JPS5835480A - 船舶接岸誘導システムの異常値除去装置 - 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】 本発明は、シーバース等の桟橋に接岸しようとする船舶
の距離と接岸速度とのそれぞれを超音波パルスの水中伝
搬時間に基づいて計測し、操船情報として出力するよ５
にした船舶接岸誘導システムに関し、４１に計測値の異
常を接岸加速度の大きさに基づいて判別し、この異常計
測値を除去するようＫした船舶接岸誘導システムの異常
値除去装置に関する。

従来、超音波パルス反射法を利用したこの種の船舶接岸
誘導システムでは、船側に対し略直角な方向に超音波パ
ルスを発射するよ５に、少なくとも２個の超音波送受波
器を所定間隔をおいて桟橋側水中に配置し、一定周期毎
に発射する超音波パルスの水中伝搬時間に基づき、接岸
する船舶と桟橋との距離、及び接岸速度の各々を計測し
、この計測値を船舶側に知らせることにより、桟橋に迅
速且つ安全に接岸できるよ５Ｋしている。

しかしながら、上記のシステムでタンカー等の大型船舶
を接岸誘導している際には；タグボート又は接岸船舶の
スクラム−からの音響ノイズもしくはパルス性の電気ノ
イズ等により、距離及び速度の計測値が異常な値を示す
ことがしばしばみられ、このような計測異常が継続した
場合には、正しい距離と接岸速度が一時的に判らなくな
り、接岸誘導に支障を来たすという問題があった。

本発明は、このような従来の問題点に着目してなされた
もので、接岸時における速度の時間変化率、すなわち接
岸加速度を監視し、この接岸加速度が通常予想できない
大きい変化を生じたときには異常計測値と判断して除去
することＫより、接岸誘導の信頼性と安全性を向上する
船舶接岸誘導システムの異常値除去装置を提供すること
を目的とする。

以下、本発明を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の一実施例を示したブ四ツク図である。

まず、構成を説明すると、例えば大垣タンカーの接岸桟
橋として知られたドルフィン桟橋方式をとる桟橋側のド
ルフィン８の前脚には、超音波パルスの送受信を行なう
送受波器２が設けられ、この送受波器２はドルフィン８
に接岸する船舶ｌの船側に対し直角となる方向、すなわ
ち繁締法線に対し直角となる方向にむけられて所定間隔
を隔【て少なくとも２個設置されている。

１０は計測部であり、ドルフィン８の水中に設けた送受
波器２と信号ケーブル６を介して接続されている。この
計測部１０において、タイマー１１は１秒間隔でクロッ
クパルスを発生し、このクロックパルスに応じてバルサ
ＩＢが１秒毎に電気的な送信パルスを発生して送受波器
２より超音波パルスを発射させる。水中を伝搬して船舶
１で反射された超音波パルスは再び送受波器ｍＷ入射し
、ここで電気信号に変換されたパルスは針側部１０の受
信増幅器１８によりて増幅され、ゲート１４のストップ
信号となる。一方、パルサ１２の送信信号は遅延回路１
５を介してグー）１４に与えられ、グー）　１４をスタ
ートさせるよ５Ｋしている。なお、遅延回路１５はドル
フィン８の前脚に設けている送受波器２とド／Ｉ／フィ
ン８の先端との距離ｄを超音波が伝搬する時間だけゲー
ト１４のスタートを遅らせており、ドルフィン８の先端
から船舶１までの距離りを正確に検出できるようにして
いる。

グー）　１４に対してはパルス発生器１６より７５０Ｋ
Ｈｚの計測パルスが与えられており、遅延回路１５より
のスタートから受信増幅部１８よりの出力によるスＦツ
ブ迄の間開いているゲート１４を介してゲート１４の開
いている時間に応じた数の計測パルスを出力する。ここ
で、パルス発生器１６の出力する？５０ＫＨｓの計測パ
ルスは、水中１−の間を超音波が往復伝搬する時間に基
づい【定められた周波数であり、水中Ｂｍを超音波が伝
搬する時間の逆数としてパルス発生器１６の発振周波数
が決定されている。すなわち、水中音速ＣはＣ＝　ｌ！
ＳＯＯｍ／ｓ　　テあることから、２■を伝搬する時間
は となり、この伝搬時間の逆数をとると となる。

ゲート１４より出力されるドルフィン８と船舶ｌとの距
離りを超音波が伝搬するに要する時間に応じた数の計測
パルスはｌＯ進カウンター７．８０のそれぞれに与えら
れ計数される。

尚、１０進カウンター７は距離計測用のカウンタであり
、又ｌＯ進カウンタ２０は速度計測用のカウンタとなる
。

ここで、距離計測用のｌＯ進カウンター７における距離
の計数は、計測パルスの計数値が超音波パルスの往復伝
搬時間２Δｔを表わしているので、距＠ＬはＬ−Δｔ＠
Ｃ（但し、Ｃ＝　１５００　ｍ／ｓ　）で与えられ、そ
の結果、ｌＯ進カウンター７の計数値はそのまま距離デ
ータとなる。

また、速度計測用のｌＯ進カウンタＢＯＩＣおける速度
の計数は、速度が前回の距離計測値と今回の距離計測値
との差として与えられるので、ｌＯ進カウンタ２０に計
数されている前回の計数値から今回の計数値をダウンカ
ウントして残った値が速度データとなる。１０進カウン
タ１７，２０の各計数出力はメモリ１８．２１のそれぞ
れに与えられ、メモリ１８．２１ではタイマー１１より
のクロックパルスに同期して１秒おきに計数値を記憶保
持し、ごの記憶保持している距離及び速度を表示回路１
９．２２に出力して表示回路１９で距離を表示するとと
もに表示回路ｚ２で接岸速度な懺示する。

更に、表示回路１９．２２の出力は外部表示装置２８に
与えられており、この外部表示装置２８はドルフィン８
０部分に設置されており、船舶ＩＫ対して速度及び距離
の表示を行なう。又計測部ｌＯによる距離及び速度の計
測値は無線等により船舶１さらに又、計測部１０よりの
距離及び速度の計数値はプリンター８４に打ち出され接
岸誘導データとしてプリントアウトできるようＫＬ−Ｃ
いる。

とのよ５な計測部ＩＯに対しては、本発明の異常値除去
装置８０が設げられる。すなわち、異常値除去装置８０
は速度用のｌＯ進カクンタｚＯの出力を入力し、この速
度計測値に基づいて船舶ｌの接岸時における速度の時間
的変化率、すなわち加減速度を検出し、この加減速度が
予め定められた所定値を上回ったときにメモリ１８．２
１のそれぞれに対して書込み禁止指令を出力し、ｌＯ道
カウンタ１７゜２０の計数値をメモリ１８　、２１　Ｋ
書込ませないよ５にし【いる。

第２図は第１の実施例における本発明の異常値除去装置
８０の一実施例を示したブロック図である。

まず構成を説明すると、比較１）８１には１０進カウン
タＢＯより今回の速度計測値が与えられると共に、メモ
リ２１に保持している前回の速度計測値が与えられ、両
者の計＠値の差に、応じたパルス幅のゲート信号の出力
をゲート回路８ｚに指令する。カウンタ８８はゲート８
ｇ？、よりのゲート信号によりカウント状態にされ、パ
ルス発生器１６　（第１図参照）よりの計測パルスを計
数して出力する。この比較器８１．　ゲート８２及びカ
ウンタ８８による作用壷１、前回の速度計測値と今回の
速度計測値の差の絶対値を求めているものであり、この
速度差の絶対値は船舶の接岸速度の時間的変化率、すな
わち加減速度に応じた値となる。

カウンタ８Ｂよりの加減速度を表わす計測値を工、比較
器８４に与えられ【おり、設定器８５に予め設定されて
いる所定値と比較され、設定器８６の所定値を上回った
とぎに比１！　ｌ）　８４は異常検出信号をゲートＢ６
に出力してメモリ１８，９１（第１図参照）に対する書
き込み用のメモリノ（ルスの出力を禁止するようにし℃
いる。

ここで、設定器８ＦＤに設定する異常を判別するための
所定値としては、例えば第８図に示す実際の接岸時にお
ける速度データ（第３図（へ））及び距離データ（第８
図■）からも明らかなよ５に、実際の船舶の接岸速度は
θ〜８０５ｊ／ａ　８度でありこの接岸速度における速
度の変化率Δ−＜加減速度）は０〜１ｔｔＲ／＠”とな
る。従つ【、設定１１８６による異常値判別用の比較基
準値とし℃は＠−８５Ｉ／ｓ”　とすればよい。

次に第２図の実施例におけるタイ叱ング関係を第４図の
タイムチャートを参照して説明するに、タイマー１１よ
りのり四ツクノ（ルスの周期で定マル１秒の針側サイク
ルにおいて、計測）（ルスの最大計測時間を２６６■／
秒としたと針、異常値検出に利用できる残りの処理時間
、すなわち計測パルスがストップしてからメそリノ＜〃
スが出力されるまでの時間ｔはｔ　＝　２８４　＜　９
秒となる。一方、速度計測値の差の絶す、値に応じた値
を計数するカウンタ８８の最大計数値を９９力ウント分
、すなわち９９創／３に設定していたとすると、差の絶
対値の最大値９９力ウント分を計数するに要する時間は
、パルス発生器１６より？５０ＫＨｚのりｐツクパルス
を計数しているとすると、このクロックパルスの周期は
１．８８マイクロ秒であることから、１、ＢＢｑ４１ン
秒Ｘ　９９　＝　１８２　ｆｆ　（り９秒となり、ｔ＝
８８４ミリ秒となる時間に対して十分な異常判別の処理
速度をもつＯ 次に、第５図のタイムチャートを参照して第２図の動作
を説明する。

まず、接岸誘導を開始して４秒経過するまでの時刻ｔ、
までは、速度Ｖは１２　ａｍ／　＠であり、速度時間的
変化はないことから、今回のデータと前回のデータとを
比較し【いる比較器８１の出力はゼロであり、ゲート８
２はパルス信号を出力せず、従ってカウンタ８８の計数
内容もゼロとなり、比較器８４はゲート８６を許容状態
にし【おり、第４図のタイミノグ波形図に示したタイミ
ングで出力されるメモリパルスをメモリ１８．ａｌのそ
れぞれへ出力し、各計測サイクル毎に計数した１ｏ進カ
ウンタｌ）。

ｚＯの距離および速度の計数値をメモリ１８　、１１に
書き込んで前回のデータを今回のデータに更新するよう
にしている。次に５秒後の時刻１．において、速度Ｖは
ｔ＝ｌｌう４減少しているが、この時の速度変化Δ町は
Δ？、　ｘｘ　ｌ　Ｑｆｌ　／＠であり、比較器８１は
時刻１．における速度と今回の時刻ｔ！における速度と
の絶対値、すなわちΔ町＝＝　ｌ　５１／、に応じた時
間幅のパルス信号の出力をグー）８１に指令し、カウン
タ８８は？５０ＫＨｇのり四ツクパルスの計数によりΔ
町＝＋　ｌ　５１／　、となる計数値をカウント［、比
較器８４に出力する。しかし、カウンタ８８よりの計数
値Δ町；１５Ｉ／ｓは設定Ｉ）８５に設定している所定
値より小さいので、比較器８４は出力せず、同機にり−
）８６＃’許容状ｍにおかれ、メモリパルスがゲート８
６を介し【メモリ１８　、２１へ出力され、時刻ｔ１で
計数した速度及び距離のそれぞれをメモリ１８．２１に
書き込む。

次Ｋ、１０秒経過した時の時刻ｔ、で速度計測値が２０
ａｎ／、となる急激な速度変化が生じたとすると、前回
の速度計測値との差の絶対値Δｔ、＝ｇｔｗ／ｓがカウ
ンタ８Ｂで計数されて比較器８４に出力され、この計数
値は設定器８５の設定値を上回っていることから比較器
８４は異常検出出力を生じ、ゲート８６を禁止状態とし
メモリパルスのメモリ１８．２１に対する出力を禁止す
る。従って、メモリ１８．２１のそれぞれＫは前回の速
度及び距離の計−１値がそのまま保持され、時刻ｔ、に
おける異常ンヨ速度及び距離の検出値はメモ！７１８，
２．１に書館込まれず、このため異常計測値の除去が行
なわれ、表示器１９゜２０に誤った表示が行なわれるこ
とはない。更に１１８秒後の時刻ｔ４で時刻ｔ、とは逆
に速度が低下する急激な速度変化が生じたとすると、こ
の速度変化にｂじた前回の速度計測値との差Δ町＝６．
５ｃ＋ｙ＋／がカウンタ８８で計測され、設定器８５の
設定値を上回っていることから比較器８４が同様に異常
検出出力を生じてゲート８６を禁止し、メモリパルスの
出力を阻止して異常計速値によるメモリ１８．２１のそ
れぞれの書替えを禁止し、異常計測値の除去を行う。

なお、異常計測値の計測状態が長時間続いたような場合
には、メモリ１８．２１における距離及び速度の更新が
行なわれなくなるので、計測サイクルが１０回繰返えさ
れた時、すなわち異常針側状態が１０秒間継続したよう
な場合には、異常計測値であっ【も強制的にメモリ１８
．２１への書き込みを許容し、メモリ１８．２１が保持
出力している計測値が夾しの計測値と大４１Ｋかけ離れ
てしま５ことを防止することが望ましい。

又上記の実施例ではデジタル的に前回と今回の速度計測
値の差の絶対値を求め、この差の絶対値が所定値を上回
った時に異常検出出力を生じてメモリへの書き込みを禁
止するようにしているが、１０進カウンタ２０で計測さ
れる速度データを微分演算することにより【加減速度を
求め、この加減速度を所定値と比較して所定値を上回り
た時に異常検出出力を送り出すようにしてもよい。さら
に又、設定器８５に設定している異常判別の所定値は、
接岸誘導する船舶の大きさ、もしくは種類に応じて適宜
に定め得るものである。

以上説明してきたように、本発明によれば、桟橋側水中
に送受波器を配置し、一定周期毎に発射する超音波パル
スの水中伝搬時間に基づいて、接岸する船舶と桟橋との
間の距離及び船舶の接岸速度のそれぞれを計測して出力
する船舶接岸訪導システムにおいて、前回の速度計測値
と今回の速度計測値との差の絶対値を求めることにより
船舶の接岸速度の加減速度の変化を検出し、この加減速
度が所定値以上の時には計測値が異常であると判断して
その出力を禁止するようｋしたため、タグボートもしく
は接岸船舶のスクリ島−による音響ノイズあるいはパル
ス性の電気的ノイズによる距離及び速度の異常計測値を
確実に除去することができ、船舶接岸誘導システムにお
ける計測精度の向上と信頼性を高め、迅速かつ安全に船
舶を桟橋に・接岸誘導できるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例を示したシステムズ°ロック
図、第２図は第１図の実施例における異常値除去装置の
一実施例を示したプｉツク図、第８図は接岸データの実
測値の一例を示したグラフ図、第４図は第２図の実施例
におけるタイミング波形図、第す図は本発明の作用説明
に用いたタイムチャート図である。 ｌ・・・船舶　　　　　　２・・・送受波器８・・・ド
ルフィン　　　　ｂ・・・信号ケーブルｌＯ・・・計測
部　　　　　１１・・・タイマ１２・・・バルサ　　　
　　ｌＢ・・・受信増幅部１４．８２．８６・・・グー
）　　１５・・・遅延回路１６・・・パルス発生器　　
１７　、２０・・・１０進カウンター１８　、２１・・
・メモリ　　　１９　、　Ｌ３・・・表示器２Ｂ・・・
外部表示装置　　ハ・・・プリンタ８１　、８４・・・
比較器　　　８８・・・カウンタ８５・・・設定器 特許出願人　株式会社東京計器 代理人弁理士　　竹　内　　　　進

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 桟橋側水中に送受波器を配置し、一定周期毎に発射する
   超音波パルスの水中伝搬時間に基づいて、接岸する船舶
   と桟橋との距離および船舶の接岸速度のそれぞれを計測
   して出力する船舶接岸誘導システムに於い℃、 前回の速度計測値と今回の速度計測値との差の絶対値を
   検出する検出手段と１ 、門検出手段の検出値が所定値以上のときには、今回の
   計測値の出力を禁止する出力禁止手段とを設けたことを
   ’ＩＩ黴とする船舶接岸誘導システムの異常値除去装置
   。