JP 5527000 B2 2014.6.18(57)【特許請求の範囲】【請求項１】
目標設定手段が、少なくとも自然環境条件を含む海洋構造物の使用条件と利活用目的に基づいて目標を設定するステップ、
構想構築手段が、前記目標設定手段で設定された前記目標に従って前記海洋構造物の構想を構築するステップ、
基本設計／基本特性分析手段が、前記構想構築手段で構築した前記構想に従って前記海洋構造物の基本設計及び／又は基本特性分析を行い、基本仕様を定めるステップ、
基本評価手段が、前記基本設計／基本特性分析手段で定めた前記基本仕様に従って前記目標に対する基本評価を行うステップ、

10

第１の成立性評価手段が、前記基本評価の結果と前記自然環境条件に基づいて第１の成立
性評価を行い、前記第１の成立性評価の結果に従って第１の再検討を判断するステップ、
前記第１の再検討を要しない場合に、副次評価手段が、前記基本設計／基本特性分析手段で定めた少なくとも前記構想に基づいて前記目標に対する稼働時の自然環境影響を含む副
次評価を行うステップ、第２の成立性評価手段が、前記副次評価の結果と前記自然環境条件に基づいて第２の成立
性評価を行い、前記第２の成立性評価の結果に従って第２の再検討を判断するステップ
を有することを特徴とする海洋構造物の調和設計方法。
【請求項２】
前記第２の再検討を要しない場合、総合評価手段が、前記第１の成立性評価手段及び前

20

(2)

JP 5527000 B2 2014.6.18

記第２の成立性評価手段による前記第１の成立性評価及び前記第２の成立性評価の結果に基づいて総合評価を行うステップを更に有することを特徴とする請求項１に記載の海洋構
造物の調和設計方法。
【請求項３】
前記基本評価手段における前記基本評価として、前記海洋構造物の波浪に対する安全性評価を含むことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の海洋構造物の調和設計方法。
【請求項４】
前記副次評価手段における前記副次評価として、波浪に対する稼働性評価及び／又は海水中環境影響評価を含むことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の海洋
構造物の調和設計方法。

10【請求項５】
コンピュータに入力手段で入力された少なくとも自然環境条件を含む海洋構造物の使用条件と利活用目的に基づいた目標を読み込む目標設定ステップと、
前記目標設定ステップで設定された前記目標に従って前記海洋構造物の構想を決定する構
想構築ステップと、
前記構想構築ステップで構築された前記構想に従って前記海洋構造物の基本設計及び／又は基本特性分析を行い、基本仕様を決定する基本仕様構築ステップと、
前記基本仕様構築ステップで定められた前記基本仕様に従って前記目標に対する基本評価を行う基本評価ステップと、

20

前記基本評価の結果と前記自然環境条件に基づいて第１の成立性評価を行い、前記第１の成立性評価の結果に従って第１の再検討を判断する第１の判断ステップと、
前記第１の再検討を要しない場合に、前記構想構築ステップで構築された前記構想に基づいて前記目標に対する稼働時の自然環境影響を含む副次評価を行う副次評価ステップと、
前記副次評価ステップにおける前記副次評価の結果と前記自然環境条件に基づいて第２の成立性評価を行う第２の成立性評価ステップと、
前記第２の成立性評価ステップで評価を行った前記第２の成立性評価の結果に従って第２の再検討を判断する第２の判断ステップと、
少なくとも前記第２の判断ステップの結果を出力手段に出力する出力ステップと、を実行させることを特徴とする海洋構造物の調和設計プログラム。

30【請求項６】
前記コンピュータに、前記第2の再検討を要しない場合に、前記第１の成立性評価ステッ
プ及び前記第２の成立性評価ステップにおける前記第１の成立性評価の結果及び前記第２の成立性評価の結果に基づいて総合評価を行う総合評価ステップを更に実行させることを特徴とする請求項５に記載の海洋構造物の調和設計プログラム。
【請求項７】
前記基本評価ステップにおける前記基本評価が、前記海洋構造物の波浪に対する位置保持安全性評価であることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の海洋構造物の調和設計プログラム。
【請求項８】

40

前記位置保持安全性評価を、係留計算及び／又はＤＰＳ性能評価に基づいて行うことを特徴とする請求項７に記載の海洋構造物の調和設計プログラム。
【請求項９】
前記位置保持安全性評価の結果が前記第１の判断ステップで否定された場合には、前記
コンピュータに、前記構想構築ステップ又は前記基本仕様構築ステップを再実行させることを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の海洋構造物の調和設計プログラム。
【請求項１０】
前記副次評価では、波浪に対する動揺・稼働性評価を行うことを特徴とする請求項５から請求項９のいずれかに記載の海洋構造物の調和設計プログラム。
【請求項１１】50

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前記動揺・稼働性評価の結果が前記第２の判断ステップで否定された場合には、前記コンピュータに、前記基本仕様構築ステップを再実行させて、減揺手段の再抽出を行うことを特徴とする請求項１０に記載の海洋構造物の調和設計プログラム。
【請求項１２】
前記副次評価で経済性評価を行い、前記海洋構造物の建造と運用を含めたライフサイク
ルコストを算出することを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の海洋構造物の調和設計プログラム。
【請求項１３】
前記副次評価が、前記海洋構造物からの排水中物質の海水中影響評価であることを特徴とする請求項５から請求項１２のいずれかに記載の海洋構造物の調和設計プログラム。

10【請求項１４】
前記目標設定ステップ、前記構想構築ステップ、前記基本仕様構築ステップ、前記基本
評価ステップ、前記副次評価ステップ、前記第１の成立性評価ステップ及び前記第２の成立性評価ステップの少なくとも一つのステップにおける結果及び／又は途中経過を前記出
力手段で出力させることを特徴とする請求項５から請求項１３のいずれかに記載の海洋構
造物の調和設計プログラム。
【発明の詳細な説明】【技術分野】【０００１】
本発明は、海洋構造物の仕様決定を支援する海洋構造物の調和設計方法及び海洋構造物

20の調和設計プログラムに関する。
【背景技術】【０００２】
例えば、浮体式風力発電装置の設計において、風と波浪とによる繰り返し荷重の影響を精度よく見積もることができる設計方法が提案されている（特許文献１）。
また、水域に応じた波力等の外力が係留杭に作用する変化をシミュレーション計算する
解析方法が提案されている（特許文献２）。
また、環境外乱変動や様々なオペレーション条件による浮体のダイナミクスの変動に対しても良好な制御性を得ることができる洋上プラットフォームの制御方法が提案されている（特許文献３）。

30【０００３】
また、産業活動において利用される物質が、環境汚染や人の健康被害をもたらす場合、被害を軽減するための対策を選択するため、対策の効果と費用のバランス解析を介してその妥当性を判断する判定システムが提案されている（特許文献４）。
また、構造物の使用条件や利活用目的に合った構想構築を行い、基本設計や基本特性分
析を通じ、安全性等の基本的項目、経済性等の副次的項目の各面で最適な構造物の構想を
合理的かつ迅速に抽出できる構造物の調和設計システムが提案されている（特許文献５）。
【先行技術文献】【特許文献】

40【０００４】【特許文献１】特開２００５−２４０７８５号公報【特許文献２】特開２００７−１８６１０６号公報【特許文献３】特開２００２−１７３０８６号公報【特許文献４】特開２００９−２６２８２号公報【特許文献５】特開２００９−２８８９３８号公報【発明の概要】【発明が解決しようとする課題】【０００５】
ところで、世界第６位／陸域の１２倍の面積を有する我が国の排他的経済水域（ＥＥＺ

50

(4)

JP 5527000 B2 2014.6.18）に賦在している膨大な未活用の空間及び自然エネルギーの利活用を推進するため、その基盤となる海洋構造物技術の確立が必要とされている。
特許文献５のシステムでは、構造物の使用条件と利活用目的が入力される目標設定部と、この目標設定部の設定に従って構造物の構想を構築する構想構築部と、この構想構築部の構想構築結果に従って構造物の基本設計や基本特性分析を行う設計・分析部と、この設計・分析部の基本設計結果や基本特性分析結果に応じて目標設定部で設定された構造物の使用条件に対する基本評価を行うための基本評価部や副次評価部を備えて構成されている。
【０００６】
しかし、特許文献５では、海洋構造物特有の稼働時の影響を解決するものではなく、評10

価結果に対する再検討をシステム上行うものではない。
構造物が海洋構造物である場合には、一般の構造物と異なり、水深、波高、波周期、波向、風速、風向、海流速、流向などの自然環境の影響を稼働時に受け、これらの影響は海洋構造物の構造によっても影響度合いが異なってくるため、一般の構造物に適用する評価結果だけでは稼働時の影響に対する十分な設計支援を行うことができない。
従って、海洋構造物にあっては、基本設計や基本特性分析を行うだけでなく、稼働時の影響を考慮して動揺性能、位置保持性能、及び稼働性の評価を行い、構想構築を見直し、又は基本仕様の再検討を行わなければならない。
【０００７】
そこで本発明は、特に稼働時の影響を考慮して設計を行うことができる海洋構造物の調20

和設計方法及び海洋構造物の調和設計プログラ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】【０００８】
請求項１記載の本発明に対応した海洋構造物の調和設計方法においては、目標設定手段
が、少なくとも自然環境条件を含む海洋構造物の使用条件と利活用目的に基づいて目標を設定するステップ、構想構築手段が、目標設定手段で設定された目標に従って海洋構造物の構想を構築するステップ、基本設計／基本特性分析手段が、構想構築手段で構築した構想に従って海洋構造物の基本設計及び／又は基本特性分析を行い、基本仕様を定めるステップ、基本評価手段が、前記基本設計／基本特性分析手段で定めた基本仕様に従って目標に対する基本評価を行うステップ、第１の成立性評価手段が、前記基本評価の結果と自然

30

環境条件に基づいて第１の成立性評価を行い、第１の成立性評価の結果に従って第１の再検討を判断するステップ、第１の再検討を要しない場合に、副次評価手段が、基本設計／
基本特性分析手段で定めた少なくとも構想に基づいて目標に対する稼働時の自然環境影響を含む副次評価を行うステップ、第２の成立性評価手段が、副次評価の結果と自然環境条
件に基づいて第２の成立性評価を行い、第２の成立性評価の結果に従って第２の再検討を判断するステップを有することを特徴とする。請求項１に記載の本発明によれば、成立性評価の結果に従って再検討を判断するステップを有することで、例えば動揺性能、位置保
持性能、又は稼働性などの稼働時の自然環境の影響を考慮した最適設計を行うことができる。また、第１の再検討を要しない場合に副次評価を行なうので、明らかに基本仕様が目標に合致しないものについてまで副次評価を行なうことを回避でき、副次評価までの評価

40

結果を早期かつ的確に得ることができる。さらに、第１の成立性評価、及び第２の成立性評価においても自然環境条件を考慮することで、基本評価結果及び副次評価結果に対する的確な判断が可能となる。
請求項２記載の本発明は、請求項１に記載の海洋構造物の調和設計方法において、第２の再検討を要しない場合、総合評価手段が、第１の成立性評価手段及び第２の成立性評価
手段による第１の成立性評価及び第２の成立性評価の結果に基づいて総合評価を行うステップを更に有することを特徴とする。請求項２に記載の本発明によれば、成立性評価の結果に基づいて総合評価を行うことができる。
請求項３記載の本発明は、請求項１又は請求項２に記載の海洋構造物の調和設計方法において、基本評価手段における基本評価として、海洋構造物の波浪に対する安全性評価を

50

(5)

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含むことを特徴とする。請求項３に記載の本発明によれば、波浪に対する安全性評価を基
本評価に含むことで、稼働時の自然環境の影響を考慮した最適設計を行うことができる。
請求項４記載の本発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の海洋構造物の調和
設計方法において、副次評価手段における前記副次評価として、波浪に対する稼働性評価
及び／又は海水中環境影響評価を含むことを特徴とする。請求項４に記載の本発明によれ
ば、波浪に対する稼働性評価及び／又は海水中環境影響評価を副次評価に含むことで、稼働時の自然環境の影響、また環境への影響を考慮した最適設計を行うことができる。
請求項５記載の本発明に対応した海洋構造物の調和設計プログラムにおいては、コンピ
ュータに入力手段で入力された少なくとも自然環境条件を含む海洋構造物の使用条件と利活用目的に基づいた目標を読み込む目標設定ステップと、目標設定ステップで設定された10

目標に従って海洋構造物の構想を決定する構想構築ステップと、構想構築ステップで構築された構想に従って海洋構造物の基本設計及び／又は基本特性分析を行い、基本仕様を決定する基本仕様構築ステップと、基本仕様構築ステップで定められた基本仕様に従って目標に対する基本評価を行う基本評価ステップと、基本評価の結果と自然環境条件に基づいて第１の成立性評価を行い、第１の成立性評価の結果に従って第１の再検討を判断する第１の判断ステップと、前記第１の再検討を要しない場合に、構想構築ステップで構築された構想に基づいて目標に対する稼働時の自然環境影響を含む副次評価を行う副次評価ステップと、副次評価ステップにおける副次評価の結果と自然環境条件に基づいて第２の成立
性評価を行う第２の成立性評価ステップと、第２の成立性評価ステップで評価を行った第２の成立性評価の結果に従って第２の再検討を判断する第２の判断ステップと、少なくと20も第２の判断ステップの結果を出力手段に出力する出力ステップと、を実行させることを特徴とする。請求項５に記載の本発明によれば、成立性評価ステップで評価を行った成立性評価の結果に従って再検討を判断する判断ステップを有することで、例えば動揺性能、
位置保持性能、又は稼働性などの稼働時の自然環境の影響を考慮した最適設計を行うことができる。また、第１の再検討を要しない場合に副次評価を行なうので、明らかに基本仕様が目標に合致しないものについてまで副次評価を行なうことを回避でき、副次評価までの評価結果を早期に得ることができる。さらに、第１の成立性評価、及び第２の成立性評
価においても自然環境条件を考慮することで、基本評価結果及び副次評価結果に対する的
確な判断が可能となる。
請求項６記載の本発明は、請求項５に記載の海洋構造物の調和設計プログラムにおいて30、コンピュータに、第2の再検討を要しない場合に、第１の成立性評価ステップ及び第２の成立性評価ステップにおける第１の成立性評価の結果及び第２の成立性評価の結果に基づいて総合評価を行う総合評価ステップを更に実行させることを特徴とする。請求項６に記載の本発明によれば、成立性評価の結果に基づいて総合評価を行うことができる。
請求項７記載の本発明は、請求項５又は請求項６に記載の海洋構造物の調和設計プログ
ラムにおいて、基本評価ステップにおける基本評価が、海洋構造物の波浪に対する位置保持安全性評価であることを特徴とする。請求項７に記載の本発明によれば、海洋構造物の波浪に対する位置保持安全性評価を基本評価とすることで、稼働時の自然環境の影響を考慮した最適設計を行うことができる。
請求項８記載の本発明は、請求項７に記載の海洋構造物の調和設計プログラムにおいて40、位置保持安全性評価を、係留計算及び／又はＤＰＳ性能評価に基づいて行うことを特徴とする。請求項８に記載の本発明によれば、稼働時の自然環境の影響を考慮した最適設計を行うことができる。
請求項９記載の本発明は、請求項７又は請求項８に記載の海洋構造物の調和設計プログ
ラムにおいて、位置保持安全性評価の結果が前記第１の判断ステップで否定された場合には、コンピュータに、構想構築ステップ又は基本仕様構築ステップを再実行させることを特徴とする。請求項９に記載の本発明によれば、構想構築ステップ又は基本仕様構築ステップを再実行させることで、特に稼働時の影響を考慮して設計を行うことができる。
請求項１０記載の本発明は、請求項５から請求項９のいずれかに記載の海洋構造物の調和設計プログラムにおいて、副次評価では、波浪に対する動揺・稼働性評価を行うことを

50

(6)

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特徴とする。請求項１０に記載の本発明によれば、副次評価では、波浪に対する動揺・稼
働性評価を行うことで、特に稼働時の影響を考慮して設計を行うことができる。
請求項１１記載の本発明は、請求項１０に記載の海洋構造物の調和設計プログラムにおいて、動揺・稼働性評価の結果が第２の判断ステップで否定された場合には、コンピュー
タに、基本仕様構築ステップを再実行させて、減揺手段の再抽出を行うことを特徴とする。請求項１１に記載の本発明によれば、基本仕様構築ステップを再実行させることで、特に稼働時の影響を考慮して設計を行うことができる。
請求項１２記載の本発明は、請求項５又は請求項６に記載の海洋構造物の調和設計プロ
グラムにおいて、副次評価で経済性評価を行い、前記海洋構造物の建造と運用を含めたライフサイクルコストを算出することを特徴とする。請求項１２に記載の本発明によれば、

10

海洋構造物の建造と運用を含めたライフサイクルコストを算出することで経済性を考慮した設計を行うことができる。
請求項１３記載の本発明は、請求項５から請求項１２のいずれかに記載の海洋構造物の調和設計プログラムにおいて、副次評価が、海洋構造物からの排水中物質の海水中影響評
価であることを特徴とする。請求項１３に記載の本発明によれば、排水中物質の海水中影
響評価を含めることで環境を考慮した設計を行うことができる。
請求項１４記載の本発明は、請求項５から請求項１３のいずれかに記載の海洋構造物の調和設計プログラムにおいて、目標設定ステップ、構想構築ステップ、基本仕様構築ステップ、基本評価ステップ、副次評価ステップ、第１の成立性評価ステップ及び第２の成立性評価ステップの少なくとも一つのステップにおける結果及び／又は途中経過を出力手段20で出力させることを特徴とする。請求項１４に記載の本発明によれば、各ステップにおける状況を確認することができる。
【発明の効果】【０００９】
本発明の海洋構造物の調和設計方法によれば、成立性評価の結果に従って再検討を判断するステップを有することで、例えば動揺性能、位置保持性能、又は稼働性などの稼働時の自然環境の影響を考慮した最適設計を行うことができる。
なお、総合評価手段が、成立性評価手段による成立性評価の結果に基づいて総合評価を行うステップを更に有する場合には、成立性評価の結果に基づいて総合評価を行うことが
できる。

30

また、基本評価手段における基本評価として、海洋構造物の波浪に対する安全性評価を含む場合には、稼働時の自然環境の影響を考慮した最適設計を行うことができる。
また、副次評価手段における副次評価として、波浪に対する稼働性評価及び／又は海水中環境影響評価を含む場合には、稼働時の自然環境の影響、また環境への影響を考慮した最適設計を行うことができる。
本発明の海洋構造物の調和設計プログラムによれば、成立性評価ステップで評価を行った成立性評価の結果に従って再検討を判断する判断ステップを有することで、例えば動揺性能、位置保持性能、又は稼働性などの稼働時の自然環境の影響を考慮した最適設計を行うことができる。
なお、コンピュータに、成立性評価ステップにおける成立性評価の結果に基づいて総合40評価を行う総合評価ステップを更に実行させる場合には、成立性評価の結果に基づいて総合評価を行うことができる。
また、基本評価ステップにおける基本評価が、海洋構造物の波浪に対する位置保持安全性評価である場合には、稼働時の自然環境の影響を考慮した最適設計を行うことができる。
また、位置保持安全性評価を、係留計算及び／又はＤＰＳ性能評価に基づいて行う場合には、稼働時の自然環境の影響を考慮した最適設計を行うことができる。
また、コンピュータに、構想構築ステップ又は基本仕様構築ステップを再実行させる場
合には、特に稼働時の影響を考慮して設計を行うことができる。
また、副次評価で、波浪に対する動揺・稼働性評価を行う場合には、特に稼働時の影響

50

(7)

JP 5527000 B2 2014.6.18を考慮して設計を行うことができる。
また、コンピュータに、基本仕様構築ステップを再実行させて、減揺手段の再抽出を行う場合には、特に稼働時の影響を考慮して設計を行うことができる。
また、副次評価が経済性評価であり、海洋構造物の建造と運用を含めたライフサイクル
コストを算出する場合には、経済性を考慮した設計を行うことができる。
また、副次評価が、海洋構造物からの排水中物質の海水中影響評価である場合には、環境を考慮した設計を行うことができる。
また、目標設定ステップ、構想構築ステップ、基本仕様構築ステップ、基本評価ステッ
プ、副次評価ステップ、及び成立性評価ステップの少なくとも一つのステップにおける結果及び／又は途中経過を出力手段で出力させる場合には、各ステップにおける状況を確認

10することができる。
【図面の簡単な説明】【００１０】【図１】本発明の第１の実施形態による海洋構造物の調和設計方法を実現するためのブロック図【図２】同実施形態による海洋構造物の調和設計方法のフローチャート【図３】本発明の第２の実施形態による海洋構造物の調和設計方法を実現するためのブロック図【図４】同実施形態による海洋構造物の調和設計方法のフローチャート【図５】本発明の第３の実施形態による海洋構造物の調和設計方法を実現するためのブロ

20

ック図【図６】同実施形態による海洋構造物の調和設計方法のフローチャート【図７】本発明の第１から第３の実施形態による位置保持性能評価方法を示すフローチャート【発明を実施するための形態】【００１１】
以下に、図１及び図２を用いて本発明の第１の実施形態による海洋構造物の調和設計方法について説明する。
図１は本実施形態による海洋構造物の調和設計方法を実現するためのブロック図である
30。
入力手段１１は、導入海域情報、活動計画情報、輸送手段情報などの使用条件や、利活用目的に関する情報を入力するためのハードウェア資源であり、例えばキーボード、マウス、テンキー、バーコードその他の二次元コードなどの入力装置、音声入力装置、撮像装置が用いられる。
【００１２】
自然環境条件データーベース２１には、所定範囲に区分された海域毎に、海域番号、水深（ｍ）、離岸距離（ｋｍ）、平均風速（ｍ／ｓ）、潮流速度（ｋｔ）、有義波高（ｍ）
や平均波周期（ｓ）などの海洋及び気象条件データが蓄積されている。
鉱物資源等データーベース２２には、所定範囲に区分された海域毎に、例えば、採鉱できる鉱物の種類や埋蔵予測量などの鉱物資源に関するデータが蓄積されている。なお、鉱40

物資源以外のデータとして、例えば生息魚類などの食料資源データや、風力や潮流などの発電資源データが蓄積されている。
【００１３】
目標設定手段３１では、海洋構造物の使用条件と利活用目的に基づいて目標を設定する。なお、設定される目標は、入力手段１１により入力された使用条件及び利活用目的に関する情報を基に行われる。例えば、入力手段１１で入力された導入海域情報を基に、自然環境条件データーベース２１から、導入海域における水深や離岸距離データを抽出し、また鉱物資源等データーベース２２から、導入海域における埋蔵予測量データを抽出し、稼働時における年間採掘量や採掘期間などの目標が設定される。
目標設定手段３１で設定された目標データは、目標記憶手段１２に記憶されるとともに

50

(8)

JP 5527000 B2 2014.6.18、構想構築手段３２における基礎データとして用いられる。
【００１４】
構想構築手段３２では、目標設定手段３１で設定された目標に従って海洋構造物の構想を構築する。構想構築手段３２における構想の構築にあたっては、上載機器データーベー
ス２３、シャトル船データーベース２４、既存プラットフォームデーターベース２５に蓄積されたデータを用いる。
上載機器データーベース２３には、採鉱機仕様データ、揚鉱システム仕様データ、鉱物と海水分離システムデータなどの上載機器仕様データが蓄積されている。
シャトル船データーベース２４には、長さ、幅、深さなどの船体データ、輸送可能量、速度、価格、燃費などのシャトル船データが蓄積されている。

10

既存プラットフォームデーターベース２５には、長さ、幅、深さなどのプラットフォー
ム構造データ、重量、機器搭載可能量、価格などの既に標準規格化され、又は既に建造された既存プラットフォームデータが蓄積されている。
【００１５】
従って例えば、構想構築手段３２では、目標設定手段３１で設定された目標に従って、
既存プラットフォームデーターベース２５から標準規格化された既存プラットフォームが抽出され、この既存プラットフォームに係るデータを基に、必要に応じて新たに建造されるプラットフォームに係る要素構造の形状や寸法を変更し、目標設定手段３１で設定された目標に従って、上載機器データーベース２３から上載機器を抽出し、抽出した上載機器のプラットフォームへの適合を判定することで、海洋構造物の構想が構築される。

20【００１６】
基本設計／基本特性分析手段３３では、構想構築手段３２で構築した構想に従って海洋構造物の基本設計及び／又は基本特性分析を行い、基本仕様を定める。基本設計／基本特性分析手段３３における海洋構造物の基本設計及び／又は基本特性分析にあたっては、減揺システムデーターベース２６及び係留システムデーターベース２７に蓄積されたデータを用い、減揺方法や減揺システム、更にはライン係留方法を基本設計又は基本特性として仕様を決定する。
減揺システムデーターベース２６には、各種の減揺方法や減揺システムのスペックデー
タが蓄積されている。
係留システムデーターベース２７には、ライン係留に関するデータやダイナミックポジ

30

ショニングシステム（以下ＤＰＳと称す）に関するデータが蓄積されている。ライン係留に関するデータとしては、鎖、ワイヤ、又は合成繊維索などの種類、太さ、破断荷重、単位長さ当たりの重量、錨の種類、最大荷重、及び価格などのデータがある。また、ＤＰＳに関するデータとしては、定格出力に関するデータの他、発生出力、馬力、使用電力、及び価格などのデータがある。
【００１７】
基本評価手段３４では、基本設計／基本特性分析手段３３で定めた基本仕様に従って目標に対する基本評価を行う。基本評価手段３４における基本評価にあたっては、動揺解析
プログラム／データーベース４１及び係留、ＤＰＳ解析プログラム／データーベース４２のプログラム及びデータを用いて、波浪に対する安全性評価として波浪中安全性評価や波40

浪中位置保持安全性評価を行う。
【００１８】
第１の成立性評価手段３５では、基本評価手段３４による基本評価の結果に基づいて成立性評価を行い、この成立性評価の結果に従って再検討を判断する。第１の成立性評価手
段３５における成立性評価にあたっては、自然環境条件データーベース２１の条件や目標
記憶手段１２の目標との対比を行う。
【００１９】
副次評価手段３６では、基本設計／基本特性分析手段３３で定めた少なくとも構想に基づいて目標に対する副次評価を行う。副次評価手段３６における副次評価にあたっては、
稼働性算定ツール４３、海水中、大気中環境影響評価ツール４４、ライフサイクルコスト

50

(9)

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・経済性評価算定ツール４５を用いて行う。
なお、副次評価手段３６における副次評価として、波浪に対する稼働性評価及び／又は海水中環境影響評価を含む。
【００２０】
第２の成立性評価手段３７では、副次評価手段３６による副次評価の結果に基づいて成立性評価を行い、この成立性評価の結果に従って再検討を判断する。第２の成立性評価手
段３７における成立性評価にあたっては、自然環境条件データーベース２１の条件や目標
記憶手段１２の目標との対比を行う。
総合評価手段３８では、第１の成立性評価手段３５及び第２の成立性評価手段３７によ10る成立性評価の結果に基づいて総合評価を行う。
【００２１】
第１の成立性評価手段３５、第２の成立性評価手段３７、及び総合評価手段３８による評価結果は、出力手段１３により表示される。
出力手段１３では、第１の成立性評価手段３５、第２の成立性評価手段３７、及び総合
評価手段３８による途中経過や、目標設定手段３１、構想構築手段３２、基本設計／基本
特性分析手段３３、基本評価手段３４、副次評価手段３６における結果及び／又は途中経過を表示してもよい。出力手段１３は、情報を出力するハードウェア資源であり、例えばモニターなどの表示装置の他に、プリンター等による出力手段であってもよい。
【００２２】
本実施形態において、目標設定手段３１、構想構築手段３２、基本設計／基本特性分析

20

手段３３、基本評価手段３４、第１の成立性評価手段３５、副次評価手段３６、第２の成立性評価手段３７、及び総合評価手段３８はソフトウェア資源である。また、本実施形態
では、コンピュータを、目標設定手段３１、構想構築手段３２、基本設計／基本特性分析
手段３３、基本評価手段３４、第１の成立性評価手段３５、副次評価手段３６、第２の成立性評価手段３７、及び総合評価手段３８として機能させるためのプログラムを備えている。なお、プログラムは磁気ディスク装置（ＨａｒｄＤｉｓｋ）、光磁気ディスク装置、ＵＳＢメモリなどのフラッシュメモリ装置、ＤＶＤ、ＣＤなどの光ディスク装置等公知の記憶媒体を利用して使用することができる。
【００２３】
図２は同実施形態による海洋構造物の調和設計方法のフローチャートである。

まず、

30

海洋構造物の使用条件と利活用目的に基づいた目標を読み込む目標設定ステップについて説明する。
入力手段１１によって、導入海域情報が入力され（ステップ１１）、活動計画情報が入力され（ステップ１２）、輸送手段情報が入力され（ステップ１３）、利活用目的情報が入力される（ステップ１４）。
ここで、ステップ１２で入力される活動計画情報とは、例えば、採鉱量／日、採鉱年数、自船貯鉱量などに関する情報であり、ステップ１３で入力される輸送手段情報とは、例
えばシャトル船を使用するか自船を使用するかに関する情報であり、ステップ１４で入力される利活用目的情報とは、海洋構造物の使用条件を考慮した利用、活用目的をいい、資源採鉱、資源探索、自然エネルギー利用、その他利活用上必要な目的情報である。

40【００２４】
ステップ１１で入力された導入海域情報を基に、自然環境条件データーベース２１から該当する導入海域における自然環境条件データが抽出される（ステップ１５）。
またステップ１４で入力された利活用目的情報を基に、鉱物資源等データーベース２２から該当する鉱物資源等データが抽出される（ステップ１６）。
ステップ１２で入力された活動計画情報、ステップ１３で入力された輸送手段情報、ス
テップ１５で抽出された自然環境条件データ、ステップ１６で抽出された鉱物資源等デー
タを基に、目標が設定される（ステップ１７）。ここでの目標設定は、基本性能及び副次性能に関するデータとなる。
【００２５】50

(10)JP 5527000 B2 2014.6.18

次に、目標設定ステップで設定された目標に従って海洋構造物の構想を決定する構想構
築ステップについて説明する。
ステップ１７で設定された目標に従って、該当する設計海域条件データが抽出され（ス
テップ２１）、候補となる上載機器データが抽出され（ステップ２２）、候補となるシャ
トル船データが抽出され（ステップ２３）、候補となる既存プラットフォームデータが抽出される（ステップ２４）。
ここで、ステップ２１における設計海域条件データの抽出は自然環境条件データーベー
ス２１から行われ、ステップ２２における上載機器データの抽出は上載機器データーベー
ス２３から行われ、ステップ２３におけるシャトル船データの抽出はシャトル船データー
ベース２４から行われ、ステップ２４における既存プラットフォームデータの抽出は既存

10プラットフォームデーターベース２５から行われる。
【００２６】
そして、ステップ２１で抽出された設計海域条件データ、ステップ２２で抽出された上載機器データ、ステップ２３で抽出されたシャトル船データ、ステップ２４で抽出された
既存プラットフォームデータによってプラットフォーム構想が決定される（ステップ２５）。
ステップ２５におけるプラットフォーム構想の決定は、目標設定手段３１で設定された目標に従って構想構築手段３２によって行われる。
ステップ２５においてプラットフォーム構想の決定がなされると、構想の判定が行われる（ステップ２６）。構想判定の結果が否定的であれば、再度ステップ２５においてプラ

20

ットフォーム構想の決定がなされる。
【００２７】
次に、構想構築ステップで構築された構想に従って海洋構造物の基本設計及び／又は基本特性分析を行い、基本仕様を決定する基本仕様構築ステップについて説明する。
基本仕様構築ステップは、基本設計／基本特性分析手段３３によって行われる。
減揺システムデーターベース２６から減揺手段が抽出され（ステップ３１）、係留シス
テムデーターベース２７から係留手段が抽出される（ステップ３２）。
【００２８】
波、風、及び海流等の影響による総合的な外力を複合外力として、ステップ３１で抽出された減揺手段と、ステップ３２で抽出された係留手段とを評価する（ステップ３３）。

30

ステップ３３による評価に基づいて設計、特性の判定を行い（ステップ３４）、ステップ
３４における判定結果が否定的であれば、ステップ３１において再度減揺手段を抽出し、ステップ３２において再度係留手段を抽出する。
ステップ３４における判定結果が肯定的であれば、基本仕様として決定される（ステップ３５）。
【００２９】
次に、基本仕様構築ステップで定められた基本仕様に従って目標に対する基本評価を行う基本評価ステップについて説明する。
基本評価ステップは、基本評価手段３４によって行われる。
ステップ３５で決定された基本仕様について動揺性能の評価（波浪中安全性評価）を行

40

う（ステップ４１）。ステップ４１における動揺性能の評価（波浪中安全性評価）は、導入海域で想定される海気象条件でどの程度揺れるかの評価であり、動揺解析プログラム／
データーベース４１のプログラム及びデータを用いて行われる。
【００３０】
また、ステップ３５で決定された基本仕様について位置保持性能の評価（波浪中位置保持安全性評価）を行う（ステップ４２）。ステップ４２における位置保持性能の評価（波浪中位置保持安全性評価）は、導入海域で想定される海気象条件で位置保持が可能か、目標位置からのずれは所要の範囲に収まるかの評価であり、係留、ＤＰＳ解析プログラム／
データーベース４２のプログラム及びデータを用いて行われ、係留計算及び／又はＤＰＳ
性能評価に基づいて行われる。

50

(11)

JP 5527000 B2 2014.6.18【００３１】
次に、構想構築ステップで構築された構想に基づいて目標に対する副次評価を行う副次
評価ステップについて説明する。
副次評価ステップは、副次評価手段３６によって行われる。
ステップ３５で決定された基本仕様について、（波浪中）稼働性の評価を行う（ステップ７１）。ステップ７１における（波浪中）稼働性の評価は、稼働限界条件（例えば揺れが５度以内）を考慮して年間稼働日数を評価するもので、稼働性算定ツール４３を用いて行われる。
【００３２】
また、ステップ３５で決定された基本仕様について、（海水中）環境影響の評価を行う

10（ステップ７２）。ステップ７２における（海水中）環境影響の評価は、海水中、大気中
環境影響評価ツール４４を用いて行われる。
また、ステップ３５で決定された基本仕様について、経済性の評価を行う（ステップ７３）。ステップ７３における経済性の評価は、ライフサイクルコスト・経済性評価算定ツール４５を用いて行われ、海洋構造物の建造及び運用を含めたライフサイクルコストを算出する。
【００３３】
次に、基本評価ステップにおける基本評価の結果に基づいて成立性評価を行う成立性評
価ステップについて説明する。
成立性評価ステップは、第１の成立性評価手段３５及び第２の成立性評価手段３７によ20って行われる。
ステップ４１における動揺性能の評価（波浪中安全性評価）、及びステップ４２における位置保持性能の評価（波浪中位置保持安全性評価）の結果は、自然環境条件データーベ
ース２１の条件や目標記憶手段１２の目標と対比される（ステップ５１）。
【００３４】
ステップ５１における目標、条件との対比は、第１の成立性評価手段３５によって行われる。
ステップ７１における（波浪中）稼働性の評価、ステップ７２における（海水中）環境影響の評価、及びステップ７３における経済性の評価の結果は、自然環境条件データーベ
ース２１の条件や目標記憶手段１２の目標と対比される（ステップ５２）。

30

ステップ５２における目標、条件との対比は、第２の成立性評価手段３７によって行われる。
【００３５】
次に、成立性評価ステップで評価を行った成立性評価の結果に従って再検討を判断する
判断ステップについて説明する。
判断ステップは、第１の成立性評価手段３５及び第２の成立性評価手段３７によって行
われる。
ステップ５１における目標、条件との対比の結果、再検討の判断が行われる（ステップ６１）。ステップ６１における再検討は、ステップ４１における動揺性能の評価（波浪中
安全性評価）、及びステップ４２における位置保持性能の評価（波浪中位置保持安全性評40価）による構造要件の充足である。ステップ６１における再検討は、第１の成立性評価手段３５によって行われる。
ステップ６１における再検討の判断が否定的であれば、構想構築ステップに戻ってステップ２５におけるプラットフォーム構想の決定を再度行うか、又は基本仕様構築ステップに戻ってステップ３１における減揺手段の抽出を再度行う。どのステップに戻すかは、目標との乖離度や目標達成のために対策の取り易さ等を考慮して決められる。
【００３６】
ステップ５２における目標、条件との対比の結果、再検討の判断が行われる（ステップ６２）。ステップ６２における再検討は、ステップ７１における（波浪中）稼働性の評価、ステップ７２における（海水中）環境影響の評価、及びステップ７３における経済性の

50

(12)

JP 5527000 B2 2014.6.18

評価による稼働、環境、経済性の要件の充足である。ステップ６２における再検討は、第２の成立性評価手段３７によって行われる。
ステップ６２における再検討の判断が否定的であれば、基本仕様構築ステップに戻って
ステップ３１における減揺手段の抽出を再度行う。
【００３７】
そして、総合評価ステップとして、成立性評価ステップにおける成立性評価の結果に基づいて総合評価が行われる（ステップ８１）。
また、図示はしないが、ステップ６１における再検討の判断結果、ステップ６２における再検討の判断結果、及びステップ８１における総合評価の結果は、出力ステップとして出力手段１３に出力する。

10【００３８】
なお、本実施形態における海洋構造物の調和設計プログラムにおいて、目標設定ステッ
プ、構想構築ステップ、基本仕様構築ステップ、基本評価ステップ、副次評価ステップ、及び成立性評価ステップの少なくとも一つのステップにおける結果及び／又は途中経過を
出力手段１３で出力させることが好ましい。
本実施形態における海洋構造物の調和設計プログラムは、コンピュータに上記各ステッ
プを実行させる。
【００３９】
図３及び図４を用いて本発明の第２の実施形態による海洋構造物の調和設計方法について説明する。なお、第１の実施形態と同じ構成、同じフローには同一符号を付して説明を

20

省略する。
図３は本実施形態による海洋構造物の調和設計方法を実現するためのブロック図、図４は同実施形態による海洋構造物の調和設計方法のフローチャートである。
本実施形態による海洋構造物の調和設計方法では、減揺方法や減揺システムを基本仕様とせず、基本評価を行う上で設定する。
従って、図３に示すように、基本評価手段３４において、減揺システムデーターベース
２６のデータを用い、減揺システムを選定して基本評価を行う。
【００４０】
すなわち、図４に示すように、ステップ３５において基本仕様が決定されると、動揺計算を行い（ステップ４３）、ステップ４３で算出された動揺性があらかじめ設定された所30定値と比較される（ステップ４４）。ステップ４４において、動揺性が所定値以上の場合には、減揺システムが選定され（ステップ４５）、減揺システムのスペックが決定され（ステップ４６）、ステップ４３において再度動揺計算がなされる。ステップ４４において、動揺性が所定値を下回る場合には、ステップ４２における位置保持性能の評価（波浪中位置保持安全性評価）が行われる。
【００４１】
図５及び図６を用いて本発明の第３の実施形態による海洋構造物の調和設計方法について説明する。なお、第１の実施形態と同じ構成、同じフローには同一符号を付して説明を省略する。
図５は本実施形態による海洋構造物の調和設計方法を実現するためのブロック図、図６40は同実施形態による海洋構造物の調和設計方法のフローチャートである。
本実施形態による海洋構造物の調和設計方法では、減揺方法や減揺システムを基本仕様とせず、副次評価を行う上で設定する。
従って、図５に示すように、副次評価手段３６において、減揺システムデーターベース
２６のデータを用い、減揺システムを選定して副次評価を行う。
【００４２】
すなわち、図６に示すように、ステップ７１において（波浪中）稼働性の評価がなされると、稼働性の判定を行い（ステップ７４）、ステップ７４での判定が否定的であれば、
減揺システムが選定され（ステップ７５）、減揺システムのスペックが決定され（ステップ７６）、ステップ７１において再度（波浪中）稼働性の評価がなされる。ステップ７４

50

(13)

JP 5527000 B2 2014.6.18

において、判定が肯定的であれば、ステップ７２における（海水中）環境影響の評価が行われる。
【００４３】
図７は、本発明の第１から第３の実施形態による位置保持性能評価方法を示すフローチ
ャートである。
第１から第３の実施形態によるステップ４２における位置保持性能の評価（波浪中位置保持安全性評価）は、係留計算及び／又はＤＰＳ性能評価に基づいて行われる。
係留計算（ライン係留時系列計算）は、プラットフォーム基本仕様（長さ、幅、体積等）とステップ４７ａにおいて設定されているライン係留スペックに基づいて、自然環境条
件データーベース２１からの環境条件データと、ライン係留解析プログラム／データーベ

10

ース４２ａのプログラム及びデータとを用いて行われる（ステップ４８ａ）。
ステップ４８ａにおいて計算された結果、ライン係留の張力最大値が最小破断荷重（ＭＢＬ）と比較され（ステップ４９ａ）、ステップ４９ａにおいてライン係留の張力最大値
が最小破断荷重（ＭＢＬ）の半分（安全率）以上となる場合には、再度係留システムデー
ターベース２７から新たなライン係留スペックを抽出し（ステップ４７ａ）、ステップ４
８ａにおいて係留計算（ライン係留時系列計算）が行われる。
【００４４】
一方、ＤＰＳ性能評価（位置保持限界計算）は、プラットフォーム基本仕様（長さ、幅、体積等）とステップ４７ｂにおいて設定されているＤＰＳスペックに基づいて、自然環
境条件データーベース２１からの環境条件データと、ＤＰＳ解析プログラム／データーベ

20

ース４２ｂのプログラム及びデータとを用いて行われる（ステップ４８ｂ）。
ステップ４８ｂにおいて計算された結果、位置保持性能が十分か否かが判断され（ステップ４９ｂ）、ステップ４９ｂにおいて位置保持性能が不十分である場合には、再度係留システムデーターベース２７から新たなＤＰＳスペックを抽出し（ステップ４７ｂ）、ス
テップ４８ｂにおいてＤＰＳ性能評価（位置保持限界計算）が行われる。
【００４５】
以上のようにこれらの本実施形態によれば、目標設定手段３１が海洋構造物の使用条件と利活用目的に基づいて目標を設定するステップ、構想構築手段３２が目標設定手段３１で設定された目標に従って海洋構造物の構想を構築するステップ、基本設計／基本特性分
析手段３３が、構想構築手段３２で構築した構想に従って海洋構造物の基本設計及び／又30は基本特性分析を行い、基本仕様を定めるステップ、基本評価手段３４が、基本設計／基
本特性分析手段３３で定めた基本仕様に従って目標に対する基本評価を行うステップ、副次評価手段３６が、基本設計／基本特性分析手段３３で定めた少なくとも構想に基づいて目標に対する副次評価を行うステップ、成立性評価手段３５、３７が、基本評価手段３４による基本評価の結果及び／又は副次評価手段３６による副次評価の結果に基づいて成立
性評価を行い、成立性評価の結果に従って再検討を判断するステップを有することで、波浪や潮流など海洋構造物に独特の自然環境の影響下で稼働をする必要のある海洋構造物に於いて、例えば動揺性能、位置保持性能、又は稼働性などの稼働時の自然環境の影響を考慮した最適設計を行うことができる。
【００４６】

40

また本実施形態によれば、総合評価手段が、成立性評価手段による成立性評価の結果に基づいて総合評価を行うステップを更に有することで、成立性評価の結果に基づいて総合評価を行うことができる。
また本実施形態によれば、基本評価手段３４における基本評価として、海洋構造物の波浪に対する安全性評価を含むことで、稼働時の自然環境の影響を考慮した最適設計を行うことができる。
また本実施形態によれば、副次評価手段３６における副次評価として、波浪に対する稼
働性評価及び／又は海水中環境影響評価を含むことで、稼働時の自然環境の影響を考慮した最適設計を行うことができる。
【００４７】50

(14)JP 5527000 B2 2014.6.18

また本実施形態によれば、コンピュータに、入力手段１１で入力された海洋構造物の使用条件と利活用目的に基づいた目標を読み込む目標設定ステップと、目標設定ステップで設定された目標に従って海洋構造物の構想を決定する構想構築ステップと、構想構築ステップで構築された構想に従って海洋構造物の基本設計及び／又は基本特性分析を行い、基本仕様を決定する基本仕様構築ステップと、基本仕様構築ステップで定められた基本仕様に従って目標に対する基本評価を行う基本評価ステップと、構想構築ステップで構築された構想に基づいて目標に対する副次評価を行う副次評価ステップと、基本評価ステップにおける基本評価の結果及び／又は副次評価ステップにおける副次評価の結果に基づいて成立性評価を行う成立性評価ステップと、成立性評価ステップで評価を行った成立性評価の結果に従って再検討を判断する判断ステップと、少なくとも判断ステップの結果を出力手10段に出力する出力ステップと、を実行させることで、例えば動揺性能、位置保持性能、又は稼働性などの稼働時の自然環境の影響を考慮した最適設計を行うことができる。
【００４８】
また本実施形態によれば、コンピュータに、成立性評価ステップにおける成立性評価の結果に基づいて総合評価を行う総合評価ステップを更に実行させることができる。
また本実施形態によれば、基本評価ステップにおける基本評価が、海洋構造物の波浪に対する位置保持安全性評価であり、稼働時の自然環境の影響を考慮した最適設計を行うことができる。
また本実施形態によれば、位置保持安全性評価を、係留計算及び／又はＤＰＳ性能評価に基づいて行うことで、稼働時の自然環境の影響を考慮した最適設計を行うことができる

20。
【００４９】
また本実施形態によれば、位置保持安全性評価の結果が判断ステップで否定された場合には、コンピュータに、構想構築ステップ又は基本仕様構築ステップを再実行させること
で、特に稼働時の影響を考慮して設計を行うことができる。
また本実施形態によれば、副次評価では、波浪に対する動揺・稼働性評価を行うことで、特に稼働時の影響を考慮して設計を行うことができる。
また本実施形態によれば、動揺・稼働性評価の結果が判断ステップで否定された場合には、コンピュータに、基本仕様構築ステップを再実行させて、減揺手段の再抽出を行うことで、特に稼働時の影響を考慮して設計を行うことができる。

30【００５０】
また本実施形態によれば、副次評価が経済性評価であり、海洋構造物の建造と運用を含めたライフサイクルコストを算出することで、経済性を考慮した設計を行うことができる。
また本実施形態によれば、副次評価が、海洋構造物からの排水中物質の海水中影響評価
を含めることで、環境を考慮した設計を行うことができる。
また本実施形態によれば、目標設定ステップ、構想構築ステップ、基本仕様構築ステッ
プ、基本評価ステップ、副次評価ステップ、及び成立性評価ステップの少なくとも一つのステップにおける結果及び／又は途中経過を出力手段１３で出力させることで、各ステッ
プにおける状況を確認することができる。

40【産業上の利用可能性】【００５１】
本発明は、特に稼働時の影響を考慮して設計を行うことができる海洋構造物の調和設計
方法及び海洋構造物の調和設計プログラムとして利用できる。
【符号の説明】【００５２】
１１

入力手段

１３

出力手段

３１

目標設定手段

３２

構想構築手段

50

(15)
３３

基本設計／基本特性分析手段

３４

基本評価手段

３５

第１の成立性評価手段

３６

副次評価手段

３７

第２の成立性評価手段

３８

総合評価手段JP 5527000 B2 2014.6.18

(16)
【図１】

JP 5527000 B2 2014.6.18

(17)
【図２】

JP 5527000 B2 2014.6.18

(18)
【図３】

JP 5527000 B2 2014.6.18

(19)
【図４】

JP 5527000 B2 2014.6.18

(20)
【図５】

JP 5527000 B2 2014.6.18

(21)
【図６】

JP 5527000 B2 2014.6.18

(22)
【図７】

JP 5527000 B2 2014.6.18

(23)JP 5527000 B2 2014.6.18

フロントページの続き(72)発明者 齊藤 昌勝
東京都三鷹市新川６丁目３８番１号 独立行政法人 海上技術安全研究所内(72)発明者 湯川 和浩
東京都三鷹市新川６丁目３８番１号 独立行政法人 海上技術安全研究所内(72)発明者 國分 健太郎
東京都三鷹市新川６丁目３８番１号 独立行政法人 海上技術安全研究所内(72)発明者 中島 康晴
東京都三鷹市新川６丁目３８番１号 独立行政法人 海上技術安全研究所内

10

審査官 加舎 理紅子(56)参考文献 特開２００９−２８８９３８（ＪＰ，Ａ）
佐藤千昭 他，超大型浮体式海洋構造物の研究とその成果の報告(その3) 浮体設計技術,長期耐用技術の研究，日本造船学会誌，１９９９年 ７月２５日，第８４１号，ｐ．５１２−５２９(58)調査した分野(Int.Cl.，ＤＢ名)
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１７／５０

Ｂ６３Ｂ

３５／４４

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