(57)【要約】【課題】輻輳海域において本来の進路を維持する状態で、主機関を減速させることなく強制的な減速（ブレーキ）を速やかに行い、減速を解除した後に速やかに加速して、短時間に短い距離で避航操船する。【解決手段】輻輳海域の避航操船において、現状の自船５０１の目的進路５０２を継続航行しつつ、船尾に配置した一基の推進プロペラを常に前進回転のままで、推進プロペラの後方に配置した左右一対の高揚力舵１０２、１０３に舵角を与えてプロペラ後流の推力を後進推力となし、後進推力により自船５０１の前進方向への慣性力に抗して自船５０１を減速させて相手船４０１との衝突を回避し、相手船４０１が自船５０１の進路を横切って通過した後に、双方の高揚力舵１０２、１０３の舵角を制御し、プロペラ後流の推力を前進推力となして目的進路を継続航行する。【選択図】図７
2020147176.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
輻輳海域を航行する２隻の船が互いに進路を横切り、衝突の恐れがあるときに、相手船を右舷側に見て航行する自船が行う避航操船において、
現状の自船の目的進路を継続航行しつつ、船尾に配置した一基の推進プロペラを常に前進回転のままで、推進プロペラの後方に配置した左右一対の高揚力舵に舵角を与えてプロペラ後流の推力を後進推力となし、後進推力により自船の前進方向への慣性力に抗して自船を減速させて相手船との衝突を回避し、相手船が自船の進路を横切って通過した後に、双方の高揚力舵の舵角を制御し、プロペラ後流の推力を前進推力となして目的進路を継続航行することを特徴とする輻輳海域の避航操船方法。
【請求項２】
双方の高揚力舵に与える舵角を、プロペラ後流を後進推力として最大に作用させる舵角からプロペラ後流の前進推力をなくす舵角までの範囲とし、
推進プロペラを前進回転のままに、舵角に応じて増減する後進推力を相手船との距離に見合って制御し、相手船が自船の進路を横切って通過するのに必要な時間を確保できる船速に減速することを特徴とする請求項１に記載の輻輳海域の避航操船方法。
【請求項３】
双方の高揚力舵に与える舵角を、プロペラ後流を後進推力として最大に作用させる舵角とし、
推進プロペラを前進回転のままに回転数を増大、もしくは減少させて、プロペラ回転数に応じて増減する後進推力を相手船との距離に見合って制御し、相手船が自船の進路を横切って通過するのに必要な時間を確保できる船速に減速することを特徴とする請求項１に記載の輻輳海域の避航操船方法。
【請求項４】
相手船が自船の進路を横切って通過するのに必要な時間を確保できる船速に減速することが困難な場合は、双方の高揚力舵に与える舵角を、プロペラ後流を後進推力として作用させる舵角の範囲内で制御し、後進推力を作用させて船速を減速させつつ、船尾を回頭させて自船の進行方向を変えて衝突を回避することを特徴とする請求項２または３に記載の輻輳海域の避航操船方法。
【請求項５】
船尾に配置した一基の推進プロペラと、推進プロペラの後方に配置した左右一対の高揚力舵と、各高揚力舵をそれぞれ駆動する一対のロータリーベーン舵取機と、２枚の高揚力舵の舵角を組み合わせて船体運動の方向を制御する操舵制御装置と、船舶レーダ装置を備える一軸二舵船において、
操舵制御装置は、輻輳海域を航行する避航操船の操船モードにおいて、相手船が自船の進路を横切り、衝突の恐れがあるときに船舶レーダ装置が発する衝突警報信号を受けて、相手船を右舷側に見て航行する自船の現状の目的進路を継続航行しつつ、推進プロペラを常に前進回転のままで、双方の高揚力舵に舵角を与えてプロペラ後流の推力を後進推力となし、後進推力により自船の前進方向への慣性力に抗して自船を減速させて相手船との衝突を回避し、相手船が自船の進路を横切って通過した後に、双方の高揚力舵の舵角を制御し、プロペラ後流の推力を前進推力となして目的進路を継続航行することを特徴とする避航操船システム。
【請求項６】
操舵制御装置は、双方の高揚力舵に与える舵角を、プロペラ後流を後進推力として最大に作用させる舵角からプロペラ後流の前進推力をなくす舵角までの範囲で制御し、
推進プロペラを前進回転のままに、舵角に増減する後進推力を相手船との距離に見合って制御し、相手船が自船の進路を横切って通過するのに必要な時間を確保できる船速に減速することを特徴とする請求項５に記載の避航操船システム。
【請求項７】
操舵制御装置は、双方の高揚力舵に与える舵角を、プロペラ後流を後進推力として最大に作用させる舵角とし、
推進プロペラを前進回転のままに回転数を増大、もしくは減少させ、プロペラ回転数に応じて増減する後進推力を相手船との距離に見合って制御し、相手船が自船の進路を横切って通過するのに必要な時間を確保できる船速に減速することを特徴とする請求項５に記載の避航操船システム。
【請求項８】
操舵制御装置は、相手船が自船の進路を横切って通過するのに必要な時間を確保できる船速に減速できない場合は、双方の高揚力舵に与える舵角を、プロペラ後流を後進推力として作用させる舵角の範囲内で制御し、後進推力を作用させて船速を減速させつつ、船尾を回頭させて自船の進行方向を変えることを特徴とする請求項６または７に記載の避航操船システム。
【請求項９】
操舵制御装置は、単一もしくは複数の相手船との距離関係、互いの進行方向の関係、相互間の相対速度関係に見合って、双方の高揚力舵に与える舵角を制御することを特徴とする請求項５から８の何れか１項に記載の避航操船システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、輻輳海域の避航操船方法および避航操船システムに関し、衝突防止技術に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、船の衝突を予防するための法律として海上衝突予防法がある。この法律は、船の交通ルールである。例えば、横切り船の航法として、二隻が互いに進路を横切り、衝突の恐れがあるときは、相手船を右舷側に見る方の船が相手船を避けると規定している。また、行き合い船の航法として、二隻の船が真向かいに行き合う場合で、衝突の恐れがあるときは、互いに相手船の左舷側を通過すると規定している。
【０００３】
これらの法規に従った操船を自動で行う技術として、例えば、特許文献１に記載する自動衝突予防援助装置がある。
【０００４】
これは、レーダ装置と共に船舶に搭載されるものであり、自船の周囲に存する他船の長さ、針路及び速度を、レーダ装置にて得られる映像情報から検出する他船検出手段と、他船検出手段により検出された自船に対する他船の相対速度と検出された船の長さとに基づき停止性能を算出する停止性能算出手段と、算出された停止性能と航行している海域の特性とに基づき、自船が進入すると他船との衝突の危険が生じ得る危険領域を求める危険領域算出手段と、求めた危険領域を画面上に表示する手段とを備えている。
【０００５】
また、船舶に制動力を与える技術として特許文献２に記載する船舶の非常操船方法がある。これは、非常時に非常操舵手段を起動して通常の如何なる操舵モードよりも優先して舵制御手段を制御することにより、２枚の高揚力舵にプロペラ後流を後進推力として最大に作用させる舵角を与え、この後進推力により船舶の前進方向への慣性力に抗する後進力を船舶に与えて緊急停船ないし緊急後進させるものであり、プロペラ推進器を前進単一方向に作動させた状態において直ちに後進推力を得ることができ、少ない手数で短時間にかつ短い距離で船舶の停船ないし後進を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４０５５９１５号
【特許文献２】特開平７−５２８８７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
海上交通安全法適用海域又は港則法適用海域として、輻輳海域（東京湾、伊勢湾、瀬戸内海及び関門港）、準輻輳海域（輻輳海域を結ぶ東京湾湾口〜石廊埼沖〜伊勢湾湾口〜潮岬沖〜室戸岬沖〜足摺岬沖の各海域を経て瀬戸内海に至る海域）が定められている。
【０００８】
これらの輻輳海域における交通流は複雑である。輻輳海域では、大小様々な船がその能力に応じて航行しているのが海上交通の実状である。各船は、各自の航行能力と海上交通ルールに基づいて航行しているが、あらゆる場面を想定したルールを作ることは不可能なこともあって、海上交通ルールには原則しか示されておらず、最終的には操船者の判断にゆだねられる場合が多い。そのため、同じ出合い状況に対しても各操船者の避航操船上の判断基準が異なるため、相互の意思の疎通を欠き混乱が生じる原因となっている。この傾向は輻輳海域ほど強くなる。
【０００９】
一軸一舵の船は、主機関を減速もしくは停止し、船体が受ける水の抵抗により自然減速するのが一般的な減速方法である。主機関を逆回転させて強制減速する場合には操舵に時間がかかり、一軸一舵船において行う避航操船としては通常できない。また、数十万トン程度の大型船では、運動の敏捷性が低く、急発進、急停止、急旋回が不可能であり、船舶の衝突リスクが高まる。
【００１０】
このため、船舶は、進路方向を変える回避操船を早めに行っているが、輻輳海域では相手船との距離が近い位置で避航操船を行う必要があり、操船が困難である。
【００１１】
図８に示すように、一般的な避航操船では、右から来る横切り船（相手船）６０１を避けるために自船６０２を右舷方向へ転舵し、横切り船の後方を通過する進路を取り、その後に自船６０２を左舷方向へ転舵して本来の目的進路６０３に復帰する。
【００１２】
しかし、図９に示すように、輻輳海域の操船においては、右から来る横切り船（相手船）７０１、７０２、７０３を次々と避けるために自船７０４を右舷方向へ転舵する操船を繰り返しているうちに、進路がどんどんと本来の目的進路７０５からずれてしまい、目的地に向かうことができない場合が生じる。
【００１３】
本発明は上記した課題を解決するものであり、輻輳海域において本来の進路を維持する状態で、主機関を減速させることなく強制的な減速（ブレーキ）を速やかに行い、減速を解除した後に速やかに加速して、短時間に短い距離で避航操船できる輻輳海域の避航操船方法および避航操船システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記した課題を解決するために、本発明の輻輳海域の避航操船方法は、輻輳海域を航行する２隻の船が互いに進路を横切り、衝突の恐れがあるときに、相手船を右舷側に見て航行する自船が行う避航操船において、現状の自船の目的進路を継続航行しつつ、船尾に配置した一基の推進プロペラを常に前進回転のままで、推進プロペラの後方に配置した左右一対の高揚力舵に舵角を与えてプロペラ後流の推力を後進推力となし、後進推力により自船の前進方向への慣性力に抗して自船を減速させて相手船との衝突を回避し、相手船が自船の進路を横切って通過した後に、双方の高揚力舵の舵角を制御し、プロペラ後流の推力を前進推力となして目的進路を継続航行することを特徴とする。
【００１５】
本発明の輻輳海域の避航操船方法において、双方の高揚力舵に与える舵角を、プロペラ後流を後進推力として最大に作用させる舵角からプロペラ後流の前進推力をなくす舵角までの範囲とし、推進プロペラを前進回転のままに、舵角に応じて増減する後進推力を相手船との距離に見合って制御し、相手船が自船の進路を横切って通過するのに必要な時間を確保できる船速に減速することを特徴とする。
【００１６】
本発明の輻輳海域の避航操船方法において、双方の高揚力舵に与える舵角を、プロペラ後流を後進推力として最大に作用させる舵角とし、推進プロペラを前進回転のままに回転数を増大、もしくは減少させて、プロペラ回転数に応じて増減する後進推力を相手船との距離に見合って制御し、相手船が自船の進路を横切って通過するのに必要な時間を確保できる船速に減速することを特徴とする。
【００１７】
本発明の輻輳海域の避航操船方法において、相手船が自船の進路を横切って通過するのに必要な時間を確保できる船速に減速することが困難な場合は、双方の高揚力舵に与える舵角を、プロペラ後流を後進推力として作用させる舵角の範囲内で制御し、後進推力を作用させて船速を減速させつつ、船尾を回頭させて自船の進行方向を変えて衝突を回避することを特徴とする。
【００１８】
本発明の避航操船システムは、船尾に配置した一基の推進プロペラと、推進プロペラの後方に配置した左右一対の高揚力舵と、各高揚力舵をそれぞれ駆動する一対のロータリーベーン舵取機と、２枚の高揚力舵の舵角を組み合わせて船体運動の方向を制御する操舵制御装置と、船舶レーダ装置を備える一軸二舵船において、操舵制御装置は、輻輳海域を航行する避航操船の操船モードにおいて、相手船が自船の進路を横切り、衝突の恐れがあるときに船舶レーダ装置が発する衝突警報信号を受けて、相手船を右舷側に見て航行する自船の現状の目的進路を継続航行しつつ、推進プロペラを常に前進回転のままで、双方の高揚力舵に舵角を与えてプロペラ後流の推力を後進推力となし、後進推力により自船の前進方向への慣性力に抗して自船を減速させて相手船との衝突を回避し、相手船が自船の進路を横切って通過した後に、双方の高揚力舵の舵角を制御し、プロペラ後流の推力を前進推力となして目的進路を継続航行することを特徴とする。
【００１９】
本発明の避航操船システムにおいて、操舵制御装置は、双方の高揚力舵に与える舵角を、プロペラ後流を後進推力として最大に作用させる舵角からプロペラ後流の前進推力をなくす舵角までの範囲で制御し、
推進プロペラを前進回転のままに、舵角に応じて増減する後進推力を相手船との距離に見合って制御し、相手船が自船の進路を横切って通過するのに必要な時間を確保できる船速に減速することを特徴とする。
【００２０】
本発明の避航操船システムにおいて、操舵制御装置は、双方の高揚力舵に与える舵角を、プロペラ後流を後進推力として最大に作用させる舵角とし、推進プロペラを前進回転のままに回転数を増大、もしくは減少させ、プロペラ回転数に応じて増減する後進推力を相手船との距離に見合って制御し、相手船が自船の進路を横切って通過するのに必要な時間を確保できる船速に減速することを特徴とする。
【００２１】
本発明の避航操船システムにおいて、操舵制御装置は、相手船が自船の進路を横切って通過するのに必要な時間を確保できる船速に減速できない場合は、双方の高揚力舵に与える舵角を、プロペラ後流を後進推力として作用させる舵角の範囲内で制御し、後進推力を作用させて船速を減速させつつ、船尾を回頭させて自船の進行方向を変えることを特徴とする。
【００２２】
本発明の避航操船システムにおいて、操舵制御装置は、単一もしくは複数の相手船との距離関係、互いの進行方向の関係、相互間の相対速度関係に見合って、双方の高揚力舵に与える舵角を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
上記した構成により、輻輳海域において本来の目的進路を維持して航行する状態で、主機関を減速させることなく強制的な減速を速やかに行い、減速を解除した後に速やかに加速して、短時間に短い距離で避航操船できる。
【００２４】
さらには、停船、後進のみならず、船尾を右方向または左方向の任意の方向に回頭することで、より安全な船位を確保しつつ危険対象船から避航することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態における一軸二舵船の推力システムおよび操舵制御装置を示す模式図
【図２】同実施の形態における一軸二舵船の操舵制御装置の操船スタンドを示す模式図
【図３】同実施の形態における操船スタンドの構成を示す模式図
【図４】同実施の形態における高揚力舵の可動範囲を示す平面図
【図５】同実施の形態における推進器および高揚力舵を示し、推力システム１００の船尾部の構成を示す斜視図
【図６】舵の組み合せ舵角と旋回方向を示す模式図
【図７】同実施の形態における避航操船を示す模式図
【図８】従来の避航操船を示す模式図
【図９】従来の輻輳海域における避航操船を示す模式図
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の舵システムに係る実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施の形態における二枚舵操舵システムは、図１から図６に示すように、推力システム１００と推力システム１００を制御する操船システム（操舵制御装置）２００からなる。
【００２７】
推力システム１００は、船体１１０の船尾に配置した１基１軸のプロペラからなるプロペラ推進器１０１と、プロペラの後方に配置した２枚の高揚力舵１０２、１０３を配したものである。
【００２８】
各高揚力舵１０２、１０３は、それぞれ、アウトボード（外舷側）へ１０５°、インボード（内舷側）へ３５゜転舵可能に構成されている。そして、１基１軸の推進器（プロペラ）をプロペラ前進回転のままで、１対２枚の高揚力舵１０２、１０３をそれぞれ独立して種々の角度に作動させ、両舷の高揚力舵１０２、１０３の舵角の組合せを変えることによって、プロペラ後流を目的とする望ましい方向に分配し、それぞれの方向の推力を自在に変えることができる。従って、それぞれの方向の推力の合成推力を自在に変えることができ、プロペラ後流を制御して船尾回りの推力を３６０゜全方向にわたって制御することで、船の前後進、停止、前進旋回、後進旋回等の操船を行わせ、船の運動を自由に制御することができる。
【００２９】
さらに、推力システム１００は、高揚力舵１０２、１０３を駆動するロータリーベーン舵取機１０４、１０５と、ロータリーベーン舵取機１０４、１０５を制御する舵制御装置（サーボアンプ）１０６、１０７を有している。
【００３０】
また、ロータリーベーン舵取機１０４、１０５のそれぞれには、ポンプユニット１５１、１５２と舵角発信器１５３、１５４とフィードバックユニット１５５、１５６が接続しており、フィードバックユニット１５５、１５６が舵制御装置１０６、１０７に接続している。
【００３１】
操船システム（操舵制御装置）２００は、操船スタンド２５０に格納されており、操船スタンド２５０には、ジャイロコンパス２５１および船舶レーダ装置３１０が接続している。船舶レーダ装置３１０は、他船との衝突が予測されるときに警報信号出力部３１１から衝突警報信号を操船スタンド２５０の操船システム（操舵制御装置）２００に発信する。
【００３２】
操船スタンド２５０には、ジャイロコンパス２５１のジャイロ方位を表示するジャイロ方位表示部２５２と、ＧＰＳコンパスを用いたオートパイロットによる操縦モードで操船するオート操船部２５３と、ジョイスティックレバー２５４による操縦モードで操船するジョイスティック操船部２５５と、手動操舵輪２５６による操縦モードで操船する手動操船部２５７と、ノンフォローアップ操舵レバー２５８による操縦モードで操船するノンフォローアップ操船部２５９と、モード切替スイッチ２６０により各操船部の切替を行うモード切替部２６１と、画面にタッチパネルを配したディスプレイ装置２６２と、ディスプレイ装置２６２に映す画像を制御する画像制御部２６３と、緊急停船押釦２６４を操作することにより全ての操縦モードに優先して船舶を緊急に停船させる操縦モードで操船する緊急停船部２６５と、輻輳海域を航行する際に、２隻の船が互いに進路を横切り、衝突の恐れがあるときに、相手船を右舷側に見て航行する自船が行う避航操船の操縦モードで操船する避航操船部２８１と、各高揚力舵１０２、１０３の現在舵角を表示する舵角指示装置２７０を制御する舵角指示部２７１をスタンド筺体に一体的に備えている。
【００３３】
画像制御部２６３は、ジャイロ方位を映すジャイロ方位表示画像２６７と、ジャイロ方位表示部２５２をモニター画面上でタッチ操作するための方位表示部操作画像２６８と、オート操船部２５３をモニター画面上でタッチ操作するためのオート操船操作画像２６９を選択的に表示し、あるいは同時に表示する。
【００３４】
ジョイスティック操船部２５５は、ジョイスティックレバー２５４がＸ−Ｙ方向の何れの方向へも操作可能に構成されており、ジョイスティックレバー２５４の傾倒方向で船体の指令運動方向を制御し、傾倒方向における傾倒角度で船首尾方向指令速度および船体横方向指令速度を制御するものである。
【００３５】
ジョイスティック操船部２５５は、両舷の高揚力舵１０２、１０３の舵角をそれぞれジョイスティックレバー２５４の傾倒方向に応じて設定した舵角に制御し、かつ両舷の高揚力舵１０２、１０３の舵角を組合せることで、プロペラ後流の推力を目的方向に向けて変向し、双方のロータリーベーン舵取機１０４、１０５により両舷の高揚力舵１０２、１０３のそれぞれの舵角を外舷側へ１０５°、内舷側へ３５°の範囲で制御する。
【００３６】
高揚力舵１０２、１０３の基本的な舵角の組合せ、およびジョイスティックレバー２５４の状態と、その呼称及びプロペラ後流線と運動方向を、図６において説明する。
【００３７】
図６中で、舵は水平断面で示してあり、その横あるいは下方に各々の舵の舵角を示している。舵角は右に取るのが正（＋）、左に取るのが負（−）として表示し、これらの舵角の組み合わせに対する呼称を掲げている。プロペラ後流は、細い矢印線で、又、それによる船の推進方向を太い中抜き矢印線で画いている。
【００３８】
ちなみに、「前進左旋回」は左舷舵−３５°、右舷舵−２５°であり、「船首左回頭」は左舷舵−７０°、右舷舵−２５°であり、「船尾左回頭」は左舷舵−１０５°、右舷舵＋４５°から＋７５°であり、「後進左旋回」は左舷舵−１０５°、右舷舵＋７５°から＋１０５°であり、「前進」は左舷舵０°、右舷舵０°であり、「その場停止」は左舷舵−７５°、右舷舵＋７５°であり、「後進」は左舷舵−１０５°、右舷舵＋１０５°であり、「前進右旋回」は左舷舵＋２５°、右舷舵＋３５°であり、「船首右回頭」は左舷舵＋２５°、右舷舵＋７０°であり、「船尾右回頭」は左舷舵−４５°から−７５°、右舷舵＋１０５°であり、「後進右旋回」は左舷舵−７５°から−１０５°、右舷舵＋１０５°である。
【００３９】
このように、２枚の高揚力舵１０２、１０３を装備した一軸二舵の船は、高揚力舵１０２、１０３の組み合わせ角を種々に変えることによって、推進力の方向と大きさを船の全方位に対して自在に可変して出力することができる。
【００４０】
オート操船部２５３は、ＧＰＳコンパス、電子海図システムにより自船の現在位置情報、誘導経路情報、停船保持位置情報に基づいて自船を予め定めた設定針路に誘導制御するものである。
【００４１】
緊急停船部２６５は、緊急時に緊急停止押釦２６４を押すと、ジョイスティックレバー２５４でいかなる操船状態を指示していようとも、あるいは他の操縦モードで操船していても、現在の操船に係る舵角をキャンセルして、左舷舵１０３を取舵方向（上から見て時計回りの方向）に、右舷舵１０２を面舵方向（上から見て反時計回りの方向）に、それぞれハードオーバー（舵いっぱい）まで転舵させ、船に制動力を与えて停止させる。
【００４２】
手動操船部２５７は、手動操舵輪２５６の回転操作により二枚の高揚力舵１０２、１０３の舵角を制御して操船するものである。
【００４３】
ノンフォローアップ操船部２５９は、ノンフォローアップ操舵レバー２５８を左右に操作している時間に応じて右舷もしくは左舷に舵を切る。
【００４４】
避航操船部２８１は、ジャイロコンパス２５１および船舶レーダ装置３１０から得られる自船５０１および単一もしくは複数の相手船４０１、４０２の位置情報、自船５０１および相手船４０１、４０２の方位情報、相手船４０１、４０２との距離情報、および相手船４０１、４０２との相対速度情報に基づいて、その時々の状況に応じて推進方向や船速を自動的に制御して避航操船を行う。
【００４５】
すなわち、避航操船部２８１は、図７に示すように、輻輳海域を航行する避航操船の操船モードにおいて、相手船４０１、４０２が自船５０１の目的進路５０２を横切り、衝突の恐れがあるときに船舶レーダ装置３１０が発する衝突警報信号を受けて、相手船４０１、４０２を右舷側に見て航行する自船５０１の現状の目的進路５０２を継続航行しつつ、プロペラ推進器１０１の推進プロペラを常に前進回転のままで、双方の高揚力舵１０２、１０３に舵角を与えてプロペラ後流の推力を後進推力となし、後進推力により自船５０１の前進方向への慣性力に抗して自船５０１を減速させて相手船４０１、４０２との衝突を回避する。
【００４６】
避航操船部２８１が双方の高揚力舵１０２、１０３に与える舵角は、プロペラ後流を後進推力として最大に作用させる舵角からプロペラ後流の前進推力をなくす舵角までの範囲である。そして、プロペラ推進器１０１の推進プロペラを一定の前進回転のままに、舵角に応じて増減する後進推力を相手船４０１、４０２との距離に見合って制御し、相手船４０１、４０２が自船５０１の目的進路５０２を横切って通過するのに必要な時間を確保できる船速に減速する。
【００４７】
この舵角の制御は、上述したように、右に取る舵角を正（＋）、左に取る舵角を負（−）として表示すると、右舷舵１０２が＋７５°から＋１０５°、左舷舵１０３は−７５°から−１０５°の範囲である。
【００４８】
プロペラ後流を後進推力として最大に作用させる舵角は、右舷舵１０２が＋１０５°、左舷舵１０３が−１０５°の「後進」である。プロペラ後流の前進推力をなくす舵角は、左舷舵が−７５°、右舷舵が＋７５°の「その場停止」である。この舵角は、積極的な後進力を生じないが、高揚力舵１０２、１０３の抵抗が自船５０１の前進方向への慣性力に抗して自船５０１を減速させることに寄与する。
【００４９】
次に、相手船４０１、４０２が自船５０１の目的進路５０２を横切って通過した後に、双方の高揚力舵１０２、１０３の舵角を制御し、プロペラ後流の推力を前進推力となして目的進路５０２を継続航行する操船を行う。
【００５０】
本実施の形態では、減速時に双方の高揚力舵１０２、１０３を一定の範囲内で転舵させるものであるが、次のように操船することも可能である。
【００５１】
すなわち、避航操船部２８１は、双方の高揚力舵に与える舵角を、プロペラ後流を後進推力として最大に作用させる舵角、つまり右舷舵１０２を＋１０５°、左舷舵１０３を−１０５°とし、プロペラ推進器１０１の推進プロペラを前進回転のままに回転数を増大、もしくは減少させ、プロペラ回転数に応じて増減する後進推力を相手船４０１、４０２との距離に見合って制御し、相手船４０１、４０２が自船５０１の目的進路５０２を横切って通過するのに必要な時間を確保できる船速に減速する。
【００５２】
以下、上記構成における作用を説明する。
１．ジョイスティックによる操縦モード
モード切替スイッチ２６０を操作してジョイスティックによる操縦モードを選択する。ジョイスティック操船部２５５は、ジョイスティックレバー２５４によって船体の指令運動方向、船首尾方向指令推力、船体横方向指令推力を指令する。
【００５３】
この操船においては、プロペラ推進器１０１の推進プロペラをプロペラ前進回転のままで、それぞれの高揚力舵１０２、１０３をそれぞれ独立に種々の角度に作動させてプロペラ後流を制御し、船尾回りの推力を３６０゜全方向にわたって制御する。この制御によって船の前後進、停止、前進旋回、後進旋回等を行わせることにより操船における機動性を向上させることができる。
【００５４】
すなわち、両舷の舵の舵角の組合せを変えることによって、プロペラ後流を目的とする望ましい方向に向けてその方向に推力を変えることができる。ここに挙げた舵角の組み合わせは一例であり、目的とする推進方向及び推力を得るように、舵角の組み合わせを任意に変えることができる。
【００５５】
このように、操船においては推進器推力の反転（プロペラ逆転）が不要であり、主機関は常に前進回転のままであらゆる操船制御が行え、主機関の回転数を加減せずとも、両舵の舵角を加減して、そのときのプロペラ回転数に対応した前進最大速度から後進最大速度まで無段階にきめ細かく船速を制御することができる。
２．緊急停船部による操縦モード
緊急停船押釦２６４を押すことの一挙動で、緊急停船部２６５を起動し、全ての操縦モードに優先して船舶を緊急に停船させることができる。すなわち、ジョイスティックレバー２５４の操舵モードにかかわらず、あるいは他の操縦モードにかかわらず、緊急停船部２６５によってクラッシュアスターンモード（左舷舵は左舷１０５°、右舷舵は右舷１０５゜に舵を取る「ＡＳＴＥＲＮ」）に切換えて、両舵により非常に大きな制動力と後進力を発生させるので、プロペラ逆転による操船よりもはるかに短い時間、短い距離で船体を停止させることができる。
【００５６】
また、クラッシュアスターンモードにおいても、主機関を止めて後進再始動をする必要がないため、操船中にいわゆる無制御状態となることがないので、航行における事態ヘのすばやい対応が可能である。
【００５７】
尚、緊急停船部２６５による操船中に、船の特性、外乱等により旋回を起した場合や、または必要によって船首方位を含めて進行力向を変えたい場合には、そのままジョイスティックレバー２５４を操作すれば通常のジョイスティック操作と同様に、ジョイスティックレバー２５４によって自在に操船して避行航行することができる。
３．オートパイロットによる操縦モード
通常航行操船では、モード切替スイッチ２６０を操作してオートパイロットによる操縦モードを選択する。
【００５８】
ディスプレイ装置２６２のモニター画面上にオート操船操作画像２６９を表示し、モニター画面上のタッチ操作によりオート操船部２５３に自船の位置、進みたい方位、到達したい位置ないし船首船尾方位を入力し、設定した針路で船を自動誘導操船する。オート操船部２５３は、自船の現在位置情報、誘導経路情報、停船保持位置情報に基づいて適宜に舵角を制御する。
４．手動による操縦モード
モード切替スイッチ２６０を操作して手動操舵輪２５６による操縦モードを選択する。この操縦モードでは、手動操舵輪２５６の回転操作により二枚の高揚力舵１０２、１０３の舵角を手動操船部２５７に指示し、二枚の高揚力舵１０２、１０３の舵角を制御して操船する。
５．ノンフォローアップの操縦モード
モード切替スイッチ２６０を操作してノンフォローアップ操縦レバー２５８による操縦モードを選択する。この操縦モードでは、ノンフォローアップ操船部２５９により、ノンフォローアップ操舵レバー２５８を左右に操作している時間に応じて右舷もしくは左舷に舵を切る。
６．避航操船の操船モード
輻輳海域を航行する場合には、モード切替スイッチ２６０を操作して避航操船部２８１による操縦モードを選択する。
【００５９】
この輻輳海域を航行する避航操船の操船モードにおいて、相手船が自船の進路を横切り、衝突の恐れがあるときに船舶レーダ装置３１０が衝突警報信号を発信すると、避航操船部２８１が避航操船を行う。
【００６０】
すなわち、図７に示すように、相手船４０１、４０２を右舷側に見て航行する自船５０１の現状の目的進路５０２を継続航行しつつ、プロペラ推進器１０１の推進プロペラを常に前進回転のままで、双方の高揚力舵１０２、１０３に舵角を与えてプロペラ後流の推力を後進推力となし、後進推力により自船５０１の前進方向への慣性力に抗して自船５０１を減速させて相手船４０１、４０２との衝突を回避する。
【００６１】
ここでは、プロペラ推進器１０１の推進プロペラを一定の前進回転のままに、双方の高揚力舵１０２、１０３に与える舵角を、上述したプロペラ後流を後進推力として最大に作用させる舵角からプロペラ後流の前進推力をなくす舵角までの範囲で制御し、舵角に応じて増減する後進推力を相手船４０１、４０２との距離に見合って制御し、相手船４０１、４０２が自船５０１の目的進路５０２を横切って通過するのに必要な時間を確保できる船速に減速する。
【００６２】
そして、相手船４０１、４０２が自船５０１の目的進路５０２を横切って通過した後に、双方の高揚力舵１０２、１０３の舵角を制御し、プロペラ後流の推力を前進推力となして目的進路５０２を継続航行する操船を行う。
【００６３】
あるいは、双方の高揚力舵に与える舵角を、プロペラ後流を後進推力として最大に作用させる舵角、つまり右舷舵１０２を＋１０５°、左舷舵１０３を−１０５°とし、推進プロペラ１０１を前進回転のままに回転数を増大、もしくは減少させ、プロペラ回転数に応じて増減する後進推力を相手船４０１、４０２との距離に見合って制御し、相手船４０１、４０２が自船５０１の目的進路５０２を横切って通過するのに必要な時間を確保できる船速に減速する。
【００６４】
そして、相手船４０１、４０２が自船５０１の目的進路５０２を横切って通過した後に、双方の高揚力舵１０２、１０３の舵角を制御し、プロペラ後流の推力を前進推力となして目的進路５０２を継続航行する操船を行う。
【００６５】
さらに、避航操船部２８１は、「後進」（左舷舵−１０５°、右舷舵＋１０５°）においても相手船４０１、４０２が自船５０１の目的進路５０２を横切って通過するのに必要な時間を確保できる船速に減速できない場合、すなわち慣性力によって前進する自船５０１が相手船４０１、４０２に衝突する危険性が非常に高い場合には、次の操作を行う。
【００６６】
双方の高揚力舵１０２、１０３に与える舵角を、プロペラ後流を後進推力として作用させる舵角の範囲内、すなわち、上述した「船尾左回頭」（左舷舵−１０５°、右舷舵＋４５°から＋７５°）、「後進左旋回」（左舷舵−１０５°、右舷舵＋７５°から＋１０５°）、「船尾右回頭」（左舷舵−４５°から−７５°、右舷舵＋１０５°）、「後進右旋回」（左舷舵−７５°から−１０５°、右舷舵＋１０５°）の範囲内で制御する。
【００６７】
この操船において、船は慣性力によって前進するが、後進推力の作用により船速は次第に減速し、双方の高揚力舵１０２、１０３の舵角の組み合わせに対応する横力が発生し、船尾を回頭させて自船の進行方向を変える。
【００６８】
このように、相手船４０１、４０２との衝突を回避する緊迫度が高い状況においては、後進方向の舵角の組み合わせを選択して減速と船尾の回頭による進路の変更を組み合わせることで操船する。
【符号の説明】
【００６９】
１００  推力システム
１１０  船体
１０１  プロペラ推進器
１０２、１０３  高揚力舵
１０４、１０５  ロータリーベーン舵取機
１０６、１０７  舵制御装置
１０８  船首スラスター
１０９  スラスター制御装置
１５１、１５２  ポンプユニット
１５３、１５４  舵角発信器
１５５、１５６  フィードバックユニット
２００  操船システム
２５０  操船スタンド
２５１  ジャイロコンパス
２５２  ジャイロ方位表示部
２５３  オート操船部
２５４  ジョイスティックレバー
２５５  ジョイスティック操船部
２６２  ディスプレイ装置
２６３  画像制御部
２７０  舵角指示装置
２７１  舵角指示部
２８１  避航操船部
３１０  船舶レーダ装置
３１１  警報信号出力部
４０１、４０２、６０１、７０１、７０２、７０３  相手船
５０１、６０２、７０４  自船
５０２、６０３、７０５  目的進路
【図１】
2020147176.tif 000003
【図２】
2020147176.tif 000004
【図３】
2020147176.tif 000005
【図４】
2020147176.tif 000006
【図５】
2020147176.tif 000007
【図６】
2020147176.tif 000008
【図７】
2020147176.tif 000009
【図８】
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【図９】
2020147176.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】令和1年8月7日(2019.8.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
輻輳海域を航行する２隻の船が互いに進路を横切り、衝突の恐れがあるときに、相手船を右舷側に見て航行する自船が行う避航操船において、
現状の自船の目的進路を継続航行しつつ、船尾に配置した一基の推進プロペラを常に前進回転のままで、推進プロペラの後方に配置した左右一対の高揚力舵に舵角を与えてプロペラ後流の推力を後進推力となし、後進推力により自船の前進方向への慣性力に抗して自船を減速させて相手船との衝突を回避する減速操船を行い、
減速操船では、双方の高揚力舵に与える舵角を、プロペラ後流を後進推力として最大に作用させる舵角からプロペラ後流の前進推力をなくす舵角までの範囲で制御し、舵角に応じて後進推力を増減させて船速の減速を制御し、
相手船が自船の進路を横切って通過した後に、双方の高揚力舵の舵角を制御し、プロペラ後流の推力を前進推力となして目的進路を継続航行する操船を行うことを特徴とする輻輳海域の避航操船方法。
【請求項２】
輻輳海域を航行する２隻の船が互いに進路を横切り、衝突の恐れがあるときに、相手船を右舷側に見て航行する自船が行う避航操船において、
現状の自船の目的進路を継続航行しつつ、船尾に配置した一基の推進プロペラを常に前進回転のままで、推進プロペラの後方に配置した左右一対の高揚力舵に舵角を与えてプロペラ後流の推力を後進推力となし、後進推力により自船の前進方向への慣性力に抗して自船を減速させて相手船との衝突を回避する減速操船を行い、
減速操船では、双方の高揚力舵に与える舵角を、プロペラ後流を後進推力として最大に作用させる舵角とし、推進プロペラを前進回転のままに、推進プロペラの回転数を増大、もしくは減少させて、プロペラ回転数に応じて後進推力を増減させて船速の減速を制御し、
相手船が自船の進路を横切って通過した後に、双方の高揚力舵の舵角を制御し、プロペラ後流の推力を前進推力となして目的進路を継続航行する操船を行うことを特徴とする輻輳海域の避航操船方法。
【請求項３】
減速操船は、後進推力を相手船との距離に見合って制御し、相手船が自船の進路を横切って通過するのに必要な時間を確保できる船速に減速することを特徴とする請求項１または２に記載の輻輳海域の避航操船方法。
【請求項４】
相手船が自船の進路を横切って通過するのに必要な時間を確保できる船速に減速することが困難な場合は、双方の高揚力舵に与える舵角を、プロペラ後流を後進推力として作用させる舵角の範囲内で制御し、後進推力を作用させて船速を減速させつつ、船尾を回頭させて自船の進行方向を変えて衝突を回避することを特徴とする請求項１に記載の輻輳海域の避航操船方法。
【請求項５】
船尾に配置した一基の推進プロペラと、推進プロペラの後方に配置した左右一対の高揚力舵と、各高揚力舵をそれぞれ駆動する一対のロータリーベーン舵取機と、２枚の高揚力舵の舵角を組み合わせて船体運動の方向を制御する操舵制御装置と、船舶レーダ装置を備える一軸二舵船において、
操舵制御装置は、輻輳海域を航行する避航操船の操船モードにおいて、相手船が自船の進路を横切り、衝突の恐れがあるときに船舶レーダ装置が発する衝突警報信号を受けて、相手船を右舷側に見て航行する自船の現状の目的進路を継続航行しつつ、推進プロペラを常に前進回転のままで、双方の高揚力舵に舵角を与えてプロペラ後流の推力を後進推力となし、後進推力により自船の前進方向への慣性力に抗して自船を減速させて相手船との衝突を回避する減速操船を行い、
減速操船では、双方の高揚力舵に与える舵角を、プロペラ後流を後進推力として最大に作用させる舵角からプロペラ後流の前進推力をなくす舵角までの範囲で制御し、舵角に応じて増減する後進推力を相手船との距離に見合って制御し、相手船が自船の進路を横切って通過するのに必要な時間を確保できる船速に減速し、
相手船が自船の進路を横切って通過した後に、双方の高揚力舵の舵角を制御し、プロペラ後流の推力を前進推力となして目的進路を継続航行する操船を行うことを特徴とする避航操船システム。
【請求項６】
船尾に配置した一基の推進プロペラと、推進プロペラの後方に配置した左右一対の高揚力舵と、各高揚力舵をそれぞれ駆動する一対のロータリーベーン舵取機と、２枚の高揚力舵の舵角を組み合わせて船体運動の方向を制御する操舵制御装置と、船舶レーダ装置を備える一軸二舵船において、
操舵制御装置は、輻輳海域を航行する避航操船の操船モードにおいて、相手船が自船の進路を横切り、衝突の恐れがあるときに船舶レーダ装置が発する衝突警報信号を受けて、相手船を右舷側に見て航行する自船の現状の目的進路を継続航行しつつ、推進プロペラを常に前進回転のままで、双方の高揚力舵に舵角を与えてプロペラ後流の推力を後進推力となし、後進推力により自船の前進方向への慣性力に抗して自船を減速させて相手船との衝突を回避する減速操船を行い、
減速操船では、双方の高揚力舵に与える舵角を、プロペラ後流を後進推力として最大に作用させる舵角とし、推進プロペラを前進回転のままに回転数を増大、もしくは減少させ、プロペラ回転数に応じて増減する後進推力を相手船との距離に見合って制御し、相手船が自船の進路を横切って通過するのに必要な時間を確保できる船速に減速し、
相手船が自船の進路を横切って通過した後に、双方の高揚力舵の舵角を制御し、プロペラ後流の推力を前進推力となして目的進路を継続航行する操船を行うことを特徴とする避航操船システム。
【請求項７】
操舵制御装置は、相手船が自船の進路を横切って通過するのに必要な時間を確保できる船速に減速できない場合は、双方の高揚力舵に与える舵角を、プロペラ後流を後進推力として作用させる舵角の範囲内で制御し、後進推力を作用させて船速を減速させつつ、船尾を回頭させて自船の進行方向を変えることを特徴とする請求項５に記載の避航操船システム。
【請求項８】
操舵制御装置は、単一もしくは複数の相手船との距離関係、互いの進行方向の関係、相互間の相対速度関係に見合って、双方の高揚力舵に与える舵角を制御することを特徴とする請求項５に記載の避航操船システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
上記した課題を解決するために、本発明の輻輳海域の避航操船方法は、輻輳海域を航行する２隻の船が互いに進路を横切り、衝突の恐れがあるときに、相手船を右舷側に見て航行する自船が行う避航操船において、現状の自船の目的進路を継続航行しつつ、船尾に配置した一基の推進プロペラを常に前進回転のままで、推進プロペラの後方に配置した左右一対の高揚力舵に舵角を与えてプロペラ後流の推力を後進推力となし、後進推力により自船の前進方向への慣性力に抗して自船を減速させて相手船との衝突を回避する減速操船を行い、減速操船では、双方の高揚力舵に与える舵角を、プロペラ後流を後進推力として最大に作用させる舵角からプロペラ後流の前進推力をなくす舵角までの範囲で制御し、舵角に応じて後進推力を増減させて船速の減速を制御し、相手船が自船の進路を横切って通過した後に、双方の高揚力舵の舵角を制御し、プロペラ後流の推力を前進推力となして目的進路を継続航行する操船を行うことを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
本発明の輻輳海域の避航操船方法は、輻輳海域を航行する２隻の船が互いに進路を横切り、衝突の恐れがあるときに、相手船を右舷側に見て航行する自船が行う避航操船において、現状の自船の目的進路を継続航行しつつ、船尾に配置した一基の推進プロペラを常に前進回転のままで、推進プロペラの後方に配置した左右一対の高揚力舵に舵角を与えてプロペラ後流の推力を後進推力となし、後進推力により自船の前進方向への慣性力に抗して自船を減速させて相手船との衝突を回避する減速操船を行い、減速操船では、双方の高揚力舵に与える舵角を、プロペラ後流を後進推力として最大に作用させる舵角とし、推進プロペラを前進回転のままに、推進プロペラの回転数を増大、もしくは減少させて、プロペラ回転数に応じて後進推力を増減させて船速の減速を制御し、相手船が自船の進路を横切って通過した後に、双方の高揚力舵の舵角を制御し、プロペラ後流の推力を前進推力となして目的進路を継続航行する操船を行うことを特徴とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
本発明の輻輳海域の避航操船方法において、減速操船は、後進推力を相手船との距離に見合って制御し、相手船が自船の進路を横切って通過するのに必要な時間を確保できる船速に減速することを特徴とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
本発明の避航操船システムは、船尾に配置した一基の推進プロペラと、推進プロペラの後方に配置した左右一対の高揚力舵と、各高揚力舵をそれぞれ駆動する一対のロータリーベーン舵取機と、２枚の高揚力舵の舵角を組み合わせて船体運動の方向を制御する操舵制御装置と、船舶レーダ装置を備える一軸二舵船において、操舵制御装置は、輻輳海域を航行する避航操船の操船モードにおいて、相手船が自船の進路を横切り、衝突の恐れがあるときに船舶レーダ装置が発する衝突警報信号を受けて、相手船を右舷側に見て航行する自船の現状の目的進路を継続航行しつつ、推進プロペラを常に前進回転のままで、双方の高揚力舵に舵角を与えてプロペラ後流の推力を後進推力となし、後進推力により自船の前進方向への慣性力に抗して自船を減速させて相手船との衝突を回避する減速操船を行い、減速操船では、双方の高揚力舵に与える舵角を、プロペラ後流を後進推力として最大に作用させる舵角からプロペラ後流の前進推力をなくす舵角までの範囲で制御し、舵角に応じて増減する後進推力を相手船との距離に見合って制御し、相手船が自船の進路を横切って通過するのに必要な時間を確保できる船速に減速し、相手船が自船の進路を横切って通過した後に、双方の高揚力舵の舵角を制御し、プロペラ後流の推力を前進推力となして目的進路を継続航行する操船を行うことを特徴とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
本発明の避航操船システムは、船尾に配置した一基の推進プロペラと、推進プロペラの後方に配置した左右一対の高揚力舵と、各高揚力舵をそれぞれ駆動する一対のロータリーベーン舵取機と、２枚の高揚力舵の舵角を組み合わせて船体運動の方向を制御する操舵制御装置と、船舶レーダ装置を備える一軸二舵船において、操舵制御装置は、輻輳海域を航行する避航操船の操船モードにおいて、相手船が自船の進路を横切り、衝突の恐れがあるときに船舶レーダ装置が発する衝突警報信号を受けて、相手船を右舷側に見て航行する自船の現状の目的進路を継続航行しつつ、推進プロペラを常に前進回転のままで、双方の高揚力舵に舵角を与えてプロペラ後流の推力を後進推力となし、後進推力により自船の前進方向への慣性力に抗して自船を減速させて相手船との衝突を回避する減速操船を行い、減速操船では、双方の高揚力舵に与える舵角を、プロペラ後流を後進推力として最大に作用させる舵角とし、推進プロペラを前進回転のままに回転数を増大、もしくは減少させ、プロペラ回転数に応じて増減する後進推力を相手船との距離に見合って制御し、相手船が自船の進路を横切って通過するのに必要な時間を確保できる船速に減速し、相手船が自船の進路を横切って通過した後に、双方の高揚力舵の舵角を制御し、プロペラ後流の推力を前進推力となして目的進路を継続航行する操船を行うことを特徴とする。