JPH04138993A - 操船援助装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （ａ）産業上の利用分野 この発明は、予定航路に沿って的確に変針できるように
した操船援助装置に関する。

（ｂｌ従来の技術 最近の大型船は、その使用目的や運行方法などに応じて
最適な船体、機関、推進器および操舵系の設定がなされ
るようになり、総排水量が同一クラスの船舶であっても
その運動性能（操縦性能）は各船毎に太き（異なってき
ている。

そこで、一般には新造船時に旋回試験などの運動性能試
験が行われ、その結果（旋回試験成績表）などを参考に
して操船が行われている。

（Ｃ）発明が解決しようとする課題 しかし従来の旋回試験成績表は舵角と船速に応じた旋回
パターンを表すだけであり、実際の基本的な操船パター
ンである変針の操船方法については充分な情報が得られ
なかった。

したがって通常は長期間の操船経験によって感覚的に船
体の運動性能を把握し、船体運動に係わるいくつもの条
件を考慮して所定位置で所定方位に変針するように操船
している。

ところが、強制水先区においては水先人が乗船して船長
に代わってその船を安全に導かなければならない。水先
人は強制水先図の状況には精通しているが、初めて乗船
し案内する船舶そのものの運動性能については知識が乏
しく、その船の直接の操船経験もないため強制水先区域
内での運行には不安がつきまとっていた。

この発明の目的は、予定航路に沿って変針する際、的確
な操船を可能とした操船援助装置を提供することにある
。

（ｄ１課題を解決するための手段 この発明の操船援助装置は、あるパターンで変針運動を
行うための船速と舵角を複数の変針パターンについて再
生可能に記憶する変針運動データ記憶手段と、 予定航路を指定する手段と、 予定航路の変針角を入力変数として上記変針運動データ
記憶手段から予定変針角に変針するまでの各点における
時刻と舵角を求める操船データ生成手段と、 指定された予定航路とともに上記操船データ生成手段に
より求められた各点の時刻と舵角を表示する操船パター
ン表示手段、 とを備えたことを特徴とする。

（ｅ）作用 この発明の操船援助装置では、変針運動データ記憶手段
によって、あるパターンで変針運動を行うための船速と
舵角を複数の変針パターンについて再生できるように変
針運動データが記憶され、操船データ生成手段によって
予定航路の変針角を入力変数として変針運動データ記憶
手段から予定変針角に変針するまでの各点における時刻
と舵角が求められる。そして操船パターン表示手段によ
って、指定された予定航路とともに操船データ生成手段
により求められた各点の時刻と舵角が表示される。した
がって、予定航路に沿って変針する際に必要な操船パタ
ーンを知ることができ、その指示に基づいて操船を行う
ことによって予定航路に沿って容易に変針させることが
できる。

ｉｆ）実施例 この発明の実施例である操船援助装置のブロック図を第
１図に示す。第１図においてＣＰＵ１はＲＯＭ２に予め
書き込まれているプログラムを実行することによって各
入出力装置との間でデータおよび信号の入力を行い、操
船援助装置として作動させる。ＲＡＭ３はデータベース
および知識ヘースの各データを記憶し、また各種演算処
理時のバッファとして用いられる。このＲＡ　Ｍ　３は
バッテリバンクアップされていて、主電源オフ時にもそ
のデータを保持する。ＶＲＡＭ４は表示用メモリであり
、ＣＲＴＣ５はＶＲＡＭ４の続出制御を行う。ビデオ出
力回路６は読み出された信号から映像信号を作成してＣ
ＲＴ７へ出力する。ＣＲＴ７は後述するように操船援助
のための各種表示を行う。キーインタフェース回路８は
キー人力装置９を制御してその操作内容を読み込む。海
図メモリ１０は一定海域における海図データが予め書き
込まれたメモリであり、ＣＲＴ上に自船位置等を表示す
る際このデータを基に海図とともに表示する。インタフ
ェース回路２１は各種入出力装置との接続を行う。コン
パス１１は船首方位を測定し、リングレーザジャイロ１
２は変針時の回頭角速度を測定する。追従発信器１３は
舵角を検出する。船速計１４は船速を測定し、測位装置
１５は自船の位置をＧＰＳ等により測定する。潮流計１
６は特に表層潮流の流向と流速を測定し、風向風速計１
７はその海域の風向きと風速を測定する。水深計１８は
超音波測深機等により海底までの深さを測定する。積載
状態測定器１９は積荷の搭載量に応じて変化する積載状
態を測定する。タイマ２０は時刻または時間の基準信号
を発生する。

次にデータベース化の例を第２図〜第４図に基づいて述
べる。

第４図は新針路距離および変針角の関係を表している。

第４図においてＣは船の航跡であり、矢印に示す方向に
航行する場合を考える。ＰＯで操舵を行って変針を開始
し、Ｐ２で変針のための操舵を終了している。ここで変
針前後の船首方位の角度変化θが変針角、変針前後の接
線の交点Ｐ１と変針開始点Ｐｏ間の距離Ｌ１が新針路距
離である。ちなみにＰＯて変針のための操舵を行って、
実際にその針路から離れるまでの距離ＬＯは大型船では
時間にして数分のオーダにも達する。

第２図は変針時において測定された船体の運動パターン
を環境条件と操船パラメータとともに記憶した例を表し
ている。第２図においてＤｌ、Ｄ２、Ｄ３・・・Ｄｎは
それぞれ異なった変針時におけるデータである。図に示
すように一回の変針において、変針開始から変針終了ま
での各時刻Ｔにおける舵角φと船の位置をそれぞれ記憶
し、これとともに積載状態、風向風速、潮流および水深
の各環境条件と船速、並びに変針の運動パターンにより
求めた新針路距離および変針角を記憶する第３図は変針
時に得られたデータを所定のデータ項目毎に関係づけて
記憶した例である。ここで操舵パターンは時間経過に伴
う舵角の変化を幾つかのパターンに分類したものである
。またここでの「環境条件」は積載状態、風向・風速、
潮流および水深である。このように各データ項目を関係
づけて記憶して新針路距離、変針角、環境条件および船
速を入力変数として対応する（必要な）船速および操舵
パターンを求めることができる。

次に、実施例に係る操船援助装置の表示例を第５図およ
び第６図に示す。

第５図は船体運動の条件として積載状態、船速および変
針角を定めて現時点で変針する場合の表示例である。図
中の実線は予定航路、破線は現在位置（・印）で変針操
作を開始したときの予想される航跡である。また、Ｔは
時刻、φは舵角である。すなわち、０分０秒において舵
角φを１５度にし、２分３０秒後に舵角を一２０度とし
、さらに３分０秒後に舵角を０度に戻す。この手順によ
って破線で示す経路で変針することが理解されるまた、
第６図は予め設定されている予定航路に沿って変針する
ための変針開始時刻と各時刻における舵角を自動的に求
め表示した例である。

図中実線は、予定航路、破線は予想される航跡、・印は
現在の自船位置である。この表示により３分２０秒後に
舵角を１５度にとり、それからさらに２分３０秒後に舵
角を−２０−度とし、３分後に０度とすることによって
予定航路に沿って変針できることがわかる。

次に、操船援助装置全体の処理手順を第７図と第８図の
異なった２つのフローチャートに基づいて説明する。

第７図に示した例では、先ず測定タイミングとなれば船
速、風向・風速、潮流の流向−流速、積載状態を測定し
、また自船の現在位置を測定し、さらに自船の現在位置
をマーク表示する（ｎ６→ｎ７→ｎ３→ｎ４）。また、
測定タイミング待ちにおいてキーの読み込みを行う（ｎ
５）。何等かのキー操作があれば、そのキーに応じた処
理を行う。例えば予定航路を設定するキー操作が行われ
たなら、変針点および変針角を記憶し、予定航路パター
ンを折線で表示する（ｎ６→ｎ７→ｎ８）。また、変針
データとして変針角がキー人力されたなら、その読み込
みを行う（ｎ９）。そして、同一または近似する変針角
で変針するための条件を変針運動データから読み出し、
第５図に示したように再生表示する（ｎｌｏ）。ここで
の変針運動データからの読み出しは、例えばキー人力さ
れた変針角と、測定により求めた船速、風向・風速、潮
流の流向・流速および積載状態を条件としてそれに該当
するまたは類似する運動パターンを読み出す。

第８図に示す例では、先ず測定タイミングとなれば船速
、風向・風速、潮流の流向・流速などを測定し、また自
船位置を測定し、自船位置をマーク表示する（ｎ１１→
ｎ１２→ｎ１３→ｎ１４）。測定タイミング以外におい
てはキーの読み込みを行い（ｎ１５）、例えば予定航路
を設定するキー操作がなされたならそのデータ（変針点
および変針角）を設定し、予定航路を表示する（ｎ１６
→ｎ１７→ｎ１８）。また、測定タイミング以外でキー
操作の行われていないときに現在の自船位置と予定航路
の変針点までの距離（予定新針路距離）を算出する（ｎ
１９）。そして変針運動データから新針路距離と変針角
および船速を条件として該当するまたは類イ以する変針
パターンを読み出し、第６図に示したように予想航跡と
して再生表示する（ｎ２０）。ここでの変針運動データ
からの読み出しは、新針路距離が上記予定新針路距離以
下であるものについて行い、上記予一定新針路距離から
、データとして記憶されている新針路距離を引いた値に
よって現在の自船位置から変針開始点までの距離を求め
、さらにその距離と船速から、変針開始点までの時間（
第６図の例では３分２０秒）を求める。

なお、船速と舵角などの操船データと積載状態、風、潮
流、水深などの環境データおよび船体の運動パターンと
の関係を、通常の運行時において幾度も行われる変針時
に収録し、これに基づいてデータベース化したものを変
針運動データとして用いることができる。このようなデ
ータベースを用いる際、各項目の条件に完全一致するデ
ータがない場合には最も類似度の高いデータを抽出する
か、補間演算によって推定値を求める。

また、例えばある項目の値を増減させたときの他の項目
の値が如何に変化するかなど、各項目間の関係を知識と
して記憶していわゆる知識ベース化したものを変針運動
データとして用いても良い＜ｇ）発明の効果 この発明によれば、変針角などの与えられた条件によっ
て必要な各時刻における舵角が求められ、予定航路とと
もに表示されるため、予定航路に沿って的確に変針させ
ることができる。したがってこの装置を用いれば、操船
すべき船自体の運動性能についての知識および操船経験
が浅い場合にも安全かつ円滑に操船できるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例である操船援助装置のブロッ
ク図、第２図および第３図はデータベース化の例を示す
図である。第４図は変針パターンの例を示す図である。 第５図および第６図はそれぞれ表示例を示す例である。 第７図および第８図は操船援助装置の異なった処理手順
を表すフローチャートである。 第３図 第 図 第 図 第７図 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）あるパターンで変針運動を行うための船速と舵角
   を複数の変針パターンについて再生可能に記憶する変針
   運動データ記憶手段と、 予定航路を指定する手段と、 予定航路の変針角を入力変数として上記変針運動データ
   記憶手段から予定変針角に変針するまでの各点における
   時刻と舵角を求める操船データ生成手段と、 指定された予定航路とともに上記操船データ生成手段に
   より求められた各点の時刻と舵角を表示する操船パター
   ン表示手段、 とを備えた操船援助装置。