JPH04229400A - 航海用の衝突防止システムのための符号化方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、航海用の衝突防止シス
テムのための符号化方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】公知の航海（船舶航法）用衝突防止シス
テムは、フランス国特許出願第２，６０１，１６８　号
に記載されている。このシステムを備えた各船は、特に
、地理的座標、船自体の速度および針路に関する情報を
含むメッセージを繰り返し送信する送信機と、他の同様
に装備した船から受けた同種の情報を記号の形で表示す
る表示装置に接続された受信機とを備える。

【０００３】このようなシステムは、特に障害物（他の
船、ブイ、突堤等）の密度が高い領域で、操船を非常に
容易にする。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この公知のシステムは
、また、伝送するメッセージ中に、通信を行うべき相手
の船の識別コードを含んでいる。この船は、その受信機
がメッセージを捕らえた直後に自動的に警報が出される
。これら２隻の船のオペレータは、例えば、操作を調整
するため、電話連絡で通信することができる。しかし、
このような電話連絡には問題がある。即ち、このような
連絡に使用可能な無線周波数は非常に混み合っているこ
とが多く、ときには飽和状態の場合もある。さらに、オ
ペレータが同じ言語を話すことは稀である。

【０００５】その上、この公知のシステムでは、メッセ
ージは送信船の識別も含んでいる。識別コードは、２進
符号のシーケンスであり、その一部は船の種類（石油タ
ンカー、フェリー、貨物船等）の決定に使用され、他の
部分は送信船を厳密に識別するのに使用される。他の部
分は、世界中で唯一の船を２進符号の内容に対応させる
ために充分長くすればよい。コードから対応するユーザ
を突きとめるためのコード辞典があれば充分である。

【０００６】しかし、コードと船との間のこのような一
義的対応の可能性には、１つの問題が生じ得る。様々な
理由（機密性、企業競合等）から、システムの潜在的船
主の中には、彼らの所在を知られるのを好まない者もい
る。その結果、前述の識別方法は、彼らに機器の使用さ
せないようにしがちであり、近隣の船からシステムの利
点を奪うこともできる。さらに、世界的規模でコード辞
典を用意する作業の複雑性は、あまりに煩わしく、シス
テムの使用を妨げるほどである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、会話を
行いたいと意志表示したシステムを装備する２隻の船が
、混み合っているチャネルを使用する場合でも問題なく
会話することができ、彼らが同じ言語を話さない場合で
も高度の知的レベルで会話が可能であり、ユーザが望め
ば、ユーザの最低限の機密性を保証する前述のタイプの
衝突防止システムである。

【０００８】本発明の方法に従えば、符号化されたメッ
セージは、少なくとも２隻のユーザ船の間で交信が成立
したとき、送られ、これらのメッセージは、全てのユー
ザが彼ら自身の言語で自由に使えるコード辞典の一部を
成し、このコード辞典は、船同士で交換することの多い
メッセージを含むことを特徴とする。特に、これらメッ
セージは、船が実施する様々な操作に必要な単語および
／または句である。

【０００９】さらに、符号化されたメッセージは、メッ
セージの交換のためのアドレスとして使用されるあらゆ
る種類の識別コードを含むことが望ましい。互いに接近
した少なくとも２隻の船が同じ識別コードを有する場合
の曖昧さを避けるため、本発明に従い、このような複数
の使用が検出されたらすぐに、それを該当するユーザに
報告し、それらのうち少なくとも１隻がそのコードを変
えるようにする。

【００１０】本発明の別の側面から、同一の識別コード
の使用の可能性を減らす、あるいは除去するため、充分
な長さのコードを使用し、該コードにはシステムが自動
的に発生する識別部分が含まれる。この識別部分は、偽
似乱数メモリによって発生することもできる。

【００１１】本発明は、添付の図面を参照にして、非限
定的な例として与えた以下の実施例の詳細な説明からさ
らに明らかに理解されるであろう。

【００１２】

【実施例】本発明の衝突防止システムに参加する各船は
、図１に概略を示したような装置を備えるが、これらの
船を以後「装備船」と呼ぶ。

【００１３】図１に示した装置は、平均負荷率（送信−
オン時間の長さと送信−オフ時間の長さの間の比として
定義される）が約１０−４〜１０−５と非常に低い平均
負荷率で不連続的にメッセージを送信する送信機１を備
える。送信の出力と周波数は送信機１のレンジを数十キ
ロメートルまで制限するように選択する。この制限は、
選択された送信周波数が、視界直線伝播の周波数である
、例えば、ＵＨＦ（数百ＭＨｚ）、あるいはそれ以上（
しかし、伝播が気象条件によって影響をほとんど受けな
いようにＸバンドは越えない）の周波数である場合には
、地球の曲率による制限である。送信機の周波数ＦＯ　
は、システムの全送信機および受信機について同じであ
る。

【００１４】送信機１は、スイッチ２を介してアンテナ
３に接続され、水平面での全方向送信を提供する。

【００１５】送信機１は変調器４にも接続されている。 変調器４は、送信すべき全ての情報を集めた２進「語」
を作成し、これを送信機１を変調する信号に置き換える
。変調の形態は、メッセージが送信される時間外は、送
信が完全にないパルス形式である。しかし、使用される
特殊な形式の情報の変調は、本発明の方法により特別指
定されない。各２進符号は、公知の符号化技術、例えば
、パルス位置符号化または位相変調符号化により符号化
することができる。

【００１６】送信されるメッセージは次のような情報要
素を有する。 ──船の座標。これは、例えば、各々２２個の２進符号
中に符号化される緯度および経度で表されることが望ま
しい。これらの座標は、船の無線航法により与えられる
。 船は一般に、その絶対地理的位置を正確に、信頼性をも
って常に与える無線航行機器を備えている。本発明の衝
突防止方法に求められる精度は、約１００　メートルで
ある。例えば、ＮＡＶＳＴＡＲ　として知られる無線航
法はこれらの条件を満たしている。 ──船の速度と針路：これらの情報は、一般に類似した
形態で全ての船で得ることができる。行うべきことは、
これら情報をデジタル形態に変換することだけである。 これら情報は、それぞれ６および８個の２進符号により
充分な精度で符号化することができる。 ──必要であれば（基準により規定されている場合）、
針路の変更。これは、「取りかじ」または「面かじ」を
表す２つの２進符号により符号化する。このような情報
は、公知のあらゆる回転方向指示器により自動的に与え
られる。この指示器は、操作が始まるとすぐに作動され
る。基準により、単なる針路変更の表示よりも、豊富で
、前もって与えられる情報が規定される、即ち、将来の
針路の値に関する情報が規定される場合もある。しかし
、この場合、情報を手で（キーボードにより）入力する
必要があり、オペレータが忘れる恐れがある。

【００１７】呼出しキーまたは識別コードについて以下
にさらに詳しく説明する。

【００１８】これらの情報の前に、メッセージ送信に使
用されている標準技術に従い、受信器のいくつかの回路
の開始を可能にする前文が付いていることが望ましい。 また、これらの情報には、メッセージの終わりの符号を
構成する２進符号が追加され、メッセージの永続的な反
復が全てのエラーを除去するのに不充分であると考えら
れる場合には、エラー訂正のための２進符号（例えば、
パリティ２進符号）を追加するのが望ましい。

【００１９】上に明記したように、船が、ＮＡＶＳＴＡ
Ｒ　式無線航法受信器を備える場合には、この受信器は
、本発明のシステムに必要とされるレベルよりはるかに
高い精度レベルで前述の情報のほとんどを提供する。こ
の場合、情報の各要素について、あまり重要でない余分
な２進符号は無視し、重要であるとみなされ、また上に
記載した本発明の方法の実施に必要で、充分な精度を持
つと思われる２進符号だけを保持することができる。従
って、送信されるメッセージの長さは少なくとも約百個
の２進符号である。このシステムに割り当てられた帯域
が数メガヘルツの範囲にあれば、メッセージは数十マイ
クロ秒内に送信される。

【００２０】各装備船が約１秒の周期でこのようなメッ
セージを送る場合には、船によりシステムに設定される
トラフィック負荷は１０−４〜１０−５である。例えば
、約百隻の船が同時に同じ地理的領域（港等）内にいる
場合、システムのトラフィック負荷は１０−２〜１０−
３に過ぎない。これは、これらのメッセージが互いに干
渉しないことが高い確率で保証される。さらに指摘しな
ければならないのは、相互の妨害を避けるために船に必
要な操作時間の長さは１秒よりはるかに長いので、ここ
では比較的好ましくないケースを取り上げたこと、メッ
セージ反復時間が大幅に増加するので、相互が妨害する
確率を減少できることである。

【００２１】相互の妨害が、各船の送信の非同期化によ
りそのまま残る可能性があるので、各メッセージの送信
時間はランダムにすることが望ましい。従って、反復時
間が１秒である前記実施例では、この値は平均統計値に
過ぎず、実際の時間は大きなばらつきをもって割り当て
られる。その結果、所与の船から受けた妨害されたメッ
セージは持続的に妨害されるわけではない。さらに、送
信されるメッセージの高い冗長性（約１秒の周期では、
針路および／または速度および／または地理的位置の重
要な変更の前に同一のメッセージが数回繰り返される）
により、妨害状態で受信されたメッセージは無視するこ
とができる。

【００２２】送信機による短時間の送信以外に、スイッ
チ２は、アンテナ３をシステムの共通周波数中にロック
された受信機５に接続する。受信機５は、データ復調器
６に接続されている。データ復調器６は、変調器４で実
施される操作の逆である操作を行うことにより受信した
振動から情報を取り出す。この変調器４はキーボード等
データ導入装置４Ａにも接続される。

【００２３】復調器６は、表示スクリーン８にスクリー
ン管理ユニット７を介して接続される。スクリーン管理
ユニット７および表示スクリーン８は、例えば、マイク
ロコンピュータおよびその表示モニタである。これらの
スクリーン管理ユニット７および表示スクリーン８には
、周囲の１隻または複数の船の識別を表示するための装
置７Ａが付属していてもよい。

【００２４】スクリーン８は、オペレータに、周囲の装
備船から受けた情報、ならびにオペレータ自身の機器か
ら受けた情報により、その船の環境全体を示すことを目
的とする。図２は、スクリーン８に表示することのでき
る情報の非限定的な実施例を示す。この情報は、パノラ
マ式レーダのスクリーンと同様の方法で表示することが
できる。

【００２５】図２の実施例によれば、スクリーン８は、
光の大きな点状の様々な船（例えば、１０、１１、１２
）　を表示するのに対し、それ自身の船（参照番号１３
）は、他の船とは異なる色および／または明度で表示す
る。その上、点の様々な形および／または色は船の様々
な種類と対応する。船を表す各斑点は、対応する船の速
度ベクトルを表す直線セグメントにより形成される延長
線を有する。このベクトルの長さは船の速度に比例し、
その方向は船の針路に対応する。例えば、速度ベクトル
に関する情報近くの針路変更に関する情報を表すのに用
いられ、変更の方向に応じて左または右に向かって異な
る色の点または線等、特殊な符号があれば有利である。 スクリーン８の一般的表示は、スクリーンの上部に北が
位置するように行うが、望ましくは、スクリーンの上部
を船首と一致させることもでき、この場合船の方位基線
は固定される。各船の速度ベクトルは絶対速度またはそ
の他、船１３（それ自体の速度ベクトルはゼロである）
の速度に対する相対速度に対応し、他の船の各相対速度
ベクトルはそれら自体の速度および船１３の速度のベク
トル和により決定される。船１３を表す点は、「前方の
視界」を見やすくするため、その速度ベクトルと反対方
向に中心からずれた位置にあるよりも、スクリーンの中
心に位置する方がよい。

【００２６】他の各船（図２では１０、１１、１２）を
表す点の近くで、その識別コードを表示することが望ま
しい。

【００２７】さらに、各装備船は、装備していない、あ
るいは設備が故障している周囲の船、ならびに固定障害
物（岩、海岸等）を検出することを可能にするレーダを
備えるのが望ましい。図２は、非装備船を表す２つのエ
コー１４、１５、ならびに、海岸の輪郭を示す。エコー
１４、１５は、点１０〜１３とは異なる形および／また
は色で表示し、オペレータが、これらが非装備船または
設備の故障している船であること、また、対応する速度
ベクトルの不在は、これらの船の速度がゼロであること
を意味しないことがわかるようにするのが望ましい。

【００２８】座標、ベクトル、また場合によっては、船
内のレーダから得た情報の変形は全て、管理ユニット７
により公知の方法で実施する。管理ユニットは、本発明
を読めば当業者には容易につくることができるであろう
。

【００２９】さらに、大容量メモリに記憶される固定デ
ータも管理ユニット７に与えることができる。海岸線、
ブイ、灯台等地図作成上のデータもスクリーンに表示す
ることができる。

【００３０】本発明の有利な変形例によれば、船の設備
一式は、無線呼び出し認識回路９を含んでいてもよい。 この認識回路９は、第１に、復調器６の出力に、第２に
、データ入力キーボード（図示していないが、その機能
は４Ａが果たすことができる）に接続されている。この
キーボードを用いて、オペレータは、交信を望む船の呼
出しキー（これは実際には以下に述べる識別コードであ
ることが望ましい）を打ち込む。この呼出しキーは、変
調器４にも送られ、送信機１により周期的に送信される
メッセージに組み込まれる。回路９は、呼び出された船
では、呼び出している船から受けた呼出しキーをその呼
出しキーと比較し、一致した場合には、音または視覚に
よるアラームを発する単純な比較器でもよい。勿論、呼
び出された船が受けたメッセージには、呼び出している
船の呼出しキーが含まれている。この呼出しキーは、呼
び出された船のスクリーン８上に表示されることもでき
る。この表示は、例えば、スクリーンの隅に、符号化さ
れていない形態（文字と数字を組み合わせた形態）で行
うことができる。有利な変形例によれば、この表示の代
わりに、あるいはこの表示に加えて、呼び出している船
を表す点（例えば、点１０〜１２の１つ）の近傍に符号
を付けたり、あるいはこの点自体を変更することもでき
る。この符号は、例えば、呼び出している船を表す点を
取り囲む円であったり、および／またはこの点が明滅し
たり、あるいは非常に明るい状態で表したりすることも
できる。

【００３１】本発明の別の変形例によれば、スクリーン
管理ユニット７には、マイクロコンピュータで一般に使
用されている「マウス」タイプの装置を付属させる。こ
の装置により、スクリーン８上に例えば、十字形の移動
マーカ１７が現れる。このマーカが、オペレータが無線
により呼び出したい船を表す符号上に重なったとき、オ
ペレータはマウスのクリックボタンを操作する。このコ
マンドは、ユニット７により処理され、ユニット７は、
対応する呼出しキー（破線１８で表した）を生成し、こ
れを変調器４に送る。この呼出しキーを生成するには、
ユニット７は近隣の船全て（スクリーン８に表示されて
いる）から受けた呼出しキーを記憶し、マーカ１７が止
まった点と、対応する呼出しキーとの間の関係を設定し
、この呼出しキーを送る。ユニット７により実施される
これらの機能は当業者には公知であるので、詳細は記載
しない。勿論、呼び出された船では、呼出しを認知し、
必要であれば、無線連絡を開始させるのに「マウス」を
使用することができる。この「マウス」の使用により、
両船（呼び出している船と呼び出された船）でのキーボ
ードからの呼出しキーの打ち間違いによるエラーを防止
することができる。

【００３２】このマウスまたはキーボード４Ａを用いて
、船内のオペレータは、彼の船の「識別コード」を入力
および／または変更することができる。

【００３３】識別コードはどんなコードでもよい。必ず
しもコード辞典から取り出す必要はなく、これによって
ユーザを実際に識別できるわけではない。このコードは
、意味のない２進数で、既に詳しく説明したようにメッ
セージの交換においてアドレスとして役立つだけである
。

【００３４】しかし、コードは次のように構成されるこ
とが望ましい。 ──コードのいくつかの２進符号を船の種類の識別に割
り当てる。このような情報は、互いに接近した船により
協力される操作の組織化に有益である。 ──コードの２進符号の１つを、コードがコード辞典か
ら採られたものか（船の中には、自分たちを知らせたい
者や、自分たちが何者であるかを隠す理由のない者もい
る）、あるいは固有の意味がないかどうかを示すのに使
用する。 ──コード辞典から採られていない場合、残りのコード
は、同じ領域での２つの識別コードが偶然使用される確
率が無視できるのに充分な数の２進符号、例えば、約１
６個の２進符号を有する。 ──第１の変形例では、残りのコードの選択は、ユーザ
の好みに任される。しかし、このような方法には問題が
ある。例えば、別のユーザのコードの不正使用を可能に
したり、ある簡略化されたコードがさらに頻繁に使用さ
れることによって、同じ地理的領域中で２つのコードの
偶然の使用が起こる恐れが大きくなる。 ──第２の変形例によれば、残りのコードの選択は、変
調器４および回路９に接続されたプロセッサ４Ｂにより
個別に実施される。このプロセッサ４Ｂを操作すれば、
偽似乱数シーケンスが発生する。 ──ユーザの永続的な識別コードの使用を避けるべき場
合には、プロセッサ４Ｂは上記偽似乱数シーケンスを周
期的に変更する。プロセッサは、非活動期間（多数の連
続した期間の間全ての反復が不在のとき）にこの変更を
行う。 ──勿論、プロセッサ４Ｂが送信機１により送られたコ
ードが別のユーザにより偶然使用されているのを検出す
る（回路９を介した検出により）と、プロセッサは、そ
のコード、あるいは、少なくともプロセッサが作成した
偽似乱数シーケンスの即時変更を作動する。

【００３５】２隻の船の間に通信が成立し、各々が相手
から図２で詳しく説明したメッセージを受け、スクリー
ン８上に対応するデータの表示を可能にすると、これら
の船は、望ましくは電話連絡の代わりに他の種類のメッ
セージを交換することができる。これら他の種類のメッ
セージは、特に、２隻の船の操船意志に関する。送信チ
ャネルが占めるスペースを減らし、これらメッセージの
理解を容易にするため、針路維持、取りかじまたは面か
じの意志、タグボート待機中、設備故障等、操作のあら
ゆるケースについて通常メッセージ（単語および／また
は文）のリストを含むコード辞典に従って、メッセージ
は符号化される。勿論、各船のオペレータは、彼自身の
言語に翻訳されたコード辞典を持っている。また、オペ
レータの少なくとも１人がコード辞典にはないメッセー
ジを送らなければならないというような比較的低い確率
のケースにおいて、「電話送信要請」のコードを用意す
ることもできる。この電話連絡に使用される周波数も指
示することができる。勿論、この符号化メッセージの交
換には三隻以上の船が同時に参加できる。メッセージの
簡潔さ（例えば、２５６　個の異なるメッセージを符号
化するのに８個の２進符号しか含まない）により、数隻
の船により同時に送信が行われる危険性が少ない。この
同時性の恐れを減少させるため、メッセージを任意に定
めた間隔で数回繰り返すことができる。

【００３６】符号化メッセージのコードはモニター７Ａ
またはスクリーン８上に表示することができる。有利な
変形例によれば、これらのコードの符号化されていない
コード形態への翻訳は、文字発生装置により表示される
が、この文字発生装置の作成は、当業者には公知である
。同様に、コード辞典を調べる必要がないように、キー
ボード４Ａの代わりに、例えば、メッセージの種類にグ
ループ分けして全ての使用可能なメッセージを示すポッ
プ−アップメニューまたはイコンタイプの表示装置を用
いてもよい。例えば、「マウス」で操作される形式の指
示装置により、所望のメッセージの作動、その直後の対
応するメッセージの送信を可能にする。

【図面の簡単な説明】

【図１】船内に設置され、本発明に従うシステムの一部
を成す装置のブロック図。

【図２】図１の設備の表示装置のスクリーンの１例を示
す平面図。

【符号の説明】

１　　送信機 ２　　スイッチ ３　　アンテナ ４　　変調器 ４Ｂ　　プロセッサ ５　　受信機 ６　　復調器 ７　　スクリーン管理ユニット ７Ａ　　モニター ８　　スクリーン ９　　無線呼出し認識回路

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】航海用の衝突防止システムのための符号化
   方法であって、該方法を実施する各船が、その地理的位
   置、針路および速度に関するデータを含む情報を該当す
   る全ての船に共通のチャネルで繰り返し送信し、周囲の
   船からの同種の情報を受けて、これをパノラマ式スクリ
   ーン上に符号で表示し、上記情報が、メッセージ交換の
   ためのアドレスとして役立つあらゆる種類の識別コード
   を含むことを特徴とする方法。
2. 【請求項２】少なくとも２隻の互いに接近した船が同じ
   識別コードを有する場合に、この複数使用が検出される
   と、ただちに該当するユーザに報告し、少なくともそれ
   らの１隻がそのコードを変えるようにすることを特徴と
   する請求項１記載の方法。
3. 【請求項３】上記識別コードに、システムが自動的に発
   生する識別部分が含まれることを特徴とする請求項１記
   載の方法。
4. 【請求項４】上記識別部分が、偽似乱数発生器により発
   生されることを特徴とする請求項３記載の方法。
5. 【請求項５】上記識別コードが、船の種類の識別を含む
   ことを特徴とする請求項１記載の方法。
6. 【請求項６】上記識別コードが、該コードがコード辞典
   から採用されたかどうかを示す要素を含むことを特徴と
   する請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
7. 【請求項７】上記識別コードの識別部分が、周期的に変
   更されることを特徴とする請求項３記載の方法。
8. 【請求項８】上記変更が、非活動期の間行われることを
   特徴とする請求項７記載の方法。
9. 【請求項９】上記情報が、全ユーザが彼ら自身の言語で
   自由に使えるコード辞典の一部を成す符号化メッセージ
   も含み、該コード辞典が船同士で交換することの多いメ
   ッセージを含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
10. 【請求項１０】上記コード辞典が、船で実施される様々
    な操作に必要な単語および／または句を含むことを特徴
    とする請求項９記載の方法。
11. 【請求項１１】上記コード辞典のメッセージが、任意に
    定められた間隔で数回繰り返されることを特徴とする請
    求項９記載の方法。