（操船信号）が操舵部２３から接続ケーブルｗ１を通って駆動制御部２５に伝達される。
本実施形態では、操舵部２３は、容易に操船できるようにジョイスティックで構成されている。スティックを傾ける方向により移動方向（進路）が決まり、スティックの角度により移動速度（船速）が決まる。なお、専用アプリをインストールしたスマートフォンまたはタブレット端末等のモバイル端末ＭＤから、タッチパネル操作または音声により操船できるようにしてもよい。この場合、スマートフォンが操舵部２３を構成することとなり、ジョイスティックをキャビン２１ａに設けなくてもよい。従来のハンドルやスロットルレバーをなくすことで、ユーザはキャビン２１ａで自由な姿勢をとることができる。これによりユーザに自由に寛げる空間を提供することができる。
二次電池２４は推進装置２２等に電力を供給する。二次電池２４は、たとえばリチウムイオン二次電池であり、接続ケーブルｗ２により駆動制御部２５（電力変換部２５４）に電気的に接続されている。二次電池２４から出力された直流電圧は、駆動制御部２５の電力変換部２５４により各モータ（ステアリング用モータ２２１および推進用モータ２２３）に適合した直流電圧に変換される。
二次電池２４は、交換可能な電池ユニットとして構成されている。このため、帰還先のポートで充電済みの電池ユニットと交換することで充電を待たずに再出発することができる。非接触充電用パッドＲを介した無線充電を行う場合、二次電池２４は本体２１に設けられた受電パッド（図示せず）を介して充電される。
駆動制御部２５は、推進装置２２のステアリング用モータ２２１および推進用モータ２２３に電力を供給するとともに各モータを制御するように構成されている。
駆動制御部２５は、図９に示すように、制御部２５１と、通信部２５２と、記憶部２５３と、電力変換部２５４とを有している。なお、制御部２５１、通信部２５２および記憶部２５３は、電池推進船２０の複数の推進装置２２のうちいずれか一つの駆動制御部２５に設けられてもよい。各推進装置２２に制御部２５１等が設けられる場合は、いずれか１つの制御部が他の制御部に対して推進装置２２の制御を指示するようにしてもよい。あるいは、各推進装置２２を制御する制御部（図示せず）が別個に設けられてもよい。
制御部２５１は、ユーザ操作受付部２５１１と、二次電池制御部２５１２と、ステアリング用モータ制御部２５１３と、推進用モータ制御部２５１４とを有している。制御部２５１の各部は、駆動制御部２５内のプロセッサが所定のプログラムを実行することにより実現される。なお、制御部２５１の各部の少なくとも一つがハードウェアにより構成されてもよい。
ユーザ操作受付部２５１１は、ジョイスティックまたはスマートフォンの操作に応じて操舵部２３から出力された操船信号（進行方向および出力等）を受け付ける。二次電池制御部２５１２は、二次電池２４の電池管理ユニット（ＢＭＵ）から二次電池２４の電池残量等のバッテリ情報を取得する。ステアリング用モータ制御部２５１３は、ユーザ操作受付部２５１１が受け付けた操船信号に基づいてステアリング用モータ２２１の角度（すなわち、プロペラ２２４の方向）を制御する。推進用モータ制御部２５１４は、ユーザ操作受付部２５１１が受け付けた操船信号に基づいて電力変換部２５４が推進用モータ２２３に出力する電圧を調整することで推進用モータ２２３の回転数を制御する。
通信部２５２は、無線通信により管理装置１０との間で情報を送受信するためのインターフェースである。本実施形態では、ＷｉＦｉ通信を用いるが、無線通信の方式・規格は特に限定されない。
通信部２５２は、操舵部２３から出力された操船信号を受信し、制御部２５１に伝える。スマートフォン等のユーザ端末（モバイル端末ＭＤ）を操舵部２３として用いる場合、通信部２５２はユーザ端末から送信された操船信号を受信する。モバイル端末ＭＤは、ＷｉＦｉ，Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ等により、電池推進船２０と無線接続される。
なお、通信部２５２を介して電池推進船２０同士が位置情報等を送受信するようにしてもよい。これにより、たとえば、電池推進船２０間の衝突を回避することができる。また、通信部２５２は、メンテナンス用の端末（ノートパソコン等）と通信できるようになっていてもよい。
記憶部２５３は、半導体メモリ、ハードディスクドライブ等から構成される。この記憶部２５３には、制御部２５１の各部を実現するためのプログラムなどが記憶される。また、記憶部２５３には、管理装置１０による遠隔操船、または自律航行を行うためのプログラムが記憶される。
電力変換部２５４は、たとえばＤＣ－ＤＣコンバータを有しており、二次電池２４から供給された直流電圧を各モータ（ステアリング用モータ２２１、推進用モータ２２３）に適合した電圧に変換して出力する。
なお、電池推進船２０は、上記構成以外にも、管理エリアの地形や現在位置、管理センターからのメッセージ等の各種情報を表示するための表示部（ディスプレイ）や、各種センサー（方位センサー、測距センサー等）、管理センターの管理者と音声通話するための通話手段を備えてもよい。
また、図７（ｂ）に示す電池推進船２０Ａのように、推進装置２２の数は１つであってもよい。
＜電池推進船２０の操船方法＞
次に、図１０を参照して、電池推進船２０の操船方法の一例を説明する。図１０は、操舵部２３の操作画面の一例を図示している。この操作画面は、操舵部２３が有するタッチパネルに表示される。タッチパネルは、電池推進船２０に備え付けられたものであってもよいし、ユーザのモバイル端末のものであってもよい。
図１０の操作画面の左側に配置されたアイコン（ＳＴＯＰ，ＮＯＲＭＡＬ，ＳＬＩＤＥ，ＴＵＲＮ）をタップすることで、動作モードが選択される。操作画面の「ＳＴＯＰ」アイコンをタップするとストップモードになり、「ＮＯＲＭＡＬ」アイコンをタップすると通常モードになり、「ＳＬＩＤＥ」アイコンをタップするとスライドモードになり、「ＴＵＲＮ」アイコンをタップすると旋回モードとなる。選択されたアイコンは、色、フォント等により、他のアイコンと識別可能に表示される。
ストップモードは、推進装置２２の動作を停止し、新たな動作モードを受け付けるための動作モードである。通常モードは、従来の船と同様の感覚で操船を行うための動作モードである。スライドモードは、船首方向を変えずに船をスライドさせるための動作モードである。旋回モードは、船体位置を変えずに船を旋回させるための動作モードである。
なお、ストップモードにおいて「ＯＲＧ」アイコンをタップすると、各推進装置２２の舵角が０°に戻る。通常モードで使用する「ＱＴ」アイコンと「ＬＣ」アイコンについては後述する。
操作画面の右側に配置されたベクトル入力部Ｐは、ユーザが電池推進船２０の進行方向と推力（プロペラ出力）を入力するためのものである。ベクトル入力部ＰのＡＨは前進（Ａｈｅａｄ）を示し、ＡＳは後進（Ａｓｔｅｒｎ）を示し、Ｓは右舷（Ｓｔａｒｂｏａｒｄ）を示し、Ｐは左舷（Ｐｏｒｔ）を示す。
ユーザは、ベクトル入力部Ｐの中心Ｃから所望の方向にドラッグすることで進行方向の指令値（角度指令値）を入力する。さらに、ドラッグする長さ（矢印ＡＲの長さに相当する。）により推力の指令値（出力指令値）を入力する。ドラッグ長が長いほど出力指令値が大きくなる。このように、タッチパネルを介したユーザのベクトル入力操作により、電池推進船２０の移動方向および移動速度を同時に入力する。タッチパネルを利用した操船画面により電池推進船２０を操船可能とすることで、ユーザは容易且つ直感的に電池推進船２０を操船できる。
ユーザがベクトル入力部Ｐから指を離した場合には、たとえば、舵角が保持され、プロペラ出力が徐々に低下または停止するようにしてもよい。本実施形態では、ユーザがベクトル入力部Ｐから指を離した場合、ストップモード、スライドモードおよび旋回モードでは、舵角が保持され、プロペラ出力が低下または停止し、通常モードでは、舵角が０°に戻り、プロペラ出力が保持される。
なお、ユーザがベクトル入力部Ｐを長押しした場合（同じタップ位置で所定の時間以上経過した場合）には、そのときの矢印ＡＲに対応する進行方向および推力が維持されるようにしてもよい。
図１１は、操船画面の別の例を示している。この例では、２つのベクトル入力部Ｐ１，Ｐ２が操作画面に配置されている。ベクトル入力部Ｐ１，Ｐ２はそれぞれ、電池推進船２０の船首と船尾に設けられた２つの推進装置２２に対応付けられている。たとえば、ベクトル入力部Ｐ１は船首側の推進装置２２を制御するためのものであり、ベクトル入力部Ｐ２は船尾側の推進装置２２を制御するためのものである。本操作画面によれば、各推進装置２２に直接、推力の方向と大きさの指令値を与えることができる。
なお、図１１において、「ＯＲＧ」アイコンをタップすると、各推進装置２２の舵角が０°に戻る。
＜電池推進船２０の制御方法＞
次に、通常モード、スライドモードおよび旋回モードの各動作モードにおける推進装置２２の制御方法について、それぞれ詳しく説明する。なお、以下の説明は、電池推進船２０の重心Ｇから船首側の推進装置２２までの長さと、重心から船尾側の推進装置２２までの長さが等しい場合である。
［通常モード］
まず、図１２を参照して、通常モードにおける推進装置２２の制御について説明する。通常モードは、従来の船と同様に船尾の推進装置２２の舵角により進路変更や旋回を行うための動作モードである。
図１２の左側の図は、進行方向に進みながら旋回する場合における、船首および船尾の各推進装置２２で発生する推力ベクトルを示している。船首の推進装置は進行方向と逆向きの推力Ｆ１を発生し、船尾の推進装置は角度θ２の推力Ｆ２を発生する。推力Ｆ１およびＦ２の大きさはいずれも出力指令値（矢印ＡＲの長さ）に等しく、推力Ｆ２の角度θ２は角度指令値（矢印ＡＲが縦線となす角度）に等しい。推力Ｆ１の角度θ１は０°である。なお、図中、Ｆ２ｘは推力Ｆ２のｘ方向（船首と船尾を結ぶ直線に直交する方向）の成分であり、Ｆ２ｙは推力Ｆ２のｙ方向（船首と船尾を結ぶ直線の方向）の成分である。
図１２の中央の図は、船首の推進装置の舵角を用いて旋回する場合における、船首および船尾の各推進装置２２で発生する推力ベクトルを示している。推力Ｆ１およびＦ２の大きさはいずれも出力指令値に等しい。なお、図中、Ｆ１ｘは推力Ｆ１のｘ方向成分であり、Ｆ１ｙは推力Ｆ１のｙ方向成分である。
推力Ｆ２の角度θ２は、角度指令値に等しい。船首の推進装置が発生する推力Ｆ１の角度は、－θ１であり、船尾の推進装置の推力の角度とは逆向きである。このように船首の推進装置の舵角を用いることで、旋回性能が向上し、クイックターンを実現することができる。なお、角度θ１の大きさは角度θ２の大きさの半分以下であることが好ましい（｜θ１｜≦０．５×｜θ２｜）。
前述の図１０の操作画面において、「ＱＴ」アイコンがタップされた場合に、本制御が行われる。「ＱＴ」アイコンが再度タップされると、通常の制御（図１２の左側に示す制御）に戻る。
図１２の右側の図は、電池推進船２０の位置情報に基づいて、船首方向を一定に保つように船首側の推進装置の推力の角度を補正しながら進行する場合における、船首および船尾の各推進装置２２で発生する推力ベクトルを示している。推力Ｆ１およびＦ２の大きさはいずれも出力指令値に等しい。推力Ｆ２の角度θ２は０°である。推力Ｆ１の角度θ１は、電池推進船２０の位置情報に基づいて算出される角度（補正角度）である。
前述の図１０の操作画面において、「ＬＣ」アイコンがタップされた場合に、本制御が行われる。「ＱＴ」アイコンが再度タップされた場合、またはユーザ操作により舵角が変更された場合、通常の制御（図１２の左側に示す制御）に戻る。
［スライドモード］
次に、図１３を参照して、スライドモードにおける推進装置２２の制御について説明する。スライドモードは、船首方向を変えずに電池推進船２０を平行移動ないし斜行移動させるための動作モードである。
図１３の最も左側の図は、船を進行方向にスライドさせる場合における、船首および船尾の各推進装置２２で発生する推力ベクトルを示している。推力Ｆ１およびＦ２の大きさはいずれも出力指令値（矢印ＡＲの長さ）に等しい。角度θ１およびθ２はいずれも角度指令値（０°）に等しい。この場合は通常モードで前進するのと同じ制御となる。
図１３の左から２番目の図は、船を斜め前進方向にスライドさせる場合における、船首および船尾の各推進装置２２で発生する推力ベクトルを示している。推力Ｆ１およびＦ２の大きさはいずれも出力指令値に等しい。角度θ１およびθ２はいずれも角度指令値に等しい。
図１３の中央の図は、船を横方向にスライドさせる場合における、船首および船尾の各推進装置２２で発生する推力ベクトルを示している。推力Ｆ１およびＦ２の大きさはいずれも出力指令値に等しい。角度θ１およびθ２はいずれも角度指令値（９０°）に等しい。なお、各推進装置２２の推力のｙ成分を０にする場合に限らず、各推力のｙ成分の和が打ち消されるようにしてもよい。
図１３の右から２番目の図は、船を斜め後進方向にスライドさせる場合における、船首および船尾の各推進装置２２で発生する推力ベクトルを示している。推力Ｆ１およびＦ２の大きさはいずれも出力指令値に等しい。角度θ１およびθ２はいずれも角度指令値に等しい。
図１３の最も右側の図は、船を後進方向にスライドさせる場合における、船首および船尾の各推進装置２２で発生する推力ベクトルを示している。推力Ｆ１およびＦ２の大きさはいずれも出力指令値に等しい。角度θ１およびθ２はいずれも角度指令値（１８０°）に等しい。この場合は通常モードで後進するのと同じ制御となる。
上記のように、スライドモードでは、船首の推進装置および船尾の推進装置のいずれも、操舵部２３（本実施形態ではタッチパネルのベクトル入力部Ｐ）が入力した移動方向と反対向きで、互いに同じ大きさの推力を発生する。
［旋回モード］
次に、図１４を参照して、旋回モードにおける推進装置２２の制御について説明する。旋回モードは、船体位置を変えずに船を旋回（定点旋回）させるための動作モードである。
図１４は、左側の図および右側の図のいずれも、船を反時計回りに旋回させる場合における、船首および船尾の各推進装置２２で発生する推力ベクトルを示している。推力Ｆ１およびＦ２の大きさはいずれも出力指令値（矢印ＡＲの長さ）に等しく、推力Ｆ１と推力Ｆ２の方向は互いに逆向きである。角度θ２は角度指令値に等しく、推力Ｆ１の角度θ１は推力Ｆ２の角度θ２に１８０°を加えた角度（θ２＋１８０°）に等しい。すなわち、船首の推進装置２２は操舵部２３に入力された移動方向と反対向きの推力を発生し、船尾の推進装置２２は操舵部２３に入力された移動方向と同じ向きの推力を発生する。
なお、船を時計回りに旋回させる場合は、推力Ｆ１，Ｆ２のｘ成分（Ｆ１ｘ、Ｆ２ｘ）およびｙ成分（Ｆ１ｙ、Ｆ２ｙ）をそれぞれ反対向きとすればよい。
このように旋回モードでは、船首に設けられた推進装置および船尾に設けられた推進装置は、互いに反対向きで同じ大きさの推力を発生する。
上記のようにして、船首と船尾に設けられた推進装置２２は、ユーザの操作に応じた力またはモーメントが本体２１（電池推進船２０）に作用するように推力を発生する。本実施形態によれば、推力Ｆ１，Ｆ２の大きさと向き（角度θ１，θ２）を制御して合成ベクトルを生成することで、電池推進船２０に任意の推力ベクトルを作用させることができる。
なお、各推進装置２２のプロペラ２２４が３６０°旋回可能に構成されていることから、各プロペラ２２４が一方向にのみ回転する場合であっても、上記各動作を行うことが可能である。したがって、本実施形態によれば、推進用モータ２２３の正転／逆転の切り替えを行う必要がなく、動作の連続性を保持することができる。その結果、動作効率の悪化を抑制するとともに、切り替えによる振動や衝撃を抑制し、電池推進船２０の乗り心地を向上させることができる。
＜管理装置１０の処理フロー＞
次に、図１５～図１７のフローチャートを参照しつつ、水上モビリティシステム１の処理フローの一例を説明する。なお、図１５のフローチャートによる処理は管理エリア内の各電池推進船２０についてそれぞれ実行される。
管理装置１０の制御部１１（情報取得部１１１）は、電池推進船２０の位置情報および電池残量を取得する（ステップＳ１）。ここで、位置情報および電池残量は電池推進船２０の測位部２６および二次電池制御部２５１２により取得され、通信部２５２を介して管理装置１０に送信される。本ステップにおいて、情報取得部１１１は、電池推進船２０のシステム異常の有無に関する情報を取得してもよい。
次に、管理装置１０の制御部１１は、電池推進船２０のシステムが正常であるかどうかを判定する（ステップＳ２）。システムが正常である場合（Ｓ２：Ｙｅｓ）はステップＳ３に進み、システムが異常である場合（Ｓ２：Ｎｏ）はステップＳ１２の救助処理に進む。
次に、管理装置１０の制御部１１（ポート距離算出部１１２）は、電池推進船２０の位置情報に基づいて当該電池推進船２０とポートとの間の距離を算出する（ステップＳ３）。本実施形態では、電池推進船２０とポートＰ１～Ｐ４間の距離がそれぞれ算出される。
次に、管理装置１０の制御部１１（航続距離算出部１１３）は、電池推進船２０の電池残量に基づいて航続距離を算出する（ステップＳ４）。
次に、管理装置１０の制御部１１（到達可能性判定部１１４）は、ステップＳ３で算出された距離およびステップＳ４で算出された航続距離に基づいてマージンを算出する（ステップＳ５）。本実施形態では、到達可能性判定部１１４はポートＰ１～Ｐ４についてマージンを算出する。
次に、管理装置１０の制御部１１（到達可能性判定部１１４）は、ポートＰ１～Ｐ４について到達可能性を求める（ステップＳ６）。たとえば、マージンが１５０％以上の場合は最も安全性の高い到達可能性Ａであると判定し、マージンが１２０％以上１５０％未満の場合は到達可能性Ｂであると判定し、マージンが１２０％未満の場合は到達可能性Ｃであると判定する。
到達可能性判定部１１４は、到達可能性Ａのポートがあるか否かを判定する（ステップＳ７）。到達可能性Ａのポートがある場合（Ｓ７：Ｙｅｓ）、正常運行されていると判断してステップＳ１に戻る。一方、到達可能性Ａのポートがない場合（Ｓ７：Ｎｏ）、到達可能性Ｂのポートが複数あるか否かを判定する（ステップＳ８）。到達可能性Ｂのポートが複数ある場合（Ｓ８：Ｙｅｓ）、警告状態とし（ステップＳ１０）、ステップＳ１に戻る。ステップＳ１０では、制御部１１は記憶部１３の船管理データベース１３１を更新し、当該電池推進船の稼働状態を「警告」とする。一方、到達可能性Ｂのポートが複数ない場合（Ｓ８：Ｎｏ）、到達可能性Ｂのポートが１つであるか否かを判定する（ステップＳ９）。到達可能性Ｂのポートが１つである場合（Ｓ９：Ｙｅｓ）、回避処理を行う（ステップＳ１１）。回避処理の詳細は後述する。一方、到達可能性Ｂのポートが１つもない場合（すなわち、到達可能性Ｃのポートのみの場合）（Ｓ９：Ｎｏ）、救助処理を行う（ステップＳ１２）。救助処理の詳細は後述する。
なお、上記の説明では管理装置１０が各ステップの処理を行ったが、これらの処理のうち少なくとも一部の処理を電池推進船２０が行ってもよい。たとえば、電池推進船２０（記憶部２５３）に管理エリア内のポートの位置情報を記憶させておき、自身の位置情報と合わせてポートまでの距離を算出してもよい。電池推進船２０が航続距離を算出するようにしてもよいし、到達可能性を判定するようにしてもよい。
また、上記の処理フローでは各ポートについてマージンを算出したが、電池推進船２０から最も近いポートについてのみマージンを算出し、当該ポートへの到達可能性を判定するようにしてもよい。たとえば、判定結果が到達可能性Ａ以外の場合、操船モード変更部１１５は操船モードをユーザ操船モードから強制航行モードに変更する。
＜回避処理＞
ステップＳ１１の回避処理の一例について、図１６を参照して詳しく説明する。
まず、管理装置１０は、電池推進船２０の操船モードを管理センターの操船（強制航行モード）に切り替える（ステップＳ１１１）。具体的には、管理装置１０の制御部１１（操船モード変更部１１５）は、ユーザ操船モードから強制航行モードに変更することを示す信号（モード変更信号）を電池推進船２０に送信する。電池推進船２０がモード変更信号を受信すると、駆動制御部２５は、ユーザ操作受付部２５１１で受け付けられた操船信号ではなく、管理装置１０から受信した遠隔操船信号に従って推進装置２２を制御する。すなわち、ステアリング用モータ制御部２５１３および推進用モータ制御部２５１４は遠隔操船信号に従ってステアリング用モータ２２１および推進用モータ２２３をそれぞれ制御する。
次に、管理センターは、電池推進船２０および移動先のポートに、危険回避のため帰還する旨を連絡する（ステップＳ１１２）。連絡は音声通話やディスプレイへの表示により行う。たとえば、到達可能性Ａ，Ｂのポート（好ましくはマージンが最も高いポート）を移動先のポートとする。空いている充電設備または充電済みの電池ユニットを有するポートを移動先としてもよい。好ましくは、到達可能性ＡまたはＢのポートのうち、空いている充電設備もしくは充電済みの電池ユニットを有するポートを移動先とする。
次に、管理センターから電池推進船２０を操船する（ステップＳ１１３）。本ステップでは、管理センターの管理装置１０は電池推進船２０に遠隔操船信号を送信し、電池推進船２０は管理装置１０からの遠隔操船信号に従って移動する。詳しくは、駆動制御部２５のステアリング用モータ制御部２５１３が遠隔操船信号に基づいてステアリング用モータ２２１を制御してプロペラ２２４の方向を調整するとともに、推進用モータ制御部２５１４が遠隔操船信号に基づいて推進用モータ２２３を制御してプロペラ２２４の回転数を制御する。
なお、電池推進船２０が自律航行可能な場合、管理装置１０からモード変更信号を受信した後、電池推進船２０はユーザ操作受付部２５１１で受け付けられた操船信号を無視し、移動先のポートに向かって自律的に移動してもよい。
＜救助処理＞
ステップＳ１２の救助処理の一例について、図１７を参照して詳しく説明する。
まず、管理装置１０は、ポートの中で最もマージンが大きいものを移動先のポートとして選ぶ（ステップＳ１２１）。
次に、管理装置１０は、電池推進船２０の操船モードを管理センターの操船に切り替える（ステップＳ１２２）。本ステップの詳細は前述のステップＳ１１１と同様である。
次に、管理センターは、電池推進船２０および移動先のポートに連絡する（ステップＳ１２３）。本ステップの詳細は前述のステップＳ１１２と同様である。
次に、管理センターから電池推進船２０を操船する（ステップＳ１２４）。本ステップの詳細は前述のステップＳ１１３と同様である。
次に、救助艇に船の位置情報を知らせて向かわせ、合流して救助する（ステップＳ１２５）。詳しくは、管理装置１０または管理者が救助艇に救助対象の電池推進船２０の位置を知らせて向かわせ、電池推進船２０と合流させて救助を行う。
以上説明したように、本実施形態では、ポート距離算出部１１２が電池推進船２０とすべてのポートＰ１～Ｐ４との間の距離をそれぞれ算出し、到達可能性判定部１１４がポートＰ１～Ｐ４について到達可能性をそれぞれ判定する。そして所定の危険基準を満たす場合には、操船モードをユーザ操船モードから強制航行モードに変更し、電池推進船２０は遠隔操船または自律航行により到達可能性の高いポートに移動する。
このように、水上モビリティシステム１では、普段はユーザが電池推進船を高い自由度で操作可能としつつ、電池残量が低下してポートへの到達可能性が低下した場合、遠隔操船または自律航行により電池推進船をポートに安全に帰還させる。
上記のように、本実施形態によれば、操船モードを切り替えることで電池推進船が水上で孤立することを防止し、水上モビリティシステムの安全性を向上させることができる。特に、電池推進船が免許不要で操船可能な場合や、稼働時間に比して二次電池の容量にあまり余裕がない場合において乗船者の安全を確保するのに格別の効果を奏する。
上記の実施形態では、電池推進船は管理エリア内のポートのいずれかに戻るものであったが、本発明はこのような形態に限られない。次に実施形態に係る２つの変形例について説明する。いずれの変型例によっても上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
＜変型例１＞
本変型例では、電池推進船２０は、あるポートから出発し、当該ポートに戻る運行形態をとる。たとえば、図１のポートＰ１から出発し、管理エリア内を回遊した後、同じポートＰ１に帰還する形態である。本変型例は、電池推進船が特定のポートに対応付けられている場合や、管理エリア内にポートが一つしかない場合等が該当する。
本変型例では、ポート距離算出部１１２は、電池推進船２０と、当該電池推進船２０が出発したポート（出発ポート）との間の距離を算出する。航続距離算出部１１３は前述の実施形態の場合と同様にして航続距離を算出する。到達可能性判定部１１４は、出発ポートへの到達可能性を判定する。そして、判定された到達可能性が所定の危険基準を満たす場合、電池推進船２０は出発ポートに向けて遠隔操船または自律航行により移動する。このように、本変型例では電池推進船２０は強制航行モードにおいて出発ポートに向けて航行する。
＜変型例２＞
本変型例では、電池推進船２０は、あるポート（出発ポート）から出発し、別のポート（目的ポート）に向けて航行する運行形態をとる。たとえば、図１のポートＰ１から出発し、管理エリア内を航行した後、ポートＰ３に到着する形態である。本変型例は、電池推進船が所定の場所に人や物を運ぶ場合等が該当する。
本変型例では、ポート距離算出部１１２は、電池推進船２０と、当該電池推進船２０が向かう目的ポートとの間の距離を算出する。航続距離算出部１１３は前述の実施形態の場合と同様にして航続距離を算出する。到達可能性判定部１１４は、目的ポートへの到達可能性を判定する。そして、判定された到達可能性が所定の危険基準を満たす場合、電池推進船２０は目的ポートに向けて遠隔操船または自律航行により移動する。このように、本変型例では電池推進船２０は強制航行モードにおいて所定の目的ポートに向けて航行する。
以上、本発明に係る実施形態および変型例について説明した。本発明は、テーマパークのアトラクションや観光等のレジャー用途だけでなく、水上交通システムに適用してもよい。本発明は水上モビリティ（電池推進船）のシェアリングの促進にも好適である。
なお、上述した実施形態で説明した水上モビリティシステムの制御部１１の構成のうち少なくとも一部は、ハードウェアで構成してもよいし、ソフトウェアで構成してもよい。ソフトウェアで構成する場合には、制御部１１の少なくとも一部の機能を実現するプログラムをフレキシブルディスクやＣＤ－ＲＯＭ等の記録媒体に収納し、コンピュータに読み込ませて実行させてもよい。記録媒体は、磁気ディスクや光ディスク等の着脱可能なものに限定されず、ハードディスク装置やメモリなどの固定型の記録媒体でもよい。
また、制御部１１の少なくとも一部の機能を実現するプログラムを、インターネット等の通信回線（無線通信も含む）を介して頒布してもよい。さらに、同プログラムを暗号化したり、変調をかけたり、圧縮した状態で、インターネット等の有線回線や無線回線を介して、あるいは記録媒体に収納して頒布してもよい。
また、電池推進船２０は、管理装置１０の管理によらず、自律的に動作するように構成されてもよい。この場合、管理装置１０の情報取得部１１１、ポート距離算出部１１２，航続距離算出部１１３、到達可能性判定部１１４および操船モード変更部１１５が電池推進船２０に設けられる。また、船管理データベース１３１のうち自船に関する情報（電池残量、位置情報等）、および管理エリアデータベース１３２が電池推進船２０に設けられる。これにより、電池推進船２０は、自身の位置情報および電池残量を取得し、取得した位置情報に基づいて電池推進船２０とポートとの間の距離を算出し、取得した電池残量に基づいて航続距離を算出し、算出した距離および航続距離に基づいて到達可能性を判定し、到達可能性が所定の危険基準を満たす場合、ユーザ操船モードから強制航行モードに操船モードを変更する。このように電池推進船２０は、自身で到達可能性を判定し、所定の危険基準を満たす場合はポートまで自律的に移動してもよい。
上記の記載に基づいて、当業者であれば、本発明の追加の効果や種々の変形を想到できるかもしれないが、本発明の態様は、上述した実施形態や変形例に限定されるものではない。特許請求の範囲に規定された内容およびその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更および部分的削除が可能である。
１ 水上モビリティシステム
１０ 管理装置
１１ 制御部
１１１ 情報取得部
１１２ ポート距離算出部
１１３ 航続距離算出部
１１４ 到達可能性判定部
１１５ 操船モード変更部
１２ 通信部
１３ 記憶部
２０，２０Ａ 電池推進船
２１ 本体
２１ａ キャビン
２２ 推進装置
２２１ ステアリング用モータ
２２１ａ，２２２ａ ギア
２２２ シャフト
２２３ 推進用モータ
２２４ プロペラ
２３ 操舵部
２４ 二次電池
２５ 駆動制御部
２５１ 制御部
２５１１ ユーザ操作受付部
２５１２ 二次電池制御部
２５１３ ステアリング用モータ制御部
２５１４ 推進用モータ制御部
２５２ 通信部
２５３ 記憶部
２５４ 電力変換部
２６ 測位部
Ｃ 中心
Ｇ 重心
ＭＤ モバイル端末
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４ ポート
Ｑ１，Ｑ２ 係留部
Ｑｒ 凹部
Ｑｒｇ ガイド溝
Ｐ，Ｐ１，Ｐ２ ベクトル入力部
Ｒ 非接触充電用パッド
ｗ１，ｗ２，ｗ３ 接続ケーブル

Claims (12)

  1. 管理装置と、前記管理装置に無線接続され、所定の管理エリア内を航行する電池推進船と、前記電池推進船が離着岸するポートとを有する水上モビリティシステムであって、
    前記電池推進船の位置情報および電池残量を取得する情報取得手段と、
    前記位置情報に基づいて前記電池推進船と前記ポートとの間の距離を算出するポート距離算出手段と、
    前記電池残量に基づいて航続距離を算出する航続距離算出手段と、
    前記距離および前記航続距離に基づいて前記ポートへの到達可能性を判定する到達可能性判定手段と、
    前記到達可能性が所定の危険基準を満たす場合、操船モードをユーザ操船モードから、前記ポートに向けて前記電池推進船を航行させる強制航行モードに変更する操船モード変更手段と、
    を備えることを特徴とする水上モビリティシステム。
  2. 前記到達可能性判定手段は、前記航続距離を前記距離で割って算出されたマージンに基づいて到達可能性を判定することを特徴とする請求項１に記載の水上モビリティシステム。
  3. 前記到達可能性判定手段は、前記管理エリアにおける風情報を考慮して到達可能性を判定することを特徴とする請求項１または２に記載の水上モビリティシステム。
  4. 前記操船モードが前記強制航行モードに変更されると、前記電池推進船は、空いている充電設備または充電済みの電池ユニットを有するポートに向かうように構成されていることを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の水上モビリティシステム。
  5. 前記ポート距離算出手段は、前記電池推進船と、前記管理エリア内のすべてのポートとの間の距離をそれぞれ算出し、
    前記到達可能性判定手段は、前記管理エリア内のすべてのポートについて到達可能性をそれぞれ判定することを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載の水上モビリティシステム。
  6. 前記ポート距離算出手段は、前記電池推進船と、当該電池推進船が出発した出発ポートとの間の距離を算出し、
    前記到達可能性判定手段は、前記出発ポートへの到達可能性を判定し、
    前記電池推進船は前記強制航行モードにおいて前記出発ポートに向けて航行することを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載の水上モビリティシステム。
  7. 前記ポート距離算出手段は、前記電池推進船と、当該電池推進船が向かう目的ポートとの間の距離を算出し、
    前記到達可能性判定手段は、前記目的ポートへの到達可能性を判定し、
    前記電池推進船は前記強制航行モードにおいて前記目的ポートに向けて航行することを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載の水上モビリティシステム。
  8. 前記電池推進船が前記管理装置からモード変更信号を受信すると、当該電池推進船の推進装置は、前記管理装置から受信した遠隔操船信号、または自律航行に従って制御されることを特徴とする請求項１～７のいずれかに記載の水上モビリティシステム。
  9. 前記電池推進船は免許不要で操船可能であることを特徴とする請求項１～８のいずれかに記載の水上モビリティシステム。
  10. 前記ポートには給電装置が設けられており、前記給電装置から供給される電力を用いて前記電池推進船の二次電池を充電することを特徴とする請求項１～９のいずれかに記載の水上モビリティシステム。
  11. 所定の管理エリア内を航行する電池推進船に無線接続された管理装置であって、
    前記電池推進船の位置情報および電池残量を取得する情報取得手段と、
    前記位置情報に基づいて前記電池推進船とポートとの間の距離を算出するポート距離算出手段と、
    前記電池残量に基づいて航続距離を算出する航続距離算出手段と、
    前記距離および前記航続距離に基づいて前記ポートへの到達可能性を判定する到達可能性判定手段と、
    前記到達可能性が所定の危険基準を満たす場合、操船モードをユーザ操船モードから、前記ポートに向けて前記電池推進船を航行させる強制航行モードに変更する操船モード変更手段と、
    を備えることを特徴とする管理装置。
  12. 所定の管理エリア内を航行する電池推進船であって、
    前記電池推進船の位置情報および電池残量を取得する情報取得手段と、
    前記位置情報に基づいて、前記電池推進船と、前記電池推進船が離着岸するポートとの間の距離を算出するポート距離算出手段と、
    前記電池残量に基づいて航続距離を算出する航続距離算出手段と、
    前記距離および前記航続距離に基づいて前記ポートへの到達可能性を判定する到達可能性判定手段と、
    前記到達可能性が所定の危険基準を満たす場合、操船モードをユーザ操船モードから、前記ポートに向けて前記電池推進船を航行させる強制航行モードに変更する操船モード変更手段と、
    を備えることを特徴とする電池推進船。
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