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総

最先端の技術と英知を駆使し、船舶航行の安全を守る

くト

麟灘灘麟馨麟

馨懸i

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灯浮標用アンテナ

SV型レーダービーコン

本装置は、船舶に搭載されているレーダーからの電波を受信後、局識別コードを発射し、船舶のレーダー画面上に表示させ、船舶が安全で効率的な航海ができるように情報を提供する装置です。

●舶用レーダー波帯のXバンド専用で周波数アジャイル方式を採用●応答符号は遠近によりパルス幅の切替えが可能●気密性はIP67規格を満足しており、通常運用下においてメンテナンスフリーが可能●保守用端末により、レーダービーコンの動作休止間隔、感度及び局識別コードを設定可能●レーダービーコンの性能に関わる運用状況と周波数精度を監視する自己診断機能●空中線は、耐紫外線と耐候性にすぐれたレードームを採用●軽量でコンパクトな設計により、低消費電力を実現

鶯篠懸櫓潮溜謬セナーアンドバーンズ株式会社
書SO

9001

CMoo6

本

社〒144−0041東京都大田区羽田空港1丁目6番6号
TEL）03−5708−7300FAX）03−5708−0151

札幌営業所〒005−0004北海；道札幌市南区澄川4条2−10−17TEL）011−823−2250FAX）011−823−2258

神戸営業所〒650−0023兵庫県神戸市中央区栄町通3丁目6番7号
TEL）078−331−7292FAX）078−331−7381

北九州営業所〒802−0001福岡県北九州市小倉北区浅野1−2−39
TEL）093−533−5371FAX）093−533−5372

一

目
次一
CONTENTS

巻頭言「研究のエネルギー」………………・一一…………・…一一……会長林Chairman

Shogo

尚吾……（1）

HAYASHI

講演の記録［レーダーについて］「航空管制用レーダについて」・………一……・…一…………・…一・…………・古賀禎…

Tadashi

KOGA「X帯船舶用固体化レーダーの開発（3）

スプリアス低減技術について」

Masaya

一沢柳雅哉
SAWAYANAGI

齊藤壽寛……（11）Toshihiro SAITO［会議報告］「「第17回IALA総会」に参加して一航路標識分野における国際的・技術的動向一」・野ロ英毅……（20）
Hideki NOGUCHI［雷対策］「雷害とその対策」………………・…………・…・…・………一一…・…・……一………柳川俊一……（29）ShunichiYANAGAWA［電子タグ］「RFID物流応用の現状と今後」…………・……・・……・……………………………・・山本

Shigeru

繁……（38）AWAMOTO「海上安全管理のためのIT技術の応用」…………一…・……………・一・…・…具滋永

Ja−YeongGU

林尚吾……（48）
Shogo HAYASHI［先端ナビゲートシステム1「東京海洋大学海洋工学部

先端ナビゲートシステムの紹介」

・・庄司るり …（57）
Ruri SH：OJI
特別研究会紀行「特別研究会 高エネルギー加速器研究機構及び産業技術総合研究所の紹介」

・事務局… （63）Secretariat
電波航法研究会事業報告（平成22年度）………………・…・………・……・……・・事務

局●・…（67）

Secretariat

電波航法

巻頭言

（Foreword）

研究のエネルギー
電波航法研究会
Chairman

会長林

尚吾

Shogo

HAYASHI

もう昨年の話ですが、日本人がノーベルのだそうです。もともと天文学に興味はあ賞を受賞しました。「また、今回も」と付り、それが江戸で勉強するきっかけでした

け加えて良いくらい、普通のことになりが、その後、人生をかける程に地球の大きつつありますが、何度聞いてもうれしいさを知りたくなっていったのです。

ニュースです。

地球の大きさを測るには、子午線上2地

ここ数年間の日本人受賞者のインタ点の距離と、それぞれの場所から北極星のビューを聞くと、皆、自らの研究を愛して角度を測れば良いことはわかっていましいる気持ちが伝わってきます。最初の一歩た。2地点の距離はなるべく離れている方こそ誰かにやらされていた実験もあったか

が精度が良いことも知っていました。そこもしれませんが、やがて寝食を忘れ、何年で、日本国内で江戸からなるべく遠い蝦夷も研究に没頭した時期があるのは、いつの地（北海道）に行くのが良いと考えました

間にかその研究が好きになって、結果を知が、当時は日本全国を自由に旅することはりたくなって、没頭して、さらに好きになっできません。そこで、合法的に蝦夷地にいて、、、という自らの気持ちによる行動だか

くために、「地図の作成」という後付けのらなのでしょう。何事もそうだと思います

理由を考えたのです。後付けとはいえ、本が、好きになるのに確たる理由は必要あり

当に作成するための技術を習得し、最初はません。気持ちが向かう瞬間に行動できた

一人で結果を示し、幕府を動かして人とお結果なのだと思います。

金を集めたエネルギーはすごいものです。
当時、地球の大きさが分かったところで、

最近、機会があって伊能忠敬について

大きな収入にはならなかったでしょうし、

文献を当たりました。人生50年の時代に、名誉につながるとは限りません。まして成隠居後の50歳から江戸に出て測量の勉強

功するとは限りませんから、ただ「知りたを始めた話、そしてその後は全国を歩いてい」気持ちがエネルギーになっていたのだ

詳細な地図を作製したことは誰もがご存知と思います。

でしょう。では、その原動力はなんだったと思われますか？

伊能忠敬自身は地図の完成前に亡くなってしまうのですが、「伊能忠敬・作」の名

今回、調べて初めて知ったのですが、伊を残すために弟子たちが3年間もその死を能忠敬は「地球の大きさを知りたかった」

隠して作業を進めたといいます。弟子たち

電波航法

No．52（2010）

一1一

も地球の大きさを知りたかったかのかはわ

江東区門前仲町の富岡八幡宮の大きな鳥

かりませんが、伊能忠敬という人物を愛し、居の下に、伊能忠敬の銅像があります。ま地図製作を愛した人たちであったことは間さにこれから「いざや、行かん1」と力強違いなさそうです。

く歩き始めた姿の像があります。

暖かくなりましたら、お出かけになられ

ちなみに、伊能忠敬は緯度1度分の長さを、約0．1％という高い精度で求めること

たらいかがでしょうか？
何か、見つけられるかもしれません。

に成功していたそうです。

皆さんは愛する研究に出会えましたでしょうか。訳もなく愛せたとき、大きな原動力が得られるのかもしれません。タイミ
ングが、、、、上司が、、、、予算が、、、、とう

理由は、その原動力があれば解決できるのだろうと、先人を見ると思います。

そして、その出会いは、人生50年（今なら80年でしょうか）と言われても、その後にやってくることもあるわけです。

ノーベル賞の話に戻りますと、平均する．と数千万人に一人の割合で受賞しているそうです。「宝くじに当たるより難しい」と思わないでください。ある受賞者が「10人の中から選ばれることを7回繰り返せばいいんです。」と話していました。何かできそうな気持になる言葉です。

そんなこともエネルギーにしながら、年齢に関係なくたゆまずアンテナを巡らし、いつの間にか没頭できたら幸せですね。

一2一

JACRAN，No．52（2010）

航空管制用レーダについて
独立行政法人電子航法研究所

古賀
1

表2

はじめに

飛行空域と監視システム
空港面

航空管制では、航空機の飛行領域に合わせた様々な監視レーダが使用されている。

現システム

ASDE

新システム

MLAT＊、

本稿では、現在、航空管制用レーダ（ASDE、

ASR／SSR、

ARSR、

禎

iターミナルエンルート

iASR／SSR

ARSR／ORSR

i

ADS−B

ADS−B

WAM、

ADS−B

＊MLATは2010年10月から運用開始

ORSR）について、その概要を説明する。次に、航空管制用のの3つに大別される。表2に飛行空域別のレーダとして重要な役割を果たしている

監視システムを示す。表において、上段に

SSRについてその詳細を述べる。また、電現用システム、下段に将来使用が予想され

子航法研究所において開発中のSSRの新る新しい航空機監視システムを記す。現

機能につy・て述べる。更に、将来レーダに在、航空管制用レーダとして、空港面では

代わり航空機の監視を担うことが期待され

ASDE、ターミナルはASR／SSR、エンルー

る新しい監視システムの概要について述べ

トではARSR／ORSRが使用されている。

る。表1に本文中で使われる略語の一・覧を
示す。

2．1

ASDE

空港面の航空機の監視には、ASDEが2

現用の航空管制用のレーダ使用されている。ASDEは管制塔の上な航空管制では、航空機の飛行空域に合わどに設置される。ASDEは羽田、成田なせた様々な監視レーダが使用されている。

どの主要空港に配備されている。表3に、飛行空域（領域）は、空港面、空港近傍の

ASDEの性能諸元を示す。

ターミナル、洋上やルート上のエンルート

波数24．5GHz、回転周期は1秒、探知距離

表1
ADS−B

Automatic

ASDE

AirportSurface

ASR
ARSR

AirportSurveillance

FMS

FlightManagement

GICB

GroundInitiated

MLAT

Multilateration

ORSR

Oceanic

Route

PSR
SSR

Primary

Surveillance

Secondary

Surveillance

TSR

Terminal

Surveillance

WAM

電波航法

Air

Wide

No．52（2010）

Route

Dependent

BroadcastEquipment

Radar

Surveillance

Area

略語表

Surveillance

Detection

Radar

SystemComm−B
SystemSurveillance

Radar

Radar

Radar
Radar

Multilateration

ASDEでは、周System

一3一

放送型自動従属監視システム
空港面探知レーダ
空港監視レーダ
航空路監視レーダ
飛行管理システム
地上喚起通信B
マルチラテレーションシステム
洋上航空路監視レーダ
一次監視レーダ
二次監視レーダターミナル監視レーダ
広域マルチラテレーション

は約3NMとなる。多くの空港ではASDE

2．2

ASR／SSRは1台配備されているが、羽田空港におASR／SSRは空港近傍を飛行する航空機

いては第4滑走路を監視するため、2台のを監視し、出発・進入機の誘導および航ASDEが配備されている。この場合、2台空機の間隔設定に使用されている。名前のレーダの送信タイミングを制御するこの通り、二つのレーダ、ASRとSSRからとで同期干渉の発生を抑制している。（1）構成される。近年は二つを合わせてTSR

ASDEは一次レーダであるため、航空機iとも呼ばれる。表3に性能諸元を示す。

を識別できない。

ASR／SSRは、回転周期は4秒、探知距離は70−90NMとなる。中規模以上の空港に設置されており、主要な空港には2機設
表3

航空管制用レーダの性能諸元

ASDE

名称

空港面
一次レーダ

監視領域
構成
周波数

24．5GHz

30kw
60rpm

出力

回転周期
探知距離
識別情報
高度情報

SSR

ターミナル
二次レーダ
一次レーダ
1030／1090MHz
2700−2900MHz

500kw

3NM
×

×

×

×

エンルート・洋上
二次レーダ

1030／1090MHz

1．5kw

1．5kw

15rpm

6rpm

70−90NM

200−250NM
○

○

○

凡

ARSR
ORSR

ASR／SSR
ASR

○

霧

二二蕉醸

か鰍蟹脚畿綾髪爆灘蹴萄姫鱒無

翻隠夢縣羨織欝。鱒騨灘罫二二iii二三陶靴1

禁慧霧レー夢鰍蟹矯《織藩
轟聡

榔
霧慧膿誰

襲

鍵

盤

騨二二i馨二二ii鋸耳漏

灘籔聡：…犠il霧鞭三鷺欝二二七二蕪；：1

羅

由醸霊

働

亀癖i塗鱒

議灘㎝

謹唱ぞぎ涯∵尺出撃

導ξ1灘灘

鱒

鎌灘

1黙螺凝器凝1懸捷1議

三都叢二歳
籍譲醸舘

鐙蕪講辮

騨峰蕪羅，喜！ll∴1避雌

A丈灘囎
齋轟醸繊

A霊三囲灘

図1

ARSR、

ORSRの覆域、国土交通省ホームページより（2）一4一

JACRAN，Nα52（2010）

8μ秒＝識別番号要求
ねお

Prea隣ble

21μ秒高度要求

1625螺25博

瀦

質問

質問

P3

P1

蒔

08μ秒

N＝560rI12
Preamble

む

1

5

045

図2

7

Data

0

0

Bioc歎（560r

0

8

9

F

P

I

き

図3

l ヨおi ヘヨ l

112

Fs）

1

0

lて

I

き

SSRモードSの質問・応答信号、

従来SSRの質問・応答信号

表4

従来SSR、

SSRモードSの監視性能

SSR
方位精度
距離精度

置される。配備状況の最新情報については
文献（2）等を参照されたい。

2．2．2

雪

一「μL∫］一L＿∫L〔川一L卿
I

F

μs

1

2465μ秒応答

8ρ

iSSRモードS

0．15度以下

iO．06度以下

250m以下i100m以下

で述べる。

ASR

ASRは一次レーダであり、周波数2700−

2900MHzの信号を使用する。

ASRは2次2．3

元監視用のレーダであるため、航空機の高

ARSR、

ARSR、

さの検出と識別ができない。

ORSR

ORSRには二次レーダが用いられる。ARSR、

ORSRは、エンルートや洋上を飛行する航空機を監視し、これらの
2．2．2

航空機の誘導や間隔設定に使用されてい

SSR

SSR（二次監視レーダ）は、航空機搭載

る。ARSRは半径200NMの範囲を監視すのトランスポンダと地上レーダから構成さる。ORSRは、れる。地上レーダから質問信号をトランスし、半径250NMの範囲を監視する。図1

ARSRの探知距離を拡大

ポンダが受信し、一定時間後に応答する。

にARSRおよびORSRの監視覆域を示す。

これにより航空機の二次位置を導出する。

ORSRは、国際便の飛行が多い空域を監視

更に、応答信号に含まれる高度および識別するため、男鹿、いわき、八丈島、福江に

番号情報から航空機の高さと識別番号を取設置されている。両者とも回転周期は10得する。

秒である。ARSRには一一次レーダが併設さ

二次監視レーダは、ターミナルおよびエれていたが、二次レーダの性能の向上に伴

ンルート両方で使用されているが、両方とい、一次レーダは順次廃止されている。

もほぼ同じ装置を使用している。回転数や最大探知距離などに合わせ、機構や設定値

3

SSRの詳細と新機能
ここでは、航空管制用のレーダとして重が一部異なる。

現在、我が国では、従来SSRと新型SSR

要な役割を果たすSSRについて説明する。

（SSRモードS）の二種類のSSRが運用さ3．1節では従来型SSRについて述べる。3．2れている。両者の違いなどの詳細は、3章

節では、新型SSRであるSSRモードSにつ

電波航法

No．52（2010）

一5一

いて述べる。3．3節では、電子航法研究所

トの地上局識別番号コード（IIコード、にて開発中のSSRモードSの新機能についInterrogatorて述べる。

上局とトランスポンダの間で識別番号によldenti且er）を割り当てる。地る一対一の質問応答（個別質問応答）を行

3．1

うことにより、信号数の削減、干渉の軽減、

従来SSR

SSRは、2種類の質問（高度要求と識別

データリンクの実現をなどが図られる。

コード）を繰り返し質問し（1秒間に最大我が国においては、平成13年に成田空

450回）、二次元位置を測位するとともに、港の近くの山田航空路監視レーダに最初の高度と識別番号（ビーコンコード）を取得

SSRモードSが設置された。国土交通省航する。図2に従来SSRの質問形式を示す。

空局は、主要空港および航空路監視レーダ

質問応答において航空機および地上局の区を全てSSRモードSに更新することを計画

別をしない。このため、航空機や地上局がしている。

密集する空域において、
1．質問の増加に伴うトランスポンダの飽和

3．3

SSRの新機能

2．監視精度の不足

モードSはデータリンク機能を有してい

3．信号干渉によるターゲット欠落

るが、データリンク機能は積極的には利用

4．データ量の不足（識別コードの不足）

されていなかった。近年、欧州を中心にという問題が発生した。このような問題を

データリンク機能を利用して、航空機の動解決するため、国際民間航空機関（ICAO）

態情報を取得する技術（DAPs、において新しいSSR（SSRモードS）の；標Aircraft

準が制定された。

る。欧州空域においてはDAPs対応のトラDownlink

Parameters）の検討が進んでい・ンスポンダの搭載が義務付けられており、

32

2009年現在約93％（3）の航空機がDAPs対SSRモードS

SSRモードSは、新しい地上局と新しい応している。

トランスポンダが必要になる。トランスポ

我が国の空域においても、欧州におけンダについては、各国における義務化のる義務化や新型航空機の導入などにより、努力により、ほぼ全ての旅客機がモードS

DAPs搭載機が増加している。電子航法研

トランスポンダを搭：載している。モードS究所では、我が国における動態情報の利用

地上局とモードSトランスポンダは、従来に備え、動態情報の取得機能を有するSSR

SSRとの互換性を持つ。モードS地上局は、

モードSを開発し、機能や性能などの検証

従来トランスポンダを監視できる。また、を行っている。

モードSトランスポンダは、従来SSRによる質問に対しては従来形式の応答を返す。

3．3．1

動態情報

モードSでは、航空機に固有の24ビッ

航空機の動態情報とは、航空機のセンサ

トの識別番号くモードSアドレス）をや装置が出力する時々刻々と変化する情報割り当てる。また、地上局には、4ビッ

である。

一6一

JACRAN，Nα52（2010）

択高度、対地速度、対気速度、磁針路などの情報を管制官に提供できる。

・ソー

3．3．2

GICBプロトコル

DAPsでは、

GICBというデータ通信プ

ロトコルを使用し、航空機からデータをダ
ウンリンクする。
SS険

a[ドS

GlCB

レーダ

Rントローラ

表示装置

@

図4

モードSトランスポンダは、56ビットのLAN

データを256個保持できる記憶領域（BDS

SSRモードSによる動態情報取得の概念図レジスタ）を持つ。動態情報はFMSなど
によって一・定周期で、BDSレジスタに書き込まれる。表5にレジスタ番号と対応するデータの内容を示す。

地上局はBDSレジスタ番号を指定した質問を送信する。モードSトランスポンダ
は、質問を受信するとレジスタ番号を確認

し、BDSレジスタから指定された情報を取り出し、応答にのせて送信をする。

図5

GICBでは、一回の質問応答で56ビット

レーダ表示画面の情報を取り出すことができる。モードS

現在、航空機から地上へは音声通信やは1走査で複数回の質問応答を実施できる

データリンクにて航空機の状態情報を送信

ので、1走査で複数種類の情報を取得できしているが、音声通信では容量が限定される。

ている。また、データリンクでも送信間隔が長く、リアルタイム性に欠ける。

表5

データリンク能力

モードSでは、レーダの回転周期（4秒

番号

データ内容

機数

または10秒）毎に複数の応答（1応答あた

05

り56ビット）をダウンリンクすることが06

拡張スキッタ位置
拡張スキッタ地上位置
拡張スキッタ状態
拡張スキッタ識別拡張スキッタ速度
拡張スキッタEvent
航空機識別番号
航空機登録番号
垂直方向意図気象ルーチン情報
気象ハザード情報
トラック・転回通報
ヘディング・速度通報

1398
1383
1451
1469
1439
62
1508
461
1469
34
34
1513
1469

07
08
09

可能となる。

これらのリアルタイム性の高い情報は、
レーダ画面上に表示し管制官の周辺状況の認識向上（4）やコンフリクト検出アルゴリ

40

44
45
50
60

討されている。

図5に、レーダ画面の表示例を示す。
DAPsにより、右下の航空機のように、選Nα52（2010）

20
21

ズムの予測精度向上（5）などでの利用が検

電波航法

OA

一7一

搭載率
i％）
65．2
64．6
67．7
68．6
67．2
2．9

70．4
21．5

68β

lb
1β
70．6
69．3

3．33

図6に高度と選択高度（BDS40（垂直方

DAPsデータ取得実験

電子航法研究所ではDAPs機能を持つ向意図）に含まれる）の変化を示す。X軸

SSRモードS地上局を開発し、2008年4月

は時間（秒）、Y軸は高さ（フィート）をに調布本所内に設置した。現在、地上局表す。黒点は高度、濃灰色の点はBDS40を用いて、実航空機とのダウンリンク実から得られたMCP／FPU選択高度、薄：灰験を行い、機能や性能の評価検証を行っ

色点はFMS選択高度を示す。

MCP／FCU選択高度はパイロットが航ている。本地上局は、最大半径250NM（約460km）の範囲の航空機を監視できる。

ここでは、2つのデータ取得実験の結果について紹介する。

空機に入力した次に航空機が目指す高度であり、航空機の実高度が選択高度に従って降下していることがわかる。FMS選択
高度は0となっていた。

図7にBDS50に含まれる真トラック角、（1）データリンク能力の取得

BDSレジスタの一つには、その航空機

BDS60に含まれる磁方位の変化を示す。

がどのような情報を提供できるかを示す

黒点は真トラック角、灰色点は磁方位を情報（データリンク能力情報）が含まれ示す。両者は若干の差があるもののほぼている。

一致している。図7の灰色の背景の部分（時データリンク能力取得実験では、この刻100、1100、1400、1800秒付近）は、図情報の取得を行いDAPs対応トランスポ

8の○部分を通過する時間帯を示していンダの搭載率を調べた。2009年3月の一ヶる。航跡と同じように、針路が変化して月間に2143機iの異なるモードS搭：載機iのいることが分かる。以上のように、実航

データリンク能力を取得した。集計結果

空機iにおいて、飛行航跡とDAPsパラメー

として、表5に対応機数とその割合を示す。

タは一致することを確認した。

欧州で義務化されているBDS20、40、50、60のデータリンク出力能力をもつ航空機

4

ここでは、新しいシステムとして、が多い（約70％）ことがわかる。
（2）動態情報の連続取得実験

新しい航空機監視システム

MLATとADS−Bを紹介する。両システム

動態情報の連続取得実験では、ある1機

は、将来、レーダに代わり航空機の監視の航空機（B737−800）の動態情報（BDS40、を担うことが期待されている。両者とも

50、60）を連続的にモニタした。

SSRモードS信号を使用している。

モニタ機は、監視初期時においてFL360にて飛行しており、次第に高度を

4．1

MLAT

下げて、羽田空港へと着陸している。対

MLATは、航空機iが周期的に放送する

象機の水平航跡を図8に示す。動態情報の信号（スキッタ）やモードS応答を複数変化とレーダ航跡の変化を比較するため、の地上局で受信し、信号の到達時間差か

航空機の針路が大きく変化するポイント

ら航空機の位置を求める。図9にMALT（円の部分）を4つ選んだ。

による監視の概念図を示す。MLATは、

一8一

JACRAN，No．52（2010）

4

x104
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図6

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1800
2000

Time「sec1

図7

次のような特徴を持つ①航空識別番号を画面表示できる。

針路の変化

はSSRモードSと同じ信号が用いられる。
ADS−Bは、次のような特徴を持つ②天候時でも性能が低下しない。

①測位精度が高い。

③ASDEの非検出領域を監視できる。

②航空機問での監視が実現できる。

④航空機側に追加装備を必要としない。

③地上システムがシンプルである。

MLATは羽田、成田などにおいて運用を一方、次のような問題がある。

開始している。

①航空機側に追加装備を必要とする。

MLATは空港面の監視システムであるが、②GPSに依存する。

同じ原理でより広い領域を監視するWAM③高密度域などで信号干渉による性能なども出現している。

が劣化する。

導入にあだって、これらの問題についての
4．2

ADS−B

議論が必要である。

ADS−Bは、航空機i搭載のGPSで測位した位置および速度などを、航空機が自発的

5．おわりに
本稿では、2章にて現用の航空管制用に放送するシステムである。情報の伝送に

電波航法

No52（2010）

一9一

EHS

Programme，

http：／／www．eurocontrol．int／

3灘

corporate／public／event／081217＿

Q蘭OO蜜効霧審⑪顯

鐙鋤欝

門①

Implementation

modes＿infoday．html（5）瀬之口，福田：「動態情報を利用するコ

ンフリクト検出手法の研究開発動向」，日本航海学会2008年度秋季研究会
335（6）航空宇宙電子システム：「航空宇宙電

筆慈「3？

毒3鵠

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子システム」，1995

輔萄加d磁）螂eeヨ

図8

モニタ機の航跡
地上局2

MLA丁地上局1

図9

MLATの概念図

レーダの概要について述べた後、3章にてSSRの詳細および新機能について述べた。
4章では、将来の航空機監視システムについての概要について述べた。

参考文献（1）加来信行：「デュアルサイト化に向けたASDE干渉実験」，電子航法研究所
報告，No．117，

PP．13−24，2007．7（2）国土交通省ホームページ，http：／／
www．mlit．gojp／koku／15＿b亡000327．

html（3）EPotter：in

EuropeFleetmonitoring

statusICAO−ASP−WPO4−33，May

2008（4）Noud

de

Lang：

MUAC

Mode

S

一10一

JACRA画，No．52（2010）

X帯船舶用固体化レーダーの開発
スプリアス低減技術について
日本無線株式会社

沢柳

雅哉

齋藤二二
1

ているスプリアス規格よりさらに狭帯域化

はじめに総務宮殿が発表した「周波数の再編方

し、レーダー運用に関してその割り当て周針」（1）において、平成25年までに移動通波数に対して電波利用効率の推進を図るこ信システムに最大で約1380MHz幅、無線ととしている。具体的な目標値を以下に示

LAN等に最大で約740MHz幅の周波数をす。

確保することが必要とされている。そのた・固体化増幅器（非線形素子）を使め、3GHz帯、5GHz帯、9GHz帯において用し40dB帯域幅（B40）上限を70％

広い周波数帯域を使用しているレーダーに（140MHz）まで削減する。

対する周波数の狭帯域化が求められてい・帯域外領域（OoB）について一40dB／る。また、最近研究されている次世代ブロー

decade以下にする。

ドバンド通信において必須技術である高速・レーダー探知性能について、マグネト

で大容量の情報を通信できる高出力、高周

ロンレーダーと同等性能を実現する。

波デバイスの研究が進められている。この

現在のスプリアス規格におけるB40上

ような背景のもと、船舶用レーダーの大部

限はプライマリレーダー割り当て周波数分を占めている9GHz帯のレーダーに対し

200M：Hz（9．3〜9．5GHz）となっている。

て、狭帯域化及びスプリアス低減が可能な

これを70％（140MHz）まで削減し狭帯固体素子を用いたレーダーの研究開発が急域化を実現する。またOoBに関しては、務となっている。

一20dB／decadeが現在のマスクとなってい

本稿では、総務省委託研究において開発

るがこれを・40dB／decadeまで絞ることをしたX小船舶用固体化レーダーに実装され目標としている。レーダー探知性能に関しては、レーダー検定の規格となっていているスプリアス低減技術について紹介する。

るIEC62388（最新版）（3）で規定されてい2

スプリアス低減技術

2．1

る性能要件を満足することを目標としてい

研究の目標

る。

プライマリレーダーのスプリアス規格は
Rec

ITU−R

SM1541

Annex8（最新版）（2）2．2

図1に現在のスプリアス規格と、目標値に記載されている。そこで、我々が研究するスプリアス低減技術の目的を現在運用し電波航法

No．52（2010）

スプリアス規格の比較を示す。

一ll一﹄

ただし、t：パルス半値幅

1：：t，：パルス立ち上りor㍉

立下り時間（min）

鉱

Bc：変調信号帯域幅

1：：

また、OoBはB如の点から一20dB／decade
で一60dBに達する線と定義している。

一80

図1

スプリアスマスク

以上のようにB4。、

OoB、スプリアス領

国際電気通信連合無線部門ITU−Rは、域についてスプリアスマスクが書ける。

それまで明確にされていなかったスプ

我々は研究の目的である電波利用効率のリアス発射の許容限度に関してタスク観点からB40、グループ等を設置して検討してきたが、標値を設定した。OoBの狭帯域化目標値

1997年世界無線通信会議WRC97におい

一40dB／decadeは現在のOoBに関する勧告て規制値、その適用時期等が決定された。

書Rec．

そこでスプリアス許容レ・ペルー60dBが決

インオブジェクティブとして明記されてまった。その後もITU−Rでは研究員会SGいる数値であり、この観点からも我々のや作業部会WPを設置し継続してスプリ研究成果が電波利用効率推進に寄与してOoBに着目し、狭帯域化目

ITU−R

SM．1541−2

Annex8のデザいることを裏付けている。

アス規格や測定方法を審議してきた。そ不要発射の測定方法については、そのの結果、2001年国際電気標準会議IECにおいて新スプリアス規格として採択され、具体的な指針をRec．

2003年1月1日以降国際海事機i構IMO規新版）（4）に示しており直接法及び問接法

格準拠のレーダーへのスプリアス規制がを基本としているが原則、直接法として開始された。しかしながら、プライマリいる。直接法はレーダーから空間に発射レーダーの場合はスプリアス境界に必要された電波を固定された受信専用のアンな定義「必要周波数帯域幅B。」の250％とテナを用いて測定する方法であり、間接する一般的な境界の概念を適用すること

法はレーダーを部分に分けて測定し、そが困難であるとSGが結論づけている。それを合成して結果を出す方法である。ここで、B．とは別にB40を使用しこれを基に

れは送信装置の送信出力部分での測定と、したスプリアス境界を決定した。

別に測定した輻射部の利得の特性と合成

式（1）にPON形式、式（2）にQON形

M．1177（最するものである。図2に直接法と間接法の概念図を示す。

式の定義式を示す。
7．6
PON形式旦・・＝

ITU−R

64

諱B「T

式（1）

Q・N形式辱器・2〔B・＋o・165〕式（2）一12一JACRAN，No．52（2010）

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ゆ

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図3に固体化レーダー送信系ブロック図蛭一一直撃隔＿，を示す。本来、送信系伝送路において帯域

間接法（lndirect

内特性が完全線形であれば所望の出力特性

Method）

つまりスプリアス低減の目標値となるスペ

レスブリアス規準判定へ…

クトラムと同じ波形を波形生成回路から出力すれば問題ない。高出力増幅回路以外の輻射部を除く空中線

図2

スプリアス測定法

回路ブロックを完全線形システムで構築

概念図することは技術的に可能といえるが、高出
2．3

最適化手法

力増幅回路内で使用するファイナルアンプ

現在船舶搭：載用レーダーで広く使用されに関しては、出力電力を線形動作領域で確ているマグネトロンは（一部特殊用途は除保することは困難といえる。そこで、高出く）、空洞共振器を有した自励発振器であ力増幅回路の動作点での非線形特性に着る。マグネトロンスプリアス発射抑圧のた目し、歪み特性であるAM−AM特性およびめに、その基本発振モード近傍での複発振

AM−PM特性の測定を行い歪み補正を実施

モード（π一1モード等）の抑圧、発振スする。

ペクトルを安定させるための駆動回路（パ最適な種信号の同定には、出力信号であルストランス）の研究、ハーモニクス抑るレーダー装置の送信信号として目標送信

圧フィルタの挿入、負荷変動の安定化対信号をあらかじめ設定しておく。当然、こ策（サーキュレータ）等の検討が進められの目標送信信号は目標スプリアス基準に適てきた。その結果、スプリアスレベルを合する信号とする必要がある。次に、入力

一40dBから一60dBまで低減しOoBのロール信号である種信号として目標送信信号をダ

オフマスター20dB／decadeを満足すること

ウンサンプリングした信号を用意し、このが可能となった。しかしながらB40、

OoB

信号が固体化送信部を伝播して得られる出のさらなる狭帯域化を推進していく場合、

力信号を算出し目標送信信号と比較する。

より精密なスペクトラムコントロール、つこの比較では各時刻における瞬時振幅と瞬まり送信波形制御技術が必須となる。マグ時周波数で行う。それぞれの比較の結果、ネトロンを用いた技術ではこの精密な波形

その差分に重み付けし、先ほどの入力信号

コントロールは非常に困難であり波形成形である種信号に付加する。この際の重み付回路を有した固体化レーダーの優位点といけでは入力信号、出力信号ともに発散しなえる。

いよう小さな値を選択する必要がある。以パワーアンプモジュール

P×1≒。。」1

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AM−AM／AM−PM

上の作業を繰返し、出力信号が目標送信信

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電波航法

固体化レーダー送信系ブロック図

No．52（2010）

信号を算出する。

加L6』

（離、

図3

号に近づくまで同定を行うことで最適な種

非線形モデルに使用した歪み特性として、図4に高出力増幅回路のAM−AM特性、

図5にAM−PM特性を示す。

一13一

することは困難である。こういつた一因も55あり勧告書では合理的理由がないかぎり原

毒 墓

60

50

し

則直接法としている。しかしながら、直接グ

法は時間がかかること、測定環境の準備等

40

問題も多い。そこで、我々は研究室等での35

模擬的間接法で測定し、問題点を見つけ出

30
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図4

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5

ユ

高出力増幅回路AM−AM特性

し改善等を実施する。その中で直接法実施の妥当性を決断していく。そのようなプロ

0

セスでスプリアス測定を実施してきた。

−100a）にPONパルス幅80nsのパルス波形、

豊

−200

b）

にその時のスペクトラムを示す。波形成形

ロ

聾

①一400

前のパルス波形は高出力増幅回路の非線

α一500形特性（AM−AM特性）により、パルス立

−600

ヲ00

ち上り時間trが急峻となりその結果パル

−800
一35

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ス幅も98nsと大きくなってしまっている。

5

じ

図5

高出力増幅回路

AM−PM特性

波形成形なしでも目標のスプリアスマスクを満足しているもののパルス幅が設計値に

この歪測定はAgilent製マイクロ波PNA

対して20％以上広くなっておりレーダー

ネットワークアナライザを使用したパルス性能要件の距離分解能に影響を及ぼす。波

ド測定を実行している。パルスド測定には形成形後のパルス幅は同定の効果により目

3種類の測定手法があるが、その中でポイ

標の出力パルス波形とほぼ一致しているた

ントインパルス測定を実施している。（測めパルス幅は77nsと設計値に近い。また

定原理は平成20年度成果報告に記載）パ

スペクトラムに関しては、trが設計値を維

ルス内の任意に指定したゲート内データか持しており振幅情報の同定ができているこら歪特性を算出することができるため、パと、AM−PM特性についてもモデル化し位

ルス内の瞬時歪特性の解析には有効な測定

相情報の同定を行っていることの双方の効手法といえる。

果によって、波形成形前と同等のスペクトラムの広がりとなっている。

3

評価結果

3．1

次に。）にPONパルス幅0．57μsのパル
ス波形、d）にその時のスペクトラムを示

模擬的間接法

模擬的間接法とは、不要波測定法Rec．
ITU−R

す。パルス幅が広くもともと狭帯域信号のM．1177間接法の送信装置の送信出ため、波形成形の効果はt＝80nsと比較し力部分での測定のみとして、輻射部の利得少ない。d）について、波形成形の効果が特性の合成を省略したものを我々は示して

一40dBc以下において確認できるがこれはいる。現時点においては、輻射部の広帯域

位相情報の同定効果といえる。

特性（X帯では30MHz〜26GHz）を取得

一14一次にe）にQONパルス幅18．3μs、周波数

JACRAN，No．52（20！0）

f）にその時

プリアス特性（フルスパン）を示す。スプのスペクトラムを示す。QONのスペクト

リアスマスクレベルー60dBcに対して、測ラムに関しては、FM変調幅がスペクトラ

定に使用したスペクトラムアナライザのフム形状にほぼ一致しているため波形成形のロアノイズマージンが十分とはいえないが効果がほとんどないことがわかっている。

しOリーク、偏移幅16M且zのパルス波形、

最後にg）にPONパルス幅0．57μsのス

SSBノイズ、ハーモニクス等のスプリアスは確認できない。

a）

b）

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波形成形前
波形成形後

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現行スプリアス規準
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No．52（2010）

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9．2

図6

I

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フルスパンデータ
PON形式 パルス幅t℃．57μs

II

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電波航法

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直接法

スプリアス低減技術の目標値である

フルスパン、図9にPON（9410MHz）におけるスプリアスデータ

B40／OoB領域

40dB帯域幅（B40）最大140MHz以下、を示す。フルスパンデータに関して、Rec．

またOoB（Out

ITU−R

of

Band）領域においてM．1177直接法測定は非常に時間

一40dB／decade以下を満足しているかを確がかかるため、あらかじめスプリアスが発認するために、開発したX帯船舶用固体化

生する領域を算出しその領域を優先し測定レーダーを用いて評価を実施した。固体化を実施した。また、QON（9430MHz）のレーダーシステム概要を図7に示す。また

スプリアス測定に関しては、ふくしまス

仕様を表1に示す。測定環境は国内検定を

カイパークにおけるQON形式のキャリブ実施しているふくしまスカイパーク（福レーションデータがないため測定は実施し

島県福島市）を借用した。測定方法はRec．

なかった。

ITU−R

M．1177直接法を採用した。

表2測定パラメータ
測定距離

費噸＿＿
X帯固体化レーダー空中線（試作機）

謹
指示機（既存レーダー用）

300m

測定帯域RBW／VBW

lMHz／1MHz

パルス幅t
立ち上りtr
40dB帯域幅（計算値）
40dB帯域幅（採用値）
40dB帯域幅（実測値）

61．6ns30．7ns

175MHz140MHz
74MHz

輻射部

mヨ塵回

身ζ1

一一一一一一一空中線

3

Q

測定結果より、フルスパンデータに関し

波形生成
SS−PA

@

〜

@

局部発振器

ては送信周波数の2倍波（18B2GHz帯）が

制御

指示機

×LNA

信号処理

一60dBc以下を満足していることが確認で

ミキサ

落SS−PA＝Solid

LNA

Low

state

noise

power

信部

き、ハーモニクス成分が十分抑圧されてい信号処理部

ampl縮er

ることがわかる。また、8〜12GHz帯のamplifier

X帯固体化レーダーブロック図

図7

層

基本波周辺のスプリアス領域に関してもス

固体化レーダーシステム概要

プリアス成分は認められない。B40／OoB領表1

固体化レーダー仕様

域に関しても同様に目標値である40dB帯

仕様

項目

域幅（B−40）上限を70％（140MHz）以下、

送信尖頭電力
300W
送信周波数
X帯
アンテナビーム幅 0．8。 （9ft） ／1．2。 （6ft）
空中線回転数
16〜24rpm
繰り返し周波数500〜4000Hz
パルス幅
0．08〜20μs
機能帯域外領域（OoB）を一40dB／decade以下に抑えることができた。基本波のスペクト

ラムは40dB帯域幅が74MHz、60dB帯域

パルス圧縮、

幅が146MHzと約2倍の広がりをもっていRヒーレント信号処理

ることがわかる。マグネトロンレーダーのその特性（図10参照）は約2．8倍程度となっ

表2に測定パラメータを示す。図8にており比較すると非常に低い電力レベルまPON（9410MHz）におけるスプリアスデー

で狭帯域特性が有効であることが確認できる。

一16一

JACRAN，Nα52（2010）

qeclTU−R

・・．：

SM．1541−2

面から15mとし、性能要件は80％視認とAnnex8

一スプリアス低減目標値
1：：

一Measuring

Data

レーダー探知誤警報確率104以下としている。

＝；：（104とは弱い背景ノイズが画面上に表示さ

＝：：

量

至二1：

れているとき、物標の視認が可能なレベル）

性能要件は4．9NM離れたりフレクタ（10
一100

7

8

9

10

11

12

13

ド

14

15

16

17

の

18

19

21

20

22

23

24

26

25

ユ

図8PON（9410MHz）m2 j付航路ブイが上記条件時に視認できることとなっている。

スプリアスデータフルスパン

図11より4．9NM付近に2隻の小舟が・・一 qecJ丁U−R．：

SM．1541−2

Annex8

はっきりと視認できる。背景ノイズはほぼ一スプリアス低減目標値＝：：

一Measuring

Data

画面上に残していない状態であり誤警報確率1σ4も十分満足していることがわかる。

璽＝1：

§．6。

＝1：

図12に距離分解能評価結果を示す。使端用した物標、アンテナ高設定は探知性
能評価と同様である。2つの可変距離環

85

8．6

8，7

8．8

89

9．0

9．1

9．2

9，3

9．4

ドに

9．5

9．6

の

9．7

9．8

9，9

10．010．1

102

10．3

10．410．5（Variable

エコ

図9PON（9410MHz）

Range

Marker：VRM）の距離

が0．02NM（37m）に設定されている。要スプリアスデータB−40／OoB領域

求性能は2物標が分離表示されているとき．：：：：

一Rec．lTU−R

SM．1541−2−Measurmg

Data

Annex8の2物標間直線距離が40mを超えないこととなっている。

票＝1：

図12より2物標とVRMの位置が若干ずれているが、2物標間直線距離がほぼ37m

端
85

二1：

杢．6。

程度と視認できる。

8．6

8．7

8．8

8．9

9、0

ドじ

9．1

9．2

ロ

9．3

む

94

9．5

9．6

9．7

98

99

10．01α110．2

10．3104

図13に方位分解能評価結果を示す。使

10．5

エコ

用した物標、アンテナ高設定は前述と同様

図10マグネトロンレーダーである。2つの電子カーソル（Electronic

スプリアスデータ

Bearing
3．3

レーダー性能評価結果

Line：EBL）の角度差が2．4。に設定されている。要求性能は2物標がレー

IMO性能要件のうち性能要件IEC62388

ダーに対して同一距離に配置され分離表示に関して重要な試験項目を抜粋して評価をされているときの2物標問角度差が2．5。を実施した。場所は茨城県霞ヶ浦湖畔を借用

超えないこととなっている。

した。

図13より2物標間角度差は約2．1。と視認

図11に物標探知性能評価結果を示す。

物標には全長約3mの小舟（FRP製）に10できる。実験には既存マグネトロンレー
ダー用6ft輻射部を使用している。

m2コーナーリフレクタを装備したものを2レーダー探知性能、距離分解能、方位分隻使用した。レーダーアンテナ高は海水表

解能と主要な性能要件について評価を実施

電波航法

No52（2010）

一17一

図12

図11

物標探知性能評価結果

距離分解能評価結果

図13

方位分解能評価結果

した結果、すべてにおいて満足のいく結果低減技術の研究について実証実験を実施しが得られた。

てきた。その結果目標に挙げた3つについて満足していることが確認できた。スプリ4

アス低減技術のためのレーダーアーキテクおわりに総務省委託研究において、開発したX懸船舶用固体化レーダーを使用しスプリアス

チャ（歪み補正アルゴリズム）を確立しレーダー装置に実装、Rec．

一18一

ITU−R

M1177直接

JACRAN，No．52（2010）

法に準拠した測定法においてスプリアス測定を実施し、B40の実測値は74MHzとなり目標の140MHz以下を実現、OoBに関しても一40dB／decade以下を実現することができた。また、レーダー基本性能試験を実施

しIMO性能要件である探知性能、および
距離／方位分解能特性を満足していることが確認できた。さらに船上評価試験：において、マグネトロンレーダーとの性能比較評
価を実施し遜色ないことを確認できた。

今後我々は、さらに高出力増幅回路の歪み特性について検討を進め、このスプリアス低減技術の製品実装を実現していく。

5

謝辞
本研究は、総務省委託研究「電波資源拡大のための研究開発」の一環として実施している研究である。研究を進めるにあたり、ご指導をいただいた運営委員会の委員の皆様に深く感謝いたします。

参考文献（1）総務省：「周波数再編方針の公表」，報道資料，平成15年10月10日（2）Recommendation
Unwanted

band

ITU−R

emissionsdomain（3）IEC62388，

，

in

May

the

out−of−2006

Edition

1．0，

Maritimenavigation

andradiocommunicationequipment

andsystem−Shipborne

radar−Performance
methodoftesting

results，

Dec．2007（4）Recommendation

電波航法

SMユ541−2，

3，

Techniquesofunwanted

No．52（2010）

andrequirement，
required

ITU−R

for

emissionstest

M．1177−

measurement
of

radar

一19一

systems，June

2003

「第17回IALA総会」に参加して一航路標識分野における国際的・技術的動向一
海上保安庁交通紅白備課安全システム開発室

主任安全システム開発技術官

野ロ英毅
はじめに

2．1

第17回国際航路標識協会（lnternational
Navigation

表1に第15回総会から今次総会までの技術セッショ ンの議題を示す。2006年

Authorities：IALA）総会の第16回総会は、2005年に国際海事機i

1

Association

and

of

Lighthouse

Marine

Aids

to

技術的動向

は、2010年3月22日（月）から27日（土）関（International

Maritime

Organization：

まで、南アフリカ共和国ケープタウン市でIMO）で初めてe−Navigationが提唱された

開催され59力国から405名の参加者があっ翌年に当たり、その後、e−Navigation関連

た。我が国から小山内智海上保安庁交通部のトピックが多くなった傾向は今次総会に長を始めとし、総勢16名が参加した。本も表れている。

特に、IALAがその開発に深く携わっ論文では、総会の技術セッションを中心に論文集・発表等を分析し、世界の航路標識

たAISは、第15回総会では「Future

分野における国際的・技術的動向について

Developments＆New考察する。なお、本報告で述べられた見解

中で新技術として紹介されたに過ぎないは著者個人のものであり、公式のものではが、第16回総会ではVTSにおける有力Technologies」のなツールとして認められ、今次総会ではないことを注意されたい。

「MaximisingthePotential

ofAIS」として議繋一つの独立したセッションとなるほどの進化を遂げている。現在でも、AISは、
SART、

AIS−EPIRB、衛星探知、用途特定メッ

セージのように、その利用が大きく広がっ

・蕊憲越

写真1

AIS−

ケープタウン市（手前の白い建物が総会会場）てきており、今後も目の離せない航海計器の一つとなろう。

また、今次総会ではVTM（Vessel
2

Trafac

総論

Management）という用語が出てきている。IALAではVTMの定義

本章では、過去の総会の技術セッションの議題から技術的動向を考察すると共に、を「VesselTraffic

今次総会の発表数を国別に比較し国際的動functionalframeworkof

向を考察する。

measuresservicesenhance一20一andManagement

to

is

the

harmonized

JACRAN，

safety，No．52（2010）

security

and

the

protection

in

all

efficierlcy
of

the

of

navigable

shipPing

marine2．2

and

表2に、今次総会で発表論文数が3以

environment

wateL」としている。

国際的動向

IMO

上の国・機関を上げた。GLA（General

ではe−Navigationの議論の中で、本用語をLighthouse

使うかどうか問題となったが、2010年のTrinity

第56回航行安全小委員会では全ての出席

ンドのアイルランド灯台局が合同で設立し者の理解を得られず、報告書からは落とさた研究機関であるが、今回は独自に集計しれることとなった。本用語は、これまでのた。

Authority）は、イギリスのHouse、北部灯台局及びアイルラ

関係者からの説明によると、船舶交通に1位のドイツは運河・河川航路に関する関する情報ネットワークを機能的側面か論文が多かった。2位のオーストラリアでら定義付けたものと考えられる。しかし、

はり．スク関係の論文が多く、同じ2位の中Managementという言葉に航海関係者、海国ではe−Navigation関係の論文が多かっ

運関係者は敏感であり、正確に理解されがた。全体的にはヨーロッパ諸国の論文が多たい面がある。VTMという概念を普及さ

いが、アジア、特にオーストラリア、中国せるためには、今後、IMOにおいて理解の論文も多くなっており、現在の経済情勢を得られるかどうかが鍵となる。

からもこの傾向が続くと思われる。

表1第15〜17回総会の技術セッションのトピック
15伽：Sydney（2002）

Session1

Training

inAtoN＆VTS

16愉＝Shanghai（2006）

Pelsonnel

Training
The

Session2

Risk

Analysis＆Quality

Assurancesechniquesof

AtoN＆VTS

lntegration

rystemswithof

Personnel

Town（2010）

Ma闇me

A㏄identS＆Near

MissesRisk，

Quality＆Environment

AtoN＆VTS

other

nperational＆Safely

17出＝Cape

Ma曲meServices，

奄獅モ撃浮р奄氏@AIS

電波航法

Session3

Session4

Session5

Session6

Session7

Session8

Session9

Session10

Pradical

Problems＆

E而cient

rolu価ons
lntegration

Navigation

gamlonizedStandards

FutureServices

Developments

sechnobgies

No．52（2010）

Risk

Management

puality

＆

＆

New

in

Assuranl沿in

Future＆Role

of

奄氏@a

WoHd

Digital

Waterways＆AtoN

Servioes

Conventionai

AtoN

Light＆Vision
Development＆lntrodudion
sechniques

FutureinofDigitalAtoN

Development＆New

Presenta緬on＆Discussion Forum on
̀IS Networks
Forum

on

Forum

on

cGNSS
Presentation＆Discussion
gisto輔。

Lighthouses

一21一

Futurefor

Visual

From

VTS

to

VTM

MaximisingthePotential

AtoN

of

e−Navigation

Focus

sechno［ogies

Presen愴tion＆Discussion

The

on

Af目ca

e−Navigation＆Emerging
sechnologies
AtoN

He而tageAIS表2

論文数3以上の国

3．2

Risk，

QualityandEnvironment

国名

論文数

本セッションでは、航路及び航路標識の

Ge㎜an

10

リスク管理、並びに、航路標識の環境対策

Australia

9

China

9

GLA（UK＆lreland）

について発表があった。航路のリスク管理

では、IALAが開発したリスク評価ソフト

UK

7
7

Denmark

5

Japan

5

NonMa

5

USA
Canada4
3

France3

耐震性能ガイドラインに基づく備讃瀬戸

1taI

3
3

海上交通センターの耐震補強工事の紹介

1relandTurke

3

であるIWRAPとPAWSAを使った実例報告がなされた。また、シミュレーションを利用した航路標識の評価システムの報告があった。環境対策関連ではLED化によるものが発表された。なお、我が国からはを行った。

リスク評価ソフトについては、我が国で3はまだ使用実績がないが、IMOで紹介さ各論

れたこどもありその利用が広がるものと本章では、第17回総会の各技術セッショ

思われ、今後、重要な研究課題となるであンについて概要を述べることとする。

ろう。また、航路標識システム設計のため3。1

Maritime

Accidents

and

Near

のシミュレーションの利用についても、今後、研究の進む分野である。

Misses本セッションでは、過去の海難事故の分
析及びそこから得られる教訓等が扱われ、3．3

7論文が提出された。海難事故では2007

The

FutureofVisualAids

toNavigation

年にサンフランシスコで発生したCosco

本セッションでは、光波標識の技術に関Busanの事故の原因、教訓が紹介された。

する発表が行われた。e−Navigation時代を

また、イギリスで発生したヨットの衝突海

迎え、従来の光波標識はその中でどのよう難から、レーダー反射器の性能調査の結果な役割を演じていくかについての発表が報告があった。

あった他、海底油田プラットフォームや風海難の発生原因は多くが人的要因によ

力発電施設のような沖合構造物の標示にるものであり、これをe−Navigationによる関する説明が行われた。我が国からは、誘自動化でどのように対応していくのかが目性を高めるためのブリッカ灯火の開発

今後の課題である。しかし、過度の自動化に関する発表を行った。また、約30年ぶへの依存の危険性、新たな機器への訓練のりに改訂された新たなIALA海上浮標式の対応等、多方面にわたる困難性が指摘され紹介も行われた。

e−Navigationになっても、直接視認の可た。

能な光波標識そのものの必要性は変わら

一22一

JACRAN，Nα52（2010）

ないが、沿岸大型標識のように個々の標識

3．5

では重要度が変化してきており、光波標識
全体の組み合わせ方について検討する段階

Maximising

The

PotentialofAIS

本セッションでは、AISの高度利用に関する様々な発表が行われた。

に来ている。また、沖合の人工構造物は今最も多い発表は、航路標識AISに関する後増加する傾向にあり、この標示システム

ものであった。多くの航路標識機関が、すの検討も進める段階に来ている。

でにAISを航路標識に設置しており、本来の利用の他、監視、気象データの送高等に

3．4

Service（VTS）

活用している。また、国際用のAIS用途特Management（VTM）

定メッセージ（バイナリメッセージ）の指総論で述べたように、VTMは非常に新針がIMOで定められたことから、指針のしい概念であり、まだ世界的に認知された紹介、地域用メッセージの登録体制の紹介

ものではない。しかし、IA．LAのVTS委があった。さらに、AISデータ収集のため

員会ではこの概念を急速に推し進めておの衛星の利用に関する発表も行われた。

to

From

VesselVesselTraffic

Traf「ic

り、今次総会では一つの独立したセッショ

AISはSOLAS船への搭載義務化以降、

ンとして発表が行われた。

船舶への装備が急速に広がっており、非発表の全ては、ヨーロッパ又はトルコか

SOLAS船でも搭載する船が増えている。

ら提出されており、VTMに対する自国のそれに呼応するように、AISによる様々な取組みを紹介するものが多かった。特に利用が広がっており、e−Navigationにおけヨーロッパでは自国内及び各国のVTS間る重要なツールの一つとなっている。我がでの情報のやりとりが盛んであり、この国でも航路標識AISによる気象情報発信

ネットワーク化の最終形態としてVTMが等、AIS高度利用の研究が行われており、捉えられている雰囲気がある。このため今後も各国の研究成果に注目して行く必要

VTMにおける現在のVTSの役割は中核又がある。

はハブのようなものになっていくとする発表が多かった。また、VTM時代における

3．6

VTS職員の教育訓練に関する発表もあっe−Navigation

本セッションではe−Navigationに関する調査・研究等の発表が行われた。

た。

VTMについては、我が国では未知の領VTSや航路標識当局による海事関連情域であるが、急速にその検討が進んでいる。

報の交換ネットワークやインターネットにVTMという用語自体は世界的に理解されよる海事関係者への情報提供システムが紹たものではないが、VTS間又は他の関係介された。また、情報交換のためのデータ

機関との」情報のネットワーク化はこれからモデルに関する説明が行われ、海事情報全も進む分野であり、その総合的な概念とし体を包括するデータモデルの方向性が示さてのVTMについて、調査研究を進める必れた。我が国からは、AISを利用した情報

要のある分野である。

提供とe−Navigationへの取組みに関する発表を行った。

電波航法

No．52（2010）

一23一

IMOにおけるe−Navigationの検討は、まの電波関連のもの、耐氷ブイ、ウルトラキャ

だ具体的なものに至っていないが、IALA

パシター利用の電源装置等の光波関連の技

では早くからe−Navigationに注目し、各国術が紹介された。

の航路標識当局が情報のネットワーク化及固体化レーダの登場により世界のVTS

び情報提供手段の高度化に取り組んでいの趨勢は固体化に向かうこととなるが、固る。今後も、情報通信技術を利用した情報体化に伴う保守費用の軽減という側面より利用の高度化が進んでいくものと思われも、今後は、デジタル化に伴う映像の利用る。

技術の研究開発が、今後、進んでいくものと思われ、我が国も積極的に先進技術の研

3．7

Focus

on

究開発を行っていくべき分野である。

Africa本セッションは、今次総会がIALA総会
初のアフリカ開催となったことから設けら

3．9

Aids

to

Navigation

Heritage

れたものである。発表内容は、アフリカに本セッションでは、各国の歴史的大型灯

おける航路標識の現状の紹介、アフリカ支台の保存活用方法が紹介された。我が国か援の現状とニーズ等についてであった。航らは、免震装置、ベアリング装置による大路標識に関する我が国のアフリカ支援はこ型レンズの保存技術の紹介を行った。

れまで行われてこなかったことから、これらの発表資料は、今後、アフリカ支援を行う時の貴重な情報源となろう。

3．8

e−Navigation

andEmerging

Technologies
本セッションは、航路標識に関する最新技術の紹介であるが、前半部をe−Navigation関連、後半部をその他の技術として発表が行われた。

写真2

技術セッションの模様

e−Navigation関係の新技術では、仮想航路標識、e−LORAN、パイロット用i携帯型

4

総会の結論と勧告

Unit）のよ

総会の最終日に、各技術セッションの発

うなハード関係、及び、海事情報提供者と表内容等から起草された今次総会の結論としての航路標識当局の考え方、人工知能に勧告が事務局から提示され、総会により承よる情報提供システムの考え方のようなソ認された。表3にその結論と勧告を示す。

航行支援装置（Pilot

Portable

総会に合わせ、工業会員による製品の展

フト関係の発表があった。

その他の新技術では、固体化レーダに関示会も開催され、各国の航路標識関連メー連するものが多く、また、DGPS機i器の更カー37社が展示ブースを出展した。また、新に伴う再配置、衛星による砂洲の監視等

総会最終日には2010年〜2014年のIALA

一24一

JACRAN，No．52（2010）

理事選挙が行われ、我が国は9期連続で理て、IALAとIHOは、事国に選ばれた。なお、次の第18回IALA

い電子海図のためのデータモデルS−100シ

総会は2014年忌スペインで開催されるこリーズを基本とすることで合意している。

ととなっている。

従って、世界的なデータ交換を前提とし

IHOが開発した新した航路標識情報のデータ構造がS−100を基5考察本として定まることとなり、国際的ネット

本報告では、IALA総会の技術セッショ

ワークに参加していくのであればこれにンにおける論文集及び発表から航路標識界

従ったデータ構造を準備する必要がある。

における世界的・技術的動向を探ってきた。

また、制度的に見れば、この情報の流れのその主要キーワードは「e−Navigation」

中で我々航路標識当局がいかなる役割を演「VTM」そして「AIS」である。また、次じていくのかを注視しなければならない。

に注目すべきものとして「リスク評価ツー

ドイツの提唱するように物流情報も含めたル」が上げられる。

e−Navigationの中で航路標識当局が信頼で

e−Navigation、

VTM、

AISについては一きる第三者的情報提供者となるのか、あくつの大きな流れの中で捉えていかなければまで船舶交通のみに特化したものになるかならない。それは、海事関係の全ての情報は、我が国の中でも海事局のみならず港湾を収集・管理・交換・提供しようとする

局や地方の港湾管理者との論議を行う必要

e−Navigation、その情報を利用して全てのが出てくる。

船舶交通を管理するVTM、そして、現時

VTMについては全く新しい概念であ点で唯一の制度的可能手段であるAISにり、これがこのまま定着すれば海上交通業

分けられる。これらを個別的に見れば以下

務上大きな影響を与える可能性が存在すのとおりである。

る。ただし、VTMが国際的かつ海事関係

e−Navigationについては、すでに議者全体で定着するかどうかはIMOの議論

論の大きな流れはIMOの場に移っていを見ていかなければならない。VTMといる。IMOでは2012年までにe−Navigation

う用語は、2010年7月のIMO第56回航行の戦略実行計画が定められる予定であ

安全小委員会（NAV56）のe−Navigation

り、この計画の中ではユーザーニーズの報告案の中で、IMOに初めて登場したが、特定、現状とのギャップ分析そして基本審議の結果、VTMの用語に対する各国・的な構成を表すアーキテクチャーが記載

団体の代表の理解を得ることができず、報されることとなっている。この後にこれ告書からは削除されることとなった。それを具体化するための制度的・技術的な議はVTMのM、つまりManagementが何を論になると思われる。なお、データモデ

具体的に指すのか分らず、さらにVTMのルについて、この総会の後、2010年11月

地域的概念がAllにモナコの国際水路機関（lnternational

ことから、公海も含めた何らかの規制につHydrographic

Organization）本部で開催ながることを懸念しているためである。しされたe−Navigationワークショップにおいかしながら、IALAではVTMの論議を今

電波航法

No．52（2010）

一25一

Navigable

Waterである

後も続けるとしており、今後、IALAがどECDISと情報入手ツールとしてのAISしのようにVTMを再定義しIMOの場で定かない。その意味でも、まさしく今後の動着させていくのか、注視する必要がある。

向はMaximising

他方、VTSで提供されていたサービThe

Potential

of

AISへ

と向かうであろう。

Navigable

リスク評価ツールについては、IALA

Waterとなることは、利用者の視点から見れば国境やVTSサービスエリアを越えてから二つのプログラムが出されている。IWRAP（IALA Waterway Risk

スが地理的限界を超えてAll

サービスを受けられることになる。また、Assessment

各国の当局も船舶の出航地から寄港地まで

andの情報を一貫して収集することができる。

る。AISの登場は、これらのプログラムを

このことは、すでにe−NavigationのIMO

より自動的かつ容易な形で使えるようにし定義の中でbirth−to−birthており、各国でその利用が拡大している。

Navigationの言

Program）

Waterways

SafetyとPAWSA（PortAssessment）であ葉で表されている。さらに、本総会でも発IWRAPは定量的評価、

PAWSAは定性的表されているように、すでにヨーロッパ評価であるが、我が国では類似のプログラ

ではMarNIS、

Safeseanetのような海事関ムを利用した航路のリスク評価は行われて連情報の地域的ネットワークが出現しておいない。それは我が国の複雑な航路形状、り、また、AISという限定手段ではあるがTSSのような分離された航路を設定でき

IALA−NETやMSSISのような国際的ネッない海上交通の現状等の様々な要因があ

トワークも出現している。従って、VTM

り、適用できないと判断されてきた。また、という言葉が妥当であるかどうかの議論はこれらのプログラムの注意点として、リス残るものの、世界的な情報ネットワークのクの評価はできるが、どうずればリスクを構築は不可避であり、今後、我が国として減らせるかはプログラム化されているわけ

どのように対応していくか検討すべき段階

ではないことである。

しかし、これらのプログラムについては、にきていると言える。

AISについては、過去のIALA総会の技別の観点から注意してその動向を見る必要

術セッションの議題が示すように、AISのがあり、また、試験的にでも利用してみ

登場、AISの舶用データの利用の段階かることが必要である。それは、IMOにおら、AISを情報交換・提供として利用しける動きである。2010年7月のNAV56にようとする段階に入った。また、船舶搭

IALAからこれらのプログラム及びシミュ

載AISのみではなく、AIS航路標識、

レーションをSN

AIS−

Circ化しようとする提案

SARTからAIS−EPIRBへと新たな種類がが出され、会議で承認された。SN

加わってきている。さらに、AISデータ

体は回章文であり強制化されるものではの衛星受信もすでに実用化の段階に入っない。また、これとは別に任意IMO加盟ている。e−Navigationの進展を考慮する

国監査制度の強制的の動きがある。当該とき、現在e−Navigationの具現化を図れ

制度は2003年に創設されたものであるが、るSOLASSOLAS等の条約上の義務の履行状況を

i搭：載機器は、情報基盤としての

一26一

JACRAN，

Circ自No．52（2010）

IMOが任意の加盟国の監査を行うものでアを対象に行われてきた。これは、当然ある。SOLAS第V章第12及び13規則でマラッカ海峡のように日本船への稗益効

は、リスクの度合いに応じVTSと航行援

果が高いことが理由であり、この稗益効

助施設を設置することを加盟国政府は約

果はこれからも考慮しなければならず、束することとなっている。IALAの提案で今後も東南アジアを対象とした協力は行は、このリスクを図るためのプログラム

われるべきである。しかし、アフリカにとしてIWRAP及びPAWSAを紹介してついては真の国際協力の中で考えれば無いる。この監査制度は任意であるが、す視のできない存在である。よくアフリカ

でにIMOでは2013年を目処に強制化する

はヨーロッパの領域であると考える旨がことを決定している。この時にこれらのあるが、ヨーロッパ諸国では東南アジアプログラムがどのように作用するか分らへの国際協力も実施している。また、今ないが、IMOの動きを注視するとともに

回のIALA南アフリカ総会のスポンサー

先んじて同プログラムを入手しプログラの一つはオーストラリア海上安全庁であム自体の適用性・限界等について調査する。これらを考えれば、我が国の航路標る必要があろう。

識分野の技術協力も東南アジアだけでは最後にアフリカについて述べる。航路

なく、アフリカについても協力先として標識分野の技術協力はこれまで東南アジ

表3考えることが必要となるであろう。

第17回IALA総会の結論と勧告
Recommendations

Conclusions
1

s

risk

assessment

tool

kit，

comprising

IALA

1ALA should continue to re価ne and promote its risk
assessment tool kit， comprising both IWRAP Mk2 andRisk

Assessment@（WRAP）and

Po吐s

and

WatenMays

Safety

@

PAWSA

and

facilitate@

Assessment（PAWSA），

when

properly

applied，

@

use

these

tools．

@

has

2

The

performance

2@

1ALA should develop guidelines and methodologies tohelp members develop performance measures（metrics）@@

that summarise the risk reduction benefits provided
collective national navigation safety measures．

3

1ALA

@

business

and

4

1ALA

Emitting@

development

proventocurrentbe

Programme

1@

Workd−Wide

suite

IALA

benefit

AtoN@

approach．

3

Businesscase@authorities

ensure@@considered in a standardised process， thereby
providing a common basis for decision−making．

New

would

of

measures@from

analysesthat

technologies，sequentia口ights

can

aH

such

a

risk

help

relevantasreductionnational

informationsynchronised

and刊ickering

Light

is

@
@

Diode （LED） lights， offer oPPor重unities for
improved ef「ectiveness and efficiency in the@provision

5

VesseiofvisualTraf而。

@

universally

@
@

its
and

aids

to

the

trainingoffacilitators

in

the

and

user requirements
communicated．

andshouldcase

shouldpromotestandardisation

inbydeveloping

analyses．

continue

andtodeployment

lead

of

ln

new

the

AtoN

research，technologies．

navigation．

Management（VTM）isunderstood

No．52（2010）ofef「ective，

@

4

電波航法

1ALA

@

there

scope

is

to

a

not

yet

need

for

5
@

defined@universal@

amongstbe

1ALA should define the user requirements and scope of
VTM and adopt a communications strategy to promote a

一27一

understanding

stakeholders．

andacceptance

of

VTM

6VesselTrafficServices(VTS)authoritiesshould

ensureVTSpersonnelareprovidedwith
accreditedVTStraining.

6IALAshouldencourageitsmemberswithresponsibility
fortheoperationofVTStoensurethatVTSpersonnei
areprovidedwithaccreditedtraininginaccordancewith

IALARecommendationV‑103andtheassociatedmodel
courses.

7IALAmemberscanbenefitfromimproved, 7TheIALAmembershipisencouragedtosharemaritime
awarenessofmarinetraffic.

datathroughIALANETandthusreceivethebenefitsof
participation.

8Thereisconsiderableknowledgeandexpertise
withintheIALAcommunitythatcouldbeshared

8IALAmembersareencouragedtosupportthe
developmentoftheIALAWorld‑WideAcademy(WWA)andIALAConsulting.

toassistauthoritiesinmeetingtheirobligations.

InformationTechnologyshouldbeusedtogatherandshareknowledgeandexpertiseheldwithintheIALA
membership.

9Theinformationcontainedinth'erevisedbooklet
describingtheIALAMaritimeBuoyage(MBS)Systemremainsofsignificantvaluetomariners.

9IALAshouldadviseIMOandotherrelevantmaritime

organisationsofthepublicationoftherevisedIALAMBS
booklet.

10GIobalNavigationSatelliteSystems(GNSS)arevulnerabletointerference.Arobust,resi]ient

Position,Navigation&Time(PNT)willbe
essentialfore‑Navigation.

MSomedevelopingnationsneed[ong‑term

10IALAshouldencouragethedevelopmentofaglobal
redundantsystem,orcombinationsofsystems,

independentanddissimilartoGNSS,tofacilitatee‑Navigation.

11IALAshoulddevelopaplanforproactivelysupporting

supporttofulfiltheirSOLASobligationsforthe
provisionofAtoN.

AidstoNavigationauthoritiestofulfiltheirinternational

12Regionalandsub‑regionalco‑operationis
necessaryfortheimprovementofsafetyof

12IALAshouldproactivelypromoteregionalandobligations.

sub‑regionalco‑operationwherenecessary.

navigation.

13lmprovedinformationsharingamongstrelevant
stakeholdersenhancesVTSoperations.

13IALAshoulddevelopguidanceforinformationsharing
amongstVTSandaHiedservices.

14TorealisethefullpotentialofAIS,.theAIS

14IALAshouldsupportdevelopmentofaunifiedportrayal

navigationaldataneedstobeintegratedinto(i.e.display)ofnavigationalinformation.

shipbornenavigationequipmentandgraphicaliydisplayed.Applicationspecificmessages
needtobedisplayedasappropriate.

15.Integrationoftraditional(visual)AtoN,
radionavigationandothernavigationa[

15IALAshouldcontinuetodeve[optheUniversa]Maritime
DataModel(UMDM)fore‑Navigation.

16Realisationofthefullpotentialofe‑Navigation

16Tofacilitatethefullrealisationofe‑Navigation,IALA

informationnecessitatesthedevelopmentofane‑navigationdatamodel.

requiresrobustcommunicationswithsufficient

bandwidth,theintegrationofequipmentanda
commoninformationstructure.

should:.developacommoninformationstructure‑and

encouragememberstoadoptitfortheexchangeandpresentationofAtoNrelatedinformation;.developguidancefortheintegrationofequipment
andinformation',.encourageitsnationalmemberstoparticipateintheinternationaldeliberationsaimedatdesignating
additionalspectrumdedicatedfore‑Navigation.

17ExistingRaconsmaynotprovideadequate
performanceintheS‑Bandwithnewtechnology

17IALAshouldreviewthestandardsforRaconsand
provideadvicetomembers.

radars.

18Historicpreservationissuessuchaspreserving
Fresnellensesorremovingmercurybathsneedtobeaddressedinco‑operationwithother

18IALAshouldcontinuetoprovideguidanceonthe

preservationandmaintenanceofhistoricequipmentand

artefacts.

interestedparties.

‑ 28 ‑JACRAN, No.52 (2010)

雷害とその対策
株式会社

昭電

柳川俊一・

1

はじめに

放電の実体が明確になりつつあるが、まだ障害や事故の要因は、人的災害と自然災

まだ不明確な点が数多い分野である。

害に大別される。雷被害は自然災害の中に
含まれる。

1．2

近年の雷被害問題は、高度情報社会の発

雷雲の種類

雷雲の種類を大別すると次のとおりである。

展に伴う各機器の電子回路化や高密度化、・熱雷（夏季雷）（図1（a）参照）

ネットワーク化が進んできたことが大きく

・界雷（前線雷、冬季雷（図1（b）参照）、

かかわっている。特に、情報通信製品の被春雷）害が増加しており、電力線以外に通信回線・熱界雷やCATV回線が接続されるようになった・その他【渦雷（低気圧雷）、火事雷、ことと、さらにはネットワークを構成する

火山雷】

こともあり、これらのことが要因で雷被害を増加させている理由の一つになってい1．3

雷現象の種類と頻度る。また、異常気象により、以前は落雷が雷現象の種類と、雷雨日数分布および近ほとんどなかった地域でも頻繁に発生し雷

年の雷頻度の測定結果は次のとおりである。

被害の増大化を後押ししていることも否めないと思われる。したがって、雷害対策の1．3．1

実施が重要となってきている。

雷の種類と現象

雷の種類と現象は、以下に示す3通りに分類できる。

1．1

雷現象

a直撃雷：雷雲と大地の放電による落雷

ベンジャミン・フランクリンは凧揚げの現象

実験により雷が放電現象であることを発b．問接的に侵入する雷：見し、1753年には避雷針を発明している。

①静電結合による異常電圧

しかし、雷現象の本質が解明されはじめた②電磁的結合による異常電圧のは最近であり、C．V．ボイスが回転カメラ

c．逆流雷：大地からの逆閃絡現象を使用して雷放電の機構を解明したのは1926年、雷撃電：流を高速度陰極線オシロ

1．3．2

年間雷雨日数分布

グラフで観測したのは1938年で、これが雷雨の頻度の具体的数値として年間雷雨

電気的観測の最初である。その後、測定器日数が使用され、雷鳴がはっきり聞こえたの発達と相まって種々の測定が行われ、雷年間の日数で表されており、雷雨日数の電波航法

No．52（2010）

一29一

等しい地域を結んで示した地図を等雷雨
日数（Isokeraunic

1．3．3

Level：IKL）地図とい

落雷位置標定システム

う。昭和29年〜38年における10年間平均

IKLマップに代わる落雷頻度マップの作のIKLを図2に示す（1）。この図から、全般

成として、わが国では、LLPシステムと的に南の方の雷雨日数が多く、中でも本州LPATSシステムのデータを集積すること

中部、九州の山岳部および北陸地方の雷雨

により、経度、緯度ごとにメッシュに分割

日数が多い。

された区域ごとの落雷回数を求めている。

現在、1992年以降の各電力会社で観測したデータが電力中央研究所において取りまとめられている（2）。図3にデータの一例を示すが、図からわかるように従来雷雨日数が多いといわれてきた地域で落雷回数が多いことがわかる。
彙φ蜘」》融、

．脳酬ラ

野、

もぶメ

∴罫

（a）夏季雷の代表例（a）夏季（4−10月）（b）冬季雷の代表例㌶1

図1夏季雷と冬季雷の放電現象の違い

尋

照

曝講磁

畷

離婚

︒譲・

㌫

．麟

縣

轟

幽

艦 灘鄭

職

瞭囎麟．論

藷聾

難議誰

掃

鞍

鰹

誰語

（b）冬季（11−3月）
轟

図3

驚

㌔斜

雷撃頻度マップ（1992−1996の5ヶ
年平均）

図2

等雷雨日数（IKL）地図

一30一

JACRAN，No．52（2010）

雷撃電流の大きさ

災穫鰯隷二曲蟹澱《難鷺》

図4に雷撃電流の累積頻度分布を示す

1〜薮

1鴛

1．3．4

一一一一一一一一一一一一一一

漁鱒鋒

li繍糠翫

（2）。この図から50％値をとると20kA〜

40kA程度と見ることができるが、半面

1器難

淑

訓三
白獄

100kAを超えるものも観測されている。
筆

饗

峯

o

澱

導

驚婦鯵嚢懸糠

轍纐轍澱欝韓魏織鞘糠鱗繊欝鎌

劉

筆襲

肇糞

雀毒

肇s

繍講

驚ぐ華嘉

応5

＼ミ欝・騰燦伽
〜縫騒．繍麟鱗滋
纏職灘纏癖鱒趣旨罐

2．2、贈勲識触蜘麟磁
瓢
騨歳鱒織灘麟難鵬、繍麟塵繍｝
吾鱒蓬甕蒙鱒鱗灘誓

落雷による人身事故率

他の落雷被害

2．2．1

アンテナへの落雷被害

図6はアンテナへの落雷被害例である。
蕪露魏鰯慶糠灘ぜ罫劉響夢

鐸灘酒購遜纏紳鐸講多

アンテナが取り付けられている鉄塔には

瓢
紫、、

溝

馨

魏・

無

難

騨

㈱

避雷針が設置されていたにもかかわらず、
アンテナに落雷した例である。

窮瞬

鱗灘譲霧雨毒繍

図42

雷撃電流頻度分布

雷被害の実態
雷被害の実態を以下に紹介する。

2．1

ライフラインにかかわる主な落雷障害

ライフラインにかかわる最近の主な落

雷障害を表1に示す。また、平成11年〜
15年における落雷による人身事故件数の図6

推移を図5に示す（3）。

表1ライフラインにかかわる主な落雷事故
発生年月
2007．8．22

場 所
首都圏

2007．8．19

兵庫県

2007．8．7

北海道
岩手県

電波航法

2007．7．30

静岡県

2007．6．7

山形県

No．52（2010）

概要
JR7路線他鉄道に遅延
播磨他：17，300世帯停電

P路：約200世帯停電?W路：約350世帯停電
ﾝ来線・新幹線大幅遅れ
女満別：男性首に大やけど

2．2．2

マイクロアンテナへの直撃雷被害

避雷針への落雷による被害

図7（a）、（b）、（c）、（d）は鉄塔避雷針

への落雷によって被害が発生した例である。（a）は引込盤のMCCBが破損した例
であり、（b）は接地端子に放電痕が発生

陸前高田：海辺で小3男子した例である。また、（c）は引込盤の扉が?S

落雷により変形した例であり、（d）は引富士川で停電l松市で10時間以上停電

込盤取付けのコンクリート柱が落雷の衝

山形市で民家火災

撃により欠けた例である。いずれの被害も一31一

（a）MCCBの損傷（c）扉の変形

図7（d）コンクリート柱の損傷

避雷針への落雷による被害例

鉄塔避雷針への雷撃により接地電位上昇

2．2．4

風力発電設備の落雷被害が発生し、低圧配電線への雷電流の流出

風力発電設備は風況の良い沿岸や山頂経路にあった引込盤に被害をもたらした付近に設置されることが多い。そのため、ものと推定できる。

落雷に見舞われる頻度も高くなっている。

また、雷電流の流出経路に低圧電源用

風力発電設備の被害で最も多いのはブ

SPDが設置されている場合があるが、こレードであり、ブレード以外では電気設のSPD（Surge

Device）が電1

備の特に制御通信装置の被害が多くなっ

流耐量不足により破損した例も報告されている（4）。近年の制御通信装置は電子化、ている。

高密度化されており、過電圧に対して非Protective

常に脆弱になっているためと考えられる。
2．2．3

また、非常に低い接地抵抗値であるの

交通設備の落雷被害

交通設備、特に鉄道関係の信号通信設にもかかわらず、被害を受けたなどとい

備にも雷被害は発生しており、電車の安うことがある。その一因を担っているの

全運行の妨げになることがある。

が過渡接地特性（過渡接地インピーダン

一32一

JACRAN，No．52（2010）ス）である。図8は波頭長02μsのステッにとって脅威となることがある。たとえプ状の電流を通電したときの接地電位上昇

ば、停電や通信・信号の遮断が発生すると、を測定した例である（5）（6）。測定をした風生産の停止、情報の遮断、貴重なデータの

車は湾内の埋め立て地に建設されており、損失、制御不能、交通混乱、映像遮断など

i接地抵抗（定常抵抗）は0．062Ωと非常にを引き起こす。これらにより、信頼性の低低くなっている。図8（b）からわかるよ

下やサービスの停止、セキュリティの低下

うに、1μs以前の早い時間領域では大きとなり、機器などのハード面の損害よりもな電圧が発生しており、1μs以降で定常サービスなどのソフト面の損害のほうが大抵抗による電位上昇となっていることがわ

きくなってきている。したがって、安全・かる。したがって、定常抵抗が低いからと安心・高信頼性の運用を実現するために雷いって安心ができないことがわかる。

害対策は重要な要素である。

8
！0

0

3．1

4

0

0

0

電源回路の雷害対策

図9は低圧電源回路の雷害対策例である。基本的には低圧配電線の引込付近に0︵∠﹇＜﹈言置︒

0

以下に代表的な雷害対策例を紹介する。

1

2
3
time［μS］（a）通電電流54電源回路用SPDを設置して機器を保護する。図9に示す回路で試験を実施した場合、SPD動作時の電圧防護レベルは約800

500

Vで

ある。低圧配電線に接続している機器のイ﹇≧︒bD盛︒﹀

40 0
300

ンパルスに対する耐電圧がこの値以上あれ20 0ば保護できることになる。また、低圧配電

10 0線に接続している機器の耐電圧が低く、高

0

4 00

1

2
3
time［μS］

4

5

信頼性を要求する場合にはSPDの2次側にシールドトランス（耐雷トランス）を設置（b）接地電位上昇

図8

風力発電設備の接地電位測定例

ココハロ
甑電信 じ iシー口中ンス1

①
2．2．5

難

船舶への落雷被害

・

船舶の雷被害についてはあまり例がない

②1

電源盤

繧響

・留曜駒；
轟i

；
一一一一

鳳 鳳

が、船舶のレーダーアンテナに落雷し、雷

綴触
加匡皿筆1

蟹胸

範，胴5ノ

電流が給電線（導波管）を経由して侵入しτOkRun・2。0団5／5

SヨmPle鵬一．一一．

①の電圧て設備に被害を発生させた報告例がある。

㍗｛門・弼：卜・勘脳＿㌦帖・・一．層，幣．甲

｝⑳紐
ぐ8vl

3

雷害対策

7窟賦漁ザζ酊甲r惚醐亨

雷によって発生する被害は、我々の生活

電波航法

Nα52（2010）

一33一

図9

低圧電源回路の雷害対策例

して保護する。この場合、トランスのシー

船出
@

避雷針

ルド効果によって約800Vの電圧防護レベ
霧ルが約8Vまで低減させることが可能とな

@

＄PD

漁臓

軌

物

・繋瞥一灘

端子蒔く盤）@

り、信頼性の高い電源を供給することがで

一般加入老川目麗ゑ

制御機器専壌噸繍醒線

「一；

：二

凹

きる。

3．2

藻叢晦2鰍塗

．i

纐入者飛
ﾛ護i籔置

信号・通信・制御回路の雷害対策
一

図10は信号・通信・制御回路の雷害対鴛

……
信号・通信・制御回路の雷害対策

図10

例

策例である。基本的には外線の引込付近遵蟹針にSPDを設置して機器を保護する。信号・
霧鯉P

通信・制御回路は多心で引き込まれる場合

瓢カメラ

盤携機

が多いため、生心対応型のSPDがある。

器

3．3

『

｝

F

冒

E

1

…

1

監視カメラの雷害対策
亙…

図11は監視カメラの雷害対策例である。

騨

監視カメラは、監視装置とカメラが離隔し

図11

多く、落雷による電位差が発生しやすい環＿＿＿」黛胤監観ケ一一コカレ

一

一

監視カメラの雷害対策事例

御て設置され、接地も別になっていることが1L一境にある。したがって、監視装置側とカメラ側の双方にSPDを設置する。また、接罪騨鰐

サーバラフク1
溜｝
3瞬飾。㌢
灘艶蝉蕊

地を共通化することも有効な手段である。

童

郷禽
騰

w鱒ov

霊i蹴避絵
，」

闘｝
M簿講

撚掛 鑓

鉛轟讐Σ

@轡黙

H鵬凄

繍

門難・

牌罰甥

サーバラ，ρ2

§：

：職：

鞠三αOY

鼠

x窪夢s議

3．4

サーバールームの雷害対策

w燭ヤ

恥囎繍

鱒募き

｝

灘2

蝋撚＾

灘
聯義

蹴醤騰

繍灘

ﾅ闇謡

図12はサーバールームの雷害対策事例

讐鷺魏競糠舞織である。前述同様、低圧電源回路と通信

轟搬一

図12

回線にそれぞれSPDを設置して機器を保サーバールームの雷害対策事例護する。ここで、電源回路用SPDAから
PDUまでの距離が長い場合には、

4．1

PDUの

接地

入力にもSPDを設置する必要がある。ま

雷害対策の基本は、雷撃を避雷針で受けた、停電時の対策としてUPSを設置する

止め、構造体や引下導線を介して速やかにことも有効な手段である。

接地に流すことである。

接地抵抗が高くてもSPDを設置し、そ4接地・接地線の接地を機器の接地と接続することで、前に述べた雷害対策を効果的、かつ信頼SPDが動作すれば等電位になって機器は性を向上させるために、接地・接地線は重守られるのではと思ったことはないだろう

要な要素である。

か。外線から誘導して侵入する雷サージに

一34一

JACRAN，No．52（2010）

叙→㎜

対しては効果的であるが、受二部等に落雷した直撃雷に対しては、残念ながら不十分

機器である。なぜならば、接地抵抗が高ければVI

接地電位上昇も大きくなるため、SPDのすることになる。一方、接地抵抗が十分低

Tek

Run

100M5／s

Samp【e

日

ゆゆ

旧口晒

SPD

￨一＿＿導一1．，一＿←一一＿．

の劣化も軽減できる。

←600V

図13

が有利なのである。

4．2

ほ

も

き

、』藁ン

ノ

したがって、直撃雷ならびに誘導雷双方の雷害対策に対しては、接地抵抗が低い方

がぽロタが

／ヘー■

ければ接地電位上昇も低く抑制できるため、SPDの動作頻度も少なくなり、

20m

20m
E

動作頻度も多くなり、SPDの劣化を促進

V2

適切な敷設方法による試験結果の
一例

曳→

機器

＄許簿

接地線
箋幡蓋

v藷

・伽

@↓

雷害対策に関して、接地線も重要な要素である。せっかくSPDを設置して対策をぜン幽愛子1ン』謬窺沸轟繧鵬鷺欝蹴施したのにもかかわらず、被害が発生した例が数多くある。特にSPDの接地線の敷

ロロ

ノヨ

@

ヒヌ

コ

設については注意が必要である⑦。

さ

が

きながきな

サ

＿＿＿＿＿議＿

7sヨ

蕎謬一
4．2．1

昼1こ翻．

適切な敷設方法による試験結果の一例
図13は機器の接地をSPDの接地端子経図14

不適切な敷設方法による試験結果の一例（1）

由で接地極に接続した構成で試験を実施した結果の一例である。SPDの出力部の電クタンスによる降下電圧が機器に加わって

圧V1と機器入力部の電圧V2が同じ電圧いることがわかる。

に抑制されており、接地線が多少長くても影響が現れていないことがわかる。

4．2．2

不適切な敷設方法による試験結果の一例（2）

4．2．2

不適切な敷設方法による試験結果の一例（1）

図15は機器の接地をSPDの接地端子経由で接地極に接続した構成であるが、SPD

図14はSPDの接地を機器の接地端子経の接地線をコイル状に巻いた後に接続して由で接地極に接続した構成で試験を実施し試験：を実施した結果の一例である。前項同た結果の一例である。SPDの出力部の電様、SPDの出力部の電圧V1に対して機器

圧V1に対して機i器入力部の電圧V2が大入力部の電圧V2が大きくなっており、接きくなっており、SPDの接地線のインダ地線をコイル状に巻くなど、むやみに長く

電波航法

No．52（2010）

一35一

叙

敷設するとSPDの接地線のインダクタン

一嚇

スによる降下電圧が機器に加わってしま

鍵欝

機器

璽

うことがわかる。

v盈

《ン鋼i費鶴r講

綴孟藩二一

4．2．3

欝灘

聾

不適切な敷設方法による試験結果の一例（3）

愉…

図16はSPDと機器を別の接地に接続@粒r讐野ごご講ニして試験を実施した結果の一例である。

乙こ芝1．一SPDが動作した電流によりSPDの接地電，一
一†一・・1

位が上昇し、機器側にその電位が波及し

図15

ている。

5

子

おゆ

卜乙一η一

重欝懸盤難一囎一甥嚥i

不適切な敷設方法による試験結果の一例（2）

曳噂

評価・検証

機雛

謬夢雛

雷害対策が本当に機能したかどうかを

黒甑嚢

篤驚

評価・検証する装置として、図17に示す
落雷電流表示装置がある。
欝朧

本装置は、雷電流検出コイル（ロゴゥ
TekRun・10・OMS！sSamp「eA．皿囮

職御桝置甑曙霊屋

騨スキーコイル）と表示部、および雷電流

脳

ド1．

量出時の警報出力部で構成されており、主な機能は、

・落雷電流波高値

・落雷電流検出年月日時分秒

図16

不適切な敷設方法による試験結果の一例（3）

・落雷電流極性・累積落雷電流波高値

1／電波嚇＋

・落雷電流検出警報出力である。

また、弊社では機器や装置の絶縁耐力

織鞭響やディバイスの電流耐量を評価する装置

翫表示部

へ

を保有しており、図18（a）に雷インパル
ス電圧発生装置（1．2／501，200kV）、（b）に雷インパルス電流発生装置（10／350200kA）を示す。各種評価試験に使用していロゴウスキーコイル

る。

一36一

図17

落雷電流表示装置の構成

JACRAN，No．52（2010）以上述べてきた事例を基に、対策、評価、検証方法が今後の雷害対策設計の参考になれば幸いである。

参考文献（1）「雷雨10年報⊥気象庁，S43（2）電力中央研究所

総合報告：T69「配電線耐雷設計ガイド」（3）「警察白書」，H16（4）独立行政法人新エネルギー・産業技術

総合開発構：「平成18年度風力発電設（a）

備への落雷対策に関する調査」，2007

雷インパルス電圧発生装置（5）柳川俊一

他：「実機風力発電システ

ム接地特性」，電気学会

放電・開閉保護・高電圧合同研究会，ED−09−169，
SP−09−49，

HV−09−49，2009（6）K．Yamamoto
Analytical
of

on
（b）

雷インパルス電流発生装置

図18

雷インパルス発生装置

andgroundingturbines，

S．Yanagawa：

experimental

characteristics

International

Grounding2008），

andandstudiesofwind

Conference

Earthing（Groundpp．391−395，2008（7）柳川俊一：「雷から高度情報化社会を守るには〜雷害とその対策〜」，日本信頼性学会，2008

6

おわりに近年の高度情報社会により、情報通信機器の脆弱化やネットワーク化が進行し、EMC対策や雷サージ対策が重要な問題となっている。特に自然災害である雷サージ対策は厄介であり、その性質を特定することが困難といわれている。

効率よく対策を施す場合には、「避雷針」「SPD」「接地・接地線」を総合的に扱わなければ強力な性能を発揮できないと考え
ている。

電波航法

No．52（2010）

一37一

RFID物流応用の現状と今後
株式会社MTI
技術戦略グループ

謡本

1

はじめに
自動認識のためのツールのひとつである

RFID（Radio

Frequency

繁①

環境・省エネ技術の研究開発②

船舶運航技術の研究開発③輸送品質コンサルティング

Identification）は、

近年様々な物流現場への導入が進んでい④自動認識技術を利用した物流管理ソる。RFIDは誘導電磁界または電波によっ

リューションの研究開発およびコンて非接触でデータの送受信・蓄積・書換え

サルティング⑤人材育成プログラムの運営を行うもので、形状や材質、マーケット等
により、ICタグ・無線タグ・電子タグ・非本発表に関連する事業内容の④について

接触ICカード等とも呼ばれる。最近ではは、「自働認識デバイス」「データコード（識コンシューマー用途として、乗車券や電子別子）」「データ交換技術」についての情報

マネー等として利用できる非接触ICカー

通信技術研究をベースに、「コンサルテー

ドやお財布携帯等の普及で、非常に身近なション」「ハードウェアの設計開発・選定

ものとなってきている。

評価」「ソフトウェアの要件定義・開発・

本発表では、RFIDについて、基礎技術選定評価」「実証実験：実施」「政策提言・規的な説明を行った後、MTIが取組んでい格立案」等のサービスを統合的にNYKグ

るRFID関連研究開発を中心に、事例紹介

ループ内会社さらにはNYKグループがおを行う。

世話になっているお客様にソリューション
として提供を行っている。

2

MTIについて本論に入る前に、少しだけMTI

3

自動認識技術の分類とRFIDの原理

Institute）の紹

自動認識およびデータ取得技術の定義介をさせていただく。MTIは、その前身

は、ヒトの介在なしに、モノや場所、さらであるNYK輸送技術研究所から、2004年には何らかの事象を捉えた時刻を特定するに株式会社MTIとして発展的に改組発足

方法や技術を言う。自動認識に用いる主したもので、日本郵船の100％子会社としなものとしては、JAN（Japaneseて、「モノはこび」の技術と人材で「お客Number）コードに代表されるようなバーさまの満足」を実現し、より豊かな地球に

コード、QR（Quick

貢献することを目的としている。

代表されるような2次元コード、さらに輸（Monohakobi

Technology

事業内容は以下のように多岐に渡っており、

Response）

Articleコードに送コンテナのコンテナナンバーや車両のナ

一38一

JACRAN，No．52（2010）

スーパーエゴシップ構想

耐震試験／輸送再現試験（MCS）

コンサル・．

ア÷ツ舞ン

省エネフィンの開発

燃費計の開発輸送環境計測サービス

ツ外ウェ才

バラスト水処理装置

防振パレット

1ノ、鱒7ドウ呈ア：藤癩：〉鶏轍の薙院琴逓一考鍵壽簾蕪羅＼遍＝・賑蕪蕪灘

灘賊㌧

一之ご二曲磯≒
㍉．㈱♂．

㌦榔＿瓢

図1

MTI事業内容

ンバープレート等を読取るOCR（Optical

トに積まれた状態においては、数m離れCharacter

Reader）、そして本発表で取上た所から読取りのできるRFIDを取付け、げるRFID等があげられる。このバーコー

さらにコンテナに格納されて運送される段

ドやRFIDは、ものといっしょにデータを

階では、コンテナにアクティブタグを取付運ぶデータキャリアと呼ばれている。

けたり、ゲート通過時にOCRでコンテナ

図2に、物流におけるデータキャリアのナンバーを読取ったりするような、モノの適用範囲を示す。嚢中に示されているバー

状況に合わせて、適材適所、最適なデータ

コードは、価格は安いが表すことのできキャリアを用いるべきである。

るデータ量が少なく、データ読取り可能

表1に、RFIDの電気的特性による分類

な距離も、近接から1m程度と短い。一方と特徴を示す。使用する通信周波数や電池

RFIDは、パッシブ型でメモリー容量を大の内蔵有／無により、性能や用途は様々できくして格納データ量を多くしたり、またある。

アクティブ型で電池を内蔵して読取距離を

図3に、RFIDをシステムの一部として長くしたり様々なセンサー機能を有したり見たときの全体構成図を示す。パッシブすることで、性能向上や機能拡張はするもタグとしてのRFIDタグの基本構成は、のの、高価なものとなってしまう。従って、チップとアンテナからなり、ICチップに

図2に示すように、単価の安い個品には内蔵されているメモリー容量を大きくする

バーコードを取付けて管理し、その個品がことで、モノや場所をきめ細かく個体管理

カートンボックスに収められ輸送用パレッ

するために必要となる長大なコード番号を

電波航法

No．52（2010）

一39一

IC

高い
10，000円

OCR光学認識

ノく＿コ＿ド爆鐡懸翻1

低容量
10bytesパ

2次元シンボル

シブR．FIDタグ

アクティブRFIDタグ

圏圃．

5，000円
［単価］

5円

単価

低い

200bytes

ンサネットワーク［データ容量］

4，000bytes

納情報』

大容量
個品
ケース砧賜

少ない

パレット

鉄道

コンテナ

gラック

行機

D舶

［必要同時

読取組］

??O

w醸譲欝

二、

胤

「」

ｿ

@

・・豪｝

［通信距離］

多い

0．1m

」

口

ﾄ

」」切

唾

，う，，

口口口即口

げ

w騨げ、

町，

lm

10m

物流におけるデータキャリアの適用範囲

表1

RFDの電気的特性による分類と特徴

げ

1000m

100m

図2

パッシブ

パッシブ

パッシブ

パッシブ

アクティブ

アクティブ

アクティブ

P35kHz以下

P3．56MHzX50MHz帯

Q．45GHz

S33MHz

X00MHz帯

Q．45GHz〜30cm

1cm〜60cm

約10cm〜10m〜1m〜数100m〜数100m

約60m

・障害物の影響を・長距離読取が電波到達

通信速度が比

通信速度が

覧｣が長い

r的速い

ｬい

・障害物の影・障害物の影口ρい口♂『。：｝；調認癩蕩謝潔瓢

G避難難藝
P羅i灘i婁i言

酬ゐ；；

；1；i；

・灘繋…，

Q灘，羅奮

障害物の影響受けにくい

けにくい
E安定した読取り＝・障害物の影響大

データ転送速ｱ三1畷難を戚戴

通信速度が速い

ﾂ能
Eタグ価格が安価

xが遅い〃、。．瓢護課舞…i；≡＿．』

i特に水分）

読取距離が短い

E国により周波数

ﾑ域が異なる
E設置免許必要略

ｩ＿＿．い冊鼻卿♂伽・ζ

焉u
叢……麟

う・肋脾ラ

?ﾘii
伽四即離

口い

ISOIIEC18000￨2

ISOIIEC18000−3

Pso14443

hSO15693

AIBIC

・障害物の影響蛛i特に水分）E指向性が強い

E設置免許必要

・現状は、国ﾛ物流用途

ﾀ定
Eアマチュア無?ﾑ域

Iso／1EC18000−6

Iso／1Eα80004

ISOIIEC18000−7

̀RIB

̀RIB

̀RIB

STD−T89，90

STD−T81

STD−T92

ｿ大ｿ大i特に水分）

i特に水分）

E指向性強いE指向性強いARIB

ARIB

STD−T96

STD−T66

咽爵

動物用タグ

IDカード

物流タグ

物流タグ

Xキーゲート

､品タグ

､品タグ

hDカード

国際物流用途

轄ﾝ管理
ﾂ境監視

所在管理

所在管理

ﾂ境監視

ﾂ境監視

格納可能であり、また格納情報を変更・追貨物の輸送環境（衝撃、温度、湿度、明るさ、記することも可能である。さらに、電波を等々）を計測したり、異常を感知して通知・利用するため、遠隔から高速に、また同時記録したりすることも可能である。

に複数のモノを認識することが可能であ

図4に、RFIDが利用する電波周波数をり、モノ同士が重な6ていても、個別に認示す。使用周波数帯による特徴は表1にも識が可能である。さらにアクティブタグと記載したが、以下に法律上・運用上の問題

して電池やセンサーを内蔵することで、数と併せて記述する。

①LF帯（135kHz以下）

百m以上の通信距離や、タグ単位で商品・

一40一

JACRAN，No．52（2010）

1

iアプリケーション）

@

／

@

ノ

@

ノ

EPCIS

@

1

@ 1

iEDI、

etc．）

図3

波長

RFIDをシステムの一部として見たときの全体構成図

3GHz（＝109）

嗣

灘

欝

10GHz

躍

レーダ

1

衛星放送
衛星通信

5G 臣

、㌦㌔、、」mm

︑無

100

▲

3EHz（＝1♂8）

鱗三階

灘

eM放送

10MHz

……

▲00①O〜⑩α00三＝N阯砧テレビ放送糊アマチュア無線

中波放送
1

図4

㎝短波放送
舖船舶航空電波

Mド、

100

1m

中i

船舶無線電波10kHz

γ線

3THz（＝「δ下2）一㌦＿3PHz（＝1015）

1km

V「

用途

X線

赤外線

線LAN
難難灘 脳ｳ
携帯電話

長波﹁

超長波

名称

1

灘／

3MHz（＝106）

波長

ダの

ロロの

サ

ロロ

コ

ロ

ロロ

1 ▲RFIDのために利用 1， されている周波数帯lロI

巳一一一一＿一一一一＿＿＿＿一一＿■＿＿一＿一一

100

1

3

THz

RFIDが利用する電波周波数・日本でも過去からの実績が十分あり、取得しなければならなかったが、現他の多くの国でも使用可能

在は不要

・通信距離が長く取れず、また通信速⇒度（データレート）も低い

電波航法

可視光線
紫外線 1nm．鑑総麗塾瀞器「羅躍翻

名称

周波数

1μm

1mm

1m

1km

周波数

＼［電池］

（データコード）

0

識別子

データの識別送信部／1∠1

RFIDタグ

1

受信：部i
嚢轟講難i垂i巽

十アクティブタグの場合1
十アクテ

織⁝二二蕪⁝難灘麗灘幽卿蹴

＝

＼

?ﾁ雁

アンテナ
i融…≡電磁誘導1＼＼

國1！ 1 ／ 1 1

リーダー・ライター

データの収集1@

ネットワーク

データの共有顧 Ω

上位システム

データの利用

ICチップの構成

RFIDタグの構成

システム全体構成（例）

このことをトリガとして、機器の導入が進んだ②HF帯（13．56kHz）

・日本で許可されているリーダーの出・過去、構内無線局として運用免許を力レベルが、海外と比べて低いた

No．52（2010）

一41一

め、最大通信距離が短い示す。

③UHF帯（860〜958MHz）

図に示すように、貨物の形態はレイヤー

・出力が10mW以下のリーダー（低出0の個品単位からレイヤー5の輸送手段（輸力型パッシブタグシステム）は、「特送単位）まで多岐に渡り、レイヤー0の個

定小電力無線局」の扱いとなり、免許品に対してどの上位レイヤーを組み合わせ

申請不要

構内でも屋外でも使用可能て輸送するかについては、レイヤー5の輸・出力が1W以下のリーダー（高出力

送手段の選択まで考えると、多種多様な組型）は、「構内無線局」として免許申合せとなる。各レイヤーに対応するRFID請が必要で、事前登録された構内での標準が策定されたことにより、国際的な物

み利用可能

流サプライチェーンの高度化が可能となっ・平成22年5月、出力250mW以下のリーてきている。

以下、RFID導入事例を紹介する。

ダー（中出力型）を「簡易無線局」として新設

免許申請は必要だが、設置場所が限定

4．1

航空貨物輸送分野では、幾つかの目的のされないため、トラックドライバーな

異なるRFID導入事例がある。

どが携帯して使用可能⇒

航空貨物輸送分野

今後の拡がりが期待される①航空手荷物タグのRFID化（2005〜）

4

RFID物流応用

香港空港にて、バーコード航空手荷物タ

図5に、サプライチェーンにおける貨物

グによる乗客の手荷物自動仕分けの精度がレイヤーと、対応するRFID標準について

悪く、修正作業のための人手が多くかかっ

RFID規格58−59GHz
ISO

17363

ISO
1SO

17364
17365

ISO
1SO

17364
17365

ISO

17366

ISO

17367

UHF

UHF

UHF
UHF
UHF

（EPCglobal

図5

TLS資料）

サプライチェーンにおける貨物レイヤーと、対応するRRD標準一42一

JACRAN，No．52（2010）ていた。また、人による入力作業が、仕分

4．2

け間違いや手荷物不明の原因にもなって①海上コンテナ輸送におけるRFIDの利用いた。そこでRFIDを自動仕分けに利用す

図6に、コンテナ用に規格化された

海上貨物輸送分野ることで、読取リエラ一瓢を大きく低減

RFIDを示す。

し、人員削減ができた。この実績を受けて、ライセンスプレートタグはコンテナ識別用

2009年に香港空港では航空手荷物タグを途、サプライチェーンタグはコンテナの内完全にRFID化した。今後は、他の基幹空容明細記録用途、電子シールはコンテナの港においてもRFID自動仕分けの導入が期

不法開閉を記録する用途として開発された

待される。

ものである。商業目的でのRFIDの利用としては、②RFIDによるトラック管理システム

・コンテナ番号の自動読み取り（2009〜）・ヤード内のりアルタイム位置管理

同じく香港空港にて、貨物搬入車両に・輸送行程全体での所在管理

RFIDを取付け、ターミナルゲートにて車・センサーによる貨物状況の通知

両ID情報を自動認識し、システムにて最などがあるが、主にコスト面から、荷主が適なトラックドック（荷降ろし場所）に誘

どのような物流の高度化を望むかにより、導することで、入退場時間が圧倒的に短縮

今後必要なRFIDが順次取付けられて行く

され、さらにゲートの監視などにかかってものと思われる。

いた人件費も大幅削減できた。
リアルタイムロケーションシステム

ISO③航空機保守部品のRFIDでの管理ライセンスプレートタグ

ISO

24730

10374

サプライ

チェーンタグISO（2009〜）

17363

貨物輸送とは直接関係無いが、航空機i部

品のサプライチェーン全体での管理のためのRFID適用は、航空業界において、これまでに様々な検討がなされてきた。当初は2005年中にタグ付け開始とされていた
エが、大容量ユーザメモリ付RFIDの開発や、

図6

電子シール
ユ

ユ

ら

コンテナ用に規格化されたRFID

ユーザメモリ利用に関わる標準化に時間を要したため、エアバス社がA350XWBのサプライチェーンタグや電子シールは、

部品サプライヤーに対してタグの取り付け

セキュリティ用途で用いられる。テロ対策を要請すると発表したのは2009年になっ目的でのRFIDの利用としては、米軍およてからである。このような航空機の重要保び西側主要国の軍用が主な用途で、Savi社

守部品にRFIDを取付けて保守履歴を管理（米国）の電子シールが広く利用されていし、耐久期限確認などに利用するものは、る。仕様は公開されており、米軍の最新の今後導入が進んで行くと思われる。

調達には互換品ベンダーも参入している。

電：波航法

No．52（2010）

一43一

一方、商業輸送のセキュリティ目的のト

911同時多発テロ以降、国境安全強化

ライアルも実施されている。主なものを以（セキュリティ・ゾーンを海外へ拡張）の下に示す。

ため、正当な貿易の円滑な流れを確保しつ

・iControl

つ、テロリストおよび大量破壊兵器の米国MATTS

内流入を阻止する目的でSAFE（Security

Security：米国国家安全保障省）のプ

andAccountability

Every）Port

ロジェクト

of

2006

MTIも実験に参加

大統領署名）DHS（DepartmentofHomelandFor

Act

が米国で成立した。（2006年10月

米国に輸入される貨物コンテナに対し・SECCONDD
EUプロジェクト

て、RFIDシステム導入を義務付ける動き

報告書作成してトライアル完了もあったが、現在は沈静化しており、一方原則として2012年から全ての米国向けコ・E−Tag中

国SIPG（SHANGHAIINTERNATIONAL
CO．，

ンテナ貨物に対して、積出港での船積み前PORT（GROUP）

スキャニング検査が義務付けられることにLTD．：上海港国際港務集団）のなった。2010年に実施が2年延期されたが、今後の動向に注意を払う必要がある。

プロジェクト
MTIも実験：に参加②舶用機器のRFIDによる管理
次に、貨物ではないが、舶用機器（保守

コンテナセキュリティの確保において、
以下の2つのアプローチが考えられる。

部品）のRFIDによる管理実証実験についa．レイヤードアブローチ（専門家が考えるて紹介する。

本実証実験は日本財団の助成事業としてアプローチ）

・検査を危険な貨物に集中し、安全な貨

平成20年度、21年度に社団法人日本舶用

物は円滑に流す工業会が実施したものである。

・一定のコストでリスクを最小にする

舶用メーカ、造船所、商社、船主の協力

b．全数検査アプローチ（一般市民や政治家の下、舶用機i器にRFIDを取付け、船舶情が考えるアプローチ）

報管理システム「ADMAX」と連動して、・全コンテナを対象に物理的な保護・検機器保守点検・整備、部品管理における効査を実施

率化・ミス低減の実証実験を行い、共通利・安心感は得られるが費用対効果は低い

用システムの有効性を評価し、ICタグの

上記a．については、優良荷主と優良物流普及に向けた課題や検討事項を整理した。

業i者によるコンテナで、さらにRFID等の図7に実験の概略を示す。

ITテクノロジーによってセキュリティが担保されている場合には、通関を簡素化す

4．3

陸上貨物輸送分野における導入事例と、るというようなアプローチであり、荷主にとってのメリットは大きい。

陸上貨物輸送分野

今後実用化に向けて実験・開発を行ってい

一44一

JACRAN，No．52（2010）

る例について紹介する。

動の先行手配が可能となり、ラックの在庫数自体の圧縮を行いつつ、不必要な滞難蕪蕪襲蕪驚翻灘蕪義鵜撒畿

留や偏在、逆に必要なときに不足するといった事態を回避することが可能となった。さらには、たとえば個々のラックの使用頻度もシステム内に蓄積されるので、使用頻度すなわちラックの痛み度合いの偏りを低減することも可能となった。

②完成車管理ソリューション
本事例は、2008年度から3年間実施している総務省「ユビキタス特区」事業に関するもので、表示機能と測位機能を持っ塗たアクティブ型タグを用いて、完成車の在庫管理を行うものである。

図9に現状とソリューション適用後につ響肇慧輩ぞ1幽・。

いて概略纏めたものを示す。

図7に数千から数万台規模で蔵置してある完

現状は、広大な敷地のモータープール

舶用機器のRFIDによる管理実験

成車両の全てを、フロントガラス等に貼付けた紙伝票で管理しており、車両の確認や仕向け先変更等の各種変更に、非常①輸送部材管理ソリューション

に多くの手間と時間とを要している。こ

本事例は、日本と海外拠点間で利用さの紙伝票を、表示／位置検知機能付きア

れている金属製ラックの所在管理を、パックティブタグにすることで、伝票の表替

シブ型RFIDで行うものである。図8左上や棚卸等の工数が大幅に削減でき、またに示すような金属製ラックに、金属対応

仕向地や客先等を効率よく変更すること

RFIDを貼付け、海上輸送コンテナへのバも可能となり、その効果は非常に大きい。

ン・デバン時にラックのRFIDをドック脇

図10に、2009年度に三菱自動車工業に設置したアンテナで読取り、さらに上（株）水島製作所様で実施した実証実験：の位システムとデータ連携することで、ど様子の一部を示す。

こにどれだけのラックがあるかを、PCの本ソリューションは、3年間の実証実験：

Web画面上から何時でも確認できるようの後、自動車メーカや電機メーカ等と共にしたものである。図8右側のシステム画

同で、さらに必要な実験：を行った後、実面からわかるように、輸送工程全体にお運用化を目指して行く。

けるラックの所在が把握できるので、移電波航法

Nα52（2010）

一45一

金槌ツ酋理システム
・日本⇔海外拠点間で利用されている金属製ラックの所在管理
・パッシブ（電池なし）タグでの運用

羅鷺糠
Rack

蕪

藤

M鍛agement−Su呈table

血

幽

灘

．三盈麺軸三≡掘．F

侮鹸1舗麟10

轟漸τhKD

エンジンラックへのタグの取付け

LCB

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298

撚磁犠灘ぎ畷三∴5鷹・，，一リトリ1，

・輩回…画

べうし1了曲τ「・7〜

ラック管理システム

ドックへのRFIDリーダの設置
図8

ラックの履歴管理が可能に

輸送部材管理ソリューションの例

酋理システム日

適用七一表示／位置検知機能付きアクティブタグ

現状一バーコードを印刷した紙伝票
膨大な紙伝票を使用
環境負荷が高い伝票の貼替、棚卸等の工数が大幅に削減できる

・ 晶
・ 蝸

醐
輪
輪

隅

醸

鰍鎗
麟

．1●

個別の車輌確認が省力化できる車輌確冒／各種変更作業

・・に手間と時間がかかる@輸送中に仕向地／客先等を効率よく変更できる

蕪鞭瓢羅篇く…

難轡輪耀諜濾櫨i
紙帳票とハンディ端末での管理

車輌にとりつけられるデバイス（表示機能＋測位機能付きアクティブタグ）図95

完成車管理ソリューションの例に物流現場への導入が進んで行くことをおわりに
RFIDの物流応用事例について、実導入期待する。

されているものから、実証実験を行い今後実運用化して行こうとしているものにつ最後に、本発表の機会を与えていただいいて、幾つかの事例を紹介した。RFID機

た、電波航法研究会殿に感謝いたします。

器の性能向上や低価格化により、今後さら一46一

JACRAN，No．52（2010）

三菱自動車工業（株）水島製作所様での実験（2009年度）

車輌管理用タグ（EPSON製）

完成車へのタグ取付け

図10

電波航法

No．52（2010）

各車両の駐車位置をプロット

2009年度実証実験の様子

一47一

個々の車両情報を表示

海上安全管理のためのIT技術の応用
東京海洋大学

〈概要〉

具

滋永

林

尚吾

と連携して、情報革命に続く第4の革命と本研究は、一般に陸上で用いられているRFIDの技術を海上に適用する「海上用もいえる『ユビキタス』の波が押し寄せてきている。

RFID」を開発し、その活用によって海上

ユビキタス情報技術の急速な発展によっ

安全管理システムを確立し、効率的な海上て、1つの製品で多機能を有する複合機

安全と経済的効果の向上を目的とする。

（Digital

Convergence）が続々と登場するようになった。例えば我々の生活の周りでは、

1

はじめに

1．1

携帯電話やMP3プレーヤーなどのモバイ
ル機器にマルチメディア機能が融合した製

情報通信技術開発の推移

コンピュータは初期には、研究所や大学品、つまり、外出先で、リアルタイムで放で科学計算、統計および集計などに使用さ送を視聴できるDMB（Digital

Multirnedia

れた。情報通信においては、移動体通信のBroadcasting）などが、デジタル・コンバー

半導体化および電子工学などの急速な技術

ジェンスの代表的な事例である。

の開発により、インターネットなどのIT技術が社会のあらゆる分野に直接または間

1．2

接的な影響を与え、農業革命、産業革命にの背景
インターネットの普及とIT技術の革新

次ぐ情報革命と呼ばれる新たなパラダイムを創出するにいたった。

1T技術の海上への利用の現状と研究が、現代の文明を劇的に変化させたように、

これらのIT技術が、科学技術の発展とユビキタス社会の環境は、さらに大きな文

経済社会の変革をリードする新たなパラダ化の変革を予告している。このような陸上イムとして定着した。将来の人類を担う先の知識情報化時代においても、まだ海上は、

端産業技術6T（BT、

SSB、

CT、

ET、

IT、

NT、

MF、

HF、レーダ、AIS（船舶自動ST）BT（Bio−Technology：生命工学技

識別装置）、INMARSAT通信などが現実

術）、CT（Culture

であり、限定的な状態である。

Technology文化：コ

ンテンツの技術）、ET（Environmental
Technology：環境技術）、IT（lnformation

Technology：情報通信技術）、

最近の海上での交通量の現状と週休2日制に伴う海上レジャー人口の増加に伴っ

NT（Nanoて、安全管理の重要性が大きな社会的課題−Technology：ナノテクノロジー）およとなっている。主権と治安の確保・維持、びST（Space

安全管理、環境保護などへの情報通信技術

Technology：宇宙航空技術）

一48一

JACRAN，No．52（2010）

の応用が、海上は最も必要な分野として挙置により、船舶データ収集装置（以下、リー

げられている。

ダという）に対して常時送信している。リー

このため、韓国海洋警察庁では、広ダは陸上監視局もしくは監視艦艇に設置さく活用されているユビキタスの中核要れ、出入港状況は監視レーダを使いながら素技術であるRFID（Radio

Frequency

リアルタイムに管理される。また、海上で

Identi且cation）技術を活用した海上の安全は遠距離から自国の漁船を容易に識別できと漁船出入港管理に応用する海上用RFIDるようになることで、効率的な安全管理おの開発研究を行うことになった。

よび領海の主権確保を可能にするものであ

本開発研究では、これまでの情報化疎外る。レーダやECDIS上にも、海上用RFID

地域や階層的に区分されていた漁民が自宅の船舶の識別IDを表示することにより、から、インターネットや携帯電話で出入港使いやすさも追求した。

届けを提出できることで、監督官庁等への出頭報告の必要なく簡便な出入港を認める

2．2ことを目指している。

海上用RFIDの構成内容

海上用RFIDタグは、

このような情報化は、政府の規制緩和政策にも呼応しており、漁民に電子政府を実GPSと3個の固有符号を固有符号を900MHz帯で送る送信機iのみで構成する。構成を図1に示す。

質的に体感できるようにするための事業と3個の固有符号とは、して推進されている。

（1）個々の海上用RFIDの固有番号（2）使用する帯域の固有番号2

試作研究システムの概要と構成

2．1（3）ユーザーの固有番号

試作研究システムの概要である。

このシステムでは、GPSとTDMA（TimeDivision

Multiple

海洋警察庁の艦艇に設置されたリーダでAccess）方式の900MHz

は、タグを装着した船の登録内容と位置を

帯送信装置を使用する。漁船はこの送信装知ることが着きる。また、リーダでは、海

応樋

塚

糊蘇

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鞭蜘輪繍＿麟評ノ誌1

No．52（2010）

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電波航法

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900MHz帯RFIDを用いたシステムの詳細図

一49一

驚響暫
隔心
くユ竈

2》鷺F￡簿丁蜜書

送信機iの内部の様子を図3に示す。GPS

上用RFIDの信号を捕捉した後、識別符号
ECDIS

アンテナ（4インチサイズ、28dBi、パッチ・に表示している。ECDISにレーダ映像とアンテナ）はこの送信機の右側に貼付され重畳することで、自国船の識別および捜索ている。電波を円滑に受信できるようにプ救助が容易に可能である。

ロトタイプ製作時のケースの上部に装着（ID）と位置のデータを抽出して、している。また、遠距離からの船舶識別の2．3

ためにMMCXコネクタ型の1／2波長ダイ受信機の構成内容

ポール・アンテナ（2dBi、長さ約17cm）

開発した海上用RFIDリーダとタグを図2に示す。リーダは、一種の基地局（Baseを使用している。

Station）の役割をして、タグは、船舶の送信機の構成は、位置を求めるためのGPSボードと船舶の（1）無線送信機の部分

識別符号を内蔵したコンピュータユニッ（2）ID識別のためのID追跡ボード

トおよび無線伝送装置などを一体化させ（3）GPS受信機などで構成している。

た。

図2

海上用RFIDのリーダとタグ

図2−1

海上用RFIDのリーダの模型

図3

送信機（25セント硬貨と比較した場合のサイズ）

図4

ー50一

リーダ

JACRAN，No．52（2010）

送信機は5〜10マイルの検出距離で動作し、バッテリーは3日間程度は使用できるように送信出力を100mWに制限した。
消費電力は、（1）送信機本体：1501nA（休止時には5mA）（2）GPS：85mA（3）IDの追跡ボード：10mA（4）その他の周辺回路：0．1mAなどである。

図5

モクポハン橋したがって、最大消費電流は245．1mAであるが、8Ahのバッテリーを使用すると約72時間以上使用可能である。

送信

時間をさらに短く調節すると、消費電力は大幅に減少されるのでバッテリーを1週聞以上使用することもできる。

リーダはアルミケースに内蔵すること

で防水を維持し、USBポートを利用しているのでPCとの接続に個別の電源を必要

懸難羅
図6

3

難

としない利点がある。

受信機の取り付けの様子

実験

3．1

陸上実験

実験場所のモクポハン橋を図5に、陸上認した。難題湖では、防波堤に沿って測に設置されたリーダの取り付けの様子を定したので海上とは異なり、測定環境が

図6に、ECDISに表示したタグの追跡結

良好な状態であるため検出距離が増加し果を図7に示す。モクポハン近隣iの建物とたことが考えられる。

低い山、防波堤などの障害物があるにもかかわらず、実験：の結果、検出距離4マイ

3．2

海上実験

ル以上まで検知できたが、この付近では4

釜山海洋警察署では、2隻の艦艇を使用

マイルほどしか視界の確保ができなかっ

して、海上用RFIDシステムの実験を行ったため、これ以上の検出距離の検出実験

た。実験に使用した艦艇を図9に、リーは不可能であった。

ダを装着した艦艇のARPA／Radarと電子

始華湖周辺の実験結果を図8に示す。ここでの実験結果では、7から10マイルま海図を図10に、送信機の装備状況を図11に、リーダの装備状況を図12に示す。

で海上用RFIDが検出可能であることを確

電波航法

No．52（20！0）

実験の結果、送信出力100mWの900

一51一

図7

図8

ECDISでタグを追跡した結果

始華湖の周辺地図と実験海域（防波堤区間）

MHz帯海上用RFIDは、6マイルまで検知

送信機とリーダのアンテナの高さをできるされた。理論上には7マイル以上検知可能だけ高くする必要があることが分かった。

だが、アンテナの高さや海上の状態によっ

しかし、アンテナの高さが低いとしても、て、最大検出距離は変化する。今回の実験

少なくとも5マイル以上の検出距離は確保で、波が1〜2メートルだったので、艦艇できることが確認された。

が大きく揺れ、アンテナは水面上約4メー
トル程度確保した状態だった。そのため、

一52一

JACRAN，No．52（2010）

懸甕

羨・

図9

実験に使用した艦艇
図12

ま

お

おまが

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ポめ

まら

リーダの装備状況ち蕪ξ灘難：…1灘灘総撫1欝欝藩欝欝慰撫撫纏縫難癖i

4

活用の実例

4．1釜山APECのシナリオ開発された900MHz帯海上RFIDを利用して、2005年に開催された釜山APEC（Asia−Pacific

Economic

Cooperation）

イ

ベント時の海上警備用に活用した構成図を
図13および図14に示す。

灘継癖

図10ARPA／RadarとECDIS

海上警備用の構成は次のとおりである。

（！）APECの警備本部を中心に半径10難マイルの周辺海域での行為のすべての船舶を統合監視するために、海上用RFIDとレーダとAISを利用（2）海上用RFIDは、

AISを搭載していない中小型船や作業船に搭載
藩灘（3）APECの警備本部では、
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ら曲角訂

﹂臣

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，

（4）陸上監視局2か所では、AISおよび

，

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7，

海上用RFID受信機の装備状況の監

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図11

AIS情報と海上用RFIDの情報を同時に表示

周？

欄灘灘⁝難罎婁灘

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（5）警備艦艇（指揮艦）1隻では、レーダ、AIS、ヨ惣∴囎ドぐ。ミ1磯：墨鱒鷺難膨1

送信機の装備状況

RFIDの信号を同時に収集、管理（6）警備艦艇（指揮艦）1隻から取得したレーダ情報と海上用RFIDの情報

電波航法

No．52（2010）

一53一

を無線データ伝送網（CDMA）を（7）収集されたすべての情報をデータ使用し、APECの本部及び釜山（プベース化し、重複検出される情報はサン）海洋警察署へ送信

除去して表示

旱藝懲離離

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…職一津

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i

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轟臨醒

図13

海上用RFIDを利用した総合監視システムの構成図

図14

総合監視システムの警備範囲とネットワーク構成の概念

一54一

JACRAN，No．52（2010）上記のようなシステムを構築する場合

管理への有効性が証明された。

は、陸上監視局では、海上でのレーダ探（3）海上RFID情報、

AIS情報および

知情報はもちろん、AIS情報および海上

レーダの情報を同時に表示するこ

用RFIDの情報を収集することで万全な監とができるECDISにより、システ

視態勢を維持することができる。

ム開発、システム、およびDB統合

4．2

になった。

への情報資源の効率的管理が可能
活用結果（1）APECで活用したシステムのモニ（4）最新の技術を利用した海上警備シ

タ画面を図15に示す。陸上監視局

ステムの確立と、海洋産業の活性2ヶ所（海雲台、ヨンホ洞）および化を期待することができる。

警備艦艇15隻の海上用RFIDの受信機の装備、運用の結果、各受信5機の設置位置から半径5マイルの海本研究では、最新の情報通信技術の海域における未確認物体の監視が可上への活用に関して、多くの分野に適用能であった。

可能であることを確認できた。

（2）300個の海上用RFIDをヨンホハ
ン、ガムチョンハン、ミンラクハ

今後、本研究の結果は、次のような業務への活用を期待しているンなどの各港で入出航する漁船に（1）漁船出入港届出および入港管理シ

対して装備し、各漁船の固有デー

ステムの改善タを登録した辞書検索システムを（2）沿岸地域の未確認物体の識別に活確立したことにより、海上の安全

購獅略説

用

盤還簗毒翠鍵熟…轟魂乙講癖

図15

電波航法

まとめ

No．52（2010）

APECで活用したシステムモニタ画面

一55一

、；戦
：甑欝

（3）遠隔での中国漁船の識別による自国漁船の保護および領海警備（4）救命胴衣用RFIDの開発による迅速な人命救助（5）養殖：場の密漁防止、災害管理（6）海上テロや港湾のセキュリティなど（7）2006年から仁川（インチョン）、束草（ソクチョ）海洋警察署の管轄
地域の漁船5000隻あまりに適用

今後は、RFID技術以外にもPDA、広帯域衛星通信システム、DMBなどを活用することが課題である。最近、活発に応用されている新技術を活用することで、効果的な領海の警備と管理ができると考えてい
る。

一56一

JACRAN，No．52（2010）

東京海洋大学海洋工学部

先端ナビゲートシステムの紹介
東京海洋大学

海洋工学部

庄司るり

1

はじめに
現在の海上輸送は、環境問題、省エネル

ギー、物流輸送高速化、海賊対策や安全航行実現など、様々な問題を抱えており、船員のおかれている状況は厳しさを増しています。船員の負担軽減し、このような問題に対応するには、陸上からの支援が必要不可欠と考えられています。そのためには実

図1

先端ナビゲートシステムにより汐路丸の運航状態を確認する学生

表1

先端ナビゲートシステムの関連分野

海域における船舶の状態、大洋の気象・海
象情報、海上交通流記の情報等を統合的に関連する研究分野開発が期待されるシステム

収集・管理するシステムの構築や、システ

・船齢間高速大容量通信 ・最適航路選定システム

ムから得られた情報を解析・運用して的確

・開発研究分野

な助言をすることが出来る人材の養成が急・船舶運航支援研究分野 ・離黒桟支援システム

務となっています。このような状況に対応

・衝突・座礁回避システム

・統計的運航管理分野

・海陸一貫物流情報システム

・推進性能・耐航性能研究分野

・遠隔診療支援システムするため、船舶運航に関する広範囲な研究

・気象・海象予測システム開発分野

や新しい海事技術の開発、また次世代の研・海上交通工学研究分野

究者、海事技術者および運航管理者等の育

etc

etc

関連する教育分野
・船舶運航科学技術研究者教育・次世代の船員養成成を目指して、東京海洋大学海洋工学部は、・運航支援技術者

・水先人養成教育

平成21年度に「先端ナビゲートシステム

・海事関連産業高度技術者

etc（Advanced

Navigation

System）」を構築しました。

や次世代の運航管理者達の育成、また我が本システムで収集・解析された情報を研

国の船員資質の差別化（日本人船員の資質

究者間で共有することで、海事研究分野にの向上と他国船員を指導できるよう一な人材

おける横断的な研究の推進や研究の質の向養成）を図り、今後の「船舶運航科学技術」

上が期待できます。また、得られた知見や分野を担う新しい世代の高度海事技術者や技術を船舶や社会へ提供することにより、研究者の養成に資すると期待できます。

新しい運航技術の開発への展開が図れると

図1は、先端ナビゲートシステムを使用考えられます。さらに、本システムを教して船舶の運航を確認している様子で、図育・人材育成に活用することで、海事関連の右側の縦型ディスプレイは、縦長の東京

分野での革新的な研究・開発を行う研究者

湾を見やすく表示しています。表1に、効電波航法

No．52（2010）

一57一

裏鑑筏欝鷺ス予一シ黛ン｝

果が期待できる関連分野を示します。

ぽ

以下に、このシステムについて紹介しま灘撚鰯無…

【餐脚バ饗ツク｝

幡報表示

す。

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2

システムの概要と構成

＾ダベ尉

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本システムは、船陸間通信に海洋ブロー

鷹韓表口

鑑一凱 r

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ドバンド通信システムの利用をベースとし、通信管理、船舶情報管理、気象情報管理、

図2

ζ二子穫同職謝舗。鵡暴謙醐。

騨甥羅灘研粥．

灘

羅

大学内設備構成図

データベース管理等の各種サーバーおよび
各種情報表示ディスプレイ、船舶性能解析が可能です。また、モバイル端末での情報用計算機、気象予測・解析用計算機、海上提供についても研究できる構成となってい交通流解析用計算機等により構成され、各ます。図2に、大学内設備の構成図を示し

種船舶情報の表示、船舶性能解析計算、気ます。

図3は先端ナビゲートシステムの情報の象予測・解析計算、海上交通流解析計算、流れを示した図で、本システムで扱う情報

データストレージ等の機能があります。

本システムの特徴として、船舶や陸上には、（1）東京湾レーダー画像情報、（2）レーダー局（AIS局）からの情報、気象・

東京湾AIS情報、（3）東京湾風向風速情報、

海象情報や船体特性情報などのデータを大（4）東京湾Webカメラ情報、（5）沿岸波

容量ストレージ上のGISデータベースにて

浪数値予報モデル情報（CWM）、（6）全管理し、船陸問の伝送路は衛星通信による

球波浪数値予報モデル情報（GWM）、（7＞海洋ブロードバンドシステムや無線LAN、

船舶航海情報、（8）船舶機関情報、（9）船インターネットなどに対応可能となってい舶レーダー情報、（10）船舶Webカメラ情ます。また、各種データの検：索、編集、ダ報、（11）油球海図情報等があります。

ウンロード、アップロードができ、解析処理や予測演算にも利用することができま3

システムの特徴と表示画面例

す。そして、複数の大型モニタと中型モニ

前記の（1）〜（4）として、横須賀、東タに各アプリケーション画面を表示し、海扇島、浜金谷の3箇所に陸上基地局を設置

洋GIS（Geographic

System）

していましたが、東京港出入り口付近の観として、画像やデータの重畳機能を持って測を行うために、現在、，横須賀局のシステいます。現況の表示のほか、過去の状況を

ムを大田区の城南島に移設している最中で再現表示できるプレイバック表示機能を有す。図4に、3つの陸上基地局と各局からしており、過去の航海や海上交通状況の再のレーダー観測範囲を示します。また図5

現や変化把握を行うことができます。さらは、東扇島局と浜金谷局のレーダーエコーに、模擬ステーションへの情報提供により、に、（9）の船舶レーダー情報として、汐路船上や運用会社における支援業務内容のシ丸のレーダーエコーを重畳した図です。

Information

ミュレートや妥当性などの検証を行うこと

一58一

JACRAN，Nα52（2010）

鰐譲

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・縫iゑレーダ・禽鉢管理システム
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簿記

・Aヨs驚報

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・航海情綴

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脇醸蕪ヂー・タ駁撚シス予ム誌

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・蓮駕模擬ステーシ簿ン

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噸象鵬報
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・船瀬糊生

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→
インター塞ット…鰻蓼
図3

先端ナビゲートシステムにおけるデータの流れ

図5

図4

陸上基地局（2局）と汐路丸のレーダー
エコーおよびAIS情報の重畳画面

東京湾の陸上基地局とレーダー観測範囲より選択した、東京湾の南側付近の海図に、東扇島局、浜金谷局のレーダーエコー

本システムは、研究者や学生等の利用者とAIS情報による船舶の位置（△は航行が容易に使用できるように、必要な情報を中、□は低速および錨泊中の船舶）、船舶

選択し、重畳表示や重畳の順番を入れ替え

リストと船名や船速等を表示するウィンることが可能な「海洋GIS機能」を開発し、ドウ、風向・風速、波高・波向・波周期を実装しています。図6は、海洋GIS機i能に重畳した図で、東京湾の現況を把握するこ

電波航法

No．52（2010）

一59一

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繍甑無二響置型野：碗腿

灘繍蝉・夢繍日田
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図6

図7
一

一、

覚的に行うことができ、海事分野におけ

。・唾熈

i

争・7解

艦一一鰹
灘轍㍊魔℃

汐路丸航海情報表示画面
・

融鼎

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騒

海洋GISの情報レイヤ重畳表示機能により、各情報問の関連や、解析などを視

…融P
i．顧鰍1

弾弓

甲i唖ず櫓

鵬鎌麟：＿＿＿＿藍ψ

画一◎聴面・

臨躍認器器舘鋸とができます。

i

難．．ま2〜3呵3

海洋GIS表示画面例

皇険離

五明難

Re・櫃・網る情報の「見える化」の発展に寄与すると考えています。また、任意情報レイヤ
として、外部で行った処理結果を取り込

…、

…適 醗羅

むことができ、研究者が解析・計算した結果を、システム内の情報と同様に扱い、

図8

利用することが可能です。

汐路丸機関情報表示画面

船舶の情報として、東京海洋大学練習船汐路町の航海関連および機関関連情報を収集・伝送し、リアルタイム表示による動静把握や運航状況把握を行っています。図7に航海情報（汐路丸船内LANにて収集されるデータ）、図8に機関情報（ミミックデータ）の表示画面例を示します。

汐路丸は、フライングブリッジと船橋

図9汐路丸の位置とWebカメラの映像にWebカメラを設置しており、大学からの遠隔操作が可能となっています。図9

提供している気象庁の数値予報GPV（Grid

左に航行中の汐路丸の位置とAIS情報を、

Point

右にフライングブリッジのカメラの映像

テムには、この気象・海象情報と推定しを示します。このように、航海中の本船た船舶の航海性能を使用する、船舶の最の周囲の状況を映像として確認できます。

適航路計算（ウェザールーティング）機

図6の風・波の情報をはじめ、本システ能を有しており、図10に等時間曲線法にムで使用している気象・海象情報は、京より計算した東京一北米問の最適航路と

都大学生存研究所が教育研究機関向けに計算結果のグラフ表示およびテキスト表

一60一

Value）を使用しています。本シス

JACRAN，No．52（2010）

翻図10ウェザールーティング（最適航路計算）例

示画面を示します。

図11先端ナビゲートシステムによる授業風景

長ずるシステム」の第1段階であると考え

この他、気象・海象情報表示、船舶情報ています。

の時系列表示、表示画面制御》ファイル管

図11は本システムについての授業風景

理、ユーザ管理、Web会議等の機能等をですが、今後は本システムで学んだ学生達有しています。

が船舶職員、運航管理者、海事技術者や研滋雨設問は、大学設置のサーバーを中心究者として、次の世代を担っていくことにとし、航海中の汐路丸とは衛星回線（海洋なります。船を取り巻く海事社会への貢献

ブロードバンド）、各陸上基地局と着岸中や海事技術のさらなる発展への寄与を期待の汐路丸とは公衆回線によるインターネッ

しています。

ト網にて接続し、VPN（Virtual

Private

今後は、利用する情報や関係する船舶を

Network）を構築しています。大学内では、増やし、海上交通流解析や船舶性能解析に専用のイントラネットにて構築していま関するこれまでの研究成果をシステムに組す。

み込んでいくことで、第2段階へと進んでいく予定です。

4

システムの発展

最後に、縦長の東京湾の現況を縦型モニ

先端ナビゲートシステムによる各種情報

タに表示した画面を、図12に示します。

の統合的管理・解析等により、他では類を見ない実践的な教育・研究を行い、海事関連分野へのさらなる貢献を目指しています。また、表1に示したような関連分野における教育・研究・開発を推進し、その成果を本システムにフィードバックすることにより、システムを成長させ、有機的に発展させられるように、設計段階から拡張性の高いシステムの構i築を目指してきました。現在の先端ナビゲートシステムは、「成電波航法

No．52（2010）

一61一

図12

東京湾の現況表示

一62一

JACRAN，No．52（2010）

特別研究会高エネルギー加速器研究機構及び産業技術総合研究所の紹介
電波航法研究会

1

はじめに

2．2．1

平成22年11月19日に、電波航法研究会

事務局

放射光源加速器（PFリング）の紹介の特別研究会を実施した。本年は、16名

放射光科学研究施設（PF：Photonが茨城県つくば市にある大学共同利用機

Factory）の放射光源加速器（PFリング）

関法人高エネルギー加速器研究機構（午は、1982年に完成し、X線領域の放射光前）及び独立産業法人産業技術総合研究が利用可能な世界初の本格的専用光源で所（午後）を見学した。

ある。放射光とは、高エネルギーの電子が磁場の中を運動するときに発生する電2

高エネルギー加速器研究機構

2．1

磁波のことである。PFリングは、周長高エネルギー加速器研究機構の紹介

187mの楕円形の加速器で、その中に電子

高エネルギー加速器研究機構（KEK：を入れて加速させることで、電子から放Kou

Enerugikasokuki

Kenkyuu

kikou）

出される放射光を測定している。電子のは、最先端の大型加速器を用いて、宇宙速度によって放出される放射光は異なっの起源、物質や生命の根源を研究していている。

る。KEKは、1955年に東京大学原子核研

見学時、PFでは、加速器から発生する究所として設立し、2004年に大学共同利

波長の短い（エネルギーの高い）放射光用機関法人として発足した。KEKでは、を使って、物質や生命がどのような原子

毎年、国内外から約5千人の研究者が訪れ、の並びで成り立っているか、どのように放射光源加速器（PFリング及びPF−AR）、

電子が運動しているのか等、物質や生命

電子・陽電子衝突型加速器（KEKB）、電のしくみについての研究が行われていた。

子・陽電子線形加速器等を用いて、物理学、化学、生物学、工学、農学、医学、薬学

2．2．2

等の幅広い分野の研究を行っている。こ電子・陽電子衝突型加速器（KEKB）の紹介

れらの研究成果は、新材料の開発、新薬

電子・陽電子衝突型加速器（KEKB）は、の開発、医療への利用等、様々な分野に

1973年に小林誠氏と益川敏英氏が提唱し応用される。

た「クォークが6種類存在すれば、それ本文では、今回見学した放射光源加速

らの遷移を通じてCP対称性の破れが自然器（PFリング）及び電子・陽電子衝突型に説明できる」という理論（小林・益川

加速器（KEKB）について紹介する。

理論）を検証するために設計された衝突型加速器である。クォークとは、陽子や

電：波航法

Nα52（2010）

一63一

中性子を形成する最小の素粒子のことで、

CP対称性の破れとは、粒子と反粒子の性質に違いがあることを意味する。なお、反粒子とは、質量が同じで反対の電荷を持つ粒子のことである。

KEKBは、地下約11mに掘られた一周
約3kmのトンネルの中に、電子用及び陽電子用の二つのリングが並んで設置されている。それぞれのリングの中を電子ビー

ムと陽電子ビームが光速に近い速度で逆方向に走っており、リングが交わる1点で衝突するように設計されている。別々のリングに注入した電子と陽電子を衝突させることで、B中間子と反B中間子が生成される。中間子とは、クォーク1つと反

図1

Belle測定器

クォーク1つから成る粒子のことである。

氏、益川氏のノーベル物理学賞受賞へと生成されたB中間子と反B中間子は、7種類の検出器から成るBelle測定器で測定繋がった。

KEKBは、更なる精度の向上を図るたされる。表1に7種類の検出器の種類と測め、2010年6月に一旦運転を停止し、3年定項目を、図1にBelle測定器を示す。

後の運用を目指し、高度化が進められて
表1

Belle測定器で使用される検出器いる。

超伝導ソレノイド電磁石

測 定
粒子の運動量超前後方カロリーメーター

ビームの衝突する頻度

電磁カロリーメーター

光子や電子のエネルギー

改修工事中であったため、リングが取り粒子の速度
シリコンバーテックス検：出器 B中間子の壊れた位置

外され、扉が開いたBelle測定器の全体を検出器

施設見学では、運用中のKEKBを見ることはできなかったが、高度化に向けた

飛行時間カウンター

見ることができた。

シリカエァロジェルチェレン
π中間子とK中井子
Rフカウンター

ミュー粒子瑠中間子検出器 ミュー粒子と瑠中間子

3

産業技術総合研究所

3．1産業技術総合研究所の紹介

KEKでは、1999年6月から2010年6月

産業技術総合研究所（AIST：Nationalの間、KEKBを用いた観測実験が行われ、2001年にB中間子と反B中間子の崩Institute

壊に時間差（1／1×1012秒）が生じることandを発見した。この発見により、小林・益技術院の15ヶ所の研究所と計量教習所が川理論によるCP対称性の破れの説明が正統合・再編され、2001年に設立された。

しいことが明らかになり、2008年、小林AISTは、日本の産業を支える環境・エネ

一64一

of

Advanced

Industrial

ScienceTechnology）は、旧通商産業省工業

JACRAN，No．52（2010）ルギー、ライフサイエンス、情報通信・エ

計測標準研究部門で作り出された計量標準

レクトロニクス、ナノテクノロジー・材料・が、国内の計測の標準となる。

製造、標準・計測、地質の6分野の研究を

また、日本の計量標準を諸外国の標準と行う公的な研究機関である。本部を東京及同等にするため、日本の計量標準を国際的びつくばに置き、つくばセンターを除く全に統一する必要がある。そこで、国際度国8ヶ所にそれぞれ特徴のある研究を重点

量衡委員会（CIPM：Comit61nternational

的に行う地域センターがある。表2に地域

desセンターを示す。

の同等性を確認するための国際基幹比較を

Poids

et

Mesures）で各国の計量標準

1999年から実施している。

表2
センター名

北海道センター
東北センター

地域センター
研究内容
密閉型組換え植物生産システ?凾pしたバイオプロセス

3．1．3

Z術

研究室では、電磁界精密測定技術の開発と低環境負荷化学プロセス技術

中国センター

四国センター
九州センター

計測標準研究部門の中にある電磁界標準電磁界計測に用いられるアンテナ標準の校臨界副都心センター バイオ・IT融合技術
中部センター
先進製造プロセス技術
関西センター

電磁界標準研究室の紹介

正を行っている。

蓄電池の材料開発、再生医療
木質系バイオマスエネルギーの見学では、10MHzから110 GHzの周
波数範囲における高周波電力標準及びZ術開発

30MHz以下のループアンテナ標準の校正

バイオマーカーを用いた健康光について説明を受けた。

x援技術の開発

w技術

高周波電力標準の校正には、図2に示す

生産計測技術、水素エネルギー

カロリーメーターを用いている。

ﾌ技術開発

本文では、今回見学したつくばセンターにある標準・計測分野の計測標準研究部門
及び電磁界標準研究室について紹介する。

畷

3．1．2

計測標準研究部門の紹介

計測標準研究部門は、計測の基準（計量標準）を作り出すための研究及び技術開発を行い、計量標準を社会や産業界に供給している。計量標準は、長さ（m）、質量（kg）、時間（s）、電圧（V）、温度（K）、高度（cd）、物質量（mol）の7つの基本量が基礎となっている。これらの7つの量を基礎単位とい

図2

い、電力（W）や速度（m／s2）や照度（lx）

等は、基礎単位の結合によって定義される。

電波航法

No．52（2010）

一65一

高周波電力標準校正で使用されるカ
ロリ一指一腹ーカロリーメーターとは、熱量を介して直流電力と比較することで、高周波電力の精高エネルギー加速器研究機構
・所在地

密な測定ができる。カロリーメーターの大〒305−0801

きさは、拳大程度で、3重のジャケットと茨城県つくば市大穂1−1
・ホームページ

呼ばれるカバーで覆われている。また、原子とマイクロ波との相互作用を利用した次

http：／／www．kekjp

・常設展示施設の見学

世代型電力標準の研究も行われている。

午前9：30〜午後4：30

ループアンテナ標準の校正には、3アン※施設見学について事前の申込が必要

テナ法を採用している。3アンテナ法とは、3本のループアンテナのうち2本を用いて、です

異なる3通りの組み合わせでアンテナ間の伝送特性をそれぞれ測定するものであり、産業技術総合研究所

3回の測定結果から3本のループアンテナ

・所在地の磁界アンテナ係数を算出する方法であ〒305−8568

る。他の校正方法として、基準アンテナ法

茨城県つくば市梅園1−1−1や送信基準アンテナ法が挙げられる。これ

・ホームページ

らの校正方法は、3アンテナ法より比較的

http：／／www．aist．gojp

簡単な測定方法であるが、校正精度が3ア

・常設展示施設の見学

ンテナ法より劣っているため、校正精度を

午前9：30〜午後5：00

3アンテナ法の精度と同等若しくはそれ以※施設見学について事前の申込が必要です

上にするための研究が行われていた。

4

おわりに今回の特別研究会は、高エネルギー加速器研究機構及び産業技術総合研究所の最新の研究について見学させていただいた。また、施設見学後には、両施設の常設展示施
設も見学させていただき、非常に有意義な特別研究会であった。

最後に、今回の見学の手配・説明等してくださいました高エネルギー加速器研究機
構及び産業技術総合研究所の皆様に心より御礼を申し上げます。

一66一

JACRAN，Nα52（2010）

電波航法研究会
Recordofwork

carriedout

Aids

Navigation

toby

平成22年度事業報告
theJapaneseinfiscalCommittee

for

Radio

2010

電波航法研究会事務局
Secretariat

総会

oface

of

the

JACRAN

研究会

平成22年度総会は、平成22年5月24日

1．第1回研究会は、平成22年5月24日、14時から国立大学法人東京海洋大学越中

国立大学法人東京海洋大学越中島キャン

島キャンパス越中島会館で開催された。会

パス越中島会館で総会に引き続き開催さ

員総数91名のうち、出席者10名、委任状

れ、海上保安庁交通部整備課長高橋敏

提出者44名の計54名であり規約第10条第男氏から「航路標識の現状と展望」、同4項の規定により総会は成立した。各議題

交通部安全システム開発室主任安全シの審議結果は次のとおりであった。

ステム開発技術官野口英毅氏から「第1．平成21年度事業報告が事務局により17回IALA総会について」及び、株式行われた。

会社昭電技術開発部長柳川俊一氏から

2．平成21年度会計報告及び監査結果の「雷害とその対策」と題する講演が行わ

報告が事務局から行われ、承認された。

れた。出席者は35名であった。

3．平成21年度会長選出に関して立候補者がいなかったが、水洋会

中村氏から

2．第2回研究会は、平成22年8月27日、の推薦で林会長の留任が満場一致で了国立大学法人東京海洋大学越中島キャン承された。副会長については立候補者、

パス第1実験棟で開催され、テーマを「電推薦者がいなかったため、会長からの推子タグ」及び「先端ナビゲートシステ

薦で長岡二二及び新田太久三氏の両名ム」とし、株式会社MTI技術戦略グルーの留任が了承された。なお、各幹事の委

プ物流ソリューションユニットSTO粟嘱については事務局案のとおり了承され本繁氏から「RFID物流応用の現状と今た。

後」、東京海洋大学具滋永氏から「RF−ID

4．平成22年度事業計画案について事務を応用した海上安全管理」及び、東京海局から説明が行われ、原案どおり承認さ

洋大学庄司るり氏から「先端ナビゲー

れた。

トシステムの概要」と題する講演が行わ

5．平成22年度予算案について事務局かれた。講演後は、東京海洋大学海洋工学

ら説明が行われ、原案どおり承認された。

部が構築した先端ナビゲートシステムの見学が行われた。出席者は35名であっ
た。

電：波航法

No．52（2010）

一67一

3．第3回研究会は、平成23年2月4日、会員数

平成23年3月1日現在

国立大学法人東京海洋大学越中島キャ正会員25名47口

ンパス越中島会館で開催され、テー個人会員

マを「交通運行支援」及び「電子海13名（13名のうち年会員8名、終身会員5名）図」とし、海上保安庁交通部整備課安全システム開発室主任安全システム技

推薦会員

18名

術官野口英i毅氏から「Vessel

特別会員

37名

計

93名

TrafacManagement」、電子航法研究所長岡
躍出より「航空交通管理（ATM）につ

会員の異動

いて」、日本水路協会菊池眞一氏より「電子海図基準（S−101）の開発状況」、

入会

正会員

日本水路図誌株式会社

及び海上保安庁海洋情報部技術国際課

入会

個

石倉

海洋研究室主任研究官小森達雄氏から

除名

正会員

人

歩

測位衛星技術株式会社「電子海図（ENC）の国際動向について」と題する講演が行われた。出席者は37名であった。

特別研究会（見学会）

平成22年11月19日に茨城県つくば市の高エネルギー加速器研究機構及び産業技術総合研究所を見学し、高エネルギー加速器研究機構では加速器等の説明を受け、産業技術総合研究所では機器の計測・校正等の説明を受けた。参加者は16名であった。

幹事会
幹事会は、平成22年4月19日、5月24日、8月27日、平成23年2月4日、に開催され、事業計画、講演テーマ、会誌発行等について審議が行われた。

会誌等発行
会誌「電波航法」第52号を発行した。

ホームページで、研究会資料の掲載を
行った。

一68一

JACRAN，No．52（2010）

電波航法

ELECTRONIC

平成23年3月18日

印

平成23年3月25日

NAVIGATION

刷

REVIEW2010

発行Nα52

編集・発行電波航法研究会
Japanese

印

刷

Commitee

for

Radio

東京都千代田区外神田6−3−3
日本印刷株式会社

Aids

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海上機器営業部〒167−8540東京都杉並区荻窪4−30−16藤澤ビル
電話（03）6832−1807（ダイヤルイン）

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ファックス（03）6832−1844平成二十三年三月十八日印刷
平成二十三年三月二十五日発行

電

波

航

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電波航法研究会

発行