KR20240058035A - 선박 감시 시스템, 선박 감시 시스템의 제어 방법, 선박 감시 시스템의 제어 프로그램을 기억하는 기억 매체 - Google Patents

Abstract

통신의 타임 래그의 영향을 저감시키는 것이 가능한 선박 감시 시스템의 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
선박 감시 시스템(100)은, 선박(1)에 마련되며, 선상 통신부(28)와, 선박(1)의 선체 운동에 관한 선체 운동 정보를 취득하는 정보 취득부(21)를 갖는 선상 정보 처리 장치(10)와, 선박(1) 외부에 마련되며, 선상 통신부(28)와 통신 가능한 지원측 통신부(52)와, 타임 래그 특정부(53)와, 상태 예측부(55)를 갖는 지원 정보 처리 장치(50)를 구비한다. 타임 래그 특정부(53)는, 선상 통신부(28)로부터 선체 운동 정보가 송신되고 나서 지원측 통신부(52)에서 당해 선체 운동 정보가 수신될 때까지의 시간을 수신 타임 래그로서 특정한다. 상태 예측부(55)는, 선체 운동 정보와 수신 타임 래그를 선박(1)의 선체 운동에 관한 선체 운동 모델에 입력하여, 선체 운동 정보에 의해 나타내어지는 선박(1)의 제1 운동 상태로부터 수신 타임 래그에 기초하는 기간만큼 진행한 선박(1)의 제2 운동 상태를 예측한다.

Description

선박 감시 시스템, 선박 감시 시스템의 제어 방법, 선박 감시 시스템의 제어 프로그램을 기억하는 기억 매체{SHIP MONITORING SYSTEM, CONTROL METHOD OF SHIP MONITORING SYSTEM, AND STORAGE MEDIUM STORING CONTROL PROGRAM OF SHIP MONITORING SYSTEM}

본 발명은, 선박 감시 시스템, 선박 감시 시스템의 제어 방법 및 선박 감시 시스템의 제어 프로그램을 기억하는 기억 매체에 관한 것이다.

예를 들어, 특허문헌 1에는, 선박 상에 마련되며, 지도와 자선 위치를 표시하는 표시부를 갖는 항행 정보 표시 장치가 기재되어 있다. 이 장치는, 자선 위치 검출 장치와, 방위 검출 장치와, 이들의 검출 결과에 따른 화상을 표시하는 화상 표시기를 구비한다. 이 화상 표시기에는, 가상 수면 상에, 현재의 자선 위치와, 목표 마크와, 복수의 등거리선으로 이루어지는 목표 도달 지원 화상이 표시된다.

일본 특허 공개 제2012-018065호 공보

선원 부족을 보충하기 위한 대책으로서, 육상의 조선 센터로부터, 육선 통신에 의해 해상·수상의 선박을 컨트롤하는 원격 조선의 실현이 기대되고 있다. 그러나, 통신 용량이 낮은 해역에서는, 육상과 선박 사이의 통신 속도의 제약으로부터, 선박의 상태의 검지 및 조선 지시로부터 선상에서 실행될 때까지 타임 래그가 있다. 이와 같이, 종래의 기술에서는, 통신의 타임 래그가 크면 원격 조선이 어려워진다고 하는 과제가 있다.

본 발명은, 이러한 과제를 감안하여 이루어진 것이며, 통신의 타임 래그의 영향을 저감시키는 것이 가능한 선박 감시 시스템의 기술을 제공하는 것을 목적의 하나로 하고 있다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 양태의 선박 감시 시스템은, 선박에 마련되며, 선상 통신부와, 선박의 선체 운동에 관한 선체 운동 정보를 취득하는 정보 취득부를 갖는 선상 정보 처리 장치와, 선박 외부에 마련되며, 선상 통신부와 통신 가능한 지원측 통신부와, 타임 래그 특정부와, 상태 예측부를 갖는 지원 정보 처리 장치를 구비한다. 타임 래그 특정부는, 선상 통신부로부터 선체 운동 정보가 송신되고 나서 지원측 통신부에서 당해 선체 운동 정보가 수신될 때까지의 시간을 수신 타임 래그로서 특정하고, 상태 예측부는, 선체 운동 정보와 수신 타임 래그를 선박의 선체 운동에 관한 선체 운동 모델에 입력하여, 선체 운동 정보에 의해 나타내어지는 선박의 제1 운동 상태로부터 수신 타임 래그에 기초하는 기간만큼 진행한 선박의 제2 운동 상태를 예측한다.

또한, 이상의 임의의 조합이나, 본 발명의 구성 요소나 표현을 방법, 장치, 프로그램, 프로그램을 기록한 일시적인 또는 일시적이지 않은 기억 매체, 시스템 등의 사이에서 서로 치환한 것도 또한, 본 발명의 양태로서 유효하다.

본 발명에 따르면, 통신의 타임 래그의 영향을 저감시키는 것이 가능한 조선 지원 정보 처리 장치의 기술을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 선박 감시 시스템이 적용된 선박을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 2는 도 1의 선박 감시 시스템을 개략적으로 도시하는 블록도이다.
도 3은 도 1의 선박 감시 시스템의 타임 래그를 모식적으로 도시하는 도면이다.
도 4는 도 1의 선박 감시 시스템의 제2 운동 상태를 예측하는 동작의 일례를 나타내는 타이밍 차트이다.
도 5는 도 1의 제2 상태 예측부의 동작을 모식적으로 도시하는 설명도이다.
도 6은 도 1의 선상 정보 처리 장치의 동작의 일례를 나타내는 흐름도이다.
도 7은 도 1의 지원 정보 처리 장치의 동작의 일례를 나타내는 흐름도이다.
도 8은 제1 변형예의 선박 감시 시스템을 개략적으로 도시하는 블록도이다.
도 9는 제1 변형예의 제3 상태 예측부의 동작을 모식적으로 도시하는 설명도이다.
도 10은 제1 변형예의 선박 감시 시스템의 제3 운동 상태를 예측하는 동작의 일례를 나타내는 타이밍 차트이다.
도 11은 제1 변형예의 선상 정보 처리 장치의 동작의 일례를 나타내는 흐름도이다.
도 12는 제1 변형예의 지원 정보 처리 장치의 동작의 일례를 나타내는 흐름도이다.

본 명세서에서 개시한 실시 형태 중, 복수의 물체로 구성되어 있는 것은, 당해 복수의 물체를 일체화해도 되고, 반대로 하나의 물체로 구성되어 있는 것을 복수의 물체로 나눌 수 있다. 일체화되어 있는지 여부에 관계없이, 발명의 목적을 달성할 수 있도록 구성되어 있으면 된다.

본 명세서에서 개시한 실시 형태 중, 복수의 기능이 분산되어 마련되어 있는 것은, 당해 복수의 기능의 일부 또는 전부를 집약하여 형성해도 되고, 반대로 복수의 기능이 집약되어 마련되어 있는 것을, 당해 복수의 기능의 일부 또는 전부가 분산되도록 마련할 수 있다. 기능이 집약되어 있는지 분산되어 있는지에 상관없이, 발명의 목적을 달성할 수 있도록 구성되어 있으면 된다.

또한, 공통점이 있는 제각각의 구성 요소에는, 명칭의 첫머리에 「제1, 제2」 등으로 붙여 구별하고, 총칭할 때는 이들을 생략한다. 또한, 제1, 제2 등의 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소를 설명하기 위해 사용되지만, 이 용어는 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별할 목적으로만 사용되고, 이 용어에 의해 구성 요소가 한정되는 것은 아니다.

일 양태의 선박 감시 시스템은, 선박에 마련되며, 선상 통신부와, 상기 선박의 선체 운동에 관한 선체 운동 정보를 취득하는 정보 취득부를 갖는 선상 정보 처리 장치와, 상기 선박 외부에 마련되며, 상기 선상 통신부와 통신 가능한 지원측 통신부와, 타임 래그 특정부와, 상태 예측부를 갖는 지원 정보 처리 장치를 구비한다. 상기 타임 래그 특정부는, 상기 선상 통신부로부터 상기 선체 운동 정보가 송신되고 나서 상기 지원측 통신부에서 당해 선체 운동 정보가 수신될 때까지의 시간을 수신 타임 래그로서 특정하고, 상기 상태 예측부는, 상기 선체 운동 정보와 상기 수신 타임 래그를 상기 선박의 선체 운동에 관한 선체 운동 모델에 입력하여, 상기 선체 운동 정보에 의해 나타내어지는 상기 선박의 제1 운동 상태로부터 상기 수신 타임 래그에 기초하는 기간만큼 진행한 상기 선박의 제2 운동 상태를 예측한다.

이 구성에 의하면, 선체 운동 정보를 수신하였을 때 선박의 제2 운동 상태, 즉 거의 현재 상태를 파악할 수 있기 때문에, 수신 타임 래그의 영향을 줄일 수 있다.

일례로서, 상기 선상 정보 처리 장치는, 상기 선상 통신부를 통해 수신한 조선 지령에 기초하여 상기 선박이 갖는 추진기 또는 조타기를 제어하는 기관 제어부를 갖고, 상기 지원 정보 처리 장치는, 상기 지원측 통신부를 통해 상기 조선 지령을 상기 선상 통신부에 송신하고, 상기 타임 래그 특정부는, 상기 지원측 통신부로부터 상기 조선 지령이 송신되고 나서 상기 선상 통신부에서 당해 조선 지령이 수신될 때까지의 시간을 송신 타임 래그로서 특정하고, 상기 상태 예측부는, 상기 송신 타임 래그를 사용하여, 상기 제1 운동 상태로부터 상기 수신 타임 래그와 상기 송신 타임 래그의 합계 시간만큼 진행한 상기 선박의 제3 운동 상태를 예측한다. 이 경우, 송신된 조선 지령이 선박측에서 수신되었을 때 선박의 제3 운동 상태를 파악할 수 있기 때문에, 송신 타임 래그의 영향을 줄일 수 있다.

일례로서, 상기 타임 래그 특정부는, 상기 지원측 통신부로부터 상기 조선 지령이 송신되고 나서 상기 지원측 통신부에서 수신된 당해 조선 지령에 기초하는 상기 기관 제어부에 의한 제어가 행해질 때까지의 시간을 상기 송신 타임 래그로서 특정한다. 이 경우, 수신 타임 래그 및 송신 타임 래그를 지원 정보 처리 장치 측에서 특정할 수 있다.

일례로서, 상기 지원 정보 처리 장치는, 상기 제2 운동 상태를 표시하는 정보 표시부를 더 갖는다. 이 경우, 지원 정보 처리 장치의 조선원은, 제2 운동 상태를 보면서 조선할 수 있다.

일례로서, 상기 상태 예측부는, 상기 선체 운동 모델이 갱신된 경우, 갱신된 선체 운동 모델을 사용하여, 상기 제2 운동 상태를 예측한다. 이 경우, 갱신된 선체 운동 모델을 사용하여 예측하므로, 선체 운동 모델의 변화에 기인하는 예측 정밀도의 저하를 억제할 수 있다.

일례로서, 상기 선박 감시 시스템은, 조선 지령을 사용하여 상기 선체 운동 모델을 갱신한다. 이 경우, 선체 운동 모델은, 조선 지령에 따라서 변화되는 바, 조선 지령을 사용하여 선체 운동 모델을 갱신하기 때문에, 선체 운동 모델의 예측 오차를 억제할 수 있다.

[제1 실시 형태]

이하, 도 1 내지 도 7을 참조하여, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 선박 감시 시스템(100)을 설명한다. 도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 선박 감시 시스템(100)이 적용된 선박(1)을 개략적으로 도시하는 도면이다. 도 2는 선박 감시 시스템(100)을 개략적으로 도시하는 블록도이다.

도 1, 도 2에 도시한 바와 같이, 실시 형태의 선박 감시 시스템(100)은, 선상 정보 처리 장치(10)와, 지원 정보 처리 장치(50)를 구비한다. 선상 정보 처리 장치(10)는, 선박(1)에 마련되며, 선상 통신부(28)와, 선박(1)의 선체 운동에 관한 선체 운동 정보를 취득하는 정보 취득부(21)를 갖는다. 지원 정보 처리 장치(50)는, 선박(1) 외부에 마련되며, 선상 통신부(28)와 통신 가능한 지원측 통신부(52)와, 타임 래그 특정부(53)와, 상태 예측부(55)를 갖는다. 이 예의 지원 정보 처리 장치(50)는, 육상에 마련된다. 지원 정보 처리 장치(50)는, 예를 들어 선박(1) 이외의 다른 선박, 비행체 등, 육상 이외에 마련되어도 된다.

타임 래그 특정부(53)는, 선상 통신부(28)로부터 선체 운동 정보가 송신되고 나서 지원측 통신부(52)에서 당해 선체 운동 정보가 수신될 때까지의 시간을 수신 타임 래그로서 특정한다. 상태 예측부(55)는, 선체 운동 정보와 수신 타임 래그를 선박(1)의 선체 운동에 관한 선체 운동 모델에 입력하여, 선체 운동 정보에 의해 나타내어지는 선박(1)의 제1 운동 상태로부터 수신 타임 래그에 기초하는 기간만큼 진행한 선박(1)의 제2 운동 상태를 예측한다. 수신 타임 래그에 기초하는 기간은, 수신 타임 래그의 기간이어도 되고, 수신 타임 래그의 기간에 소정의 연산을 행하여 얻은 기간이어도 된다. 이하의 설명에서는, 수신 타임 래그에 기초하는 기간이 수신 타임 래그의 기간인 예를 나타낸다.

선박(1)은, 선체(90)와, 선상 정보 처리 장치(10)와, 추진기(74)와, 조타기(76)를 주로 구비하고, 지원 정보 처리 장치(50)를 통해 육상의 조선원에 의해 원격 조선 가능하게 구성된다.

선상 정보 처리 장치(10)는, 선상 통신부(28)를 통해 수신한 조선 지령 N에 기초하여 선박(1)이 갖는 추진기(74) 또는 조타기(76)를 제어하는 기관 제어부(17)를 구비한다. 기관 제어부(17)는, 지원 정보 처리 장치(50)로부터 송신된 조선 지령 N을 사용하여 선박(1)의 추진기(74)의 회전수와 키(77)의 타각 중 적어도 한쪽을 제어한다. 조선 지령 N은, 추진기(74)의 지령 회전수 Ne_t와, 지령 타각 Ae_t를 포함하고 있다. 기관 제어부(17)는, 추진기(74)의 실회전수 Ne을 지령 회전수 Ne_t에 근접시키는 추진기 제어를 행하는 추진기 제어부(18)와, 조타기(76)의 실타각 Ae_t를 지령 타각 Ae_t에 근접시키는 조타 제어를 행하는 조타기 제어부(19)를 갖는다.

선박 감시 시스템(100)은, 선박(1) 측의 선상 정보 처리 장치(10)(이하, 간단히 「선박측」이라 하는 경우가 있음)로부터 육상측의 지원 정보 처리 장치(50)(이하, 간단히 「육상측」이라 하는 경우가 있음)에 데이터를 송신하는 「선육 송신」과, 육상측으로부터 선박측에 데이터를 송신하는 「육선 송신」을 사용한다.

도 2 및 후술하는 도 8의 블록도에 나타내는 각 블록은, 하드웨어적으로는, 컴퓨터의 프로세서, CPU, 메모리를 비롯한 소자나 전자 회로, 기계 장치로 실현할 수 있고, 소프트웨어적으로는 컴퓨터 프로그램 등에 의해 실현되지만, 여기에서는, 그것들의 연계에 의해 실현되는 기능 블록을 나타내고 있다. 따라서, 이들 기능 블록은 하드웨어, 소프트웨어의 조합에 의해 다양한 형태로 실현할 수 있는 것은, 당업자에게는 이해되는 바이다.

또한, 선상 정보 처리 장치(10)는, 정보 취득부(21)와, 표준 시각 검지부(26)와, 선체 운동 모델 M을 생성하는 모델 생성부(27)와, 선육 송신을 행하고, 육선 송신된 데이터를 수신하는 선상 통신부(28)와, 송신 데이터, 수신 데이터를 기억하는 선상 기억부(29)를 갖는다. 표준 시각 검지부(26)는, 선박(1)의 선박측 표준 시각을 취득한다.

정보 취득부(21)는, 선속, 회두 속도, 추진기 회전수, 타각 중 적어도 1개를 포함하는 선체 운동 정보 J를 취득한다. 정보 취득부(21)는, 선체 운동 정보 J에 더하여, 조류 속도, 조류의 방향, 파도의 방향, 풍속, 풍향 중 적어도 1개를 포함하는 환경 정보를 더 취득해도 된다. 정보 취득부(21)는, 선속, 회두 속도, 추진기 회전수, 타각 중 적어도 1개에 더하여, 선체의 요동 각도를 포함하는 선체 운동 정보 J를 취득해도 된다. 선체 운동 정보는, 선박(1)의 선체 운동에 영향을 주는 영향 인자이다.

지원 정보 처리 장치(50)는, 표준 시각 검지부(51)와, 지원측 통신부(52)와, 타임 래그 특정부(53)와, 선박 정보 처리부(54)와, 제2 상태 예측부(55)와, 정보 표시부(58)와, 조선 지령 생성부(61)와, 송신 데이터 생성부(62)와, 조선 지령 기억부(63)와, 기억부(64)를 포함한다. 지원측 통신부(52)는, 육선 송신을 행하고, 선육 송신된 선체 운동 정보 J를 수신한다.

선박 정보 처리부(54)는, 선체 운동 정보 J를 시계열적으로 기억한다. 또한, 선박 정보 처리부(54)는, 선체 운동 정보 J로 나타내어지는 선박(1)의 과거의 상태(이하, 「제1 운동 상태 P」라 함)를 취득하는 상태 취득부로서 기능한다. 제2 상태 예측부(55)는, 선박(1)의 선체 운동에 관한 선체 운동 모델과, 선체 운동 정보 J와, 수신 타임 래그 Δt2를 사용하여, 선체 운동 정보 J로 나타내어지는 선박(1)의 제1 운동 상태 P로부터 수신 타임 래그 Δt2에 기초하는 기간만큼 진행한 선박(1)의 상태(이하, 「제2 운동 상태 Q」라 함)를 예측한다.

여기서 타임 래그는, 송신측과 수신측 사이에 발생하는 시간적인 어긋남이다. 송신 타임 래그는, 육상측으로부터 송신 지령 데이터의 송신을 개시하고 나서, 선박측에서 수신을 완료하고, 조선에 반영될 때까지의 지연 시간이다. 수신 타임 래그는, 선박측으로부터 선체 운동 정보 J의 송신을 개시하고 나서, 육상측에서 수신을 완료하고, 정보 표시에 반영될 때까지의 지연 시간이다. 따라서, 타임 래그는, 데이터의 송신 개시로부터 수신 완료까지의 시간차이다.

지원 정보 처리 장치(50)는, 선체 운동 정보 J 또는 제2 운동 상태 Q를 정보 표시부(58)에 표시한다. 조선 지령 생성부(61)는, 육상측의 조선원의 조선 조작에 기초하여 조선 지령 N을 생성한다. 송신 데이터 생성부(62)는, 조선 지령 N, 표준 시각 및 그 밖의 데이터를 포함하는 송신 데이터를 생성한다. 조선 지령 기억부(63)는, 조선 지령 N을 시계열적으로 기억한다. 기억부(64)는, 선체 운동 모델 M을 기억한다.

지원 정보 처리 장치(50)는, 선상 정보 처리 장치(10)로부터 취득한 선체 운동 정보와 수신 타임 래그를 사용하여, 선박(1)을 조선하고 있는 시점의 선박(1)의 상태(이하, 「제2 운동 상태 Q」라 함)를 예측하고, 이 제2 운동 상태 Q를 정보 표시부(58)에 표시한다. 이 결과, 육상측의 조선원은, 제2 운동 상태 Q를 보면서 조선할 수 있다. 또한, 제2 운동 상태 Q의 「현재」는, 조선 시점(=현시점 K)이라는 의미이며, 엄밀한 의미의 현재에 대하여 오차를 포함하는 경우가 있다.

타임 래그를 설명한다. 육상측으로부터 선박(1)을 조선하는 조선 지령 N을 송신하여, 선박(1)을 원격 조선하는 경우, 선박측과 육상측 사이에서 데이터를 보내는 통신에는 타임 래그가 존재한다. 위급 조선이 필요한 경우, 이 타임 래그에 기인하여 조선이 교란될 리스크가 있다. 특히, 선박(1)이, 육지로부터 떨어진 외해 등을 항해하는 경우, 근해 등을 항해하는 경우와 비교하여, 양호한 통신 상태를 얻을 수 없어 통신 속도가 저하되는 경우가 있다. 통신 속도가 낮은 경우에는, 타임 래그가 커져, 타임 래그에 기인하는 조선 교란의 리스크가 증대된다. 안정적인 원격 조선을 실현하기 위해서는, 타임 래그의 영향을 작게 하는 것이 바람직하다.

도 3을 참조한다. 도 3은 선박 감시 시스템(100)의 타임 래그를 설명하는 도면이다. 도 3은 경과 시간 t에 따라서, 육상측과 선박측의 이벤트를 시계열로 나타내고 있다. 도 3에 도시한 바와 같이, 타임 래그는, 육선 송신에 있어서의 타임 래그(이하, 「송신 타임 래그 Δt1」이라 함)와, 선육 송신에 있어서의 타임 래그(이하, 「수신 타임 래그 Δt2」라 함)를 포함한다.

송신 타임 래그 Δt1은, 지원 정보 처리 장치(50)로부터 송신된 데이터를 선상 정보 처리 장치(10)가 수신할 때 있어서의, 데이터 통신의 송신 개시로부터 수신 완료까지의 동안의 시간이다. 특히, 송신 타임 래그 Δt1은, 타임 래그 특정부(53)는, 지원측 통신부(52)로부터 조선 지령 N이 송신되고 나서 선상 통신부(28)에서 당해 조선 지령 N이 수신될 때까지의 시간이다. 도 3의 예에서는, 육상측으로부터 조선 지령 N을 송신한 경우, 선박측에서 수신한 조선 지령 N에 의한 선박(1)의 조선 동작 S는, 조선 지령 N이 송신되고 나서 송신 타임 래그 Δt1분만큼 지연되어 실행된다. 또한, 선박(1)의 조선 동작 S는, 조선 지령 N에 기초하여, 선박(1)의 추진기(74)의 회전수와 조타기(76)의 타각 중 적어도 한쪽을 조작하는 동작이다.

수신 타임 래그 Δt2는, 선박측의 선상 정보 처리 장치(10)로부터 송신된 데이터를 육상측의 지원 정보 처리 장치(50)가 수신할 때에 있어서의, 데이터 통신의 송신 개시부터 수신 완료까지의 동안의 시간이다. 선박측은, 선박(1)의 선위, 선속, 선수 방향 등 선박(1)의 상태를 나타내는 선체 운동 정보 J를 수시 송신한다. 도 3의 예에서는, 선박측으로부터 선체 운동 정보 J를 송신하여, 육상측에서 수신한 경우, 정보 표시부(58)에는, 수신 타임 래그 Δt2분만큼 지연된 과거의 선체 운동 정보 J가 표시된다.

타임 래그의 고려가 이루어지지 않는 경우에는, 육상측의 정보 표시부(58)에, 선박(1)의 과거의 상태인 제1 운동 상태가 표시되기 때문에, 육상측의 조선자는, 선박(1)에 대하여, 표시된 제1 운동 상태로부터 수신 타임 래그 Δt2 진행한 현재의 상태를 상상하면서 조선하게 된다. 따라서, 지원 정보 처리 장치(50)는, 타임 래그를 고려하여, 조선 시점에 있어서의 선박(1)의 제2 운동 상태 Q를 예측하는 제2 상태 예측부(55)를 구비한다.

도 4를 참조하여 제2 상태 예측부(55)의 동작을 설명한다. 도 4는 선박 감시 시스템(100)의 제2 상태 예측부(55)의 동작의 일례를 나타내는 타이밍 차트이다. 도 4는 경과 시간 t에 따라서, 육상측과 선박측의 각 이벤트의 타이밍을 파형도로 나타내고 있다. 이 도면에서는, 각 파형의 에지의 위치가 타이밍 어긋남을 나타내고 있고, 파형 하이/로우의 레벨에는 의미는 없다.

타이밍 차트에 따라서 설명한다. 먼저, 육상측은, 육선 송신에 의해, 도 4의 (A)의 타이밍에서 조선 지령 N을 송신한다. 다음으로, 선박측은, 송신 타임 래그 Δt1분만큼 지연된 도 4의 (B)의 타이밍에서, 조선 지령 N을 수신하고, 이 조선 지령 N에 기초하여 조선 동작 S를 실행한다. 이 조선 동작 S의 결과, 선박(1)의 선위, 선속, 선수 방향 등의 선체 운동 정보 J가 도 4의 (C)와 같이 변화된다. 선체 운동 정보 J는, 급격하게는 변화되지 않고 서서히 변화되므로 도 4의 (C)에서는 에지를 곡선으로 나타내고 있다. 이 선체 운동 정보 J는 선육 송신에 의해 육상측에 송신된다.

육상측은, 수신 타임 래그 Δt2분만큼 지연된 선체 운동 정보 J를 수신한다. 수신 후의 선체 운동 정보 J는, 수신한 시점(=현시점 K)에서, 선박측에서 송신하고 나서 지연된 정보이며, 이하, 수신 후의 선체 운동 정보 J로 표시되는 상태를 제1 운동 상태 P라 한다. 즉, 도 4의 (D)에 도시된 제1 운동 상태 P는, 수신 타임 래그 Δt2분 전의 선박(1)의 과거의 상태이다. 이 결과, 정보 표시부(58)에는, 제1 운동 상태 P가 표시된다.

또한, 제2 상태 예측부(55)는, 도 4의 (D)에 도시한 제1 운동 상태 P와, 수신 타임 래그 Δt2를 사용하여, 수신 타임 래그 Δt2 후의 상태인 제2 운동 상태 Q를 예측한다. 정보 표시부(58)는, 예측된 제2 운동 상태 Q를 표시한다. 도 4의 (E)는 제2 운동 상태 Q를 나타낸다.

제2 운동 상태 Q를 예측하는 동작을 설명한다. 제2 운동 상태 Q는, 선체 운동 모델 M과, 선박(1)의 선체 운동에 영향을 주는 영향 인자(=선체 운동 정보)를 사용하여 예측할 수 있다. 선상 정보 처리 장치(10)의 모델 생성부(27)는, 선박(1)의 선체 운동에 영향을 주는 영향 인자를 포함하는 선체 운동 모델 M을 생성한다. 영향 인자로서는, 선박(1)에 관한, 선속, 회두 속도, 추진기 회전수, 타각 중 적어도 1개를 포함하는 기초 정보와, 선박(1)에 관한, 조류 속도, 조류의 방향, 파도의 방향, 풍속, 풍향 중 적어도 1개를 포함하는 환경 정보와, 선체의 요동 각도를 들 수 있다.

선상 정보 처리 장치(10)는, 이들 영향 인자의 데이터를 수집하여, 시계열적으로 선상 기억부(29)에 기억한다. 모델 생성부(27)는, 선상 기억부(29)에 기억되어 있는 영향 인자를 사용하여 선체 운동 모델 M을 생성한다. 선체 운동 모델 M의 생성은, 영향 인자의 데이터로부터 구해지는 영향 파라미터를 선체 운동의 물리 모델을 나타내는 수식에 적용하여 각 영향항의 계수를 구하도록 해도 되고, 영향 인자의 데이터로부터 기계 학습에 의해 선체 운동의 물리 모델을 나타내는 수식을 생성해도 된다.

선체 운동 모델 M은, 설계 시점의 정보나 육상·해상 시험 시의 시험 결과를 사용하여 생성된다. 그러나, 선박(1)의 선체 운동은 그때마다의 적하의 양, 선박(1)의 프로펠러의 오손 상태, 선박(1)의 트림 등의 선체 자세 등의 변화 요인에 의해 변화되기 때문에, 실시 형태에서는, 선체 운동 모델 M은, 모델 생성부(27)에 의해 수시로 갱신된다.

선체 운동 모델 M은, 조선 지령 N에 따라서 변화되기 때문에, 조선 지령 N의 변화에 따라서 갱신되는 것이 바람직하다. 따라서, 모델 생성부(27)는, 조선 지령 N을 사용하여 선체 운동 모델 M을 갱신한다. 제2 상태 예측부(55)는, 선체 운동 모델 M이 갱신된 경우, 갱신된 선체 운동 모델 M을 사용하여, 제2 운동 상태 Q를 예측한다.

또한, 선체 운동 모델 M에는, 추진기(74)의 회전수 응답성을 표현하는 추진기 모델을 내장해도 된다. 또한, 프로펠러가 가변 피치 프로펠러(CPP)인 경우, 선체 운동 모델 M에 CPP 모델을 내장해도 된다. 또한, 선박(1)의 추진 수단이 추진기뿐만 아니라, 전기 모터(도시하지 않음)에 의한 전기 추진기, 추진기와 전기 추진기를 조합한 하이브리드 추진기인 경우, 선체 운동 모델 M에 각 추진기의 모델을 내장해도 된다. 선체 운동 모델 M의 일례에 대해서는 후술한다.

모델 생성부(27)에서 생성된 선체 운동 모델 M은, 지원 정보 처리 장치(50)에 수시로 송신되어, 선박측과 육상측에서 공유된다. 선상 정보 처리 장치(10)는, 선체 운동 모델 M이 갱신되었을 때 갱신된 선체 운동 모델 M을 지원 정보 처리 장치(50)에 송신한다.

타임 래그 특정부(53)는, 선상 정보 처리 장치(10)가 선체 운동 정보 J를 송신하고 나서 지원 정보 처리 장치(50)가 당해 선체 운동 정보 J를 수신할 때까지의 시간차를 수신 타임 래그 Δt2로서 특정한다. 이 예의 타임 래그 특정부(53)는, 선상 통신부(28)로부터 선체 운동 정보 J가 송신되고 나서 지원측 통신부(52)에서 당해 선체 운동 정보 J가 수신될 때까지의 시간을 수신 타임 래그 Δt2로서 특정한다.

구체적으로는, 타임 래그 특정부(53)는, 선상 정보 처리 장치(10)로부터 선체 운동 정보 J를 송신하였을 때의 선박(1)에 있어서의 표준 시각(이하, 「선박측 표준 시각 Tb」라 함)과, 선체 운동 정보 J를 수신하였을 때의 지원 정보 처리 장치(50)에 있어서의 표준 시각(이하, 「지원측 표준 시각 Ta」라 함)을 사용하여 수신 타임 래그 Δt2를 특정한다. 예를 들어, 선박측에서 선육 송신 데이터에 송신 시의 선박측 표준 시각 Tb를 부가하고, 육상측에서, 선육 송신 데이터로부터 송신 시각을 읽어내고, 읽어낸 선박측 표준 시각 Tb와, 수신 시의 지원측 표준 시각 Ta의 시간차로부터 수신 타임 래그 Δt2를 특정할 수 있다.

여기서, 선박측과 육상측은 공통의 표준 시각을 사용하는 것이 바람직하다. 따라서, 실시 형태에서는, 표준 시각을 취득하기 위해, 선상 정보 처리 장치(10)는, 표준 시각 검지부(26)를 갖고, 지원 정보 처리 장치(50)는, 표준 시각 검지부(51)를 갖는다. 표준 시각 검지부(26) 및 표준 시각 검지부(51)는, GNSS(Global Navigation Satellite System)의 1종인 GPS 수신기로 수신한 위성 전파를 사용하여 표준 시각을 취득한다. 다른 예로서, 표준 시각을 취득하기 위해, 서로 시각 맞춤된 고정밀도의 시계를 선박측과 육상측 각각에 구비하고, 이들 시각을 이용할 수 있다.

다음으로, 송신 타임 래그 Δt1은, 예를 들어 육상측에서 지원측 표준 시각 Ta를 부가한 육선 송신 데이터를 송신하고, 선박측에서 육선 송신 데이터로부터 지원측 표준 시각 Ta를 읽어내고, 이 지원측 표준 시각 Ta와 선박측 표준 시각 Tb의시간차로부터 특정할 수 있다. 그러나, 이 방법에서는, 육상측이 송신 타임 래그 Δt1을 사용할 수 있는 것은, 송신 타임 래그 Δt1을 특정한 타이밍으로부터 수신 타임 래그분 더 지연된 타이밍으로 된다고 하는 문제가 있다.

따라서, 실시 형태에서는, 제1 지원측 표준 시각 Ta1을 부가한 데이터를 육선 송신에 의해 선박측에 송신하고, 당해 데이터에 선박측 표준 시각 Tb를 부가한 데이터를 선육 송신에 의해 육상측에 송신한다. 타임 래그 특정부(53)는, 수신하였을 때의 제2 지원측 표준 시각 Ta2와 제1 지원측 표준 시각 Ta1의 시간차로부터 육선 송신과 선육 송신의 토탈 타임 래그(이하, 「왕복 타임 래그 Δt3」이라 함)를 특정한다.

또한, 타임 래그 특정부(53)는, 선박측 표준 시각 Tb와 제2 지원측 표준 시각 Ta2의 시간차로부터 수신 타임 래그 Δt2를 특정하고, 왕복 타임 래그 Δt3과 수신 타임 래그 Δt2의 시간차로부터 송신 타임 래그 Δt1을 특정한다.

도 4, 도 5를 참조하여, 선체 운동 모델 M을 설명한다. 도 5는 제2 상태 예측부(55)의 동작을 모식적으로 도시하는 설명도이다. 지원 정보 처리 장치(50)는, 과거의 시점부터 현재까지의 조선 지령 N을 시계열적으로 기억하는 조선 지령 기억부(59)와, 선체 운동 모델 M을 사용하여 제1 운동 상태 P로부터 제2 운동 상태 Q를 예측하는 제2 상태 예측부(55)를 포함한다. 조선 지령 기억부(59)는, 왕복 타임 래그 Δt3(=Δt1+Δt2)만큼 과거부터 현시점 K까지의 범위 L(도 4를 참조)의 조선 지령 N의 시계열 데이터를 기억하고 있다.

도 5에 도시한 바와 같이, 제2 상태 예측부(55)는, 선체 운동 모델 M에, 제1 운동 상태 P와, 수신 타임 래그 Δt2와, 기억 범위 L 중 기억 범위(-Δt2 내지 0)의 조선 지령 N의 시계열 데이터를 입력함으로써, 제1 운동 상태 P로부터 수신 타임 래그 Δt2분 경과 후의 현시점 K에 있어서의 제2 운동 상태 Q를 예측한다.

선체 운동 모델 M의 일례를 설명한다. 선체 운동 모델 M은, 선박(1)의 상태의 변화를 나타내는 복수의 다항식으로 구성되는 매트릭스(행렬식) f로 표현된다. 모델 생성부(27)는, 선박(1)의 상태 변화를 나타내는 모델 매트릭스식 f를 생성한다. 선박(1)의 상태란, 예를 들어 선속, 선위, 회두 속도, 선수 방위이다.

식 1 내지 식 5를 참조하여, 선박(1)의 상태 중 선속에 관한 다항식을 설명한다.

A) 선속 Vs의 변화(dVs/dt)는, 가장 단순하게 나타내면 프로펠러(75)에서 발생하는 추력 Tp와 선체 저항 R의 차분에 의해 발생하기 때문에, 식 1로 나타내어진다.

dVs/dt=f1(Tp, R) ··(식 1)

B) 추력 Tp는 프로펠러 회전수 Np나 프로펠러(75)의 슬립률 Sp 등으로 표현되기 때문에, 식 2로 나타내어진다.

Tp=f2(Np, Sp) ··(식 2)

C) 또한, 프로펠러 회전수 Np의 변화는 프로펠러(75)의 구동 토크 Qp와 추진기(74)로부터의 구동 토크 Qe의 차분에 의해 발생하기 때문에, Tp는 식 3으로 나타내어진다.

Tp=f2(f3(Qp, Qe), Sp) ··(식 3)

D) 또한, 추진기(74) 토크 Qe는 현상의 추진기 회전수 Ne와 지령 회전수 Ne_t의 편차에 의해 구해지기 때문에, Tp는 식 4로 나타내어진다.

Tp=f2(f3(Qp, f4(Ne, Ne_t)), Sp) ··(식 4)

E) 이상으로부터, 선속 Vs의 변화(dVs/dt)는, 식 5의 다항식으로 나타내어진다.

dVs/dt=f(Qp, Ne, Ne_t, Sp, R) ··(식 5)

마찬가지로, 선박(1)의 상태 중, 선속 이외의 「선위, 회두 속도, 선수 방위」의 변화도 다항식으로 표현 가능하고, 선체 운동 모델 M은, 이들 다항식으로부터 매트릭스(행렬식) f로 표현된다.

제1 운동 상태 P에, 매트릭스 f를 Δt2로부터 0(=현시점 K)까지 적분한 결과를 보정량으로 하여 보정함으로써, 제2 운동 상태 Q를 추정할 수 있다.

선박측의 모델 생성부(27)에서 생성된 선체 운동 모델 M은 지원 정보 처리 장치(50)에 송신되어, 선박(1)의 상태의 예측값의 계산에 사용할 수 있다. 여기서, 예를 들어 조선 지령 N의 하나인 지령 회전수 Ne_t에 대해서는, 지원 정보 처리 장치(50)의 조선 지령 기억부(59)에 보존되어 있어, 현시점 K로부터 거슬러 올라가 본 예측 계산에 사용할 수 있다. 회두 속도에 대한 지령 타각 Ae_t도 마찬가지이다.

또한, 선박의 주위의 환경 조건 등의 조선 지령 N 이외의 정보에 대해서는, 과거 데이터로부터의 예측값을 사용하여 계산할 수 있다. 이 예측값은, 소정 기간의 과거 데이터의 평균값이어도 된다.

제2 상태 예측부(55)에서 예측한 제2 운동 상태 Q는, 정보 표시부(58)에 표시되고, 육상의 조선자는 본 표시에 기초하여 조선함으로써, 마치 현시점에서의 선박을 보면서 조선할 수 있다.

도 6, 도 7을 참조하여 선박 감시 시스템(100)의 동작의 일례를 설명한다. 선박 감시 시스템(100)의 동작은, 선상 정보 처리 장치(10)의 동작 S110과, 지원 정보 처리 장치(50)의 동작 S210의 연계 동작이다. 도 6은 선상 정보 처리 장치(10)의 동작 S110을 나타내는 흐름도이다. 도 7은 지원 정보 처리 장치(50)의 동작 S210을 나타내는 흐름도이다.

선상 정보 처리 장치(10)의 동작 S110을 설명한다. 동작 S110이 개시되면, 선상 정보 처리 장치(10)는, 선체 운동 정보 J를 취득한다(스텝 S111).

다음으로, 선상 정보 처리 장치(10)는, 선체 운동 모델 M을 생성한다(스텝 S112). 이 스텝에서, 모델 생성부(27)는, 수집된 영향 인자의 데이터를 사용하여 선체 운동 모델 M을 생성한다.

다음으로, 선상 정보 처리 장치(10)는, 선박측 표준 시각 Tb를 취득한다(스텝 S113). 이 스텝에서, 표준 시각 검지부(26)는, GPS 수신기에서 수신한 위성 전파를 사용하여 표준 시각을 취득한다. 다음으로, 선상 정보 처리 장치(10)는, 선육 송신 데이터를 생성한다(스텝 S114). 선육 송신 데이터는, 선체 운동 정보 J를 포함하는 선박 관련 정보와, 선체 운동 모델 M과, 선박측 표준 시각 Tb를 포함한다.

다음으로, 선상 정보 처리 장치(10)는, 선육 송신 데이터를 송신한다(스텝 S115). 이 스텝에서, 선상 통신부(28)는, 생성된 선육 송신 데이터를 선육 송신에 의해, 지원 정보 처리 장치(50)에 송신한다. 스텝 S115를 실행하면, 프로세스는 스텝 S111로 되돌아가, 스텝 S111-S115를 반복한다.

지원 정보 처리 장치(50)의 동작 S210을 설명한다. 동작 S210이 개시되면, 지원 정보 처리 장치(50)는, 선육 송신 데이터를 수신한다(스텝 S211). 이 프로세스에서, 지원측 통신부(52)는, 선육 송신된 선육 송신 데이터를 수신한다. 다음으로, 지원 정보 처리 장치(50)는, 선육 송신 데이터로부터 선체 운동 모델 M을 분리하고, 기억부(64)는, 분리된 선체 운동 모델 M을 기억한다(스텝 S212).

다음으로, 지원 정보 처리 장치(50)는, 지원측 표준 시각 Ta를 취득한다(스텝 S213). 이 스텝에서, 표준 시각 검지부(51)는, GPS 수신기에서 수신한 위성 전파를 사용하여 지원측 표준 시각 Ta를 취득한다. 이 스텝의 지원측 표준 시각 Ta는 제2 지원측 표준 시각 Ta2로서 보유된다.

다음으로, 지원 정보 처리 장치(50)는, 타임 래그를 특정한다(스텝 S214). 이 스텝에서, 타임 래그 특정부(53)는, 선박측 표준 시각 Tb와 제2 지원측 표준 시각 Ta2의 시간차로부터 수신 타임 래그 Δt2를 특정한다. 다음으로, 지원 정보 처리 장치(50)는, 선박의 제1 운동 상태를 취득한다(스텝 S215). 이 스텝에서, 제1 운동 상태 취득부(56)는, 수신된 선체 운동 정보 J로 나타내어지는 선박(1)의 과거의 상태를 제1 운동 상태 P로서 취득하여 보유한다.

다음으로, 지원 정보 처리 장치(50)는, 선박(1)의 제2 운동 상태를 예측한다(스텝 S216). 이 스텝에서, 제2 상태 예측부(55)는, 선체 운동 모델 M에, 제1 운동 상태 P와, 수신 타임 래그 Δt2와, 조선 지령 N의 시계열 데이터를 입력하여, 제2 운동 상태 Q를 예측한다. 다음으로, 지원 정보 처리 장치(50)는, 제2 운동 상태를 표시한다(스텝 S217). 이 스텝에서, 지원 정보 처리 장치(50)는, 제2 운동 상태 Q를 정보 표시부(58)에 표시한다. 정보 표시부(58)에는, 제2 운동 상태 Q와 동시에 제1 운동 상태 P가 표시되어도 된다.

다음으로, 지원 정보 처리 장치(50)는, 조선 지령을 생성한다(스텝 S218). 이 스텝에서, 조선 지령 생성부(61)는, 육상측의 조선원의 조선 조작에 기초하여 조선 지령 N을 생성한다. 조선 지령 기억부(63)는, 조선 지령 N을 시계열적으로 기억한다. 다음으로, 지원 정보 처리 장치(50)는, 지원측 표준 시각 Ta를 취득한다(스텝 S219). 이 스텝의 지원측 표준 시각 Ta는, 제1 지원측 표준 시각 Ta1로서 보유된다.

다음으로, 지원 정보 처리 장치(50)는, 육선 송신 데이터를 생성한다(스텝 S220). 이 스텝에서, 송신 데이터 생성부(62)는, 조선 지령 N, 표준 시각 및 그 밖의 데이터를 포함하는 육선 송신 데이터를 생성한다. 다음으로, 지원 정보 처리 장치(50)는, 육선 송신 데이터를 송신한다(스텝 S221). 이 스텝에서, 지원측 통신부(52)는, 생성된 육선 송신 데이터를 육선 송신에 의해, 선상 정보 처리 장치(10)에 송신한다. 스텝 S221을 실행하면, 프로세스는 스텝 S211로 되돌아가, 스텝 S211-S221을 반복한다.

상기 각 스텝은 예시이며, 각종 변경이 가능하다. 이상이 제1 실시 형태의 설명이다.

이하, 본 발명의 제2, 제3 실시 형태를 설명한다. 제2, 제3 실시 형태의 도면 및 설명에서는, 제1 실시 형태와 동일 또는 동등한 구성 요소, 부재에는, 동일한 부호를 붙인다. 제1 실시 형태와 중복되는 설명을 적절히 생략하고, 제1 실시 형태와 상이한 구성에 대하여 중점적으로 설명한다.

[제2 실시 형태]

본 발명의 제2 실시 형태는, 선박 감시 시스템(100)의 제어 방법이다. 이 방법은, 선박(1)에 마련되며, 선상 통신부(28)와, 선박(1)의 선체 운동에 관한 선체 운동 정보 J를 취득하는 정보 취득부(21)를 갖는 선상 정보 처리 장치(10)와, 선박(1) 외부에 마련되며, 선상 통신부(28)와 통신 가능한 지원측 통신부(52)와, 타임 래그 특정부(53)와, 상태 예측부(55)를 갖는 지원 정보 처리 장치(50)를 구비하는 선박 감시 시스템(100)에 관해, 선상 통신부(28)로부터 선체 운동 정보 J가 송신되고 나서 지원측 통신부(52)로부터 당해 선체 운동 정보 J가 수신될 때까지의 시간을 수신 타임 래그 Δt2로서 특정하는 스텝(S214)과, 선체 운동 정보 J와 수신 타임 래그 Δt2를 선박(1)의 선체 운동에 관한 선체 운동 모델 M에 입력하여, 선체 운동 정보 J에 의해 나타내어지는 선박(1)의 제1 운동 상태로부터 수신 타임 래그 Δt2에 기초하는 기간만큼 진행한 선박(1)의 제2 운동 상태를 예측하는 스텝(S216)을 포함한다.

제2 실시 형태에 따르면, 제1 실시 형태와 마찬가지의 작용 및 효과를 나타낸다.

[제3 실시 형태]

본 발명의 제3 실시 형태는, 선박 감시 시스템(100)의 제어 프로그램 P100(컴퓨터 프로그램)을 기억하는 기억 매체이다. 이 프로그램 P100은, 선박(1)에 마련되며, 선상 통신부(28)와, 선박(1)의 선체 운동에 관한 선체 운동 정보 J를 취득하는 정보 취득부(21)를 갖는 선상 정보 처리 장치(10)와, 선박(1) 외부에 마련되며, 선상 통신부(28)와 통신 가능한 지원측 통신부(52)와, 타임 래그 특정부(53)와, 상태 예측부(55)를 갖는 지원 정보 처리 장치(50)를 구비하는 선박 감시 시스템(100)에 관해, 선상 통신부(28)로부터 선체 운동 정보 J가 송신되고 나서 지원측 통신부(52)에서 당해 선체 운동 정보 J가 수신될 때까지의 시간을 수신 타임 래그 Δt2로서 특정하는 스텝(S214)과, 선체 운동 정보 J와 수신 타임 래그 Δt2를 선박(1)의 선체 운동에 관한 선체 운동 모델 M에 입력하여, 선체 운동 정보 J에 의해 나타내어지는 선박(1)의 제1 운동 상태로부터 수신 타임 래그 Δt2에 기초하는 기간만큼 진행한 선박(1)의 제2 운동 상태를 예측하는 스텝(S216)을 컴퓨터에 실행시킨다.

프로그램 P100의 이들 기능은, 지원 정보 처리 장치(50)의 기능 블록에 대응하는 복수의 모듈이 실장된 애플리케이션 프로그램으로서 지원 정보 처리 장치(50)의 스토리지(예를 들어 기억부(64))에 인스톨되어도 된다. 프로그램 P100은 지원 정보 처리 장치(50)에 내장된 컴퓨터의 프로세서(예를 들어 CPU)의 메인 메모리에 읽어내어져 실행되어도 된다.

제3 실시 형태에 따르면, 제1 실시 형태와 마찬가지의 작용 및 효과를 나타낸다.

이상, 본 발명의 실시 형태의 예에 대하여 상세하게 설명하였다. 상술한 실시 형태는, 모두 본 발명을 실시함에 있어서의 구체예를 나타낸 것에 지나지 않는다. 실시 형태의 내용은, 본 발명의 기술적 범위를 한정하는 것은 아니고, 청구의 범위에 규정된 발명의 사상을 일탈하지 않는 범위에 있어서, 구성 요소의 변경, 추가, 삭제 등의 많은 설계 변경이 가능하다. 상술한 실시 형태에서는, 이와 같은 설계 변경이 가능한 내용에 관하여, 「실시 형태의」 「실시 형태에서는」 등이라는 표기를 붙여 설명하고 있지만, 그와 같은 표기가 없는 내용에도 설계 변경이 허용된다.

[변형예]

이하, 변형예를 설명한다. 변형예의 도면 및 설명에서는, 실시 형태와 동일 또는 동등의 구성 요소, 부재에는, 동일한 부호를 붙인다. 실시 형태와 중복되는 설명을 적절히 생략하고, 실시 형태와 상이한 구성에 대하여 중점적으로 설명한다.

[제1 변형예]

이하, 도 8 내지 도 12를 참조하여, 본 발명의 제1 변형예에 관한 선박 감시 시스템(100)을 설명한다. 도 8은 제1 변형예의 선박 감시 시스템(100)을 개략적으로 도시하는 블록도이다. 도 9는 제3 상태 예측부(65)의 동작을 모식적으로 도시하는 설명도이다. 도 10은 제1 변형예의 선박 감시 시스템(100)의 제3 운동 상태를 예측하는 동작의 일례를 나타내는 타이밍 차트이다. 도 11은 제1 변형예의 선상 정보 처리 장치(10)의 동작의 일례를 나타내는 흐름도이다. 도 12는 제1 변형예의 지원 정보 처리 장치(50)의 동작의 일례를 나타내는 흐름도이다. 도 8, 도 9, 도 10, 도 11, 도 12는, 도 2, 도 4, 도 5, 도 6, 도 7에 각각 대응하고 있고, 도 2, 도 4, 도 5, 도 6, 도 7에 대하여 한 설명은, 모순되지 않는 범위에서 도 8, 도 9, 도 10, 도 11, 도 12에 적용된다.

제1 상위점을 설명한다. 실시 형태의 설명에서는, 선체 운동 모델 M을 선상 정보 처리 장치(10)에서 생성하는 예를 나타냈지만, 이것에 한정되지는 않는다. 선체 운동 모델 M은, 선박(1)의 외부에서 생성되어도 된다. 제1 변형예에서는, 도 8에 도시한 바와 같이, 육상측의 지원 정보 처리 장치(50)는, 모델 생성부(66)를 갖고, 선상 정보 처리 장치(10)는, 모델 생성부(27)를 갖지 않는다. 따라서, 변형예에서는, 선체 운동 모델 M은, 모델 생성부(66)에서 생성되어, 기억부(64)에 기억된다.

모델 생성부(66)는, 선체 운동 모델 M의 생성에 사용하는 영향 인자의 데이터를, 선육 송신에 의해 선상 정보 처리 장치(10)로부터 취득함으로써, 취득된 영향 인자의 데이터를 사용하여 선체 운동 모델 M을 생성할 수 있다. 또한, 모델 생성부(66)는, 새롭게 취득된 데이터를 사용하여 선체 운동 모델 M을 갱신할 수 있다. 지원 정보 처리 장치(50)에서 선체 운동 모델 M을 생성, 갱신함으로써, 선상 정보 처리 장치(10)가 구비하는 계산 능력이 작아도 되므로, 선상 정보 처리 장치(10)의 비용을 억제할 수 있다.

제2 상위점을 설명한다. 실시 형태의 설명에서는, 지원 정보 처리 장치(50)가 수신 타임 래그 Δt2를 사용하여 예측된 제2 운동 상태 Q를 표시하는 예를 나타냈지만, 이것에 한정되지는 않는다. 변형예에서는, 제3 상태 예측부(65)를 갖는다. 제3 상태 예측부(65)는, 송신 타임 래그 Δt1을 사용하여, 제1 운동 상태 P로부터 수신 타임 래그 Δt2와 송신 타임 래그 Δt1의 합계 시간(왕복 타임 래그 Δt3)만큼 진행한 선박(1)의 장래 상태(이하, 「제3 운동 상태 R」이라 함)를 예측한다.

제1 변형예의 타임 래그 특정부(53)는, 지원측 통신부(52)로부터 조선 지령 N이 송신되고 나서 지원측 통신부(52)에서 수신된 당해 조선 지령 N에 기초하는 기관 제어부(17)에 의한 제어가 행해질 때까지의 시간을 송신 타임 래그 Δt1로서 특정한다. 제3 상태 예측부(65)는, 선체 운동 정보 J, 송신 타임 래그 Δt1, 및 선체 운동 모델 M을 사용하여, 제1 운동 상태 P로부터 수신 타임 래그 Δt2와 송신 타임 래그 Δt1의 합의 기간만큼 진행한 선박(1)의 제3 운동 상태 R을 예측한다.

타임 래그 특정부(53)는, 소정의 정보를, 지원 정보 처리 장치(50)로부터 선상 정보 처리 장치(10)에 송신하여 선상 정보 처리 장치(10)로부터 지원 정보 처리 장치(50)에 회신하였을 때, 소정의 정보를 지원 정보 처리 장치(50)로부터 송신한 시각과, 소정의 정보를 지원 정보 처리 장치(50)가 수신한 시각의 시간차로부터 수신 타임 래그 Δt2를 감산한 결과를 사용하여 송신 타임 래그 Δt1을 특정한다.

다른 예로서, 타임 래그 특정부(53)는, 소정의 정보를, 지원 정보 처리 장치(50)로부터 송신하였을 때의 지원 정보 처리 장치(50)에 있어서의 시각과, 소정의 정보를 수신하였을 때의 선상 정보 처리 장치(10)에 있어서의 시각의 시간차를 사용하여 송신 타임 래그 Δt1을 특정해도 된다.

도 10의 예에서는, 타임 래그 특정부(53)는, 수신하였을 때의 제2 지원측 표준 시각 Ta2와 제1 지원측 표준 시각 Ta1의 시간차로부터 왕복 타임 래그 Δt3을 특정한다. 제2 상태 예측부(55)는, 도 10의 (D)에 도시한 제1 운동 상태 P와, 수신 타임 래그 Δt2를 사용하여 도 10의 (E)에 도시한 제2 운동 상태 Q를 예측한다. 또한, 제3 상태 예측부(65)는, 도 10의 (D)에 도시한 제1 운동 상태 P와, 왕복 타임 래그 Δt3을 사용하여 도 10의 (F)에 도시한 제3 운동 상태 R을 예측한다. 또한, 제3 운동 상태 R은, 도 10의 (E)에 도시한 제2 운동 상태 Q와, 송신 타임 래그 Δt1을 사용하여 예측해도 된다.

또한, 제3 운동 상태 R의 「장래」는, 조선 시점(=현시점 K)에서 보아 장래라는 의미이며, 선박측의 수신 시점에는, 송신 타임 래그 Δt1에 의해 지연되어, 선박측의 수신 시점을 예측한 상태이다. 즉, 지원 정보 처리 장치(50)는, 조선 지령 N이 선박측에 도달하는 시점에서의 제3 운동 상태 R을 정보 표시부(58)에 표시할 수 있다. 조선자는, 선박측에 조선 지령 N이 수신된 시점을 상정하면서 조선하는 것이 가능해진다.

도 9에 도시한 바와 같이, 제3 상태 예측부(65)는, 선체 운동 모델 M에, 제1 운동 상태 P와, 왕복 타임 래그 Δt3과, 기억 범위(-Δt3 내지 0)의 조선 지령 N의 시계열 데이터를 입력함으로써, 제1 운동 상태 P로부터 왕복 타임 래그 Δt3분 경과 후의 제3 운동 상태 R을 예측한다.

도 11에 도시한 선상 정보 처리 장치(10)의 동작 S310은, 도 6의 동작 S110에 대응한다. 동작 S310의 스텝 S311, S312, S313, S314는, 동작 S110의 스텝 S111, S113, S114, S115에 각각 대응한다. 동작 S310은, 선체 운동 모델 M을 생성하는 스텝을 갖지 않는 점에서 동작 S110과 상이하다. 동작 S110에 대하여 한 설명은, 모순되지 않는 범위에서 동작 S310에 적용된다.

도 12에 도시한 지원 정보 처리 장치(50)의 동작 S410은, 도 7의 동작 S210에 대응한다. 동작 S410의 스텝 S411, S412, S413, S415, S416, S418, S420, S421, S422, S423은, 동작 S210의 스텝 S211, S213, S214, S215, S216, S217, S218, S219, S220, S221에 각각 대응한다. 동작 S410은, 스텝 S414, S417 및 S419를 갖는 점에서 동작 S210과 상이하다. 동작 S210에 대하여 한 설명은, 모순되지 않는 범위에서 동작 S410에 적용된다.

지원 정보 처리 장치(50)는, 스텝 S414에 있어서, 선체 운동 모델 M을 생성한다. 이 스텝에서, 모델 생성부(66)는, 수집된 영향 인자의 데이터를 사용하여 선체 운동 모델 M을 생성한다. 기억부(64)는, 생성된 선체 운동 모델 M을 기억한다.

지원 정보 처리 장치(50)는, 스텝 S417에 있어서, 선박의 제3 운동 상태를 예측한다. 이 스텝에서, 제3 상태 예측부(65)는, 선체 운동 모델 M에, 제1 운동 상태 P와, 왕복 타임 래그 Δt3과, 조선 지령 N의 시계열 데이터를 입력하여, 제3 운동 상태 R을 예측한다.

지원 정보 처리 장치(50)는, 스텝 S419에 있어서, 제3 운동 상태를 표시한다. 이 스텝에서, 지원 정보 처리 장치(50)는, 제3 운동 상태 R을 정보 표시부(58)에 표시한다. 정보 표시부(58)에는, 제3 운동 상태 R과 동시에, 제2 운동 상태 Q와 제1 운동 상태 P가 표시되어도 된다.

[그 밖의 변형예]

실시 형태의 설명에서는, 지원 정보 처리 장치(50)가 조선 지령 생성부(61)와, 조선 지령 기억부(63)를 구비하고, 조선 지령 N을 포함하는 데이터를 선상 정보 처리 장치(10)에 송신하는 예를 나타냈지만, 이것에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 지원 정보 처리 장치는, 조선 지령 생성부 및 조선 지령 기억부를 구비하지 않고, 조선 지령을 송신하지 않는 구성이어도 된다.

실시 형태의 설명에서는, 정보 표시부(58)에는 선박(1)의 제1 운동 상태 P와 제2 운동 상태 Q가 표시되는 예를 나타냈지만, 이것에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 정보 표시부(58)의 표시는, 제1 운동 상태를 표시하고 제2 운동 상태 Q를 표시하지 않는 형태, 제2 운동 상태 Q를 표시하고 제1 운동 상태를 표시하지 않는 형태, 이들을 양쪽 표시하는 형태 등으로, 수동으로 전환 가능하게 구성되어도 된다. 또한 예를 들어, 예측한 제2 운동 상태 Q가, 수신 타임 래그 Δt2 후의 실제의 선박 상태에 대하여 괴리가 큰 경우에, 정보 표시부(58)에 경고를 표시해도 되고, 제1 운동 상태를 표시하고 제2 운동 상태 Q를 표시하지 않는 형태로 자동으로 전환되는 구성이어도 된다.

또한 예를 들어, 송신 타임 래그 Δt1과 수신 타임 래그 Δt2를 적시에 비교하고, 차이가 기준의 차이보다도 커진 경우에는 어떠한 통신 트러블 발생의 가능성이 있기 때문에, 정보 표시부(58)에 경고를 표시해도 된다. 또한 예를 들어, 타임 래그가 너무 긴 경우나 통신이 도중에 끊어졌다고 판단할 수 있는 경우에도 정보 표시부(58)에 경고를 표시해도 된다.

실시 형태의 설명에서는, 왕복 타임 래그 Δt3과 수신 타임 래그 Δt2의 차분을 송신 타임 래그 Δt1로 하는 예를 나타냈지만, 이것에 한정되지는 않는다. 송신 타임 래그 Δt1은, 선박측에 있어서, 직접적으로 계측되어도 된다.

실시 형태의 설명에서는, 선박(1)의 제2 운동 상태 Q가 육지측의 지원 정보 처리 장치(50)에서 예측되는 예를 나타냈지만, 이것에 한정되지는 않는다. 제2 운동 상태 Q는, 선박측의 선상 정보 처리 장치에서 예측되어도 된다. 이 경우, 선상 정보 처리 장치에서는 현시점에서의 조선 지령 N에 대해 수신 타임 래그분 장래의 조선 지령 N을 추정함으로써, 제2 운동 상태 Q를 예측할 수 있다. 따라서, 선상 정보 처리 장치는, 과거의 조선 지령 N의 패턴을 사용하여 장래의 조선 지령 N을 예측하는 기능을 구비한다. 예를 들어, 현재까지의 가장 가까운 조선 지령 N의 시계열 데이터를 기초로, 그 시계열 데이터의 범위의 외측을 추정하는 외삽 추정에 의해 장래의 조선 지령 N을 예측할 수 있다. 또한 예를 들어, 과거의 조선 지령 N의 패턴을 분류하여 기억하고, 현재까지의 가장 가까운 조선 지령 N의 패턴과 비교하여, 과거의 조선 지령 N의 패턴에 적용함으로써 장래의 조선 지령 N을 예측할 수 있다.

실시 형태의 설명에서는, 추진기(74)가 프로펠러(75)를 회전시켜 추진력을 얻는 예를 나타냈지만, 이것에 한정되지는 않는다. 추진력을 얻기 위한 기구는, 선박을 추진시킬 수 있는 것이면 되고, 예를 들어 추진기(74)의 회전 출력에 기초하여 기체 등을 토출하고, 그 기체 등의 반력으로 추진력을 얻는 구성이어도 된다.

실시 형태의 설명에서는, 추진기(74)가 디젤 엔진인 예를 나타냈지만, 이것에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 추진기는, 디젤 엔진 이외의 내연 기관, 외연기관이어도 된다.

상술한 변형예는, 각 실시 형태와 마찬가지의 작용 및 효과를 나타낸다.

상술한 각 실시 형태 및 변형예의 임의의 조합도 또한 본 발명의 실시 형태로서 유용하다. 조합에 의해 발생하는 새로운 실시 형태는, 조합되는 실시 형태 및 변형예 각각의 효과를 함께 갖는다.

1: 선박
10: 선상 정보 처리 장치
50: 지원 정보 처리 장치
53: 타임 래그 특정부
55: 제2 상태 예측부
58: 정보 표시부
64: 기억부
65: 제3 상태 예측부

Claims (8)

1. 선박에 마련되며, 선상 통신부와, 상기 선박의 선체 운동에 관한 선체 운동 정보를 취득하는 정보 취득부를 갖는 선상 정보 처리 장치와,
   상기 선박 외부에 마련되며, 상기 선상 통신부와 통신 가능한 지원측 통신부와, 타임 래그 특정부와, 상태 예측부를 갖는 지원 정보 처리 장치를
   구비하고,
   상기 타임 래그 특정부는, 상기 선상 통신부로부터 상기 선체 운동 정보가 송신되고 나서 상기 지원측 통신부에서 당해 선체 운동 정보가 수신될 때까지의 시간을 수신 타임 래그로서 특정하고,
   상기 상태 예측부는, 상기 선체 운동 정보와 상기 수신 타임 래그를 상기 선박의 선체 운동에 관한 선체 운동 모델에 입력하여, 상기 선체 운동 정보에 의해 나타내어지는 상기 선박의 제1 운동 상태로부터 상기 수신 타임 래그에 기초하는 기간만큼 진행한 상기 선박의 제2 운동 상태를 예측하는, 선박 감시 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 선상 정보 처리 장치는, 상기 선상 통신부를 통해 수신한 조선 지령에 기초하여 상기 선박이 갖는 추진기 또는 조타기를 제어하는 기관 제어부를 갖고,
   상기 지원 정보 처리 장치는, 상기 지원측 통신부를 통해 상기 조선 지령을 상기 선상 통신부에 송신하고,
   상기 타임 래그 특정부는, 상기 지원측 통신부로부터 상기 조선 지령이 송신되고 나서 상기 선상 통신부에서 당해 조선 지령이 수신될 때까지의 시간을 송신 타임 래그로서 특정하고,
   상기 상태 예측부는, 상기 송신 타임 래그를 사용하여, 상기 제1 운동 상태로부터 상기 수신 타임 래그와 상기 송신 타임 래그의 합계 시간만큼 진행한 상기 선박의 제3 운동 상태를 예측하는, 선박 감시 시스템.
3. 제2항에 있어서,
   상기 타임 래그 특정부는, 상기 지원측 통신부로부터 상기 조선 지령이 송신되고 나서 상기 지원측 통신부에서 수신된 당해 조선 지령에 기초하는 상기 기관 제어부에 의한 제어가 행해질 때까지의 시간을 상기 송신 타임 래그로서 특정하는, 선박 감시 시스템.
4. 제1항에 있어서,
   상기 지원 정보 처리 장치는, 상기 제2 운동 상태를 표시하는 정보 표시부를 더 갖는, 선박 감시 시스템.
5. 제1항에 있어서,
   상기 상태 예측부는, 상기 선체 운동 모델이 갱신된 경우, 갱신된 선체 운동 모델을 사용하여, 상기 제2 운동 상태를 예측하는, 선박 감시 시스템.
6. 제1항에 있어서,
   조선 지령을 사용하여 상기 선체 운동 모델을 갱신하는, 선박 감시 시스템.
7. 선박에 마련되며, 선상 통신부와, 상기 선박의 선체 운동에 관한 선체 운동 정보를 취득하는 정보 취득부를 갖는 선상 정보 처리 장치와, 상기 선박 외부에 마련되며, 상기 선상 통신부와 통신 가능한 지원측 통신부와, 타임 래그 특정부와, 상태 예측부를 갖는 지원 정보 처리 장치를 구비하는 선박 감시 시스템에 관해,
   상기 선상 통신부로부터 상기 선체 운동 정보가 송신되고 나서 상기 지원측 통신부에서 당해 선체 운동 정보가 수신될 때까지의 시간을 수신 타임 래그로서 특정하는 스텝과,
   상기 선체 운동 정보와 상기 수신 타임 래그를 상기 선박의 선체 운동에 관한 선체 운동 모델에 입력하여, 상기 선체 운동 정보에 의해 나타내어지는 상기 선박의 제1 운동 상태로부터 상기 수신 타임 래그에 기초하는 기간만큼 진행한 상기 선박의 제2 운동 상태를 예측하는 스텝
   을 포함하는 선박 감시 시스템의 제어 방법.
8. 선박에 마련되며, 선상 통신부와, 상기 선박의 선체 운동에 관한 선체 운동 정보를 취득하는 정보 취득부를 갖는 선상 정보 처리 장치와, 상기 선박 외부에 마련되며, 상기 선상 통신부와 통신 가능한 지원측 통신부와, 타임 래그 특정부와, 상태 예측부를 갖는 지원 정보 처리 장치를 구비하는 선박 감시 시스템에 관해,
   상기 선상 통신부로부터 상기 선체 운동 정보가 송신되고 나서 상기 지원측 통신부에서 당해 선체 운동 정보가 수신될 때까지의 시간을 수신 타임 래그로서 특정하는 스텝과,
   상기 선체 운동 정보와 상기 수신 타임 래그를 상기 선박의 선체 운동에 관한 선체 운동 모델에 입력하여, 상기 선체 운동 정보에 의해 나타내어지는 상기 선박의 제1 운동 상태로부터 상기 수신 타임 래그에 기초하는 기간만큼 진행한 상기 선박의 제2 운동 상태를 예측하는 스텝을
   컴퓨터에 실행시키는 선박 감시 시스템의 제어 프로그램을 기억하는 기억 매체.

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