(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
船舶の航路を提供する船舶のルーティング予測システムであって、
当該ルーティング予測システムは、
気象センサを用いて観測された気象データを配信するする気象配信サーバと、
海象センサを用いて観測された海象データを配信するする海象配信サーバと、
人工衛星を用いて観測された衛星情報を配信する衛星情報配信サーバと、
前記気象配信サーバ、前記海象配信サーバ及び前記衛星情報配信サーバからデータを取得して、リクエストがあった場合には、船舶のルーティングに関する予測を行うルーティング予測サーバと、
所定のアプリケーションを実行すると共に、当該アプリケーションを用いてユーザから船舶のルーティング作成要求があった場合に、前記ルーティング予測サーバよりルーティング予測結果を取得して、これを表示する端末装置と、を備え、
前記気象配信サーバ、前記海象配信サーバ、前記衛星情報配信サーバ、前記ルーティング予測サーバ、及び前記端末装置はインターネットを介して接続され、
前記ルーティング予測サーバは、
前記気象配信サーバから気象情報及び前記海象配信サーバから海象情報を取得する気象・海象情報取得部と、
前記衛星情報配信サーバから衛星情報を取得する衛星情報取得部と、
前記気象・海象情報取得部で取得した気象・海象情報、及び解析された気象・海象情報を記憶する気象・海象情報記憶部と、
前記衛星情報取得部で取得された衛星情報、及び解析された衛星情報を記憶する衛星情報記憶部と、
前記端末装置のユーザに関連する情報を記憶するユーザ情報記憶部と、
前記ルーティング作成要求があった場合、気象・海象情報及び衛星情報を用いて、船舶のルーティング予測を行うルーティング予測部と、
前記端末装置のユーザ判定を行うユーザ判定部と、
前記気象配信サーバ、前記海象配信サーバ、前記衛星情報配信サーバ、及び前記端末装置との間でデータの送受信を行う送受信部と、を備え、
前記ルーティング予測部は、
前記衛星情報取得部から取得される衛星情報、前記気象・海象情報取得部で取得される気象・海象情報の各種の観測データを用いて、海流の流れの方向・速度の解析予測を行う海流解析部と、
前記衛星情報取得部から取得される衛星情報、前記気象・海象情報取得部で取得される気象・海象情報の各種の観測データ、前記気象・海象情報記憶部に記憶されているデータ、及び前記衛星情報記憶部に記憶されているデータを用いて将来の気象・海象シナリオを生成する気象・海象長期予測解析部と、
前記海流解析部及び前記気象・海象長期予測解析部の結果に基づいて、耐航性理論、波浪中抵抗増加、及び船舶動揺制御などの一体化解析処理を行い、船体が波・風・うねり・海流より受ける抵抗力を計算する船舶抵抗力計算部と、
前記海流解析部、前記船舶抵抗力計算部及び前記気象・海流長期予想解析部の解析結果を融合させて、ダイナミックプログラム・ダイクストラ法を用いて最適化された航路探索を行う最適化航路解析部と、を備え、
前記船舶抵抗力計算部は、前記海流解析部及び前記気象・海流長期予測解析部で解析された波高(wave hights(m))、波周期（うねり）(periods)、及び船舶から見た風波の方位(Direction(Deg))に基づいて船舶への速度に対する影響力(Wave/Wind(kt))である速度低下量を、地図上の各メッシュ地点で予測し、当該速度低下量を用いて燃料消費量(Fuel consumption(ton/day))を算出し、
前記船舶抵抗力計算部は、前記海流解析部及び前記気象・海流長期予測解析部で解析された各メッシュでの波高(wave hights(m))及び波方向(Direction(Deg))から船舶の上下加速度（V Acceration）及び左右加速度(H Acceration)を算出し、
前記最適化航路解析部は、所定地点で前記算出された船舶の上下加速度（V Acceration）及び左右加速度(H Acceration)が所定の閾値を超える場合には、当該所定地点は航路には採用しない、ことを特徴とする船舶のルーティング予測システム。
【請求項２】
前記ルーティング予測部は、地図上のポイント位置番号(Point No.)毎に、船舶の位置（緯度、経度）、指示した進行方向(Course(Deg.))、航行時の予測スピード(Speed(kt))、時間の日数換算(Day)、航海距離(Dist.(mile))、使用燃料(Fuel(ton))、エンジンの回転数(RPM)、縦揺れ角度(Pitch(Deg.))、横揺れ角度(Roll(Deg.))、縦加速度(V Acceration)、横加速度(H Acceration)、シーマージン(Sea Margin)、風波による船舶への速度に対する影響力(Wave・Wind(kt))、流れによる船舶に対する影響力(Current(kt))、波平均高さ(Wave Height(m))、周期（うねり）(Period(s))、及び船舶から見た風波の方向(Direction(deg.))の少なくとも１つを算出する、ことを特徴とする請求項１記載の船舶のルーティング予測システム。
【請求項３】
前記閾値は船舶の種類に応じて0.5〜0.8Gの間となる、ことを特徴とする請求項１記載の船舶のルーティング予測システム。
【請求項４】
前記端末装置は、
ユーザから入力を受け付けるキーボードなどの入力部と、
船舶航路のルーティング予測を行うための専用アプリケーションをＷｅｂブラウザで実行するアプリケーション実行部と、
前記入力部を介してユーザからルーティング作成要求がある場合には、前記ルーティング予測サーバに対してのルーティング生成指令を生成するリクエスト生成部と、
前記ルーティング作成要求を前記ルーティング予測サーバに送信する送受信部と、
前記ルーティング予測サーバから解析結果を取得した場合に当該解析結果に基づいてGUI表示処理を行う演算部と、
記憶部と、
GUI表示を行う表示部と、を備える、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の船舶のルーティング予測システム。
【請求項５】
前記端末装置の前記専用アプリケーションは、初期設定として、前記入力部を介した船舶明細情報の入力を要し、当該船舶明細情報には、船名、FULL LOAD 速力(kt)、FULL LOAD 排水量(t)、HEAVY BALLAST速力(kt)、HEAVY BALLAST排水量(t)、馬力(kw)、燃料消費量(ton/day)、エンジンの回転数(rpm)、積荷種類、stowage factor,、製造年月日、及びＩＭＯ番号の少なくとも１以上の情報が含まれる、ことを特徴とする請求項４記載の船舶のルーティング予測システム。
【請求項６】
前記専用アプリケーションのログイン後に、前記端末装置のユーザは、前記入力部を用いて画面から、出発ポート、到着ポート、船舶のスピード、エンジン回転数、燃費、積荷種類の情報入力を行う、ことを特徴とする請求項５記載の船舶のルーティング予測システム。
【請求項７】
前記端末装置においてシミュレーションを実行した場合、最小燃料(Minimum fuel)ルート、最短時間(Minimum Time)ルート、及び最短距離(Minimum Distance)ルートの少なくとも１以上のパターンが前記表示部の地図上に表示される、ことを特徴とする請求項４乃至６のいずれか一項に記載の船舶のルーティング予測システム。
【請求項８】
前記端末装置においてシミュレーションを実行した場合、危険と判断したポイント地点は異なる色で表示される、ことを特徴とする請求項４乃至７のいずれか一項に記載の船舶のルーティング予測システム。
【請求項９】
船舶のルーティング予測システムに用いる予測プログラムであって、
当該船舶ルーティング予測システムは、
観測センサを用いて観測された気象データを配信するする気象配信サーバと、
観測センサを用いて観測された海象データを配信するする海象配信サーバと、
人工衛星を用いて観測された衛星情報を配信する衛星情報配信サーバと、
前記気象配信サーバ、前記海象配信サーバ及び前記衛星情報配信サーバからデータを取得して、リクエストがあった場合には、船舶のルーティングに関する予測を行うルーティング予測サーバと、
所定のアプリケーションを実行すると共に、当該アプリケーションを用いてユーザから船舶のルーティング作成要求があった場合に、前記ルーティング予測サーバよりルーティング予測結果を取得して、これを表示する端末装置と、を備え、
前記予測プログラムは、
前記気象配信サーバから気象情報及び前記海象配信サーバから海象情報を取得する気象・海象情報取得ステップと、
前記衛星情報配信サーバから衛星情報を取得する衛星情報取得ステップと、
前記気象・海象情報取得ステップで取得した気象・海象情報、及び解析された気象・海象情報を記憶する気象・海象情報記憶ステップと、
前記衛星情報取得ステップで取得された衛星情報を記憶する衛星情報記憶ステップと、
前記端末装置のユーザに関連する情報を記憶するユーザ情報記憶ステップと、
前記ルーティング作成要求があった場合、気象・海象情報及び衛星情報を用いて、船舶のルーティング予測を行うルーティング予測ステップと、
ユーザ判定ステップと、
前記気象配信サーバ、前記海象配信サーバ、前記衛星情報配信サーバ、及び前記端末装置との間でデータの送受信を行う送受信ステップと、を含み、
前記ルーティング予測ステップは、
前記衛星情報取得ステップから取得される衛星情報、前記気象・海象情報取得部で取得される気象・海象情報の各種の観測データを用いて、海流の流れの方向・速度の解析予測を行う海流解析ステップと、
前記衛星情報取得ステップから取得される衛星情報、前記気象・海象情報取得ステップで取得される気象・海象情報の各種の観測データ、前記気象・海象情報記憶ステップに記憶されているデータ、及び前記衛星情報記憶ステップに記憶されているデータを用いて将来の気象・海象シナリオを生成する気象・海象長期予測解析ステップと、
前記海流解析ステップ及び前記気象・海象長期予測解析ステップの結果に基づいて、耐航性理論、波浪中抵抗増加、及び船舶動揺制御などの一体化解析処理を行い、船体が波・風・うねり・海流より受ける抵抗力を計算する船舶抵抗力計算ステップと、
前記海流解析ステップ、前記船舶抵抗力計算ステップ及び前記気象・海流長期予想解析ステップの解析結果を融合させて、ダイナミックプログラム・ダイクストラ法を用いて最適化された航路探索を行う最適化航路解析ステップと、を含み、
前記船舶抵抗力計算ステップは、前記海流解析ステップ及び前記気象・海流長期予測解析ステップで解析された波高(wave hights(m))、波周期（うねり）(periods)、及び船舶から見た風波の方位(Direction(Deg))に基づいて船舶への速度に対する影響力(Wave/Wind(kt))である速度低下量を、地図上の各メッシュ地点で予測し、当該速度低下量を用いて燃料消費量(Fuel consumption(ton/day))を算出し、
前記船舶抵抗力計算ステップは、前記海流解析ステップ及び前記気象・海流長期予測解析ステップで解析された各メッシュでの波高(wave hights(m))及び波方向(Direction(Deg))から船舶の上下加速度（V Acceration）及び左右加速度(H Acceration)を算出し、
前記最適化航路解析ステップは、所定地点で前記算出された船舶の上下加速度（V Acceration）及び左右加速度(H Acceration)が所定の閾値を超える場合には、当該所定地点は航路には採用しない、ことを特徴とする船舶のルーティング予測システムに用いる予測プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大洋航海をする船舶のルーティング予測システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
大洋航海においては、風、波、海流など気象・海象環境を考慮し、最も安全で経済的な航路を航行することが望ましい。従来より、大手気象会社(日本のウエザーニュース社とアメリカの大手気象会社アプライドウエザーテクノロジー社など) が船舶の航行に関するウェザールーティングサービスを提供している。【０００３】
ウェザールーティングの基本的な手順は（１）船舶の状態の情報（船舶名、主要項目、出発港・到着港、予定日程、積荷の種類など）、（２）気象・海象情報の取得、（３）航海シミュレーション、（４）決定推奨航路の船舶側への伝達である。その後、航海中にサービスを受ける場合には船舶の位置情報などをウェザールーティング会社に提供をして、航路の指示を仰ぐ。また、到着後には航海航路のルートや情報をルーティング会社に報告する。【０００４】
ところで、最適航路を求める最適化の手法として等時間曲線法を採用して、必須通過地点ＷＰを任意に指定できる必須通過地点指定手段と、必須通過地点の間の距離によって等時間曲線法で用いる探索長さと探索間隔と探索範囲を変化させるアイソクロム変更手段を備える船舶の最適航路計算システムが開示されている（例えば、特許文献１参照） 。また、予測困難な気象海象によって左右される船舶の航行に要する時間または燃料消費量を合理的に推定することを可能とするデータ処理装置も開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開2013-104690号公報
【特許文献２】特許6281022号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、現状では、これらの会社のルーティングサービスは、50年以上も長期に亘って提供されているにも関わらず、世界的なシェアは、両者併せても10%以内 (2016年現在世界全体で約100,000隻) と非常に少ない。【０００７】
この第一の問題として、従来のウェザールーティングでは、主として波高予測のみのデータに基づいて最適化航路が選択されている。しかしながら、船舶の航行に影響を与える気象・海象要素は、風、波、海流など様々な要素があり、ただ単に波の高さに基づいた航路予測は、未だに予測精度が低いという問題がある。【０００８】
第二の問題として、航路選択においては、未だに人的資源（船長やルーティング会社の気象予報士、責任者の判断）に頼っている点である。すわわち、船舶航行時の過去の統計データと予報士や船長経験者の勘と経験で船舶の航行ルートのアドバイスを行っている。当然、長年の経験と直感に依存する人間のアドバイスは正確性や精度に欠ける場合が往々にしてある。【０００９】
第三の問題として、特許文献１に記載するような従来の航路探索は、等時間曲線法(isochrone method)が主流であり、計算は最短時間のみである。ここで、等時間曲線法とは図２８に示すように、同じ時間で一番距離が出る枝（ルート）を辿る方法であり、最初に出発地から一定時間後に到着する複数の地点を繋いだ曲線を作成する（同時間曲線点）。この曲線上の代表的な複数地点から次に一定時間後に到着する複数地点を求め、出発地点からの距離が最も大きい地点の集合で表される曲線を求める。これらの手順を繰り返して目的地までの最短時間航路を決定する。【００１０】
この等時間曲線法を用いてルーティングを行う場合、推薦航路が途中荒天になると当該気象会社に相談すると、気象会社は波の低い方向に大きく迂回する様にルートのアドバイスをするのが通例である。例えば、現在は単純に波高が4m以上や5m以上だと、当該荒天海域を大きく迂回させた航路を航海させている。しかしながら、この方法では、大幅な燃料消費の増大を必然的に発生させている。すなわち、従来の等時間曲線法を用いた方法では、荒天海域は大きく迂回して航海しているのみであり、気象・海象が船舶に与える本当の影響を判断しておらず、安全性・経済性を考慮した最適なルーティング予測とはとても言えないという問題がある。【００１１】
第四の問題として、特許文献２に示すようなルーティング計算においては、船舶の情報がルーティング計算において考慮されていない点である。船舶と言っても大型貨物船から小型船まであり、これらの船舶の種類によって気象・海象環境から受ける影響は全く異なる。しかしながら、特許文献２に示すような従来のルーティング計算においては、一隻一隻の船舶に合わせた最適なルーティング情報の提供はできない。【００１２】
第五の問題として、クライアントにとって使い勝手の良い航路予測サービスの提供がなされていない点である。現在世界的な環境問題で大きな課題となっているCO2やSOxの大幅な(燃料費量と比例) 削減は、世界の海運業界も例外なく早急な実行を求められており、その対応は待ったなしである。既に、2020年1月から2008年比より20%以上の燃料の削減、2030年には40%以上の削減が国連のI.M.O. ( 国際海事機構 ) によって決定された。また今回は3,000トン以上の小型船舶も其の対象に含まれ、種類の異なった約120,000隻以上の各船舶毎に合った的確な航海航路のアドバイスは、気象予報士や船長といった人間が主体の人的対応では到底対応することができない。【００１３】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、インターネットを介したクラウドコンピューティングを使用し、より予測精度が高く、安全性・経済性の高い船舶のルーティング予測システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために本発明は、船舶の航路を提供する船舶のルーティング予測システムであって、当該ルーティング予測システムは、気象センサを用いて観測された気象データを配信するする気象配信サーバと、海象センサを用いて観測された海象データを配信するする海象配信サーバと、人工衛星を用いて観測された衛星情報を配信する衛星情報配信サーバと、前記気象配信サーバ、前記海象配信サーバ及び前記衛星情報配信サーバからデータを取得して、リクエストがあった場合には、船舶のルーティングに関する予測を行うルーティング予測サーバと、所定のアプリケーションを実行すると共に、当該アプリケーションを用いてユーザから船舶のルーティング作成要求があった場合に、前記ルーティング予測サーバよりルーティング予測結果を取得して、これを表示する端末装置と、を備え、前記気象配信サーバ、前記海象配信サーバ、前記衛星情報配信サーバ、前記ルーティング予測サーバ、及び前記端末装置はインターネットを介して接続され、前記ルーティング予測サーバは、前記気象配信サーバから気象情報及び前記海象配信サーバから海象情報を取得する気象・海象情報取得部と、前記衛星情報配信サーバから衛星情報を取得する衛星情報取得部と、前記気象・海象情報取得部で取得した気象・海象情報、及び解析された気象・海象情報を記憶する気象・海象情報記憶部と、前記衛星情報取得部で取得された衛星情報、及び解析された衛星情報を記憶する衛星情報記憶部と、前記端末装置のユーザに関連する情報を記憶するユーザ情報記憶部と、前記ルーティング作成要求があった場合、気象・海象情報及び衛星情報を用いて、船舶のルーティング予測を行うルーティング予測部と、前記端末装置のユーザ判定を行うユーザ判定部と、前記気象配信サーバ、前記海象配信サーバ、前記衛星情報配信サーバ、及び前記端末装置との間でデータの送受信を行う送受信部と、を備え、前記ルーティング予測部は、前記衛星情報取得部から取得される衛星情報、前記気象・海象情報取得部で取得される気象・海象情報の各種の観測データを用いて、海流の流れの方向・速度の解析予測を行う海流解析部と、前記衛星情報取得部から取得される衛星情報、前記気象・海象情報取得部で取得される気象・海象情報の各種の観測データ、前記気象・海象情報記憶部に記憶されているデータ、及び前記衛星情報記憶部に記憶されているデータを用いて将来の気象・海象シナリオを生成する気象・海象長期予測解析部と、前記海流解析部及び前記気象・海象長期予測解析部の結果に基づいて、耐航性理論、波浪中抵抗増加、及び船舶動揺制御などの一体化解析処理を行い、船体が波・風・うねり・海流より受ける抵抗力を計算する船舶抵抗力計算部と、前記海流解析部、前記船舶抵抗力計算部及び前記気象・海流長期予想解析部の解析結果を融合させて、ダイナミックプログラム・ダイクストラ法を用いて最適化された航路探索を行う最適化航路解析部と、を備え、前記船舶抵抗力計算部は、前記海流解析部及び前記気象・海流長期予測解析部で解析された波高(wave hights(m))、波周期（うねり）(periods)、及び船舶から見た風波の方位(Direction(Deg))に基づいて船舶への速度に対する影響力(Wave/Wind(kt))である速度低下量を、地図上の各メ���シュ地点で予測し、当該速度低下量を用いて燃料消費量(Fuel consumption(ton/day))を算出し、前記船舶抵抗力計算部は、前記海流解析部及び前記気象・海流長期予測解析部で解析された各メッシュでの波高(wave hights(m))及び波方向(Direction(Deg))から船舶の上下加速度（V Acceration）及び左右加速度(H Acceration)を算出し、前記最適化航路解析部は、所定地点で前記算出された船舶の上下加速度（V Acceration）及び左右加速度(H Acceration)が所定の閾値を超える場合には、当該所定地点は航路には採用しないことを特徴とする。
【００１７】
この船舶のルーティング予測システムにおいて、前記ルーティング予測部は、地図上のポイント位置番号(Point No.)毎に、船舶の位置（緯度、経度）、指示した進行方向(Course(Deg.))、航行時の予測スピード(Speed(kt))、時間の日数換算(Day)、航海距離(Dist.(mile))、使用燃料(Fuel(ton))、エンジンの回転数(RPM)、縦揺れ角度(Pitch(Deg.))、横揺れ角度(Roll(Deg.))、縦加速度(V Acceration)、横加速度(H Acceration)、シーマージン(Sea Margin)、風波による船舶への速度に対する影響力(Wave・Wind(kt))、流れによる船舶に対する影響力(Current(kt))、波平均高さ(Wave Height(m))、周期（うねり）(Period(s))、及び船舶から見た風波の方向(Direction(deg.))の少なくとも１つを算出することが好ましい。【００２１】
この船舶のルーティング予測システムにおいて、前記閾値は船舶の種類に応じて0.5〜0.8Gの間となることが好ましい。【００２２】
この船舶のルーティング予測システムにおいて、前記端末装置は、ユーザから入力を受け付けるキーボードなどの入力部と、船舶航路のルーティング予測を行うための専用アプリケーションをＷｅｂブラウザで実行するアプリケーション実行部と、前記入力部を介してユーザからルーティング作成要求がある場合には、前記ルーティング予測サーバに対してのルーティング生成指令を生成するリクエスト生成部と、前記ルーティング作成要求を前記ルーティング予測サーバに送信する送受信部と、前記ルーティング予測サーバから解析結果を取得した場合に当該解析結果に基づいてGUI表示処理を行う演算部と、記憶部と、GUI表示を行う表示部と、を備えることが好ましい。【００２３】
この船舶のルーティング予測システムにおいて、前記端末装置の前記専用アプリケーションは、初期設定として、前記入力部を介した船舶明細情報の入力を要し、当該船舶明細情報には、船名、FULL LOAD 速力(kt)、FULL LOAD 排水量(t)、HEAVY BALLAST速力(kt)、HEAVY BALLAST排水量(t)、馬力(kw)、燃料消費量(ton/day)、エンジンの回転数(rpm)、積荷種類、stowage factor,、製造年月日、及びＩＭＯ番号の少なくとも１以上の情報が含まれることが好ましい。【００２４】
この船舶のルーティング予測システムにおいて、前記専用アプリケーションのログイン後に、前記端末装置のユーザは、前記入力部を用いて画面から、出発ポート、到着ポート、基本情報（スピード、回転数、燃費）、積荷種類の情報入力を行うことが好ましい。【００２５】
この船舶のルーティング予測システムにおいて、前記端末装置においてシミュレーションを実行した場合、最小燃料(Minimum fuel)ルート、最短時間(Minimum Time)ルート、及び最短距離(Minimum Distance)ルートの少なくとも１以上のパターンが前記表示部の地図上に表示されることが好ましい。【００２６】
この船舶のルーティング予測システムにおいて、前記端末装置においてシミュレーションを実行した場合、危険と判断したポイント地点は異なる色で表示されることが好ましい。【００２７】
また、上記目的を達成するために本発明は、船舶のルーティング予測システムに用いる予測プログラムであって、当該船舶ルーティング予測システムは、観測センサを用いて観測された気象データを配信するする気象配信サーバと、観測センサを用いて観測された海象データを配信するする海象配信サーバと、人工衛星を用いて観測された衛星情報を配信する衛星情報配信サーバと、前記気象配信サーバ、前記海象配信サーバ及び前記衛星情報配信サーバからデータを取得して、リクエストがあった場合には、船舶のルーティングに関する予測を行うルーティング予測サーバと、所定のアプリケーションを実行すると共に、当該アプリケーションを用いてユーザから船舶のルーティング作成要求があった場合に、前記ルーティング予測サーバよりルーティング予測結果を取得して、これを表示する端末装置と、を備え、前記予測プログラムは、前記気象配信サーバから気象情報及び前記海象配信サーバから海象情報を取得する気象・海象情報取得ステップと、前記衛星情報配信サーバから衛星情報を取得する衛星情報取得ステップと、前記気象・海象情報取得ステップで取得した気象・海象情報、及び解析された気象・海象情報を記憶する気象・海象情報記憶ステップと、前記衛星情報取得ステップで取得された衛星情報を記憶する衛星情報記憶ステップと、前記端末装置のユーザに関連する情報を記憶するユーザ情報記憶ステップと、前記ルーティング作成要求があった場合、気象・海象情報及び衛星情報を用いて、船舶のルーティング予測を行うルーティング予測ステップと、ユーザ判定ステップと、前記気象配信サーバ、前記海象配信サーバ、前記衛星情報配信サーバ、及び前記端末装置との間でデータの送受信を行う送受信ステップと、を含み、前記ルーティング予測ステップは、前記衛星情報取得ステップから取得される衛星情報、前記気象・海象情報取得部で取得される気象・海象情報の各種の観測データを用いて、海流の流れの方向・速度の解析予測を行う海流解析ステップと、前記衛星情報取得ステップから取得される衛星情報、前記気象・海象情報取得ステップで取得される気象・海象情報の各種の観測データ、前記気象・海象情報記憶ステップに記憶されているデータ、及び前記衛星情報記憶ステップに記憶されているデータを用いて将来の気象・海象シナリオを生成する気象・海象長期予測解析ステップと、前記海流解析ステップ及び前記気象・海象長期予測解析ステップの結果に基づいて、耐航性理論、波浪中抵抗増加、及び船舶動揺制御などの一体化解析処理を行い、船体が波・風・うねり・海流より受ける抵抗力を計算する船舶抵抗力計算ステップと、前記海流解析ステップ、前記船舶抵抗力計算ステップ及び前記気象・海流長期予想解析ステップの解析結果を融合させて、ダイナミックプログラム・ダイクストラ法を用いて最適化された航路探索を行う最適化航路解析ステップと、を含み、前記船舶抵抗力計算ステップは、前記海流解析ステップ及び前記気象・海流長期予測解析ステップで解析された波高(wave hights(m))、波周期（うねり）(periods)、及び船舶から見た風波の方位(Direction(Deg))に基づいて船舶への速度に対する影響力(Wave/Wind(kt))である速度低下量を、地図上の各メッシュ地点で予測し、当該���度低下量を用いて燃料消費量(Fuel consumption(ton/day))を算出し、前記船舶抵抗力計算ステップは、前記海流解析ステップ及び前記気象・海流長期予測解析ステップで解析された各メッシュでの波高(wave hights(m))及び波方向(Direction(Deg))から船舶の上下加速度（V Acceration）及び左右加速度(H Acceration)を算出し、前記最適化航路解析ステップは、所定地点で前記算出された船舶の上下加速度（V Acceration）及び左右加速度(H Acceration)が所定の閾値を超える場合には、当該所定地点は航路には採用しないことを特徴とする。
【００２８】
なお、本発明は、このような船舶のルーティング予測システムとして実現することができるだけでなく、このような船舶のルーティング予測システムを構成する装置が備える特徴的な手段をステップとするルーティング予測方法として実現したり、それらのステップをコンピュータに実行させるプログラムとして実現することができる。そして、そのようなプログラムは、ＵＳＢなどの記録媒体やインターネット等の伝送媒体を介して配信することができるのは言うまでもない。
【発明の効果】
【００２９】
本発明に係る船舶のルーティング予測システムは、気象データを配信するする気象配信サーバと、海象データを配信するする海象配信サーバと、衛星情報を配信する衛星情報配信サーバと、気象配信サーバ、海象配信サーバ及び衛星情報配信サーバからデータを取得して、リクエストがあった場合には、船舶のルーティングに関する予測を行うルーティング予測サーバと、所定のアプリケーションを実行すると共に、当該アプリケーションを用いてユーザから船舶のルーティング作成要求があった場合に、ルーティング予測サーバよりルーティング予測結果を取得して、これを表示する端末装置と、を備える。この構成により、インターネットを介したクラウドコンピューティングを使用し、より予測精度が高く、安全性・経済性の高い船舶のルーティング予測システムを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施の形態に係る船舶のルーティング予測システムのシステム構成図である。
【図２】同上船舶のルーティング予測システムのシーケンス図である。
【図３】同上ルーティング予測システムの機能ブロック図である。
【図４】（ａ）及び（ｂ）同上ルーティング予測システムに備わるルーティング予測サーバにおける予測計算時に使用されるテーブル情報の一例を示す図である。
【図５】（ａ）乃至（ｄ）同上テーブル情報の他の一例を示す図である。
【図６】（ａ）乃至（ｄ）同上テーブル情報の他の一例を示す図である。
【図７】同上ルーティング予測システムに備わる端末装置の動作手順を示すフローチャートである。
【図８】同上端末装置のアプリケーション使用時の初期設定時の画面を示す図である。
【図９】（ａ）及び（ｂ）同上端末装置のアプリケーション使用時(Basic settings)のウェブブラウザ画面の一例を示す図である。
【図１０】（ａ）及び（ｂ）同上端末装置のアプリケーション使用時(Port select)のウェブブラウザ画面の一例を示す図である。
【図１１】同上端末装置のアプリケーション使用時(Arriving port select)のウェブブラウザ画面の一例を示す図である。
【図１２】（ａ）及び（ｂ）同上端末装置のアプリケーション使用時(Way point select)のウェブブラウザ画面の一例を示す図である。
【図１３】（ａ）及び（ｂ）同上端末装置のアプリケーション使用時(Run simulation)のウェブブラウザ画面の一例を示す図である。
【図１４】（ａ）及び（ｂ）同上端末装置のアプリケーション使用時のウェブブラウザ画面の一例を示す図である。
【図１５】同上端末装置のアプリケーション使用時のウェブブラウザ画面の一例を示す図である。
【図１６】（ａ）同上端末装置のアプリケーション使用時のウェブブラウザ画面の一例を示す図、（ｂ）予測データの数値一覧を示すテーブル図である。
【図１７】（ａ）及び（ｂ）同上端末装置のアプリケーション使用時(Support system)のウェブブラウザ画面の一例を示す図である。
【図１８】（ａ）及び（ｂ）同上端末装置のアプリケーション使用時(Route plan save)のウェブブラウザ画面の一例を示す図である。
【図１９】（ａ）及び（ｂ）同上端末装置のアプリケーション使用時(Noon report)のウェブブラウザ画面の一例を示す図である。
【図２０】（ａ）及び（ｂ）同上端末装置のアプリケーション使用時(Voyage end)のウェブブラウザ画面の一例を示す図である。
【図２１】（ａ）及び（ｂ）実施例１に係る同上船舶のルーティング予測システムにおける画面表示例である。
【図２２】同上実施例１に係るルーティング予測システムを用いた際の予測数値の一覧を示す図である。
【図２３】同上実施例１に係るルーティング予測システムと従来例との比較データを示す図である。
【図２４】同上ルーティング予測システムの実施例２における画面表示例である。
【図２５】同上ルーティング予測システムの実施例３における画面表示例である。
【図２６】同上ルーティング予測システムの実施例４における画面表示例である。
【図２７】同上端末装置のアプリケーション使用時のウェブブラウザ画面の一例(get weather)を示す図である。
【図２８】従来の航路予測に用いる等時間曲線法の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
（実施の形態）
本発明の実施の形態に係る船舶のルーティング予測システム（以下、ルーティング予測システムと記す）について図面を参照しながら説明する。本ルーティング予測システムは、『世界の不特定多数の船舶に任意のポートから目的地に最も省エネで、且つ安全な当該船舶に合った唯一の航海ルートの提供を、当該クラウドコンピュータシステムで衛星通信回線を通じてインターネットやメールで情報提供をする 』ためのシステムとなる。
【００３２】
＜全体システム図＞
最初に、ルーティング予測システムの全体構成を説明する。本実施の形態に係るルーティング予測システム１は、図１に示すように、船舶などに設置されるPC等の端末装置１０、ルーティング予測サーバ２０、気象配信サーバ３０、衛星情報配信サーバ４０、海象配信サーバ５０がインターネットなどの広域ネットワークを介して接続されて構成されている。
【００３３】
端末装置１０は、ルーティングシステム１の利用契約者の有するパーソナルコンピュータ、スマートフォンなどの端末であり、専用のアプリケーションをインストールして実行し、その結果を画面に表示する。この専用のアプリケーションは、船舶などアプリ契約者に対して航海予測ルートや気象・海象予測情報（例えば、気象・海象の予測シナリオなど）をウェブブラウザとしてGUI(Graphical User Interface)表示する。より具体的には、この専用のアプリケーションは、例えば端末装置１０がルーティング予測サーバ２０からネットワークを介して条件に合ったルーティング予測結果を取得し、この予測結果に基づいて、最適化航路を分かりやすいGUIで表示する。
【００３４】
端末装置１０にインストールされる専用のアプリケーションプログラムは、例えば出願人の提供するOcean Naviと呼ばれる航路予測情報の可視化ウェブアプリであって、船舶会社などの契約者に提供される。本アプリを利用することで、気象、海象、衛星データを集め、従来はデータがバラバラに存在し、一社ではとてもこれらのビックデータに基づく予測解析が困難であった航路予測情報を、容易に得ることができる。
【００３５】
ルーティング予測サーバ２０は、端末装置１０からHttpのリクエスト形式などでルーティング作成指令があった場合に、今後の気象・海象予測を取得して、この気象・海象予測を元に船舶の最適なルーティングをシミュレーションする。典型的なルーティングにおいて行うシミュレーションというのは、後述する気象・海象予測、船舶情報、出発港及び到着港、GM数値などに基づいてシミュレーションされる。
【００３６】
気象配信サーバ３０は、例えば気象庁が提供する気象に関する計測・予測情報を提供するサーバであり、気象庁が有する気象センサ６０の計測結果や気象予測を配信するサービスである。気象データには、温度、気圧、風速などのが含まれる。気象情報を取得する気象センサ６０は、各地に設置されたフィールドセンサーであり、このフィールドセンサーは、気温、湿度、雨量、日射量、風量などの気象データを収集する各種センサと、気象状況などを観測するカメラセンサなどを備える。気象センサ６０は、所定の通信プロトコルを用いて通信セッションを確立して情報の送受信を行う。
【００３７】
衛星情報配信サーバ４０は、NASA（アメリカ航空宇宙局）・NOAA（アメリカ海洋気象局）・ENVISAT（ヨーロッパ中期気象センター）などの人工衛星６０がスキャンした各種の観測データを提供する。
【００３８】
海象配信サーバ５０は、国際標準であり、海洋観測ブイ８０（世界約4,000カ所の実測観測データ）及び船舶９０から受信した船舶観測データ（約80,000隻の波・風・うねりの船舶データ）を配信する。なお、海流解析は、人工衛星複数機からの衛星観測データを処理することで高精度のデータ解析も近年では可能となっている。
【００３９】
ルーティング予測システム１における端末装置１０、ルーティング予測サーバ２０、気象配信サーバ３０、衛星情報配信サーバ４０、及び海象配信サーバ５０間のデータのやり取りは、共通のデータフォーマットが定義されているために、運用性の確保が可能である。また、Web API（Application Programming Interface）などの仕組みを利用しても良い。Web APIとは、コンピュータプログラムの提供する機能を外部の別のプログラムから呼び出して利用するための手順・規約（API）の類型の一つで、Http(Hypertext Transfer Protocol)などのwebの技術を用いて構築されたものである。Web APIで定義された所定機能を公開しているサーバに対して、他の端末装置からインターネットを介してHttpのリクエスト形式で依頼内容を送信すると、この処理結果がHttpのレスポンス形式で依頼元の端末装置へ返信されてくる。この送受信されるデータの形式はAPIによって様々だが、webでよく用いられるXML(Extensible Markup Language)やHTML(HyperText Markup Language)、JSON(JavaScript（登録商標） Object Notation)、各種の画像ファイル形式などが主に用いられる。
【００４０】
＜全体システムの動作手順＞
次に、ルーティング予測システム１の全体の動作手順に関して図２を参照しながら説明する。
【００４１】
最初に、ルーティング予測サーバ２０は,、Httpのリクエスト形式などで気象配信サーバ３０に対して気象データ要求指令（S201）を行い、要求指令を受けた気象配信サーバ３０は、気象データをルーティング予測サーバ２０側に送信する（S202）。同様に、ルーティング予測サーバ２０は,、Httpのリクエスト形式などで海象データ要求指令（S203）を海象配信サーバ５０に対して行い、要求指令を受けた海象配信サーバ５０は、海象データをルーティング予測サーバ２０側に送信する（S204）。また、ルーティング予測サーバ２０は,、Httpのリクエスト形式などで衛星情報要求指令（S205）を衛星情報配信サーバ４０に対して行い、要求指令を受けた衛星情報配信サーバ４０は、衛星データをルーティング予測サーバ２０側に送信する（S206）。すなわち、ルーティング予測サーバ２０は、観測データを定期的に予め取得・保持する。
【００４２】
次に、端末装置１０からルーティング作成指令を受けると（S207）、ルーティング予測サーバ２０は、気象・海象予測シナリオに基づいて最適航路を予測して作成し、端末装置１０に送信する（S208）。最後に、Httpレスポンス形式（XML）などで最適航路の情報を受けた端末装置１０は、専用アプリでの演算処理、グラフィック処理を行い最適航路のGUI表示（S209）して、最適航路の見える化を行う。
【００４３】
次に、本実施の形態に係るルーティング予測システム１の各処理部の機能ブロック図を図３を参照しながら説明する。
【００４４】
＜ルーティング予測サーバの機能ブロック図＞
ルーティング予測サーバ２０は、端末装置１０からのルーティング作成指令に従って、最適化ルートを生成して返信する。また、データを検索、演算、生成して、これをXMLなどのデータ形式にして端末装置１０に返す処理を行う。具体的には、ルーティング予測サーバ２０は、例えば、サーバやワークステーション等のコンピュータであり、クラウドコンピューティング（cloud computing）の形でルーティングサービスを提供する。
【００４５】
ルーティング予測サーバ２０は、気象・海象情報取得部２１と、衛星情報取得部２２と、気象・海象情報記憶部２３と、衛星情報記憶部２４と、ユーザ情報記憶部２５と、ルーティング予測部２６、ユーザ判定部２７、リクエスト応答生成部２８、及び送受信部２９を備える。
【００４６】
気象・海象情報取得部２１は、気象配信サーバ３０や海象配信サーバ５０から配信される気象・海象に関する情報を定期的に取得する。当該情報には、波高、風速、風向、温度、気圧などの情報が含まれる。取得された情報は、気象・海象情報記憶部２３に保持される。
【００４７】
衛星情報取得部２２は、人工衛星６０から送信される衛星データを、衛星情報配信サーバ４０から定期的に取得する。取得された衛星データは衛星情報記憶部２４に保持される。なお。専用の衛星受信アンテナおよび受信解析処理設備を用いて衛星情報を取得しても良い。
【００４８】
気象・海象情報記憶部２３は、ハードディスクなどのメモリ部であり、受信される気象・海象情報や解析された過去の気象・海象情報を記憶する。衛星情報記憶部２４は、ハードディスクなどのメモリ部であり、15年以上にわたるデータ解析・衛星の処理技術による様々な衛星データが蓄積される。ユーザ情報記憶部２５は、ハードディスクなどのメモリ部であり、契約者情報、船舶明細情報などを識別子、パスワードに紐づけてテーブル情報として記憶する。
【００４９】
ユーザ判定部２７は、端末装置１０のユーザ判定を行うため、受信したユーザ毎の識別子・パスワードを、ユーザ情報記憶部２５に記憶されている情報と比較し、一致した場合にルーティング予測情報の提供を可能とする。リクエスト応答生成部２８は、端末装置１０から所定の要求処理があった場合に、その要求に応答する指示をルーティング予測部２６に指示すると共に、ルーティング予測部２６の予測結果をHttpの応答形式などで端末装置１０に応答する。送受信部２９は、気象配信サーバ３０、海象配信サーバ５０、衛星情報配信サーバ４０、及び端末装置１０との間でデータの送受信を行う。
【００５０】
ルーティング予測部２６は、所定のプログラムを実行し、海流解析部２６ａ、気象・海流長期予想解析部２６ｂ、船舶抵抗力計算部２６ｃ、及び最適化航路解析部２６ｄを備える。また、端末装置１０からルーティング作成要求があった場合、気象・海象情報及び衛星情報を用いて、船舶のルーティング予測を行う。
【００５１】
＜海流解析部＞
海流解析部２６ａは、各種地球環境衛星解析（NOAA・NASA・ESA各種）による地球規模の海流解析処理を行う。具体的には、海流解析部２６ａは、衛星情報取得部２２から取得される衛星情報、気象・海象情報取得部２１から取得される気象情報、海象情報の観測データを用いて、雲除去特許技術（特許第3233623号）なども用い、世界の海流の流れの方向（16方位）・速度（cm/秒）、メッシュ（33km四方）解析予測を行う。すなわち、海流解析部２６ａは、海流解析に必要になる衛星による風・波・うねりの強度・方向・角度等、全球レベルでの解析（メッシュの格子点毎に）を可能とする。
【００５２】
＜気象・海象長期予測解析部＞
気象・海象長期予測解析部２６ｂは、過去の気象データに基づいて将来の気象海象シナリオを提供する。この気象・海象長期予測解析部２６ｂは、気象庁データ、衛星解析データ（NASA・NOAA・ESA 7機〜10機の衛星解析処理）、海洋観測ブイのデータ、船舶観測データなどのビックデータ処理を可能にする。具体的には、気象・海象長期予測解析部２６ｂは、衛星情報取得部２２から取得される衛星情報、気象・海象情報取得部２１で取得される気象・海象情報の各種の観測データ、気象・海象情報記憶部２３に記憶されているデータ、及び衛星情報記憶部２４に記憶されているデータを用いて将来の気象・海象シナリオを生成する。  
【００５３】
気象・海象長期予測解析部２６ｂは、短期の気象・海象240時間予測はもちろんのこと、長期（一か月〜二か月）の航海でも使用出来る気象海象データ解析技術開発をビックデータ処理と関連する多数の解析処理技術で世界の海洋の波・風・うねり・海流解析を可能にした。例えば、過去のデータに基づく平年値としての気象データ、及び当日までの本年のデータ傾向を元にして、過去の同様なデータ傾向を参考にして予測シナリオを作成する。
【００５４】
気象海象データは、気象配信サーバ３０から出港から10日先までの予測データを導入しているが、それ以降の気象海象データは、NASA、NOAA、ヨーロッパ中期気象局などの気象海象衛星データのビッグデータの処理で、11日以降の波・風・うねり・気圧・海流の相関計算処理を行い、独自連続的気象海象予測処理手法で30日先までの航海計算が出来る様にした。その結果、より高精度に船舶航行に大きな影響を与える省エネ・安全航海に多大な貢献ができる。
【００５５】
なお、本実施の形態の説明においては、気象・海象長期予測解析部２６ｂにおける気象シナリオ作成においての詳細なアルゴリズムは説明しない。概要を述べると、気象・海象長期予測解析部２６ｂで実行されるプログラムは、メッシュの各格子点での気象情報における短期予報を考慮した気象シナリオの生成、気象配信サーバ３０などから得られた様々な気象・海象データを組み合わせることにより、気象・海象の不確実性を最大限に抑えた予測シナリオを生成する。また、気象庁が気象予想として中長期予想（季節予報：1か月予報、3ヵ月予報、暖候期予報、寒候期予報など）を提供しており、これらの季節予報を活用することで、気象シナリオの補正・調整が可能となり、より精度の高いシミュレーションが可能となる。当然この予測シナリオの作成に関してAIなどの機械学習を利用できる。
【００５６】
＜船舶抵抗力計算部＞
船舶抵抗力計算部２６ｃは、不特定多数の船舶の抵抗力計算に必要な変化関数・制御関数を用いて、船舶にかかる抵抗力を解析する。本実施の形態において、船舶抵抗力計算部２６ｃは、耐航性理論（ニューストリップ法）、波浪中抵抗増加、船舶動揺制御などの一体化解析処理を行う。具体的には、船舶抵抗力計算部２６ｃは、海流解析部２６ａ及び気象・海象長期予測解析部２６ｂの結果に基づいて、耐航性理論、波浪中抵抗増加、及び船舶動揺制御などの一体化解析処理を行い、船体が波・風・うねり・海流より受ける抵抗力を計算する。
【００５７】
本実施の形態において、船舶抵抗力計算部２６ｃは、ニューストリップ手法の高度化を行い、不特定多数の船舶の形・大きさ・積荷の種類に関係なく、船体が波・風・うねり・海流より受けるすべての抵抗力を瞬時に計算できる。また、波浪中抵抗増加・左右/上下加速度の制御関数、さらに波高・風力強度の制御閾値関数の開発をし、二重に安全航海に対応できるようにした。そして、其々の船舶からのルーティング予測指令を、船舶の大きさ/種類/エンジンの回転数／など主要項目が全て異なる情報に基づいて識別、判別し、個別に計算し、全ての船舶毎の注文に合った省エネ・安全ルートを1 隻毎に提供する。この結果、高精度航海が可能になり、解析された数値航海データ等を瞬時に其々の当該の全船舶に返信/提供することが可能となる。
【００５８】
ここで、対航性理論(ニューストリップ法)に関して説明する。（１）船体運動には、PITCHING(縦揺れ) ROLLING(横揺れ)、SWAY(左右揺れ)、HEAVE(上下揺れ)、YAWING(船首揺れ)、SURGE(“前後揺れ)の６通りの自由運動がある。その揺れから、さらに上下加速度及び左右加速度などの加速度も計算する。（２）これらの船体運動を計算する方法として、NEW STRIP METHODと云う対航性計算プログラムと云う計算方式、考え方を採用している。此れは(STRIP)に掛かる流体力を計算する方法である。（３）この流体力とは、例えば柱が上下揺れするとその周りに波紋が出来る。この波紋は泉の様に水を周期的に吹き出しているとも見る事が出来る。この吹き出しの強さで波紋が大きくなったり、小さくなったり揺れの状態を表す事が出来る。（４）この波紋(流体力)を船体の輪切り(ストリップ)毎に計算して、全部を足し合わせると、一隻の船の揺れが計算出来る。従ってPICHINNGやROLLINGを基に、上下加速度と左右加速度も計算出来る。此れは後で出てくる様に、船の航路を計算する際の安全基準となる。（５）実際に計測機器を乗せて何隻もの実船実験をした所、船長は上下加速度を体感し、船体及び積み荷の危険を感じて、0.5Gを超えない様に航路変更や減速運転を行っていると詳細なデータ解析より結論付けられている(但し、コンテナ船は左右加速度0.6 / 上下加速度0.8 である)。
【００５９】
この耐航性理論の活用として、（１）此の技術は、船舶の大小や船舶の形が異なっても全ての船舶に共通する理論である。（２）今までは船舶が波・風・うねり・海流から受ける抵抗値の計算が出来なかった。しかも、形・大きさ・種類が異なる不特定多数の船舶毎に、高精度の気象海象が其々の船舶に与える影響、即ち船舶が気象海象に具体的な影響を受けて、何ノット減速されるのか数値データで解析し表現出来なかった。（３）此れを全ての船舶、大きさ、形、積荷の種類を分類して其れぞれの大きさ毎に解析処理し抵抗値の計算を行い、当該船舶の減速量を算出出来る様にした。（４）船舶が気象海象で受ける抵抗計算は、波・ 風・うねり・海流の其々の異なる方向や強さを全て数値化して、当該船舶の抵抗値、即ち減速量を数値データ(ノット)として算出出来る様にした。（５）上記減速量は、設定されたエンジン回転数に連動され、エンジン回転数の数値データは船舶の速力(ノット)がエンジン回転数に応じて変動し、変化させる様にして燃料消費量を算出出来る様にした。（６）これによって荒天航海でも穏やかな航海でも、全ての当該船舶が航海中に気象海象状況下での燃費消費量を算出できる。さらに加速度の制御内の航行は勿論、航海航路探索のために加速度が閾値を上回っても燃料消費が計算出来る様にした。但し、閾値を上回れば実際の航海はしない。
【００６０】
次に、波浪中抵抗増加計算に関して説明する。（１）世界で初めて波によって船体に掛かる抵抗力を、数学の式で解き明かした丸尾理論という理論を用い、エネルギー理論から波による抵抗を導き出した理論であり、以下の（式１）になる。
波浪中の抵抗は= 船体に受ける波の力−船体が動揺してエネルギーとして発散した力−船体を通過して去っていく波の残りの力・・・（式１）
（２）肥大船の船首部反射波 及び 抵抗 は、特にバルカー(大型貨物船舶)やタンカーは肥大船のため、船首が太く、ここに波が当たると大きな反射波が起きる。この力は無視出来ない程大きいため、船体全体に掛かる波浪中抵抗増加＋反射波として計算する。（３）不規則波は、船体運動及び波浪中抵抗増加が、上記の様に計算されるが、海は不規則波のため、規則波を重ね合わせた線形重ね合わせ法という方法で行う。此れは、波を受ける方向を船首側、斜め船首側、横側、斜め後ろ側、後側と計算し、重畳(重ね合わせる) させる。（４）潮流又は海流 (ノット/kt )を掛けて計算する。尚、この海流抵抗係数は、海流が船体に当たる角度毎に違う数値となっている。（５）風圧による抵抗は、没水上の居住区を含む船体投影側面積、船体投影正面積に風圧係数(実験式) 及び風力(m/s)を掛けて計算する。尚此の風圧抵抗係数は風と船体が当たる角度毎に違う数値となっている。
【００６１】
従来、船舶は世界的に見ても、冬場の荒天海域の航海の場合は波高が４m〜５mにもなる。此れらの荒天海域を通過する可能性が気象情報で予測される場合、気象会社は大きく迂回させて航行する様に指導している。此れは具体的に危険な揺れ具合いの閾値が、船舶も気象会社も具体的に解らないためである。このため、当該船舶には通常より20%〜50%も航海燃料消費が増加 して迂回航海しているケースが大変多く見られる。近年世界的にも船舶航行での燃料消費削減が大幅に規制され、2020年より全船舶は20%以上の削減が今年 の I M O (国際海事機関)によって決定された。本実施の形態に係るルーティング予測システム１では、上述の波浪中抵抗増加計算を用いることにより、初めから荒天海域を避けて最も抵抗の少ない航路が選定でき、航海の安全と省エネ航海が実現可能となり、大幅な燃料削減が可能となる。
【００６２】
＜計算例＞
次に、船舶抵抗力計算部２６ｃでの計算例を図４乃至図６を参照して説明する。船舶抵抗力計算部２６ｃは、海流解析部２６ａ及び海流長期予測解析部２６ｂで解析された各メッシュの位置での波高(wave hights(m))、波周期（うねり）(periods)から図４に示すテーブル（ばら積み船、向かい風の場合）を参照することで波浪中抵抗増加の計算、すなわち船速低下の数値が予測できる。ルーティング予測部２６は、各メッシュ点での波高のみではなく波周期を予測できることで船速低下予測の精度が向上する。さらに、この図４の例では１８０度向かい波のテーブルであるが、この計算は全３２方位毎にテーブルを有して自動計算されるため、船舶から見た風波の方位(Direction(Deg))も考慮することにより、より精度の高い風波による船舶への速度に対する影響力(Wave/Wind(kt))（速度低下量）を、各メッシュ地点で予測可能となる。
【００６３】
また、船舶抵抗力計算部２６ｃは、海流解析部２６ａ及び海流長期予測解析部２６ｂで解析された各メッシュの位置での波高(wave hights(m))、波方向(Direction(Deg))から図５に示すテーブル501〜504を参照することで波浪中抵抗増加の計算、すなわち上下加速度（V Acceration）及び左右加速度(H Acceration)の数値が予測できる。そして、各メッシュ点での波高のみではなく上下加速度及び左右加速度を予測できることで航海危険水域の予測精度が向上する。
【００６４】
さらに、船舶抵抗力計算部２６ｃは、解析された各メッシュの位置での波高(wave hights(m))、上下加速度（V Acceration）から図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すテーブル601,602を参照することで縦揺れ角度(Pitch(Deg))、解析された各メッシュの位置での波高(wave hights(m))、左右加速度(H Acceration)から図６（ｃ）及び図６（ｄ）に示すテーブル603,604を参照することで横揺れ角度(Roll(Deg))を予測できる。そして、各メッシュ点での波高のみではなく縦揺れ角度及び横揺れ角度を予測できることでルーティング予測精度が向上する。
【００６５】
さらに、船舶抵抗力計算部２６ｃは、船速低下量を、設定されたエンジン回転数に連動し、エンジン回転数の数値データは船舶の速力(ノット)がエンジン回転数に応じて変動し、変化させる様にして燃料消費量(Fuel consumption(ton/day))を算出できる。なお、燃量はスピードの3乘に比例して増加することが知られている。
【００６６】
また、図４乃至図６に示すような予測テーブル情報は、コンテナのみならず、自動車専用船、バルカー、タンカー、LPGガス船舶など、最初に入力される船の明細情報毎に保持されている。このため一隻一隻の船の明細情報を船舶が受ける抵抗力に反映させることで、より精度の高い航路予測を実現できる。
【００６７】
このように、本実施の形態に係るルーティング予測システム１と従来システムとの比較をすると、予測精度が異なる。上述のように、ヨーロッパや日本でも大手気象会社(日本のウエザーニュース社とアメリカの大手気象会社 アプライドウエザーテクノロジー社) が世界の船舶航海航路気象情報提供を二分してきた。しかしながら、50年もの長い間２社でやって来ているが、その割には世界的なシェアは、両者併せても10%前後で非常に少ない。その理由を一言で言うと、人間が勘と経験に頼っているため、料金が高い割りには予測精度的にも船舶航行上経済的メリットが少ない。これら従来の予測情報提供会社では、パホーマンスカーブ(波による速力低下曲線) と称し、船種ごとの統計的船速低下の曲線を使用している。しかしながら、波高と船速低下のみで波周期や不規則波への配慮等や、船体運動、船体加速度、海流や風圧抵抗の取り扱いもなされていない。従って、従来の会社の航路予測は、本実施の形態に係るルーティング予測システム１の理論計算より可なり予測精度は落ちている。
【００６８】
＜最適化航路解析部＞
最適化航路解析部２６ｄは、ビッグデータ解析処理技術、航海ルート探索技術・各種データ探索解析処理技術を行い、ダイナミックプログラム・ダイクストラ法など気象データや多種の地球観測衛星ビックデータ処理の融合処理による高度解析技術である。最適化航路解析部２６ｄは、海流解析部２６ａ、船舶抵抗力計算部２６ｃ及び気象・海流長期予想解析部２６ｂの解析結果を融合させて、ダイナミックプログラム・ダイクストラ法を用いて最適化された航路探索を行う。なお、ダイナミックプログラム・ダイクストラ法を用いる最小燃費の航路探索をする技術は広く知られているため、その詳細なアルゴリズムに関しては説明を省略する。
【００６９】
最適化航路解析部２６ｄは、（１）ダイクストラ法の採最短経路探索を行うのに有効なアルゴリズムで、その中でも計算が早い動的計画法 (ダイナミックプログラミング ) のダイクストラ( Dijkstra )法を採用した。（２）簡単に言うと各ルートを (これを距離、時間、燃料消費量としている ) １つ１つ足して、例えばそのルートが航海時間とすると、足した結果を比較して最後まで残ったルートが一番小さい値が最短の航海時間となる。（３）また安全基準として、一番ルートが短くても当該位置での加速度が条件をオーバーしていると、其れは採用しない。此れは当社の独自技術である。（４）上記の動的計画法を大きくサポートする中で、当社独自の開発で、安全航海が出来て尚且つ最少の燃料消費で目的地への到着を可能にした、加速度制御システムの果たす役割は大変に大きい。此のシステムは航海中に大きな波高を受けると、船舶は急激に上下・左右に揺れる。此の様な状況での航海は荷崩れ、船舶損傷等の事故も起こしており、危険な航海になっている。（５）此れを、一般貨物船舶、タンカー、コンテナー、自動車運搬船など、船種に応じて横揺れ/縦揺れ0.5G〜0.8Gの間で制御する事で、如何なる気象状況下でも、安全航海と同時に最少の燃料消費で航海出来る様にした。
【００７０】
最適化航路解析部２６ｄは、航路探索技術 (ダイナミックプログラミング及びダイクストラ法)を用いることで、（１）上記耐航性理論 ( ニューストリップ法) と波浪中抵抗増加計算との融合を行い、下記の気象海象解析処理技術とデータの融合によって、より精度の高いシステムが構築出来る。（２）従来の航路探索は、等時間曲線法が主流であり、計算は最短時間のみである。従ってルーティング予測システム１の様に省エネ・安全航海や加速度で安全制御等は計算する事が出来ないため、荒天海域は大きく迂回して航海している。此れでは、最短時間航海は穏やかな航海のみしか出来ない。（３）此れは、等時間曲線法が波高だけでルート判断を行うため、波高が船舶に与える抵抗の計算迄は出来ない。そのため推薦航が途中荒天になると当該気象会社に船長が相談すると、気象会社は波の低い方向に大きく迂回する様にルートのアドバイスをする。（４）本ルーティング予測システム１では、ダイナミックプログラミングで、全地球を最大200万メッシュに細分化し、気象海象データが、全ての個別の船舶が航行時に抵抗値が計算出来る様に、細かいメッシュ毎に気象海象(海流も含む)データを計算出来る様にした。（５）また、全世界の航行船舶が、いつでも、何処でも船舶の通信を使用して、インターネットで自分の必要な情報を自由に入手できるようにした。（６）さらに、当該ダイクストラ法は、最も燃料消費の少ないルートの探索を行う。無論安全航海は、ニューストリップ法や波浪中抵抗増加など連動して計算される事は言うまでもない。（７）また、ダイナミックプログラミングは航海途中の船舶が、到着地迄の燃料を100トン削減したい場合は、100トンとインプットすれば、自動的に速力を1.25ノット減速すれば、到着時間は12時間遅れる、と言う事が数値データで表示される。しかも精度的にも90%以上の精度である。また逆に港に8時間後に到着出来れば着岸に間に合う場合は、8時間早く到着とインプットすれば、自動的に速力を0.8ノット上げれば、燃料は40トン多く使うが間に合うと、数値データで表示される（各種調整システムが可能)。此れは等時間曲線法では出来ない。このように、本ルーティング予測システム１では、各種制御技術と、ダイナミック・プログラムと、さらにはダイクストラ法の長所を合わせたシステムの高精度の融合で、省エネを最大20％以上可能にした。また、急な、あるいは予想外の荒天海域に遭遇し、急に航路変更する場合でも、常に安全・省エネ航路を任意に選択できる。
【００７１】
＜ＧＭ数値に関して＞
なお、ここでＧＭ数値に関して記載する。本ルーティング予測システム１では、メッシュの細分化によって、小型船舶に対してよりきめ細かいサポートが出来る様になる。すなわち、（１）小型の10,000トン〜50,000トンクラスの貨物船の船舶は、積荷の種類によって航海の荒天海域に大きな影響を受けるし、危険な航海に遭遇する機会が増える。（２）さらに、混載貨物船は、カーゴ毎の荷物の種類が変わるため、決まっている係数と３〜４ハッチの前後左右に分別された積載量の量と積まれた重さ(重)を計算し、全体の当該船舶の重心の位置を設定する。此れは時間もかかるし、計算上のミスも多くなる。この誤計算が当該船舶をさらに荒天航海の負担と危険をもたらす。（３）本ルーティング予測システム１では、当該船舶で所有するかコンピュータで自動的に算出されたGM(gravity metacenter)数値の本船重心と復元性中心の距離の数値を、当該システムにインプットすれば、瞬時に自動計算処理出来る様にした。（４）これにより、特に当該システムは、穀物や鉄鋼製品など全く重さの異なる荷物が合積みされても、コンピュータで計算されたＧＭ数値（船舶が荷物を積んだ時の船全体の中心点）を当該システムにインプットすれば、自動的に横揺れや縦揺れは各船舶毎に閾値で制御され、荷崩れ防止や安全航行の安全は担保される。また、メッシュの詳細化と細かい加速度の動揺が高精度に算出されるため、当該船舶はより一層の精度で揺れの動揺が算出される、加速度の精度向上で航海時の荷崩れ防止や、航海時省エネ・安全航海に一層の貢献が出きる。
【００７２】
＜端末装置１０の機能図＞
次に、端末装置１０の機能構成に関して図３を参照しながら説明する。端末装置１０は、上述のように、パーソナルコンピュータ等の端末であり、ユーザから入力を受け付けるキーボードなどの入力部１１、例えば船舶航路のルーティング予測を行うための専用アプリケーションをＷｅｂブラウザで実行するアプリケーション実行部１２、入力部１１を介してユーザからルーティング作成要求がある場合には、ルーティング予測サーバ２０に対してのルーティング生成指令を生成するリクエスト生成部１３、リクエスト指令（ルーティング作成指令）をルーティング予測サーバ２０に送信する送受信部１４、ルーティング予測サーバ２０から解析結果を取得した場合に当該解析結果に基づいてGUI表示処理を行う演算部１５、記憶部１６、及びGUI表示を行う液晶などの表示部１７を備える。
【００７３】
より詳細には、アプリケーション実行部１２は、アプリケーションによる実行結果を画面に表示するために使用するＷｅｂブラウザを実行する。リクエスト生成部１３は、入力部１１を介したユーザからの入力に応じて、ルーティング予測サーバ２０で動作するプログラムに対して、例えばHttpプロトコル経由で処理要求（Httpリクエスト）を行う。送受信部１４から送信されるHttpリクエストのデータ形式は、例えばXMLである。
【００７４】
送受信部１４は、リクエスト指令に基づくルーティング予測サーバ２０での実行結果をルーティング予測サーバ２０側から、応答（Httpレスポンス）として受け取る。演算部１５は、ルーティング予測サーバ２０側から受け取ったXMLを解釈して、航路予測シナリオの結果を演算して、ユーザに分かりやすい形のGUIで液晶などの表示部に表示する処理を行う。
【００７５】
記憶部１６は、メモリであり、例えば、アプリケーションを実行するための利用契約者ＩＤ、パスワード、及びその利用者情報などが格納される。
【００７６】
＜端末装置の動作手順＞
次に、端末装置１０の動作手順の一例に関して図７に示すフローチャートを参照しながら説明する。前述した初期設定登録を済ませた後は、最初に専用アプリを端末装置１０の画面から起動するとログイン画面となり、ユーザ名、パスワードを入力してログインする（S701）。
【００７７】
次に、端末装置１０のユーザは、出発ポート、到着ポート、基本情報（スピード、回転数、燃費）、積荷種類などのシミュレーション情報を設定する（S702）。また、途中に通過するway pointがあるか否かを判断し（S703）、way pointがある場合には（S703でYes).、way pointを設定する（S704）。次に、最適の予測ルートのシミュレーションを実行し（S705）、予測ルートを決めるとRoute Planの登録を予測サーバ２０側に報告する（S706）。最後に、航海終了時にサーバ２０側に報告を行う（S707）。
【００７８】
＜端末装置１０の画面遷移＞
次に、端末装置１０における専用のアプリケーションの操作画面の遷移に関して、図８乃至図２０を参照しながら説明する。ここでは、端末装置１０のアプリケーションの利用契約者から、ウェブブラウザを介して、最適化航路のルーティング作成要求がある場合を想定する。
【００７９】
この専用のアプリケーションの契約者は、図８の表801に示すように、最初に、船舶明細情報の登録、及びＩＤとパスワードの設定のための初期登録を行う必要がある。船舶明細情報には、船名、FULL LOAD 速力(kt)、FULL LOAD 排水量(t)、HEAVY BALLAST速力(kt)、HEAVY BALLAST排水量(t)、馬力(kw)、燃料消費量(ton/day)、エンジンの回転数(rpm)、積荷種類、stowage factor,、製造年月日、ＩＭＯ番号等の情報を登録する。
【００８０】
初期登録が終了した後は、船舶会社などの端末装置１０のアプリケーションの利用契約者は、使用の際には端末装置１０の専用アプリを立ち上げる。具体的には、例えば、契約者は、ユーザ名、パスワードを送信することでシステムにログインできる。ログインすると、専用アプリのメイン画面が表示される。
【００８１】
そして、ログインをすると、端末装置１０のユーザは画面を参照しながら、シミュレーション情報の設定を行う。端末装置１０のユーザは、キーボードなどを用いて図９（ａ）の画面901のbasic settingsを選択して、図９（ｂ）に示す画面902から、出発ポート、到着ポート、基本情報（スピード、回転数、燃費）、積荷種類などの情報入力を行う。
【００８２】
このように、ルーティング予測システム１では、クラウドコンピュータにアクセスされた不特定多数の全船舶に対して、其々の船舶の大きさ/種類/エンジンの回転数/など主要項目が全て異なる情報を、識別、判別し、個別に計算し船舶毎の仕様に応じた省エネ・安全ルートを提供する。高精度航海が可能になる様に、気象海象データ、さらには高精度に解析された数値航海データ等を瞬時に返信/提供するシステムである。
【００８３】
次に、図１０（ａ）の画面1001から「Port Select」を選択すると、図１０（ｂ）の画面1002に示す地図上に予め登録されたポートが表示され、その中から出発ポートとして設定できる。そして、端末装置１０のユーザは、任意の到着ポートの設定を行う。そして、図１１の画面1101に示すように、出発ポートを設定し終わった状態で、地図上の地点を選択することで到着ポートを設定できる。ユーザは、図１１の「Arriving point」の画面1101でＯＫを押すことにより到着ポートの設定が可能となる。
【００８４】
なお、端末装置１０のユーザは、到着ポートに辿り着く前に他の場所に立ち寄る場合は通過点(Way point)を設定する。図１２（ａ）の画面1201でway point selectを選択して、図１２（ｂ）の画面1202の丸で示す通過点で「Way point select」をすることも可能となる。また通過点(Way point)としてポートを選択することもできる。
【００８５】
このWay pointに関しては、従来の等時間曲線法は、航海時間で一番距離が稼げる方法であるため、出発点と到着点のみを指定して計算が行われるため、途中にway-point を指定する計算は出来ない。そして、way-poit が自由に指定出来ないと、世界のマラッカ海峡やスエズ運河等の海域の航行を含む、航海計算の全体が計算出来ない事となる。さらには、海峡等のみならず航海途中に危険海域等、避けて通りたい海域や迂回して航海したい場合等、way-poit が指定出来れば危険回避や事故の回避にも大変有効な助けになる。本ルーティング予測システム１では、避けて通りたい海域を、出来るだけ省エネ航行を行うためにも、詳細に航路計算が出来る様に全球を東西/南北航路を緯度1.25度×経度1.25度メシュで計算した後、さらに0.5度×0.5度で再び動的計画法を行い、滑らかな航路を計算し精度の向上を図っている。
【００８６】
次に、ユーザは、図１３（ａ）の画面1301に示す「Simulation Run」タブの中にある「Run Simulation」をクリックすることで端末装置１０のアプリは、HTTPリクエスト形式などで、シミュレーション作成指令をルーティング予測サーバ２０に送信する。
【００８７】
そして、端末装置１０は、ルーティング予測サーバ２０からHTTPレスポンス形式、データ形式XMLなどでの結果を瞬時に受けて、この際、図１３（ｂ）の画面1302に示すように、最小燃料(Minimum fuel)ルート1303、最短時間(Minimum Time)ルート1304、最短距離(Minimum Distance)ルート1305の３パターンが計算されて地図上にルーティング表示される。このように、高精度の最適航路 (最少燃料航海ルート、短時間航海ルート、最短距離航海ルート ) の全てを同時に表示できる。また、図１４（ｂ）の画面1402に示すように、ポイント間隔を一定時間（２４時間間隔）や一定経度（５度間隔）で表示調整ができる。
【００８８】
また、図１４（ｂ）の画面1402に示すように、危険と判断したポイント地点1403（例えば加速度が0.5を超えるような地点）は異なる色（例えば赤色）で表示される。本ルーティング予測システム１では、船舶に送信されるデータは当該船舶が積荷の有る無しに関わらず、適切に計算された数値データや画像データで提供される。また航海中に危険な荒天海域を航海する場合は、コンピュータ制御が自動的に作動し、事前に設定されている当該船舶の横揺れ/縦揺れの加速度の閾値( 例えば0.5 G 等 )を超えている場合は赤字の数値で表示点滅や音声で喚起されるため、船長が事前に航海ルート上の情報で、荷崩れの危険性や航海の安全など察知出来る。なお、従来技術では船長が判断できなかったため、気象会社や自分の会社の船長経験者等に聞いてアドバイを受けるため、一両日は掛かるし精度的にも信頼出来ず、海難事故も多発している。
【００８９】
また、図１５の画面1501に示すように、各ポイント地点をクリックすることにより、その地点の詳細情報が記載されたポップアップ(Point Display)が表視される。ポップアップには、位置、時間、距離などの情報以外にも船の角度（Course(Deg)）1502、波の方向1503などが可視的に表示される。
【００９０】
また、図１６（ａ）の画面1601に示すように、シミュレーションの結果を地図上ではなく数値の一覧表として表示できる。ここで表示される数値としては、図１６（ｂ）のリスト1602に示す情報であり、具体的には、地図上のポイント位置番号(Point No.)毎に、船舶の位置（緯度、経度）、指示した進行方向(Course(Deg.))、航行時の予測スピード(Speed(kt))、時間の日数換算(Day)、航海距離(Dist.(mile))、使用燃料(Fuel(ton))、エンジンの回転数(RPM)、縦揺れ角度(Pitch(Deg.))、横揺れ角度(Roll(Deg.))、縦加速度(V Acceration)、横加速度(H Acceration)、シーマージン(Sea Margin)、風波による船舶への速度に対する影響力(Wave・Wind(kt))、流れによる船舶に対する影響力(Current(kt))、波平均高さ(Wave Height(m))、周期（うねり）(Period(s))、船舶から見た風波の方向(Direction(deg.))である。このように、本ルーティング予測システム１では、航海の安全航行を如何にして制御するか、またその時に発生する大きな波・風・ウネリ・海流が船舶に与える影響力を具体的に其々の現象の強さを数値化し、船舶が受ける全体の抵抗力が、船舶動揺の大きさに応じて数値化され、船長に分かり安くした。なお、これらの一覧表をＣＳＶファイルとして出力もできる。
【００９１】
また、図１７（ｂ）の画面1702に示すような荒海海域航海にはsupport systemを利用できる。ここでのサポートシステムとは、図１７（ａ）の画面1701で赤で表示されたポイントを自動的に調整し、安全な航海航路へと誘導する機能である。サポートシステムでの調整は加速度の他にも、時間、燃料、速力、回転数を調整することができる。
【００９２】
このため、本ルーティング予測システム１では、船長が目的地到着迄に50トン燃料を削減したけば、希望の数値を航海途中であってもインプットすれば到着地には、希望の燃料削減をして到着出来る。勿論他の要素(ファクター)の、速力・到着時間・エンジン回転数など主なファクターの変動も、自動的に変更になりデータで確認出来る。同様に目的地に12時間速く或いは遅く到着したい場合は、当該数値をインプットすれば、他のファクターである速力や燃料消費量が、自動的に計算されて提供される。また、速度の調整も自由にセット出来る。上記同様に他の燃料消費量や到着時間が、自動的に計算されて提供される。
【００９３】
また、図１８（ａ）の画面1801に示すように、提供されたルートが決定した場合には登録処理Port plan saveを行う。また、安全な航海を行うために好ましくは一日一回、緯度経度など現時点での船舶の情報をレポートする図１９（ａ）の画面1901に示すようなヌーンレポートを実行する。なお、２日に一回程度は再シミュレーションを実行することで、常に最適の航路を予測することが可能となる。そして、航海終了時には図２０（ａ）の画面2001に示すような、航海終了Voyage endをルーティング予測サーバ２０側に報告する。
【００９４】
このように、本ルーティング予測システム１では、船長は航海中に危険な荒天海域を航海する場合は、当該荒天海域をサポートシステムを使用して自動的に当該船舶が省エネ・安全航海が出来るデータ情報を瞬時に取得出来る。当該システム１は自動的に当該船舶が遭遇している現状を判断し、必要な全ての抵抗値を瞬時に算出して、その直面している気象海象の環境と状況の中で、当該船舶の省エネ・安全航海に最も適した速力とそれに対応した燃料消費量と到着地迄の航海時間、またエンジンの回転数の変更等、全て同時に計算し船上のパソコンに瞬時に情報を提供表示する。
【００９５】
また、本ルーティング予測システム１を用いることで、速力や燃料消費量・到着時間が自動的に調整表示された数値データは本社海務部門や営業でも同一画面を見る事が出来る。此れは船舶会社の専門家同士が情報を共有し、お互いに納得して最終航海ルートを決める事も出来る様になる。
【００９６】
＜効果＞
以上の説明のように、ルーティング予測システム１は、気象センサ６０を用いて観測された気象データを配信するする気象配信サーバ３０と、海象センサ（海洋観測ブイや船舶観測データ）を用いて観測された海象データを配信するする海象配信サーバ５０と、人工衛星６０を用いて観測された衛星情報を配信する衛星情報配信サーバ４０と、気象配信サーバ３０、海象配信サーバ５０及び衛星情報配信サーバ４０からデータを取得して、リクエストがあった場合には、船舶のルーティングに関する予測を行うルーティング予測サーバ２０と、所定のアプリケーションを実行すると共に、当該アプリケーションを用いてユーザから船舶のルーティング作成要求があった場合に、ルーティング予測サーバ２０よりルーティング予測結果を取得して、これを表示する端末装置１０と、を備え、気象配信サーバ３０、海象配信サーバ５０、衛星情報配信サーバ４０、ルーティング予測サーバ２０、及び端末装置１０はインターネットを介して接続される。
【００９７】
この構成により、本実施の形態に係る船舶のルーティング予測システム１は、インターネットを介したクラウドコンピューティングを使用し、より予測精度が高く、安全性・経済性の高い船舶のルーティング予測ができる。すなわち、（１）船舶は形の違い、積荷の違い、速度の違い、燃費の違いがある事、（２）不特定多数の船舶が、一隻ごとに最小の燃料消費と同時に安全な航海が可能な事、（３）世界の船舶の大量の注文のアクセスに、１隻毎に異なる航海が出来る様にする事、（４）そのためには人間の過去の勘や経験の思考や概念が入らないコンピュータシステムでの自動化を行い、世界の全ての不特定多数の船舶や関連企業が、地球の海上・陸上を問わず任意の地点より当該船舶の最も省エネ・安全航路(ルート)の高精度な情報を取得し航海が出来る事の全てを解決できる。
【００９８】
このために、ルーティング予測サーバ２０は、（１）耐航性理論(ニューストリップ法による不特定多数の船舶対応)、（２）波浪中抵抗増加計算(荒天海域での抵抗増加の計算 )、（３）航路探索技術(ダイナミックプログラミング及びダイクストラ法 による安全且つ省エネ航海の実現)、（４）上記の技術と下記に述べる技術との融合(地球観測衛星処理技術及びビックデータ解析処理と海流解析の新規開発)を実現した。
【００９９】
以下にルーティング予測システム１の効果を列挙すると、ルーティング予測システム１は、世界の不特定多数の船舶からアクセスされたクラウドサーバが、燃料消費の削減を最大20%以上も可能にする安全航海の省エネ・安全航海ルート情報を、瞬時に全船舶にインターネットで提供できる。
【０１００】
また、船舶の種類/大きさに関係なく、出港地/到着地も異なる世界の船舶が一度に何隻アクセスしても、瞬時に其々の船舶に省エネ・安全航海ルートと最短時間ルート・最短距離ルートの三種類を同時に提供できる。
【０１０１】
さらに、夫々の船舶毎に航海ルートデータを提供する方法は、インターネットとメール 送受信の両方が出来る様にしている。また船舶には衛星通信回線での対応を行う。
【０１０２】
またさらに、ルーティング予測システム１は、省エネ・安全航海ルートや全ての海象データの解析により、波・風・うねり・海流から当該船舶毎に受ける抵抗の抵抗値を数値データで解析し、計算ができる。
【０１０３】
そして、其々の船舶の大きさ/速力/航海時間/目的地等異なるため、其々の当該船舶毎の航路情報は、全ての船舶にとって唯一の船舶毎の航海に合った、其々の到着地迄の省エネ・安全航海ルートの計算を可能にしている。また波・風・うねり・海流が、具体的にどの様な影響を当該船舶に与えているのか、出発地点から到着地点まで、数値データで具体的に表示している。
【０１０４】
また、船長は端末装置１０に表示されるデータを見て、当該船舶がどの様な気象海象の海域を航行し、当該船舶の受ける船舶の動揺具合(横揺れ何度 / 縦揺れ何度 )等や加速度数値データを見れば、安全かどうかリアルタイに判断できる。従って、船舶が24時間後には可なり厳しい海域の通過のため、荷崩れ防止対策を早急に行ない、海難事故を回避する準備をすることも出来る。
【０１０５】
＜実施例１＞
以下、本ルーティング予測システム１を用いた実際の航海例に関して説明する。本実施例１に係る実航海での並行航海検証は、韓国大手海運会社の現代商船の大型コンテナー船での実証検証例で有る。この実施例１は、2018.11月に韓国の大手コンテナー会社が、アメリカのAWTと当社とを、同時に航海の精度の検証を行うために行った実証検証で有る。
【０１０６】
現代商船と連携をして、大幅な省エネ航海実地検証を100,000D/W サイズのコンテナー船舶で韓国釜山新港よりアメリカ西海岸ロングビーチ迄の航海実証検証を行なった（2018年11月.28日）。旧来のルーティング提供会社は、従来通りの気象海象図を毎日 四コマ(4日分) を提供した。その気象図の中に、船舶の航海ルートが表示されており、これを毎日最終目的地まで繰り返して行う。最初から到着地までの表示は無い。
【０１０７】
一方、本ルーティング予測システム１では、最初に目的地までの航海ルートを提示して、目的地まで、何ノット、エンジン回転数、等当社独自の数値データ解析を任意に毎日必要な時にユーザに解析データを送信した。その結果最終的に３１0トンも燃費の削減が出来る事が証明された。この燃費削減率は、21.85 % の削減に成った。
【０１０８】
この理由として、（１）旧来のルーティング提供会社は本航海が可なり荒天海域に遭遇する機会が多いと判断して、出港時より全体的に大きく遅れる事を想定。通常の速力を可なり上回った速い速度で本船に指示していた。（２）さらに途中予定外の荒天による航路変更もあり到着予定も１日 延びている。また人間が予測し難い荒天海域通過も有り、大きな消費燃料の差となって現れている。
【０１０９】
実際の航海は、航海前半から荒天海域を通過し、航海の遅れの可能性がでたため、航海前半から21ノット以上の早い速度で航海させた。既に推薦航海の速度を大幅に上回り、燃料消費も大きくなった。そして、荒天海域では、速度が大きく減速した遅れを取り戻すために、さらに22ノット台のスピードで航海したりしたために、またさらに大きな燃料を使用した。この様な現象は、今まではごく普通に見られ、何の抵抗もなく実行されて来た。
【０１１０】
一方、本ルーティング予測システム１では、始めから終わりまで20ノットの一定の安定した速度で航海の指示をしている。しかも、その速度で航海できるルートを選んで航海が出来ている。即ち燃料消費は速度の三乗に比例して飛躍的に増加するため、スピードを出したり、落としたりしない事が最大の燃費削減効果にもなる。この計算は人間の思考では全く不可能である。
【０１１１】
この結果から、本ルーティング予測システム１では、一定の速度で、省エネ・安全航海が出来るルートを瞬時に解析し、提供出来るため大きな燃料の削減を実現している(310トンの燃費削減は、金額的には2,000万円 にもなる)。また、12月以降の冬場の荒天海域遭遇での航海が多くなるため、更なる燃費削減が可能となる。この事実からもたらされる大きな影響は、広くコンテナーのみならず、自動車専用船、バルカー、タンカー、L P G ガス船舶など多くの船舶に強い影響を与えることができる。
【０１１２】
＜実施例２＞
本実施例２は、その結果を図２１乃至図２３に示す。最初に、端末装置１０のユーザは、図２１（ａ）の画面2101に示すように、船舶の基本情報（スピード、回転数、燃費）、積荷種類などの情報入力を行う。そして、出発ポート及び到着ポートを選択してシミュレーションを実行する。その結果を、図２１（ｂ）の画面2102に示し、図２２に数値表2202を示す。図２１（ｂ）の色の違いは波の高さの違いを示している。ここで、旧来のルーティング提供会社と本ルーティング予測システム１の航路は大きく異なることが分かる。そして、図２３の表2301に示す航海比較では、日数は同じに到着するにも関わらず、本願のルートは燃料削減199ｔとなることが分かる。
【０１１３】
＜実施例３＞
本実施例３は、その結果を図２４の画面2401に示す。日本〜米国2016年2月のものであり、旧来のルーティング提供会社は、船舶の大小や型に関係なく波高の大きさ、例えば4ｍ〜5ｍ以上の荒天海域は避けて航海するため、大きく迂回する航海をしている。しかし例え4ｍ〜5ｍ以上の波高でも揺れの加速度の数値(角度)が安全な閾値内であれば十分航海が出来る。さらに当該システムは同時に大幅な燃料の削減と航海時間の短縮が達成出来る事を証明している。この結果、本ルーティング予測システム１を用いた場合の推奨航路では、燃料消費量は、208.2トン削減され、その削減率は43.4％となる。
【０１１４】
＜実施例４＞
本実施例４は、その結果を図２５の画面2501に示す。ブラジル〜シンガポール2014年8月出発のものである。この航海の一番の特徴は、喜望峰を通過してから強い波・風を避けるため大陸沿いに減速し、避難しながら航海するように、旧来のルーティング提供会社がアドバイス/指導している。しかし、ここで注目しなければならないのは、A1(本船の航海日誌アブログ)〜A2までの波高は3.6ｍ〜5.6ｍであり、当該シミュレーション、S1(シミュレーション)〜S2までの波高は、4.4ｍ〜5.9ｍの追い波であった。さらにS1〜S2の波・風の方向は240度〜250度の方向、つまり船の後方から来ており、加えて海流も順流(後方より)で当該船舶は、大きな波・風にもかかわらず、本ルーティング予測システム１の数値データでは、上下加速度0.22〜0.14、左右加速度0.14〜0.11で非常に安定した航海をしている。この結果、本ルーティング予測システム１を用いた場合の推奨航路では、燃料消費量は、194.5トン削減され、その削減率は、9.8％となる。
【０１１５】
＜実施例５＞
本実施例５は、その結果を図２６の画面2601に示す。米国〜日本2014年10月出発のものである。この例は船舶が非常に小さいため、気象条件によっては大きく影響を受け、厳しい航海の試練をうける。時期は北米海域が荒れている時期の航海である。本船はオレゴン出港時に、相当な荒れ模様になることは予想出来ていた。そのため、荒天海域を避けるため、旧来のルーティング提供会社が南に回避し(A1)したため、船が大きく動揺しながら船速も極端に10.1〜7.6ノットと低下させながらの航海を余儀なくされている。一方、本ルーティング予測システム１では、出港から2日〜3日にかけて荒天海域に遭遇する事が予測出来ている。しかし、上下加速度は一時的には大きく0.4〜0.27となるが閾値内であり、それ以降は何ら問題ない航海である事がわかる。その結果、到着時間は予定より3.5時間早く着き、燃料は61.3トンの削減となった。その削減率は、23.5％である。
【０１１６】
なお、本発明は、上記各実施の形態の構成に限られず、発明の趣旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。また、端末装置１０のアプリでは地図上にあれば、図２７（ａ）の画面2701に示すような波の高さ、風、気圧などの情報、図２７（ｂ）の画面2702に示すような週間予報など気象情報の表示も可能である。
【符号の説明】
【０１１７】
１  船舶のルーティング予測システム
１０  端末装置
１１  入力部
１２  アプリケーション実行部
１３  リクエスト生成部
１４  送受信部
１５  演算部
１６  記憶部
１７  表示部
２０  ルーティング予測サーバ
２１  気象・海象情報取得部
２２  衛星情報取得部
２３  気象・海象情報記憶部
２４  衛星情報記憶部
２５  ユーザ情報記憶部
２６  ルーティング予測部
２６ａ  海流解析部
２６ｂ  船舶抵抗力計算部
２６ｃ  気象・海象長期予測解析部
２６ｄ  最適航路解析部
２７  ユーザ判定部
２８  リクエスト応答生成部
２９  送受信部
３０  気象配信サーバ
４０  衛星情報配信サーバ
５０  海象配信センサ
６０  気象センサ
７０  人工衛星
８０  海洋観測ブイ
９０  船舶
【要約】船舶のルーティング予測システム１は、気象データを配信するする気象配信サーバ３０と、海象データを配信するする海象配信サーバ５０と、衛星情報を配信する衛星情報配信サーバ４０と、気象配信サーバ３０、海象配信サーバ５０及び衛星情報配信サーバ４０からデータを取得して、リクエストがあった場合には、船舶のルーティングに関する予測を行うルーティング予測サーバ２０と、所定のアプリケーションを実行すると共に、当該アプリケーションを用いてユーザから船舶のルーティング作成要求があった場合に、ルーティング予測サーバ２０よりルーティング予測結果を取得して、これを表示する端末装置１０と、を備える。この構成により、インターネットを介したクラウドコンピューティングを使用し、より予測精度が高く、安全性・経済性の高い船舶のルーティング予測を実現できる。
【選択図】図１【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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