(57)【要約】【課題】走行中の船舶で測定した風向・風速の実測値から正確な風向・風速を算出するシステムを提供する。【解決手段】風向風速補正システムは、風向・風速の実測値を取得する実測値取得部と、実測値を計測した計測手段が設置された環境により実測値に生じる風向・風速の変化の影響を補正する実測値補正部と、を備える。【選択図】図２
2017090196.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
風向・風速の実測値を取得する実測値取得部と、
前記実測値を計測した計測手段が設置された環境により前記実測値に生じる風向・風速の変化の影響を補正する実測値補正部と、
を備える風向風速補正システム。
【請求項２】
前記実測値取得部は、所定範囲内を航行する船舶に搭載された風向風速計で計測された風向・風速の実測値を取得し、
前記実測値補正部は、前記船舶で計測された風向・風速情報に対応付けて定められた補正量に基づいて、前記実測値に生じた前記船舶の構造物による風向・風速の変化を補正する、
請求項１に記載の風向風速補正システム。
【請求項３】
所定範囲における複数点での風向・風速の解析値情報を取得する解析値取得部と、
前記実測値補正部が前記実測値を補正した補正後の風向・風速情報を、前記所定範囲に含まれる前記実測値の計測位置における風向・風速情報として追加して前記解析値情報を補完する解析値補完部と、
をさらに備える請求項２に記載の風向風速補正システム。
【請求項４】
前記解析値補完部は、前記所定範囲に含まれる位置における風向・風速情報を前記実測値補正部が補正した最新の風向・風速情報で置き換える、
請求項３に記載の風向風速補正システム。
【請求項５】
前記風向・風速情報に対応付けて定められた補正量は複数の補正量の候補を含み、前記実測値補正部は、前記実測値の計測位置における前記解析値情報に基づいて前記複数の補正量の中から最適な補正量を選択する、
請求項３または請求項４に記載の風向風速補正システム。
【請求項６】
前記風向・風速情報に対応付けて定められた補正量は複数の補正量の候補を含み、前記実測値補正部は、前回取得した前記実測値を補正して求めた補正後の風向・風速情報に基づいて前記複数の補正量の中から最適な補正量を選択する、
請求項２から請求項５の何れか１項に記載の風向風速補正システム。
【請求項７】
所定範囲における複数点での風向・風速の解析値情報を取得する解析値取得部と、
前記所定範囲内での風向・風速の実測値に対して、前記実測値を計測した計測手段が設置された環境により前記実測値に生じる風向・風速の変化の影響を補正する処理を行った補正後の風向・風速情報を用いて、前記解析値情報を補完する解析値補完部と、
前記解析値補完部による補完後の前記所定範囲における風向・風速の解析値情報に基づく海象マップ情報を生成する運転支援情報生成部と、
を備える風向風速提示システム。
【請求項８】
風向・風速の実測値を取得し、
前記実測値を計測した計測手段が設置された環境により前記実測値に生じる風向・風速の変化の影響を補正する、
風向風速補正方法。
【請求項９】
所定範囲における複数点での風向・風速の解析値情報を取得し、
前記所定範囲内での風向・風速の実測値に対して、前記実測値を計測した計測手段が設置された環境により前記実測値に生じる風向・風速の変化の影響を補正する処理を行った後の風向・風速情報を用いて、前記解析値情報を補完し、
前記補完後の前記所定範囲における風向・風速の解析値情報に基づく海象マップ情報を生成する、
風向風速提示方法。
【請求項１０】
風向風速補正システムのコンピュータを、
風向・風速の実測値を取得する手段、
前記実測値を計測した計測手段が設置された環境により前記実測値に生じる風向・風速の変化の影響を補正する手段、
として機能させるためのプログラム。
【請求項１１】
風向風速提示システムのコンピュータを、
所定範囲における複数点での風向・風速の解析値情報を取得する手段、
前記所定範囲内での風向・風速の実測値に対して、前記実測値を計測した計測手段が設置された環境により前記実測値に生じる風向・風速の変化の影響を補正する処理を行った後の風向・風速情報を用いて、前記解析値情報を補完する手段、
前記補完後の前記所定範囲における風向・風速の解析値情報に基づく海象マップ情報を生成する手段、
として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、風向風速補正システム、風向風速提示システム、風向風速補正方法、風向風速提示方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
旅客用フェリーなどの運行における燃費効率は、気候条件や船舶の運転方法によって大きく変わる。例えば特許文献１には、客船のエネルギー予測モデル、気象海象予測データ、航路案を用いて電力需要予測を行い、燃料消費効率が最適となる運航計画を提示する運航支援システムが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１２７０４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、船舶の燃費や最適行路を計算する場合、船体が受ける風の抵抗を考える必要がある。従来は船舶に搭載されている風向風速計が計測した風速を用いて抵抗値を算出していた。しかしながら、船舶に搭載された風向風速計が計測する値は、船体に風があたった際に発生する空気の乱れ等の影響を受けており、正確な値でない場合がある。このような風向風速情報を用いて抵抗値計算を行っても正確な値が計算できない問題があった。
【０００５】
そこでこの発明は、上述の課題を解決することのできる風向風速補正システム、風向風速提示システム、風向風速補正方法、風向風速提示方法及び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】
【０００６】
本発明の第１の態様は、風向・風速の実測値を取得する実測値取得部と、前記実測値を計測した計測手段が設置された環境により前記実測値に生じる風向・風速の変化の影響を補正する実測値補正部と、を備える風向風速補正システムである。
このような構成によれば、計測手段が設置された環境により生じる風向・風速の実測値に対する影響を軽減した、より正確な風向・風速の算出を行うことができる。
【０００７】
本発明の第２の態様における前記実測値取得部は、所定範囲内を航行する船舶に搭載された風向風速計で計測された風向・風速の実測値を取得し、前記実測値補正部は、前記船舶で計測された風向・風速情報に対応付けて定められた補正量に基づいて、前記実測値に生じた前記船舶の構造物による風向・風速の変化を補正する。
このような構成によれば、所定範囲内を航行する船舶で計測する実測値を、その船舶に搭載された風向風速計による測定値を、風向・風速情報に対応付けられたその船舶固有の補正量で補正できるので、実際に吹いている風の風向・風速により近い値を算出することができる。
【０００８】
本発明の第３の態様における風向風速補正システムは、所定範囲における複数点での風向・風速の解析値情報を取得する解析値取得部と、前記実測値補正部が前記実測値を補正した補正後の風向・風速情報を、前記所定範囲に含まれる前記実測値の計測位置における風向・風速情報として追加して前記解析値情報を補完する解析値補完部と、をさらに備える。
このような構成によれば、実測値を補正した正確な風向・風速情報を用いて、所定範囲における複数点での風向・風速の解析値情報をより精緻化することができる。
【０００９】
本発明の第４の態様における前記解析値補完部は、前記所定範囲に含まれる位置における風向・風速情報を前記実測値補正部が補正した最新の風向・風速情報で置き換える。
このような構成によれば、実測値を補正した最新の風向・風速情報を反映した所定範囲の正確な風向・風速の解析値情報を得ることができる。
【００１０】
本発明の第５の態様における風向風速補正システムでは、前記風向・風速情報に対応付けて定められた補正量は複数の補正量の候補を含み、前記実測値補正部は、前記実測値の計測位置における前記解析値情報に基づいて前記複数の補正量の中から最適な補正量を選択する。
このような構成によれば、風向・風速の解析値情報に基づいて選択した、より確からしい補正量を用いて風向・風速の実測値を補正することができるので、より正確な風向・風速の算出を行うことができる。
【００１１】
本発明の第６の態様における風向風速補正システムでは、前記風向・風速情報に対応付けて定められた補正量は複数の補正量の候補を含み、前記実測値補正部は、前回取得した前記実測値を補正して求めた補正後の風向・風速情報に基づいて前記複数の補正量の中から最適な補正量を選択する。
このような構成とすることで、現在位置に近い位置で得られた補正後の風向・風速情報を考慮して選択した、より確からしい補正量を用いて風向・風速の実測値を補正することができるので、より正確な風向・風速の算出を行うことができる。
【００１２】
本発明の第７の態様は、所定範囲における複数点での風向・風速の解析値情報を取得する解析値取得部と、前記所定範囲内での風向・風速の実測値に対して、前記実測値を計測した計測手段が設置された環境により前記実測値に生じる風向・風速の変化の影響を補正する処理を行った補正後の風向・風速情報を用いて、前記解析値情報を補完する解析値補完部と、前記解析値補完部による補完後の前記所定範囲における風向・風速の解析値情報に基づく海象マップ情報を生成する運転支援情報生成部と、を備える風向風速提示システムである。
このような構成とすることで、実測値を補正した正確な風向・風速情報を用いて補完した、精緻化された所定範囲の風向・風速の解析値情報を提示することができる。
【００１３】
本発明の第８の態様は、風向・風速の実測値を取得し、前記実測値を計測した計測手段が設置された環境により前記実測値に生じる風向・風速の変化の影響を補正する、風向風速補正方法である。
【００１４】
本発明の第９の態様は、所定範囲における複数点での風向・風速の解析値情報を取得し、前記所定範囲内での風向・風速の実測値に対して、前記実測値を計測した計測手段が設置された環境により前記実測値に生じる風向・風速の変化の影響を補正する処理を行った後の風向・風速情報を用いて、前記解析値情報を補完し、前記補完後の前記所定範囲における風向・風速の解析値情報に基づく海象マップ情報を生成する、風向風速提示方法である。
【００１５】
本発明の第１０の態様は、風向風速補正システムのコンピュータを、風向・風速の実測値を取得する手段、前記実測値を計測した計測手段が設置された環境により前記実測値に生じる風向・風速の変化の影響を補正する手段、として機能させるためのプログラムである。
【００１６】
本発明の第１１の態様は、風向風速提示システムのコンピュータを、所定範囲における複数点での風向・風速の解析値情報を取得する手段、前記所定範囲内での風向・風速の実測値に対して、前記実測値を計測した計測手段が設置された環境により前記実測値に生じる風向・風速の変化の影響を補正する処理を行った後の風向・風速情報を用いて、前記解析値情報を補完する手段、前記補完後の前記所定範囲における風向・風速の解析値情報に基づく海象マップ情報を生成する手段、として機能させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、より正確な風向・風速の算出ができ、船舶が受ける風による抵抗力評価がより正確に行える。また、航行中の船舶の周囲や航路における風向・風速情報をより正確に提示することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る実施形態における燃費改善支援システムの概略図である。
【図２】本発明に係る実施形態における風向風速補正システムの一例を示すブロック図である。
【図３】本発明に係る実施形態における風向風速実績データベースを説明する図である。
【図４】本発明に係る実施形態における風向風速解析値の補正を説明する図である。
【図５】本発明に係る実施形態における風向風速補正システムにおける処理の一例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】
【００１９】
＜実施形態＞
以下、本発明の実施形態による風向風速補正システムを図１〜図５を参照して説明する。
図１は、本発明に係る実施形態における燃費改善支援システムの概略図である。
燃費改善支援システム１は、船舶１００の航行における燃費の改善を支援する。本実施形態の燃費改善支援システム１は、船舶１００と、風向風速補正システム１０と、メソモデル解析システム２００と、運行支援システム３００と、を含んで構成される。風向風速補正システム１０は、船舶１００およびメソモデル解析システム２００および運行支援システム３００と通信可能に接続されている。
【００２０】
船舶１００は、方位計１０１、風向風速計１０２、速度計１０３を備えている。方位計１０１は、船舶１００の針路を計測する。風向風速計１０２は、風向および風速を計測する。速度計１０３は、船舶１００の速度を計測する。船舶１００は、方位計１０１および風向風速計１０２および速度計１０３が計測した実測値を風向風速補正システム１０に送信する。
【００２１】
メソモデル解析システム２００は、船舶１００が航行する海域を含む所定の領域における風向・風速の解析値（メソ数値予報モデル）を、スーパーコンピュータなどで計算する。この風向・風速の解析値は、様々な気象情報に基づく予測値である。メソモデル解析システム２００は、計算対象となる所定の領域を格子状に区切り、その格子ごとの風向・風速の解析値を計算する。メソモデル解析システム２００は、風向・風速の解析値情報を風向風速補正システム１０に送信する。
【００２２】
風向風速補正システム１０は、船舶１００から船舶１００の針路・速度および風向・風速の実測値を取得し、メソモデル解析システム２００から風向・風速の解析値を取得する。風向風速補正システム１０は、これらの値を用いて、船舶１００の位置における正確な風向・風速を計算する。正確な風向・風速とは、風向風速計１０２が計測した実測値から、船舶１００に風があたって生じる空気の乱れなどの影響を取り除く補正を行った後の風向・風速のことである。海上を吹く風は、船舶１００にぶつかると船舶１００が備える構造物（船体自身を含む）によって影響を受ける。風向風速計１０２が計測する風向・風速の実測値は、海上で実際に吹く風の風向・風速ではなく、この影響を受けた後の風の風向・風速情報である。風向風速補正システム１０は、実測値からこの影響を取り除く補正を行う。風向風速補正システム１０は、計算した風向・風速情報を、運行支援システム３００へ送信する。
【００２３】
運行支援システム３００は、燃費計算システムや船舶１００の運転員に針路ガイダンスを提示する運転支援情報提示システムなどを備えている。運行支援システム３００は、風向風速補正システム１０から取得した正確な風向・風速情報を用いて燃費計算を行い、船舶１００の燃費を改善する航路を示した針路ガイダンスなどの運転支援情報を提示する。また、運行支援システム３００は、正確な風向・風速情報を反映した航路における風向風速の状況を示した海象マップ情報などを提示する。
【００２４】
なお、風向風速補正システム１０の設置場所に特に制限はない。例えば、地上のデータセンタに設置されていてもよいし、船舶１００に設置されていてもよい。以下の説明では一例として風向風速補正システム１０が地上のデータセンタに設置されているものとして説明を行う。また、メソモデル解析システム２００および運行支援システム３００も地上のデータセンタに設置されているものとする。風向風速補正システム１０は、船舶１００以外の複数の船舶（図示せず）から風向・風速の実測値を取得し、それぞれの実測値に基づいて、各船舶の位置における正確な風向・風速情報を計算してもよい。また、運行支援システム３００は、船舶１００以外の複数の船舶に海象マップ情報などを提示してもよい。
【００２５】
図２は、本発明に係る実施形態における風向風速補正システムの一例を示すブロック図である。
風向風速補正システム１０は、実測値取得部１１と、実測値補正部１２と、解析値取得部１３と、解析値補完部１４と、通信部１５と、記憶部１６とを備えている。
実測値取得部１１は、風向・風速の実測値を取得する。より具体的には、実測値取得部１１は、所定範囲内を航行する船舶１００に搭載された方位計１０１が計測した船舶の針路情報、風向風速計１０２が計測した風向・風速情報、速度計１０３が計測した船舶の速度情報を取得する。
【００２６】
実測値補正部１２は、実測値を計測した計測手段が設置された環境により実測値に生じる風向・風速の変化の影響を補正する。より具体的には、実測値補正部１２は、船舶１００の速度情報および船舶１００の針路情報を用いて風向風速計１０２が計測した風向・風速情報から絶対風向・風速情報を算出する。さらに実測値補正部１２は、船舶１００で計測された風向・風速情報に対応付けて定められた補正量に基づいて、実測値に生じた船舶１００の構造物による風向・風速の変化を補正して正確な風向・風速情報を算出する。
【００２７】
解析値取得部１３は、所定範囲における複数点での風向・風速の解析値情報を取得する。所定範囲における複数点での風向・風速の解析値とは、例えば、メソ数値予報モデルである。
解析値補完部１４は、解析値取得部１３が取得した複数点での風向・風速の解析値情報に対して、実測値補正部１２による補正後の正確な風向・風速情報を追加して解析値情報を補完する。
【００２８】
通信部１５は、船舶１００およびメソモデル解析システム２００および運行支援システム３００との通信を行う。例えば、通信部１５は、実測値補正部１２による補正後の正確な風向・風速情報と、補完後の所定範囲における複数点での風向・風速の解析値情報とのうち少なくとも一つを運行支援システム３００に送信する。
記憶部１６は、風向風速補正システム１０における種々の処理において使用するデータを記憶する。また、記憶部１６は、風向風速実績データベース１７と、風向風速解析値データベース１８とを備えている。風向風速実績データベース１７には、実測値補正部１２が、補正処理に用いる補正量が記録されている。風向風速解析値データベース１８は、解析値補完部１４による補完後の解析値情報が記録されている。
【００２９】
図３は、本発明に係る実施形態における風向風速実績データベースを説明する図である。
船舶１００に搭載された風向風速計１０２が計測する風向・風速は、船舶１００の船体（構造物）に風があたった際に発生する空気の乱れなどの影響を受け正確な値を示さない場合がある。このため、運行支援システム３００が、風向・風速の実測値を用いて風による抵抗値の計算を行うと正確な抵抗値が計算できず燃費計算の精度が低下したり、海象マップ情報に表示する風向・風速情報が正確さを欠いたりする場合があった。風向風速実績データベース１７には、この影響を補正する補正量が記録されている。ところで、船舶の構造物に風があたった際の影響は、その船舶の船体形状、風向風速計が設置された位置などにより異なる。そこで、本実施形態では、船体に様々な方向から様々な風速の風を当てて、そのときにその船体が備える風向風速計がどのような値を計測するかを調べる実験やシミュレーションを船舶ごとに行う。
【００３０】
図３（ａ）は、船舶１００について風向・風速ごとの補正量を求めるために行った実験データの一例を示している。この実験では、例えば停止している船舶１００に対して様々な方位から風を当てて、その風向とそのときに風向風速計１０２が計測した風向・風速の実測値とを対応付けて記録する。図３（ａ）は、この実験において、船舶１００に対して「風向が北で風速がＸ１（ｍ／ｓ）の風」を当てたときに、風向風速計１０２は「風向が北北東で風速がＸ２（ｍ／ｓ）」を計測したことを意味している。風が船体に当ったときの風向風速計の実測値への影響は、風が船体に当る角度や風速により異なるので、任意の風向・風速に対する補正を可能とするため、実験では数多くの風向および風速の組み合わせに対して風向風速計１０２が計測する実測値の実績を記録する。
【００３１】
図３（ｂ）は、図３（ａ）で例示した実験データを集計し、公知の統計的手法によって解析して得られた風向風速補正量の一例を示している。図３（ｂ）は、実験時に風向風速計１０２が、「風向が北北東で風速がＸ３〜Ｘ４（ｍ／ｓ）の範囲の値」を計測した場合、「真の風向は実測値よりさらに北方向に１０〜２０度、真の風速が実測値に加え＋０〜１．０（ｍ／ｓ）の範囲」にある確率が「７０％」、「真の風向は北北東の前後１０度の範囲にあり真の風速が実測値の±０．５（ｍ／ｓ）の範囲」にある確率が「２０％」、「真の風向は実測値よりさらに東方向に１０〜２０度、真の風速が（実測値−１．０〜実測値）（ｍ／ｓ）の範囲」にある確率が「１０％」であることを示している。風向風速の補正量に幅があり、それぞれの補正量に確率が割り当てられているのは、実験時に同じ風向・風速の風を船舶１００にあてたとしても、常に風向風速計１０２が同様の実測値を示すわけではないことによる。図３で例示した風向風速の補正量は、風向風速実績データベース１７に記録されている。実測値補正部１２は、風向風速実績データベース１７に記録された風向・風速情報に対応付けて定められた補正量を用いて、風向・風速の実績値から船舶１００の構造物による影響を取り除く補正を行う。
【００３２】
なお、図３（ｂ）は、風向風速補正量の一例である。例えば、船体に風が当ったときの影響度は、船体が風を受ける方向によっても異なる場合がある。例えば船舶１００の船首が東を向いていた場合に風向が北の風を受けた場合と、船舶１００の船首が北を向いていた場合に風向が北の風を受けた場合とでは、船舶１００が備える各構造物と風向風速計１０２の設置位置との位置関係や、船舶１００が備える各構造物の形状と風向との関係などにより、空気の乱れ具合が異なる場合がある。従って、船首を様々な方向に向けた状態で上記実験を行って、船首方向ごと、かつ、風向・風速ごとの補正量を風向風速実績データベース１７に記録してもよい。
【００３３】
図４は、本発明に係る実施形態における風向風速解析値の補正を説明する図である。
図４は、運行支援システム３００が提示する海象マップ情報の一例を示している。風向風速補正システム１０は、メソモデル解析システム２００から解析値情報を取得し、補正後の正確な風向・風速情報を用いた補完処理を行う。運行支援システム３００は、補完後の解析値情報を取得し図４で例示する海象マップ情報を生成し、海象マップ情報を船舶１００に送信する。船舶１００の運転員は、その海象マップ情報を運転に役立てることができる。
【００３４】
図４に含まれる格子の各点に示される矢印は、メソモデル解析システム２００から取得した解析値情報である。この解析値情報において、風向は矢印の方向で表され、風速は矢印の色や色の濃淡で表される。メソモデル解析システム２００は、例えば数時間ごとの所定の範囲における風向・風速の解析値を予測し、風向風速補正システム１０では解析値取得部１３がそれらの情報を取得する。船舶１００を効率よく運転するための航路ガイダンスには、船舶１００の航路を含む所定範囲における正確な風向・風速情報が必要となるが、メソモデル解析システム２００から提供される解析値の情報は、格子の目が粗く十分な精度を持たない。そこで、解析値補完部１４は、風向風速実績データベース１７に記録された補正量を用いて計算した正確な風向・風速情報を解析値情報に追加して解析値情報を補完する。これにより、所定範囲における複数点でのより高精度な風向・風速情報が生成される。このとき、例えば、解析値補完部１４は、メソモデル解析システム２００から取得したある位置Ａでの解析値情報と、風向風速補正システム１０が補正した位置Ａでの正確な風向・風速情報が許容範囲を超えて異なっている場合、位置Ａの解析値情報を補正した位置Ａでの正確な風向・風速情報で置き換えてもよい。また、このとき解析値補完部１４は、所定時間以上（例えば６時間以上）前に補完または置き換えられた風向・風速情報についてはそれらの情報を削除する処理を行い、情報の鮮度を保つようにしてもよい。
【００３５】
経路４１は、船舶１００の航行経路である。実測値補正部１２は、船舶１００の航路上の各位置で風向風速計１０２が計測した風向・風速の実測値を取得する。そして、実測値補正部１２は、それらの実測値を補正して正確な風向・風速情報を計算し、解析値補完部１４がその値を解析値情報に追加する。経路４１上に示される白抜き矢印は、実測値補正部１２が風向風速計１０２による実測値に基づいて計算したそれぞれの位置における正確な風向・風速情報である。他の領域に示された白抜き矢印は、所定時間以内（例えば６時間以内）にそれらの領域を航行した他の船舶において計測された風向・風速の実測値を補正した正確な風向・風速情報である。このように解析値補完部１４は、複数の船舶から取得した風向・風速情報を上述の補正処理により補正した正確な風向・風速情報を用いて、メソモデル解析システム２００から取得した解析値情報をより精緻化する。運行支援システム３００は、精緻化された解析値情報を取得して海象マップ情報を生成する。船舶１００やその他の船舶では、運転員がこの海象マップ情報を参照して、航行する海域の詳細な風向・風速情報を参照して運転を行うことができる。例えば所定時間内にある海域を航行する船舶が存在する場合、その前に同じ海域を航行した船舶で計測した実測値に基づく正確な風向・風速情報が利用できる。船舶１００の航路における風向・風速がさほど変わらないと仮定した場合、運転員は、所定時間内に算出された正確な風向・風速情報に基づいてより安全に、またより効率的に船舶１００の運転を行うことができる。なお、海象マップ情報には、風向・風速情報に加え、航行中の他の船舶の位置情報や潮流・海流を表す情報などが表示されてもよい。
【００３６】
また、例えば、矢印４２で示される風向・風速と実測値補正部１２が補正して求めたその付近の正確な風向・風速情報（白抜き矢印４３〜４５）とでは異なる。解析値補完部１４は、解析値情報と補正後の正確な風向・風速情報との差が所定の閾値以上の場合、矢印４２を補正後の正確な風向・風速情報で置き換える処理（更新）を行ってもよい。例えば図４の場合、風向風速補正システム１０は、矢印４２を白抜き矢印４４が示す風向・風速情報に置き換える処理を行う。
【００３７】
また、メソモデル解析システム２００から取得した解析値情報をより精緻化する手段として風向・風速の定点観測を行ってもよい。定点観測装置４６、定点観測装置４７は、例えば、風向風速計および風向風速計が計測した実測値を送信する通信手段を設けたブイなどの浮揚体である。このような定点観測装置４６を、船舶の運行の邪魔にならない位置に所定の間隔で設けておくことで、例えば船舶が運行しない時間帯が続くような場合でも、運行支援システム３００は、この海域の精緻化された海象マップ情報を生成することができる。
【００３８】
図５は、本発明に係る実施形態における風向風速補正システムにおける処理の一例を示すフローチャートである。
図５を用いて、船舶１００で計測した風向・風速を補正する処理、メソモデル解析システム２００から取得した解析値情報を補完する処理の流れについて説明する。
前提として、船舶１００は航行中で、方位計１０１が船舶１００の針路、風向風速計１０２が風向および風速、速度計１０３が船舶１００の速度、をそれぞれ所定の時間間隔で計測し、それらの実測値を風向風速補正システム１０に送信しているものとする。また、メソモデル解析システム２００は、船舶１００が運行する海域を含む領域を格子状に区切った各点における数時間ごとの風向・風速の解析値を、例えば１日分、予め計算しているものとする。また、記憶部１６の風向風速実績データベース１７には、風向・風速情報に対応付けて補正量が記録されているものとする。
【００３９】
風向風速補正システム１０では、実測値取得部１１が、船舶１００から針路情報、船速情報、風向・風速情報を取得する（ステップＳ１１）。実測値取得部１１は、取得したそれぞれの実測値を実測値補正部１２に出力する。また、解析値取得部１３は、メソモデル解析システム２００から例えば当日1日分の風向・風速の解析値情報を取得する（ステップＳ１２）。解析値取得部１３は、取得した解析値情報を、記憶部１６の風向風速解析値データベース１８に記録する。
【００４０】
次に実測値補正部１２は、絶対風向・風速を算出する（ステップＳ１３）。船舶１００にて計測した風向・風速の実測値は、船舶１００が移動しているので相対的な（見かけの）風向・風速である。実測値補正部１２は、実測値取得部１１から取得した風向・風速情報を絶対風向・風速情報に補正する。具体的には、実測値補正部１２は、実測値取得部１１から取得した針路情報、船速情報に基づく船舶１００の走行方向と走行速度を示す走行ベクトルと、実測値取得部１１から取得した風向・風速の実測値が示す見かけの風のベクトルとを合成して真の風のベクトル（絶対風向・風速情報）を計算する。
【００４１】
次に実測値補正部１２は、絶対風向・風速情報を補正する（ステップＳ１４）。船舶１００に風が当ると船舶１００の構造物などによって空気の流れに乱れが生じる。風向風速計１０２は、この空気の流れに乱れの影響を受けた風の風向・風速を計測する。この空気の乱れが風向・風速の実測値に与える影響は、船舶１００の船体形状や風の当たる方向、風向風速計１０２の設置位置などによって異なる。風向風速実績データベース１７には、船舶１００による風向・風速の変化を補正する補正量が風向・風速情報に対応付けて記録されている。実測値補正部１２は、風向・風速の実測値に対応付けられた補正量を風向風速実績データベース１７から読み出して取得する。
【００４２】
図３（ｂ）の例を用いると、例えば、絶対風向が北北東で絶対風速がＸ３〜Ｘ４（ｍ／ｓ）の範囲の値である場合、実測値補正部１２は、補正量の候補うち最も確率の高い補正量である「風向が北に１０〜２０度、風速０〜＋１．０（ｍ／ｓ）」を取得する。
また、例えば、絶対風向が北北東で絶対風速がＸ３〜Ｘ４（ｍ／ｓ）の範囲の値である場合であっても、前回のタイミングで実測値補正部１２が補正した後の正確な風向が北東であれば、実測値補正部１２は、風向が急激に変わることがないと判定し、最適な補正量として「風向が東に１０〜２０度、風速−１．０〜０．０（ｍ／ｓ）」を選択してもよい。
また、例えば、絶対風向が北北東で絶対風速がＸ３〜Ｘ４（ｍ／ｓ）の範囲の値である場合であっても、補正対象の実測値を測定した位置から所定の範囲内に存在する位置での解析値情報が示す風向・風速が絶対風向と同じ北北東を示していれば、実測値補正部１２は、この解析値情報に基づいて最適な補正量「風向は−１０〜＋１０度、風速−０．５〜＋０．５（ｍ／ｓ）」を選択してもよい。
また、例えば、補正対象の実測値を測定した位置を挟んで互いに対向する一方の位置における解析値情報が示す風向・風速が真北を示しており、他方の位置における過去に実測値補正部１２が補正した正確な風向が東を示している場合、実測値補正部１２は、今回の実測値を補正した後の正確な風向が、それらの中間である北東となるような補正量を選択してもよい。
【００４３】
実測値補正部１２は、読み出した補正量を絶対風向・風速情報に加算して絶対風向・風速情報を補正する。実測値補正部１２は、補正後の正確な風向・風速情報を解析値補完部１４と通信部１５に出力する。通信部１５は、補正後の正確な風向・風速情報とそれらの風向風速を計測した船舶１００の位置情報とその計測時間を運行支援システム３００へ送信する。運行支援システム３００では、補正後の正確な風向・風速情報を用いて燃費計算などを行う。なお、補正量は、船舶ごとに船首方向と風向と風速とに対応付けて記録されていてもよい。その場合、実測値補正部１２は、船舶１００の船首方向と絶対風向・風速情報に基づいて、船舶１００について船首方向と風向と風速とに対応付けて定められた補正量を取得し、補正処理を行う。
【００４４】
次に、解析値補完部１４は、実測値補正部１２が算出した補正後の正確な風向・風速情報を用いて風向風速解析値データベース１８を更新する（ステップＳ１５）。具体的には、解析値補完部１４は、船舶１００の位置情報と補正後の正確な風向・風速情報と計測時刻を対応付けて風向風速解析値データベース１８の解析値情報に追加する。上述のとおり、メソモデル解析システム２００から取得した解析値情報は所定時間ごとの予測値である。解析値補完部１４は、計測時間を用いて対応する予測時間帯の解析値情報を特定し、補正後の正確な風向・風速情報を追加して補完する。このとき、例えば、新たに追加しようとする船舶１００の位置情報から所定の範囲内に既にメソモデル解析システム２００から取得した解析値情報や過去に解析値補完部１４が追加した補正後の正確な風向・風速情報が記録されている場合がある。その場合、より新しい情報が正確であるとの判断から、解析値補完部１４は、それらの値を削除し、最新の補正後の正確な風向・風速情報で更新してもよい。また、既に追加された補正後の正確な風向・風速情報の計測時刻が所定時間以上過去である場合、解析値補完部１４は、情報の鮮度を保つため、それらの風向・風速情報を削除してもよい。通信部１５は、解析値補完部１４によって補完・更新された解析値情報を運行支援システム３００へ送信する。運行支援システム３００は、取得した新たな解析値情報を用いて最新の海象マップ情報を生成する。また、例えば、運行支援システム３００は、補完・更新された解析値情報を用いて正確な風向・風速を考慮した燃費を最適化する船舶１００の航路を算出する。
【００４５】
本実施形態によれば、航行中の船舶で計測した風向・風速情報を補正し、正確な風向・風速情報を算出することができる。そのため、風による抵抗力評価がより正確に行え、船舶の燃費計算の精度が向上する。また、気象庁などが提供しているメソ数値予報モデルに、複数の船舶が計測した風向・風速の実測値を補正して求めた正確な風向・風速情報を追加することで、船舶が航行する海域における複数点での風向・風速情報を精緻化することができる。この情報を用いると、燃費を最適化する船舶の最適航路を算出したり、正確な海象マップ情報を生成したりすることができる。
【００４６】
なお、風向風速補正システム１０は、船舶１００に搭載されていてもよいし、地上のデータセンタなどに設けられていてもよい。また、風向風速解析値データベース１８を除く風向風速補正システム１０の構成を船舶１００に設置し、風向風速解析値データベース１８をデータセンタに設置し、複数の船舶に設置された風向風速補正システム１０のそれぞれが、ネットワークを介して、データセンタに設置された風向風速解析値データベース１８の解析値情報を補完する処理を行ってもよい。
【００４７】
また、風向風速補正システム１０と運行支援システム３００の海象マップ生成機能とで風向風速提示システムを構成してもよい。例えば旅客用フェリーなどが、同じ海域を1日に何度も航行するような場合、既に航行したフェリーで計測した風向・風速などの情報を後に航行する船舶の運転員が参考にしたいというニーズがあった。風向風速提示システムが生成する海象マップ情報によれば、同じ海域で航行する船舶の運転員同士が、当日の海象情報を共有できる。
【００４８】
なお、上述した風向風速補正システム１０における各処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムを風向風速補正システム１０のコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしてもよい。
【００４９】
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。
また、風向風速補正システム１０は、１台のコンピュータで構成されていても良いし、通信可能に接続された複数のコンピュータで構成されていてもよい。
【００５０】
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。また、この発明の技術範囲は上記の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。運行支援システム３００の海象マップ生成機能は、運転支援情報生成部の一例である。
【符号の説明】
【００５１】
１・・・燃費改善支援システム
１０・・・風向風速補正システム
１１・・・実測値取得部
１２・・・実測値補正部
１３・・・解析値取得部
１４・・・解析値補完部
１５・・・通信部
１６・・・記憶部
１７・・・風向風速実績データベース
１８・・・風向風速解析値データベース
１００・・・船舶
２００・・・メソモデル解析システム
３００・・・運行支援システム
【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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