(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
船舶の航路を設定する対象海域での気象、海象、海流の予報データを入力して、最適航路を算出する船舶の最適航路計算システムにおいて、
前記対象海域を航行している船舶の一部又は全部を集団化してデータ提供船群とし、該データ提供船群に所属する船舶が測定した気象、海象、海流の実測定データを統合処理して作成又は逐次更新又は修正した測定データを入力して、該測定データを前記予報データに加えて、気象、海象、海流の計算用データを作成し、該計算用データを基に最適航路を算出することを特徴とする船舶の最適航路計算システム。
【請求項２】
前記データ提供船群に所属する船舶が測定した前記実測定データを継続して受信して収集し、この収集された前記実測定データから作成された前記測定データと最新の前記予報データを用いて、最適航路を算出する際に使用する前記計算用データを逐次更新することを特徴とする請求項１に記載の船舶の最適航路計算システム。
【請求項３】
前記実測定データの収集を、前記データ提供船群に所属する船舶の船内のネットワークと、陸上のサーバーと、自船の船内のネットワークとの間を船陸間通信回線又はインターネット回線で接続して継続的に行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の船舶の最適航路計算システム。
【請求項４】
複数の前記対象海域におけるそれぞれの前記データ提供船群から収集した前記実測定データを、計測時間とデータ提供船の位置を整理して前記対象海域別に集約し、この前記対象海域別に集約した前記測定データを、前記予報データと対比表示可能に構成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の船舶の最適航路計算システム。
【請求項５】
船舶の運航支援を行う船舶の運航支援システムであって、対象船舶の機器と船体運動に関してデータ収集を行う運航モニタリングシステムと、対象船舶の航行中の実海域における性能の解析を行う就航船解析システムと、船舶の航路を設定する対象海域の気象、海象、海流の情報を基に最適な航路を計算する最適航路計算システムとを有して構成されると共に、
前記運航モニタリングシステムは、運航時の就航データ、風向風速データ、波高データ、積み付けデータを含む第１データを算出し、
前記就航船解析システムは、前記第１データを入力して、実海域における船舶の性能を解析して最新の推定性能の情報と最新の船体運動モデルを含む第２データを算出し、
前記最適航路計算システムは、前記第２データと、対象海域で予測される気象、海象、海流の情報を含む第３データを入力して、最適航路に関する航海計画の情報および船体運動の予測情報を含む第４データを算出し、
前記運航モニタリングシステムは、前記第４データと、気象、海象、海流の予報情報を含む第５データを入力して前記第１データを算出するように形成され、前記運航モニタリングシステムと前記就航船解析システムと前記最適航路計算システムは解析サイクルを形成するように構成された船舶の運航支援システムにおいて、
前記最適航路計算システムとして、請求項１〜４のいずれか１項に記載の最適航路計算システムを備えることを特徴とする船舶の運航支援システム。
【請求項６】
船舶の航路を設定する対象海域での気象、海象、海流の予報データを入力して、最適航路を算出する船舶の最適航路計算方法において、
前記対象海域を航行している船舶の一部又は全部を集団化してデータ提供船群とし、該データ提供船群に所属する船舶が測定した気象、海象、海流の実測定データを統合処理して作成又は逐次更新又は修正した測定データを入力して、該測定データを前記予報データに加えて、気象、海象、海流の計算用データを作成し、該計算用データを基に最適航路を算出することを特徴とする船舶の最適航路計算方法。
【請求項７】
対象船舶の機器と船体運動に関してリアルタイムでデータ収集を行う運航モニタリングシステムと、対象船舶の航行中の実海域における性能の解析を行う就航船解析システムと、船舶の航路を設定する対象海域の気象、海象、海流の情報を基に最適な航路を計算する最適航路計算システムとから構成される船舶の運航支援システムの船舶の運航支援方法であって、
前記運航モニタリングシステムで、運航時の就航データ、風向風速データ、波高データ、積み付けデータを含む第１データを算出し、前記就航船解析システムで、前記第１データを入力して、実海域における船舶の性能を解析して最新の推定性能の情報と最新の船体運動モデルを含む第２データを算出し、前記最適航路計算システムで、前記第２データと、対象海域で予測される気象、海象、海流の情報を含む第３データを入力して、最適航路に関する航海計画の情報および船体運動の予測情報を含む第４データを算出し、この第４データと、気象、海象、海流の予報を含む第５データを前記運航モニタリングシステムに入力して前記第１データを算出する船舶の運航支援方法において、
請求項６記載の最適航路計算方法を用いることを特徴とする船舶の運航支援方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船舶の最適航路計算に使用する気象・海象データの即時性と精度を向上できて、省エネルギーを図ることができる、船舶の最適航路計算システム、船舶の運航支援システム、船舶の最適航路計算方法、及び船舶の運航支援方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、船舶数の急増による運航規模の拡大、船員の減少と国際化、急激な原油高騰、そして環境問題、とりわけ地球温暖化ガス排出削減の必要性は国内外において急速な高まりをみせ、地球上で物流活動を営む海運業にとっても重要な課題となっている。特に、船舶の実海域性能の向上とウェザールーティングに代表される運航計画の最適化が重要なテーマとして注目されている。
【０００３】
そして、経済性と効率化のみでなく環境負荷を考慮した船舶の実海域性能の向上と運航状況の効率化を実現するためには、気象、海象及び海流の情報、船速、主機関の運転状況などの運航情報を収集蓄積するだけでなく、より信頼性の高い状態でリアルタイムに船内と陸上オフィスが就航船の運航情報を共有化しながらモニタリングする技術と、タイムリーな支援技術と、性能評価技術が必要となる。
【０００４】
このような環境において、船内と陸上オフィスで就航船の運航情報を共有化しながら運航管理を行う船陸統合型の情報インフラシステム構築の可能性を模索し、運航情報をリアルタイムでかつ信頼性の高い状態で船内と陸上オフィスが共有化しながら船舶の運航支援を行う運航モニタリングシステムが提案されている（特許文献１参照）。
【０００５】
この運航モニタリングシステムは、就航船の航海・機関データをインターネット・ポータルサイト経由で陸上オフィスからモニタリングを可能とするシステムであり、航海データ（船位、気象・海象、海流）のみを表示するモニタリングシステムと異なり、主機をはじめとした搭載機器の運転データも同時にモニタリングすることが可能なシステムとなっている。
【０００６】
また、海運業界と造船業界における地球温暖化ガス排出削減の取り組みにおいて、実海域性能の解析と評価技術を合わせ、気象・海象情報に対応して安全性と経済性を考慮した航路の最適化を行うウェザールーティング（Weather Routing ）と最適航法（Optimum Routing）の技術が注目されている。
【０００７】
従来技術のウェザールーティングは、主に気象・海象サービス会社によって提供されており、ここでは、簡易な近似式で波浪中の船速が計算されて最適航路が求められている。これらの気象・海象サービス会社は、気象・海象データ及び予測データに関しては独自のノウハウがあるという強みがある一方で、対象となる船舶の特性に関しては、経験的なデータのみで船体性能特性に対するノウハウが乏しく、個々の船舶の性能を特定できるまでには至っていないという弱みがある。
【０００８】
近年では、運航ノウハウや保全ノウハウに基づく、直接的なコストダウン効果、安全運航／効率運航を支援する仕組み（サービス）が求められており、また、個船毎の船体運動特性と気象、海象及び海流の条件を考慮した最適航路計算システムが求められている。
【０００９】
この最適航法計算に関しては、航路の選択を危険海域情報・波浪推算データ受信装置からの情報に基づいて選択し、同航路における多数の通過地点を選択し、各通過地点における通過予定時刻を設定し、船舶の現在の位置および時刻から目的港への到達時刻に見合うように船舶の通過予定時刻、航海速度及び舵角を順次設定する航海計画支援システムが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【００１０】
また、船舶の海流中での流体抵抗に加えて、気象海象予報により予測される風圧抵抗及び波浪中抵抗増加を演算し、その演算結果に基づき予測される航路上の通過地点における通過予定時刻を過去のデータに基づく統計処理により補正して、目的港に許容誤差内に到達するための船速、舵角を演算し、この演算結果に基づいて主機関と舵角を制御して、目的港への定時到着と燃料消費率の改善と環境負荷の低減を図っている環境負荷低減型航海計画提供システムも提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【００１１】
また、船舶の個船性能データと海気象データとに基づいてある海域から目的地までの間で、船速、燃料消費量及びシーマージン、若しくは、荒天避航を考慮して、又は、演算上の船舶の航行に合わせて変化する海気象データを用いて、最適な航路を短時間で効率よく探索する最適航路探索システムも提案されている（例えば、特許文献４、５、及び６参照）。
【００１２】
しかしながら、この実海域における性能解析技術及び最適航法若しくはウェザールーティングを運航管理の現場で実用的に運用するためには、運航状況に応じたリアルタイムな評価とフィードバックが行える実海域性能解析機能と、収集蓄積された就航データを解析することによって統計的に予測する実海域健康診断機能とを統合したトータル船舶の運航支援システムの構築が必要と考えられる。
【００１３】
これに対応するために、本発明者らは、運航モニタリングシステムが収集した就航データ等を、就航船解析システムに入力して、最新の推定性能の情報等のデータを出力し、このデータと航路で予測される気象等の情報のデータを最適航路計算システムに入力して、最適航路に関する航海計画の情報等のデータを算出し、このデータと、気象、海象、海流の予報情報等のデータとを前記運航モニタリングシステムに入力して前記就航データ等を算出するように形成し、前記運航モニタリングシステムと前記就航船解析システムと前記最適航路計算システムで解析サイクルを形成する船舶の運航支援システム及び船舶の運航支援方法を提案した（例えば、特許文献７参照。）。
【００１４】
これにより、実海域での船体性能を精度よく推定して、実運航にフィードバックすることで、燃費を向上し、ＣＯ2排出量の削減し、到着予定時刻（ＥＴＡ）の予測精度を向上し、効果的な修繕計画を立てることができるになる。
【００１５】
一方、実際に船舶の運航支援システムを搭載する船舶では、航路計算に使用する気象・海象データに関しては、気象・海象サービス会社によって提供される情報に依存しており、これらの気象・海象サービス会社は、全球対応で情報を発信しているため、気象・海象予報が外れる場合もある。
【００１６】
しかしながら、この気象・海象データは船舶の安全運航に関しては重要なデータであり、航路計算の精度が向上するにつれて、より正確な気象・海象データの入手が最重要課題となってきている。
【００１７】
一方、船舶の運航支援システムを搭載する船舶のみならず、外洋航海の多くの船舶は、国際条約ＳＯＬＡＳ条約によって船舶に対して気象観測通報が推奨されており、通報項目や通報様式を定めた「ＶＯＣ（Voluntary Observing Ships：篤志観測船）制度」を運用し、この制度に参加している船舶は、その船舶で観測した気象観測データを世界気象機関（ＷＭＯ）に通報することになっており、これらの気象観測データは世界気象機関に集約され、各国の気象機関は世界気象機関のデータベースにアクセスすることにより、世界中の気象情報を収集することができる体制が作られている。
【００１８】
つまり、外洋航海の船舶の多くは、自船に取り付けられた計器により、自船周辺の風速・風向及び波高・波向き等の気象・海象データを観測できる状況にあり、測定及び記録がなされ、世界気象機関への通報や任意の期間蓄積して自船の統計解析に利用されている。また、船舶に搭載した計測手段による計測に基づいて、航行中の船舶（自船）が遭遇している海気象に係る遭遇海気象データを利用する船舶運航支援システムも提案されている（例えば、特許文献８参照）。
【００１９】
しかしながら、実際に航行している時に最適航路計算の対象になる海域は、通常は、大きな範囲でも、太平洋航路、大西洋航路等の大洋間などであり、大まかであるが、全球（全地球）に比べれば小さい範囲となっている。特に、マラッカ海峡、パナマ運河、スエズ運河等の海域の航行を含む航路の場合にはより狭い範囲の海域となる。
【００２０】
そのため、世界気象機関のデータベースにアクセスするよりも、自船がこれから航路として選択する可能性のある海域のみの気象観測データが必要となるだけで、他の膨大な気象観測データは不要となる。従って、世界気象機関のデータベースを利用するのは効率的ではないという問題がある。
【００２１】
更に、時間的にも問題があり、従来技術における最適航路計算には、予報データを用いるだけで、航行中の船舶で測定された実測定データをリアルタイムで活用する仕組みは無かった。そのため、最適航路計算において、より精度を高めるためには、航路の設定が予想される対象海域のそれぞれの場所と時間に対応した気象・海象及び海流データを用いて航路探索を行う必要があるにもかかわらず、実際の計測データを用いた最適航路計算ができないという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２２】
【特許文献１】特開２００８−１９８１３６号公報
【特許文献２】特開２００５−１６２１１７号公報
【特許文献３】特開２００７−４５３３８号公報
【特許文献４】特開２００７−５７４９９号公報
【特許文献５】特開２０１０−２３７７５５号公報
【特許文献６】特開２００８−１４５３１２号公報
【特許文献７】特開２００９−２８６２３０号公報
【特許文献８】特開２０１２−８６６０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
この状況を鑑みて、本発明者らは、多くの船会社は、同じ港湾間の間に多くの船舶を管理下において順次航行させており、往路と復路において複数の船舶が常時航行している状態にあるので、自船のこれから航行が予測される海域内に同じ船会社が運航管理している複数の船舶が航行しており、これらの船舶の気象・海象及び海流の観測データを利用できれば、航路のそれぞれの場所と時間に対応した気象・海象及び海流データを用いて航路探索を行うことができるようになり、より高精度の航路計算ができることになるとの知見を得た。
【００２４】
本発明は、上記のことを鑑みてなされたものであり、その目的は、気象、海象、海流の実測定データで予報データを補完することができて自船の最適航路計算の精度を向上できて、省エネルギーを図ることができる、船舶の最適航路計算システム、船舶の運航支援システム、船舶の最適航路計算方法、及び船舶の運航支援方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
上記の目的を達成するための本発明の船舶の最適航路計算システムは、船舶の航路を設定する対象海域での気象、海象、海流の予報データを入力して、最適航路を算出する船舶の最適航路計算システムにおいて、前記対象海域を航行している船舶の一部又は全部を集団化してデータ提供船群とし、該データ提供船群に所属する船舶が測定した気象、海象、海流の実測定データを統合処理して作成又は逐次更新又は修正した測定データを入力して、該測定データを前記予報データに加えて、気象、海象、海流の計算用データを作成し、該計算用データを基に最適航路を算出するように構成される。
【００２６】
この構成によれば、気象・海象サービス会社によって提供される気象、海象、海流の予報データだけなく、自船を保有又は管理している船会社が保有している同一対象海域内の船舶、又は、提携している同一対象海域内の船舶を集団化してデータ提供船群として、この対象海域内の気象・海象の測定拠点（各船舶の航行に伴い、移動する）群を形成し、この測定拠点群で測定された気象、海象、海流のリアルタイムの実測定データを統合処置して測定データを作成し、この測定データを最適航路の算出に利用するので、気象・海象の影響が大きい最適航路計算の最適化の精度を著しく高めることができる。
【００２７】
上記の船舶の最適航路計算システムにおいて、前記データ提供船群に所属する船舶が測定した前記実測定データを継続して受信して収集し、この収集された前記実測定データから作成された前記測定データと最新の前記予報データを用いて、最適航路を算出する際に使用する前記計算用データを逐次更新するように構成すると、気象、海象の実際に測定したリアルタイムの実測定データを自動的に収集し、同一対象海域内の船舶群で共有して、最適航路の算出の更新毎に、最新の気象、海象、海流データを逐次更新または修正して用いることができるので、最適航路計算で用いる気象・海象情報の精度が向上し、航路探索の精度が向上し、より最適航路計算の最適化の精度を向上させることができる。
【００２８】
なお、この継続して受信とは、常時接続で連続的に受信する場合や、断持続的に周期的又は定期的に接続して受信する場合等のことをいい、出航時等で一時的に受信するだけで、その後の航海中には受信しないような場合を含まない。
【００２９】
上記の船舶の最適航路計算システムにおいて、前記実測定データの収集を、前記データ提供船群に所属する船舶の船内のネットワークと、陸上のサーバーと、自船の船内のネットワークとの間を船陸間通信回線又はインターネット回線で接続して継続的に行うように構成すると、特に、最近は、広帯域で常時接続可能な海洋ブロードバンド（ＢＢ）回線が定額料金で利用できるので、実測定データの収集の送信、受信、収集、集約、統合、整理、提供等を容易かつ効率的に行うことができる。
【００３０】
その結果、対象海域内の複数の船舶で収集された実測定データをリアルタイムで陸上のサーバーで統合処理し、一覧表示可能な測定データに処理することができるようになるため、航路が選定される可能性のある対象海域内の気象・海象データの実際の測定値をこの対象海域内で航行している、データ提供船群に所属する船舶の全船で共有できる。
【００３１】
上記の船舶の最適航路計算システムにおいて、複数の前記対象海域におけるそれぞれの前記データ提供船群から収集した前記実測定データを、計測時間とデータ提供船の位置を整理して前記対象海域別に集約し、この前記対象海域別に集約した前記測定データを、前記予報データと対比表示可能に構成すると、測定データと予報データの対比により、予報データの差を把握でき、場合によっては修正を行うこともできるので、より最適航路計算の最適化の精度を向上させることができる。特に、予報データと、いわば実況データとも言える測定データを比較表示することで、各船舶で自船の周辺海域における予報と実況のずれを確認でき、また、気象・海象の実際の情報と船体動揺の実際の情報を突き合わせて検討することができ、安全運航に寄与できる。
【００３２】
そして、上記の目的を達成するための本発明の船舶の運航支援システムは、船舶の運航支援を行う船舶の運航支援システムであって、対象船舶の機器と船体運動に関してデータ収集を行う運航モニタリングシステムと、対象船舶の航行中の実海域における性能の解析を行う就航船解析システムと、船舶の航路を設定する対象海域の気象、海象、海流の情報を基に最適な航路を計算する最適航路計算システムとを有して構成されると共に、前記運航モニタリングシステムは、運航時の就航データ、風向風速データ、波高データ、積み付けデータを含む第１データを算出し、前記就航船解析システムは、前記第１データを入力して、実海域における船舶の性能を解析して最新の推定性能の情報と最新の船体運動モデルを含む第２データを算出し、前記最適航路計算システムは、前記第２データと、対象海域で予測される気象、海象、海流の情報を含む第３データを入力して、最適航路に関する航海計画の情報および船体運動の予測情報を含む第４データを算出し、前記運航モニタリングシステムは、前記第４データと、気象、海象、海流の予報情報を含む第５データを入力して前記第１データを算出するように形成され、前記運航モニタリングシステムと前記就航船解析システムと前記最適航路計算システムは解析サイクルを形成するように構成された船舶の運航支援システムにおいて、前記最適航路計算システムとして、上記の最適航路計算システムを備えて構成される。
【００３３】
最適航路計算で、航路計算の対象海域内のデータ提供船群から提供される気象、海象、海流のリアルタイムの実測定データから作成される測定データで、最適航路計算ができるので、最適化度合いの高い最適航路を提供でき、より向上した運航支援を行うことができる。
【００３４】
上記の目的を達成するための本発明の船舶の最適航路計算方法は、船舶の航路を設定する対象海域での気象、海象、海流の予報データを入力して、最適航路を算出する船舶の最適航路計算方法において、前記対象海域を航行している船舶の一部又は全部を集団化してデータ提供船群とし、該データ提供船群に所属する船舶が測定した気象、海象、海流の実測定データを統合処理して作成又は逐次更新又は修正した測定データを入力して、該測定データを前記予報データに加えて、気象、海象、海流の計算用データを作成し、該計算用データを基に最適航路を算出することを特徴とする方法である。
【００３５】
この方法によれば、気象・海象サービス会社によって提供される気象、海象、海流の予報データだけなく、自船を保有又は管理している船会社が保有している同一対象海域内の船舶、又は、提携している同一対象海域内の船舶を集団化してデータ提供船群として、この対象海域内の気象・海象の測定拠点群を形成し、この測定拠点群で測定された気象、海象、海流のリアルタイムの実測定データから作成された測定データを、最適航路の算出に利用するので、気象・海象の影響が大きい最適航路計算の最適化の精度を著しく高めることができる。
【００３６】
また、上記の目的を達成するための本発明の船舶の運航支援方法は、対象船舶の機器と船体運動に関してリアルタイムでデータ収集を行う運航モニタリングシステムと、対象船舶の航行中の実海域における性能の解析を行う就航船解析システムと、船舶の航路を設定する対象海域の気象、海象、海流の情報を基に最適な航路を計算する最適航路計算システムとから構成される船舶の運航支援システムの船舶の運航支援方法であって、前記運航モニタリングシステムで、運航時の就航データ、風向風速データ、波高データ、積み付けデータを含む第１データを算出し、前記就航船解析システムで、前記第１データを入力して、実海域における船舶の性能を解析して最新の推定性能の情報と最新の船体運動モデルを含む第２データを算出し、前記最適航路計算システムで、前記第２データと、対象海域で予測される気象、海象、海流の情報を含む第３データを入力して、最適航路に関する航海計画の情報および船体運動の予測情報を含む第４データを算出し、この第４データと、気象、海象、海流の予報を含む第５データを前記運航モニタリングシステムに入力して前記第１データを算出する船舶の運航支援方法において、上記の最適航路計算方法を用いることを特徴とする方法である。
【００３７】
最適航路計算方法で、航路計算の対象海域内のデータ提供船群から提供される気象、海象、海流のリアルタイムの実測定データから作成された測定データを用いて、最適航路計算ができるので、最適化度合いの高い最適航路を提供でき、より向上した運航支援を行うことができる。
【発明の効果】
【００３８】
本発明の船舶の最適航路計算システム、船舶の運航支援システム、船舶の最適航路計算方法、及び船舶の運航支援方法によれば、航路計算の対象海域内を実際に航行しているデータ提供船群の船舶で計測された気象、海象、海流等の実測定データから作成された測定データを、航路計算の対象海域内のデータ提供船群の船舶の間でリアルタイムに共有できることで、予報データに加えて測定データを利用できるので最適航路計算における最適化の程度を著しく高めることができ、航行の安全性をより向上できると共に、省エネルギーを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施の形態の船舶の運航支援システムの構成を示す図である。
【図２】性能診断システムを加えた場合の本発明の実施の形態の船舶の運航支援システムの構成を示す図である。
【図３】最適航路計算システムのフローを示す図である。
【図４】気象、海象状態と船速低下及びエンジン負荷の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下図面を参照して本発明に係る船舶の最適航路計算システム、船舶の運航支援システム、船舶の最適航路計算方法、及び船舶の運航支援方法の実施の形態について説明する。
【００４１】
最初に、本発明の実施の形態の船舶の最適航路計算システム３０を備えた本発明の実施の形態の船舶の運航支援システム１について説明する。図１に示すように、この船舶の情報処理システム１は、対象船舶の機器と船体運動に関してデータ収集を行う運航モニタリングシステム１０と、対象船舶の航行中の実海域における性能の解析を行う就航船解析システム２０と、船舶の航行海域、言い換えれば、船舶の航路を設定する対象海域の気象、海象、海流の情報を基に最適な航路を計算する最適航路計算システム３０とを有して構成される。
【００４２】
これらのシステム１０，２０，３０は、コンピュータに搭載されたプログラム群で形成する。これらのプログラムが搭載されたコンピュータは、ＬＡＮ又はインターネット回線等で、データベースの入出力を介して互いに連結される。
【００４３】
また、データベースの記憶場所として、運航モニタリングシステム１０の出力であり、かつ、就航船解析システム２０の入力となる、運航時の就航データ、風向風速データ、波高データ、積み付けデータを含む第１データｄ１０を記憶する第１データベース記憶装置Ｄ１０を設け、就航船解析システム２０の出力であり、かつ、最適航路計算システム３０の入力となる、最新の推定性能の情報と最新の船体運動モデルを含む第２データｄ２０を記憶する第２データベース記憶装置Ｄ２０を設ける。
【００４４】
更に、最適航路計算システム３０の入力となる、航路が設定される対象海域で予測される気象、海象、海流の情報を含む第３データｄ３０を記憶する第３データベース記憶装置Ｄ３０と、最適航路計算システム３０の出力であり、かつ、運航モニタリング１０の入力となる、最適航路に関する航海計画の情報および船体運動の予測情報を含む第４データｄ４０を記憶する第４データベース記憶装置Ｄ４０を設ける。また、更に、運航モニタリングシステム１０の入力となる、航路設定後の自船が航行する位置における気象、海象、海流の予報情報を含む第５データｄ５０を記憶する第５データベース記憶装置Ｄ５０を設ける。
【００４５】
これらのデータベース記憶装置Ｄ１０〜Ｄ５０は個々の装置として設けてそれぞれのデータｄ１０〜ｄ５０をそれぞれ１個の記憶装置に記憶してもよく、大きな記憶装置の一部として、第１〜第５のデータｄ１０〜ｄ５０を同一の記憶装置に記憶しても良い。また、航路が設定される対象海域における気象、海象、海流の情報である第３データｄ３０は、気象、海象、海流のデータを商業的に配信する気象情報提供者から入手し、気象、海象、海流の予報情報である第５データｄ５０も同様に入手する。この第５データｄ５０は、運航モニタリングシステム１０の船内情報処理システムで入手できる気象海象データとは別に得られるデータである。
【００４６】
そして、運航モニタリングシステム１０は、第４データベース記憶装置Ｄ４０から最適航路に関する航海計画の情報および船体運動の予測情報を含む第４データｄ４０と、第５データベース記憶装置Ｄ５０から気象、海象、海流の予報情報を含む第５データｄ５０とを入力して、運航時の就航データ、風向風速データ、波高データ、積み付けデータを含む第１データｄ１０を収集及び算出し、第１データベース記憶装置Ｄ１０に出力する。
【００４７】
ここで、第１データｄ１０と第３データｄ３０と第５データｄ５０の関係について説明すると、第１データｄ１０の運航時の就航データ、風向風速データ、波高データ、積み付けデータは、就航船解析で、推定性能や船体運動モデルを算出するために用いるためのデータであり、対象船舶の運行時に収集されるデータであり、気象、海象、海流の予報情報を含む第３データｄ３０や第５データｄ５０とは異なる。
【００４８】
一方、第３データｄ３０は、最適航路計算で航路選定のための計算で用いる、気象、海象、海流の予測データであり、航路を設定する可能性のある海域（対象海域）全体をカバーするための予測データである。これに対して、第５データｄ５０は、最適航路計算で航路が選択された場合に、その航路を航行するときに遭遇すると予測される気象、海象、海流の予測データであり、第３データｄ３０の対象海域全体のデータよりも非常に狭い範囲の選択された航路における気象、海象、海流の予測データである点が、第３データｄ３０と異なる。
【００４９】
この運航モニタリングシステム１０は、船舶側の船内情報処理システムと陸上の陸側情報処理システムと、インターネット回線及び衛星通信システムからなる、これらの相互間のデータ送受信機構とを有して構成される。
【００５０】
船内情報処理システムでは、航海用データと機関用データとを含む運航用データの収集及び蓄積を行うと共に、船舶を管理する上で、不可欠なアブログ（ABLOG ）とヌーンレポート（Noon Report ）等の管理用データの作成及び管理を行う。これらの航海用データ、機関用データ、管理用データが、陸上情報処理システムに送られるが、これらの内から就航データ、風向風速データ、波高データ、積み付けデータ等の第１データｄ１０を抜き出して第１データベース記憶装置Ｄ１０に出力する。なお、船舶の運航に際しては、航海計画および船体運動の予測情報が必要であるので、これらの第４データｄ４０を第４データベース記憶装置Ｄ４０から入力する。
【００５１】
陸側情報処理システムでは、ポータルサイトサーバーに設けられたデータ集積管理手段により、船内情報処理システムから送信されたデータの整理と管理を行うと共に、第１データｄ１０の第１データベース記憶装置Ｄ１０への出力を行う。また、この陸側情報処理システムでは、各陸上サービス利用者側に設けられた管理用コンピュータにより、蓄積されたアブログ及びヌーンレポートを閲覧及び集計ができるように構成される。また、手入力機能の拡張機能として、船内情報処理システムが収集したデータを修正できる機能も持たせ、修正の履歴を修正する前のデータと共に、第１データベース記憶装置Ｄ１０に記憶できるように構成する。これにより、例えば、船舶に搭載されている温度センサ等の計測機器の経年劣化による誤計測を正すことができるようになる。
【００５２】
就航船解析システム２０は、第１データベース記憶装置Ｄ１０から第１データｄ１０を入力して、実海域における船舶の性能を解析して最新の推定性能の情報と最新の船体運動モデルを含む第２データｄ２０を算出し、第２データベース記憶装置Ｄ２０に出力する。
【００５３】
この就航船解析システム２０は、特に燃費低減等の経済性、効率化そして地球温暖化ガス排出削減など環境負荷低減を考慮したより高度な運航支援を実現するため、対象となる船舶の実海域性能をより高精度に把握し、その実海域性能を効果的に利用できるようにするものである、また、就航船の増加による実績データの管理を簡単かつ有効活用できる機能も提供する。
【００５４】
この就航船解析システム２０では、水槽試験データおよび実績のある解析手法を基礎とした船舶性能推定技術を応用し、就航実績データとの相互リンクを併用することで対象船舶の実海域における実力性能の評価を高精度に行い最適航路計算システム３０との連携で、対象船舶の経済性向上と環境負荷低減を考慮した運航管理支援機能をもたらすものである。なお、確率密度評価、潮流影響評価、主機特性、意図的な船速低下などの人的影響を考慮できるようにすることがより好ましい。
【００５５】
この就航船解析システム２０は、ポータルサイトサーバーに接続しているシステムであり、図１に示すように、第１データベース記憶装置Ｄ１０から就航データ、風向風速データ、波高データ、積み付けデータ等の第１データｄ１０を入力して、就航船解析計算プログラムにより、豊富な水槽試験と実績のある解析技術をベースとした船体運動モデルを採用した解析・推定エンジンで自動計算して、最新推定性能情報と最新船体運動モデル等を含む第２データｄ２０を算出し、第２データベース記憶装置Ｄ２０に出力する。
【００５６】
これにより、対象船舶の就航実績データを基にした就航船解析と理論解析に基づいた実海域性能推定との相互リンクにより実海域における性能評価を高精度で行い、対象船舶の就航状況の確認と実力の把握、契約速力およびバンカー契約などの採算計算の支援、地球温暖化ガス排出量の把握、将来の性能状況予測に結び付ける。
【００５７】
最適航路計算システム３０は、第２データベース記憶装置Ｄ２０から第２データｄ２０を、また、それとともに、第３データベース記憶装置Ｄ３０から航路が設定される対象海域で予測される気象、海象、海流の情報を含む第３データｄ３０を入力して、最適航路に関する航海計画の情報および船体運動の予測情報を含む第４データｄ４０を算出し、第４データベース記憶装置Ｄ４０に出力する。
【００５８】
この航海計画および船体運動の予測情報を含む第４データｄ４０を実船の航海に取り入れて、その計画に基づいて、あるいは修正された計画に基づいて、実海域での航海用データや実船計測データ等を運航モニタリングシステム１０で収集及び蓄積を行う。
【００５９】
これらのサイクルを何回か経て、次のデータを得ることができる。データ統計解析結果として、就航情報、海象状況、速力状況、馬力状況、燃費状況、回転数状況等のデータを得られ、就航状況を確認できる。また、実海域性能推定・評価のデータとして、シーマージン解析、船速低下解析、平均燃料消費率解析（ＦＯＣ解析）、モード解析等のデータが得られ、これらのデータは契約速力、バンカー契約の採算計算に活用することができる。
【００６０】
また、船体・プロペラ汚損影響などの性能悪化要因として、回転数変化、平均燃料消費率変化、馬力変化、船速変化等のデータが得られ、ドック入りやメンテナンスの修繕計画に活用できる。
【００６１】
更に、好ましくは、図２に示すように、性能診断（健康診断）システム４０を備えて形成され、この性能診断システム４０が、運航モニタリングシステム１０によって収集され、第１データベース記憶装置Ｄ１０に記憶された第１データｄ１０の内の就航データを入力して船体と機器の経年変化予測や余寿命診断を行って、推定性能経年変化シミュレーションとしての経年変化推定データや主機の余寿命診断等の第６データｄ６０を算出し、第６データベース記憶装置Ｄ６０に出力するように構成する。
【００６２】
この性能診断システム４０を備えた場合には、この性能診断システム４０は、運航モニタリングシステム１０によって収集され、第１データベース記憶装置Ｄ１０に記憶された第１データｄ１０の内の就航データを入力して船体と機器の経年変化予測を行って、推定性能経年変化シミュレーションとしての経年変化推定データや主機の余寿命診断等の第６データｄ６０を算出し、第６データベース記憶装置Ｄ６０に出力する。
【００６３】
なお、この性能診断システム４０の演算と就航船解析システム２０の演算との間に共通する部分がある時は、適宜その結果を互いに利用できるように構成する。また、この経年変化推定データや主機の余寿命診断等の第６データｄ６０を、最適航路計算システム３０で利用することにより、最適航路計算の精度を向上できる場合もあるので、第６データｄ６０を最適航路計算システム３０に入力できるように構成する。
【００６４】
この船舶の運航支援システム１では、対象船舶の機器と船体運動に関してリアルタイムでデータ収集を行う運航モニタリングシステム１０と、対象船舶の航行中の実海域における性能の解析を行う就航船解析システム２０と、船舶の航路を設定する対象海域の気象、海象、海流の情報を基に最適な航路を計算する最適航路計算システム３０を使用して、運航モニタリングシステム１０で、運航時の就航データ、風向風速データ、波高データ、積み付けデータを含む第１データｄ１０を収集し、就航船解析システム２０で、第１データｄ１０を入力して、実海域における船舶の性能を解析して最新の推定性能の情報と最新の船体運動モデルを含む第２データｄ２０を算出し、最適航路計算システム３０で、第２データｄ２０と、対象海域で予測される気象、海象、海流の情報を含む第３データｄ３０を入力して、最適航路に関する航海計画の情報および船体運動の予測情報を含む第４データｄ４０を算出し、この第４データｄ４０と、気象、海象、海流の予報情報を含む第５データｄ５０とを運航モニタリングシステム１０に入力して第１データｄ１０を算出する。これにより、運航モニタリングシステム１０による計測と、就航船解析システム２０による解析と最適航路計算システム３０による航路選定の解析サイクルを形成する。
【００６５】
例えば、対象船舶の本船上で計測・収集されたデータを就航船解析システム２０の就航船解析プログラムで計算し、対象船舶の実海域の性能を推定し、この出力結果を、モード解析結果としてユーザーに提供すると共に、この推定性能を最適航路計算システム３０に送り、最適航路計算プログラムで、航路が設定される対象海域における気象・海象及び海流の予報情報を基に到着時間を考慮したＣＯ2排出量最小の航路を推定する。この運航計画を運航モニタリングシステム１０の船内情報処理システムに送り、実航海にフィードバックする。
【００６６】
また、例えば、舶用ディーゼルエンジン主機関向け、遠隔診断サービスを利用中のユーザーに対して、就航船解析システム２０で船体全体の性能と主機関の性能を同時に推定・評価でき、その結果を最適航路計算に反映する。
【００６７】
次に、本発明に係る実施の形態の船舶の最適航路計算システム３０の特徴について説明する。この船舶の最適航路計算システム３０は、船舶の航路を設定する対象海域での気象、海象、海流の予報データｄ３０を入力するが、図１及び図２に示すように、この予報データｄ３０に加えて、対象海域を航行している船舶の一部又は全部を集団化してデータ提供船群とし、このデータ提供船群に所属する船舶Ｓｉ（ｉ＝１〜Ｉ，Ｉは、データ提供船群に所属する船舶の隻数である。）が測定した気象、海象、海流の実測定データｄ３１ｉから作成された測定データｄ３１を加えて、気象、海象、海流の計算用データ（図示しない）を作成し、この計算用データを基に最適航路を算出するシステムである。
【００６８】
現在は、外洋航海の多くの船舶は、国際条約ＳＯＬＡＳ条約による気象観測通報をおこなっており、自船に取り付けられた計器により、自船周辺の風速・風向及び波高・波向き等の気象・海象データを観測できる状況にあり、しかも、多くの船会社は、同じ港湾間の間に多くの船舶を管理下において順次航行させており、往路と復路において複数の船舶が常時航行している状態にある。つまり、自船のこれから航行が予測される海域（航路が設定される可能性のある対象海域）内に同じ船会社が運航管理している複数の船舶が航行している状態にある。
【００６９】
この考えのもとで、自船の航路の設定が含まれると予想される対象海域を航行している船舶の一部、より好ましくは全部を集団化してデータ提供船群とし、このデータ提供船群に所属する船舶Ｓｉが測定した気象、海象、海流の実測定データｄ３１ｉを陸側情報処理システムで受信して統合処理し、測定データｄ３１とし、この測定データｄ３１を測定データベース記憶装置Ｄ３１に出力する。
【００７０】
この自船及び対象海域におけるデータ提供船群の各船舶Ｓｉ（ｉ＝１〜Ｉ）で収集可能な気象・海象の実測定データｄ３１ｉに関しては、航海計器等でそれぞれのデータを自動収集する。つまり、波高・船体動揺計で波高、波向き、周期、ロール（Ｒｏｌｌ：横揺れ）、ピッチ（Ｐｉｔｃｈ：縦揺れ）、船体加速度を、風向・風速計で風向・風速を、ＧＰＳで、船位（緯度・経度）、船速（対地）を、ドップラーソナー又は電磁ログで対水船速を、ＴＶカメラで風浪の状況の動画表示を収集時刻毎に測定し、データ化することができる。
【００７１】
つまり、自船を保有又は管理している船会社が保有している同一対象海域内の船舶Ｓｉ、又は、提携している同一対象海域内の船舶Ｓｉを集団化してデータ提供船群として、この対象海域内の気象・海象の測定拠点群を形成し、この測定拠点群で測定された気象、海象、海流のリアルタイムの実測定データｄ３１ｉから測定データｄ３１を作成する。
【００７２】
そして、この測定データｄ３１を予報データｄ３０に加えて、最適航路計算システム３０内で、気象、海象、海流の計算用データ（図示しない）を作成し、この計算用データを基に最適航路を算出するように構成する。つまり、このデータ提供船群に所属する船舶Ｓｉが測定した実測定データｄ３１ｉを継続して受信して収集し、この収集された実測定データｄ３１ｉから作成された測定データｄ３１と最新の気象、海象、海流の予報データｄ３０を用いて、最適航路を算出する際に使用する計算用データを逐次更新する。従って、これらの船舶Ｓｉの気象観測データの実測定データｄ３１ｉから作成された測定データｄ３１を利用することで、航路のそれぞれの場所と時間に対応した気象・海象及び海流データを用いて航路探索を行うことができるようになるので、気象・海象の影響が大きい最適航路計算の最適化の精度を著しく高めることができる。
【００７３】
また、この実測定データｄ３１ｉの収集を、データ提供船群に所属する船舶Ｓｉの船内のネットワークと、陸上のサーバーと、自船の船内のネットワークとの間を船陸間通信回線又はインターネット回線で接続して継続的に行う。これらにより、気象、海象の実際に測定したリアルタイムの実測定データｄ３１ｉを自動的に収集し、同一対象海域内の船舶群で共有して、最適航路の算出の更新毎に、最新の気象、海象、海流の測定データｄ３１を逐次更新または修正して用いることができるので、気象・海象情報の精度が向上し、航路探索の精度が向上し、より最適航路計算の最適化の精度が向上する。
【００７４】
なお、この継続して受信とは、常時接続で連続的に受信する場合や、断持続的に周期的又は定期的に接続して受信する場合を含み、出航時等の一時的に受信するだけで、その後の航海中には受信しないような場合は含まない。
【００７５】
特に、最近は、広帯域で定額料金で常時接続可能な海洋ブロードバンド（ＢＢ）インターネット回線があり、容易に利用できるので、船内のネットワーク（ＬＡＮ）と陸上のサーバーが海洋ブロードバンドインターネット回線等のデータ送信ネットワーク等に常時接続された状態で運用する。
【００７６】
これにより、容易かつ効率的に、実測定データｄ３１ｉの収集の送信、受信、集約、統合、整理、提供等を行うことができる。なお、データ収集のタイミングは、用途に応じて毎秒単位から毎時間単位まで任意に設定できるように構成し、このデータ収集は自動的に連続して収集し、随時陸上の統合サーバーへ転送するように構成する。
【００７７】
その結果、対象海域内の複数の船舶Ｓｉで収集された実測定データｄ３１ｉをリアルタイムで陸上のサーバーで統合処理し、一覧表示可能な測定データｄ３１に処理して測定データベース記憶装置Ｄ３１に出力するように構成する。これらのデータ統合処理は陸上のポータルサイトサーバーでリアルタイム処理される。
【００７８】
更には、複数の対象海域におけるそれぞれのデータ提供船群の船舶Ｓｉから収集した実測定データｄ３１ｉを、計測時間とデータ提供船Ｓｉの位置を整理して対象海域別の測定データｄ３１に集約する。例えば、日本〜ペルシャ湾、日本〜北米西海岸（パナマ）、欧州（ロッテルダム）〜北米（東海岸）等の対象海域別、即ち、所謂航路別に集約する。そして、各船舶Ｓｉで収集した実測定データｄ３１ｉを対象海域として予め定めた特定の海域を航走するデータ提供船群毎の測定データｄ３１に集約する。この集約した対象海域別測定データｄ３１を、時間軸をキーにして一覧で表示できるように統合化処理する等して、予報データｄ３０と対比表示可能に構成する。
【００７９】
これにより、航路が選定される可能性のある対象海域内の気象・海象データの実際の測定値である測定データｄ３１をこの対象海域内で航行している、データ提供船群に所属する船舶Ｓｉの全船で共有できる。
【００８０】
また、この統合処理された測定データｄ３１に関して、各船舶のパーソナルコンピュータの船内情報処理システムから、船陸間通信回線を介して陸上側のポータルサイトサーバーの陸側情報処理システムにアクセスすることにより、特定の航路毎（対象海域毎）に集約・統合化処理された測定データｄ３１の情報の閲覧ができるようになる。
【００８１】
その結果、測定データｄ３１と予報データｄ３０の対比により、予報データｄ３０の修正を行うことができるようになるので、より最適航路計算の最適化の精度を向上させることができる。特に、測定データ（いわば、実況データ）ｄ３１と予報データｄ３０を比較表示することで、各船舶Ｓｉで自船の周辺海域における予報と実況のずれを確認でき、また、気象・海象の実際の情報と船体動揺の実際の情報を突き合わせて検討することができ、安全運航に寄与できる。
【００８２】
次に、データ処理の流れにまとめて説明すると、まず、常時接続可能な船陸間通信設備を有した同一対象海域内の複数の船舶Ｓｉを予め選定して、この対象海域におけるデータ提供船群の船舶Ｓｉとする。この選定された各船舶Ｓｉは、船内に装備した気象・海象計測機器でリアルタイムで実測定データｄ３１ｉを収集する。この収集では、最適航路計算で、航海計器等で自動収集されたデータを使用できるように、実況画像を含めた高密度・高精度の気象、海象、海流等の実測定データｄ３１ｉをリアルタイムで収集することが好ましい。
【００８３】
この収集した実測定データｄ３１ｉを、船内情報処理システムにより、随時陸上のポータルサイトサーバーの陸側情報処理システムに送信し、陸側情報処理システムは各船舶Ｓｉから送信されてきた気象、海象、海流の実測定データｄ３１ｉを、計測時間、船位（緯度・経度）をキーに統合処理して、測定データｄ３１を作成又は逐次修正及び更新する。この統合処理では、気象、海象、海流の予報データｄ３０と時間軸と場所（緯度・経度）をキーにして対比表示できるようにする。
【００８４】
各船舶Ｓｉは、船陸間通信設備を介して陸側情報処理システムにアクセスして、統合処理された情報である測定データｄ３１を本船上の船内情報処理システムに取り込み、必要に応じてグラフィック表示して使用する。なお、陸側情報処理システムのデータは各船舶Ｓｉを管理している船会社のオフィス等の陸上サービス利用者側の管理用コンピュータからもインターネットを介して参照できるように構成する。
【００８５】
その結果、この最適航路計算システム３０は、図１及び図２に示すように、第２データベース記憶装置Ｄ２０からの最新の推定性能情報と最新の船体運動モデルを含む第２データｄ２０と、第３データベース記憶装置Ｄ３０からの気象、海象、海流情報の第３データｄ３０に加えて、航路が設定される可能性のある対象海域におけるデータ提供船群の船舶Ｓｉからの実測定データｄ３１ｉから形成される測定データｄ３１を測定データベース記憶装置Ｄ３１から入力し、燃料消費量最小航路計算と船体動揺対応航路計算を行って、航海計画と船体運動を算出し、これらの第４データｄ４０を第４データベース記憶装置Ｄ４０に出力するシステムとなる。
【００８６】
図３に最適航路計算システム３０における制御のフローを示す。この最適航路計算では、最新の海流情報や船の現在位置、目的地への到達予定日を基に、航路や船舶のエンジン性能等の基本情報を用いて、船舶の位置やその付近の海流、気圧などから最適な速度を計算する。
【００８７】
最適航路計算システム３０では、対象となる船舶毎の船体運動の特性と気象・海象条件を考慮して最適航路の計算を行う。この船体運動の特性は就航船解析システム２０の出力データｄ２０を用いる。このデータｄ２０を用いて、航海時間を最短とする最適航路を計算する。なお、最適化の評価関数として、航海時間、燃料消費量、船体運動等を用いることができる。
【００８８】
最適航路計算システム３０では、図３のステップＳ３１で、自船の航路が設定される可能性がある対象海域における気象、海象、海流データを取得する。この気象、海象、海流データの予報データｄ３０は、気象情報提供者、例えば、日本気象協会のデータ配信サービスから、日本近海の詳細なデータである沿岸波浪ＧＰＶは１２時間毎に、全球波浪ＧＰＶデータは２４時間毎に入手する。また、気象、海象、海流データの測定データｄ３１は、対象海域を航行している船舶の一部又は全部を集団化してデータ提供船群とし、このデータ提供船群に所属する船舶Ｓｉが測定した気象、海象、海流の実測定データｄ３１ｉから作成される。
【００８９】
ステップＳ３２で、これらの気象・海象データを表示する。つまり、風況表示画面等で気象データを画面表示し、波浪表示画面等で海象データを画面表示する。ステップＳ３３で船速・ＢＨＰ（エンジン出力）計算を行い、ステップＳ３４で就航船解析システム２０で算出した運動特性のデータを取得する。ステップＳ３５で予報データｄ３０と測定データｄ３１を用いて最適航路を計算する。
【００９０】
ステップＳ３６でこの計算結果を表示する。例えば、最適航路計算画面で計算した航路と選定した最適航路と大圏航路を表示する。また、選定した最適航路と大圏航路に関して気象・海象の風速・有義波高と共に、動揺表示画面等で船体運動（例えば、ロール有義値、ピッチ有義値、船体加速度有義値）を、燃料消費量表示画面等で燃料消費量を、航海時間ベース等で表示する。
【００９１】
ここで、最適航路計算について説明する。船舶が大洋を航海する場合、低気圧の北側を航行するか南側を航行するかで、気象・海象の影響が大きく異なる。プロペラ回転数一定で、西向きに航行する場合を考えると、図４に示すように、低気圧の北側を航行するときには、追い風、追い波の状態での航行となり、船速の低下量は少なく、エンジンの負荷も小さくなり、燃料消費量が少なくなる。
【００９２】
一方、低気圧の南側を航行するときには、強い向かい風、向かい波の状態での航行となり、船速が著しく低下し、エンジンの負荷が増大し、燃料消費量が多くなる。特に冬季北太平洋を西航する場合は、大圏航路付近を発達した低気圧が通過することにより、大圏航路付近から南側の広い範囲において向かい風、向かい波が卓越した状態になることが多い。
【００９３】
船速はエンジンの出力の１／３乗に比例するため、エンジン出力を±３０％調整しても、船速は±１０％しか変動しない。この程度の船速の調整では、太平洋の気象・海象状況というスケールにおいて低気圧の南側の大波高域を避ける、あるいはより有利な状態の海域を航行することは困難である。
【００９４】
そこで、大洋でよりよい状態の海域を航行するためには、まずは航路の選定が重要となる。出港前に、最新の気象、海象、海流の予報データｄ３０と測定データｄ３１を利用して、高い向かい波を受けず、船速の低下量が小さくなるような航路を選択する。そして、航行中においては、更新された気象、海象、海流の予報データｄ３０と測定データｄ３１を用いて常によりよい航路を選定し直す。
【００９５】
最適航路を求めるには、膨大な量の気象、海象及び海流データだけでなく、船舶の耐航性能データも活用して最適航路計算を行う。まず、最適航路を求めるという問題を定式化し、最適化のための評価基準を数式で表現する。この最適航路選定問題を解くための最適化の手法としての最適化計算アルゴリズムには、変分法、ダイナミックプログラミング、等時間曲線法(Isochrone Method)、及び、多目的遺伝的アルゴリズムなどを使用することができる。
【００９６】
上記の船舶の最適航路計算システム３０によれば、気象、海象、海流等の測定データｄ３１を、航路計算の対象海域内のデータ提供船群の船舶の間でリアルタイムに共有できることで、予報データｄ３０に加えて測定データｄ３１を使用できるので、最適航路計算における最適化の程度を高めることができ、航行の安全性をより向上できる。
【００９７】
その結果、本船に関係する航海予定海域のリアルタイムの気象、海象、海流等の測定データｄ３１を予報データｄ３０に加えて、より確度の高い気象、海象、海流等の諸データを考慮した、最短時間で到着する航路の探索や、到着時間を考慮した燃費最小の航路の探索を行うことが可能となる。
【００９８】
そして、本発明に係る実施の形態の船舶の最適航路計算方法では、船舶の航路を設定する対象海域での気象、海象、海流の予報データｄ３０を入力して、最適航路を算出する船舶の最適航路計算方法において、対象海域を航行している船舶の一部又は全部を集団化してデータ提供船群とし、このデータ提供船群に所属する船舶Ｓｉが測定した気象、海象、海流の実測定データｄ３１ｉを受信して、この実測定データｄ３１ｉから作成された測定データｄ３１を予報データｄ３０に加えて、気象、海象、海流の計算用データを作成し、この計算用データを基に最適航路を算出する。これにより、上記の最適航路計算システム３０と同様の効果を奏することができる。
【００９９】
そして、本発明に係る実施の形態の船舶の運航支援方法では、対象船舶の機器と船体運動に関してリアルタイムでデータ収集を行う運航モニタリングシステム１０と、対象船舶の航行中の実海域における性能の解析を行う就航船解析システム２０と、船舶の航路を設定する対象海域の気象、海象、海流の情報を基に最適な航路を計算する最適航路計算システム３０とから構成される船舶の運航支援システム１の船舶の運航支援方法であって、運航モニタリングシステム１０で、運航時の就航データ、風向風速データ、波高データ、積み付けデータを含む第１データｄ１０を算出し、就航船解析システム２０で、第１データｄ１０を入力して、実海域における船舶の性能を解析して最新の推定性能の情報と最新の船体運動モデルを含む第２データｄ２０を算出し、最適航路計算システム３０で、第２データｄ２０と、対象海域で予測される気象、海象、海流の情報を含む第３データｄ３０を入力し、更に、上記の最適航路計算方法を用いることにより、この第３データｄ３０に加えて、対象海域を航行しているデータ提供船群に所属する船舶Ｓｉが測定した気象、海象、海流の実測定データｄ３１ｉから作成される測定データｄ３１を入力して、最適航路に関する航海計画の情報および船体運動の予測情報を含む第４データｄ４０を算出し、この第４データｄ４０と、気象、海象、海流の予報を含む第５データｄ５０を前記運航モニタリングシステム１０に入力して第１データｄ１０を算出する。この方法により、上記の船舶の運航支援システム１と同様な作用効果を奏することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１００】
上記の船舶の最適航路計算システム、船舶の運航支援システム、船舶の最適航路計算方法、及び船舶の運航支援方法は、航路計算の対象海域内を実際に航行しているデータ提供船群の船舶で計測された気象、海象、海流等の実測定データから作成された測定データを、航路計算の対象海域内のデータ提供船群の船舶の間でリアルタイムに共有できることで、予報データに加えて測定データを利用できるので最適航路計算における最適化の程度を著しく高めることができ、航行の安全性をより向上できると共に、省エネルギーを図ることができるので、多くの船舶における最適航路計算システム、運航支援システム、最適航路計算方法、及び船舶の運航支援方法として利用することができる。
【符号の説明】
【０１０１】
１  船舶の運航支援システム
１０  運航モニタリングシステム
２０  就航船解析システム
３０  最適航路計算システム
４０  性能診断システム
Ｄ１０  第１データベース記憶装置
Ｄ２０  第２データベース記憶装置
Ｄ３０  第３データベース記憶装置
Ｄ３１  測定データベース記憶装置
Ｄ４０  第４データベース記憶装置
Ｄ５０  第５データベース記憶装置
Ｄ６０  第６データベース記憶装置
ｄ１０  第１データ（運航時の就航データ、風向風速データ、波高データ、積み付けデータ等）
ｄ２０  第２データ（最新推定性能情報、最新船体運動モデル）
ｄ３０  第３データ（対象海域の気象、海象、海流の予報データ）
ｄ３１  測定データ（対象海域の気象、海象、海流の測定データ（統合処理後））
ｄ３１ｉ  実測定データ（対象海域の船舶で測定した気象、海象、海流の測定データ）
ｄ４０  第４データ（航海計画、船体運動の予測情報）
ｄ５０  第５データ（気象、海象、海流の予報データ）
ｄ６０  第６データ（経年変化推定データ）
【図１】
0005420723.tif 000002
【図２】
0005420723.tif 000003
【図３】
0005420723.tif 000004
【図４】
0005420723.tif 000005