JPH04167100A - 避航操船支援装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、船舶が当離や他船との衝突などを回避するた
めの航路を作成し、骸航路に沿っての船舶の航行を支援
する避航操船支援装置に関する。

〔従来の技術〕

従来の船舶における坐碑予防では、航海士が海図で浅瀬
や暗礁を確認し１回避する操船を行っていた。また、他
船との衝突予防では、航海士がレーダやＡＲＰＡ　（衝
突予防装置）で他船の映像やデータを読み収り、これを
基に周囲の状況と合わせ、自分の経験や知識によシ判断
を行い、他船に対する避航操船を決定している。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来の当離予防や衝突予防の方法では、航海士
の知識、経験の差、個人差などによりその危険回避行動
決定に差が出るため１Ｍｈ合によっては危険回避が遅れ
たり、不可能となり、重大事故につながる可能性もある
。また、特に浅水域や他船が輻績する海域では、航海士
の緊張度も高く。

見張りも通常航海より多く必要となり、船舶の運航全体
におけるこれらの作業の占めるウェイトがかなり高いも
のとなって、航海士の負担が大きくなる。

本発明は上記のような実情に鑑みてなされたものであり
、その目的とするところは、坐礁危険領域や他船の輻峻
する海域において、航海士に負担をかけることなく、暗
礁や浅瀬、他船を安全かつ確実に回避することが可能な
避航操船支援装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段及び作用〕本発明は、記憶
装置に内蔵した坐礁危険領域とレーダよシ取シ込んだ他
船データを基にして、航海士の経験則や法規などを組み
込んだ知識ペースを参照しながら避航航路を計画し、計
画した避航航路に沿って船舶を自動操船することも可能
としたもので、操船に関する省人化も実現可能となる。

〔実施例〕

以下図面を参照して本発明の一実施例を説明する。

第１図は全体の回路構成を示すものであり、避航操船支
援装置１は、インターフェイス１９を介してドツプラー
ソナー２．衛星航法装置３、ジャイロコンパス４と、イ
ンターフェイス２０’を介り。

てレーダ（衝突予防装置）５と、航海計画人力装ｆｉｌ
１３を介して航海装置６と、インターフェイス２ノを介
してオートパイロット７、主機リモコン８の外部機器と
それぞれ接続されている。

ドツプラーソナー２から自船の縦方向船速τ。

マ 横方向船速ｖｔがインタフェイス１９経由で船速・針路
演算装置９に送信され、ここで自船の船速τ。

針路ψが計算される。船速τと針路ψは船速・針路演算
装置９から避航航路計画装置１０に収り込まれる。衛星
航法装置３からはインタフェイス１９経由で自船位デー
タｐが、ジャイロコンパス４からは同じくインターフェ
イス１９経由で船首方位ψが避航航路計画装置１０に送
られる。

レーダ（衝突予防装置）５からは他船への方位ψ、１．
他船との距離ｄ２４．他船の針路ψ　　他船ｔ、ｉ’ の船速’ｔ、ｔ（１＝＝ｌ〜２０　＋他船は最大２０Ｊ
ｌまでとする。）がインターフェイス２０経由で避航航
路計画装置１０に送られるとともに閉塞領域演算装置１
ノに本取り込まれ、ここで各他船毎に閉塞領域（他の船
舶を入れない領域船間距［）ＣＡｉｔ長方形として計算
する。他船の閉塞領域ＣＡ、は避航航路計画装置１０に
送られる。また船舶が航行すべき計画航路ＰＲは航海装
置６またはＣｆＬＴ入力装置１２から計画航路入力装置
１３を経て避航航路計画装置１０へ入力される。

避航航路計画装置１０では上記のデータ及び記憶装置１
４上の坐礁危険領域ＤＡ、記憶装置１５上の知識ベース
内のルールを用いて避航航路ＡＲを計画する。

ここでは、第２図に示すように直父座標系において１時
間後の自船の船位を（ｘｏ（ｔ）、　ｙｏ（ｔ）　）、
船速をτ。（す、針路ｔψ。（１）、他船の船位を（Ｘ
μ）、ｙμ））、船速１にν１（１）、針路をψ、（ｔ
）　（１＝　１　、２　、・・・、２０、他船は２０隻
までとする。）当確危険区域２の境界折線の折点ｉ（５
ｘｌｉｙｉ）　（１＝１　ｅ　２１　・）とする。

第３図に本システムの避航航路計画手順を示す。

まず現時点の自船の船首方向前方にある当確危険区域２
の折点（ｚｘｌ、”ｙｉ　）に対して自船の現船位から
の方位ψｚｉを求める。すなわち、ここでψ　の最大値
をψ　　　、最小値をψｚｉｍｉｎｚ　ｉ　　　　　　
　　　　　　　ｚｉｍａｘとすると下記の条件を満足す
る場合、自船は当確危険でおるとする（ステ、グＳ１）
。

ψｚ　ｉｍｉ。≦ψ。（０）≦ψｚ　ｉｍｍ！　　　　
　　　　　　・・＜２）Ｏ 上記（３）式中のＬ　１　ｉｍｉ　ｔは当確危険区域２
への許容接近時間でおり、３０分程度に設定する。

上記（２）　、　（３）式を満足する場合には、避航針
路としてψｚｉｍｉｎ　、ψｚｉｍａ工のうちψ。（０
）により近い方金第４図に示すように選択する。これを
ψｔＯ）とする（ステップ８．９）。

つぎに他船との衝突危険判定全行う（ステラｆｓ６）。

上記第２図に示すように各他船の周ｐに針路の縦方向に
Ａ＋Ｂ−横方向に２人の矩形の閉塞領域を考える。自船
及び他船が現船速と現針路を保持して航行すると仮定す
る。

τ。（ｔ）＝τ。（０）、ψ。（ｔ）＝ψ。（０）　　
　　　　・・（４）ｖ、（ｔ）−＝　ｗ、（０）　、　
ψ１（ｔ）＝　ψ１（０）　（１＝１，２．・、ｚｏ）
　　’・（ｓ）（４）　、　（５）の条件下で、現時点
から’ｍａ工まで０．５分（３０秒）刻みに自船の船位
（ｘｏ（ｔ）　、　ｙｏ（Ｌ）　）が他船ｌの閉塞領域
ＣＡ、に入るか否か判定する（ステ、グＳ１７〜５１９
）ｕ　（ここでｔ＝ｏ、０．５゜１．０．・・・ｔｔｍ
ｌＪ、ｉｍｉ、２．−・・、２０）現時点からｔ時間後
の他船ｌの閉塞領域ＣＡ１の４つの頂点を各々（Ｘｉ、
（す＃　ｙ、　、（ｔ）　）　、　（ｘ、メｔ）、Ｙ、
２（ｔ））、ここで（５）の条件より 一方自船はｔ時間後には（ｘ　、（ｔ）＋　ｙ　、（ｔ
））に移動する。

当確危険区域２を避航すると仮定し、併せて（５）より （ｘ、　、（ｔ）ＩＹ、　、（ｔ））　Ｉ　（Ｘ、　□
（ｔ）ｔＹ、　□（ｔ））　ｔ−両端とする線分をＬｉ
、（ｔ）、（Ｘｉ２（ｔ）、Ｙ１メリ）、（Ｘ、、（す
＃　Ｙ　ｉ　３（ｔ））を両端とする線分をり、２（ｔ
）、（ｘ、　３（ｔ）、ｙ　ｉ、（ｔ））　＃　（ｘ、
　４（ｔ）、Ｙ　１４（ｔ））を両端とてる線分上り、
（ｔ）、（Ｘｉ４（ｔ）、Ｙｌ　４（す）、（Ｘ、、（
す、Ｙｉ、（ｔ））を両端とする線分ｔ−Ｌｉ４（ｔ）
とする、閉塞領域ＣＡｉ（ｔ）はＬｉ　１（ｔ）’　”
１２（す”１３（ｔ）”１４（りで囲まれ友矩形である
。

よって下記の条件を満たす場合、自船は現時点よりｔ時
間ｉＫ他船ｌの閉塞領域ＣＡ　ｉ（りに入る。

（１）０≦ψ１（ｔ）≦９０°のとぎ ｙ　ｏ（ｔ）　−ｙ　１（”） かつｙ。（ｔ）　　ｙ　１（ｔ） かつｙｏ（ｔ）　−ｙμ） かつｙｏ（リ−ｙｌ（す （ＩＱ９０°＜９’１（ｔ）≦１８０’Ｏ，１！：きｙ
　０（ｔ）　　　ｙ　１（ｔ） かつｙｏ（リ−ｙ　１（ｔ） かつｙ、（ｔ）　　ｙμ） ≦−１９１（“ＸＩ、（ｔ）　−に、（ｔ））　−一１
．（、）かつｙ　、（ｔ）　　ｙ　１（ｔ） ａＩＤ１８０°＜９）ｉ（ｔ）≦２７０°ノドきｙ　０
（ｔ）　−ｙ　１（ｔ） かつｙｏ（ｔ）　７１（ｔ） かつｙｏ（ｔ）　−ｙ　１（ｔ） ≦−Ｉψ１（ｔＸＸ、（ｔ）　−！１（ｔ））　−―ψ
、（り かつｙ　０（ｔ）　　ｙ　１（ｔ） （１１／）２７０°＜伶＞≦３６０°のときｙ　０（ｔ
）　−ｙ　１（ｔ） かつｙ　０（ｔ）　　ｙ　１（ｔ） かつｙ　０（ｔ）　−ｙ　１（ｔ） かつｙ　０（ｔ）　−ｙ　１（ｔ） １４時間後に自船が他船ｌの閉塞領域ＣＡ、（ｔ、）に
入ることが判定された場合には現在（１＝０）の自船の
船位（ｘｏ（０）　、　ｙｏ（０）　）から上記の閉塞
領域ＣＡ、（ｔ、）の４つの頂点への方位ψｔｉｊ　”
下式により求める。

（ここでｊ＝１ｅ　２−３−４　） ψｔｉｊの最大値をψｔｉｊｍａｘ’最小値をψｔｉｊ
ｍｉｎとすると他船との衝突を避けるために採用される
針路ｆ　（０）ｔ−次のようにして決める（ステ、グ５
８）ｕ（＋）　　弓（０）≦ψｔｌｊｔｎｉｎかつ　ψ
ｔｌｊｍａｘ≦＜切ｏｒ）　　ψｚ（０）≦ψｚ　ｉｍ
ｉ。　　かっ　ψ　　　　≦ψ”　（Ｑ）ｚｉｍａｘ　
　　　　。

ＧＯＤ　　知識ペース上の衝突予防に関するルールを参
照し、ぺ（０）を決める。

ψ″切が決定されると（ステ、デ８９）次に避航のため
の変針点を決定する（ステ、ゾ５１０）。

まず現船位から１〜２分後のところで現針路上に第１変
針点卿、ｔ−決める（ステ、プ８４）。次に現船位から
ψ：（０）の方向で他船１の閉塞領域ＣＡμ）または当
離危険区域ｚＫ接する点と現船位を結ぶ線上に第２変針
点ｗＰ２ｔ−決める（ステップ５１０）。

第２変針点ｗＰ２の！座標、ｙ座標をそれぞれ”ｗｐ２
’ｙ１，２とすると ここで更に現船位からＷＦ２までで他船ｉの閉塞領域０
人、（ｔ）に自船が入らないかチエツクする必要がある
。自船が０人１（ｔ）に入らなければ第２変針点ｗＰ２
は確定され、入る場合にはその閉塞領域ＣＩ、（ｔ）に
対して上記と同じ手順を踏む。

第２変針点ｗＰ２が確定された場合にはｗｐ２’６現船
位とみなして第３変針点評、の確定に上記と同じ手順を
繰シ返す。

ψ寥０）を決定する際に知識ペース上の衝突予防に関す
るルールを使用するがその例を第５図に示す。

自船の右前方罠他船がめ夛、衝突のおそれがめる場合に
は、海上衝突予防法により 「２隻の動力船が互いに進路を横切る場合をτおいて衝
突する２それがあるときは、他の動力船を右げん側に見
る動力船は、当該他の動力船の進路を避けなければなら
ない。」 ので、自船が避航行動をとらなければならない。

このとき、 「他の動力船の進路を避けなければならない動力船は、
やむを得ない場合を除き、当該他の動力船の船首方向を
横切っＣＵならない。」により、避航針路＜（０）を決
定する・上記の処理により実際に避航航路計画装置１０
で取り扱われる上記データは、第６図に示す画面型式で
ＣＲＴ表示装置１６に表示される。同図でｐマは自船ベ
クトル、’ｖ１１”ｖ２．ｔｖ５は他船ベクトル、ＤＡ
は坐礁危険領域、ＣＡ１，０人２．ＣＡ、ｉｄそれぞれ
の他船の閉本領域、ＰＲは元の計画航路、ＴＲは自船の
航跡、ＡＲは避航航路、背１．ｗｐ２．ｗｐ、はそれぞ
れ避航のために計画され九変針点、ψ　は避航航路ＡＲ
に浴って船舶を航行させるための針路指令値、！。は船
速指令値である。針路指令値ψ。と船速指令値ヤ。は、
避航操船のための支援情報とな夛。

これに従って手動操船が実施できると共に、さらにこれ
らの情報ψ。ｅｖ６にインターフェイス２ノにより各々
オートパイロ、ドア、主機リモコン８とスイッチｌ’ｌ
、１１Ｊｆ介在させて送出することによｐ、自動操船を
行うことも可能となる。

以上に示した如く、記憶装置１４に内蔵した坐礁危険領
域とレーダ５から取り込んだ他船データにより計算され
た他船データ母の閉塞領域の内領域に交錯しないように
避航航路計画装置１０が避航航路を設定する。この時に
知識ベース１５に内蔵された法規（海上衝突予防法など
）や経験則が参照され最終的に安全で法規に会った航路
を決定する。この設定した避航航路に対して一定周期で
安全性の評価を行い、周囲の状況の変化によシ危険が増
すと最新のデータを基に再計画する。得られ九計画避航
航路は、坐礁危険領域や他船マーク、自船マークととも
にＣＲＴ表示表示装置１面画面上ラフイック表示され常
時監視できる。また１合わせて計画避航航路に旧って船
舶を航行させるための針路、船速指令値もＣＲＴ表示装
［１６画面上に表示するとともに、スイッチ１７　、　
ｌ　８ｆ切り換えることによってオートリモコン７、主
機リモコン８による自動操船も可能となる。

〔発明の効果〕 以上詳記した如く本発明によれば、浅瀬や暗礁、他船に
対する避航の安全性、信頼性を高めるとともに、操船者
の作業負担軽減、要員の省人化に寄与し、技術ノベルの
低い船員の誤判断、誤操作防止のための支援装置として
当離や衝突などにより引き起こされる人身事故や海洋環
境汚染を防止することが可能な避航操船支援装置を提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る回路構成を示すプロ、
り図、第２図は航行状況を説明する図、第３図は避航航
路の計画手順を示すフローチャート、第４図は当離危険
区域避航を説明する図、第５図は他船避航を説明する図
、第６図は第１図のＣＲＴ表示装置に表示される避航操
船状況を示す図である。 １・・・避航操船、２・・・ド、デラーンナー、３・・
・衛星航法装置、４・・・ジャイロコンノ母ス、５・・
・レーダ（衝突予防装置）、６・・・航海装置、７・・
・オート・ｆイロ、ト、８・・・主機リモコン、９・・
・船速針路演算装置、１０・・・避航航路計画装置、１
１・・・閉塞領域演算装置、ノ２・・・ＣＲＴ入力装置
、１３・・・計画航路入力装置、１４・・・記憶装置（
坐礁危険領域データ用）、１６・・・記憶装置（知識ベ
ース用）、１６・・・ＣＲＴ表示装置、１：／、１ｇ・
・・切換スイッチ、１９〜２１・・・インターフェイス
。 出願人代理人弁理士　鈴　江　武　彦 第　３　図　（その２）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 船位、船速及び船首方位からなる自船の運航情報を入力
   する第１の入力手段と、 自船から他船への方位及び距離と該他船の進路及び船速
   からなる他船の運航情報を入力する第２の入力手段と、 上記第１の入力手段で得た自船の船速から進路と進路方
   向への船速を算出する船速進路演算手段と、 上記第２の入力手段で得た自船から他船への方位及び距
   離から閉塞領域を算出する閉塞領域演算手段と、 坐礁危険領域データを記憶する第１の記憶手段と、 避航航路計画上のルールを記憶する第２の記憶手段と、 上記第１及び第２の入力手段で得た自船及び他船の運航
   情報、上記第１の記憶手段に記憶される坐礁危険領域デ
   ータ、上記第２の記憶手段に記憶される避航航路計画上
   のルールを基に坐礁危険領域及び他船を回避する航路を
   計画決定する避航航路計画決定手段と、 この避航航路計画決定手段により避航航路、自船位置、
   自船速度ベクトル、他船位置、他船速度ベクトル、危険
   領域、自船航跡、避航航路に沿って自船を導くための進
   路及び船速指令値をグラフィック表示する表示手段と、 この表示手段の内容に対応した進路指令値及び船速指令
   値を入力する指令入力手段と、 この指令入力手段で入力された進路指令値を自船のオー
   トパイロットへ、船速指令値を同主機リモートコントロ
   ーラへ出力する出力手段と を具備したことを特徴とする避航操船支援装置。