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公開番号2025082619
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-29
出願番号2023196071
出願日2023-11-17
発明の名称運航支援システム、運航支援方法及びプログラム
出願人三菱造船株式会社,国立大学法人大阪大学
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類G08G 3/00 20060101AFI20250522BHJP(信号)
要約【課題】離着桟時にどのように船速を制御するかを考慮に入れた船の運航支援情報を算出する方法を提供する。
【解決手段】運航支援システムは、船が離着桟する場合に計測された前記船の速度に基づいて、離着桟点から前記船までの距離に応じた前記速度の基準値を解析する速度解析部と、前記速度の基準値以下で前記船を運航することを条件として算出された、前記船が前記離着桟点に着桟する場合の航路又は前記離着桟点から離桟する場合の航路と、その場合の操船情報を算出する支援情報算出部と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
船が離着桟する場合に計測された前記船の速度に基づいて、離着桟点から前記船までの距離に応じた前記速度の基準値を解析する速度解析部と、
前記速度の基準値以下で前記船を運航することを条件として算出された、前記船が前記離着桟点に着桟する場合の航路又は前記離着桟点から離桟する場合の航路と、その場合の操船情報を算出する支援情報算出部と、
を備える運航支援システム。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
前記船の運航を支援する情報を出力する出力部、をさらに備え、
前記支援情報算出部は、前記船の時系列の操船情報を設定して、前記船が前記離着桟点に着桟する場合の航路又は前記離着桟点から離桟する場合の航路を算出する処理を実行し、前記処理の実行にあたっては、前記操船情報に含まれる前記船の速度が前記基準値を上回ると、上回った速度の大きさに応じたペナルティを算出する関数を含む評価関数の値が最小化されるような前記航路を探索し、
前記出力部は、前記航路および前記操船情報のうちの少なくとも一方を出力する、
請求項１に記載の運航支援システム。
【請求項３】
前記船の運航を支援する情報を出力する出力部、をさらに備え、
前記速度解析部は、前記離着桟点から前記船までの距離を取得し、取得した前記距離における前記速度の基準値を算出し、
前記出力部は、前記速度の基準値を出力する、
請求項１に記載の運航支援システム。
【請求項４】
前記船が離着桟する場合に計測された前記船への外乱に基づいて、前記外乱と前記船の航路の相関を解析する外乱解析部、
をさらに備え、
前記支援情報算出部は、前記相関に基づく前記外乱に応じた前記船の航路である基準航路に近づけることを条件として算出された、前記船が前記離着桟点に着桟する場合の航路又は前記離着桟点から離桟する場合の航路と、その場合の操船情報を算出する、
請求項１に記載の運航支援システム。
【請求項５】
前記外乱解析部は、前記船への外乱と当該外乱を受けた場合の前記船の航路とに基づいて、前記船の船幅方向における前記外乱の大きさと前記船の船幅方向における位置情報との相関を解析する、
請求項４に記載の運航支援システム。
【請求項６】
前記船の運航を支援する情報を出力する出力部、をさらに備え、
前記外乱解析部は、前記船への外乱の情報を取得して当該外乱に応じた前記基準航路を算出し、
前記出力部は、前記基準航路を出力する、
請求項４または請求項５に記載の運航支援システム。
【請求項７】
前記船の運航を支援する情報を出力する出力部、をさらに備え、
前記外乱解析部は、前記船への外乱の情報を取得して当該外乱に応じた前記基準航路を算出し、
前記速度解析部は、前記離着桟点から前記船までの距離を取得し、取得した前記距離における前記速度の基準値を算出し、
前記出力部は、前記基準航路と前記距離に応じた速度の基準値を出力する、
請求項４または請求項５に記載の運航支援システム。
【請求項８】
コンピュータによって実行される運航支援方法であって、
船が離着桟する場合に計測された前記船の速度に基づいて、離着桟点から前記船までの距離に応じた前記速度の基準値を解析し、
前記速度の基準値以下で前記船を運航することを条件として算出された、前記船が前記離着桟点に着桟する場合の航路又は前記離着桟点から離桟する場合の航路と、その場合の操船情報と、を算出する、
運航支援方法。
【請求項９】
コンピュータに、
船が離着桟する場合に計測された前記船の速度に基づいて、離着桟点から前記船までの距離に応じた前記速度の基準値を解析し、
前記速度の基準値以下で前記船を運航することを条件として算出された、前記船が前記離着桟点に着桟する場合の航路又は前記離着桟点から離桟する場合の航路と、その場合の操船情報と、を算出する処理、
を実行させるプログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、運航支援システム、運航支援方法及びプログラムに関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
船の入出港（離着桟）は、操船の中でも難易度が高く、船長や航海士等の操船者の判断によるところが大きい。例えば、特許文献１には、船を桟橋に安全かつ速やかに接岸させるための着桟支援システムが開示されている。この着桟支援システムでは、着桟位置に至る水域における風などの外乱条件、水域に存在する障害物などの制約条件を考慮して、着桟位置までの複数の通過点を設定する。そして、設定した通過点を経由して航走するよう船の操船運動シミュレーションを行い、計画航路と操船情報を算出する。また、非特許文献１、２には、CMA-ES（Covariance matrix adaptation evolution strategy）を用いて、着桟までの運航時間、航路上に設けられたCP（チェックポイント）における船の状態量（例えば、位置、船首方位角、船速、回頭角速度）が目標値から乖離する程度に応じたペナルティ、障害物等に衝突した場合のペナルティ、船体の最終的な状態量が終端条件を満たしていない場合のペナルティ等の合計を算出する評価関数を設定し、この評価関数の値を最小化することを目的とする最適制御問題を解くことにより、離着桟航路を自動生成する方法が開示されている。
【０００３】
操船者によると、船の着桟において着桟点まで船速をどのように逓減（低減）させるかが重要である。船にはブレーキに相当する機能が存在をしておらず、船速を段階的、計画的に逓減させながら接舷を行う必要があるが、通常この判断は、操船者により行われる。特許文献１や非特許文献１、２にも、船速の逓減を考慮して、着桟までの航路や操船情報を算出する方法は開示されていない。船速の逓減を考慮せずに最適化計算等を行って着船までの航路を計算すると、急な増速や減速などを伴う非現実的な航路や操船情報が生成される可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２１－７６５３７号公報
【非特許文献】
【０００５】
Yoshiki Miyauchi, et. al,"Optimization on planning of trajectory and control of autonomous berthing and unberthing for the realistic port geometry", Ocean Engineering, Vol. 245, No.November 2021, p.110390, 2022
Rin Suyama, et. al, "Ship trajectory planning method for reproducing human operation at ports", Ocean Engineering, Vol.266, p.112763, 2022
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
離着桟時にどのように船速を制御するかを考慮に入れて船の運航を支援する情報を算出する方法が求められている。
【０００７】
本開示は、上記課題を解決することができる運航支援システム、運航支援方法及びプログラムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示の運航支援システムは、船が離着桟する場合に計測された前記船の速度に基づいて、離着桟点から前記船までの距離に応じた前記速度の基準値を解析する速度解析部と、前記速度の基準値以下で前記船を運航することを条件として算出された、前記船が前記離着桟点に着桟する場合の航路又は前記離着桟点から離桟する場合の航路と、その場合の操船情報を算出する支援情報算出部と、を備える。
【０００９】
本開示の運航支援方法は、コンピュータによって実行される運航支援方法であって、船が離着桟する場合に計測された前記船の速度に基づいて、離着桟点から前記船までの距離に応じた前記速度の基準値を解析し、前記速度の基準値以下で前記船を運航することを条件として算出された、前記船が前記離着桟点に着桟する場合の航路又は前記離着桟点から離桟する場合の航路と、その場合の操船情報と、を算出する。
【００１０】
本開示のプログラムは、コンピュータに、船が離着桟する場合に計測された前記船の速度に基づいて、離着桟点から前記船までの距離に応じた前記速度の基準値を解析し、前記速度の基準値以下で前記船を運航することを条件として算出された、前記船が前記離着桟点に着桟する場合の航路又は前記離着桟点から離桟する場合の航路と、その場合の操船情報と、を算出する処理を実行させる。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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