(57)【要約】  想定航路における評価指標及び／または船体運動指標の推定精度の向上が図れる船舶の運航支援装置及び運航支援プログラムを提供する。本発明の船舶の運航支援装置の一例は、船舶の複数の各々の海象条件における波による抵抗増加の値を導出することができる不規則波中の抵抗増加特性情報を記憶媒体（Ｍ６）に記憶する抵抗増加特性保持部と、船舶の実運航時に計測された船体抵抗に関わるデータに基づいて、実運航時の波による抵抗増加の値を算出し、抵抗増加特性情報に基づく実運航時の海象データと対応する海象条件における波による抵抗増加の値が、実運航時の波による抵抗増加の値に基づく値となるように抵抗増加特性情報を変更する抵抗増加特性変更部（１６）と、想定航路における海象予報と、抵抗増加特性変更部（１６）で変更された後の抵抗増加特性情報とに基づいて、船舶が航行する想定航路に対する評価指標を推定する評価指標推定部とを備えている。
2019004362.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
船舶の複数の各々の海象条件における波による抵抗増加の値を導出することができる不規則波中の抵抗増加特性情報を抵抗増加特性記憶媒体に記憶する抵抗増加特性保持部と、
前記船舶の実運航時に計測された船体抵抗に関わるデータに基づいて、前記実運航時の波による抵抗増加の値を算出し、前記抵抗増加特性情報に基づく前記実運航時の海象データと対応する海象条件における波による抵抗増加の値が、前記実運航時の波による抵抗増加の値に基づく値となるように前記抵抗増加特性情報を変更する抵抗増加特性変更部と、
想定航路における海象予報と、前記抵抗増加特性変更部で変更された後の前記抵抗増加特性情報とに基づいて、前記船舶が航行する前記想定航路に対する評価指標を推定する評価指標推定部と、
を備えた船舶の運航支援装置。
【請求項２】
船舶の複数の各々の海象条件における波による抵抗増加の値を導出することができる不規則波中の抵抗増加特性情報を抵抗増加特性記憶媒体に記憶する抵抗増加特性保持部と、
前記船舶の実運航時に計測された船体抵抗に関わるデータに基づいて、前記実運航時の波による抵抗増加の値を算出し、前記抵抗増加特性情報に基づく前記実運航時の海象データと対応する海象条件における波による抵抗増加の値を、前記実運航時の波による抵抗増加の値に基づく値となるように変換するための抵抗増加特性変換情報を作成して抵抗増加特性変換情報記憶媒体に記憶する抵抗増加特性変換情報作成部と、
前記抵抗増加特性情報を前記抵抗増加特性変換情報に基づいて変換した情報を導出し、この変換した情報と想定航路における海象予報とに基づいて、前記船舶が航行する前記想定航路に対する評価指標を推定する評価指標推定部と、
を備えた船舶の運航支援装置。
【請求項３】
船舶の複数の各々の海象条件における船体運動の値を導出することができる不規則波中の運動特性情報を運動特性記憶媒体に記憶する運動特性保持部と、
前記船舶の実運航時に計測された船体運動の値と、前記実運航時の海象データとに基づいて、前記運動特性情報に基づく前記実運航時の海象データと対応する海象条件における船体運動の値が、前記実運航時の船体運動の値に基づく値となるように前記運動特性情報を変更する運動特性変更部と、
前記想定航路における海象予報と、前記運動特性変更部で変更された後の前記運動特性情報とに基づいて、前記想定航路を前記船舶が航行するときに生じる船体運動に関する船体運動指標を推定する船体運動推定部と、をさらに備えた
請求項１または２に記載の船舶の運航支援装置。
【請求項４】
船舶の複数の各々の海象条件における船体運動の値を導出することができる不規則波中の運動特性情報を運動特性記憶媒体に記憶する運動特性保持部と、
前記船舶の実運航時に計測された船体運動の値と、前記実運航時の海象データとに基づいて、前記運動特性情報に基づく前記実運航時の海象データと対応する海象条件における船体運動の値を、前記実運航時の船体運動の値に基づく値となるように変換するための運動特性変換情報を作成して運動特性変換情報記憶媒体に記憶する運動特性変換情報作成部と、
前記運動特性情報を前記運動特性変換情報に基づいて変換した情報を導出し、この変換した情報と前記想定航路における海象予報とに基づいて、前記想定航路を前記船舶が航行するときに生じる船体運動に関する船体運動指標を推定する船体運動推定部と、をさらに備えた
請求項１または２に記載の船舶の運航支援装置。
【請求項５】
前記想定航路が複数存在し、
前記評価指標推定部は、複数の前記想定航路の各々に対して評価指標を推定するよう構成され、
前記評価指標推定部で推定される各々の前記想定航路の評価指標に基づいて、前記複数の想定航路の中から所定条件を満足する最適航路を選定する最適航路選定部を、さらに備えた
請求項１または２に記載の船舶の運航支援装置。
【請求項６】
前記想定航路が複数存在し、
前記評価指標推定部は、複数の前記想定航路の各々に対して評価指標を推定するよう構成され、
前記船体運動推定部は、複数の前記想定航路の各々に対して船体運動指標を推定するよう構成され、
前記評価指標推定部で推定される各々の前記想定航路の評価指標と前記船体運動推定部で推定される各々の前記想定航路の船体運動指標とに基づいて、前記複数の想定航路の中から所定条件を満足する最適航路を選定する最適航路選定部を、さらに備えた
請求項３または４に記載の船舶の運航支援装置。
【請求項７】
船舶の複数の各々の海象条件における船体運動の値を導出することができる不規則波中の運動特性情報を運動特性記憶媒体に記憶する運動特性保持部と、
前記船舶の実運航時に計測された船体運動の値と、前記実運航時の海象データとに基づいて、前記運動特性情報に基づく前記実運航時の海象データと対応する海象条件における船体運動の値が、前記実運航時の船体運動の値に基づく値となるように前記運動特性情報を変更する運動特性変更部と、
想定航路における海象予報と、前記運動特性変更部で変更された後の前記運動特性情報とに基づいて、前記想定航路を前記船舶が航行するときに生じる船体運動に関する船体運動指標を推定する船体運動推定部と、
を備えた船舶の運航支援装置。
【請求項８】
船舶の複数の各々の海象条件における船体運動の値を導出することができる不規則波中の運動特性情報を運動特性記憶媒体に記憶する運動特性保持部と、
前記船舶の実運航時に計測された船体運動の値と、前記実運航時の海象データとに基づいて、前記運動特性情報に基づく前記実運航時の海象データと対応する海象条件における船体運動の値を、前記実運航時の船体運動の値に基づく値となるように変換するための運動特性変換情報を作成して運動特性変換情報記憶媒体に記憶する運動特性変換情報作成部と、
前記運動特性情報を前記運動特性変換情報に基づいて変換した情報を導出し、この変換した情報と想定航路における海象予報とに基づいて、前記想定航路を前記船舶が航行するときに生じる船体運動に関する船体運動指標を推定する船体運動推定部と、
を備えた船舶の運航支援装置。
【請求項９】
前記想定航路が複数存在し、
前記船体運動推定部は、複数の前記想定航路の各々に対して船体運動指標を推定するよう構成され、
前記船体運動推定部で推定される各々の前記想定航路の船体運動指標に基づいて、前記複数の想定航路の中から所定条件を満足する最適航路を選定する最適航路選定部を、さらに備えた
請求項７または８に記載の船舶の運航支援装置。
【請求項１０】
コンピュータに、
船舶の複数の各々の海象条件における波による抵抗増加の値を導出することができる不規則波中の抵抗増加特性情報を抵抗増加特性記憶媒体に記憶する抵抗増加特性保持機能と、
前記船舶の実運航時に計測された船体抵抗に関わるデータに基づいて、前記実運航時の波による抵抗増加の値を算出し、前記抵抗増加特性情報に基づく前記実運航時の海象データと対応する海象条件における波による抵抗増加の値が、前記実運航時の波による抵抗増加の値に基づく値となるように前記抵抗増加特性情報を変更する抵抗増加特性変更機能と、
想定航路における海象予報と、前記抵抗増加特性変更機能で変更された後の前記抵抗増加特性情報とに基づいて、前記船舶が航行する前記想定航路に対する評価指標を推定する評価指標推定機能と、
を実現させるための船舶の運航支援プログラム。
【請求項１１】
コンピュータに、
船舶の複数の各々の海象条件における波による抵抗増加の値を導出することができる不規則波中の抵抗増加特性情報を抵抗増加特性記憶媒体に記憶する抵抗増加特性保持機能と、
前記船舶の実運航時に計測された船体抵抗に関わるデータに基づいて、前記実運航時の波による抵抗増加の値を算出し、前記抵抗増加特性情報に基づく前記実運航時の海象データと対応する海象条件における波による抵抗増加の値を、前記実運航時の波による抵抗増加の値に基づく値となるように変換するための抵抗増加特性変換情報を作成して抵抗増加特性変換情報記憶媒体に記憶する抵抗増加特性変換情報作成機能と、
前記抵抗増加特性情報を前記抵抗増加特性変換情報に基づいて変換した情報を導出し、この変換した情報と想定航路における海象予報とに基づいて、前記船舶が航行する前記想定航路に対する評価指標を推定する評価指標推定機能と、
を実現させるための船舶の運航支援プログラム。
【請求項１２】
前記コンピュータに、さらに、
船舶の複数の各々の海象条件における船体運動の値を導出することができる不規則波中の運動特性情報を運動特性記憶媒体に記憶する運動特性保持機能と、
前記船舶の実運航時に計測された船体運動の値と、前記実運航時の海象データとに基づいて、前記運動特性情報に基づく前記実運航時の海象データと対応する海象条件における船体運動の値が、前記実運航時の船体運動の値に基づく値となるように前記運動特性情報を変更する運動特性変更機能と、
前記想定航路における海象予報と、前記運動特性変更機能で変更された後の前記運動特性情報とに基づいて、前記想定航路を前記船舶が航行するときに生じる船体運動に関する船体運動指標を推定する船体運動推定機能と、を実現させる、
請求項１０また１１に記載の船舶の運航支援プログラム。
【請求項１３】
前記コンピュータに、さらに、
船舶の複数の各々の海象条件における船体運動の値を導出することができる不規則波中の運動特性情報を運動特性記憶媒体に記憶する運動特性保持機能と、
前記船舶の実運航時に計測された船体運動の値と、前記実運航時の海象データとに基づいて、前記運動特性情報に基づく前記実運航時の海象データと対応する海象条件における船体運動の値を、前記実運航時の船体運動の値に基づく値となるように変換するための運動特性変換情報を作成して運動特性変換情報記憶媒体に記憶する運動特性変換情報作成機能と、
前記運動特性情報を前記運動特性変換情報に基づいて変換した情報を導出し、この変換した情報と前記想定航路における海象予報とに基づいて、前記想定航路を前記船舶が航行するときに生じる船体運動に関する船体運動指標を推定する船体運動推定機能と、を実現させる、
請求項１０または１１に記載の船舶の運航支援プログラム。
【請求項１４】
前記想定航路が複数存在し、
前記評価指標推定機能は、複数の前記想定航路の各々に対して評価指標を推定し、
前記コンピュータに、さらに、
前記評価指標推定機能で推定される各々の前記想定航路の評価指標に基づいて、前記複数の想定航路の中から所定条件を満足する最適航路を選定する最適航路選定機能を、実現させる、
請求項１０または１１記載の船舶の運航支援プログラム。
【請求項１５】
前記想定航路が複数存在し、
前記評価指標推定機能は、複数の前記想定航路の各々に対して評価指標を推定し、
前記船体運動推定機能は、複数の前記想定航路の各々に対して船体運動指標を推定し、
前記コンピュータに、さらに、
前記評価指標推定機能で推定される各々の前記想定航路の評価指標と前記船体運動推定機能で推定される各々の前記想定航路の船体運動指標とに基づいて、前記複数の想定航路の中から所定条件を満足する最適航路を選定する最適航路選定機能を、実現させる、
請求項１２または１３に記載の船舶の運航支援プログラム。
【請求項１６】
コンピュータに、
船舶の複数の各々の海象条件における船体運動の値を導出することができる不規則波中の運動特性情報を運動特性記憶媒体に記憶する運動特性保持機能と、
前記船舶の実運航時に計測された船体運動の値と、前記実運航時の海象データとに基づいて、前記運動特性情報に基づく前記実運航時の海象データと対応する海象条件における船体運動の値が、前記実運航時の船体運動の値に基づく値となるように前記運動特性情報を変更する運動特性変更機能と、
想定航路における海象予報と、前記運動特性変更機能で変更された後の前記運動特性情報とに基づいて、前記想定航路を前記船舶が航行するときに生じる船体運動に関する船体運動指標を推定する船体運動推定機能と、
を実現させるための船舶の運航支援プログラム。
【請求項１７】
コンピュータに、
船舶の複数の各々の海象条件における船体運動の値を導出することができる不規則波中の運動特性情報を運動特性記憶媒体に記憶する運動特性保持機能と、
前記船舶の実運航時に計測された船体運動の値と、前記実運航時の海象データとに基づいて、前記運動特性情報に基づく前記実運航時の海象データと対応する海象条件における船体運動の値を、前記実運航時の船体運動の値に基づく値となるように変換するための運動特性変換情報を作成して運動特性変換情報記憶媒体に記憶する運動特性変換情報作成機能と、
前記運動特性情報を前記運動特性変換情報に基づいて変換した情報を導出し、この変換した情報と想定航路における海象予報とに基づいて、前記想定航路を前記船舶が航行するときに生じる船体運動に関する船体運動指標を推定する船体運動推定機能と、
を実現させるための船舶の運航支援プログラム。
【請求項１８】
前記想定航路が複数存在し、
前記船体運動推定機能は、複数の前記想定航路の各々に対して船体運動指標を推定し、
前記コンピュータに、さらに、
前記船体運動推定機能で推定される各々の前記想定航路の船体運動指標に基づいて、前記複数の想定航路の中から所定条件を満足する最適航路を選定する最適航路選定機能を、実現させる、
請求項１６または１７に記載の船舶の運航支援プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船舶の運航支援装置及び運航支援プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、船舶の実運航時の燃料消費量の削減や安全運航を目的として、気象海象予報や船舶の推進運動性能に基づいて、多数の想定航路における燃料消費量及び船体運動を推定し、燃料消費量が少なく、かつ船体運動が小さい航路を探索するシステムが提案されている。【０００３】
例えば、特許文献１には、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解析システムと、船舶の航行海域の気象、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、これらが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が記載されている。【０００４】
ところで、ある船舶について最適航路を探索する際には、例えば、まず、当該船舶について理論計算や水槽試験から求められた規則波中の抵抗増加特性情報及び運動特性情報と、当該船舶の航行海域において想定される海面状態即ち不規則波に対応した波スペクトラムとを用いて、当該不規則波中の抵抗増加特性データ及び運動特性データを作成する。当該不規則波中の抵抗増加特性データは、複数の各々の海象条件における波による抵抗増加の値が示されたものであり、当該不規則波中の運動特性データは、複数の各々の海象条件における船体運動の値が示されたものである。【０００５】
そして、複数の想定航路の各々の航路について、当該想定航路における海象予報と、当該不規則波中の抵抗増加特性データとに基づいて、燃料消費量を推定し、当該想定航路における海象予報と、当該不規則波中の運動特性データとに基づいて、船体運動を推定する。そして、最適航路を選出するための指標に基づいて、複数の想定航路の中から１つの想定航路を選択して最適航路に決めるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】２００９−２８６２３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、規則波中の抵抗増加特性情報及び運動特性情報を求めるための理論計算や水槽試験には、不確かさがある。さらに、不規則波中の抵抗増加特性データ及び運動特性データを作成する際に用いる波スペクトラムと、実際に船舶が遭遇する波スペクトラムとは必ずしも一致しない。よって、不規則波中の抵抗増加特性データを用いて推定される想定航路における燃料消費量等は精度が高いものとは言えず、また、不規則波中の運動特性データを用いて推定される想定航路における船体運動も精度が高いものとは言えない。【０００８】
本発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、想定航路における評価指標（例えば、燃料消費量）の推定精度の向上を図ることができる船舶の運航支援装置及び運航支援プログラムを提供することを目的としている。また、想定航路における船体運動指標（船体運動の値または船体運動増加率）の推定精度の向上を図ることができる船舶の運航支援装置及び運航支援プログラムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の第１態様に係る船舶の運航支援装置は、船舶の複数の各々の海象条件における波による抵抗増加の値を導出することができる不規則波中の抵抗増加特性情報を抵抗増加特性記憶媒体に記憶する抵抗増加特性保持部と、前記船舶の実運航時に計測された船体抵抗に関わるデータに基づいて、前記実運航時の波による抵抗増加の値を算出し、前記抵抗増加特性情報に基づく前記実運航時の海象データと対応する海象条件における波による抵抗増加の値が、前記実運航時の波による抵抗増加の値に基づく値となるように前記抵抗増加特性情報を変更する抵抗増加特性変更部と、想定航路における海象予報と、前記抵抗増加特性変更部で変更された後の前記抵抗増加特性情報とに基づいて、前記船舶が航行する前記想定航路に対する評価指標を推定する評価指標推定部と、を備えている。【００１０】
この構成によれば、抵抗増加特性情報から導出される、実運航時の海象データと対応する海象条件における波による抵抗増加の値が、実運航時の波による抵抗増加の値に基づく値となるように抵抗増加特性情報を変更する。そして、変更後の抵抗増加特性情報に基づいて、想定航路における燃料消費量等の評価指標を推定するようにしているので、抵抗増加特性情報が変更されるほど、評価指標の推定精度を向上させることが可能になる。【００１１】
なお、本明細書及び請求の範囲において、船体抵抗に関わるデータには、実運航時の船舶の主機出力に関するデータ（例えば、所定時間当たりの燃料消費量）と、船速と、プロペラ回転数と、針路及び船首方位とが含まれる。また、評価指標は、燃料消費量以外に、馬力、船速、船体抵抗、所要時間などでもよい。あるいは、これらについて平水中での航行を基準としたときの増減量でもよいし、燃料消費量増加率（もしくは燃料消費量増加量を無次元化した燃料消費量増加係数）、馬力増加率（もしくは馬力増加量を無次元化した馬力増加係数）、船速低下率（もしくは船速低下量を無次元化した船速低下係数）、船体抵抗増加率（もしくは船体抵抗増加量を無次元化した船体抵抗増加係数）、所要時間増加率などでもよい。なお、評価指標には、後述の船体運動に関する船体運動指標（船体運動の値、船体運動増加率）は含まない。【００１２】
また、第２態様に係る船舶の運航支援装置は、船舶の複数の各々の海象条件における波による抵抗増加の値を導出することができる不規則波中の抵抗増加特性情報を抵抗増加特性記憶媒体に記憶する抵抗増加特性保持部と、前記船舶の実運航時に計測された船体抵抗に関わるデータに基づいて、前記実運航時の波による抵抗増加の値を算出し、前記抵抗増加特性情報に基づく前記実運航時の海象データと対応する海象条件における波による抵抗増加の値を、前記実運航時の波による抵抗増加の値に基づく値となるように変換するための抵抗増加特性変換情報を作成して抵抗増加特性変換情報記憶媒体に記憶する抵抗増加特性変換情報作成部と、前記抵抗増加特性情報を前記抵抗増加特性変換情報に基づいて変換した情報を導出し、この変換した情報と想定航路における海象予報とに基づいて、前記船舶が航行する前記想定航路に対する評価指標を推定する評価指標推定部と、を備えている。【００１３】
この構成によれば、抵抗増加特性情報に基づく実運航時の海象データと対応する海象条件における波による抵抗増加の値を、実運航時の波による抵抗増加の値に基づく値となるように変換するための抵抗増加特性変換情報を作成する。そして、抵抗増加特性情報を抵抗増加特性変換情報に基づいて変換した情報を導出し、この変換した情報に基づいて、想定航路における燃料消費量等の評価指標を推定するようにしているので、実運航による計測データが増えて抵抗増加特性変換情報が多くなるほど、評価指標の推定精度を向上させることが可能になる。【００１４】
上記第１、第２態様に係る船舶の運航支援装置において、船舶の複数の各々の海象条件における船体運動の値を導出することができる不規則波中の運動特性情報を運動特性記憶媒体に記憶する運動特性保持部と、前記船舶の実運航時に計測された船体運動の値と、前記実運航時の海象データとに基づいて、前記運動特性情報に基づく前記実運航時の海象データと対応する海象条件における船体運動の値が、前記実運航時の船体運動の値に基づく値となるように前記運動特性情報を変更する運動特性変更部と、前記想定航路における海象予報と、前記運動特性変更部で変更された後の前記運動特性情報とに基づいて、前記想定航路を前記船舶が航行するときに生じる船体運動に関する船体運動指標を推定する船体運動推定部と、をさらに備えていてもよい。【００１５】
この構成によれば、運動特性情報から導出される、実運航時の海象データと対応する海象条件における船体運動の値が、実運航時の船体運動の値に基づく値となるように運動特性情報を変更する。そして、変更後の運動特性情報に基づいて、想定航路における船体運動指標を推定するようにしているので、運動特性情報が変更されるほど、船体運動指標の推定精度を向上させることが可能になる。【００１６】
なお、本明細書及び請求の範囲において、船体運動指標は、船体運動の値、または、平水中での航行を基準としたときの船体運動増加率である。【００１７】
上記第１、第２態様に係る船舶の運航支援装置において、船舶の複数の各々の海象条件における船体運動の値を導出することができる不規則波中の運動特性情報を運動特性記憶媒体に記憶する運動特性保持部と、前記船舶の実運航時に計測された船体運動の値と、前記実運航時の海象データとに基づいて、前記運動特性情報に基づく前記実運航時の海象データと対応する海象条件における船体運動の値を、前記実運航時の船体運動の値に基づく値となるように変換するための運動特性変換情報を作成して運動特性変換情報記憶媒体に記憶する運動特性変換情報作成部と、前記運動特性情報を前記運動特性変換情報に基づいて変換した情報を導出し、この変換した情報と前記想定航路における海象予報とに基づいて、前記想定航路を前記船舶が航行するときに生じる船体運動に関する船体運動指標を推定する船体運動推定部と、をさらに備えていてもよい。【００１８】
この構成によれば、運動特性情報に基づく実運航時の海象データと対応する海象条件における船体運動の値を、実運航時の船体運動の値に基づく値となるように変換するための運動特性変換情報を作成する。そして、運動特性情報を運動特性変換情報に基づいて変換した情報を導出し、この変換した情報に基づいて、想定航路における船体運動指標を推定するようにしているので、実運航による計測データが増えて運動特性変換情報が多くなるほど、船体運動指標の推定精度を向上させることが可能になる。【００１９】
上記第１、第２態様に係る船舶の運航支援装置において、前記想定航路が複数存在し、前記評価指標推定部は、複数の前記想定航路の各々に対して評価指標を推定するよう構成され、前記評価指標推定部で推定される各々の前記想定航路の評価指標に基づいて、前記複数の想定航路の中から所定条件を満足する最適航路を選定する最適航路選定部を、さらに備えていてもよい。【００２０】
この構成によれば、各想定航路の評価指標の推定精度を向上できるので、評価指標に関する条件を含む所定条件を満足する最適航路の選定精度も向上する。【００２１】
前記想定航路が複数存在し、前記評価指標推定部は、複数の前記想定航路の各々に対して評価指標を推定するよう構成され、前記船体運動推定部は、複数の前記想定航路の各々に対して船体運動指標を推定するよう構成され、前記評価指標推定部で推定される各々の前記想定航路の評価指標と前記船体運動推定部で推定される各々の前記想定航路の船体運動指標とに基づいて、前記複数の想定航路の中から所定条件を満足する最適航路を選定する最適航路選定部を、さらに備えていてもよい。【００２２】
この構成によれば、各想定航路の評価指標及び船体運動指標の推定精度を向上できるので、評価指標及び船体運動指標に関する条件を含む所定条件を満足する最適航路の選定精度も向上する。【００２３】
また、第３態様に係る船舶の運航支援装置は、船舶の複数の各々の海象条件における船体運動の値を導出することができる不規則波中の運動特性情報を運動特性記憶媒体に記憶する運動特性保持部と、前記船舶の実運航時に計測された船体運動の値と、前記実運航時の海象データとに基づいて、前記運動特性情報に基づく前記実運航時の海象データと対応する海象条件における船体運動の値が、前記実運航時の船体運動の値に基づく値となるように前記運動特性情報を変更する運動特性変更部と、想定航路における海象予報と、前記運動特性変更部で変更された後の前記運動特性情報とに基づいて、前記想定航路を前記船舶が航行するときに生じる船体運動に関する船体運動指標を推定する船体運動推定部と、を備えている。【００２４】
この構成によれば、運動特性情報から導出される、実運航時の海象データと対応する海象条件における船体運動の値が、実運航時の船体運動の値に基づく値となるように運動特性情報を変更する。そして、変更後の運動特性情報に基づいて、想定航路における船体運動指標を推定するようにしているので、運動特性情報が変更されるほど、船体運動指標の推定精度を向上させることが可能になる。【００２５】
また、第４態様に係る船舶の運航支援装置は、船舶の複数の各々の海象条件における船体運動の値を導出することができる不規則波中の運動特性情報を運動特性記憶媒体に記憶する運動特性保持部と、前記船舶の実運航時に計測された船体運動の値と、前記実運航時の海象データとに基づいて、前記運動特性情報に基づく前記実運航時の海象データと対応する海象条件における船体運動の値を、前記実運航時の船体運動の値に基づく値となるように変換するための運動特性変換情報を作成して運動特性変換情報記憶媒体に記憶する運動特性変換情報作成部と、前記運動特性情報を前記運動特性変換情報に基づいて変換した情報を導出し、この変換した情報と想定航路における海象予報とに基づいて、前記想定航路を前記船舶が航行するときに生じる船体運動に関する船体運動指標を推定する船体運動推定部と、を備えている。【００２６】
この構成によれば、運動特性情報に基づく実運航時の海象データと対応する海象条件における船体運動の値を、実運航時の船体運動の値に基づく値となるように変換するための運動特性変換情報を作成する。そして、運動特性情報を運動特性変換情報に基づいて変換した情報を導出し、この変換した情報に基づいて、想定航路における船体運動指標を推定するようにしているので、実運航による計測データが増えて運動特性変換情報が多くなるほど、船体運動指標の推定精度を向上させることが可能になる。【００２７】
上記第３、第４態様に係る船舶の運航支援装置において、前記想定航路が複数存在し、前記船体運動推定部は、複数の前記想定航路の各々に対して船体運動指標を推定するよう構成され、前記船体運動推定部で推定される各々の前記想定航路の船体運動指標に基づいて、前記複数の想定航路の中から所定条件を満足する最適航路を選定する最適航路選定部を、さらに備えていてもよい。【００２８】
この構成によれば、各想定航路の船体運動指標の推定精度を向上できるので、船体運動指標に関する条件を含む所定条件を満足する最適航路の選定精度も向上する。【００２９】
本発明の第１態様に係る船舶の運航支援プログラムは、コンピュータに、船舶の複数の各々の海象条件における波による抵抗増加の値を導出することができる不規則波中の抵抗増加特性情報を抵抗増加特性記憶媒体に記憶する抵抗増加特性保持機能と、前記船舶の実運航時に計測された船体抵抗に関わるデータに基づいて、前記実運航時の波による抵抗増加の値を算出し、前記抵抗増加特性情報に基づく前記実運航時の海象データと対応する海象条件における波による抵抗増加の値が、前記実運航時の波による抵抗増加の値に基づく値となるように前記抵抗増加特性情報を変更する抵抗増加特性変更機能と、想定航路における海象予報と、前記抵抗増加特性変更機能で変更された後の前記抵抗増加特性情報とに基づいて、前記船舶が航行する前記想定航路に対する評価指標を推定する評価指標推定機能と、を実現させるためのものである。【００３０】
この構成によれば、抵抗増加特性情報から導出される、実運航時の海象データと対応する海象条件における波による抵抗増加の値が、実運航時の波による抵抗増加の値に基づく値となるように抵抗増加特性情報を変更する。そして、変更後の抵抗増加特性情報に基づいて、想定航路における評価指標を推定するようにしているので、抵抗増加特性情報が変更されるほど、評価指標の推定精度を向上させることが可能になる。なお、船体抵抗に関わるデータには、実運航時の船舶の主機出力に関するデータ（例えば、所定時間当たりの燃料消費量）と、船速と、プロペラ回転数と、針路及び船首方位とが含まれる。【００３１】
また、第２態様に係る船舶の運航支援プログラムは、コンピュータに、船舶の複数の各々の海象条件における波による抵抗増加の値を導出することができる不規則波中の抵抗増加特性情報を抵抗増加特性記憶媒体に記憶する抵抗増加特性保持機能と、前記船舶の実運航時に計測された船体抵抗に関わるデータに基づいて、前記実運航時の波による抵抗増加の値を算出し、前記抵抗増加特性情報に基づく前記実運航時の海象データと対応する海象条件における波による抵抗増加の値を、前記実運航時の波による抵抗増加の値に基づく値となるように変換するための抵抗増加特性変換情報を作成して抵抗増加特性変換情報記憶媒体に記憶する抵抗増加特性変換情報作成機能と、前記抵抗増加特性情報を前記抵抗増加特性変換情報に基づいて変換した情報を導出し、この変換した情報と想定航路における海象予報とに基づいて、前記船舶が航行する前記想定航路に対する評価指標を推定する評価指標推定機能と、を実現させるためのものである。【００３２】
この構成によれば、抵抗増加特性情報に基づく実運航時の海象データと対応する海象条件における波による抵抗増加の値を、実運航時の波による抵抗増加の値に基づく値となるように変換するための抵抗増加特性変換情報を作成する。そして、抵抗増加特性情報を抵抗増加特性変換情報に基づいて変換した情報を導出し、この変換した情報に基づいて、想定航路における評価指標を推定するようにしているので、実運航による計測データが増えて抵抗増加特性変換情報が多くなるほど、評価指標の推定精度を向上させることが可能になる。【００３３】
上記第１、第２態様に係る船舶の運航支援プログラムにおいて、前記コンピュータに、さらに、船舶の複数の各々の海象条件における船体運動の値を導出することができる不規則波中の運動特性情報を運動特性記憶媒体に記憶する運動特性保持機能と、前記船舶の実運航時に計測された船体運動の値と、前記実運航時の海象データとに基づいて、前記運動特性情報に基づく前記実運航時の海象データと対応する海象条件における船体運動の値が、前記実運航時の船体運動の値に基づく値となるように前記運動特性情報を変更する運動特性変更機能と、前記想定航路における海象予報と、前記運動特性変更機能で変更された後の前記運動特性情報とに基づいて、前記想定航路を前記船舶が航行するときに生じる船体運動に関する船体運動指標を推定する船体運動推定機能と、を実現させるようにしてもよい。【００３４】
この構成によれば、運動特性情報から導出される、実運航時の海象データと対応する海象条件における船体運動の値が、実運航時の船体運動の値に基づく値となるように運動特性情報を変更する。そして、変更後の運動特性情報に基づいて、想定航路における船体運動指標を推定するようにしているので、運動特性情報が変更されるほど、船体運動指標の推定精度を向上させることが可能になる。【００３５】
上記第１、第２態様に係る船舶の運航支援プログラムにおいて、前記コンピュータに、さらに、船舶の複数の各々の海象条件における船体運動の値を導出することができる不規則波中の運動特性情報を運動特性記憶媒体に記憶する運動特性保持機能と、前記船舶の実運航時に計測された船体運動の値と、前記実運航時の海象データとに基づいて、前記運動特性情報に基づく前記実運航時の海象データと対応する海象条件における船体運動の値を、前記実運航時の船体運動の値に基づく値となるように変換するための運動特性変換情報を作成して運動特性変換情報記憶媒体に記憶する運動特性変換情報作成機能と、前記運動特性情報を前記運動特性変換情報に基づいて変換した情報を導出し、この変換した情報と前記想定航路における海象予報とに基づいて、前記想定航路を前記船舶が航行するときに生じる船体運動に関する船体運動指標を推定する船体運動推定機能と、を実現させるようにしてもよい。【００３６】
この構成によれば、運動特性情報に基づく実運航時の海象データと対応する海象条件における船体運動の値を、実運航時の船体運動の値に基づく値となるように変換するための運動特性変換情報を作成する。そして、運動特性情報を運動特性変換情報に基づいて変換した情報を導出し、この変換した情報に基づいて、想定航路における船体運動指標を推定するようにしているので、実運航による計測データが増えて運動特性変換情報が多くなるほど、船体運動指標の推定精度を向上させることが可能になる。【００３７】
上記第１、第２態様に係る船舶の運航支援プログラムにおいて、前記想定航路が複数存在し、前記評価指標推定機能は、複数の前記想定航路の各々に対して評価指標を推定し、前記コンピュータに、さらに、前記評価指標推定機能で推定される各々の前記想定航路の評価指標に基づいて、前記複数の想定航路の中から所定条件を満足する最適航路を選定する最適航路選定機能を、実現させるようにしてもよい。【００３８】
この構成によれば、各想定航路の評価指標の推定精度を向上できるので、評価指標に関する条件を含む所定条件を満足する最適航路の選定精度も向上する。【００３９】
前記想定航路が複数存在し、前記評価指標推定機能は、複数の前記想定航路の各々に対して評価指標を推定し、前記船体運動推定機能は、複数の前記想定航路の各々に対して船体運動指標を推定し、前記コンピュータに、さらに、前記評価指標推定機能で推定される各々の前記想定航路の評価指標と前記船体運動推定機能で推定される各々の前記想定航路の船体運動指標とに基づいて、前記複数の想定航路の中から所定条件を満足する最適航路を選定する最適航路選定機能を、実現させるようにしてもよい。【００４０】
この構成によれば、各想定航路の評価指標及び船体運動指標の推定精度を向上できるので、評価指標及び船体運動指標に関する条件を含む所定条件を満足する最適航路の選定精度も向上する。【００４１】
また、第３態様に係る船舶の運航支援プログラムは、コンピュータに、船舶の複数の各々の海象条件における船体運動の値を導出することができる不規則波中の運動特性情報を運動特性記憶媒体に記憶する運動特性保持機能と、前記船舶の実運航時に計測された船体運動の値と、前記実運航時の海象データとに基づいて、前記運動特性情報に基づく前記実運航時の海象データと対応する海象条件における船体運動の値が、前記実運航時の船体運動の値に基づく値となるように前記運動特性情報を変更する運動特性変更機能と、想定航路における海象予報と、前記運動特性変更機能で変更された後の前記運動特性情報とに基づいて、前記想定航路を前記船舶が航行するときに生じる船体運動に関する船体運動指標を推定する船体運動推定機能と、を実現させるためのものである。【００４２】
この構成によれば、運動特性情報から導出される、実運航時の海象データと対応する海象条件における船体運動の値が、実運航時の船体運動の値に基づく値となるように運動特性情報を変更する。そして、変更後の運動特性情報に基づいて、想定航路における船体運動指標を推定するようにしているので、運動特性情報が変更されるほど、船体運動指標の推定精度を向上させることが可能になる。【００４３】
また、第４態様に係る船舶の運航支援プログラムは、コンピュータに、船舶の複数の各々の海象条件における船体運動の値を導出することができる不規則波中の運動特性情報を運動特性記憶媒体に記憶する運動特性保持機能と、前記船舶の実運航時に計測された船体運動の値と、前記実運航時の海象データとに基づいて、前記運動特性情報に基づく前記実運航時の海象データと対応する海象条件における船体運動の値を、前記実運航時の船体運動の値に基づく値となるように変換するための運動特性変換情報を作成して運動特性変換情報記憶媒体に記憶する運動特性変換情報作成機能と、前記運動特性情報を前記運動特性変換情報に基づいて変換した情報を導出し、この変換した情報と想定航路における海象予報とに基づいて、前記想定航路を前記船舶が航行するときに生じる船体運動に関する船体運動指標を推定する船体運動推定機能と、を実現させるためのものである。【００４４】
この構成によれば、運動特性情報に基づく実運航時の海象データと対応する海象条件における船体運動の値を、実運航時の船体運動の値に基づく値となるように変換するための運動特性変換情報を作成する。そして、運動特性情報を運動特性変換情報に基づいて変換した情報を導出し、この変換した情報に基づいて、想定航路における船体運動指標を推定するようにしているので、実運航による計測データが増えて運動特性変換情報が多くなるほど、船体運動指標の推定精度を向上させることが可能になる。【００４５】
上記第３、第４態様に係る船舶の運航支援プログラムにおいて、前記想定航路が複数存在し、前記船体運動推定機能は、複数の前記想定航路の各々に対して船体運動指標を推定し、前記コンピュータに、さらに、前記船体運動推定機能で推定される各々の前記想定航路の船体運動指標に基づいて、前記複数の想定航路の中から所定条件を満足する最適航路を選定する最適航路選定機能を、実現させるようにしてもよい。【００４６】
この構成によれば、各想定航路の船体運動指標の推定精度を向上できるので、船体運動指標に関する条件を含む所定条件を満足する最適航路の選定精度も向上する。【００４７】
上記の船舶の運航支援装置及び運航支援プログラムにおいて、不規則波中の抵抗増加特性情報は、例えば、理論計算や水槽試験に基づいて予め求められている船舶の規則波中の抵抗増加特性情報と、当該船舶が航行する可能性のある海域において想定される波スペクトラムとに基づいて作成され、複数の各々の海象条件における波による抵抗増加の値が示された不規則波中の抵抗増加特性データであってもよいし、当該不規則波中の抵抗増加特性データが関数に変換された不規則波中の抵抗増加特性関数であってもよい。また、不規則波中の抵抗増加特性情報は、ＣＦＤ（computational fluid dynamics）計算等によって作成されてあってもよい。【００４８】
また、上記の船舶の運航支援装置及び運航支援プログラムにおいて、不規則波中の運動特性情報は、例えば、理論計算や水槽試験に基づいて予め求められている船舶の規則波中の運動特性情報と、当該船舶が航行する可能性のある海域において想定される波スペクトラムとに基づいて作成され、複数の各々の海象条件における船体運動の値が示された不規則波中の運動特性データであってもよいし、当該不規則波中の運動特性データが関数に変換された不規則波中の運動特性関数であってもよい。また、不規則波中の運動特性情報は、ＣＦＤ計算等によって作成されてあってもよい。【００４９】
また、上記の船舶の運航支援装置及び運航支援プログラムにおいて、抵抗増加特性情報を変更する際に用いられる実運航時の波による抵抗増加の値に基づく値は、例えば、実運航時の波による抵抗増加の値そのものでもよいし、変更前の波による抵抗増加の値と実運航時の波による抵抗増加の値との相加平均値、または、変更前の波による抵抗増加の値と実運航時の波による抵抗増加の値との加重平均値であってもよい。また、実運航時の波による抵抗増加の値に基づく値は、上述の相加平均値または加重平均値等に限らず、変更前の波による抵抗増加の値と実運航時の波による抵抗増加の値との誤差が平滑化処理された値としてもよい。また、不規則波中の運動特性情報も変更する場合には、変更後の不規則波中の運動特性情報が反映されるようにして、不規則波中の抵抗増加特性情報を変更するようにしてもよい。【００５０】
また、上記の船舶の運航支援装置及び運航支援プログラムにおいて、運動特性情報を変更する際に用いられる実運航時の船体運動の値に基づく値は、例えば、実運航時の船体運動の値そのものでもよいし、変更前の船体運動の値と実運航時の船体運動の値との相加平均値、または、変更前の船体運動の値と実運航時の船体運動の値との加重平均値であってもよい。また、実運航時の船体運動の値に基づく値は、上述の相加平均値または加重平均値等に限らず、変更前の船体運動の値と実運航時の船体運動の値との誤差が平滑化処理された値としてもよい。
【発明の効果】
【００５１】
本発明は、以上に説明した構成を有し、想定航路における評価指標及び／または船体運動指標の推定精度の向上を図ることができる船舶の運航支援装置及び運航支援プログラムを提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る船舶の運航支援装置を含むシステムの概略構成図である。
【図２】図２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、それぞれ運航支援装置の動作の一例の概略を示すフローチャートである。
【図３】図３（Ａ）は、規則波中の運動特性情報の一例を示す図であり、図３（Ｂ）は、波スペクトラムの一例を示す図であり、図３（Ｃ）は、不規則波中の運動特性データの一例を表データとして示した図であり、図３（Ｄ）は、不規則波中の運動特性データの一例を曲面データとして示した図である。
【図４】図４は、船速低下率の算出方法の説明に用いる基準速力馬力曲線を示すグラフである。
【図５】図５は、馬力増加率の算出方法の説明に用いる基準速力馬力曲線を示すグラフである。
【図６】図６は、船体抵抗増加率の算出方法の説明に用いる基準速力抵抗曲線を示すグラフである。
【図７】図７は、船速低下率の規格化について説明するための図である。
【図８】図８は、馬力増加率の規格化について説明するための図である。
【図９】図９は、船体抵抗増加率の規格化について説明するための図である。
【図１０】図１０は、実績速力馬力曲線の作成方法を説明するための図である。
【図１１】図１１は、仮定した海気象中における船舶性能を求める方法を説明するための図である。
【図１２】図１２は、波スペクトラムの特性情報について説明するための図である。
【図１３】図１３（Ａ）〜図１３（Ｄ）は、それぞれ、代表波高及び代表波周期が同一で、特性情報が異なる波スペクトラムの一例を示す図である。
【図１４】図１４は、本実施形態の変形例の船舶の運航支援装置を含むシステムの概略構成図である。
【図１５】図１５（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、それぞれ変形例の運航支援装置の動作の一例の概略を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００５３】
以下、好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されない。
【００５４】
（実施形態）
図１は、本発明の一実施形態に係る船舶の運航支援装置を含むシステムの概略構成図である。
【００５５】
この船舶の運航支援装置１は、複数の船舶を支援対象とすることができるが、各々の船舶に対しての支援処理は同様であるので、ここでは、支援対象が１つの船舶３であるものとして説明する。
【００５６】
運航支援装置１は、陸上に設けられ、陸側通信装置１１、処理装置１２、入力装置２１、表示装置２２及び各記憶媒体Ｍ１〜Ｍ６を備えている。各記憶媒体Ｍ１〜Ｍ６は、別々の記憶装置で構成されていてもよいし、複数の記憶媒体が１つの記憶装置で構成されていてもよい。
【００５７】
処理装置１２は、ＣＰＵ等の演算部とＲＯＭ及びＲＡＭなどの記憶媒体等を有するコンピュータであり、ＣＰＵが記憶媒体に予め記憶されている所定のプログラム（船舶の運航支援プログラム等）を実行することにより運航支援装置１の各部の動作を制御する。この処理装置１２は、ＣＰＵが船舶の運航支援プログラムを実行することにより、運動特性保持部を兼ねる運動特性作成部１３、運動特性変更部１４、抵抗増加特性保持部を兼ねる抵抗増加特性作成部１５、抵抗増加特性変更部１６、船体運動推定部１７、燃料消費量推定部（評価指標推定部）１８、最適航路選定部１９等として機能する。
【００５８】
入力装置２１は、マウスやキーボード等によって構成され、ユーザの操作による入力を受け付ける手段である。入力装置２１は、ユーザの操作による入力情報を処理装置１２へ出力する。
【００５９】
表示装置２２は、液晶ディスプレイなどの表示装置で構成され、処理装置１２から与えられる表示データに応じた情報を画面に表示する。
【００６０】
陸側通信装置１１は、インターネット４に接続されている。処理装置１２は、陸側通信装置１１を制御してインターネット４を介して外部機関５から海象気象情報を取得し、記憶媒体Ｍ２に格納する。外部機関５は、気象庁やＮＯＡＡ（National Oceanic and Atmospheric Administration）等であり、１つに限られない。
【００６１】
また、陸側通信装置１１は、通信衛星２を介して船舶３の船側通信装置３１と相互に通信可能である。
【００６２】
船舶３には、船側通信装置３１、コンピュータからなる処理装置３２、記憶装置３３、表示装置３４及び計測システム３５が設けられている。記憶装置３３には、海図データや航海計画データ等が予め格納されている。
【００６３】
計測システム３５は、船舶３の位置情報（緯度及び経度）、時刻、船速等を計測できる各種計測機器等からなり、これらで計測されたデータである航海実測データは、処理装置３２へ入力される。処理装置３２は、航海実測データを記憶装置３３に格納するとともに、船側通信装置３１へ出力する。船側通信装置３１は、航海実測データを通信衛星２を介して陸側通信装置１１へ送信する。
【００６４】
陸側通信装置１１へ送信された航海実測データは、処理装置１２によって記憶媒体Ｍ３に格納される。この航海実測データの詳細は後述する。
【００６５】
次に、運航支援装置１の詳細について説明する。
【００６６】
記憶媒体Ｍ１には、支援対象とする船舶３の要目、水槽試験データ等の個船性能データが予め記憶されている。この個船性能データには、理論計算や水槽試験から求められた船舶３の規則波中の抵抗増加特性情報及び運動特性情報と、風圧抵抗係数情報と、船舶の平水中特性情報（推進効率等）等が含まれる。
【００６７】
また、記憶媒体Ｍ２には、外部機関５から取得される海象気象予報の情報が記憶される。また、船舶３が航行する可能性のある海域において想定される海面状態即ち不規則波に対応する波スペクトラムに関する情報も記憶される。
【００６８】
また、記憶媒体Ｍ３には、船舶３から送信された前述の航海実測データが記憶される。この航海実測データは、例えば所定時間間隔で計測及び送信されてきた時系列データであり、船舶３の位置情報、時刻、船速、馬力、所定時間当たりの燃料消費量、プロペラ回転数、針路、船首方位、船体運動（ピッチング、ローリング、ヒービング等）の値、喫水、排水量、航海中に遭遇した実際の海象及び気象データ等が含まれる。実際の海象及び気象データには、波向角（船体に対する波の入射角）、波周期（波長）、波高、風向、風速等が含まれる。
【００６９】
また、記憶媒体Ｍ４には、記憶媒体Ｍ１〜Ｍ３に記憶されているデータ以外で、運航支援プログラムを実行する上で必要となるデータ（例えば海図データ等）が全て記憶されている。また、記憶媒体Ｍ５（運動特性記憶媒体）及び記憶媒体Ｍ６（抵抗増加特性記憶媒体）には、船舶の運航支援プログラムを実行した際に作成されるデータが記憶される。
【００７０】
〔運航支援装置の動作〕
図２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、それぞれ運航支援装置１の動作の一例の概略を示すフローチャートである。これらの動作は、処理装置１２が船舶の運航支援プログラムを実行することによって実現される。
【００７１】
図２（Ａ）に示す動作は、例えば、ユーザが入力装置２１を操作して、船舶指定指示（支援対象とする船舶を指定する指示）と、不規則波中の特性データ作成指示とが処理装置１２へ入力されることにより実施される。なお、ステップＳ１１とステップＳ１２とは順序が逆になってもよい。
【００７２】
ステップＳ１１は、処理装置１２が運動特性作成部１３として機能するときの処理である。このステップＳ１１では、記憶媒体Ｍ１に記憶されている船舶３の規則波中の運動特性情報（船体応答関数）と、記憶媒体Ｍ２に記憶されている波スペクトラムを表す関数とに基づいて、複数の各々の海象条件における船体運動の値が示された不規則波中の運動特性データを作成し、記憶媒体Ｍ５に記憶する。
【００７３】
次に、ステップＳ１２は、処理装置１２が抵抗増加特性作成部１５として機能するときの処理である。このステップＳ１２では、記憶媒体Ｍ１に記憶されている船舶３の規則波中の抵抗増加特性情報（抵抗増加特性関数）と、記憶媒体Ｍ２に記憶されている波スペクトラムとに基づいて、複数の各々の海象条件における波による抵抗増加の値が示された不規則波中の抵抗増加特性データを作成し、記憶媒体Ｍ６に記憶する。
【００７４】
ここで、ステップＳ１１について、図３（Ａ）〜（Ｄ）を参照して具体的に説明する。図３（Ａ）は、規則波中の運動特性情報の一例を示す図であり、図３（Ｂ）は、波スペクトラムの一例を示す図であり、図３（Ｃ）は、不規則波中の運動特性データの一例を表データとして示した図であり、図３（Ｄ）は、不規則波中の運動特性データの一例を曲面データとして示した図である。
【００７５】
本実施形態では、船舶３の船体運動として、ピッチング（縦揺れ）、ローリング（横揺れ）、ヒービング（上下揺れ）を考慮する。まず、ピッチングの場合について説明する。
【００７６】
図３（Ａ）において、縦軸は船舶３の規則波中のピッチング振幅を示し、横軸Ｔは波周期を示す。θ（θ１，θ２，θ３，・・・）は波向角を示し、ここでは、３つの波向角θ１，θ２，θ３のそれぞれの場合の波周期に対するピッチング振幅の特性（規則波中のピッチング応答関数）が示されている。
【００７７】
また、図３（Ｂ）において、横軸Ｔは波周期を示し、Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３は、それぞれ代表波周期がＴ１，Ｔ２，Ｔ３であり、代表波高Ｈが同一のＨ１である場合の波スペクトラムを示している。波スペクトラムＷ１，Ｗ２，Ｗ３は、それぞれ代表波周期Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３及び代表波高Ｈ（＝Ｈ１）が与えられ、所定の分布状態に基づいて算出されている。
【００７８】
また、図３（Ｃ）において、テーブルＰｔ１は、代表波高ＨがＨ１の波スペクトラム（Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３）の場合の不規則波中のピッチングの値によって構成されている。また、テーブルＰｔ２は、代表波高ＨがＨ２の波スペクトラム（不図示）の場合の不規則波中のピッチングの値によって構成され、テーブルＰｔ３は、代表波高ＨがＨ３の波スペクトラム（不図示）の場合の不規則波中のピッチングの値によって構成される。これらのテーブルＰｔ１〜Ｐｔ３等によって、波高、波周期及び波向角のそれぞれの海象条件におけるピッチングの値からなる不規則波中のピッチング特性データ（ピッチングに関する不規則波中の運動特性データ）が構成される。
【００７９】
ステップＳ１１において、代表波高ＨがＨ１の波スペクトラム（Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３）の場合のテーブルＰｔ１は、例えば、図３（Ａ）の波向角θ１，θ２，θ３，・・・のそれぞれのピッチング応答関数と、図３（Ｂ）の代表波高ＨがＨ１の波スペクトラムＷ１，Ｗ２，Ｗ３，・・・の関数（近似関数）とを用いて作成される。
【００８０】
例えば、テーブルＰｔ１のデータＰｉｊ（ｉ，ｊは、１，２，３，・・・）は、波向角θｉのピッチング応答関数と波スペクトラムＷｊの関数とを用いて求められる期待値である。例えば、テーブルＰｔ１のデータＰ１１は、波向角θ１のピッチング応答関数と波スペクトラムＷ１の関数とを用いて求められ、データＰ１２は、波向角θ１のピッチング応答関数と波スペクトラムＷ２の関数とを用いて求められる。
【００８１】
このように公知の方法によって、規則波中の船体応答関数（例えば、上記ピッチング応答関数）と、波スペクトラムを表す関数とを用いて、不規則波中の船体応答のエネルギースペクトル計算を行い、船体応答のパラメータ（例えばテーブルＰｔ１のデータＰｉｊ）を求めることができる。
【００８２】
また、テーブルＰｔ２は、代表波高ＨがＨ２の複数の波スペクトラムの関数を準備しておいて、テーブルＰｔ１の場合と同様にして、波向角θｉのピッチング応答関数と複数の波スペクトラムの関数とを用いて求められる。テーブルＰｔ３は、代表波高ＨがＨ３の複数の波スペクトラムの関数を準備しておいて、テーブルＰｔ１の場合と同様にして、波向角θｉのピッチング応答関数と複数の波スペクトラムの関数とを用いて求められる。
【００８３】
さらに、本実施形態では、上記のテーブルＰｔ１〜Ｐｔ３等からなる不規則波中のピッチング特性データを、船速ごとに、かつ、喫水または排水量ごとに、作成する。よって、図３（Ａ）のような規則波中のピッチング特性情報が、船速ごとに、かつ、喫水または排水量ごとに対応して記憶媒体Ｍ１に記憶されている。
【００８４】
なお、図３（Ｄ）は、図３（Ｃ）の１つのテーブルＰｔ１のデータを、適宜、データ間の補間処理を行って作成した曲面データを示したものである。他のテーブルＰｔ２，Ｐｔ３のデータも同様にして曲面データにすることができる。ステップＳ１１で作成する不規則波中のピッチング特性データは、図３（Ｃ）のような表データとして作成してもよいし、図３（Ｄ）のような曲面データとして作成してもよい。
【００８５】
船舶３の規則波中のローリング振幅及びヒービング振幅についても、ピッチング振幅の場合と同様、波向角θ１，θ２，θ３，・・・ごとに、波周期Ｔに対して、図３（Ａ）のようなグラフ（但し、山形のグラフとは限らない）で示す特性を有している。これら規則波中のローリング特性情報及びヒービング特性情報も、船速ごとに、かつ、喫水または排水量ごとに対応して記憶媒体Ｍ１に記憶されている。そして、ローリング及びヒービングの場合についても、上記のピッチングの場合と同様にして、船速ごとに、かつ、喫水または排水量ごとに、不規則波中のローリング特性データ及びヒービング特性データを作成する。これらのデータも表データとして作成してもよいし、曲面データとして作成してもよい。
【００８６】
次に、ステップＳ１２の船舶３の不規則波中の抵抗増加特性データを作成する場合について説明する。
【００８７】
記憶媒体Ｍ１に記憶されている船舶３の規則波中の抵抗増加特性情報は、前述のピッチング振幅の場合と同様、波向角θ１，θ２，θ３，・・・ごとに、波周期Ｔに対して、図３（Ａ）のようなグラフ（但し、山形のグラフとは限らない）で示す特性を有している。この場合も、前述のピッチングの場合と同様にして、船速ごとに、かつ、喫水または排水量ごとに、不規則波中の抵抗増加特性データを作成する。このデータも表データとして作成してもよいし、曲面データとして作成してもよい。
【００８８】
なお、ステップＳ１１，Ｓ１２における不規則波中の運動特性データ及び抵抗増加特性データの作成方法は、上記の例に限らず、ＣＦＤ（computational fluid dynamics）計算等によって作成するようにしてもよい。
【００８９】
また、上述のように曲面データとして作成される不規則波中の運動特性データ及び抵抗増加特性データを、それぞれ曲面の関数とみなし、それぞれ曲面の関数からなる不規則波中の運動特性関数及び抵抗増加特性関数を作成するようにしてもよい。
【００９０】
すなわち、不規則波中の運動特性情報及び抵抗増加特性情報は、不規則波中の運動特性データ及び抵抗増加特性データであってもよいし、不規則波中の運動特性関数及び抵抗増加特性関数であってもよい。不規則波中の運動特性情報は、公知の方法により作成することができ、船舶の複数の各々の海象条件における船体運動の値を導出することができる情報である。また、不規則波中の抵抗増加特性情報は、公知の方法により作成することができ、船舶の複数の各々の海象条件における抵抗増加の値を導出することができる情報である。
【００９１】
上記のように、本実施形態では、処理装置１２が運動特性保持部を兼ねる運動特性作成部１３として機能するよう構成されている。この運動特性作成部１３は、船舶の規則波中の運動特性情報と、船舶が航行する可能性のある海域において想定される波スペクトラムとに基づいて、不規則波中の運動特性情報を作成する運動特性作成部（主機能部）と、この主機能部で作成されて主機能部から与えられる所与の不規則波中の運動特性情報を記憶媒体Ｍ５に記憶する運動特性保持部とを有している。ここで、処理装置１２は、運動特性作成部１３の主機能部を持たずに、運動特性保持部として機能するよう構成されていてもよい。この場合、処理装置１２は、運航支援装置１以外の別の装置で作成された不規則波中の運動特性情報を取得し、この所与の不規則波中の運動特性情報を記憶媒体Ｍ５に記憶する運動特性保持部として機能する。
【００９２】
また、本実施形態では、処理装置１２が抵抗増加特性保持部を兼ねる抵抗増加特性作成部１５として機能するよう構成されている。この抵抗増加特性作成部１５は、船舶の規則波中の抵抗増加特性情報と、船舶が航行する可能性のある海域において想定される波スペクトラムとに基づいて、不規則波中の抵抗増加特性情報を作成する抵抗増加特性作成部（主機能部）と、この主機能部で作成されて主機能部から与えられる所与の不規則波中の抵抗増加特性情報を記憶媒体Ｍ６に記憶する抵抗増加特性保持部とを有している。ここで、処理装置１２は、抵抗増加特性作成部１５の主機能部を持たずに、抵抗増加特性保持部として機能するよう構成されていてもよい。この場合、処理装置１２は、運航支援装置１以外の別の装置で作成された不規則波中の抵抗増加特性情報を取得し、この所与の不規則波中の抵抗増加特性情報を記憶媒体Ｍ６に記憶する抵抗増加特性保持部として機能する。
【００９３】
次に、図２（Ｂ）に示す動作は、例えば、ユーザが入力装置２１を操作して、船舶指定指示と、特性データ変更（更新）指示とが処理装置１２へ入力されることにより実施される。この図２（Ｂ）に示す動作は、通常、船舶３が何回か運航して航海実測データが記憶媒体Ｍ３に蓄積された後に行われる。なお、ステップＳ２１とステップＳ２２とは順序が逆になってもよい。
【００９４】
ステップＳ２１は、処理装置１２が運動特性変更部１４として機能するときの処理である。このステップＳ２１では、記憶媒体Ｍ３に記憶されている船舶３の航海実測データのうちの海象データと船体運動（ピッチング、ローリング及びヒービング）の値等に基づいて、記憶媒体Ｍ５に記憶されている不規則波中の運動特性データを変更（修正）する。
【００９５】
例えば、不規則波中の運動特性データのうち、ピッチング特性データについては、航海実測データの同時刻ｔｍ（ｍ＝１，２，３，・・・，ｎ）における海象データ（波向角、波周期、波高）と、船速と、喫水または排水量とが一致するところのピッチングの値（変更対象値）を、航海実測データの同時刻ｔｍにおけるピッチングの値に基づく値（変更値）に変更する。この変更値は、航海実測データのピッチングの値そのものでもよいし、同ピッチングの値と変更対象値（変更前の値）との相加平均値または所定の重みを付与した加重平均値としてもよい。
【００９６】
ここで、変更値として相加平均値または加重平均値を用いれば、変更前と変更後の値の大きな変化が抑えられ、例えば、航海実測データのピッチングの値が異常な値であった場合に変更後の値の異常性を低減できる。なお、上述の変更値は、相加平均値または加重平均値等に限らず、変更対象値と航海実測データのピッチングの値との誤差が平滑化処理された値としてもよい。この場合のステップＳ２１の変更処理は、例えば、過去の同変更処理で未使用の航海実測データを用いて行い、例えばｎ個の時刻についての未使用の航海実測データが存在すれば、各々の未使用の航海実測データと、これらと対応する各々の変更対象値（変更前の値）とを用いて変更値を算出するようにしてもよい。または、ステップＳ２１の変更処理を行うたびに、それまでに取得した全ての航海実測データと、初期の変更対象値（ステップＳ１１で記憶されたデータ）とを用いて変更値を算出するようにしてもよい。
【００９７】
また、ローリング特性データ、ヒービング特性データのそれぞれについても、上述のピッチング特性データの場合と同様にして、航海実測データのローリングの値に基づく値、航海実測データのヒービングの値に基づく値に変更する。
【００９８】
次に、ステップＳ２２は、処理装置１２が抵抗増加特性変更部１６として機能するときの処理である。このステップＳ２２では、実運航時に計測されたある時刻ｔｍ（ｍ＝１，２，３，・・・，ｎ）における船体抵抗に関わるデータに基づいて実運航時の波による抵抗増加の値を算出し、この実運航時の波による抵抗増加の値と、航海実測データのうちの同時刻ｔｍにおける海象データとに基づいて、記憶媒体Ｍ６に記憶されている不規則波中の抵抗増加特性データを変更（修正）する。
【００９９】
ここで、よく知られていることではあるが、波による抵抗増加の値と、船体抵抗に関わるデータとの関係について簡単に説明しておく。
【０１００】
例えば、ある船速で、かつ、ある喫水または排水量における船体抵抗（全抵抗）は、理論計算や水槽試験等によって導出された平水中抵抗と、実運航時の波による抵抗増加と、実運航時の風圧抵抗等の合計と考える。ここで、平水中抵抗は経年汚損による影響を考慮してもよい。平水中抵抗は、個船性能データの１つとして記憶媒体Ｍ１に記憶されている。風圧抵抗等は、船舶３の針路もしくは船首方位、気象データ、及び風圧抵抗係数情報等に基づいて算出できる。また、船体抵抗は、主機出力と船速とプロペラ回転数とを用いて算出できる。なお、主機出力は、例えば、所定時間当たりの燃料消費量から所定の特性曲線に基づいて算出できる。よって、実運航時の波による抵抗増加の値は、船体抵抗に関わるデータ、すなわち、実運航時の主機出力に関するデータ（例えば、所定時間当たりの燃料消費量）と、船速と、プロペラ回転数と、針路もしくは船首方位などに基づいて、算出することができる。
【０１０１】
このように、ステップＳ２２では、実運航時に計測されたある時刻ｔｍにおける船体抵抗に関わるデータに基づいて、時刻ｔｍにおける実運航時の波による抵抗増加の値を算出する。そして、記憶媒体Ｍ６に記憶されている不規則波中の抵抗増加特性データのうちの、航海実測データの同時刻ｔｍにおける海象データ（波向角、波周期、波高）と、船速と、喫水または排水量とが一致するところの抵抗増加の値（変更対象値）を、時刻ｔｍにおける実運航時の波による抵抗増加の値に基づく値（変更値）に変更する。この変更値は、実運航時の波による抵抗増加の値そのものでもよいし、実運航時の波による抵抗増加の値と変更対象値（変更前の値）との相加平均値または所定の重みを付与した加重平均値としてもよい。
【０１０２】
ここで、変更値として相加平均値または加重平均値を用いれば、変更前と変更後の値の大きな変化が抑えられ、例えば、実運航時の波による抵抗増加の値が異常な値であった場合に変更後の値の異常性を低減できる。なお、上述の変更値は、相加平均値または加重平均値等に限らず、変更対象値と実運航時の波による抵抗増加の値との誤差が平滑化処理された値としてもよい。この場合のステップＳ２２の変更処理は、例えば、過去の同変更処理で未使用の航海実測データを用いて行い、例えばｎ個の時刻についての未使用の航海実測データが存在すれば、各々の未使用の航海実測データから得られた実運航時の波による抵抗増加の値と、これらと対応する各々の変更対象値（変更前の値）とを用いて変更値を算出するようにしてもよい。または、ステップＳ２２の変更処理を行うたびに、それまでに取得した全ての航海実測データから得られる実運航時の波による抵抗増加の値と、初期の変更対象値（ステップＳ１２で記憶されたデータ）とを用いて変更値を算出するようにしてもよい。
【０１０３】
上記の図２（Ｂ）の動作（ステップＳ２１、Ｓ２２）が繰り返されて、記憶媒体Ｍ５，Ｍ６に記憶されている不規則波中の運動特性データ及び抵抗増加特性データの多くの値が変更されるほど、実際の運動特性及び抵抗増加特性により近づけることができる。
【０１０４】
なお、本実施形態のステップＳ２１、Ｓ２２では、実運航時の海象データとして、船舶３に搭載された計測機器（計測システム３５の一部）で計測された計測値を用いたが、外部機関５から取得した実績値あるいは予報値（過去の予報値）を用いるようにしてもよい。
【０１０５】
なお、不規則波中の運動特性情報及び抵抗増加特性情報が、曲面の関数からなる不規則波中の運動特性関数及び抵抗増加特性関数である場合には、ステップＳ２１，Ｓ２２では、上記の運動特性関数及び抵抗増加特性関数を変更することになる。
【０１０６】
また、ステップＳ２２において、ステップＳ２１によって変更された不規則波中の運動特性情報が反映されるようにして、不規則波中の抵抗増加特性情報を変更するようにしてもよい。
【０１０７】
次に、図２（Ｃ）に示す動作は、例えば、ユーザが入力装置２１を操作して、船舶指定指示と、最適航路探索指示とが処理装置１２へ入力されることにより実施される。最適航路探索指示には、出発地及び目的地と、最適航路選定条件（所定条件）とを含む。この図２（Ｃ）に示す動作は、通常、船舶３が航海に出る前に行われるが、航海中に行われてもよい。なお、ステップＳ３１とステップＳ３２とは順序が逆になってもよい。
【０１０８】
ステップＳ３１は、処理装置１２が船体運動推定部１７として機能するときの処理である。このステップＳ３１では、複数の各々の想定航路における海象予報と、記憶媒体Ｍ５に記憶されている運動特性データとに基づいて、各々の想定航路を船舶３が航行するときに生じる船体運動を推定する。ここで、前述のステップＳ２１によって記憶媒体Ｍ５に記憶されている運動特性データの多くの値が変更されているほど、船体運動をより精度よく推定することができる。なお、海象予報は、気象予報とともに、外部機関５から取得されて、記憶媒体Ｍ２に記憶されている。また、複数の各想定航路は、出発地から目的地までの航路であり、予め記憶媒体Ｍ４に記憶されている。
【０１０９】
このステップＳ３１では、例えば、各々の想定航路について、想定航路を複数の区間に分割し、各区間（その区間の始点、終点または中間点）において、各区間における海象予報（波向、波周期、波高）と、予定船速と、予定喫水または排水量とに基づいて、それらの条件と対応する船体運動の値を記憶媒体Ｍ５内の運動特性データの中から選択することにより、各区間における船体運動の値を推定する。ここで、予定船速は、入力装置２１から予め入力された船速でもよいし、航海予定時間から算出される船速でもよい。また、予定喫水または排水量は、入力装置２１から予め入力された値でもよいし、積荷データ等から算出される値でもよい。
【０１１０】
次に、ステップＳ３２は、処理装置１２が燃料消費量推定部１８として機能するときの処理である。このステップＳ３２では、複数の各々の想定航路における海象予報と、記憶媒体Ｍ６に記憶されている抵抗増加特性データとに基づいて、各々の想定航路を船舶３が航行するときに必要となる燃料消費量（総量）を推定する。ここで、前述のステップＳ２２によって記憶媒体Ｍ６に記憶されている抵抗増加特性データの多くの値が変更されているほど、燃料消費量をより精度よく推定することができる。
【０１１１】
このステップＳ３２では、例えば、各々の想定航路について、前述のように分割した各区間（その区間の始点、終点または中間点）において、各区間における海象予報（波向、波周期、波高）と、予定船速と、予定喫水または排水量とに基づいて、それらの条件と対応する波による抵抗増加の値を記憶媒体Ｍ６内の抵抗増加特性データの中から選択する。この選択した波による抵抗増加の値を用いて、船体抵抗及び主機出力を推定し、さらに、各区間における燃料消費量を推定する。そして、各区間における燃料消費量を合計することにより想定航路における燃料消費量（総量）を推定する。なお、船体抵抗を推定する際、船体抵抗のうちの風圧抵抗を推定する場合には、気象予報が用いられる。
【０１１２】
次に、ステップＳ３３は、処理装置１２が最適航路選定部１９として機能するときの処理である。このステップＳ３３では、複数の想定航路の中から、最適航路選定条件に基づいて、１つの航路を選択し、その航路を最適航路に決める。この最適航路は、表示装置２２に表示される。また、最適航路のデータは、処理装置１２が陸側通信装置１１によって船舶３へ送信し、船舶３内の表示装置３４で最適航路を表示することができる。
【０１１３】
また、本実施形態では、ユーザが入力装置２１を操作して、複数の想定航路の中から任意の想定航路を指定することができ、想定航路が指定されると、処理装置１２は、指定された想定航路において推定された船体運動及び燃料消費量を表示装置２２に表示させる。
【０１１４】
上記のステップＳ３１〜Ｓ３３を行う船体運動推定部１７、燃料消費量推定部１８及び最適航路選定部１９によって最適航路探索部２０が構成される。
【０１１５】
なお、最適航路選定条件としては、例えば、航路全体において船体運動の値が所定のしきい値以下となる想定航路のうち、燃料消費量が最も少ないことを条件としてもよい。この場合、船体運動の上記しきい値は、ピッチング、ローリング、ヒービングのそれぞれについて決められていてもよい。
【０１１６】
また、最適航路選定条件として、燃料消費量が所定量以下となる想定航路のうち、航路全体において各区間で推定された船体運動の値の総和が最小であることを条件としてもよい。その他、航海時間等を選定条件に加えてもよい。
【０１１７】
なお、図２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の各動作を開始させるときに船舶指定指示の入力操作を行うようにしたが、指定可能な船舶（支援対象の船舶）が１つしかない場合には、船舶指定指示を省略できるようにしてもよい。
【０１１８】
また、図２（Ｃ）に示す動作を行わすための最適航路探索指示等の入力操作が入力装置２１に行われたときに、処理装置１２は、図２（Ｂ）に示す動作を行った後、続いて図２（Ｃ）に示す動作を行うようにしてもよい。
【０１１９】
本実施形態では、理論計算や水槽試験に基づいて予め求められている所与の船舶の規則波中の運動特性情報と、想定される波スペクトラムとに基づいて不規則波中の運動特性データを作成し（ステップＳ１１）、この運動特性データのうちの実運航時の海象データと対応するところの値を実運航時の波による船体運動の値に基づく値に変更する（ステップＳ２１）。そして、この変更後の運動特性データ（以下、「変更後の運動特性情報」とも言う）に基づいて、想定航路における船体運動を推定する（ステップＳ３１）ようにしているので、上記変更箇所が増えるほど、船体運動の推定精度を向上させることが可能になる。
【０１２０】
また、理論計算や水槽試験に基づいて予め求められている所与の船舶の規則波中の抵抗増加特性情報と、想定される波スペクトラムとに基づいて不規則波中の抵抗増加特性データを作成し（ステップＳ１２）、この抵抗増加特性データのうちの実運航時の海象データと対応するところの値を実運航時の波による抵抗増加の値に基づく値に変更する（ステップＳ２２）。そして、この変更後の抵抗増加特性データ（以下、「変更後の抵抗増加特性情報」とも言う）に基づいて、想定航路における燃料消費量を推定する（ステップＳ３２）ようにしているので、上記変更箇所が増えるほど、燃料消費量の推定精度を向上させることが可能になる。
【０１２１】
以上のように、各想定航路の燃料消費量及び船体運動の推定精度を向上できるので、最適航路を選定（ステップＳ３３）する際に、その選定精度も向上する。よって、運航コストの削減や、積荷の荷崩れなどに対する安全性の確保への貢献をより期待できる。
【０１２２】
また、ステップＳ２１，Ｓ２２によって不規則波中の運動特性データ及び抵抗増加特性データを実運航時のデータに基づいて変更するようにしているので、不規則波中の運動特性データ及び抵抗増加特性データの正確性を高めることができる。よって、理論計算や水槽試験に基づいて算出される規則波中の運動特性情報及び抵抗増加特性情報についての正確性の要求度合いを低減でき、理論計算や水槽試験の簡素化が可能になる。
【０１２３】
また、本実施形態において、支援対象とする船舶（本船舶）３についてのステップＳ１１，Ｓ１２を行わずに、本船舶３以外で支援対象とする他の船舶について作成され、実運航時のデータに基づいて変更後の不規則波中の運動特性情報及び抵抗増加特性情報（ステップＳ２１，Ｓ２２参照）を、本船舶３について最初に記憶媒体Ｍ５，Ｍ６に記憶する初期の不規則波中の運動特性情報及び抵抗増加特性情報として用いてもよい。また、この場合、複数の他の船舶について作成され実運航時のデータに基づいて変更後の不規則波中の運動特性情報及び抵抗増加特性情報に基づいて、本船舶３についての初期の不規則波中の運動特性情報及び抵抗増加特性情報を作成してもよい。例えば、本船舶３が中型船である場合に、他の大型船と小型船との変更後の不規則波中の運動特性情報及び抵抗増加特性情報を平均化して、本船舶３についての初期の不規則波中の運動特性情報及び抵抗増加特性情報を作成するようにしてもよい。
【０１２４】
また、支援対象の本船舶３についての初期の不規則波中の運動特性情報及び抵抗増加特性情報として用意する各テーブル（図３（Ｃ）参照）には、ステップＳ１１，Ｓ１２での計算を行わずに、予め任意の数値を設定しておいて、ステップＳ２１，Ｓ２２を行うことによって、多数のデータが変更された後で、変更後の各テーブルをステップＳ３１，Ｓ３２の処理に用いるようにすることもできる。
【０１２５】
なお、図２（Ｂ）及び図２（Ｃ）のそれぞれに示す動作は、支援対象の船舶３の航海途中に処理装置１２に行わせることもできる。また、図２（Ｃ）に示す動作を船舶３の航海途中に処理装置１２に行わせる場合には、出発地として、例えば船舶３の現在位置を入力することもできる。また、図２（Ａ）に示す動作は、支援対象の船舶３に関して初めて行われる図２（Ｂ）に示す動作よりも前に行われている。
【０１２６】
なお、本実施形態では、ステップＳ２１において、不規則波中のピッチング特性データ、ローリング特性データ及びヒービング特性データの３つのデータを変更するようにしたが、３つのデータのうちのいずれか１つまたは２つのデータを変更するように構成してもよい。
【０１２７】
また、本実施形態では、船舶３の船体運動として、ピッチング、ローリング、ヒービングを考慮したが、サージング（前後揺れ）、スウェイイング（左右揺れ）、ヨーイング（船首揺れ）のいずれかについても考慮し、この考慮したものを含めてステップＳ１１、Ｓ２１、Ｓ３１を行うようにしてもよい。
【０１２８】
また、ステップＳ２１とステップＳ２２とのいずれか一方の処理のみを行うようにしてもよい。
【０１２９】
また、ステップＳ２２及びステップＳ３２を行わずに、ステップＳ２１及びステップＳ３１の処理を行い、ステップＳ３３での最適航路選定条件として、例えば、航路全体において船体運動の値が最小となる想定航路であることを条件としてもよい。また、ステップＳ２１及びステップＳ３１を行わずに、ステップＳ２２及びステップＳ３２の処理を行い、ステップＳ３３での最適航路選定条件として、例えば、航路全体において燃料消費量が最小となる想定航路であることを条件としてもよい。
【０１３０】
また、本実施形態の運航支援装置１（後述する図１４の運航支援装置１Ａも同様）において、所与の風圧抵抗係数情報（例えば風圧抵抗係数のテーブル）を記憶しておいて、船舶３の実運航時に計測された風に関するデータ（風向、風速、船首方位）を取得し、それらのデータに対応するところの風圧抵抗係数情報を変更（修正）するようにしてもよい。そして、変更後の風圧抵抗係数情報に基づいて複数の各想定航路における燃料消費量（総量）を推定し、この燃料消費量に基づいて最適航路を選定するようにしてもよい。ここで、各想定航路における燃料消費量（総量）の推定（算出）の際に船体抵抗を推定するが、この船体抵抗のうちの風圧抵抗を推定する際に、気象予報等ととともに変更後の風圧抵抗係数情報を用いて風圧抵抗を推定する。
【０１３１】
また、複数の各想定航路において、変更後の風圧抵抗係数情報に基づいて推定される燃料消費量（総量）と、上述の変更後の運動特性情報に基づいて推定される船体運動とに基づいて、最適航路を選定するようにしてもよい。
【０１３２】
また、複数の各想定航路において、変更後の風圧抵抗係数情報と変更後の抵抗増加特性情報とに基づいて推定される燃料消費量（総量）に基づいて、最適航路を選定するようにしてもよい。
【０１３３】
また、複数の各想定航路において、変更後の風圧抵抗係数情報と変更後の抵抗増加特性情報とに基づいて推定される燃料消費量（総量）と、変更後の運動特性情報に基づいて推定される船体運動とに基づいて、最適航路を選定するようにしてもよい。
【０１３４】
また、本実施形態では、最適航路の選定条件に燃料消費量を用い、処理装置１２が評価指標推定部の一例である燃料消費量推定部１８として機能するようにしたが、燃料消費量以外に、馬力、船速、船体抵抗、所要時間などを評価指標として推定する評価指標推定部として機能するようにし、これらを最適航路の選定条件にするようにしてもよい。あるいは、これらについて平水中での航行を基準としたときの増減量、例えば、燃料消費量増加率、馬力増加率、船速低下率、船体抵抗増加率、所要時間増加率などを評価指標として推定する評価指標推定部として機能するようにし、これらを最適航路の選定条件にするようにしてもよい。
【０１３５】
なお、本実施形態において、上記説明では、ステップＳ１１，Ｓ１２における不規則波中の運動特性情報及び抵抗増加特性情報を作成する際、代表波高及び代表波周期によって、１つの波スペクトラム（Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３等）が特定されるものとしたが、代表波高及び代表波周期及び代表波高に加え、波スペクトラムの特性情報（最大値及び集中度等）によって１つの波スペクトラムが特定されるようにしてもよい。図１２は、波スペクトラムの特性情報について説明するための図である。
【０１３６】
図１２では、代表波高ＨがＨ１で、代表波周期がＴ１の場合の波スペクトルを例示して説明する。波スペクトラムの最大値Ｓｐと集中度Ｌのうちの少なくとも一方が異なる複数の波スペクトラムの関数を予め準備しておく。なお、集中度Ｌは、波スペクトラムの値が最大値Ｓｐのｋ倍のｋ・Ｓｐ以上である波周期の範囲の幅を示す。ここで、ｋは、０＜ｋ＜１の所定値であり、例えば０．５としてもよい。
【０１３７】
図１３（Ａ）〜図１３（Ｄ）は、それぞれ、代表波高ＨがＨ１、代表波周期がＴ１で、特性情報が異なる波スペクトラムの一例を示す図である。
【０１３８】
図１３（Ａ）と図１３（Ｂ）は、最大値Ｓｐ１が同一で、集中度（Ｌ１、Ｌ２）が異なる波スペクトラムを示す。図１３（Ｃ）と図１３（Ｄ）は、最大値Ｓｐ２が同一で集中度（Ｌ３、Ｌ４）が異なる波スペクトラムを示す。また、図１３（Ａ）、（Ｂ）の波スペクトラムと、図１３（Ｃ）、（Ｄ）の波スペクトラムとは、最大値（Ｓｐ１、Ｓｐ２）が異なる。
【０１３９】
この図１３（Ａ）〜図１３（Ｄ）の例では、前述の図３（Ｂ）の１つの波スペクトラムＷ１に対して、４つの波スペクトラムが準備されることになる。この場合、同様にして、代表波高及び代表波周期が同一の他の波スペクトラム（例えば、図３（Ｂ）の波スペクトラムＷ２，Ｗ３等）に対しても、それぞれに特性情報の異なる４つの波スペクトラムが準備されることになる。
【０１４０】
そして、この場合も同様にして、不規則波中の運動特性データ及び抵抗増加特性データを作成する。例えば図３（Ｃ）のような不規則波中のピッチングの値によって構成されるテーブルを作成する場合、前述の特性情報を用いない場合には、図３（Ｃ）のテーブルＰｔ１のデータＰ１１は、波向角θ１のピッチング応答関数と波スペクトラムＷ１の関数とを用いて求められているが、図１３（Ａ）〜図１３（Ｄ）の例では、１つの波スペクトラムＷ１に代えて、４つの波スペクトラムが準備されているので、波向角θ１のピッチング応答関数と、これらの４つの各々の波スペクトラムの関数とを用いて、各々の波スペクトラムに対応する４つの不規則波中のピッチングの値が算出されることになる。
【０１４１】
また、波スペクトラムの特性情報として、上述の最大値Ｓｐ及び集中度Ｌに、さらに偏り度合を加えて、より細かく波スペクトラムを設定するようにしてもよい。波スペクトラムの偏り度合は、例えば、図１２におけるＬａとＬｂを用いて、例えば、Ｌａ／Ｌｂで示される。この偏り度合（Ｌａ／Ｌｂ）は、波スペクトラムの値がｋ・Ｓｐ以上である波周期の範囲において、代表波周期Ｔ１未満の範囲の幅Ｌａと、代表波周期Ｔ１以上の範囲の幅Ｌｂとの比の値である。ここでは、ＬａとＬｂの両サイドを特定する波スペクトラムの値（ｋ・Ｓｐ）を、前述の集中度Ｌの範囲を特定する波スペクトラムの値（ｋ・Ｓｐ）と同じ値を用いたが、異なる値を用いるようにしてもよい。
【０１４２】
なお、波スペクトラムの特性情報として、最大値Ｓｐ、集中度Ｌ及び偏り度合Ｌａ／Ｌｂのうちの、いずれか１つを用いるようにしてもよい。
【０１４３】
また、波スペクトラムの特定において波スペクトラムの特性情報を含めない先述の例の場合には、不規則波中の運動特性情報及び抵抗増加特性情報は、海象データ（波向角、波周期、波高）と、船速と、喫水または排水量とをパラメータとしている。
【０１４４】
一方、波スペクトラムの特定において波スペクトラムの特性情報を含める場合には、不規則波中の運動特性情報及び抵抗増加特性情報は、海象データ（波向角、波周期、波高、波スペクトラムの特性情報）と、船速と、喫水または排水量とをパラメータとする。この場合、ステップＳ２１においては、航海実測データと全てのパラメータが一致あるいは略一致（波スペクトラムの特性情報については略一致でもよい）するところの運動特性データを、実運航時に計測された船体運動の値に基づく値に変更し、ステップＳ２２においては、航海実測データと全てのパラメータが一致あるいは略一致（波スペクトラムの特性情報については略一致でもよい）するところの抵抗増加特性データを、実運航時の波による抵抗増加の値に基づく値に変更する。なお、実運航時の波スペクトラムの特性情報は、他の海象データと同様、外部機関５から取得した実績値あるいは予報値（過去の予報値）を用いるようにしてもよい。
【０１４５】
その後のステップＳ３１では、例えば、複数の各々の想定航路の各区間における海象予報（波向、波周期、波高、波スペクトラムの特性情報）と、予定船速と、予定喫水または排水量とに基づいて、それらの条件と対応する船体運動の値を記憶媒体Ｍ５内の運動特性データの中から選択することにより、各区間における船体運動の値を推定し、各々の想定航路を船舶３が航行するときに生じる船体運動を推定する。また、ステップＳ３２では、例えば、複数の各々の想定航路の各区間における海象予報（波向、波周期、波高、波スペクトラムの特性情報）と、予定船速と、予定喫水または排水量とに基づいて、それらの条件と対応する波による抵抗増加の値を記憶媒体Ｍ６内の抵抗増加特性データの中から選択し、この選択した波による抵抗増加の値を用いて、各区間における燃料消費量を推定し、各々の想定航路における燃料消費量（総量）を推定する。
【０１４６】
なお、波スペクトラムの特定において波スペクトラムの特性情報を含めない場合及び含める場合のいずれの場合においても、不規則波中の運動特性情報及び抵抗増加特性情報のパラメータとしては、前述したパラメータに限定されるものではなく、前述したパラメータ以外に他のパラメータを加えるようにしてもよいし、いずれかのパラメータを無くすようにしてもよい。
【０１４７】
〔変形例〕
図１４は、本実施形態の変形例の船舶の運航支援装置を含むシステムの概略構成図である。以下では、図１４に示す変形例の船舶の運航支援装置１Ａにおいて、図１に示す運航支援装置１との相違点を主に説明する。
【０１４８】
図１４に示す運航支援装置１Ａは、図１に示す運航支援装置１に対して、処理装置１２の機能が一部異なるとともに、運動特性変換情報を記憶する記憶媒体Ｍ７と、運動特性変換情報を記憶する記憶媒体Ｍ８とを有している。なお、各記憶媒体Ｍ１〜Ｍ８は、別々の記憶装置で構成されていてもよいし、複数の記憶媒体が１つの記憶装置で構成されていてもよい。
【０１４９】
図１４に示す運航支援装置１Ａの処理装置１２では、図１に示す運航支援装置１の処理装置１２の運動特性変更部１４及び抵抗増加特性変更部１６に代えて、運動特性変換情報作成部１４Ａ及び抵抗増加特性変換情報作成部１６Ａを備えている。そして、船体運動推定部１７Ａは、図１の船体運動推定部１７に後述の変換済み運動特性情報を導出する機能が付加された構成である。また、燃料消費量推定部１８Ａは、図１の燃料消費量推定部１８に後述の変換済み抵抗増加特性情報を導出する機能が付加された構成である。
【０１５０】
図１５（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、それぞれ変形例の運航支援装置１Ａの動作の一例の概略を示すフローチャートである。これらの動作は、運航支援装置１Ａの処理装置１２が船舶の運航支援プログラムを実行することによって実現される。
【０１５１】
図１５（Ａ）に示すステップＳ１１，Ｓ１２は、図２（Ａ）に示すステップＳ１１，Ｓ１２と同じ動作である。これにより、不規則波中の運動特性データが記憶媒体Ｍ５に記憶され、不規則波中の抵抗増加特性データが記憶媒体Ｍ６に記憶される。
【０１５２】
次に、図１５（Ｂ）に示す動作は、例えば、ユーザが入力装置２１を操作して、船舶指定指示と、変換情報作成指示とが処理装置１２へ入力されることにより実施される。この図１５（Ｂ）に示す動作は、通常、船舶３が何回か運航して航海実測データが記憶媒体Ｍ３に蓄積された後に行われる。なお、ステップＳ２１ＡとステップＳ２２Ａとは順序が逆になってもよい。
【０１５３】
ステップＳ２１Ａは、処理装置１２が運動特性変換情報作成部１４Ａとして機能するときの処理であり、運動特性変換情報を作成し、記憶媒体Ｍ７に記憶する。
【０１５４】
ステップＳ２２Ａは、処理装置１２が抵抗増加特性変換情報作成部１６Ａとして機能するときの処理であり、抵抗増加特性変換情報を作成し、記憶媒体Ｍ８に記憶する。
【０１５５】
次に、図１５（Ｃ）に示す動作は、例えば、ユーザが入力装置２１を操作して、船舶指定指示と、最適航路探索指示とが処理装置１２へ入力されることにより実施される。最適航路探索指示には、出発地及び目的地と、最適航路選定条件（所定条件）とを含む。この図１５（Ｃ）に示す動作は、通常、船舶３が航海に出る前に行われる。なお、ステップＳ３１ＡとステップＳ３２Ａとは順序が逆になってもよい。
【０１５６】
ステップＳ３１Ａは、処理装置１２が船体運動推定部１７Ａとして機能するときの処理である。このステップＳ３１Ａでは、記憶媒体Ｍ５に記憶されている運動特性データを、記憶媒体Ｍ７に記憶されている運動特性変換情報に基づいて変換した情報（変換済み運動特性情報）を導出し、この変換済み運動特性情報と、複数の各々の想定航路における海象予報とに基づいて、各々の想定航路を船舶３が航行するときに生じる船体運動を推定する。ここで、前述のステップＳ２１Ａによって記憶媒体Ｍ７に記憶されている運動特性変換情報のデータの値が多いほど、船体運動をより精度よく推定することができる。
【０１５７】
上記の変換済み運動特性情報は、図１に示す運航支援装置１の場合の「変更後の運動特性情報」に相当するものである。よって、船体運動推定部１７Ａは、図１に示す船体運動推定部１７に変換済み運動特性情報を導出する機能が付加されただけのものである。
【０１５８】
そして、運動特性変換情報は、船舶３の実運航時に計測された船体運動の値と、実運航時の海象データとに基づいて、記憶媒体Ｍ５に記憶されている運動特性情報（運動特性データ）に基づく実運航時の海象データと対応する海象条件における船体運動の値（変換対象値）を、実運航時の船体運動の値に基づく値（変換値）となるように変換するための情報である。変換値は、航海実測データの船体運動の値そのものでもよいし、同航海実測データの船体運動の値と変換対象値との相加平均値または所定の重みを付与した加重平均値など、航海実測データの船体運動の値と変換対象値との誤差が平滑化処理された値としてもよい。
【０１５９】
ここで、変換値を、航海実測データの船体運動の値そのものとする場合には、航海実測データの船体運動の値を、記憶媒体Ｍ７に運動特性変換情報として記憶しておいて（ステップＳ２１Ａ）、ステップＳ３１Ａで、変換対象値を変換値に入れ替えて変換済み運動特性情報を導出するようにしてもよい。
【０１６０】
また、変換値を、航海実測データの船体運動の値と変換対象値との誤差が平滑化処理された値とする場合には、ステップＳ２１Ａで航海実測データの船体運動の値を記憶媒体Ｍ７に運動特性変換情報として記憶しておいて、ステップＳ３１Ａで変換値（平滑化処理された値）を算出し、変換済み運動特性情報を導出するようにしてもよい。あるいは、ステップＳ２１Ａで上記平滑化処理された値と変換対象値との差分を算出して記憶媒体Ｍ７に運動特性変換情報として記憶しておいて、ステップＳ３１Ａで変換対象値に上記差分を加算（または減算）して変換値を算出し、変換済み運動特性情報を導出するようにしてもよい。
【０１６１】
ステップＳ３２Ａは、処理装置１２が燃料消費量推定部１８Ａとして機能するときの処理である。このステップＳ３２Ａでは、記憶媒体Ｍ６に記憶されている抵抗増加特性データを、記憶媒体Ｍ８に記憶されている抵抗増加特性変換情報に基づいて変換した情報（変換済み抵抗増加特性情報）を導出し、この変換済み抵抗増加特性情報と、複数の各々の想定航路における海象予報とに基づいて、各々の想定航路を船舶３が航行するときに生じる燃料消費量（総量）を推定する。ここで、前述のステップＳ２２Ａによって記憶媒体Ｍ８に記憶されている抵抗増加特性変換情報のデータの値が多いほど、燃料消費量をより精度よく推定することができる。
【０１６２】
上記の変換済み抵抗増加特性情報は、図１に示す運航支援装置１の場合の「変更後の抵抗増加特性情報」に相当するものである。よって、燃料消費量推定部１８Ａは、図１に示す燃料消費量推定部１８に変換済み抵抗増加特性情報を導出する機能が付加されただけのものである。
【０１６３】
そして、抵抗増加特性変換情報は、船舶３の実運航時の波による抵抗増加の値と、実運航時の海象データとに基づいて、記憶媒体Ｍ６に記憶されている抵抗増加特性情報（抵抗増加特性データ）に基づく実運航時の海象データと対応する海象条件における波による抵抗増加の値（変換対象値）を、実運航時の波による抵抗増加の値に基づく値（変換値）となるように変換するための情報である。変換値は、実運航時の波による抵抗増加の値そのものでもよいし、同実運航時の波による抵抗増加の値と変換対象値との相加平均値または所定の重みを付与した加重平均値など、実運航時の波による抵抗増加の値と変換対象値との誤差が平滑化処理された値としてもよい。
【０１６４】
ここで、変換値を、実運航時の波による抵抗増加の値そのものとする場合には、実運航時の波による抵抗増加の値を、記憶媒体Ｍ８に抵抗増加特性変換情報として記憶しておいて（ステップＳ２２Ａ）、ステップＳ３２Ａで、変換対象値を変換値に入れ替えて変換済み抵抗増加特性情報を導出するようにしてもよい。
【０１６５】
また、変換値を、実運航時の波による抵抗増加の値と変換対象値との誤差が平滑化処理された値とする場合には、ステップＳ２２Ａで実運航時の波による抵抗増加の値を記憶媒体Ｍ８に抵抗増加特性変換情報として記憶しておいて、ステップＳ３２Ａで変換値（平滑化処理された値）を算出し、変換済み抵抗増加特性情報を導出するようにしてもよい。あるいは、ステップＳ２２Ａで上記平滑化処理された値と変換対象値との差分を算出して記憶媒体Ｍ８に抵抗増加特性変換情報として記憶しておいて、ステップＳ３２Ａで変換対象値に上記差分を加算（または減算）して変換値を算出し、変換済み抵抗増加特性情報を導出するようにしてもよい。
【０１６６】
なお、運航支援装置１Ａにおいても、前述の運航支援装置１同様、種々変更することが可能である。例えば、ステップＳ２１ＡとステップＳ２２Ａとのいずれか一方の処理のみを行うようにしてもよい。また、ステップＳ２２Ａ及びステップＳ３２Ａを行わずに、ステップＳ２１Ａ及びステップＳ３１Ａの処理を行い、ステップＳ３３Ａでの最適航路選定条件として、例えば、航路全体において船体運動の値が最小となる想定航路であることを条件としてもよい。また、ステップＳ２１Ａ及びステップＳ３１Ａを行わずに、ステップＳ２２Ａ及びステップＳ３２Ａの処理を行い、ステップＳ３３Ａでの最適航路選定条件として、例えば、航路全体において燃料消費量が最小となる想定航路であることを条件としてもよい。
【０１６７】
また、他の例の運航支援装置として、処理装置１２が、図２のステップＳ２１及びステップＳ３１と、図１５のステップＳ２２Ａ及びステップＳ３２Ａとを行うようにしてもよい。また、図２のステップＳ２２及びステップＳ３２と、図１５のステップＳ２１Ａ及びステップＳ３１Ａとを行うようにしてもよい。
【０１６８】
〔船舶性能解析装置の機能〕
次に、図１に示す運航支援装置１が船舶性能解析装置として機能する場合について説明する。この場合、変更後の風圧抵抗係数情報と変更後の船体抵抗増加特性情報を就航実績解析に使用することも可能である。なお、以下で述べる外乱（風、波、潮流）補正、喫水または排水量補正、規格化、主機出力から船体抵抗への換算は、どの順序で行ってもよい。また、喫水または排水量補正、及び、規格化は行われない場合もある。
【０１６９】
まず、変更後の抵抗増加特性情報を、汚損（経年影響）解析、例えば、船速低下率（もしくは船速低下量、もしくは船速低下量を無次元化した船速低下係数）、馬力増加率（もしくは馬力増加量、もしくは馬力増加量を無次元化した馬力増加係数）、船体抵抗増加率（もしくは船体抵抗増加量、もしくは船体抵抗増加量を無次元化した船体抵抗増加係数）の算出に使用する場合について説明する。ここで、変更後の抵抗増加特性情報と変更後の風圧抵抗係数情報とを、汚損解析に使用することにより、汚損解析の計算精度を向上することができる。なお、変更後の風圧抵抗係数情報に代えて、所与の風圧抵抗係数情報を用いても、変更後の抵抗増加特性情報を用いることにより、計算精度を向上することができる。
【０１７０】
まず、船舶の建造後、現在までのある時点における船速低下率を算出する場合について説明する。
【０１７１】
図４は、船速低下率の算出方法の説明に用いる基準速力馬力曲線を示すグラフである。図４において、横軸Ｖは船速、縦軸Ｐは主機出力（馬力）を示し、基準速力馬力曲線Ｃが実線で示されている。基準速力馬力曲線Ｃは、設計上の船速と主機出力との関係を示すものである。なお、図４中のａは、補正主機出力Ｐ１と船速Ｖ１とで示された計測点である。
【０１７２】
船速低下率Ｒｖは、例えば、次の算出式で算出される。
【０１７３】
Ｒｖ＝（Ｖ１−Ｖｓ１）／Ｖｓ１×１００
なお、船速低下率Ｒｖが、例えば現在の船速低下率である場合、上式において、Ｖ１は、現在の船速（対地船速Ｖ０）が補正された船速（補正船速）であり、Ｖｓ１は、現在の主機出力（Ｐ０）が補正された主機出力（補正主機出力）Ｐ１に対応する基準速力馬力曲線Ｃ上の基準船速である。
【０１７４】
上記の式で算出される船速低下率Ｒｖは、補正船速Ｖ１が基準船速Ｖｓ１である場合をゼロとするマイナスのパーセンテージで示されるが、これに限らない。また、船速低下率Ｒｖは、以下の算出式で算出される、０〜１の間の数値であってもよい。
【０１７５】
Ｒｖ＝Ｖ１／Ｖｓ１
また、船速低下量は、例えば、Ｖ１−Ｖｓ１で算出される。
【０１７６】
次に、船速低下率Ｒｖを算出するための補正主機出力Ｐ１及び船速Ｖ１の算出方法について説明する。ここでは、運航支援装置１（処理装置１２）が、船舶３の船速低下率を算出する場合を例に説明するが、船舶３の処理装置３２が、同船舶３の船速低下率を算出するようにしてもよい。この場合、船速低下率を算出するために必要な情報は全て記憶装置３３に記憶されている。例えば、変更後の抵抗増加特性情報及び基準速力馬力曲線Ｃの情報は、運航支援装置１から船舶３へ送信されて記憶装置３３に記憶されている。
【０１７７】
運航支援装置１の処理装置１２では、前述のように航海実測データとして、船舶３から船速、主機馬力や燃料消費量などの主機出力に関するデータ、実際の海象及び気象データ（風情報、波情報及び潮流情報を含む）等を取得する。上記の船速は、対地船速、対水船速を含み、これらは計測された船速でもよいし、もしくは計測値から算出されたものでもよい。また、基準速力馬力曲線Ｃの情報は、例えば記憶媒体Ｍ１に予め記憶されている。
【０１７８】
そして、処理装置１２では、風情報（風向、風速）、波情報および潮流情報の少なくとも１つに基づいて、実際の主機出力Ｐ０および／または船速（対地船速）Ｖ０を補正する。
【０１７９】
本例では、風情報および波情報に基づいて主機出力Ｐ０が補正され、潮流情報に基づいて船速Ｖ０が補正される。
【０１８０】
まず、潮流情報に基づく船速Ｖ０の補正に関し、より詳しくは、船舶３に対して潮流が船速を速めるように作用する場合には、処理装置１２は、その程度に応じて、実際の船速Ｖ０よりも補正船速Ｖ１の方が遅くなるように補正する。逆に、船舶３に対して潮流が船速を遅くするように作用する場合には、処理装置１２は、その程度に応じて、実際の船速Ｖ０よりも補正船速Ｖ１の方が速くなるように補正する。ここでは、船速Ｖ０を対地船速としたが、対水船速の場合には潮流情報に基づく船速の補正は必要ない。すなわち、対水船速を船速Ｖ１とすればよい。
【０１８１】
次に、風情報および波情報に基づく主機出力Ｐ０の補正に関し、より詳しくは、船舶３に対して風および波が船速を速めるように作用する場合には、処理装置１２は、その程度に応じて、図４中の矢印Ａで示すように、実際の主機出力Ｐ０よりも補正主機出力Ｐ１の方が大きくなるように補正する。逆に、船舶３に対して風および波が船速を遅くするように作用する場合には、処理装置１２は、その程度に応じて、図４中の矢印Ｂで示すように、実際の主機出力Ｐ０よりも補正主機出力Ｐ１の方が小さくなるように補正する。
【０１８２】
ここで、波情報（波向角、波周期、波高）に基づいて主機出力Ｐ０を補正する際には、例えば、前述の変更後の抵抗増加特性情報に基づいて波による抵抗増加の値を算出し、変更後の風圧抵抗係数情報に基づいて風圧抵抗を算出し、これらを用いて船体抵抗を算出し、その船体抵抗と船速Ｖ１とを用いて補正された主機出力Ｐ１を算出する。
【０１８３】
その後、処理装置１２は、基準速力馬力曲線Ｃ上の補正主機出力Ｐ１に対応する基準船速Ｖｓ１と、補正船速Ｖ１とを用いて、前述の算出式から船速低下率Ｒｖを算出する。
【０１８４】
なお、喫水または排水量の変化に応じて、主機出力と船速との関係も変化するので、上記の船速低下率Ｒｖを算出する際において、さらに、喫水または排水量の変化に応じて、基準速力馬力曲線Ｃを、例えば、図４中の曲線Ｃ１，Ｃ２のように補正するようにしてもよい。例えば、実際の排水量または喫水が、基準排水量または喫水よりも少ない場合は、処理装置１２は、それらの差異に応じて、基準速力馬力曲線Ｃが曲線Ｃ１のように船速が速くなる方向に拡大されるように補正する。逆に、実際の排水量または喫水が、基準排水量または喫水よりも多い場合は、処理装置１２は、それらの差異に応じて、基準速力馬力曲線Ｃが曲線Ｃ２のように船速が遅くなる方向に縮小されるように補正する。
【０１８５】
この場合、処理装置１２は、補正後の速力馬力曲線（Ｃ１またはＣ２等）上の補正主機出力Ｐ１に対応する船速を前述の算出式におけるＶｓ１とし、この船速Ｖｓ１と、補正船速Ｖ１とを用いて、船速低下率Ｒｖを算出する。これにより、より正確な船速低下率Ｒｖを算出することが可能になる。
【０１８６】
なお、上記のように基準速力馬力曲線Ｃを補正する代わりに、補正主機出力Ｐ１をさらに補正するようにしてもよい。処理装置１２は、実際の排水量または喫水が、基準排水量または喫水よりも少ない場合は、それらの差異に応じて、補正主機出力Ｐ１が大きくなるように補正し、逆に、実際の排水量または喫水が、基準排水量または喫水よりも多い場合は、処理装置１２は、それらの差異に応じて、補正主機出力Ｐ１が小さくなるように補正するようにしてもよい。この場合も、より正確な船速低下率Ｒｖを算出することが可能になる。
【０１８７】
なお、船速低下率だけでなく、馬力増加率、船体抵抗増加率を算出する際にも、変更後の抵抗増加特性情報及び変更後の風圧抵抗係数情報を使用することにより、計算精度を向上することができる。
【０１８８】
次に、船舶の建造後、現在までのある時点における馬力増加率を算出する場合について説明する。
【０１８９】
図５は、馬力増加率の算出方法の説明に用いる基準速力馬力曲線を示すグラフである。図５において、横軸Ｖは船速、縦軸Ｐは主機出力（馬力）を示す。基準速力馬力曲線Ｃ、補正主機出力Ｐ１、船速Ｖ１は、図４と同じものである。Ｐｓ１は、船速Ｖ１に対応する基準速力馬力曲線Ｃ上の基準主機出力である。
【０１９０】
馬力増加率Ｒｐは、例えば、次の算出式で算出される。
【０１９１】
Ｒｐ＝（Ｐ１−Ｐｓ１）／Ｐｓ１×１００
また、馬力増加量は、Ｐ１−Ｐｓ１で算出される。
【０１９２】
次に、船舶の建造後、現在までのある時点における船体抵抗増加率を算出する場合について説明する。
【０１９３】
図６は、船体抵抗増加率の算出方法の説明に用いる基準速力抵抗曲線を示すグラフである。図６において、横軸Ｖは船速、縦軸Ｒは船体抵抗を示す。船速Ｖ１は、図４と同じものである。基準速力抵抗曲線Ｃｒは、例えば、主機出力Ｐと船体抵抗Ｒとの関係式に基づいて基準速力馬力曲線Ｃから求められる。なお、図６中のｂは、船体抵抗Ｒ１と船速Ｖ１とで示された計測点である。
【０１９４】
主機出力Ｐと船体抵抗Ｒとの関係式は、次の通りである。
【０１９５】
Ｐ＝Ｒ・Ｖ／η
ここで、Ｖは船速、ηは推進効率である。推進効率ηは、個船性能データであり、所定値である。
【０１９６】
よって、図４において、船速Ｖ１のときの船体抵抗Ｒ１は、補正主機出力Ｐ１を用いて、例えば、次式で算出される。
【０１９７】
Ｒ１＝Ｐ１・η／Ｖ１
また、Ｒｓ１は、船速Ｖ１に対応する基準速力抵抗曲線Ｃｒ上の基準船体抵抗である。そして、船体抵抗増加率Ｒｒは、例えば、次の算出式で算出される。
【０１９８】
Ｒｒ＝（Ｒ１−Ｒｓ１）／Ｒｓ１×１００
また、船体抵抗増加量は、Ｒ１−Ｒｓ１で算出される。
【０１９９】
次に、船速低下率、馬力増加率、抵抗増加率等を規格化する場合について説明する。図７は、船速低下率の規格化について説明するための図である。図７において、図４と同一のものについては同一符号を付し、説明を省略する。
【０２００】
船速低下率を規格化する場合、図７に示すように、基準速力馬力曲線Ｃを上下方向（縦軸方向）に移動させて計測点ａ上に移動させた曲線Ｃｓｖを作成する。そして、曲線Ｃｓｖ上において、予め決められた任意の基準主機出力Ｐｂに対応する船速をＶ１’とし、基準速力馬力曲線Ｃ上において、基準主機出力Ｐｂに対応する船速をＶｓ１’とする。
【０２０１】
そして、前述の船速低下率の算出式において、Ｖ１に代えてＶ１’を用い、Ｖｓ１に代えてＶｓ１’を用いることにより、予め決められた任意の基準主機出力Ｐｂに対応する船速低下率を算出することができる。なお、規格化された船速低下量も同様に、Ｖ１’とＶｓ１’を用いて算出できる。
【０２０２】
次に、図８は、馬力増加率の規格化について説明するための図である。図８において、図５と同一のものについては同一符号を付し、説明を省略する。
【０２０３】
馬力増加率を規格化する場合、図８に示すように、基準速力馬力曲線Ｃを左右方向（横軸方向）に移動させて計測点ａ上に移動させた曲線Ｃｓｅを作成する。そして、曲線Ｃｓｅ上において、予め決められた任意の基準船速Ｖｂ１に対応する主機出力をＰ１’とし、基準速力馬力曲線Ｃ上において、基準船速Ｖｂ１に対応する主機出力をＰｓ１’とする。
【０２０４】
そして、前述の馬力増加率の算出式において、Ｐ１に代えてＰ１’を用い、Ｐｓ１に代えてＰｓ１’を用いることにより、予め決められた任意の基準船速Ｖｂ１に対応する馬力増加率を算出することができる。なお、規格化された馬力増加量も同様に、Ｐ１’とＰｓ１’を用いて算出できる。
【０２０５】
次に、図９は、船体抵抗増加率の規格化について説明するための図である。図９において、図６と同一のものについては同一符号を付し、説明を省略する。
【０２０６】
船体抵抗増加率を規格化する場合、図９に示すように、基準速力抵抗曲線Ｃｒを左右方向（横軸方向）に移動させて計測点ｂ上に移動させた曲線Ｃｒｅを作成する。そして、曲線Ｃｒｅ上において、予め決められた任意の基準船速Ｖｂ２に対応する船体抵抗をＲ１’とし、基準速力抵抗曲線Ｃｒ上において、基準船速Ｖｂ２に対応する船体抵抗をＲｓ１’とする。
【０２０７】
そして、前述の船体抵抗増加率の算出式において、Ｒ１に代えてＲ１’を用い、Ｒｓ１に代えてＲｓ１’を用いることにより、予め決められた任意の基準船速Ｖｂ２に対応する船体抵抗増加率を算出することができる。なお、規格化された船体抵抗増加量も同様に、Ｒ１’とＲｓ１’を用いて算出できる。
【０２０８】
次に、実測データに基づく速力馬力曲線（実績速力馬力曲線）の作成方法について説明する。図１０は、実績速力馬力曲線の作成方法を説明するための図である。図１０において、図４と対応するものには同一符号を付し、説明を省略する。
【０２０９】
図１０において、多数の黒点は、補正主機出力Ｐ１及び船速Ｖ１に対応する計測点ａと同様にして作成された計測点である。すなわち、過去から現在までの間の多数の異なる計測時点に対応して多数の計測点が作成されている。例えば、所定時間間隔で計測された実測データを用いて多数の計測点が作成される。また、これらの多数の計測点の近似曲線を所定方法により作成し、その近似曲線を実績速力馬力曲線Ｃ１０としてもよい。
【０２１０】
そして、処理装置１２が作成した図１０に示すグラフを、表示装置２２に表示させることにより、人間が実績速力馬力曲線Ｃ１０またはプロットと基準速力馬力曲線Ｃとの比較等を行い、船舶の性能の評価を行うことが可能になる。この比較及び評価は、処理装置１２が行うようにしてもよい。
【０２１１】
次に、図１１は、仮定した海気象中における船舶性能を求める方法を説明するための図である。ここでは、図１０で作成した実績速力馬力曲線Ｃ１０もしくは基準速力馬力曲線Ｃの関係を用いる。そして、海気象を仮定する。前述の変更後の抵抗増加特性情報及び変更後の風圧抵抗係数を用いて、仮定した各海気象において船速と馬力の関係を求め、速力馬力曲線を求める。
【０２１２】
図１１の場合、海気象として、例えば、ビューフォート風力階級を用いて仮定している。そして、ビューフォート風力階級が１の場合の速力馬力曲線をＢＦ１、ビューフォート風力階級が２の場合の速力馬力曲線をＢＦ２、ビューフォート風力階級が３の場合の速力馬力曲線をＢＦ３として示している。
【０２１３】
このようにして求めた速力馬力曲線をＢＦ１〜ＢＦ３、基準速力馬力曲線Ｃ及び実績速力馬力曲線Ｃ１０（図１１では不図示）等を例えば表示装置２２に表示する。ここで、例えば、ある主機出力Ｐにおける各速力馬力曲線の船速を求めれば、各海気象における船速の比較を行うことができる。また、ある船速Ｖにおける各速力馬力曲線の主機出力を求めれば、各海気象における主機出力の比較を行うことができる。
【０２１４】
また、求めた速力馬力曲線をＢＦ１〜ＢＦ３を用いて、船速低下率、馬力増加率、船体抵抗増加率等を前述のようにして算出することにより、仮定した海気象における船舶性能の評価が可能になる。
【０２１５】
また、多数の異なる計測時点に対応して、上記の図４〜図９のようにして求める船速低下率、馬力増加率、船体抵抗増加率を時系列的にプロットし、船体の汚損（経年影響）傾向を評価してもよい。また、近似曲線を作成するようにしてもよい。
【０２１６】
以上、運航支援装置１の処理装置１２が実行する船舶性能解析装置としての機能では、前述の変更後の抵抗増加特性情報を用いて各演算を行うことにより、計算精度を向上することができる。また、上記の例では、変更後の抵抗増加特性情報に加えて変更後の風圧抵抗係数情報を用いるので、より計算精度を向上することができる。
【０２１７】
上記のように運航支援装置１の処理装置１２は、次の第１、第２の船舶性能解析装置の機能を有する。
【０２１８】
第１の船舶性能解析装置は、
船舶の複数の各々の海象条件における波による抵抗増加の値を導出することができる不規則波中の抵抗増加特性情報を抵抗増加特性記憶媒体に記憶する抵抗増加特性保持部と、
前記船舶の実運航時に計測された船体抵抗に関わるデータに基づいて、前記実運航時の波による抵抗増加の値を算出し、前記抵抗増加特性情報に基づく前記実運航時の海象データと対応する海象条件における波による抵抗増加の値が、前記実運航時の波による抵抗増加の値に基づく値となるように前記抵抗増加特性情報を変更する抵抗増加特性変更部と、
前記船舶の実運航時のある計測時点における前記船舶の船速と、前記抵抗増加特性変更部で変更された後の前記抵抗増加特性情報とに基づいて、前記計測時点における船速低下率、馬力増加率、船体抵抗増加率のうちの少なくとも１つを算出する演算部と、を備えている。
【０２１９】
ここで、前記演算部は、
前記計測時点において計測された前記船舶の主機出力を前記変更された後の前記抵抗増加特性情報に基づいて補正し、補正された主機出力と、前記船速とに基づいて、船速低下率、馬力増加率、船体抵抗増加率のうちの少なくとも１つを算出するようにしてもよい。
【０２２０】
また、第２の船舶性能解析装置は、
船舶の複数の各々の海象条件における波による抵抗増加の値を導出することができる不規則波中の抵抗増加特性情報を抵抗増加特性記憶媒体に記憶する抵抗増加特性保持部と、
前記船舶の実運航時に計測された船体抵抗に関わるデータに基づいて、前記実運航時の波による抵抗増加の値を算出し、前記抵抗増加特性情報に基づく前記実運航時の海象データと対応する海象条件における波による抵抗増加の値が、前記実運航時の波による抵抗増加の値に基づく値となるように前記抵抗増加特性情報を変更する抵抗増加特性変更部と、
前記船舶の実運航時の複数の各々の計測時点において計測された前記船舶の主機出力を前記抵抗増加特性変更部で変更された後の前記抵抗増加特性情報に基づいて補正し、補正された主機出力と、各々の前記計測時点における前記船舶の船速とに基づいて、速力馬力曲線データを作成する演算部と、を備えている。
【０２２１】
そして、運航支援装置１の処理装置１２は、上記のように第１、第２の船舶性能解析装置として機能するために、次の第１、第２の船舶性能解析プログラムを実行する。
【０２２２】
第１の船舶性能解析プログラムは、
コンピュータに、
船舶の複数の各々の海象条件における波による抵抗増加の値を導出することができる不規則波中の抵抗増加特性情報を抵抗増加特性記憶媒体に記憶する抵抗増加特性保持機能と、
前記船舶の実運航時に計測された船体抵抗に関わるデータに基づいて、前記実運航時の波による抵抗増加の値を算出し、前記抵抗増加特性情報に基づく前記実運航時の海象データと対応する海象条件における波による抵抗増加の値が、前記実運航時の波による抵抗増加の値に基づく値となるように前記抵抗増加特性情報を変更する抵抗増加特性変更機能と、
前記船舶の実運航時のある計測時点における前記船舶の船速と、前記抵抗増加特性変更機能で変更された後の前記抵抗増加特性情報とに基づいて、前記計測時点における船速低下率、馬力増加率、船体抵抗増加率のうちの少なくとも１つを算出する演算機能と、を実現させるためのプログラムである。
【０２２３】
ここで、前記演算機能は、
前記計測時点において計測された前記船舶の主機出力を前記変更された後の前記抵抗増加特性情報に基づいて補正し、補正された主機出力と、前記船速とに基づいて、船速低下率、馬力増加率、船体抵抗増加率のうちの少なくとも１つを算出するようにしてもよい。
【０２２４】
また、第２の船舶性能解析プログラムは、
コンピュータに、
船舶の複数の各々の海象条件における波による抵抗増加の値を導出することができる不規則波中の抵抗増加特性情報を抵抗増加特性記憶媒体に記憶する抵抗増加特性保持機能と、
前記船舶の実運航時に計測された船体抵抗に関わるデータに基づいて、前記実運航時の波による抵抗増加の値を算出し、前記抵抗増加特性情報に基づく前記実運航時の海象データと対応する海象条件における波による抵抗増加の値が、前記実運航時の波による抵抗増加の値に基づく値となるように前記抵抗増加特性情報を変更する抵抗増加特性変更機能と、
前記船舶の実運航時の複数の各々の計測時点において計測された前記船舶の主機出力を前記抵抗増加特性変更機能で変更された後の前記抵抗増加特性情報に基づいて補正し、補正された主機出力と、各々の前記計測時点における前記船舶の船速とに基づいて、速力馬力曲線データを作成する演算機能と、を実現させるためのプログラムである。
【０２２５】
また、図１４に示す運航支援装置１Ａにおいても、図１に示す運航支援装置１のように船舶性能解析装置として機能するように構成してもよく、同様の効果が得られる。この場合、運航支援装置１の「変更後の抵抗増加特性情報」に代えて、これに相当する「変換済み抵抗増加特性情報」を用いればよい。
【０２２６】
この場合、運航支援装置１Ａの処理装置１２は、次の第３、第４の船舶性能解析装置の機能を有する。
【０２２７】
第３の船舶性能解析装置は、
船舶の複数の各々の海象条件における波による抵抗増加の値を導出することができる不規則波中の抵抗増加特性情報を抵抗増加特性記憶媒体に記憶する抵抗増加特性保持部と、
前記船舶の実運航時に計測された船体抵抗に関わるデータに基づいて、前記実運航時の波による抵抗増加の値を算出し、前記抵抗増加特性情報に基づく前記実運航時の海象データと対応する海象条件における波による抵抗増加の値を、前記実運航時の波による抵抗増加の値に基づく値となるように変換するための抵抗増加特性変換情報を作成して抵抗増加特性変換情報記憶媒体に記憶する抵抗増加特性変換情報作成部と、
前記抵抗増加特性情報を前記抵抗増加特性変換情報に基づいて変換した情報を導出し、この変換した情報と、前記船舶の実運航時のある計測時点における前記船舶の船速とに基づいて、前記計測時点における船速低下率、馬力増加率、船体抵抗増加率のうちの少なくとも１つを算出する演算部と、を備えている。
【０２２８】
ここで、前記演算部は、
前記計測時点において計測された前記船舶の主機出力を前記変換した情報に基づいて補正し、補正された主機出力と、前記船速とに基づいて、船速低下率、馬力増加率、船体抵抗増加率のうちの少なくとも１つを算出するようにしてもよい。
【０２２９】
また、第４の船舶性能解析装置は、
船舶の複数の各々の海象条件における波による抵抗増加の値を導出することができる不規則波中の抵抗増加特性情報を抵抗増加特性記憶媒体に記憶する抵抗増加特性保持部と、
前記船舶の実運航時に計測された船体抵抗に関わるデータに基づいて、前記実運航時の波による抵抗増加の値を算出し、前記抵抗増加特性情報に基づく前記実運航時の海象データと対応する海象条件における波による抵抗増加の値を、前記実運航時の波による抵抗増加の値に基づく値となるように変換するための抵抗増加特性変換情報を作成して抵抗増加特性変換情報記憶媒体に記憶する抵抗増加特性変換情報作成部と、
前記抵抗増加特性情報を前記抵抗増加特性変換情報に基づいて変換した情報を導出し、前記船舶の実運航時の複数の各々の計測時点において計測された前記船舶の主機出力を前記変換した情報に基づいて補正し、補正された主機出力と、各々の前記計測時点における前記船舶の船速とに基づいて、速力馬力曲線データを作成する演算部と、を備えている。
【０２３０】
そして、運航支援装置１Ａの処理装置１２は、上記のように第３、第４の船舶性能解析装置として機能するために、第３、第４の船舶性能解析プログラムを実行する。この第３、第４の船舶性能解析プログラムは、前述の第３、第４の船舶性能解析装置の説明において、「抵抗増加特性保持部」、「抵抗増加特性変換情報作成部」、「演算部」を、ぞれぞれ「抵抗増加特性保持機能」、「抵抗増加特性変換情報作成機能」、「演算機能」に置き換えて、これらの機能を実現させるためのプログラムであるものとして説明することができる。
【０２３１】
なお、以上に述べた本実施形態で例示した運航支援装置１，１Ａの処理装置１２は、不規則波中の運動特性情報を作成して記憶する、運動特性保持部を兼ねる運動特性作成部１３として機能するよう構成したが、この運動特性作成部１３に代えて、不規則波中の運動特性情報を作成する機能を持たずに、所与の不規則波中の運動特性情報を記憶媒体Ｍ５に記憶する運動特性保持部として機能するよう構成してもよい。
【０２３２】
また、本実施形態で例示した運航支援装置１，１Ａの処理装置１２は、不規則波中の抵抗増加特性情報を作成して記憶する、抵抗増加特性保持部を兼ねる抵抗増加特性作成部１５として機能するよう構成したが、この抵抗増加特性作成部１５に代えて、不規則波中の抵抗増加特性情報を作成する機能を持たずに、所与の不規則波中の抵抗増加特性情報を記憶媒体Ｍ６に記憶する抵抗増加特性保持部として機能するよう構成してもよい。
【０２３３】
また、本実施形態では、運航支援装置１，１Ａを陸上設備として設けたが、運航支援装置１，１Ａの全部または一部の機能を行う装置を船舶３に設けるようにしてもよい。
【０２３４】
上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。
【産業上の利用可能性】
【０２３５】
本発明は、想定航路における評価指標（例えば、燃料消費量）及び／または船体運動指標の推定精度の向上を図ることができる船舶の運航支援装置及び運航支援プログラム等として有用である。
【符号の説明】
【０２３６】
１，１Ａ  運航支援装置
３  船舶
１３  運動特性作成部
１４  運動特性変更部
１４Ａ  運動特性変換情報作成部
１５  抵抗増加特性作成部
１６  抵抗増加特性変更部
１６Ａ  抵抗増加特性変換情報作成部
１７，１７Ａ  船体運動推定部
１８，１８Ａ  燃料消費量推定部
１９  最適航路選定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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