JPH0369049B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は錨泊中の船舶が走錨しているか否かを
検知する走錨検知装置に関する。

（従来技術） 錨泊中の船舶をその所定の錨泊位置に保持する
ことは重要であり、本来錨が海底に正常な把駐状
態で噛込んでおれば、船の位置は錨鎖長と外力と
により一義的に決定される。こうした状態では、
予め投錨位置を、他船あるいは障害物との位置関
係を考慮して決定することで他船あるいは障害物
との衝突は回避することができる。

しかし、船に作用する外力が錨及び錨鎖から決
まる把駐力を上回ると錨が海底の土中を移動する
いわゆる走錨が起る。走錨が始まると船が受ける
外力が急激に減少することがないためその状態が
継続され、衝突などの重大事故につながる。

このため走錨が始まると速やかに対策、例え
ば、錨鎖をさらに繰出し把駐力を高める、主機を
駆動して推進器を作動させる、などの対策を講ず
ることが不可欠である。

従来、一般的な走錨検知技術としては、地上の
固定物を見透かしながら船首方向の変化を観察
し、それが一定方向のまま船が移動する場合には
走錨状態であると判断する技術、対地船位を従来
からの船位測定方法により測定して走錨を検知す
る技術、などが採用されている。

（発明が解決しようとする問題点） 上記走錨検知技術では、乗組員の経験に依る所
が多く、自動化することが難しく、また乗組員の
船位測定などに依るため走錨の早期検知が難し
く、例えば１〜２Kmも走錨しないと検知されない
ことも珍しくない。

このように、従来の走錨検知技術は、種々の欠
点を有し、自動化を前提とした走錨検知技術とし
て適用できないものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明に係る走錨検知装置は、ウインドラスか
ら繰出される錨鎖をカウントするチエーンカウン
タと、錨鎖の張力を検出する錨鎖張力検出器と、
自船の吃水を検出する吃水計と、自船の対地船速
を検出する船速計と、ジヤイロコンパスと、少な
くとも水深と錨鎖単位重量のデータを設定する為
のデータ設定器と、上記チエーンカウンタと錨鎖
張力検出器と吃水計と船速計とジヤイロコンパス
とデータ設定器からの出力を受け、チエーンカウ
ンタの出力に基いて繰出し錨鎖長を求め、少なく
とも錨鎖張力と錨鎖単位重量と水深と繰出し錨鎖
長に基いて自船から錨に至る水平距離を求め、自
船の船速若しくは加速度を投錨から現在に亙つて
積分することにより投錨位置から現在の自船位置
に至る水平距離を求め、上記求めた２つの水平距
離を比較することにより走錨状態を検出する走錨
演算装置と、上記走錨状態が検出されたときに走
錨演算装置からの出力を受けて走錨に関連するデ
ータを表示する表示器と、を備えたことを特徴と
するものである。

（作用） 本発明の走錨検知装置においては、ウインドラ
スから繰出される錨鎖をカウントするチエーンカ
ウンタと、錨鎖の張力を検出する錨鎖張力検出器
と、自船の吃水を検出する吃水計と、自船の対地
船速を検出する船速計と、ジヤイロコンパスと、
少なくとも水深と錨鎖単位重量のデータを設定す
る為のデータ設定器と、これらの検出ないし設定
用の機器からの出力を受けて走錨状態を検知する
走錨演算装置が設けられている。

上記走錨演算装置は、チエーンカウンタの出力
に基いて繰出し錨鎖長を求め、少なくとも錨鎖張
力と錨鎖単位重量と水深とに基いて錨鎖理論式を
用いて錨鎖カテナリを求め、この錨鎖カテナリと
繰出し錨鎖長に基いて自船から錨に至る水平距離
を求めるとともに、自船の船速若しくは加速度を
投錨から現在に亙つて積分することにより投錨位
置から現在の自船位置に至る水平距離を求め、上
記求めた２つの水平距離を比較することにより走
錨状態を検知する。

即ち、走錨状態になると、投錨位置から現在の
自船位置に至る水平距離が自船から錨に至る水平
距離よりも大きくなるので、両水平距離を比較す
ることにより走錨状態を検知することができる。

上記走錨演算装置により走錨状態が検知される
と表示器が走錨演算装置から走錨に関連するデー
タを受けてそれらのデータを表示する。

（実施例） 以下、本発明の実施例に係る走錨検知装置につ
いて図面に基いて説明する。

先ず、第１図に示すように、船体Ｓの前部甲板
上には左右１対のウインドラス１が設けられ、各
ウインドラス１から繰出される錨鎖２はホースパ
イプ３内を通つて、各船側に臨み、各錨鎖２の先
端には錨４が連結されている。

更に、繰出し錨鎖長を検出するためのチエーン
カウンタ５及び錨鎖張力を検出する錨鎖張力検出
器６がウインドラス１から繰出した錨鎖２に連係
させて配設されている。他方、船体Ｓの前後部の
左右両側には４組の吃水計７が設けられ、また錨
泊するような浅海域で対地絶対船速を計測するド
ツプラーソナー船速計８が船底部に設けられてい
る。

ここで、第２図のブロツク図に示すように、走
錨検知装置は、ウインドラス１の制御系からの信
号を受けて投錨信号を出力する投錨信号発信器９
と、チエーンカウンタ５と、錨鎖張力検出器６
と、吃水計７と、データ設定器１０と、船速計８
と、ジヤイロコンパス１７と、上記諸検出機器か
らの信号及びジヤイロコンパス１７等から船首方
向信号を受けて走錨状態を検知する走錨演算装置
１１と、走錨演算装置１１から走錨に関連するデ
ータを受けてそれらのデータを表示する表示器１
２とから構成される。

上記データ設定器１０は、走錨演算装置１１で
錨鎖カテナリを演算するのに必要な各種データを
設定するためのもので、例えば海図から得られる
錨泊地の水深Ｄ、水面からのホースパイプまでの
垂直距離ｄ及び錨鎖２の単位重量w_cなどがこの
データ設定器１０でデイジタル入力される。

上記走錨演算装置１１は、チエーンカウンタ
５、錨鎖張力検出器６、吃水計７及び船速計８か
らの信号を各々AD変換する各Ａ／Ｄ変換器５
ａ，６ａ，７ａ，８ａ及び船首方向信号をAD変
換するＡ／Ｄ変換器１７ａと、中央演算装置１３
と、中央演算装置へクロツク信号を出力するフリ
ーランニングカウンタ１４と、後述の走錨検知制
御の制御プログラムが予め格納されたROM１５
と、RAM１６とから構成される。

次に、上記走錨検知装置によつて走錨を検知す
る技術について詳しく説明する。

この走錨検知技術は、簡単に説明すると、自船
から錨に至る水平距離を錨鎖張力と水深とを用い
て錨鎖カテナリ理論式で求めた錨鎖カテナリと繰
出し錨鎖長とから演算し、投錨位置から現在の自
船位置に至る水平距離を船速計などから検出され
た自船の船速を最初に設定した座標軸を基準に
し、ジヤイロコンパス等を用いて各々の座標樹に
対する速度成分を投錨から現在に亙つて時間積分
することにより演算し、上記自船から錨に至る水
平距離と投錨位置から現在の自船位置に至る水平
距離とを比較することにより走錨を検知するもの
である。

即ち、第３図に示すように自船から錨４に至る
水平距離Ｘは、錨鎖張力T₀と水深Ｄと繰出し錨
鎖長Ｃとを主要パラメータとして周知の錨鎖カテ
ナリ理論式で求めることが出来る。

Ｓ＝f₁（Ｔ，Ｄ，ｄ，w_c） Ｓ…錨鎖カテナリのガース長 Ｔ…錨鎖張力の水平分力 ｄ…水面とホースパイプ間の垂直距離 w_c…錨鎖単位重量 φ＝f₂（T₀，Ｄ，ｄ，w_c） φ…錨鎖上端の仰角 T₀…錨鎖張力 Ｔ＝T₀cosφ Ｙ＝f₃（Ｔ，w_c，Ｓ） Ｙ…錨鎖カテナリ水平長さ Ｚ＝Ｃ−Ｓ Ｚ…錨鎖の海底直線部長さ Ｘ＝Ｙ＋Ｚ Ｘ…自船から錨４に至る水平距離 尚、上記f₁，f₂，f₃は錨鎖カテナリ理論式から
得られる関数関係を示すものであるが、一般に知
られている理論式なのでその詳細な説明を省略す
る。

以上のようにして、自船から錨４に至る水平距
離Ｘが求められる。

一方、投錨位置から現在の自船位置に至る水平
距離Ｌは、投錨時点から現在に亙つて船速を時間
積分することにより求めることが出来る。

即ち、上記ドツプラーソナー船速計によれば、
錨泊するような浅海域においては対地絶対船速を
検出し得るので、第４図に示すように投錨位置を
原点（（０，０），ｔ＝０）として現在（時刻ｔ＝
ｔ）の自船位置（L_x，L_y）は次のようになる。

L_x＝∫^t ₀v_x（ｔ）dt，L_y＝∫^t ₀v_y（ｔ）dt Ｌ＝〔L_x ²＋L_y ²〕^1/2 v_x（ｔ）…時間ｔにおいて船速測定値をジヤイロ
コンパスで得られる方位に基いて所定座標軸の
ｘ軸方向成分に分割した船速 v_y（ｔ）…時間ｔにおける船速測定値をジヤイロ
コンパスで得られる方位に基いて所定座標軸の
ｙ軸方向成分に分割した船速 以上のようにして、投錨位置から現在の自船位
置に至る水平距離Ｌを高精度に求めることが出来
る。尚、上記のように船速計８で検出された船速
（v_x（ｔ），v_y（ｔ））を用いる代りに、加速度セン
サで検出される加速度（a_x（ｔ），a_y（ｔ））を用い
てＬを求めることも出来る。

走錨状態でないときには自船から錨４に至る水
平距離Ｘと投錨位置から現在の自船位置に至る水
平距離Ｌとは略等しくなる（第４図参照）。

これに対して、走錨状態のときには自船から錨
４に至る水平距離Ｘよりも投錨位置から現在の自
船位置に至る水平距離Ｌが大きくなり、（Ｌ−Ｘ）
が走錨した距離である（第５図参照）。

次に、上記中央演算装置１３で実行される演算
手順の一例を第６図のフローチヤートに基いて説
明するが、S1〜S12は各ステツプを示す。

S1においてスタート後、S2において初期化さ
れ、S3において投錨信号発信器９からの投錨信
号を受けて投錨開始時刻ｔがｔ＝０と設定され
る。

S4においてはフリーランニングカウンタ１４
からのクロツク信号に基づいて投錨開始後所定微
小時間毎に出力される演算指令信号により演算時
期か否かが判定され、演算時期のときにはS5へ
移行し、そうでないときには再びS4へ移行し演
算時期になるまでこれを繰り返す。

S5においてはRAM１６に格納されている各種
検出データ及び設定データが読み込まれ、S5か
らS6及びS8へ移行する。

S6においてはチエーンカウンタ５からの信号
が停止したか否かにより錨鎖２の繰出しが完了し
たか否かが判定され、完了していなときには再び
S6移行し、完了したときにはS7へ移行する。

S7においてはチエーンカウンタ５からの検出
信号を用いて繰出し錨鎖長Ｃが演算され、錨鎖カ
テナリ理論式に基いて錨鎖カテナリのガース長
Ｓ、錨鎖カテナリの水平距離Ｙ、錨鎖の海底直線
部長さＺが演算され、自船から錨４に至る水平距
離Ｘが演算される。

S8においては投錨位置から現在の自船位置に
至る水平距離Ｌが演算される。尚、このS8にお
ける演算は割り込み処理で行つてもよい。

S9においては走錨距離ΔL＝（Ｌ−Ｘ）が演算
され、S10においては走錨距離ΔLが比較的小さ
な設定値Ａ（例えばＡ＝20ｍ）以上か否かが判定
される。

この設定値Ａは、各種検出器５，６，７，８の
検出誤差や錨が海底に食い込むのに要する距離な
どの誤差分を吸収するために設定するものであ
る。

走錨距離ΔLが設定値Ａ以上でないときには走
錨状態でないので、S4へ移行しS4〜S10のステツ
プが繰出り返される。

走錨距離ΔLが設定値Ａ以上のときには走錨状
態にあるので、S11へ移行し表示器１２へΔL、
L_x，L_y，Ｌ，Ｘ及び警報などが表示され、S12に
おいて終了する。

尚、上記フローチヤートにおいては、所定の演
算時期毎に自船から錨に至る水平距離を演算する
ようにしたけれども、この演算に投錨直後に１回
だけ実行するようにしてもよい。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明の走錨検知装置に
よれば、チエーンカウンタからの信号に基いて繰
出し錨鎖長を求め、錨鎖張力検出器と吃水計と船
速計とジヤイロコンパスとデータ設定器からの信
号に基いて錨鎖カテナリ理論式を介して錨鎖カテ
ナリを求め、その錨鎖カテナリと繰出し錨鎖長と
に基いて自船から錨に至る水平距離を求め、自船
の船速や加速度を投錨から現在に亙つて時間積分
して投錨位置から現在の自船位置に至る水平距離
を求め、上記２つの水平距離を比較することによ
り走錨状態を検知する走錨演算装置を設けたこと
により、一切の陸上固定設備を必要とせず、自船
側に設けた機器のみで走錨状態を検知することが
可能となること、誤差としては検出機器の誤差を
除けば錨が海底に喰い込むのに要する距離だけで
あるから極めて早期に走錨状態を検知して有効な
対策を講ずることができること、乗組員の経験や
勘に依存せず各種検出機器からの検出信号や設定
データを用いて走錨状態を検知することが出来る
ので走錨検知を自動化し得ること、などの効果が
得られる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る走錨検知走錨の実施例を示
すもので、第１図は各種検出機器を装備した船の
側面図、第２図は走錨検知装置のブロツク図、第
３図は錨鎖カテナリの説明図、第４図及び第５図
は各々非走錨状態と走錨状態を説明する説明図、
第６図は走錨検知制御のルーチンの概略フローチ
ヤートである。 １…ウインドラス、２…錨鎖、３…ホースパイ
プ、４…錨、５…チエーンカウンタ、６…錨鎖張
力検出器、７…吃水計、８…船速計、９…投錨信
号発信器、１０…データ設定器、１１…走錨演算
装置、１２…表示器、Ｓ…船体、Ｘ…自船から錨
に至る水平距離、Ｌ…投錨位置から現在の自船位
置に至る水平距離、T₀…錨鎖張力、Ｄ…水深、
v_x（ｔ）…時刻ｔにおける船速測定値をジヤイロ
コンパスで得られる方位に基いて所定座標軸のｘ
軸方向成分に分割した船速、v_y（ｔ）…時刻ｔに
おける船速測定値をジヤイロコンパスで得られる
方位に基いて所定座標軸のｙ軸方向成分に分割し
た船速。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ウインドラスから繰出される錨鎖をカウント
   するチエーンカウンタと、錨鎖の張力を検出する
   錨鎖張力検出器と、自船の吃水を検出する吃水計
   と、自船の対地船速を検出する船速計と、ジヤイ
   ロコンパスと、少なくとも水深と錨鎖単位重量の
   データを設定する為のデータ設定器と、 上記チエーンカウンタと錨鎖張力検出器と吃水
   計と船速計とジヤイロコンパスとデータ設定器か
   らの出力を受け、チエーンカウンタの出力に基い
   て繰出し錨鎖長を求め、少なくとも錨鎖張力と錨
   鎖単位重量と水深と繰出し錨鎖長に基いて自船か
   ら錨に至る水平距離を求め、自船の船速若しくは
   加速度を投錨から現在に亙つて積分することによ
   り投錨位置から現在の自船位置に至る水平距離を
   求め、上記求めた２つの水平距離を比較すること
   により走錨状態を検出する走錨演算装置と、 上記走錨状態が検出されたときに走錨演算装置
   からの出力を受けて走錨に関連するデータを表示
   する表示器と、 を備えたことを特徴とする走錨検知装置。