(57)【要約】【課題】船舶の運転パターンに応じた航続距離を計算可能な運航計画装置、運航計画システム、運航計画方法、及びプログラムを提供する。【解決手段】運航計画装置１０は、船舶の現在の運転に関する情報であって、少なくとも前記船舶の使用可能燃料量を示す情報を含む状態情報を取得する情報取得部１５Ａと、前記船舶の将来の運転に関する情報であって、主機及び推進電動機の運転の組み合わせを示す計画推進モード情報と、複数の主発電機の運転の組み合わせを示す計画運転区分情報とを取得する計画取得部１５Ｂと、前記使用可能燃料量と、前記計画推進モード情報と、前記計画運転区分情報とに基づいて、前記船舶が航走可能な距離を示す予測航続距離を計算する航続距離計算部１５Ｃと、を備える。【選択図】図２
2018176944.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
推進部に駆動力を与える主機及び推進電動機と、前記推進電動機に電力を供給する複数の主発電機とを備えた船舶に搭載される運航計画装置であって、
前記船舶の現在の運転に関する情報であって、少なくとも前記船舶の使用可能燃料量を示す情報を含む状態情報を取得する情報取得部と、
前記船舶の将来の運転に関する情報であって、前記主機及び前記推進電動機の運転の組み合わせを示す計画推進モード情報と、複数の前記主発電機の運転の組み合わせを示す計画運転区分情報とを取得する計画取得部と、
前記使用可能燃料量と、前記計画推進モード情報と、前記計画運転区分情報とに基づいて、前記船舶が航走可能な距離を示す予測航続距離を計算する航続距離計算部と、
を備える運航計画装置。
【請求項２】
前記船舶の予測燃料消費量を計算する燃料消費計算部をさらに備え、
前記計画取得部は、前記船舶が航走予定の距離を速力別に示す計画航走距離情報をさらに取得し、
前記燃料消費計算部は、前記計画推進モード情報と、前記計画運転区分情報と、前記計画航走距離情報とに基づいて、前記船舶の速力別の予測燃料消費量を計算する、
請求項１に記載の運航計画装置。
【請求項３】
前記船舶が洋上に滞在可能な時間を示す予測滞洋時間を計算する滞洋時間計算部をさらに備え、
前記計画取得部は、前記船舶が航走予定の速力を示す計画速力情報をさらに取得し、
前記滞洋時間計算部は、前記使用可能燃料量と、前記計画推進モード情報と、前記計画運転区分情報と、前記計画速力情報とに基づいて、前記予測滞洋時間を計算する、
請求項１または２に記載の運航計画装置。
【請求項４】
船舶の推進部に駆動力を与える主機及び推進電動機と、
前記推進電動機に電力を供給する複数の主発電機と、
請求項１から３の何れか一項に記載の運航計画装置と、
を備える運航計画システム。
【請求項５】
推進部に駆動力を与える主機及び推進電動機と、前記推進電動機に電力を供給する複数の主発電機とを備えた船舶の運航を計画する運航計画方法であって、
前記船舶の現在の運転に関する情報であって、少なくとも前記船舶の使用可能燃料量を示す情報を含む状態情報を取得する情報取得ステップと、
前記船舶の将来の運転に関する情報であって、前記主機及び前記推進電動機の運転の組み合わせを示す計画推進モード情報と、複数の前記主発電機の運転の組み合わせを示す計画運転区分情報とを取得する計画取得ステップと、
前記使用可能燃料量と、前記計画推進モード情報と、前記計画運転区分情報とに基づいて、前記船舶が航走可能な距離を示す予測航続距離を計算する航続距離計算ステップと、
を有する運航計画方法。
【請求項６】
推進部に駆動力を与える主機及び推進電動機と、前記推進電動機に電力を供給する複数の主発電機とを備えた船舶に搭載される運航計画装置のコンピュータを機能させるプログラムであって、
前記コンピュータに、
前記船舶の現在の運転に関する情報であって、少なくとも前記船舶の使用可能燃料量を示す情報を含む状態情報を取得する情報取得ステップと、
前記船舶の将来の運転に関する情報であって、前記主機及び前記推進電動機の運転の組み合わせを示す計画推進モード情報と、複数の前記主発電機の運転の組み合わせを示す計画運転区分情報とを取得する計画取得ステップと、
前記使用可能燃料量と、前記計画推進モード情報と、前記計画運転区分情報とに基づいて、前記船舶が航走可能な距離を示す予測航続距離を計算する航続距離計算ステップと、
を実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、運航計画装置、運航計画システム、運航計画方法、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
船舶には、船舶の推進エネルギー、または、船舶内の電気機器（負荷）が消費する電力に変換されるエネルギーを出力する原動機を複数備えている場合がある。このような船舶では、船舶が要求する速力、負荷が消費する電力等に応じて、運転させる原動機の組み合わせを、多数の運転パターンの中から選択しなければならない。
例えば特許文献１では、船舶の推進電力及び電力使用量を予測して、運転させる原動機の台数及び原動機それぞれの出力比率を最適化するシステムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１２５１２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
また、原動機の運転パターンに応じて、船舶が航走可能な距離（航続距離）も変化する。このため、運航計画を策定する際に、航続距離が長くなるような運転パターンを選択することも考えられる。
しかしながら、従来のシステムでは、船舶がある特定の運転パターンで、特定の燃料量を消費して航走すると想定して航続距離を予測していた。即ち、従来のシステムでは、運転パターンに応じて航続距離を予測することが考慮されていないので、航続距離の予測結果が不正確となる可能性があった。
【０００５】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものあって、船舶の運転パターンに応じた航続距離を計算可能な運航計画装置、運航計画システム、運航計画方法、及びプログラムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明は以下の手段を採用している。
本発明の第一の態様によれば、運航計画装置は、推進部に駆動力を与える主機及び推進電動機と、前記推進電動機に電力を供給する複数の主発電機とを備えた船舶に搭載される運航計画装置であって、前記船舶の現在の運転に関する情報であって、少なくとも前記船舶の使用可能燃料量を示す情報を含む状態情報を取得する情報取得部と、前記船舶の将来の運転に関する情報であって、前記主機及び前記推進電動機の運転の組み合わせを示す計画推進モード情報と、複数の前記主発電機の運転の組み合わせを示す計画運転区分情報とを取得する計画取得部と、前記使用可能燃料量と、前記計画推進モード情報と、前記計画運転区分情報とに基づいて、前記船舶が航走可能な距離を示す予測航続距離を計算する航続距離計算部と、を備える。
このようにすることで、運航計画装置は、船舶の主機、推進電動機、及び主発電機の運転組み合わせ（運転パターン）に応じた予測航続距離を計算することができる。これにより、運航計画装置は、船舶の航続距離を予測する精度を向上させることができる。
【０００７】
本発明の第二の態様によれば、第一の態様に係る運航計画装置は、前記船舶の予測燃料消費量を計算する燃料消費計算部をさらに備える。
前記計画取得部は、前記船舶が航走予定の距離を速力別に示す計画航走距離情報をさらに取得し、前記燃料消費計算部は、前記計画推進モード情報と、前記計画運転区分情報と、前記計画航走距離情報とに基づいて、前記船舶の速力別の予測燃料消費量を計算する。
このようにすることで、運航計画装置は、船舶がどのような運転パターン及び速力で、どのくらいの距離を航走するかに応じて、より正確な予測燃料消費量を計算することができる。
【０００８】
本発明の第三の態様によれば、第一または第二の態様に係る運航計画装置は、前記船舶が洋上に滞在可能な時間を示す予測滞洋時間を計算する滞洋時間計算部をさらに備える。
前記計画取得部は、前記船舶が航走予定の速力を示す計画速力情報をさらに取得し、前記滞洋時間計算部は、前記使用可能燃料量と、前記計画推進モード情報と、前記計画運転区分情報と、前記計画速力情報とに基づいて、前記予測滞洋時間を計算する。
従来のシステムでは、滞洋時間を予測する機能は考慮されていない。しかしながら、上述の態様に係る運航計画装置は、船舶の運転パターンと、計画速力情報とに基づいて、滞洋時間を精度よく予測することが可能である。
【０００９】
本発明の第四の態様によれば、運航計画システムは、船舶の推進部に駆動力を与える主機及び推進電動機と、前記推進電動機に電力を供給する複数の主発電機と、第一から第三の何れか一の態様に記載の運航計画装置と、を備える。
【００１０】
本発明の第五の態様によれば、運航計画方法は、推進部に駆動力を与える主機及び推進電動機と、前記推進電動機に電力を供給する複数の主発電機とを備えた船舶の運航を計画する運航計画方法であって、前記船舶の現在の運転に関する情報であって、少なくとも前記船舶の使用可能燃料量を示す情報を含む状態情報を取得する情報取得ステップと、前記船舶の将来の運転に関する情報であって、前記主機及び前記推進電動機の運転の組み合わせを示す計画推進モード情報と、複数の前記主発電機の運転の組み合わせを示す計画運転区分情報とを取得する計画取得ステップと、前記使用可能燃料量と、前記計画推進モード情報と、前記計画運転区分情報とに基づいて、前記船舶が航走可能な距離を示す予測航続距離を計算する航続距離計算ステップと、を有する。
【００１１】
本発明の第六の態様によれば、プログラムは、推進部に駆動力を与える主機及び推進電動機と、前記推進電動機に電力を供給する複数の主発電機とを備えた船舶に搭載される運航計画装置のコンピュータを機能させるプログラムであって、前記コンピュータに、前記船舶の現在の運転に関する情報であって、少なくとも前記船舶の使用可能燃料量を示す情報を含む状態情報を取得する情報取得ステップと、前記船舶の将来の運転に関する情報であって、前記主機及び前記推進電動機の運転の組み合わせを示す計画推進モード情報と、複数の前記主発電機の運転の組み合わせを示す計画運転区分情報とを取得する計画取得ステップと、前記使用可能燃料量と、前記計画推進モード情報と、前記計画運転区分情報とに基づいて、前記船舶が航走可能な距離を示す予測航続距離を計算する航続距離計算ステップと、を実行させる。
【発明の効果】
【００１２】
上述の運航計画装置、運航計画システム、運航計画方法、及びプログラムによれば、船舶の運転パターンに応じた航続距離を計算することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る運航計画システムの概略を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る運航計画システムの機能構成を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る運航計画装置の第１の処理フローである。
【図４】本発明の一実施形態に係る運航計画装置の機能を説明する第１の図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る運航計画装置の第２の処理フローである。
【図６】本発明の一実施形態に係る運航計画装置の機能を説明する第２の図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る運航計画装置の第３の処理フローである。
【図８】本発明の一実施形態に係る運航計画装置の機能を説明する第３の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施形態に係る運航計画システム１について、図１〜図８を参照しながら説明する。
【００１５】
（全体構成）
図１は、本発明の一実施形態に係る運航計画システムの概略を示す図である。
図１に示すように、本実施形態に係る運航計画システム１は、監視制御盤１００と、推進プラント２０と、電源プラント３０と、船内負荷４０と、複数のセンサ５０と、運航計画装置１０と、を備えている。
【００１６】
監視制御盤１００は、船舶の運転に関連する各機器の監視及び制御を行う。
【００１７】
推進プラント２０は、船舶に推力を与えるための設備である。
図１に示すように、推進プラント２０は、左舷及び右舷に一つずつ設けられたプロペラＰ１及びＰ２（推進部）と、主機ＧＴ１及びＧＴ２と、推進電動機Ｍ１及びＭ２と、減速機ＲＧ１及びＲＧ２とを備えている。なお、以降の説明において、プロペラＰ１及びＰ２、主機ＧＴ１及びＧＴ２、推進電動機Ｍ１及びＭ２、減速機ＲＧ１及びＲＧ２をそれぞれ「プロペラＰ」、「主機ＧＴ」、「推進電動機Ｍ」、「減速機ＲＧ」とも称する。
推進プラント２０は、主機ＧＴ及び推進電動機Ｍから与えられる駆動力によってプロペラＰを回転させることにより、船舶に推力を与える。即ち、主機ＧＴ及び推進電動機Ｍは、推進プラント２０におけるプロペラＰの動力源である。
【００１８】
主機ＧＴは、例えばガスタービンであり、燃料を燃焼したエネルギーを回転エネルギーに変換して出力する。そして、出力された回転エネルギーは、減速機ＲＧを介してプロペラＰに伝達され、プロペラＰを回転させる動力となる。
【００１９】
推進電動機Ｍは、後述の電源プラント３０から供給される電力により回転駆動され、回転エネルギーを出力する。そして、出力された回転エネルギーは、減速機ＲＧを介してプロペラＰに伝達され、プロペラＰを回転させる動力となる。
【００２０】
減速機ＲＧは、主機ＧＴ及び推進電動機Ｍの一方、または、両方からの回転エネルギーを減速して、プロペラＰに伝達する。
【００２１】
電源プラント３０は、推進プラント２０及び船内負荷４０に電力を供給するための設備である。
図１に示すように、電源プラント３０は、複数の主発電機Ｇ（Ｇ１〜Ｇ４）を備えている。本実施形態では、電源プラント３０は、四台の主発電機Ｇ１〜Ｇ４を備えている。また、例えば、二台の主発電機Ｇ１及びＧ２はディーゼルエンジン（ディーゼル主発電機）であり、二台の主発電機Ｇ２及びＧ３はガスタービン（ガスタービン主発電機）である。以降の説明において、主発電機Ｇ１〜Ｇ４を総称して「主発電機Ｇ」とも称する。
なお、電源プラント３０は複数の主発電機を備えていればよく、他の実施形態では、例えば主発電機は四台より少なくても多くてもよい。また、複数の主発電機は、異なる数のディーゼル主発電機及びガスタービン主発電機の組み合わせにより構成されていてもよいし、ディーゼル主発電機またはガスタービン主発電機のみで構成されていてもよい。
また、図１に示すように、主発電機Ｇ１〜Ｇ４のそれぞれは、切替器３１を介して推進プラント２０の推進電動機Ｍ及び船内負荷４０と接続される。切替器３１は、監視制御盤１００の制御に基づいて、主発電機Ｇ１〜Ｇ４それぞれから推進電動機Ｍへの電力供給を遮断または許可する。
【００２２】
船内負荷４０は、船内の各所に設けられ、電力を消費する複数の負荷ＬＤを有する。負荷ＬＤは、例えば、照明、空調等の電気機器である。
負荷ＬＤのそれぞれは、電源プラント３０の切替器３１を介して主発電機Ｇと接続される。
【００２３】
センサ５０は、船舶内の各部に複数設けらており、船舶の現在の運転に関する状態情報を検出する。
状態情報とは、船舶の速力、推進モード、使用可能燃料量、主機ＧＴ及び主発電機Ｇ（以下、原動機とも称する）の運転状態（例えば出力、燃料消費量、運転時間、吸気温度、排ガス温度、軸馬力、起動回数）、推進電動機Ｍの運転状態（例えば出力、消費電力）、負荷ＬＤの運転状態（例えば電源ＯＮ／ＯＦＦ状態、負荷消費電力）等を含む。
また、センサ５０は、検出した状態情報を、ＬＡＮを介して監視制御盤１００及び運航計画装置１０の少なくとも一方に出力する。
【００２４】
運航計画装置１０は、船舶の運航計画の策定を支援するための装置である。
運航計画とは、船舶の経路、速力、運転パターン等を予め規定したものである。本実施形態では、運航計画装置１０は、運航計画の策定を支援するための各種情報を監視制御盤１００に出力する。
運転パターンとは、主機ＧＴ、推進電動機Ｍ、及び複数の主発電機Ｇのうち運転させる機器の組み合わせを示すものであり、推進プラント２０の推進モードと、電源プラント３０の運転区分とを含む。
推進モードは、推進プラント２０の主機ＧＴ及び推進電動機Ｍのうち、プロペラＰの動力源として運転させる機器の組み合わせを示す。例えば、推進モードは、推進電動機ＭのみをプロペラＰの動力源とする「モードＡ（電気推進モード）」、主機ＧＴのみをプロペラＰの動力源とする「モードＢ（機械推進モード）」、主機ＧＴ及び推進電動機ＭをプロペラＰの動力源とする「モードＣ（複合推進モード）」の三つのモードを有する。
運転区分は、電源プラント３０の複数の主発電機Ｇ１〜Ｇ４のうち、推進電動機Ｍ及び船内負荷４０への電力の供給源として運転させる機器の組み合わせを示す。
【００２５】
（運航計画システムの機能構成）
図２は、本発明の一実施形態に係る運航計画システムの機能構成を示す図である。
まず、図２を参照して、監視制御盤１００の機能構成について説明する。
図２に示すように、監視制御盤１００は、操作部１０１と、表示部１０２と、通信インタフェース（Ｉ／Ｆ）１０３と、ＣＰＵ１１０と、を備えるコンピュータである。
【００２６】
操作部１０１は、キーボード、マウス、タッチパネル等の入力装置であり、操作者の操作を受け付ける。
表示部１０２は、液晶ディスプレイ等の表示装置であり、各種情報を表示する。
通信Ｉ／Ｆ１０３は、ＬＡＮを介して推進プラント２０、電源プラント３０、船内負荷４０、センサ５０との間で各種命令及び情報の送受信を行う。また、通信Ｉ／Ｆ１０３は、ＬＡＮまたは専用回線を介して運航計画装置１０との間で各種情報の送受信を行う。
【００２７】
ＣＰＵ１１０は、制御部１１０Ａを有している。
制御部１１０Ａは、操作者が操作部１０１を介して運航計画の入力等の操作を行うと、当該操作に基づいて、推進プラント２０、電源プラント３０、船内負荷４０の各機器を制御する制御信号を出力する。
【００２８】
次に、図２を参照して、本実施形態に係る運航計画装置１０のハードウェア構成について説明する。
図２に示すように、運航計画装置１０は、通信インタフェース（Ｉ／Ｆ）１１と、主記憶装置１２と、補助記憶装置１３と、入出力インタフェース（Ｉ／Ｆ）１４と、ＣＰＵ１５と、を備えるコンピュータである。
【００２９】
通信Ｉ／Ｆ１１は、ＬＡＮを介して推進プラント２０、電源プラント３０、船内負荷４０、センサ５０との間で各種情報の送受信を行う。
また、通信Ｉ／Ｆ１１は、ＬＡＮまたは専用回線を介して監視制御盤１００との間で各種情報の送受信を行う。
なお、通信Ｉ／Ｆ１１は、推進プラント２０、電源プラント３０、船内負荷４０、センサ５０との間で各種情報の送受信を、監視制御盤１００を介して行うようにしてもよい。
【００３０】
ＣＰＵ１５は、補助記憶装置１３に記憶されているプログラムを読み出して主記憶装置１２に展開し、当該プログラムに従って各種処理を実行する。
補助記憶装置１３の例としては、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）、ＤＶＤ−ＲＯＭ（Digital Versatile Disc Read Only Memory）、半導体メモリ等が挙げられる。補助記憶装置１３は、運航計画装置１０のバスに直接接続された内部メディアであってもよいし、入出力Ｉ／Ｆ１４または通信Ｉ／Ｆ１１を介して運航計画装置１０に接続される外部メディアであってもよい。また、このプログラムが通信Ｉ／Ｆ１１を介して運航計画装置１０に配信される場合、配信を受けた運航計画装置１０が当該プログラムを主記憶装置１２に展開し、上記処理を実行してもよい。少なくとも１つの実施形態において、補助記憶装置１３は、一時的でない有形の記憶媒体である。
【００３１】
次に、図２を参照して、本実施形態に係る運航計画装置１０のソフトウェア構成について説明する。
ＣＰＵ１５は、図４に示すように、情報取得部１５Ａと、計画取得部１５Ｂと、航続距離計算部１５Ｃと、燃料消費計算部１５Ｄと、滞洋時間計算部１５Ｅと、補正部１５Ｆとを有している。
【００３２】
情報取得部１５Ａは、船舶の現在の運転に関する情報であって、少なくとも船舶の使用可能燃料量を示す情報を含む状態情報を取得する。このとき、情報取得部１５Ａは、通信Ｉ／Ｆ１１を介して複数のセンサ５０が検出した状態情報を取得してもよいし、監視制御盤１００が複数のセンサ５０から収集した状態情報を取得するようにしてもよい。
また、情報取得部１５Ａは、取得した状態情報を補助記憶装置１３に記憶して蓄積する。
【００３３】
計画取得部１５Ｂは、船舶の将来の運転に関する情報であって、船舶が計画する主機ＧＴ及び推進電動機Ｍの運転の組み合わせを示す計画推進モード情報と、複数の主発電機Ｇの運転の組み合わせを示す計画運転区分情報とを取得する。
また、計画取得部１５Ｂは、計画航走距離情報と、計画速力情報と、計画船内電力情報と、帰港計画情報とを取得する。
計画推進モード情報及び計画運航区分情報は、船舶の今後の運航において用いる予定の推進モード及び運航区分を示す情報である。
計画航走距離情報は、船舶が航走予定の距離（ｍｉｌｅ）を速力別に示す情報である。即ち、計画航走距離情報は、どの速力でどのくらいの距離を航走する予定であるかを、速力別に示す情報である。
計画速力情報は、船舶が航走予定の速力（ｋｔ）を示す情報である。
計画船内電力情報は、船内負荷４０で使用される予定の船内電力（ｋＷ）を示す情報である。
帰港計画情報は、船舶がある地点から帰港するために残しておく燃料量（残量計画）を示す情報であり、帰港時に予定される航走距離、速力等に応じて任意の燃料量（ｔ）が指定される。
なお、これらの情報は、監視制御盤１００の操作部１０１を介して、操作者により任意の値が入力される。計画取得部１５Ｂは、操作者により入力された各情報を、監視制御盤１００から通信Ｉ／Ｆ１１を介して取得する。
【００３４】
航続距離計算部１５Ｃは、使用可能燃料量と、計画推進モード情報と、計画運転区分情報とに基づいて、船舶が航走可能な距離を示す予測航続距離を計算する。
航続距離計算部１５Ｃは、計算した予測航続距離を、通信Ｉ／Ｆ１１を介して監視制御盤１００に出力する。そうすると、予測航続距離は、監視制御盤１００の表示部１０２に表示される。
【００３５】
燃料消費計算部１５Ｄは、計画推進モード情報と、計画運転区分情報と、計画航走距離情報とに基づいて船舶の予測燃料消費量を計算する。
燃料消費計算部１５Ｄは、計算した予測燃料消費量を、通信Ｉ／Ｆ１１を介して監視制御盤１００に出力する。そうすると、予測燃料消費量は、監視制御盤１００の表示部１０２に表示される。
【００３６】
滞洋時間計算部１５Ｅは、使用可能燃料量と、計画推進モード情報と、計画運転区分情報と、計画速力情報とに基づいて、船舶が洋上に滞在可能な時間を示す予測滞洋時間を計算する。
なお、滞洋時間計算部１５Ｅは、帰港計画情報に基づいて、使用可能燃料量から帰港のために使用する予定の燃料量を減じた上で、予測滞洋時間を計算するようにしてもよい。また、滞洋時間計算部１５Ｅは、計画船内電力情報に基づいて、船内負荷４０で使用される電力を加味した予測滞洋時間を計算するようにしてもよい。
滞洋時間計算部１５Ｅは、計算した予測滞洋時間を、通信Ｉ／Ｆ１１を介して監視制御盤１００に出力する。そうすると、予測滞洋時間は、監視制御盤１００の表示部１０２に表示される。
【００３７】
補正部１５Ｆは、状態情報に基づいて、補助記憶装置１３に記憶されている原動機（主機ＧＴ及び主発電機Ｇ）別の燃料消費特性を補正する。
燃料消費特性は原動機の経年劣化等により変化する。このため、補正部１５Ｆは、所定周期（例えば１年）ごとに補助記憶装置１３に蓄積された状態情報に基づいて、燃料消費特性を補正する。なお、所定周期は、操作者により、監視制御盤１００の操作部１０１を介して任意の周期を設定することができる。
【００３８】
また、運航計画装置１０から出力された予測航続距離、予測燃料消費量、及び予測滞洋時間は、監視制御盤１００の表示部１０２に表示される。操作者は、表示部１０２に表示されたこれらの情報を参照して、船舶の運航計画を決定する操作を、操作部１０１を介して行う。そうすると、監視制御盤１００の制御部１１０Ａは、操作者の操作に基づいて、推進プラント２０、電源プラント３０に対し、決定された運航計画に応じた運転を行うことを指示する制御信号を出力する。
【００３９】
（運航計画装置の処理フロー）
図３は、本発明の一実施形態に係る運航計画装置の第１の処理フローである。
図４は、本発明の一実施形態に係る運航計画装置の機能を説明する第１の図である。
以下、図３〜図４を参照して、運航計画装置１０が予測航続距離を計算する処理について説明する。
【００４０】
運航計画装置１０において予測航続距離を計算する処理を実行する場合、まず、操作者は、任意の計画推進モード情報及び計画運転区分情報を監視制御盤１００の操作部１０１を介して入力し、運航計画装置１０に計算の実行を指示する操作を行う。
このとき、操作者は、計画推進モード情報及び計画運転区分情報の組み合わせ（運転パターン）を複数入力してもよい。本実施形態では、例えば操作者は三つの運転パターンを入力可能であるとする。
操作者が操作部１０１を介して入力操作を行うと、運航計画装置１０の計画取得部１５Ｂは、図３に示すように、計画推進モード情報と、計画運転区分情報とを取得する（ステップＳ１００）。
【００４１】
次に、航続距離計算部１５Ｃは、情報取得部１５Ａが取得した使用可能燃料量と、計画取得部１５Ｂが取得した計画推進モード情報及び計画運転区分情報とに基づいて、船舶が航走可能な距離を示す予測航続距離を、速力別に計算する（ステップＳ１０１）。
航続距離計算部１５Ｃは、計画推進モード情報及び計画運転区分情報で指定された運転を行った場合に原動機が消費する予測燃料消費量を、補助記憶装置１３に予め記憶されている燃料消費特性を用いて船舶の速力別に計算する。燃料消費特性は、原動機の燃料消費量の指標となる情報であり、原動機の種類（ディーゼルエンジン、ガスタービン）別及び機種（ディーゼルエンジンの機種、ガスタービンの機種）別の燃料消費特性が予め補助記憶装置１３に記憶されている。
そして、航続距離計算部１５Ｃは、使用可能燃料量と、計算した予測燃料消費量とに基づいて、速力別の予測航続距離を計算する。
【００４２】
例えば、図４に示すように、操作者は、運転パターン１〜３のそれぞれを入力したとする。また、図４の例では、操作者は、運転パターン１の計画推進モード情報として「モードＡ（電気推進モード）」を指定し、計画運転区分情報として「主発電機Ｇ１を船内負荷４０への電力供給源とし、主発電機Ｇ２を推進電動機Ｍへの電力供給源として運転させる」運転区分を指定したとする。
このとき、航続距離計算部１５Ｃは、まず、運転パターン１の予測航続距離を速力別に計算する。
具体的には、航続距離計算部１５Ｃは、運転パターン１で指定された計画推進モード情報及び計画運転区分情報に基づいて、どの原動機（主機ＧＴ及び主発電機Ｇ）を運転させるかを特定する。上述の例では、運転パターン１は、主発電機Ｇ１及びＧ２を運転させることを示している。
運転させる原動機を特定すると、航続距離計算部１５Ｃは、現在船内負荷４０に供給されている電力（負荷消費電力）を維持し、且つ、船舶を各速力で航走させるために原動機が消費する燃料量を予測する。航続距離計算部１５Ｃは、情報取得部１５Ａが取得した状態情報に含まれる負荷消費電力に応じた出力を得るために主発電機Ｇ１が要する燃料量を、主発電機Ｇ１の燃料消費特性を用いて予測する。また、航続距離計算部１５Ｃは、速力に応じた出力を得るために主発電機Ｇ２が要する燃料量を、主発電機Ｇ２の燃料消費特性を用いて予測する。なお、推進モードと運転区分の組み合わせにより、発揮可能な速力は限られている。例えば、運転パターン１では、０ｋｔ〜６ｋｔまでの速力が発揮可能であるとする。この場合、航続距離計算部１５Ｃは、発揮可能な速力領域に含まれる速力（即ち、０ｋｔ〜６ｋｔまでの速力）について、原動機が要する燃料量を予測する。
そして、航続距離計算部１５Ｃは、使用可能燃料量と、速力別に原動機が消費すると予測された燃料量とに基づいて、運転パターン１における速力別の予測航続距離を計算する。
航続距離計算部１５Ｃは、同様の処理を繰り返し、運転パターン２及び３における速力別の予測航続距離についても計算する。
【００４３】
航続距離計算部１５Ｃは、このように計算した運転パターン別、速力別の予測航続距離を、通信Ｉ／Ｆ１１を介して監視制御盤１００に出力する。そうすると、図４に示すように、監視制御盤１００の表示部１０２には、運転パターン別、速力別の予測航続距離が表示される。
操作者は、表示部１０２に表示された予測航続距離を参照して、船舶の経路、速力、運転パターン等を含む運航計画を策定する。また、操作者は、予測航続距離を参照して、運転パターン１〜３に設定した計画推進モード情報及び計画運転区分情報をさらに変更し、運航計画装置１０に計算を実行を指示する操作を行ってもよい。運航計画装置１０は、操作者から監視制御盤１００を介して計算を実行する指示を受け付ける度に、上述の処理を実行して、変更された各種情報に基づいて速力別の予測航続距離を計算する。
【００４４】
図５は、本発明の一実施形態に係る運航計画装置の第２の処理フローである。
図６は、本発明の一実施形態に係る運航計画装置の機能を説明する第２の図である。
以下、図５〜図６を参照して、運航計画装置１０が予測燃料消費量を計算する処理について説明する。
【００４５】
運航計画装置１０において予測燃料消費量を計算する処理を実行する場合、まず、操作者は、任意の計画推進モード情報と、計画運転区分情報と、計画航走距離情報とを監視制御盤１００の操作部１０１を介して入力し、運航計画装置１０に計算の実行を指示する操作を行う。このとき、操作者は、計画推進モード情報及び計画運転区分情報の組み合わせである運転パターンを複数（例えば三つ）入力してもよい。
そうすると、運航計画装置１０の計画取得部１５Ｂは、図５に示すように、計画推進モード情報と、計画運転区分情報とを取得する（ステップＳ２００）。
【００４６】
次に、計画取得部１５Ｂは、速力別の計画航走距離情報を取得する（ステップＳ２０１）。
図６の例では、計画取得部１５Ｂは、速力３ｋｔで１０００マイル航走し、速力６ｋｔで５０００マイル航走することを示す計画航走距離情報を取得する。なお、操作者は、図６に示すように、使用しない速力については０マイルを入力するようにしてもよい。
【００４７】
次に、燃料消費計算部１５Ｄは、計画取得部１５Ｂが取得した計画推進モード情報と、計画運転区分情報と、計画航走距離情報とに基づいて船舶の予測燃料消費量を計算する（ステップＳ２０２）。
例えば、操作者は、運転パターン１の計画推進モード情報として「モードＡ（電気推進モード）」を指定し、計画運転区分情報として「主発電機Ｇ１を船内負荷４０への電力供給源とし、主発電機Ｇ２を推進電動機Ｍへの電力供給源として運転させる」運転区分を指定したとする。
燃料消費計算部１５Ｄは、まず、運転パターン１において運転させる原動機を特定するとともに、計画航走距離情報にしたがって船舶を航走させるために原動機が消費する予測燃料消費量を、燃料消費特性を用いて計算する。即ち、燃料消費計算部１５Ｄは、運転パターン１において速力３ｋｔで１０００マイル航走した場合の予測燃料消費量と、速力６ｋｔで５０００マイル航走した場合の予測燃料消費量とを、それぞれ計算する。
また、このとき、燃料消費計算部１５Ｄは、船内負荷４０に現在供給されている電力（負荷消費電力）を維持するために原動機（主発電機Ｇ１）が消費する燃料量を加味して、予測燃料消費量を計算するようにしてもよい。
なお、推進モードと運転区分の組み合わせにより、発揮可能な速力は限られている。例えば、運転パターン１では、６ｋｔまでの速力が発揮可能であるとする。この場合、燃料消費計算部１５Ｄは、発揮可能な速力領域に含まれる速力、即ち、６ｋｔ以下の速力対する予測燃料消費量のみを計算する。
燃料消費計算部１５Ｄは、同様の処理を繰り返し、運転パターン２及び３における予測燃料消費量についても計算する。
【００４８】
燃料消費計算部１５Ｄは、このように計算した予測燃料消費量を、通信Ｉ／Ｆ１１を介して監視制御盤１００に出力する。そうすると、図６に示すように、監視制御盤１００の表示部１０２には、計画航走距離情報に基づき計算された予測燃料消費量（使用燃料）が運転パターン別に表示される。なお、指定された運転パターンにおいて発揮可能な速力領域に含まれない速力については、予測燃料消費量は表示されず、図６のように発揮可能な速力領域外であることを示す「−」を代わりに表示してもよい。
操作者は、表示部１０２に表示された予測燃料消費量を参照して、船舶の経路、速力、運転パターン等を含む運航計画を策定する。また、操作者は、予測燃料消費量を参照して、運転パターン１〜３に設定した計画推進モード情報及び計画運転区分情報と、計画航走情報とをさらに変更し、運航計画装置１０に計算を実行を指示する操作を行ってもよい。運航計画装置１０は、操作者から監視制御盤１００を介して計算を実行する指示を受け付ける度に、上述の処理を実行して、変更された各種情報に基づいて予測燃料消費量を計算する。
【００４９】
図７は、本発明の一実施形態に係る運航計画装置の第３の処理フローである。
図８は、本発明の一実施形態に係る運航計画装置の機能を説明する第３の図である。
以下、図７〜図８を参照して、運航計画装置１０が予測滞洋時間を計算する処理について説明する。
【００５０】
運航計画装置１０において予測滞洋時間を計算する処理を実行する場合、まず、操作者は、任意の計画速力情報と、計画推進モード情報と、計画運転区分情報と、計画船内電力情報と、帰港計画情報とを監視制御盤１００の操作部１０１を介して入力し、運航計画装置１０に計算の実行を指示する操作を行う。
そうすると、運航計画装置１０の計画取得部１５Ｂは、図７に示すように、計画速力情報と、計画推進モード情報と、計画運転区分情報と、計画船内電力情報と、帰港計画情報とを取得する（ステップＳ３００）。
なお、計画船内電力情報は、初期値として、状態情報に含まれる負荷消費電力に基づいて、現在船内負荷４０において消費されている電力（船内電力）が予め入力されていてもよい。また、操作者は、船内負荷４０で使用する予定の機器（負荷ＬＤ）に応じて、船内電力として任意の値を入力してもよい。
【００５１】
次に、滞洋時間計算部１５Ｅは、情報取得部１５Ａが取得した使用可能燃料量と、計画取得部１５Ｂが取得した計画推進モード情報、計画運転区分情報、計画速力情報、計画船内電力情報、及び帰港計画情報とに基づいて、船舶が洋上に滞在可能な時間を示す予測滞洋時間を計算する（ステップＳ３０１）。
例えば、図８に示すように、操作者は、計画速力情報として「１ｋｔ」、計画推進モード情報として「モードＡ（電気推進）」、計画運転区分情報として「運転区分３」、計画船内情報及び帰港計画情報として任意の船内電力（ｋＷ）及び残量計画（ｔ）を入力したとする。
滞洋時間計算部１５Ｅは、計画推進モード情報及び計画運転区分情報に基づいて、どの原動機（主機ＧＴ及び主発電機Ｇ）を運転させるかを特定するとともに、船舶の速力を計画速力（１ｋｔ）に維持するために要する電力（推進電力）を予測する。そして、滞洋時間計算部１５Ｅは、計画船内電力情報で指定された船内電力と、推進電力とを得るために原動機が消費する燃料量（燃料使用量）を、燃料消費特性を用いて予測する。このとき、滞洋時間計算部１５Ｅは、所定の時間ごと（例えば一時間ごと）の推進電力及び燃料使用量（ｔ／ｈ）を予測するようにしてもよい。
そして、滞洋時間計算部１５Ｅは、使用可能燃料量と、予測された燃料使用量と、帰港計画情報で指定された残量計画（帰港用に残す燃料量）とに基づいて、船舶の予測滞洋時間を計算する。
さらに、滞洋時間計算部１５Ｅは、使用可能燃料量と、残量計画と、予測された燃料使用量とに基づいて、所定の時間ごとの使用可能燃料量の推移を予測するようにしてもよい。
【００５２】
滞洋時間計算部１５Ｅは、このように計算した予測滞洋時間を、通信Ｉ／Ｆ１１を介して監視制御盤１００に出力する。また、滞洋時間計算部１５Ｅは、予測滞洋時間の計算に用いた船内電力と、推進電力と、燃料使用量と、所定の時間ごとの使用可能燃料量の推移とを監視制御盤１００に出力するようにしてもよい。
そうすると、図８に示すように、監視制御盤１００の表示部１０２には、運航計画装置１０から出力された予測滞洋時間が表示される。さらに、表示部１０２は、運航計画装置１０から出力された船内電力（ｋＷ）と、推進電力（ｋＷ）と、燃料使用量（ｔ／ｈ）と、所定の時間ごとの使用可能燃料量（ｔ）の推移とをグラフ化して操作者に提示するようにしてもよい。このとき、表示部１０２は、センサ５０から取得した状態情報に基づいて、現在及び過去における速力、推進モード、運転区分、船内電力、推進電力、燃料使用量、使用可能燃料量の推移をあわせて表示するようにしてもよい。この場合、表示部１０２は、状態情報に基づく実績値と、運航計画装置１０による予測値とを区別するために、どの値が現在の値であるかを示すマーク（例えば、図８の矢印）を表示するようにしてもよい。
操作者は、表示部１０２に表示された予測滞洋時間を含む各種情報を参照して、船舶の経路、速力、運転パターン等を含む運航計画を策定する。また、操作者は、各種情報を参照して、計画推進モード情報、計画運転区分情報、計画速力情報、計画船内電力情報、帰港計画情報をさらに変更し、運航計画装置１０に計算を実行を指示する操作を行ってもよい。運航計画装置１０は、操作者から監視制御盤１００を介して計算を実行する指示を受け付ける度に、上述の処理を実行して、変更された各種情報に基づいて予測滞洋時間を計算する。
【００５３】
（作用効果）
上述のように、本実施形態に係る運航計画装置１０は、船舶の現在の運転に関する情報であって、少なくとも船舶の使用可能燃料量を示す情報を含む状態情報を取得する情報取得部１５Ａと、船舶の将来の運転に関する情報であって、主機ＧＴ及び推進電動機Ｍの運転の組み合わせを示す計画推進モード情報と、複数の主発電機Ｇの運転の組み合わせを示す計画運転区分情報とを取得する計画取得部１５Ｂと、使用可能燃料量と、計画推進モード情報と、計画運転区分情報とに基づいて、船舶が航走可能な距離を示す予測航続距離を計算する航続距離計算部１５Ｃと、を備える。
このようにすることで、運航計画装置１０は、船舶の主機ＧＴ、推進電動機Ｍ、及び主発電機Ｇの運転組み合わせ（運転パターン）に応じた予測航続距離を計算することができる。これにより、運航計画装置１０は、船舶の航続距離を予測する精度を向上させることができる。また、操作者は、運航計画装置１０から出力された予測航続距離を参照することにより、適切な運転パターンを含む運航計画を策定することができる。
【００５４】
また、航続距離計算部１５Ｃは、運転パターン別、且つ、速力別に予測航続距離を計算する。
このようにすることで、航続距離計算部１５Ｃは、船舶の運転パターン及び速力に応じた精度の高い予測航続距離を計算することができる。また、操作者は、運航計画装置１０から出力された速力別の予測航続距離を参照することにより、速力と航続距離とのバランスを考慮した、適切な運航計画を策定することができる。
【００５５】
また、運航計画装置１０は、船舶の予測燃料消費量を計算する燃料消費計算部１５Ｄをさらに備える。
計画取得部１５Ｂは、船舶が航走予定の距離を速力別に示す計画航走距離情報をさらに取得し、燃料消費計算部１５Ｄは、計画推進モード情報と、計画運転区分情報と、計画航走距離情報とに基づいて、船舶の速力別の予測燃料消費量を計算する。
このようにすることで、運航計画装置１０は、船舶がどのような運転パターン及び速力で、どのくらいの距離を航走するかに応じた、より正確な予測燃料消費量を計算することができる。また、操作者は、運航計画装置１０から出力された予測燃料消費量を参照することにより、船舶の速力と燃料消費量とのバランスを考慮した、適切な運航計画を策定することができる。
【００５６】
また、燃料消費計算部１５Ｄは、船内負荷４０に現在供給されている電力（負荷消費電力）を維持するために原動機が消費する燃料量を加味して、予測燃料消費量を計算するようにしてもよい。
このようにすることで、燃料消費計算部１５Ｄは、より正確な予測燃料消費量を計算することができる。
【００５７】
また、運航計画装置１０は、船舶が洋上に滞在可能な時間を示す予測滞洋時間を計算する滞洋時間計算部１５Ｅをさらに備える。
計画取得部１５Ｂは、船舶が航走予定の速力を示す計画速力情報をさらに取得し、滞洋時間計算部１５Ｅは、使用可能燃料量と、計画推進モード情報と、計画運転区分情報と、計画速力情報とに基づいて、予測滞洋時間を計算する。
従来のシステムでは、滞洋時間を予測する機能は考慮されていない。しかしながら、上述の実施形態に係る運航計画装置１０は、船舶の運転パターンと、計画速力情報とに基づいて、滞洋時間を精度よく予測することが可能である。また、操作者は、運航計画装置１０から出力された予測滞洋時間を参照することにより、船舶の滞洋時間を考慮した適切な運航計画を策定することができる。
【００５８】
また、運航計画装置１０は、状態情報に基づいて、補助記憶装置１３に記憶されている原動機（主機ＧＴ及び主発電機Ｇ）別の燃料消費特性を補正する補正部１５Ｆをさらに備える。
このようにすることで、補正部１５Ｆは、原動機の経年劣化、季節変動等に応じて変化する状態情報に基づいて、燃料消費特性を補正することができる。これにより、航続距離計算部１５Ｃ、燃料消費計算部１５Ｄ、及び滞洋時間計算部１５Ｅにおける計算精度をさらに向上させることができる。
【００５９】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の技術的思想を逸脱しない限り、これらに限定されることはなく、多少の設計変更等も可能である。
例えば、上述の実施形態では、監視制御盤１００と、運航計画装置１０とが異なるコンピュータに実装されている態様について説明したが、これに限られることはない。他の実施形態では、監視制御盤１００の操作部１０１、表示部１０２、制御部１１０Ａの各機能を運航計画装置１０に実装するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１  運航計画システム
１０  運航計画装置
１１  通信インタフェース（Ｉ／Ｆ）
１２  主記憶装置
１３  補助記憶装置
１４  入出力インタフェース（Ｉ／Ｆ）
１５Ａ  情報取得部
１５Ｂ  計画取得部
１５Ｃ  航続距離計算部
１５Ｄ  燃料消費計算部
１５Ｅ  滞洋時間計算部
１５Ｆ  補正部
１００  監視制御盤
１０１  操作部
１０２  表示部
１０３  通信インタフェース（Ｉ／Ｆ）
１１０Ａ  制御部
２０  推進プラント
３０  電源プラント
３１  切替器
４０  船内負荷
５０  センサ
Ｇ  主発電機
ＧＴ  主機
ＬＤ  負荷
Ｍ  推進電動機
Ｐ  プロペラ
ＲＧ  減速機
【図１】
2018176944.tif 000003
【図２】
2018176944.tif 000004
【図３】
2018176944.tif 000005
【図４】
2018176944.tif 000006
【図５】
2018176944.tif 000007
【図６】
2018176944.tif 000008
【図７】
2018176944.tif 000009
【図８】
2018176944.tif 000010