遭

︐

鳳
︑

声

t

∩旨

η朝也

堀・・

♂島
㌧1〜

昌謡

y

イ

ー

ド
一

講賦

な

ぐ

l

l

一・k

ff

1蟻

隻

メ
︑

筆

瀞鮮へ，

1雛

く

一

一

i〜1rl、♪

馬

噛

凶
弾殉

b

戸
〜 L∫｝

f

@，

尊、

F

φ

ζ

〜

窮

鐡

亀

蝦欝

一μ一纏葺

騨

洲

η

ト

︾ ー

壱

一髪り 醤
離ーー

t

簸議漉

1
ぢ慣
互

撫謎： 轡
㌧

ーーr−ρ

硬

ノ

撮

一

〆 1い

一

難

∫へ㌔ノ

1

9㍉
k
ト心φ

㌦

昏 ︷

︐
し

話一評

配

塊︑

ー匹 ー −

︑㌦畦﹂一曜貿鐸一難あーー離隔

撃

聾

■㌣㌔

︑

ーーー繍灘蹴

︶一鼠

i

毎

／1

1㌧；・

「ず｝

㌦

1

観∴∵隔い｝四
1

←

懸

儲聾

；難
、

噂

囚

η

置

礁

㌔
p疋

︑

柾

1

罫
♂霜

灘

‡
皆

5

噌

1≦

鷺

↑い舜

型

轡1誘
∵嚇∴

総懸葺
い誤」

鑛

読
1

｝騰∵、煮

難 総懸鎌歎継・

㌧

搾機

遮

撰

辞

v！〜♪へ
嘱

爆鵡
i

11

色

字

毒

〔㍉ぐM い径慨世

肝

厄総

噛

か

㌧

吸
r賠
＼

斤

イ1

M

ガ
ガ

ベペ戸㌧1三ご

露

5

k

高ノ∫ρ

写

門丁

き

rド緒
でゾ馬イイ 『聾緒
矩
矩

竃

yvρ

灘配

1

入監
入監

広
ヤ

〜
〜

・∫
卜

、ず

∫†

雛漁
骸 ザ

、

戸

ず、奪・ま
ず・今

ず

紬

■

・

丁

㌔竃

．罵

蕪

麟

ld

1

〜嶋・
ヤ

素罐
鉾
麓漢

紺わ

Ψ、

5
蓋

留

講群、β

卜

や党

難

㌻

r憩

︑諒まコ ボ

懸

購
隔

一難一腸一
置
畏

難

鶴

輪

鯉

眠

yあ

無

髄

声；鰯
で

熱

P

顕

㌧燵

〆凶ど

漆

雛

瓶

露

自

響 ご

㌶

1総欝欝

叔 レ ｝π
叔

ヤ

杢

．
ノ

1

姐

∫、

♪磯

〜

ポ

︑

り

、

ζぺ

ポ

ノ

乱

ぞ

博㌦

・偽幽い

｛

ル、

氏

β

襯鰻灘螺

濡

と諏
「

帆t
田

マ

，

詫

馬

F

腹

難鹸

＼
一

慧

羅

◎

9

ヒ

弩1μ

♂v

欝欝1離

◎

灘翼鑓鵡購綴齢1欝欝劉1：！
？㌃

薗

心

9
躍

㊧
■

㊧

㊤

膨

縁灘灘

デッカ受信機○高精度、高感度
○高信頼度

○表示方式
（レ

一

ン：デジタルセンチレーン：デコメータ）○自動レーン設定○御要求によりデータ処理
装置との結合が可能です○小型軽量く18kg）○低消費電力（36W）

当社で別途賃貸中のセナープロッタ（SE−3A型またはSE−3B型）と組合せて

r︸l

漁獲効率の上昇、経済的な運航、安全航行等に利用されております。

琶）セナー弁が釜遼社

東京都千代田区内幸町2−1−1

TEL（03）506−5331（代表）札幌営業所

札幌市中央区南1条西1−1（東ビル）

TEL（011）231r8421（代表）

仙台営業所

仙台市中央2−8−16（仙台東京海上ビル）

TEL（0222）63−0171（代表）神戸営業所

神戸市生田区栄町通3−11（大栄ビル）

TEL（078）331「7292（代表）福岡営業所

福岡市中央区天神1．一14−16（不銀ビル）

TEL（092）71i−1451（代表）

本

「目

次一

CONTENTS
巻頭言創立25周年に当って……・…………・…………・・……・・副会長庄司和民…（2）Foreword．

噛Foreword

Vice・President

Kazutami

SHOJI

研究調査
ResearchandInvestigation

船橋シミュレータJAT−34

Navigation

Bridge

NBS・・…………・…・……．………………………・・安Simulator，

JAT−34

NBS

田義

Yoshinori

則…（3）YASUDA

IHI操船シミュレータ……・・………………………・…・……・………・…………西岡

IHI

NISHIOKA

Ship

Maneuvering

Simulator

Toshitaka

敏

孝…（9）

松浦由次
Yoshitsugu

MATSUURA

タービンシミュレ｛タによる機関部の操作訓練……………・………………・石谷憲一郎…（17）Operatlon
byTraining

Using

of

TurbineEngineers

Plant

．

Kenichiro

ISHITANI

Simulator

航空機衝突防止装置開発の現状…・・……………・………・・………・……………船 津 忠 平…（22）Present Status of Development of Airborne Collision
Chuhei FUNATSU

Avoldance
ActiveRecentSystem平田．俊清
Toshikiyo HIRATA

BCASの研究経過と今後の課題……・…・………・・……・…………・…岡 田 昂 三…（29）and Future Researches of Active BCAS．
Kozo OKADA

海上交通シミュレーション・・…………………………………・∵一……………・杉 崎昭 生…（35）On the Marine Traf且。 Simulation
Akio M．・SUGISAK：1

海外資料紹介Abstructof

Foreign

Paper

Abstractof Forign Paper StatO of Experimehtations and Program
Development of piHerential OMEGA in France……・…・…・…・…………・・G・NARD…（．40）（抄訳 森脇憲治）
フランスにおけるディファレンシャルオメガの実験と開発計画

ofReport

on

MICRO

the

Results

OMEGA，

a

of

More

than

Form

of

Dlfferential

Five

Years

of．

Testing

OMEGA・……・…………・…A．

L．

（抄訳
Di仔erential

OMEGA

in

the

Air

Tra缶。

Comstock…（44）W．A．

マイクロオメガめ実験結果について
contr61

国内航空交通管制とディファレンシャルオメガ

Enviroment…………・・……・H．

（抄訳

Rounion森脇憲治）
G．

Miller…（46）

森脇憲治）

4

巻

頭

言

（FOREWORD）

創立25周年に当って副会長庄司和民
Kazutami SHOJI

Vice．president

電波航法研究会も創立25以来年経ったという。現松行会長が海上保安庁ご在職の頃，

是非このような会を作っていただいて，製造者と政府と使用者の3者が，共に討論して我が国の電波航法を発達させる必要があるとお願いに行ったのは，つい数年前のような気がします。

しかし，爾来4半世紀，電波航法の発達は目覚ましいものがあります。殊に最近の5年は，それまでの20年にも匹敵するような勢いで発展し，さらに研究開発がすすめられております。特にコンピュータ技術の発達とその応用は，電波航法の部門にも大きな変革をもたらしつつあります。NNSSは劣論のこと・レーダ情報の処理やオメガ受信機，そして航法装置はいうに及ばず，操船機器にさえコンピュータが組み込まれる現状であります。

電波航法研究会も，単に電波を使う単一のシステムに限らず，広く電子機器を用いる装置として，ハイブリッド装置や，操船装置も含めた運航システムまで研究を拡げる必要があると思います。また勿論ハードウェアに限らず，ソフトウェアの研究も必要であります。

このことから，電波航法研究会も，電子航法研究会といってもよいような分野に拡大することが大切ではないかと思います。4半世紀たった今日，創立当初の精神にたちかえって反省してみることが必要かと存じます。それは，最近各パートにおいての研究がすすんだ半面・互いに連携なく独走した研究が多く見受けられ，初心にかえって，製造者，使用者そして政府が，一体となって有機的に，手をつないで研究する必要が，再び見なおされなければならないことと共に，心すべき点ではないかと思うものであります。

次の4半世紀に向って，電波航法研究会が，ますます発展し，その使命を果すことを熱望してやみません。

一2一

電波航法Electronic
rNo．21

Navigation

Review（1977）

ResearchandInvestigation

船橋シミュレータJAT−34

NBS

日本無線株式会社

Navigation

BridgeSimulator，

JAT−34

安

田

義

則

NBS

｝噛

Japan

Radio

Co．，

Yoshinori

Ltd．

YAsuDA・曜︑

1．

らゆる形の表示を出力として得るように考慮されたもの

まえがきである。したがって，アイドホールを利用したディスプ

現在，船舶は巨大化，高速化，及び専用化が進んでいレイは，できる限り柔らかなシステムとし，ソフトウェて海上交通の混雑とあいまって，運航上幾多の問題を提アの駆使によってあらゆる種類の航海シミュレーシ。ソ

供している。そして，それらの問題を内包したまま自動を可能にしている。

化もまた進行しつつある。このようなときに，船舶の運航に関する技術を高めるためには，在来行われてきた，

3．機

シミュレータを固定化しないように，次の四つの機能

机上の教育と実勢の実習のみでは果し得ない面があり，これを解決する一つの方法として，シミュレータによるを基本的に有している。

教育や研究がクローズアップして来た。特に船橋は船舶（1）

デバイスモードのシミュレーションの運航管理技術の中枢と考えられるところであり，この船舶運航に関するシミュレーションのうち，ディような船橋シミュレータを使用することにより，船橋にスプレイとして，アイドホール投影装置を利用しておける運航管理技術の開発の従来より容易に行うことカミ行われるもので，一般にリアルタイムのシミュレー
ショソである。

でき，船舶システムの分析と同時に，分析結果の総合も容易に行えることとなる。したがって，この船橋シミュ

（2）

．邑b

シミュレーションを行い，その状況を大型スクリーンにプログラムモードシミュレーション

フォートランに類似した言語によってプログラさ

レータは，単なる実景シミュレータによる操船訓練を目れたバッチ処理的シミュレーシ。ンである。

指すものでなく，船舶システムの個別または総合機能の

σ

能

（3）

実験装置等のデータ処理及び入出力制御

アイドホール装置によって映しだし，運航管理者として航法装置その他の実験計測装置よりの入力をもとの客観的判断力を着けることを主眼としている。また，にして，オンラインのシミュレータとして働かせる

あらゆる航海機能を自由な形でシミュレーシ・ンするこものである。

とによって航海技術の研究開発も可能であると考えられ

（4）

的

2．

バッチ処理

千差万別の船舶運航技術関連プログラムの処理で

る。

ある。

目

この船橋シミュレータの目的は，船舶の船橋で行われ4．構

成る運航管理技術の教育と研究にある。すなわち，類似す

シミュレータとしての全構成システムは第1図，演算

る名称の他のシミュレータが，外景のビジュアルシミュ

処理システムとしての構成は第2図に示すとおりであレーシ。ンを行うものであるのに対して，このシミュレる。

このシステムは次の諸装置で構成される。

ータは全く趣を異にし，船舶というシステムのシミュレ
ーシ・ンを自由にプログラム入力することによって，あ

（1）

一3一

船橋装置（学生用コンソール）

N！昏へK

幽螺輕窒

劃

◎塗鰐︐

〃

／

！／

︐

︿卜Kお臥tム
〃

4口

oO

区H綜

！／

一気一1申一爪載

O

ぜ

漣窒
r

︑

＼慰

7

■

叫於駅勾 等黛H昏ヘミh匙

OO﹃﹃・ε︵の︒︒層︒qlo︒っ㊦︑署OO＜h︶

〃

魍螺鯨鋸州

魍無i紙や恥Wや依躍蝋RヨK→爪b曝咽蝋騨尽趣忘

一4一

卯る鯉襲
ミー養Σヤト．〃

OO

三三．＝露罫酎計Nム奏厨b亭音O＼HO／﹃

アイドホールρ

5

カラーカメラ

6

ビデオ卓

スクリーン

カラ・一モニター

グラフィック％ネレ絶ター︒

教官制御装置

船

橋

装

置

（学生用）

入出力装置
PTR

300

S

PTR

、50字／S

映像処理装置1／0
10字／S
タイプライター

F

AGOM

U−200

（24KB）

蓉

2フ

μ・

ー

0イ

／タ

ディスク

2．5MB

、カードリーダ

300Sheet／h1

ラインプリンタ

360Le／

440L面

覧

主演算装置
FAGOM

230−

28S

X−Y
プロッタ

グラフイックデイスプレイo（65KB）

ディスク

17．7M
ページファイル

1MB

第2図

7．5ms

KB／S

船橋シミュレータブロック図（2）

教官制御装置（教官用コンソール）

（5）

（3）

アイドホール投影装置（6）映像処理装置（FACOM（4）入出力装置
4．1

260

グラフィックゼネレータ（スキャンコンバータ）

ア．演算装置イ．データ入出：力装置

1／0ラック1ウ．ディスクカートリッジ

4．21／0ラヅク2

一5一

U−200）

目

エ．入出力タイプライタ項（7）主演算装置（FACOM．230−28S）

諸ア．中央処理装置

1．電イ．タイプライタ装置

2．初期位置パネル（1）自知位置設定

ウ．入出力装置

源

各部の機能

3．制御『パネル

5．1船橋装置
船橋装置は自船の船橋機能のうち操船に必要な速力，

また，自船の運動性能については教官制御装置及び入（1）時間．短縮比

1〜999（2）タイプアウト時間

0FF，5分，10分

ぐ

針路等の運動諸元を設定することができる。

4．自船パネル（1）最出力タイプライタで設定された船種の操船性能ソフトウ
ェアで処理できる。

（1）操舵制御
操舵のシミュレーションができ，その最：大舵角は左右40。である。

高速度

0．1〜50kt（2）最高プロペラ回転数

1〜300rpm（3）舵角応答時間

O．1〜9．9sec（4）後進速度比1〜99％（5）エンジン整定時間

1〜999sec

5．他船パネル1（2）機関制御（1）針（2）速電気式エンジンテレグラフと同様の段階で速度設定ができる。

（3）針路指示器

路度

0〜360。

0．1〜50kt

6．他船パネル2（1）針（2）速出船の針路を指示するシングルスケールのコンパ
スレピ一角である。
プロペラ回転計7．

叡山，逆転について0〜300rpmのプロペラ回転

（1）潮
イ）方
ロ）速

数を指示する。

（5）舵角指示器

路度0．1〜50kt

気象海象パネルイ）方による取舵角を指示する。

流
向度

0〜360。

0〜9kt（6）速度計き

向

0〜360。

さ

1〜9

向
速
浪
向

0〜360。

さ

1〜9

♂

ロ）大
（3）風

前進，後進について0〜50ノットの自船対水速度

イ）方
ロ）風
（4）波
イ）方

を指示する。

（7）オートパイロット制御器
オートパイロットによる針路を設定する機能を有
する。

ロ）大

き

教官制御装置

教官制御装置はコンソールデスクタイプとし本装置

0〜360。

（2）波

取舵，面舵について0〜40。及びラダーホイール

5．2

緯：度0〜90。NS（2）他船1相対方位 O〜360。
（3）他船2相対方位 ．0〜360Q（4）他船1相対距離 O〜20000m（5）他船2相対距離 O〜20000m

力．オフライン装置（4）

ON−OFF

経度0〜180。EW

工．ディスクパック装置

オ．ページファイル装置

5．

元i薦

8．計器パネル（投写装置を除く）全体の電源の投入運動諸元の制御を行うもので演習を開始するに先立って教官が自船の運動特性（最大速度，時定数，旋回率，遅れ時間等）の設定と目標となる2隻までの他船の船種，針路，速力の設定及び自船，他船の初期位置の設定並びに演習海域の気象条
件の設定を行うことができる。

0〜360Q

前進0〜50kt
後進0〜50kt（2）回船針路計

O〜360。

（3）他船1針路表示器（4）他船2針路表示器（5）他船1速度表示器（6）他船2速度表示器

0〜360。

器一6一■（1）庭訓速度計（7）他船1相対方位表示
教官制御装置前面パネルで次の設定ができる。

o〜29m／sec

0〜360。

0．1〜50kt
O．1〜50kt
O〜360。

目

諸項（8）他船2相対方位表示

元

備考

器
（10）他船2相対距離表示器（11）時間表示器（5）上記（1）〜（4）項迄の各回路を作動するための各

0〜360。

種電源装置。

器（9）他船1相対距離表示

発生するための論理回路。

（6）データ信号の入出力はすべてパッチパネルにより0〜20000m

集中処理される。パッチパネルは入出力装置のラッ0〜20000m

クに組込んだもので，船橋装置，教官制御装置及びグラフィックジェネレータと入出力装置との中間に

日，時，分，秒使用し，デバイスシステムの特性諸元の変更，プ冒

グラムの変更に容易に対応し得ると同時に調整並び

5．3投写装置に整備が容易にできる。また，各種制御装置の入出（1）順次式カラーナイドホール

力及びインターフェース信号を系統別に配置し分配

順次式カラーアイドホールは，フィールド順次カ接続できる。

ラー信号によるカラーテレビジョンの映像をスクリ

5．5ーンに拡大投写する超大型テレビ投写機とし，その作動はビデオ信号によって制御される油膜面上の凹も凸に，別光源から高輝度の照射を行い，その散乱光をシュリーレン効果を利用して，スクリーンへ投写する方式のものである。

U−200を中心として生船及び他船の運動方程式の演算，各回の位置及び相対方位，距離の計算，標準航路の計算が行われ，その結果を自船及び他船の位置情報としてグラフィクジェネレータで処理される。

（2）順次式カラーカメラ（1）

順次式カラーカメラは，赤，青，緑，3の原色にグラフィクジェネレータ

グラフィクジェネレータは電子計算機からの情報よるフィールド順次カラーテレビ方式で色忠実性のを蓄積管に記憶させ，カラーアイドホールからの制良い高感度，高解像度のカラーカメラで背面となる

御信号によりテレビ走査モードのカラービデオ信号

地形（海図），浮標及び天気図等を撮影しカラーアイ

としてカラーブイドホールへ出力し，スクリーン上

ドホールと結合してスクリーンに投写する。

に投写するものでキーボードが付属し（ビデオ卓に（3）順次式カラーモニタ

配備）カラーモニタで監視しながらキーボードの操

カラーモニターはシャドウマスク3電子銃受像管作によってカーソル制御，1字削除，挿入，1行削を使用した順次式カラー信号を受像するモニタで，赤，青，緑，の順に送られてくる映像信号を電気的に同期させ，順に切換でブラウン管を動作させ表示

除，挿入等の編集を行うことができる。

（2）映像処理装置
主演算処理装置からの情報と船橋装置，教官制御する。

装置，1／0タイプライタからの情報を演算処理し変（4）ビデオ卓

忘してグラフィクジェネレータに与え，映像として︑ビデオ卓は順次式カラーテレビカメラにより海図制御する機能を有する電子計算機である。電子計算等を撮像し，グラフィックジェネレータTV映像信機FACOM

号と合成調整を行う。
6

映像信号の処理

映像信号処理は映像処理装置（電子計算機）FACOM

5．4入出力装置
入出力装置はラック形式の構造であって映像処理装置（電子計算機）と船橋装置，教官制御装置及び投写装置とU−200の内訳は次のとおりである。

（1）

中央処理装置

（2）

記憶装置

（3）

ディスクカートリッジ（2．5MB）（24kB）（3）データ入出力装置の各信号諸元の投受を行うための信号変換装置で次の機映像処理装置に対するデータ，プログラムの入出能を有する。

力を紙テープにより制御することのできる紙テープ（1）

せん孔読取装置である。

船橋装置及び教官制御装置における設定信号を映像処理装置に送り込むためのAID変換器。
（2）

映像処理装置からの演算データ出力信号をアナロ

グ信号に変換するDIA変換器。
（3）

（4）

アナログ信号から指示計器に指示するためのシン

読取速度

300字／sec

せん孔速度50字／sec

タイプライタ装置

映像処理装置に対するシミュレーションデータ入クロ角度信号に変換するA／s変換器。

力，プログラム入力及びその結果をタイプアウトす（4）データ信号の入出力に必要なすべての信号，コンる機能を有する。

トロール信号，バッファ及びシーケンス制御信号を

印字速度

一7一

10字／sec

5．6

主演算処理装置（3）台風発達過程シミュレーション

仮想記憶方式（Virtual

計算機FACOM

230−28Storage）を採用した中型電子（4）波浪の回折及び屈折シミュレーション

Sを使用し，コアメモリは65（5）操縦運動シミュレーション

KBであるが，ページファイルを利用することによって（イ）前後運動処理能力を飛躍的に高めたものである。
（1）

中央処理装置（2）

タイプライタ装置（ロ）変針運動（6）船体運動シミュレーショ、ン

磁心記憶装置65kB（イ）規則波中の運動
（ロ）

印字速度

（7）荷役シミュレージョン

20字／秒（3）入出力装置（イ）安全荷役

カードリーダ

読取速度

ラインプリンタ

300枚／分（ロ）

印字速度440行／分

X−Yプロッタ（9）船倉内空調シミュレーション

プロヅティング速度（10）石油ガス拡散シミュレーション

400ステップ／秒（11）漏水分離シミュレーション

F6234A（12）油流出シミュレーシとン（4）ディスクパック（13）

17．7MB（14）L．N。G．拡散及び火災シミュレーション

情報転送速度

260kB／秒（15）海上交通シミュレーション

アクセスタイム

75十15ms（16）海上交通管制シミュレーション

ページブァイル容（17）防災シミュレーション量1MB

情報転送速度

300kB／秒

アクセスタイム

7．5ms

6．3

カードパンチャ（3）＼

紙テープパンチャ

シミュレーションの応用例

水槽実験データ処理（5）

ロラン情報の処理（6）

オメガ情報の処理（7）ハイブリヅド航法処理（1）避航シミュレーション

6．4バッチ処理（1）航路選定計算（2）航路設計（3）船位計算

対船舶……衝突回避（2）

レーダシミュレーション
20v▽n

Ships

（3）離着岸シミュレーション
6．2

プロゲラムモードのシミュレーション（1）最適航路選定シミュレーション

天測，陸測，双曲線航法計算等（4）

方位距離計算（5）

船舶運動方程式計算（6）最適係留計算（7）載貨計算（8）三民ゲーム（9）熱管理計算（2）波浪発達過程シミュレーション

一8一壷

対陸地……狭水道航行

げ

6．1デバイスモードのシミュレーション

レーダ情報の処理（4）

このシミュレータは次の各項目の研究及び演習について応用できるものと考えられる。

実験装置等のデータ処理及び入出力制御（1）NNSSのオンライン処理（2）デッカ情報の処理（6）オフライン装置

6．

流出油火災シミュレーション

量

容

■

グラフィックデスプレイ

能率荷役（8ン貨物流通シミュレーション（1行360字）（5）

不規則波中の運動

電波航法Electronic

Navigation

Review

No．21（1977）

IHI

i操船シミュレータ
石川島播磨重工業株式会社．

西
IHI

Ship

Maneuvering

敏

孝，松

浦

由

次

Simulator

Ishikawajima．Harlma

Heavy

Toshitake1．緒岡Industries

NIsHloKA

Co．，

and

Ltd．

Yoshitsugu

MATsuuRA

1972年より操船シミュレータの建設に着手し，1975年

言

奪6月に稼動を始めた。その後ターゲットの増設，視界再近年，海上交通の薄白化と通航船舶の大型化・多様化

現装置の改良，主機シミュレーションプログラムの追加

により海難事故の増加が憂慮されている。

等の改良を行い，社内における開発研究用としただけでこのような情勢に対処すべく，海上交通システムの研はなく，乗組員の訓練用としても利用されるようになっ

究および乗組員の教育訓練を目的とした，操船状況を再た。

現できる操船シミュレータがオランダ，アメリカ，スウ

ここにIHI操船シミュレータの概要及び利用状況に

ェーデン，ノルウェー，西ドイヅ等の各国で建設又は計ついて紹介する。

画されている。

2．

IHIにおいては，1970年に操船シミュレータの机上シミュレータの構成設計を行い，概念仕様を作成したのを皮切りに，1972年

IHI操船シミュレータの構成はシステム構成図（第1に船の操縦性能シミュレーションプログラムを完成し，図）に示すように船橋部，視界再現部，計算部，設定表

操

主機

舵

輪

針路指示計

犀角措示計

船速指示計

主機回転数計iジャイロ・レピータ）

?cレバー

風

向

計

浴@速

計

設足表示部
︑

1
?eープ・リーダ

計算部

視界再現部

1）自船運動特性データ

相対運動計算Q）風圧計算データ﹁●

他船運動計算設足コンソール
1）自船初期値
Q）他船初期値
R）他船針路変更
S）島（ブイズーム・コントロール

D工P・コントロール
回頭・コントロール

記録部

jの位置

T）風，潮流，波CRTディスプレイ

自船／他船

ペンレコーダ

舵

角

j 路
ｬ 度

航跡プロッタ

紙テープ出力

自船／他船

舵

角

@航

j
ｬ

路
度

跡

頭角速度

D 位
椛ﾎ距離
椛ﾎ方位

パン・コソトロール︑

自船運動計算R）波浪外力計算データ

頭角速度

等
大型計算機

等

解析計算
第1図

システム構成図

一9一

図

図

コンピュ・一タ

CRT
設コ

主機
操縦レバー

渇e部

標

渇e部

3，000

︶

i他船

□襯ス・ンド7，000×

@

指示計器盤

uイ，

@

：旨目

Σ譜

スクリーン
物

︸

背景投影部

?@

@ン
閭¥
@ル

ジャイロレピータ
ロ

レーダ

PPI

航跡

φ

図

vロッタ

1，500

入日
5，000

9

2，5

00

4，100

14，600第2図

機器配置図

示部，記録部の5つの部分からなる。

シミュレータ室内の機器の配置は第2図に示すよう，にスクリーンをはさんで模擬船橋と投影装置が配置され，スクリーン上に投影される船橋前方窓からの視界により，実船と同様の環境のもとで操船を行うことができ
る。

2．1

舟臼

黍喬

音1〜

操船者に実寸に近い操船感覚をもたせるため，実船を模擬した船橋モデルを有し，内部の操船に使用する機器はすべて実機を使用した。

船橋の広さは幅：8．4m，奥行：4．1m，高さ：2．2m
第3図で，操船者に圧追感を与えないのに十分な広さとした。

模擬船橋室（写真）

船橋室内には第2図に示すように，操船用機器として
オートパイロット付操舵スタンド，コンパスレピータ，されている。これらについては後述する。

レーダPPI，主機操縦スタンド，舵角指示器，主機回転

船橋室は前方に大型のガラス窓を有し，後方は回船の計，船速計，風向計，風速計，エンジンテレグラフ受信

パネル写真をはり，実船の内部環境の雰囲気を高めてい器およびスチームホーン擬音装置が装備されている。操る。模擬船橋室内の模様を第3図に示す。

舵スタンドは，指令舵角指示ダイヤル，5倍バーニヤス

2．2

ケール付コンパス，回頭角速度指示計を備えている。レ

本シミュレータの一つの特長は視界再現部であり，実視界再現部

ーダPPIは現在シミュレータと結合されていないが，船に近い視界をカラーで再現し，特に相手船は姿勢の変

その他のすべての機器は実船と同様に使用できる。

化を含めて，広範囲の出会い関係を再現できる。

その他，船橋室内にはシミュレータの操作のための設

視界再現部は，スクリーン，背景投影部，物標投影部，定コンソールと，航跡記録のための航跡プロッタが配置

および波投影部からなり，複数のプロジェクタによるス

一10一

クリーン上での映像の合成により，操舵室前方の視界をの記録などがある。オンラ．イン計算処理のブローチャー

再現している。物標投影部として現在，他船用とブイ用

トを第4図に示す。各プログラムの機能は次のとおりでと各1台装備されており，他船1＋ブイ1又はブイ2の

ある。

（1）

物標のもとでシミュレーションできる。
（1）

建物の制限により・Rear

Projection方式の平面スクリ

位置をサンプリングし，割込の有無をチェックする。

ーンを使用した。スクリーンのサイズは幅7m，高さ3（2）mで，視角はレピータ位置で水平約100度である。

投影装置，航海計器等のコントロ・一ルデータを出力す

制限がなければFront

Projection方式の円筒スクリー

出力プログラムる。

（3）ンを使用し，画角は180度程度が望ましい。・

自船運動計算船体運動および主機のシミュレーション計算を行う。

（2）背景投影部

詳細は後述する。

上甲板投影装置と円頭背景投影装置の2台のプロジェ
等（4）他船運動計算

クタからなる。上甲板投影装置は船橋からみた自船上甲他船の運動計算および相対位置計算を行う。他船は動板を投影する固定映像で，自船の種類や載貨状態に応じ特性をもたないが，変針は新針路距離を設定して，任意てフィルムを交換できる。
︒

回頭背景投影装置は遠方の水路風景を投影する装置
で，自船の回頭にともない映像を相対的に左右水平方向の旋回径の円弧航跡をとることができる。他船は後述の設定コンソールで制御される。

に移動させることにより回頭感を与える。横長の投影フ（5）視界再現装置出力計算プログラム

ィルムを横移動により映像を移動させているが，フィル

出力プログラムのための前処理計算で物標の相対位置

ムの交換により，シミュレーションに応じた海域風景をより視界再現装置のフィルム・アドレスの計算，パン位

選択することができる。

置，ズーム位置の計算などを行う。

（3）（6）データため込みプログラム

物標投影部

操縦性能解析のためのデータを磁気ディスクに記録す

他船のように相対的な位置関係により形の変化する物
標を投影する他船投影装置と，ブイのように見え角が変るためのプログラムである。

っても形の変化を無視できる物標を投影するブイ投影装（7）CRT表示プログラム

置からなる。

CRTディスプレイにサイクルごとの自船および物標に関するデータを表示するプログラムである。

物標との相対位置関係により像の横移動，像の拡大・（8）航跡プロッタ出力プログラム

縮小・水平線からの沈み，見え角変化による形状変化がXYプロッタ上に自船および他船の航跡を記録するプ

再現され，任意の出会関係が再現できる。

像の横移動はパンテーブル又はパンミラーで，像の拡大・縮小はズームレンズで，形状変化は投影フィルムのログラムである。航跡上にはタイムマーカが記録される。

︑

ランダムアクセスで行なわれ，各々の装置は計算機はよ（9）り制御されている。物標の種類はフィルムの交換により他船の変針，速力変更，気象データの変更を行うプロ

データ変更プログラム

グラムで，設定コンソールからの割込みで実行される。

選択できる。
o

サンプリング・プログラム

クロックにより毎秒起動され，舵角および主機レバー

スクリーン〈4）波投影部
自照の船首波を再現し，画面に動感を与える効果を出

計算装置はディジタル計算機を使用し，中央演算処理している。16m／m映画方式で速度による像の変化はな

装置（語長：16ビット，主記憶24k語，サイクルタイ

いが，シミュレーションによりフィルムを交換して適当

ム：1．6μs），ディスク記憶装置（2．4M語），紙テープ入な船首波を選択できる。

出力装置：，入出力タイプライタ，プロセス入出力装置か

2．3計

算

ら構成されている。

部

計算部の機能はオフライン機能とオンライン機能に大2．4

更・表示，初期データの入力，初期情景の出力，オート

設定表示部

設定表示部は，設定コンソールとCRTディスプレイ

別され，前者には船型の選択，船型データの読込み・変とからなっている。

リセットなどがあり，後者はクロックにより毎秒起動さ設定コンソールは，自船の初期条件の設定，風・潮流・れるルーチンで，自・他船の運動計算，相対運動計算，波などの海貨条件の設定および変更，物標の初期条件のプロセス機器の入・出力量計算とアウトプット，データ

設定および制御，CPA（Closestの牽め込み，CRTディスプレイの表示，TCPA（Time

XYプロッタ

一11一

to

Point

of

ApProach），

CPA）の表示，シミュレータの起動・

・視界再現装置

CPA，TCPA
自弁運動特性デー

クロック

指示計器出力

タ

プロ

タル

ーブ

悪テ

船一

デ

グラム

自船運動計算
プロ

海象データ
一

他テ

船一

ブル

グラム

他船運動計

算

プ

ム

ロ・グラ

︒

テ

操船データ
海象デ。タ

サンプリング

出力プログラム

タル

一﹁ブ

デ

山足コンソール

視界再現装置CPA，TCPA

出力計算プログラム

表示プログラム

出力データ
テ

一

仮想CPA，TCPA

データため込み

ブル

プ

タみル
玉込イ
用めア

解たフ

析

CRT表示
プロ

グラム

ロ

グ

ラ

表示プログラムム

デー．タ変更航跡プロッタプログラム

出力プログラム

毒暮

1

航跡プロッタ
自船，他船，海象

デ

一

自船，他船

タ

航跡
︑

航跡プロッタ
データため込み
フ

7

イ

注

ル

＿ジ。ブの流れ

一一一→》

→
第4図

信号の流れ

データの流れオンライン計算処理フローチャート

た。

CRTディスプレイは，シミュレーション実行中に自2．5船および他船の船位，相対距離，相対方位などを刻々表

言己

金景

音B

停止のための機能がある。

記録部には自・他船の航跡を描くXYプロッタとシミ示する機能のほか，丘一ティリティ機能として舵の大きュレーション中の刻々の操船状況と船体の運動を記録す

さ・，舵の側面形状，操舵機特性値などを任意に変更する

る磁気ディスク装置がある。

ための機能，また磁気ディスク装置に記憶されている各

XYプロッタは海図に対応したスケ7ル設定と，一定

種船型群の中から対象船型とその運動特性データを選択

時間ごとのタイムマーカの記録，ブイ位置の記録などのする機能を持たせている。

機能をもち，AO版の大きさまで記録することができる。

これら設定表示部の機能を設定，ユーティリティ，データ表示の各機能別に第1表〜第

3表にまと

めて示し

磁気ディスクに記録されたデータは磁気テープに記録されて大型計算機による解析計算に使用される。

一12一

o

第1表

設定表示機能く設定）

第3表

〃

転数

deg

O．0〜360．O

deg

O．0〜99．9kts

選

択島一下×各5レ

初期設定のみ

ンジ

速

度

設

定

O．0〜99．9kts

詰

路

設

丸

0．0〜360，0deg

O，0〜360．O

deg

O．0〜99．9min

動作表示ランプ

点灯及び点滅

装置の動作
状態を指示

Omin Osec〜
999min 59 sec

1秒毎表示

融融

0．0〜99．9m
シ一

初期距離設定初期方位設定0．0〜9．9nm

示

数字表示管

〃

注1

〃

注2
0．00〜360。00deg±0．00〜90．00deg

O．00〜999．99nm

注1

〃〃〃〃〃

標

戸デ
レの可
ユ中更
ミン変
ショタ

物標デ

︷

物

deg

示

表

〃

O．0〜360．O

表〃〃〃〃O，0〜360．O

O．0〜99．9m

CTRコンソール関係

o．o〜99．9m／s

考

TCPA

過

0．0〜999．9ton．m

備CAP

輔翻興野擁興野雛灘

O〜999999HP〃〃〃〃〃〃

海象データ関係定定定定定定二三設設設設速向高向速向風風波波潮裁トルク設定〃

トルクー馬カー回

表示レンジ

項

絶置 船流行絶置 回船ホ木
船位〃
船位〃
船脚
経自対 自横走陰気 他他卵膜

定

deg

シ﹇
︻デ

設

初期設定のみO．0〜360．O

ユ中更力

0．0〜99．9kts

レの可
〃

馬

考

操作コン
ソール関係

主機モード選択

設定レ・ンジ

ミン変
ショタ

白船データ関係

初期速度設定初期針路設定目

備目

項

設定表示機能（データ表示）

注2
0．00〜360．00deg
O．00〜99．99kts

O．00〜99．99nm
O．00〜360．00deg、

1

指置

O．0〜99．9nm

針︻

第2表

変デ

タ

新針路距離設定

注1：N又はSOdegO．000min〜90degO．000min

3．

設定表示機能（ユーテリティ）
ム月

ヒヒ

目

機

項

PTRより読込，ディス

プット

クにストア
ディスク内の選択

船型データ選択
船型補助データ
変更
船型データ表示
自船データインプット

舵関係のデータの変更
選択申のデータを表示
設定データの初期インプット及び変更

O．000

min

シミュレーション・プログラム

CRT，

ラムは，できるだけ忠実に回船の運動特性を再現させる

PTR
CRT
CRT
CRT

ことが必要である。

IHI操船シミュレータでは，公用データ，水槽試験，大型模型船等により得られたデータをもとに精度の高い
シミュレーションができることに重点を置いた。

シミュレーシ・ン・プログラムは船体運動に関する部

ンで得られたプロペラ軸トルクにより両者は結合される。

主機シミュレーシ・ンは主機の種類に応じてスチーム

2．1．5参照

航跡プ
ロッタ

タービン・セミュレーシ・ン・低速ディーゼル・シミュ〃

PTR

レーション，中速ディーゼル・シミュレーションの3種

解析デー．タ出力

ビジュアル・計器及びデータの初期セット行類のプログラムが用意されている。

う

オペレーション機能

シミュレーショdeg

自船の運動性能を模擬iするシミュレーション・プログ〃

プット

初期情景出力min〜180

使用
機器

〃

プット

物標データイン
航跡プロッタ出

O．000

分と主機に関する部分とからなり，主機シミュレーショ

海象データイン

力

データインプット及び表示機能 データ
出力機能

船型データイン

注2：E又はWOdeg

示時の3．1船体運動シミュレーション・プログラム
船体運動計算は，船の操縦運動を水平面内の前後およスタート・ハシミュレーションの開始及び一時停止を行う

び横移動と垂直軸まわりの回転に分けて表わした非線型シミュレーショ
ンストッフ

シミュレーションを終了する

その計算に必要な諸係数はあらかじめ大型計算機で処理機器をイニシャル状態に自動的にセットすを手動にて視界再現装置
等をセットする為の機式は次のとおりである。

ンルト

オートリセット

したものが用いられる。船に固定した座標系での原方程能トマニュアルセッの連立微分方程式を逐次積分法により解く方法で行い，

遠回物）ψr両袖〃z劉）吻7＝E
＠＋〃2の砺＋吻＋〃2の砺7＝F

一13一

詳細は文献（1）を参照されたい。

（乃十玩）ナ＝σ

E：＝E丑十EB十Ep十Ew十E罪ア

3．2主機シミュレーション・プロゲラム

F＝増十ゐ十瓦7十恥十恥ナ

港内および狭水路内の操船では舵による操船だけでは不充分で，主機の発停，増減近回と組み合わせた操船がG＝G亙十GE十〇P十Gπ十〇w7十G唇砺
％，吻：速度の灘，ッ方向成分

行なわれており，操船シミュレータにおいても主機のシ7：船の旋回角速度

ミュレーションを含める必要がある。

粥，乃：船の質量および慣性モーメント

主機シミュレーション・プログラムは種類によりスチ％，物，1を。：詔方向2ッ方向の付加質量および付加慣

E，瓦Gームタービン，低速ディーゼル，中速ディーゼルの3つのプログラムに分れ，主機の過渡特性，ブレーキエアト

性モーメントルクの特性，クラッチ装備の有無等も考慮されている。

：船体に働く流体力の灘，Ψ方向成分およ低速ディーゼル，中速ディーゼルの違いは，申速ディー

びモーメント

ゼルでは減速ギヤおよびクラッチが装備されている。主

願・微係数幌器G・一斗機シミュレーション・プログラムのフローを第6図に示

サフィックスH，R，君㎎w7：船体単独，舵プロペラ，風および波
シミュレーション・フログラのフローを第5図に示す。

す。詳細は文献（6）を参照されたい。

4．シミュレータによる操船訓練
本シミュレータは計画当初は研究開発を目的としていたが，そのSTART後の改良を加えることにより訓練
プロペラ

位置の計算

逆転

回転方向

された。

正転

︸

舵力の計算

速度の計算

用としても実用できることが確認

ここに本シミュレータを操船訓
プロペラ逆転時の舵モーメント

練用として考えた場合の，訓練の方法，訓練の範囲を述べるととも

プロペラ逆転によるモーメント

D起RIVATIV￡によﾍ・モメントの計算に，1976年7月，9月，11月の3回，計15日間にわたり実施され，約120人の国内各社の船長が風外力の計算船尾流れの計算参加した，日本船長協会主催の本
シミュレータによる訓練コースの一部を紹介する。

波外力の計算船体抵抗の計算

4．1

訓練の方法

本シミュレータにより訓練する
プロペラ．への加速度の計算ｬ場の計算

場合，できるだけ実船にそった訓
練を行うことが望ましい。
響

人員としては3人を1グループ
操舵機特性
の 計 算

プロペラカのv

算●

RETURN

エンジンの@種類

として，各々船長，操舵手，航海士に対応し次の役割を行う。

船長：

操船判断を行い，操舵
手に操舵号令を出し，

主機操縦レバーを操作
タービン

低速ディーゼル中速ディーゼルVミュレーション

Vミュレーション

Vミュレーションする。

操舵手：船長の操舵号令に従って舵輪を操作する。

航海士：レーダ又はCRTディ

プロペラ軸

転数の計算

第5図

スプレイ，海図等によ

船体運動シミュレーシ・ンプログラムフロー
一14・一

ヒ

り回船の位置，物標のスチーム・ターピシ

一

訓練内容に応じて，風，波，潮流などの海象条

START

S？ART

関数発生器

回転数
ﾌ変イ

件の設定ができる。

（6）訓練項目
操船訓練は次のようなものが可能である。

ﾌ

計

算

（i）

エンジン

PI《X）NTROLLE

o力
GOVERNOR

ﾌ計算

@遊転

ブレーキ

プリクショソロス

ブレーキトルク

gルク計算

ﾌ

計

よび陸上物標・ブイを目標とした保針訓練ができる。

算

（li）
時間遅れの

v

算

変針操船訓練コンパス方位および陸上物標・ブイを

時間遅れの言目標とした変針訓練ができる。
（iii）

リフトの計算保針操船訓練種々の外乱条件下で，コンパス方位お

TERMINAL
rHAFT

速力制御訓練主機操縦レバーを使用して，速力制御

posmσN

訓練ができるσ、、流量の計算（iv）避航操船訓練

TORQUE@LIMIT

他船，叉はブイにより示される危域区
険の避航操船訓練ができる。

主機発生馬力

ﾌ

計

算

ﾌ

計

算

主機発生トルク

クラッチ

ﾌ

ﾌ装備

計

（v）制限航路通航訓練

平均有効圧力算

ブイにより示される制限航路の通航訓練ができる。

@なしあり

上記の基本的操船訓練を組み合わせて，高度の操船訓練が可能となる。
クラッチ伝達力ﾌ

RETURN計

4．3

算訓練コースの例

船長協会主催のシミュレータによる訓練コースの一部を紹介する。

RETURN（1）横切り船の避航第6図・主機シミュレーションプログラムフロー

第7図に示すようは，幅300mの航路内の（0，0）の地点より0。，16ktsで発進し，ブイで航路を出て，予定針路40。に向進し，右舷からの横切り船を避位置を船長に報告する。

4．2訓練の範囲航する。

本シミュレータで可能な訓練の範囲は次の通りであ
叱

る。

5A

（1）

自船の種類

VLCC，

ULCCタンカ，高速コンテナ船およびその他

40。

^

SM

︒

ズ

零下；二野下弓翁￡rつ∴1

他船
他船（45．・6M）
^
／

R短

（2）

ターゲットの種類

…｝

QM

l
l

！！﹁

@
@

§1︐

l

n

約100度で，引船の回頭範囲は±180度である。

白船

11M

O（0。，

（4）訓練海域@16KTS）

訓練内容に応じて，大海原，沿岸風景，狭描風景，港湾風景などの再現ができる。

（5）外乱条件

㍗・岡／
1

撃l

ターゲットとの相対距離は0．3nm〜8nmで，5倍の

／

i

﹁1

（3）視界再現の範囲
範囲内で再現される。視角は方位レピータの位置で水平^／l

2個のターゲットの投影ができ，他船＋ブイ，または
ブイ2個の状態でのシミュレーションが可能である。

！

2M

3M

4M

第7予期・一・スの例（回り船の避航）（2）低速での水路進入

第8図に示すように，（0，0）の地点より0。，3ktsで
一15一

20瓜

一
，

5．

7緋、轟

＝^…
塩O2

在までに約2，000入の見学者を迎えるとともに，研究用

、

嘘→

＼
、
、

n@ ，15M）

および訓練用として広範囲に利用されている。

＼む ︾

f

LO

見学された方々からは有益な御意見をいただきそれら、〉を参考にして現在も種々の改良に努めている。

@イ
念00m

0．5

O；

3KTS，80、

本シミュレータをそのまま訓練用として考えた場合

へに，視角が少ない，物標が少ないなど，不十分な点があるが，IHIでは本格的操船訓練シミュレータの建設に備

自船
0肛

@

第8図

言

結

本シミュレータは，1975年6月に稼動を始めてから現︶．︐ノN∬潤牛i一L5

中ノ瀬航路に入りコースを21。に向ける。

〜 k

20m
2．0

20m

0．5M

1．OM

1．5M

2．OM

えて種々の研究を進めている。

訓練コースの例（低速での水路進入）

操船シミュレータQ歴史がまだ浅いため十分な認識が発進し，増速しながら右舷500，約1．5mにある2つの得られていないが，航空機におけるシミュレータのよう

ブイ間（約359m幅）を通り120。の水路に進入する。

に有効的な利用が確立されることが望まれる。

第9図に示すように，第2海堅手前2mから浦賀水道

本格的操船訓練用シミュレータの建設が実現することを期待する。

航路を325。，12ktsで進入し，第2海塗通過後変針し，喚惣。．瀬・，、中央，繭。・／／︸

また，関係者の御協力により，しかるべき機関による（3）浦賀水道航路通航

参

翫2

考

文

献

（1）森正彦，溝口純敏他：「船の操縦性能シミュノ

レーシ・ンプログラムとその適用例」，石川島播磨

︑ぺ一︑罵ぶ／／／

Nチ

4M

i技報，第13巻第5号（1973年9月，p．571−
582）

一
3

（2）坂野

3M

希，青木

祥他：「視界再現装置付操船シミュレータの開発とその応用例」，石川島播磨技．

報，第15巻第6号（1975年11月，p．733−

1
﹁
︸

744）

︐
i
﹂
l

（3）

i
圏

2

ω沼7

−

2M

山根良夫：「IHIにおける舶用シミュレータの紹介」，日本舶用機関学会誌，1975年10月，p．792−
800）

8
1

L

1﹁﹂

1班

1

ー

＼

第9図

2M

1皿

正彦，田中

稔：rIHI操船シミュレータの紹介」，船舶，1975Vol．48，

（6）

＼0

一16一

p．38−47

田中 稔，宮田秀明：「船の操縦性能シミュレー
ションプログラムとその適用）続報）」，石川島播

磨技報，第17巻

訓練コースの例（浦賀水道航路通航）

No．11．

ソ

i

邑ーー

（5）森
0

3M

開発とその応用例」，日本造船学会論文集，第138号，p．205−218

1

熱馬因8

（4）西岡敏孝，松浦由次他：「操船シミュレータの第2号，1977年3月掲載予定

マ電波航法Electronic

Navigation

Review

No．21（1977）

タービンプラントシミュレータによる機関部の操作訓練
三菱重工業株式会社
Operation

TrainingofEngineers

by

Using

TurbineI）1訊ntMitsubishi

Heavy

石谷憲一郎
Simulator

Industries

Kenichiro

Ltd．

IsHITANI今

1．はじめにMELCOM−7

事

コンピュータを使ってのシミュレーションは，直観的プロセス入出力装置

でも分り易く適応性が広い為，単に工学の分野だけでな
く広く色々な分野で利用されており，特に航空機の操縦訓練には欠くべからざる装置として活用されている。

指導員@コンソール

船舶においては米海軍の対潜水艦作戦訓練用シミュレータが最初といわれているが，高度に自動化された船の機側操作パネル
制御室コンソール

開発にはどうしてもシミュレータが必要な事が，昭和47年当所で建造されたコンピュータ制御を採用した鳥取丸

MUS

??ﾕ

（日本郵船と大平洋海運の共有船）で実証され，これが多目的の「三菱船舶シミュレータシステム」を産む契機となったわけである。この装置は多目的，多重使用可能等
様々の特色を持つものであるが，システム全体に関して

図1タービソプラントシミュレータシステム構成

撫ド

は既に他誌に粧介済みであるので，ここではタービンプ

等／丁ヅツ㌧㌧！

こ、、

ラントシミュレータによる機関部の操作訓練について記
述したい。

2．

タービンプラントシミュレータのハードウェ
ア

黙、㌔撫葺

駿衛壕

タービンプラントシミュレータは制御用ディジタルコ

ンビュタMELCOM−70を中心とし，これにコンピュータ周辺機器及びプラントのマンマシンインターフェース
装置を接続してシステムを構成している。（図1参照）構
成機器の仕様及び役割は次の通りである。
制御用：コンピュータ（MEL・COM−70）

主記憶装置

16ピット

28k語

難鱒議

2．1

難

1台

このコンピュータにタービンプラントの動きが数式モデル化されてプログラムとして収納されており，プラント

騨耀耀鷺海

内部のデータを色々な方法で取り出す事が出来る様にな

写真1っている。特に教育訓練の為にはシミュレータを実時間

制御盤iで稼動させる事が必要な為，高速演算処理機能が重要な

2．2

要素となり，その点を考慮してMELCOM−70が選択さ

キーボードインフット／アウトプット

可能

れた。

紙テープ読込／パンチ

可能

一17一

システムタイプライタ

速度

10キャラクタ／秒

等でそれを置き変えている。

コンピュータ内部メモリの小範囲の書き替え，プログラ

2．7

ムの運転制御等に使用する。

舶用データ処理装置として開発されたものを実船同様

監視警報盤

2．3紙テープリーダ及びパンチャに機関制御室の中に設置し，プラント各部のデータを表

読込速度

200キャラクタ／秒

示して操作訓練に役立てている。これは操作訓練専用

パンチ速度

110キャラクタ／秒

で，他の目的には使用されない。

プログラムやデータの保管，差し替え，編集等に使用す

2．8指導員盤

る。

タービンプラント内部の色々なデータめ変更，プログ

2．4

実時間プロセス入出力装置

ラムの一部書き直し等を行なうと同時に，操作訓練時にアナログ入力アナログ出力64点
96点

は指導員が指示を与えたり，プラントの異常状態をスイ

ディジタル入力

512点
384点

いる。

ディジタル出力

ッチのワンタッチ操作で発生させたりする機能を有して制御用コンピュータとプラント機器（機関室制御盤，監視警報盤，機側操作盤，指導懸盤，等）を接続し，相互に信号のやりとりが出来る様にする為のもので，実時間．b

シミェレーシ。ソを行なう為高速のデータ処理が可能なものとしている。

2．5機関室制御盤

外観は実船に搭載されている当所のVLCC用標準制
御盤と同一でその操作方法も実船と変らず，いわば人間とタービンプラントのマンマシン

インターフェストともいえるもので，プラント全体の状況はこの制御盤で把写真3握する事が出来る。

2．6

指導員盤

機側操作盤

実船内で行なうバルブの開閉，バーナ用イグナイタの

3．

タービンプラントシミュレータのソフトウェ
ア

挿入，同機タービンの羊蹄運転等は実際に労力を伴ない，操作にもいわゆるコツに類するものがあるが，物理

このタービンプラントシミュレータは実時間シミュレ的なスペースの問題から実物を設置する事は不可能に近ーションを行なう為に，コンピュータ自体が高速演算処

い。そこでこれ等機側の操作を模擬するのがこのパネル

理可能なものであると同時に各タスクプログラムの管理

で，グラフィックパネル上に設けたスイッチや可変抵抗が重要な課題である。又将来の為にプラントの変更も可能でなくてはならない。以下にその要点を述べる。

3．1実時間シミュレーション用モニタ
プラントの凡ゆるデータが実時間で更新されていなけ

れば，回船搭載用の機器の調整，開発中のシステム或は機器の動特性試験が行なえないのはもとより，操作訓練などは全く意味のないものになってしまう。この為には機関室制御盤や機停学盤の上に取付けられた計器，表示
灯下の動きが人間の眼で見て不自然でない様にしなければならない。これには高速のデータ処理或はデータ転送が必要で，「その為に実時間シミュレーション用モニタが準備されている。

実時間シミュレーション用モニタは，タービンブラン
トプログラムの各タスクを実時間で動かす事を目的とし

纏望盟盟細謹
写真2機側操作盤たもので，割込処理，時間管理，タスク管理の各機能を適切に組合せ関連させながら実行を制御しているもので
ある。

一18一

例えば，ボイラ過熱器出口の蒸気温度の様にゆっくり状態を正しく判断し，諸条件の変化に即応して適切な要変化するデータを作成するタスク億，他のタスクが数回置が取れる様にする事を主眼としている。操作訓練の期

起る毎に一回走る様にしているが，これでも充分精度の間中，訓練生は二二に搭載してあるものと同一の制御盤あるデータを作る事が出来然もこれが計器に表わされたで実船と同じ操作を行ない訓練されるが，物理的に不可り記録計に記録させたりした時，人の眼で見て全く不自能な三三操作即ち弁の開閉，二二の発停等に関しては，然にならない様にしているわけである。

スイッチや可変抵抗で模擬し代用する。

仮にタービンプラントのタイプが変っても，主要な項

3．2タービンプラントシミュレーションプロゲラ

目については制御盤の一部が変更出来る様に配慮されてム
タービンプラントの構成或は内容はその規模により変おり，他方プログラムについても，コンピュータの記憶るものであるので，それは適応し易い様にタスクプログ

装置の内容を別のプラントモデルに入れ替える事で変更

ラムはいくつかのブロックに分割し構成されている。従が可能で，考えられる程度のプラントのパリエーシ。ソって或るモデルの変更があった場合には，そのブロックには耐えられる様になっている。

のみ取出してプログラムを訂正すれば円滑に作動する様

訓練時の配置は図3の通りで，訓練生が機側操作に慣考慮が払われている。又，比較的頻繁に変更があると予れる迄はここにも一人指導員を配置するが，慣れて来る想されるバーナ本数やタービンのノズル数については，と指導員室と制御室の二人の指導員によって訓練が進め

竈

られる。

数個のデータの変更だけで良い様にしてある。図2は燃
唱ク

蝸

冠

恥

0

△

機側操作パネル

ム

制御室コンソール

O

O

Pb
ログテスク

GFO8

一

Frorh

Cv

操作盤

データ設定盤

pcv

△

C》ムcc

ACC

PFO

TO

No

2

昨1…

△指導員

O訓練生

臼α

z

図3操作訓練時の配置
4．1訓練の標準パタン

8しR

図2燃料油系統ブロックダイアグラム

後に述べる各訓練項目につき講義，模範操作，実技訓

八

料油系統のブロックダイアグラムであるが，プラントの練を行なうのが標準パタンであるが，訓練生のレベルにソフトウェアとしては，この燃料油系統で一つのタスク

より項目，時問配分等は自由に変更し，最も効果が上るを構成しており，それぞれの点における燃料油の圧力や方法を都度都度考えることにしている。

流量がノミルブのC

値，配管抵抗，ポンプの性能，バー4．2指導員の役割

b．

ナの本数，バーナの形状等をパムメータとした函数で表

指導員は指導員室にいるインストラクタと制御室，機現されている。従ってプラントが変更された場合には，側操作盤の所にいるトレーナに分けられ，その各々の役

函数中のパラメータを変更する事によって容易にプログ

割は次の通りである。

ラムを変更する事が出来るわけである。又，パラメータ

インストラクタ：の中でも常に変るものは，指導員盤上に装備されている（1）

テンキーから変更が出来，時折変るものについては，シ（2）

プラント教育の講師

ステムタイプライタによって変更する事が出来る。仮に（3）

指導員室からの訓練の指令，指導

燃料油系統全体が変更になる様な場合は，パラメータの（4）

船橋，荷役制御室における航海士的役割

変更では済まない事になるが，その折でもこの系統だけ（5）

機関部異常状態の設定のタスクを再製作すれば成り立つ様になっている。

4．

教育訓練に関する全般の取纏め

トレーナ

タービンプラントシミュレータによる操作訓
練タービンプラントの操作訓練は，プラント全体の運転

一19一

（1）

訓練生に対する模範操作実演（2）

制御盤操作に関する指導（3）

機側操作に関する指導（4）

その他訓練生の質疑に対する調査応答

・4．3訓練項目
大きく分けるとを想定し，その休缶処置及び使用可能なボイラの連続最A：正常運転，B：特殊運転，

異常対処操作，D：総合訓練

C：に分けられる。

大蒸発量での運転操作，その時の主機の出力調整等の操作を訓練する。

A：正常運転（3）

タービンプラントとして正常状態を保った上で次の基本操作を訓練する。

プラント最大：負荷運転

特にターピソタンカーに於ては，温水タンククリーニ
ングを行なう時この状態を要求される。運転準備，実施（1）停泊状態からトライエンジン

申のボイラの負荷調整，タービンの出力調整等について

必要最小限の上機を運転して停泊している状態で何を訓練を行なう。

確認するかを訓練し，更にこの状態から出港準備の最終

C：異常対処操作段階であるトライエンジン迄，どの様にプラントを運転

シミュレータによる訓練の最大の利点は，異常に対処すればよいか訓練する。この訓練によってプラント全体する操作訓練が極めて容易に，然も繰り返し実行出来るの把握が出来，又制御盤，機側操作盤の配置，基本的な事である。即ち実船では機器やプラントに悪影響を及ぼ

操作の方法を習得する事が出来る。
（2）

したり，場合によっては決定的な損傷を与える恐れがあ

ボイラ運転操作る為に実行する事が出来ない様な異常状態を，シミュレ

自動燃焼制御装置の手動操作やバーナの点火操作は，ータを使うと訓練生がそれに完全に対処する事が出来る

異常事態が発生した時の基本操作となる事が多く，これ様になる迄繰り返し実行出来，又実船では絶対行なってに習熟している事は余裕を持って事態を処理出来る事にはならない操作を万一間違って実行するとどの様な事につながるという考えから，十分に時間を取り訓練する。

なるかを身を以て体験させる事が出来る。

この外に給水制御装置や過熱蒸気温度制御装置の操作訓

異常状態或は事故は指導盤から色々な方法で発生させ練も行なうが，これ等の訓練によって訓練生はボイラのる事が出来るが，特に訓練の目的で選ばれた50項目の動特性を肌で感じ，手動操作の勘を身に付ける事が出来異常については，押ボタンの操作で簡単に発生させる事る。

が出来る。面この外にプログラムのパラメータを変える

岩船に於てボイラの運転に自信を持つ迄には相当の年月を要するが，この訓練を受ける事により極めて短時間事により，より複雑なプラン下の異常挙動を発生させる事も可能である。

に操作の自信を付ける事が出来るので大変有効な訓練の主な例をあげると次の通り。

一つである。

ボイラ失火（1）（3）主機タービン及び主要補機の運転操作（2）

ボイラ送風機トリップ

主タービン操縦による主機の増減速，これに伴なう抽（3）

燃料油量トランスミッタ故障

気，スプークシステム，潤滑油系統等の切替操作を訓（4）給水制御参スティック

練し，一方補機の発停，配電盤操作等も並行して行な（5）主タービン遠隔操縦装置故障う。特に配電盤操作は決して難しい操作ではないが，う

（6）

給水ポンプ

っかり間違えると電源喪失を起しかねないので繰り返し（7）

船内電源喪失訓練を行なう。これ等の訓練により制御室における全て

D：総合訓練の基本操作と，それに伴なうプラントの動きを習得する
事になる。

トリップ

訓練の総仕上げとして操船と同様の体制のもとに，停泊状態から出港，血塗，ノルマル航海，減速，入港，そB：特殊運転して再び停泊状態という一連の運転操作を行ない，この機器の修理や試験，燃料油節約の為の減速等何等かの間に異常状態の発生，船橋との連絡，荷役プラントの運理由で，正常ではあるが特殊なプラントの状態を要求さ転等を行なって総合的にプラントを管理していく訓練をれる事がある。これに対処する操作を習得するのがこの行なう。

訓練で，次の内容につき行なう。

（1）

1ファン

4．4

2ボイラ運転訓練の成果と評価

実際の訓練を実施してみて，当初我々が考えていた以

1台のボイラ送風機を停止させ，残り1台の送風機で2台のボイラを焚く運転で，特にボイラに点火する際の上の成果がある事に這いたが，その中でも次の点で顕著であった。

ダンパの操作，プレパージ操作，風量バランスの操作等（1）ボイラの制御，操作に自信を与える事が出来た。

を訓練する。

（2）異常が発生した時の判断が確実になり，応急的（2）1二二：大蒸発量運転

な臨機の処置がとれるようになった。

何等かの理由でボイラが1台使用出来なくなった場合

一2Q一（3）短時間にタービンプラントの全貌を把握し，そ頭と腕の両面から訓練する事が短時間に効果を上げるの挙動を理解出来る様になった。
一方受講者からも次の様な評価を頂いている。

ポイントである。外国乗組員は一般にプラクティカルな（1）プラント全体の理解に対して大変有効である。

面に重点を置く傾向が強いが，座学を効果的に取入れる（2）船の中で起り得る事を，起った時のフィーリン

方が上達は早い。

グも含めて実現出来るのはすばらしい。

（3）操作はパターン化する事（3）一年近く乗っていなければとうてい得る事の出

多少回りくどくても操作はパターン化し，或る決った

来ない操作上の経験が五日位に集中して得られるのは非手順で実行して行く事が大切で，或る結果が得られるな

常にありがたい。

らどの様な手順でもよいという様なやり方は決して好結（4）船では出来ない事がやってみられるという点，果をもたらさない。

正に生きた教育である。トラブルの体験という事が万一発生した時に不必要にあわてないで済む唯一の方法であ以上訓練遂行の立場からのポイントをいくつか列記しる。実際にトラブルは起って欲しくないが，万一起ってたが，それ以前に充分検討された教育訓練カリキュラム

も驚かずに済むだろう。

がある事が最も大切な事で，シミュレータはそれを効率4．5訓練実施上のポイント

良く遂行する為の単なる道具に過ぎない事を最後に強調

わずか二十数チームの訓練を通しての経験であるが，しておきたい。

φ

訓練実施に際しては次の点が大切である事が分った。

（1）シミュレータは贋物であるという事を良く自覚

5．

おわりに

本紙では舶用タービンプラントシミュレータについてする事。

即ちこれを良く自覚し訓練生にこれを感じさせない様

そのハードウ手ア，ソフトウェア，利用の分野では特ににする事が訓練を効果あるものにする事が出来るか否か訓練に焦点を当てて記述した。シュミレ自虐による訓練の分れ目で，この為にはトレーニングを実施する側には考える以上に効果に大きく，（イ）道具に対する工夫（雨音の導入，実時問性の導入等）（1）直感的に事象を認識出来る（ロ）トレーニングの進行に対する工夫（訓練をより緊（2）実船では危険を伴なう為発生させる事が困難な迫したものにする配慮）が要求される。

状況を何度でも容易に再現出来る

一方トレ・一ニングを受ける側としても，真剣味が必要（3）

試行錯誤が容易である

で，これは何時，どの様な状態でトレーニングを受けるといった顕著な特色を有するが，一方訓練成果の減衰，かという人選，タイミングの設定等に関って来る。例え

他プラントへの適応性等設備，訓練法の両面にまだまだば休暇に入ったばかりの人に受講させたのでは，何もし研究し解明されなければならない点が多い。

ないよりは良いとはいえ効果は乗船直前に受講する人に

当社では今後共にこれ等の問題を追求し，改良を加え，は及ばない。これを行なうには何かそこに真剣にならざ

使用の拡大を図って行く所存であるが，これが船舶技術るを得ない要素を盛り込む必要があるわけである。

（2）座学と効果的に組合せる事という分野だけでなく広く社会の進歩の為に貢献する事、を願ってやまない。

￥

一21一

電波航法Eiectronlc

Navlgatlon

RevieW

No．21（1977）

航空機衝突防止装置開発の現状・
東洋通信機株式会社

船津忠平，平田俊清
Present

StatusofDevelopm6nt

Collision

Avoidance

Communication

ChuheiEquipment

FuNATsu

Co．，

and

Ltd．

Toshikiyo

HIRATA

大なものとなることが予想される。表1は最近14年間

まえがき

々

1．

Airborne

︐

Toyo

of

Systemに米国内で起きた衝突事故を，航空機の用途別により

最近，航空交通量が増加し，高速と低速の航空機，有FAAが分類したものである。この表によると，旅客機

視界飛行（VFR）と計器飛行（IFR）の航空機等が混在

表1航空機の用途別衝突件数と死亡者数（米国における1960年1月〜1973年12月の集計）
旅客機
軍用機 一般機
合 計

して飛行する空域が増大するに及んで，航空機相互間の空中衝突またはニアミスの可能性が増加してきた。米国

における航空機衝突事故は最近14年間で399件ありヂ

旅客機

838人が死亡し，その後も続発している。我国においても昭和46年7月に岩手県雫石上空で旅客機と戦闘機が

3／148

1／50

14／218

18／416（5％／5◎％）

1

軍用機

空中衝突を起し，死亡者162人を出し，世界航空史上最未解析126／40
1

大の事故を記録したが，更に昭和51年9月ユーゴスラ
ビや上空で旅客機同士が空中衝突を起し，176人という更に多くの死亡者を出した。このように航空機が大型化

26／40（6％／5％）

355／382

一般機

355／382

合計

395／640399／838（89％／45％）（99％／76％）するにしたがって，空中衝突による損害は尊い人命のみ
ならず地上の被害および補償等を含めると，今後一層莫

注：分子は衝突件数，分母は死亡者数を示す．，

衝突件数合計死亡者数合計

C＝399
F＝838

イ

にCF

港

2り9
お＝＝

エンルートおよびターミナル空域における衝突

C臨143
F＝617

旧く

旧く

VFR／VFR
罫＝髭・1≡盤1≡鋒

VFRンIFR．9

IFR／IFR

多：｝11

多：晶。

難lll響珊珊響
・

馬

有視界飛行

・・計器飛行

図1航空機の位置および状態別衝突事故（米国における1960年1月〜1973年12月の集計）

一22一

の衝突件数が全体の僅か5％であるのに対し，死亡者は全体の50％という大きな値を示しており，特に旅客機

3．

に対する衝突防止対策が望まれている。

一般的要求事項

3．1基本的要求機能

このような潜在する空中衝突またはニアミスの危険を

航空機衝突防止方式はICAOの第7回航空会議（1972

防止するため，世界各国は地上施設による航空交通管制

年開催）において，航空機衝突防止方式（ACAS）と航（ATC）システムの充実を進めているが，昭和50年11空機近接警報指示方式（APWI）とに分類され，それぞ月米国では，このような管制を受けている航空機相互間れについて基本的要求機能が定義された。すなわちにおいても緊迫したニアミスが発生した。この事は，

ACASとは衝突の危険の可能性がある他航空機のすべて

FAAがまとめた図1に示す集計からも明らかである。

を自動的に検出し，危険の程度を評価し，必必要：に応じ従って，ATCシステムのバックアップ機能として，パて安全な回避方法を指示するものである。またPWIとイロット自らが積極的に空中衝突の危険を未然に知り，は近接航空機の危険の情報をパイロットに与え，パイロ

回避するために必要な航空機搭載用の衝突防止装置の開ットが近接航空機を目で見つける助けとなるものであ発が，主として米国および我国において進められていり，安全な回避方法を指示するものではない。

る。当社は昭和45年より運輸省の補助金を受けて衝突

3．2

防止装置の開発を続けているので，開発装置の一例とし

危険評価および指示出力：危険評価および指示出力については，ATAが作成して，この装置の内容を含めて，航空機衝突防止装置の開た報告書ANTC

発の現状と動向について概要を述べる。

その概要は次に述べる通りである（1）。しかし，最近，

2．

Report

FAAは危険評価に高度差変化率を加えること，その他

国内外の開発経緯と現状の一部の変更を要望している。これは空港周辺空域にお地上施設によるATCシステムは，現在，世界的に1
次レーダを並用した2次レーダ，すなわち航空交通管制

ける航空機の高度が激しく変化すること，その他によるフォールス・アラームを減ずるためである。

用レーダビーコンシステム（ATCRBS）を使用している（1）高度の危険評価：自航空機と他航空機の高度をが，航空交通量の増加に備えて，主として米国では，こ評価し，高度差によって危険の程度を分類する。この場の機能を向上させるため，個別に航空機と情報交換がで合，同一高度帯は高度差±800ft以内と定めている。
（2）

きるディスクリート・アドレス・ビーコン・システム

距離および距離変化率の危険評価：自航空機と（DABS）の開発が行なわれている。また更に，このDABS

他航空機との間の距離および距離変化率を評価し，衝突に衝突防止機能る持たせたDABS一インタミッテント・までの時間TAUおよび最小距離によって，危険の程度

ポジティブ・コントロール（DABS−IPC）の開発が行なを分類する。衝突までの時間TAUは式（ユ）で示されわれている。

る。

一方，航空機搭載用の衝突防止方式（CAS）の開発はTAU＝（R−Ro）／1〜

1956年の米国グランド・キャニオン上空における航空機、

No．117に規定してぴるが，

この場合，Rは距離，（1）

Roは加速度と考えた場合の距

相互間の空中衝突事故に刺激されて，米国航空輸送協会

離，Rは距離変化率である。なおTAUが25秒以下，（ATA）が衝突防止委員会を発足したのち，各種の方式

および40秒以下の領域を，それぞれTAUゾーン1お塗が提案されてきた。良く知られている方式には，マクダ

よびTAUゾーン2と呼んでいる。ただしRoはTAU

ネル・ダグラス社，RCA社，およびハネウェル社が，ゾーン1では0．25n．m．，

それぞれ開発したEROS，SECANTおよびAVOIDSがある。しかし，最近，米国連邦航空局（FAA）はTAUゾーン2では1．8n．m．

である。また距離変化率が小さい場合の誤差を考えた距
離を最小距離といい，0．5n．m．としている。

LITCHFORD社およびMITRE社が開発中のBCASに（3）指示出力：3．2（1）および3．2（2）項によって最も関心を示している。我国においては，当社は，この分類された危険の程度によって，それぞれ適切な回避指BCASの開発を昭和45年から運輸省の補助金を受け，示出力を生ずる。

また昭和48年に設置された航空機衝突防止調査委員会の御指導を得て行なっているが，既に各種の地上および4．

飛行試験を行ない実用化に近づいている。なお昭和50

国内外の主要方式

4．1

1CAS（IndependentCAS）（2）

年には防衛庁技術研究本部と契約して装置を試作し，戦EROS・SECANTおよびAVOIDSは，この方式に属闘機F−4EJおよび輸送機C−1を用いて飛行試験を行な

するが，これらの方式は各航空機に，それぞれの装置をい良好な成果を収めた。また，その他の関係諸省庁等に搭載し，電波によって相互に情報交換を行ない，衝突防

おいてもBCASの調査研究および開発がなされている。

止の機能を果すものである。最近，FAAは，このICAS

一23一

をACASと呼び，

BCASと対照づけている。

EROS

ら発射するNorth信号を受信すること等によって得たはタイムフレクエソシ（Time−Frequency）技術を用い，受信信号を用いて，近接航空機の存在を予知し，またはSECANTおよびAVOIDSは質問応答技術を用い，質近接航空機との距離，距離変化率，高度差および方向を

問応答周波数，または高度による質問応答信号の切替え求めて危険評価を行なう動作モードである。このモードにより，相互の電波干渉（フルーツ）および応答信号のはATCRBS地上局の覆域内でのみ有効である。

重複（ガーブル）による不具合を防いでいる。ただし，（2）Activeモード（4）：図3に示すように，

ATCRBS

対向装置として同じ装置を使用するため，自航空機のみ

地上局と同様な質問信号を発射し，これに応じて送信しが，これらの装置を搭載しても，他航空機に同種の装置

た他航空機のATCトランスポンダの応答信号を受信を搭載しなければ衝突防止の機能が果せないので，段階し，質問応答の時間差から他航空機との距離を求め，そ的導入が出来ず，また新たな周波数を割当てる必要があの時間差の変化から距離変化率を計算し，また応答信号

り，国際的な協定も困難であるなどの欠点もある。

に含む他航空機の高度情報と自航空機のアルチュード・

4．2

レポーティング・アルチメータからの高度情報との差かBCAS（Beacon・basedCAS）

この方式は，ATCまたはSIF／IFFトランスポンダを利用したもので，次のような特長がある。

ら相対高度を求め，これらの値から危険評価を行なう動

作モードである。この動作モードは既存のATCRBSに（a）対向装置が他航空機に搭載している現用の妨害を与える可能性がある。
々

宴塔Xポンダのため，この装置を自航空機にのATCト

ATCトランスポンダ

ATCトランスポンダ
ζ＝＝＝』一■■■■6

み装備した場合でも，直ちに衝突の防止ができる。

−z−BCAS（b）現用のATCRBSに適合できると共に，将来，DABSが採用された場合も容易に適合させるよう改修

／

できる。

（c）

・

／

！

国際的な協定が比較的容易である。

／

ただし，この方式は対向装置としてATCトランスポ
ンダを利用するため，ATCトランスポンダおよびアル

，

＼

＼團

@

ク

ノ／

チチュード・レポーティング・アルチメータの装備率を寸1〆向上させる必要があり，またATCRBSに妨害に与える可能性がある。

BCASにはPassive，

ActiveおよびPassive／Activeの3つの動作モードがある。

図3BCAS（1）Passiveモード（3）：図2に示すように，自らは電波を発射せず，ATCRBS地上局が送信した質問信号を受信すること，および，この質：問信号に応じて他航空機のATCトランスポンダが送信した応答信号を受信すること，ならびにATCRBS地上局の指向性アンテナが北方向を向いたとき，同じ地上局の無指向性アンテナか

BCAS

＼團

応答

応答

質問
質問

（3）Passive／Activeモード：PassiveとActiveの両モードを組合せたものであり，ATCRBS地上局がな
いか，極めて少ないとき，または他航空機が接近した場
合，PassiveモードからActiveモードに自動的に切替えて動作するモードである。このモードはPassiveおよびActiveの両モードの不具合を改善するものとして開発されたものである。

5．

開発装置の一例

5．1概

要「例として，当社が開発している装置の概要を述べる（5）・（8）。この装置はPassive／Activeモードで動作する

BCASであり，ミ

Passiveモードで近接航空機の存在を予知したとき，自動的にActiveモードに切替えて衝突の危険を評価し，警報または回避方法の指示をパイロットに与える方式のものである。

この方式の特長は，BCASの一般的なものに，更に次のようなものが加わっている。

図2BCAS．

（1）PassiveモードとActiveモードを効果的に組合

PASSIVEモード

一24一

イ

ATCトランスポンダ
ATCトランスポンダ〕〕一2』＿●■■■禮

ACTIVEモード

せ，またActiveモードにおける送信電力および毎秒の秒と9秒との交互とし，送信出力300W（尖頭値）の電質：間数を他航空機との危険の程度に応じて変化させるこ波を送信した時刻と，これに応じて送信した他航空機のとによって，極力電波を発射しないようにしているため」ATCトランスポンダの応答信号を受信した時刻との時

既存のATCRBSに与える妨害が極めて少ない。

間差から，他航空機との相対距離を求め，異常接近距離（2）既存のATCRBS地上局およびATCトランス

1．8n．m．以内に他航空機が存在するか否かを判断する。

ポンダを，そのまま使用するため，これらの装置を改修

また，このときの時間差の変化から，他航空機が接近中であるか否かを判断する。さらに他航空機が応答したする必要がない。

（3）ATCトランスポンダおよびアルチチュード・

MODE−Cの符号から，その航空機の高度を求め，自航

レポーティング・アルチメータのみを搭載している他航

空機との相対高度を計算し，他航空機が相対高度±800空機に対して，自航空機にのみ，この装置を搭載するこft以内にあるか否かを判断する等を行なう動作である。
（c）Activeとによって衝突を防止することができると共に，アルチへ

No．3：自航空機から，

Act三veNo・2

チュード・レポーティング・アルチメータを搭載しないの周期を3秒一定に変更した質問信号を送信し，他航空

他航空機に対しても衝突防止に効果的であるため，段階機との距離，距離変化率および高度差を求めて危険評価的に導入することができる。

を行なう動作である。

5．2動作概要（3）動作順序（1）Passiveモード

Target（a）Term

Listen−in：自航空機のATCトランス

Senser，TargetSearchおよびTarget

Trackingの順に動作する。

ポンダがATCRBS地上局の質問信号に応じて応答信号（a）TargetSenser：Interrogationを送信した時刻と，他航空機のATCトランスポンダが，inにより，

同一の地上局の質問信号に応じて送信した応答信号を，と判断した場合，Term

Density

Listen・

ATCRBS地上局が1局または2局以上ある
Listen−inおよびLevel

Listen・in

自航空機が受信した時刻との時間差が，180μs（14n．m．

が動作し，警戒空域の半径14n．m．以内に他航空機が存相当）から25μs（2n．m．相当）の間にあるとき，近接航在すると判断すると，自動的にTarget

空機が存在すると判断する動作である。この場合，時間移行する。同時にActive

差25μs以下を除去した理由は，時間差が小さいときは以内に他航空機が存在すると判断したときも同様であ

距離精度が悪いこと，およびATCトランスポンダのデる。なお，ATCRBS地上局が1または2局以下と判断

ッドタイムによるものである。

した場合は，直ちにTarget（b）Level

Listen−in：他航空機のATCトランス

No．1が動作し，半径4n．m．

Searchの動作に移行する。

Search：Active

で，かつ他航空機との高度差が±800ft以内にあると判

n．m．相当）以上になったとき，近接航空機が存在すると判断する動作である。この動作は地断した場合は，自動的にTarget

上局が局または2局程度のとき，Termする。

Listen・inがカバ（c）Target

ーできない空域を補うものである。
（c）Interrogatlon

DensityNo．2の動作により，他航空機が異常接近距離1．8n．m．以内，または接近中

ポンダの応答信号を自航空機が受信し，その電界強度が一65dBm（約14（b）Target

Searchの動作にListen−in：地上局の質

Trackingの動作に移行

Tracking：Active

No．3の動作により，他航空機との距離，距離変化率および高度差を求め

塾

問信号を受信し，その質問信号の数が少ない場合，地上る。他航空機のATCトランスポンダの応答信号が得ら局の数が少ないと判断する動作であり，8．3PPS（地上局

れず，距離および距離変化率が求められないときは，前2局相当）以下に設定してある。

回得た値から予測値として求めることができる。ここで（2）Activeモード（a）Active No．1自航空機から， ATCRBS地上局の質問信号と同一型式の識別符号MODE−Aの6回を求めた距離および距離変化率から，3．2項に述べたよう1群として，周期3秒，送信出力30W（尖頭値）の電

旋回禁止の指示を指示器の表示によりパイロットに示に衝突までの時聞TAUを求め，

TAUが40秒から25秒の範囲で，且つ高度差が±800ft以内にあるときは，波を送信した時刻と，これに応じて送信した他航空機のし，TAUが25秒以下，または距離が0・8n・m・以下

ATCトランスポンダの応答信号を受信した時刻との時であるときは，他航空機の位置に応じて上昇，下降また間差が50μs（4n．m，相当）以下であるとき，近接航空

は水平の指示を指示器の表示によりパイロットに示す。

なお他航空機の高度情報が得られないか，または複数の機が存在すると判断する動作である。

ATCRBS地

他航空機の高度情報が重なって，他航空機の高度情報が上局の質問信号と同一型式の識別符号MODE−Aの6回，高度符号MODE−Cの4回を1群として，周期を3求められないときは，自動的に近接警報指示動作となり，（b）Active

No．2：自航空機から，

他航空機との距離，および方位情報を指示器の表示によ

一25一

ってパイ巨ットに示す。

5．4

試験結果（6）5．3主要性能

試作装置を用いて各種動作，警戒空域，距離精度，

この装置は本体，指示器およびアンテナで構成ささATCトランスポンダの応答率，ガーブル，フルーツ，

れ，外観および機器間接続は，それぞれ図4および図5

マルチパスによる誤動作，危険評価等の各種項目についに示す通りである。

て，地上および飛行試験を行なった結果，要求事項を殆んど満足することができた。図6は危険評価の飛行試験
アンテナ

ﾘ体
ア1晦ユ斗レ，ホ、

結果であり，TAU

BCAS
w示恩

BCAS

アンテナ

一〒〃ゲア

25．5秒で回避指示が得られた。図7

は総合動作の飛行試験結果であり，Level

Listen・in動作

はTermTargetListen−in動作を完全に補ない，Senser

レウrメーダからTargetSearchへの動作の移行は，他航空機との距

アンラナス4ツケ

離が6〜8n．m．の間で，自動的に行なわれた。
ATCogラン淋。ンヲ

5．5考

アンテナ

図4

BCAS機器間接終劣化，ATCRBS地上局に与えるフルーツ雑音，カーブ

・締㌦

いギ

ル，フォールス・アラーム，ミス・アラーム，地上管制蕊

システムとの調和，および指示器表示方法等がある。こ

心

群

亦

達き

霜︑︑

ε

w

総

︑轟
熱を

ソ︑覗

遮︑噂

㍗㌧

察

BCAS設計上の主な課題は，トランスポンダ応答率の蕊轟 峯

れらについて開発中の方式を考察する。

（1）

トランスポンダ応答率の劣化：トランスポンダ

は，それ自身の保護およびATCRBSの性能を維持する
ため，応答信号の数を制限する機能をもっている。従っ藍てBCASが互に質問を行なうと，トランスポンダは本撫
養来のATCRBS地上局の質問に，

よご舜

BCASの質問が加わり，応答信号の数を必要以上に制限し，ATCRBSに妨害を与える可能性が生ずる。応答の劣化率Rρは式（2）鴫で求められる。
R

指示器

本体

ぢ

あ＝トランスポンダのデットタイム（秒）（2）警戒空域……………14n．m．

・＝義士のBCASによるプレッションタイム（秒）（3）最大処理機数………150機

編＝BCASの毎秒の質問数（PPS）

トラッキングエラ…5×10−5以下

図8は応答の劣化率をパラメータにして，航空機数・4」（5）外形寸法
体…幅o・1診。

・4」＝BCAS警戒空域内の航空機数（1）最大相対速度………1，200ノット

本

切・乃。十

ん＝アンテナパターンのスプリット率

図5BCAS装置外観（4）＝1診・∠止ゴ・とBCASの毎秒の質問数的との関係を示したもので
124mm

指示器…幅

高さ197mln

高さ

85mm
85mm

奥行360mm
奥行115mm（6）重量本体……8kg， 指示器……0．8kgある。

この装置の場合，トランスポンダの応答の劣化率を

ATCRBSに妨害を与えないと考え得る2％以下に抑えることのできる警戒空域半径14n．m．以内の航空機数
は，毎秒の質問数が最大3．33PPS

距離2では約37機，最少1．66PPSでa．使用航空機（飛行高度）

40

BCAS搭轍：BN．2は約75機まで存在しても良いこ

1

︵至︶繋

U30
授２0

（2・000ft）
相手機：FA応答数とになる。しかし，航空機は地上

200（3，000ft）

b

@

10

進入角：右1450 @

施設によって管制されているため，毎秒の質問数が3．33PPSの。．接近速度：328．3km／h

d．警報発生距離：2．33km
0

疋

30
時

60

90

e．TAU：25．5sec

TargetTrackin9で動作している

航空機は少ないと考えられ，毎秒間（秒）の質問数が1．66PPSのTarget

図6

Searchで動作している航空機と危険評価試験

一26一

4

●

eve

ist n−an

er

st

7

ON

4，
o

3， 000ft
b．進入角：右300

（．

︑
○

o●

湿600．

璽

o●o

剿ｳ 400 200

4
3

訟

o

O一800

●●

信

■

︑

2
1

0

2

1

時

間

000ft

相手機

・．

nFF

B−CAS塔載機

●㌔

P000

●●

@ON

5

W．g︶

6

nFF

a．高度3

n。一i

図7
3

4

総合動作試験

5（分）て指数関数的に上昇することになり，それぞれの航空機

ODOとの距離および高度差を求めることが困難になる。これ

電」護…騎づも琴｝Rp0に対し，距離および高度差のトラッキングを行なう等の（％）

対策がなされているが，高度差に対しては特に困難であ

45
0

り
一
箋鳳航聖繊数・る。この装置は，ガーブル状態により高度差が得られな
2

いとき，CAS機能からPWI機能に自動的に切替…えられ，他航空機との距離および方向をパイロットに知らせ，

パイロットが衝突を回避する助けとすることができる。

（3）ATCRBS地上局に対するフルーツ雑音：BCAS−0が互に質：問を行なうと，トランスポンダはATCRBS地
上局の質問に対する応答信号の外に，BCASの質問に対する応答信号を送信し，これがATCRBS地上局に受信されて妨害を生ずる。この妨害信号をフルーツ雑音と呼んでいる。ATCRBS地上局はフルーツ雑音を除去する
ノリ
8CAS笹間数h6（FPS）

OJ

図8

デフルータ機能を有するため，妨害はないが，BqAS搭

00載の航蜘機数および毎秒の質問数が特に多くなるとフル

トランスポンダ応答劣化率

ーツ雑音を除去できず，妨害が起きる可能性を生ずる。

曳

同数存在すると仮定すると，約55機まで存在しても良この装置は毎秒の質問数を最大3．33PPSに抑えている

いことになる。従ってFAAで要求している半径60ため，FAAが要求する半径60n・m・n．m．以内の航空機が750機に達した場合でも，ATCRBS地上局に与えるフルー

以内に最大750機が存在する場合でも十分満足することができる。このように，この装置は極力毎秒の質問数をツ雑音は，現状の2．2％の増加に抑えることができると小さくなるように制御することによって，トランスポン

いう計算結果を得ている。

ダ応答率の劣化を防いでいる。また，この装置は送信電（4）その他：フォールス・アラーム（必要でないとき

力をTargetに警報を出すこと）およびミス・アラーム（必要なとき

Senser動作時では最大の1／10としている

ため，空域も最大の約1／10となる。従って航空機が一に警報を出さないこと）は，航空機数，速度，加速度，〜様に分布していると仮定すると，航空機数は最大の約

その他多くの関数であるが，安全性の点から10−5程度

1／10となり，応答の劣化率は最大の約1／10の0．2％程以下とすることが望ましい。開発中の装置の，これらの度となる。このように応答率の劣化は送信電力を極力少アラームの発生率は計算により5×10−5程度の値を得てなくなるよう制御することによっても妨がれている。

いる。また地上管制システムとの調和については，BCAS

ガーブル：複数の他航空機が，自航空機から，は，あくまでも地上管制システムのバックアップとしてほぼ等しい距離を飛行しているときは，それらの航空機働かせる必要があり，運用面から十分検討を要する。更（2）の応答信号が時間的に重なるという，いわゆるガーブルに指示器の表示方法については人間工学的な面からも更状態が生ずる。ガーブル状態は航空機数の増加に伴なっ1に考慮する必要がある。

一27一

BCAS

BCAS

一般的感度低減
特定危険調整

／

，＿

、＼

v
・鄭

＼
1

へ

＼

面

／

1
1

︑ーノ

！＼
ノ

1

／

︑ノ・

｝

＼

＼＼

星ト＼

I
l
l

，＿

！

BCAS
全面軍独動作

特定感度低減特定危険調整

／
＼

笏

サ

1！

滋

夢＼

談

地上局管制空域
低密度交通量．ノ

地上局管制空域
低密度交通量，勉

DABSIIPC
地上局管制空域／

高密度交通量

6．

今後の動向

7．

む

・レ

図9DCAS管制方式の構想
すび

最近FAAは最も開発が進んでいたACASのEROS，
AVO・IDS，およびSECANTの各方式について評価をについて，開発装置の一例として，当社が開発している行なった結果，他航空機に新しい対向装置を搭載する必装置を含めて，その概要を述べた。20年以上の長きに以上，国内外の航空機衝突防止装置開発の現状と動向要があること，総合的な費用対効果その他の点で不十分

わたって，種々開発が行なわれてきた航空機衝突防止方であること等の理由から開発を中止する意向を示しσ），

式は，全般的にBCASに固まりつつあり，実用化され米国内で開発中のBCASの評価試験を実施中であり，る日も遠くないものと予想され，我国においても関心が

近年中に米国標準規格（U．S．

高まっている。

National

Standard）を作成する計画をもっている。一方，米国をはじめとする各国

終りに，本研究に関し終始御指導を賜わっている航空

は，将来，航空交通量が特に多くなると予測される空域

機衝突防止調査委員会岡田委員長はじめ各委員，およびに対し適応させる構想のもとに，現用の地上施設による運輸省，防衛庁，郵政省，その他の関係諸省庁ならびに管制用のATCRBSの機能を発展させたDABSの開発

航空振興財団各位に深く感謝いたします。

を進めているが，更に空申衝突を防止するための機能を付加したDABS−IPCの開発も行なっている。このよう

参（1）

A．T．A．：

考文

Airborne

献

Collision

Avoidance

System，ノStatementに地上および機上の両面から対策が進められているが，

aTechnlcal
Report（2）

アップ機能として動作させ，管制空域外では単独に動作（3）させるという総合的なシステムの研究も進めている。このシステムはDCAS（DABS

basedCAS）と呼んでお（4）

ATCトランスポンダの代

りに，ATCRBSにも使用できるDABSトランスポン
ダが便用されることになる。一方我国においては運輸

（6）

（7）

of

Requirments（8）

力が続けられている。

The

IEEE

p．26（July

Spectrum，GeorgeB．

lisions，

PhilipJ．1（lass：

Promise

，

ANTC

Air

Safety，Litchford：IEEE，

Avoiding

Spectrum，Aviationof1975）．

MidairCo1．

p．41（Sept．1875）．

Collision

Avoidance

week＆Space

SystemTechnology，

1976）．

松田，船津：
機上衝突防止方式につい ，電気四学会連合大会227（昭51）．
航空機衝突防止装置調査委員会； 衝突防止装置，航空振興財団（昭48，昭49，昭50）．
Washington Newsletter： FAA Gives Nod to

船津，平田：

Warning，

航空機衝突防止装置

機技報，p．20（No．19，1976）．

一28一

and

SystemNo．117（Sept．1971）．

Ground−based Collisionp．49（Oct．1975）．

して日本独自に進められているが，米国その他の開発動
向を見つめつつ，外国勢に遅れを取らぬよう実用化の努

and

調査報告所（その1），（その2），（その3）省，防衛庁，その他の関係省庁および製造会社によって，BCASの開発が続けられている。これらの開発は，主とDescription

p．55（March（5）

PolicyM．Eleccion：

Evaluated

り，図9はDCAS管制方式に対するFAAの構想である。この場合，DCASでは，AirlineElectronics，

，東洋通信

イ

更に将来，FAAはBCASをDABS−IPCと組合せて，DABS管制空域内ではBCASはDABS−IPCのバックof電波航法Electronic

Navigation

Review

No．20（1976）

ActiveBCASの研究経過と今後の課題
株式会社東京計器岡Recentand

FutureResearchesofActivec昂三

BCAS
K：okyo

Keiki

Co，，

Ltd．

Kozo

OKADA

亀

た。これはATCの目的で国際的に標準化されている

1．はじめに｛ATCRBS（Air

航空機の性能が低い初期めころから，

see

and

be

seen

Tra伍。

Control

Radar

BeaconSystem）の一部を成すビーコン・トランスポンダを利用しようとす

すなわち，「見かつ見られる」という原則に基づいた衝突るシステムであり，このトランスポンダは，管制空域を回避がなされてきておりゴ現在でもVFR飛行の基本的利用する全ての航空機にすでに搭載が義務づけられてい思想をなしている。しかしながら，1956年6月にグラン

る。このトランスポンダ1とその基礎をおくこの種の衝突

ドキャニオン上空での大惨事以来，この防止システムは，近年BCAS（Beacon−based

seen

see

and

be

・の妥当性自身も大きな疑問がもたれ始め，衝突防止システムの研究が米国で開始された。

Avoidance

Collision

System）と呼ばれ，前述のTime−Frequency

方式等と区別されている。当社では，昭和46年から

航空機の増加にともない空域の有効利用の立場から
は，航空機の二丁を狭ばめたいという要求があるが，一BCAS（当時，

BCASという呼称が一般的でなかった）の研究を開始し，以来現在まで6年間にわたり研究を続

方空中衝突またはニアミスを防ぐ立場に立つと出来るだ

けてきた。この間，通産省の重要技術補助金を受け，昭け機間距離を離す必要がある。この矛盾した問題を解決

和50年には防衛庁技術研究本部との共同開発を実施しするために，地上から各機を管制する，いわゆる航空交てきた。一方，米国でも近年FAA（Federal

通管制（ATC）が行なわれているlATCは世界的に普Administration）を中心にBCASの開発に注力するにいた

及しなお一層発展充実されつつあるが，空中衝突防止のり，この方式が大きくクローズアップされてきた（1）・（2）。

点から見るとまだ理想的ではない。そこで補助的手段とBCASを，近傍の航空機の検出方法によって，次の三して，機上側においても何等かの手段を講じて衝突を防種に分類することができる。

ぐ装置カミ必要：である。

Active

積極的な空対空の質問により応BCAS

この衝突防止システムはすでに米国を中心に各種の方答を引き出す方法

式が研究されており，その中で特に有名なものとして，Time−Frequency方式を利用したMcDonne1のEROS（Ehminate

Range

Zero

Passive

答を傍受する方式

System），lnterrogator−

Semi

Aircraft

以下に，Active

DangerbySystem）をあげることカミできる。これらのシステムはいずれも全ての航空機が同じ装置か，または特別な装置を搭載しなければその能BCASを研究してきた。
BCASの一例として，当社における開発経緯，現状ならびに将来の計画を紹介する。

2．

力を発揮できない方式であり，搭載を義務づける法制化を必要とするものである。

上記種を混合した方式

以上のいずれもそれぞれに長所短所を有するが，当社は一貫してActive

Intruder

of

BCAS：

Techniques）およびHoneywell社のAVOIDS（AVionicofControl

ActiveNonsynchronous

Observation

and地上システムの質問に対する応BCAS

Douglas社

Transponder方式を利用したRCA社のSECANT（SEparation

Aviation

開発経緯

BCASの果たすべき機能として次のものがあげられる。

一方，これらの方式と異なり一機だけぶ搭載すれば，

1）潜在的危険を示す全てのトランスポンダ搭載機を特別な装置を持たない他の航空機間の衝突をも防止しうるシステムについて，我国ならびに米国で研究されてき

一29一

検出する

2）検出された航空機の脅威を評価する

ならない。

3）回避操作が必要かどうかを決定する
4）

可能なら侵入機の操作意図を知って逆の回避操作

我々は真の高度差を得ることができないから，自陣高度各一侵入機織出喰すなわち計測高度差Zを使用し，を選択する

5）安全な運用を維持する必要な回避操作を表示する

またパイロットおよび機体の応答時間を宕とすると，以上の機能を発揮するために利用できる情報として一回避命令の選択ロジックは次のようになる。

般に，距離，接近速度，高度，高度変化率，方位及び方lZ十7レ・Zl≧：Dの場合

位変化率がある。BCASでは一次レーダと同じように，（z翻意・z）・ZT≧0：現飛行の継続

質問からそれに対する応答を受信するまでの経過時間に（Z＋妨・Zの・Z。＜0：水平命令

より距離を得ることができ，また，Mode−C応答を受信

lZ十7レ刻＜Dの場合することにより高度を知ることができる。この種の情報（z十7》・z）〉一ξ

：下降命令をもとにして回避i操作をパイロットに表示し，高度を変（z十7》・z）＞6：上昇命令

化させることにより衝突を回避するシステムを開発して

IZ＋Tレ矧≦6：早く発見した方が上昇（下降）し，後で発見しきた。

た方がそれと反対の命

空申衝突は，3次元空間内の2点（自機および他機）令の運動によって引起こされる現象であることはいうまでもない。今，衝突回避に要する時間を

ここに，Z・およびZは，それぞれ自機高度レートお6とし，将来あ間に自運が移動し得る空間と他機のそれを考えるとき，よび相対高度レートである。そしてDはATCの規定

それらが共通の空間を持たなければ少なくとも今後

・間や高度計の誤差等で決まる最小安全高度差であり，一般に衝突の危険がなく安全であるが，逆の場合には衝突のに500〜1000feetを使用している。また∈も高度計の危険性がある事を意味しているので，何等かの回避操作L

誤差から定まる定数で，通常50feetを採用している。

当社は上の関係を2種のガードバンド（500およびを促す必要がある。このように考えることにより，容易に現在（＝0）の相対距離（R）およびその変化率（R）の1000feet）を用いて次のように近似している。

500＜IZ｝＜1000：水平命令

間に次式が成立するとき危険であると考えることができ

0＜Z≦；500

る。

（R十R

）2十C脇

）2≦二σ2

4／4，

（o≦；

＜

θ）

一500≦Z＜0

（1）

：上昇命令

：下降命令

ここに，％は現在の相対速度ベクトルの両機を含む

Z＝0という事を2機が同時に知る確率は0に等しい

平面内で自機と他機を結ぶ直線と垂直な方向の成分の絶ので，早く発見した航空機には，上昇命令が発生し同時対値である。また，σは対象とする全ての航空機間で考に現在の高度に100feetバイアスした高度を相手に知らえられる最大相対加速度の絶対値である。実際には協せ，相手には下降命令が発生するようにしている。

を実測または推定する適当な方法がないので，協を含

当社が過去に開発したBCASを総括すれば，（3）式

まない危険判定式が必要であり，当社では（1）式を近似を満たす航空機が存在するかどうかを調べ，それを満た

1ヒ十R

θ＜乙摩暑／2，

避命令を発生させている。

（2）（3）式のあはパイロットの反応時間に強く影響されイ

この式は，R−R平面上である領域を与えるが，このる。

領域を危険領域と呼んでいる。（2）式を変形し，θを小さく選べれば危険領域を狭くすることにな

り，したがって誤報を少なくでさる。そのために回避命

弩4＜い≡警・（盆く・）（3）

令の発生の少なくとも5秒前に別の命令を発生するようと書ける。この式の左辺は，一般にModi丘ed

TAUと呼ばれているもので時間のデメンシ・ンを有する量であにしている。この命令は上昇下降の中止と旋回中止の命令である。

る。実際に他機が接近しているときにはRは負であり，

あや6を簡単に決定できないので，コンピュータ・

この時（3）式の左辺すなわちModi丘ed

シミュレーションにより衝突コース10，000回の試行のTAU（以下単にTAUという）が計算され，あらかじめ与えられていうち99．9％が安全な高度差（150feet）を確保できる値

るを選び出した。その結果，、と比較される。もしノす航空機に対する高度差の関係により上式を適用して回した次式を採用している。

θより小さい値のとき次に述べる高度に関する判定により，要すれば回避命令を発生

θ＝25秒，4＝0．25nmiおよび彦θ＝40秒，4＝1．8nmiを使用してる。

図1に当社が開発したBCASの機能ブロック図を示する。

一般に真の高度差が±150feet以内であるとき同一高す。これについて簡単に説明する。

（1）送受信は，機体の上下に設置された本のアンチ度と呼ばれ，同一高度にならないように回避しなければ

一3Q一

ア嬉
送受信部

粥享

・・プ，

プロセッサー部

（

受信機

，霧。

デコーダ

，妙。一

ア講

TAU

送信機

計算回路

婁晶耀

，多。か
コーダ

，皇。か

テ咳緬

判滑革

高度昇鷲

判盤路

自機の

表示器

トランスポンダーへ

嫌

図1BCASの機能ブロック図

断ナを交互に使用する。

ータ制御による信号発生器を開発した。この信号発生器（2）質問は約150msec毎にMode−Aで4回行なは自機を初め他機の運動を模似するもので実環境に近い

い，約1・5秒毎にMode−Cで4回行なう。

トランスポンダの応答信号を発生するものである。この（3）受信信号は約54m毎にデジタイズされ，

Mode−

信号発生器を使用して開発したBCASの試験を実施しAのブラケヅト信号とMode−Cの高度信号を取てきた。またコンピュータによるフライト・シミュレーりだす。

シ・ンも実施し，危険判定基準の妥当性をも調べた。こ（4）Mode−Aのブラケット信号は2系列のトラッカ
一に追尾される。

（5）のシミュレーションは，自画および他機の2機が衝突コースにほとんど近いコースを飛行するとき，軽機だけがトラッカーは3秒と6秒トラッカーより成り，

BCASの指示に従い回避操作したときの機間距離および接近速度が約175m／sec以上ほ3秒トラッカー

高度差に注目したものである。このシミュレニシ・ンはで，それ以下は6秒トラッカーで追尾され，その旋回飛行をはじめ上昇，下降および水平を含む全ての直間フルーツや偽ブラケット信号を消去すると同時

線飛行コ・一スについて行なわれ。

に，各航空機毎の接近速度が求められる。

（6）

49年および50年には，防衛庁技術研究本部の支援のトラッカーの出力からTAUが計算される。

下に飛行試験を実施した。

（7）複数機からの応答が受信されると，それらの中︶以上の試験から次の成果を得た。

から最：小のTAUを示す航空機を選択する。

1︑（8）その航空機のTAUがスレッシュホールド（40秒および25秒）と比較され，それ以下ならその衝突の危険性に対する回避命令は，コンピュータ・

シミュレーションの結果とほとんど一致し，適確︶

航空機との高度差により命令を選択し，表示器に

2

出力する。

な回避命令が表示された。

表示された命令に従っ、て回避動作を行なえば十分に衝突の危険を回避できることが確認された。

幽彫（9）表示器に命令が現われると共に警報音が発生する。

しかしながら，現在の航空密度下で使用する場合には十分実用に供しうるが，米国で考えている高航空密度を（10）表示器にあるテスト，スイッチによりシステム

考えると，次の点を再考しなければならないとの結論を
得た。

︶︶2 ︶
1
Q︶J4

の全機能をチェックし，その結果をパイロットに知らせる。

質問レートを出来るだけ少なくすること。

BCASに使用するアンテナとして，当社が開発したア

多重のガーブル状態の下でも，高度の情報を正しンテナのパターンは次式を近似したものである。

く読みとり得ること。

G（θ）一（c鷺皐吉α）2・応答が欠落しても十分追尾できること。

大きい高度変化率で上昇または下降している航空

ここに，θはロールおよびピッチ軸を含む平面上機首機との衝突も避けうること。

方向を基準にした角度，んは相手機と自機との速度比，3．

αは定数である。，

当社はBCASの開発にあたって先ず最初にコンピュ

一31一

Air

現在の開発状況
Transport

AssooiationofAmericaが発行した

Rev．10を1971年以来CASの度と確率で追尾できる。しかし実際には非等速運動が多非公式な基準として各社が使用してきた。EAAは，こく発生し，しかも観測値に種々の要因で外乱が混入する。

の基準がBCASに適用できるかどうか検討した（3）。そこの場合でもできるだけ短期間に正しい値に収れんし，の結果，距離，接近速度および高度差の計測精度を高しかも外乱の影響を実用上無視できる程度に抑える必要

め，かつ高度差の変化率も利用した新しい脅威評価基準がある。この意味でαおよびβの値を注意深く選定しを設定した方がよいとの結論を得ている（4）。これらの動なければならない。

ANTC

Report117，

向と我国での増大するであろう航空密度を考え，現在当BCASで解決しなければならない問題にガーブルの処社は全く新しい処理方式を検討している。以下にこれを理がある。比較的近距離に複数機の目標が存在すると，これらの送信する応答パルス・トレーンが互に重畳した説明する。

BCASが作動する環境として状態で受信されるために，この問に干渉が起り二つの問

1）半径20n士ni内のトランスポンダ搭載機数：≦100機．

題が発生する。その一つは，実際には存在しない距離に

2）

目標が存在する事を示す信号が発生する事であり，他の距離10nmiでの連続したオーバラップのピーク

一つは，応答信号中の情報パルスが壊され，そのために聞数＝6違った高度情報を得ることである。これらの誤信号は，を仮定し，また：βCASは次の特性を持つ航空機を監視

各観測毎にランダムに変動するので，前記の追尾過程中にふるい落され長時間の追尾を形成しないようは考慮さ

・

︶
︶臼
︶QJ4
ー︶
ム9

するものとする。
、水平加速度＝o〜±1／2G

垂直加速度＝0〜±1／4Gれている。なお，応答信号の1を表わすパルスが壊される確率力≧小さいのに対し，0は高い確率で

1に1

垂直速度＝0〜±5000FPM

化ける性質：がある。これを利用して比較的長時間の追尾

最大水平速度＝600knots

により正しい高度情報を得られるよう工夫されている。

ATCRBSへの影響を最：小にするために，質問回数を

初軸

非同期性フルーツ・レート≦100000Hz

3）

め

1秒あたりMode−Cを2回とする。
以上の事を考慮すると，前節で述べた方式の延長上で初期値設定処理することはできない。そのため，コンピュータはよるソフトウェアコントロール方式をとっている。
いいえ1秒経過したか？

ソフトウェア上の中心的課題は，いわゆる追尾（トラッキング）である。目標の運動を多くの疑似信号や雑音の中から検出し，自己に対する相対的コースを正しく予測するには，距離および高度についての追尾が不可欠

はい

質問制御モジュール上下アンテナを通じて質問し、椏嘯 パツプアにストアする。

である。現在研究中の追尾方式は，一種の線形予測方式
によるものであり，以下この方式を簡単に説明する。
今，時刻

解読制御モジュール＝・π7場，＠＝0，±1，±2，…）における観測

上下アンテナからの応答を解読し、距｣順に処理バツプアにストアする。

値（入力）を勘．とすると，出力にあたる平滑化された

位置砺およびその変化率房％は，次の差分形式で定義
死％＝のρ％十α・（諮％一虚仮），（4a）

琵％＝影物一1一←β・（諮π一∬鈴％）／窺，（4b）

勘㈱）＝妬＋窺・砺，

追尾延長モジュール最新の応答から、古い追尾を現椏̲まで延長する。

（4c）

ここにα，βは平滑定数であり，詔p（π十1）は過去の入力（窺，詔炉・，…）より引続く

追尾開始モジュール
4個日引き続く応答を利用して、Vしい追尾を形成する。

瞬間目標が等速直線運新追尾プアイルと延長追尾ファ
Cルを結合する。

動をするという仮定の下で求めた次の観測時刻彦＝＠＋1）7厩における予測位置である。この追尾法は一般に追尾併合モジュール
冗長追尾を消去する。

α一βtrackerと呼ばれているものであり，我々の場合には，各目標の距離，接近スピード，高度および高度変化

脅威判定モジュール率を求める目的で使用している。

目標が等速運動をし，入力窺に外乱が混入しない理
想的な条件では，容易に疑似信号を除去し目標を高い精一32一

図2BCASプログラムの流れ噌される。・ただし㍑は観測の時間間隔である。

BCASフ。ログラムの簡単なフ戸一チャートを図2に示少なくとも1個の応答があるなら，その距離データを利す。質問制御モジュ㌘ルは，機体の上部及び下部に設置

用して（4a）および（4b）式により平滑化された距離とされた2本のアンテナの質問を行なうと共に応答信号を

接近速度を求める。次に上の距離データと対をなす高度

バヅファにストアする。各アンテナを通じて基本的に1データと予測した高度との相関をとり，相関の強弱によ

秒に1回の割合でMode−Cを質問する。しかし，ガーり追尾の継続けたは消滅を決定する。追尾を継続する場

ブルによってオーバラップする応答信号の数がソフトウ

合，予測高度をそのまま延長する場合と高度を修正してェアの処理能力以上になることを防止するために，必要延長する場合があり，また，予測範囲内に複数個の応答に応じてトランスポンダのMTL（Minimum

Triggeringがある場合には，複数個に追尾が分岐する。以上の過程

Leve1）のバラツキを利用したトランスポンダのグルーで追尾されたデータは全て延長追尾ファイルにストアさプ化を行なう。これには，Whisper・Shout方式と呼ばれれる。この延長追尾ファイルと前述した新追尾ファイルている質問電力のレベル変化と質問とSLSを組合せた方法を採用する。また一糸高度がある高度以下，例えばーブルやフルーツによって複数の追尾を形成する。追尾

10，000feet以下になると覆域を減らすために質問電力を併合モジュールは，これら偽追尾をふるい落すプログラには多数の冗長が発生する。すなわち，同一航空機がガ制御する。解読モジュールは，上記バッファの応答信号ムである。併合は全ての追尾を対にして行なう。すなわ

を解読し，処理バッファにストアする。処理バッファはち，追尾に関連した苓ラメータ（距離接近速度，高度4個あり，現在，1秒前，2秒前，および面前の質問におよび高度変化率）の比較にもとづき，両追尾を残すか

対するデータがそれぞれストアされる。各処理バッファ

あるいはどの1つを消去するかを決定する。こうして残のデータは，距離およびgraycode化した高度の2語かった追尾は古い追尾ファイルにストアされ，次の予測にら構成されている。追尾開始モジュールは，これら4個利用される。脅威判定モジュールは，入力として距離，の処理バヅファの中のデータから，どの応答信号を追尾

接近速度，高度および高度変化率を受けとり，回避命令

すべきかを決定する。各処理バッファの距離データをが必要であるかどうかを決定し，もし必要なら脅威が消70，7・，72，および73（7乞はぢ秒前の距離）とおすと，滅するまで命令を発生し続けるプログラムである。脅威

追尾は次のようにして開始される。先ず72−73によっ判定ロジックは，（2）式で定義された距離TAUと高度て接近速度を近似する。この72−73は，1秒間に変化

TAU（Z／Z）とを，現在の距離および高度と組合せて構する機間距離の最大値とトランスポンダ等のジッターを成したものである。このロジックで発生する命令は，考慮のうえ選び出される。次に7・一72と73−74を求

blimb

め，これらを72−73と比較する。それらがかなり近い

descent，

Descend

，

Don

t

climb

および

Don

t

値を示すなら，以上の過程で・使用された距離データと対同時に存在しても，それらに適合して命令を変更するよの4種類である。またロジックは2機の脅威がをなす高度データの各ビヅト毎の論理積をとる。この論

うに考慮されている。しかし，複数機による複数機によ理積が，国際規格のMode−C応答コードの中に含まれる脅威が同時に存在し，例えばClimbとDescendのよるかどうかを判定する。もしこの論理積が規格内に含まうな矛盾した要求が発生した場合には，解決不可能であれるなら，70，71，72および73の各応答機は，接近してることを示すために，全ての命令を表示するように考慮くる航空機と見なして追尾を開始する。このようにしてされている。また自機がある設定された高度以下の場合形成された追尾により得られる情報は，距離（70），接近には，判定に使用するパラメータの値を変更する。

速度［（70−73）／3］高度（上述の論理積）および高度変化

以上簡単．に当社で開発中のBCAS用プログラムを説率（0とする）等であって，新追尾ファイルと呼ばれる明した。現在このプログラムをテスト中である。その結場所にストアされる。追尾延長モジュールは，1秒前の果によると，4機のオーバラップまで完全に追尾し，適古い追尾ファイルと現時点の質問に対する応答とを利用

正な回避命令が発生している。

して，どの追尾を現時点まで延長すべきか，また新しいパラメータの値は何であるかを決定する。すなわち，古4．

将来の計画と課題

52年度に当社は，前述プログラムをストワード・プロ

い追尾ファイルの中の各追尾に対して，（4c）式から距離

および高度に関する現時点の予測がなされ，この予測値グラム方式で処理するActiveを中心としたある範囲に応答カミあるかどうかを調べる。

いる。

なお，次にあげる点が今後の研究課題として残されてもし応答信号がない場合，その追尾の持つ信頼度がある

値以上かどうかにより，その追尾の延長または消滅を決BCASの試作を計画している。

定する。すなわち，応答が複数回欠落しても信頼度が高1）高度レポーティング（Mode−C応答）能力をもたいかぎり，その追尾は継続される。距離の予測範囲内にないトランスポンダ機を対象とする方式の研究

一33一

2）2機間の応答高度に差がない場合でも，互いに逆方向の回避命令を発生させる方法の研究て応答しない方式が有利である。地上レーダによるATC
でも衝突防止装置の表示内容を監視する必要があるかと

1）のMode−Cに対する応答能力をもたないトランス思われるが，この方式を採用すれば，地上からMode−D

ポンダを搭載している小型機等は，将来にわたり存在すを質問する事により目的が達せられる。いうまでもなると考えられる。これらを対象にするために，Mode−C

く，現用のMode−A等；をこの目的で使用するとかーブ

以外のMode，例えばMode−Aによる質問を付加する

ルが避けられないので，好ましくないと考えられる。な事が考えられる。これによりジ距離とその変化率を得る

お応答パルス列中のことができるが，相手機の高度を知る事ができない。しいないので，これを使用する案も考えられるが，1ビッ

X

パルスは現在全く使用されてたがって，高度差による回避を促す衝突防止装置を構成

トの情報しか伝送できないので，この目的には不十分ですることは原理的に困難であろう。

あり他の特別なコードとの組合せ等の工夫が必要であろ

しかしながら，TAU（R，Rによる）的に脅威を検出できるのでパイロットに警報を発し，その後の回避操作
をパイロットの判断にまかせるPWI（Proximity

Warningう。

5．

Indicator）機能を付加することが考えられる。この場合，

む

す

び

以上，当社におけるActive

BCASの開発経緯を述べ，現状の航空環境下で実用上ほぼ満足し得る性能を得表示できることが望まれる。相対方位を応答波の到来方たことを報告し，現在さらに高航空密度下でも稼動し得向により知る方法カミ考えられ，これには複数個のアンテ

る新しい処理方式によるActive

ナエレメント間で振幅を比較する方法と位相を比較する

ことを述べた。また，さらに技術的な検討を要すると考方法が考えられる。アンテナ・アセンブリの物理的大きえられる1，2の問題に言及した。

さ，設置上の難易を考慮すると位相比較が有利であろう。実際には，この方法にも問題点があり，特に複数機

BCASを研究している

本稿が，多少なりとも関係各位の参考になれば幸いである。

からの応答電磁波が，ガーブルし，まったく時間的にオ

最後に，この開発にあたり各種の御援助を戴いた通産

ーバラップすると，検出方位に大きな誤差が発生する。

省ならびに防衛庁の関係各位に深謝するとともに，有効

この問題を解決する適当な信号処理方法の開発が不可欠な資料の提供を願ったFAAならびに運輸省航空局の皆であろう。

様に深く感謝の意を表する。なお本草稿にあたり，当室第2の同一高度帯の2機に対し，互いに逆方向（上昇員川島広海次長の多大な協力を得たことを付記する。

または下降）の回避をとらせる問題であるが，前述の当参社がすでに使用した方法もその一つの解決策である。しかしながらこれには一時的にせよ誤った高度をレポートー

するので，ATC上難点がある。別の解決策として，現在すでに国際規格で予備として用意されているMode−D（1）

Active考文

献Beacon−Based

Concept（BCAS），

Collision

Avoidance

FAA−EM−75−7，0ct．，

1995．
（2）

lTest

Plan，

Project（3）

qeview

117，（4）分の操作内容を応答する方式である。この場合，ガーブ
ルを避けるために操作意志がない場合には質問を無視し

一34一

BeaconColllsion

No．052−241−100，
andAlgorithms

すなわち同一高度帯の脅威機を検出した時，Mode−C以外にMode−Dの質問を発し，これを受けた航空機は自̀nSystemを使用して，空対空で互いの操作方向，具体的には衝突防止装置の表示内容等を通信し合う方式が考えられる。

レパイロットカミ容易に発見し得るよう侵入機の相対方位を

Analysis

withofdfεectiveness

Some

Particular

FAA−RD−75−72，oftheAvoidan6e

FAA，System，Nov．，1975．

Collision

Reference

Avoidance

to

FAA，

June，1975．

BCAS

Remitter

ANTC−

Logic

in

Resolving Non−Turoring Aircraft Encounters，
MTR−7231， MITRE Co．， May，1976．

4電波航法Electronic

Navigation

Review

No．21（1977）

海上交通シミュレーション
東京商船大学杉崎昭生
OntheMarine

Tra伍。

Simulation
Tokyo

UniversityofMercantile

MarineAkio

SuGIsAKI

M．

以上のようにシミュレーシ・ンを見れば，つぎのよ

1．はじめにうな表現が，個々のアプローチの位置づけに用いられぐ

現在シミュレーシ。ンという言葉は日常語の範疇に入る。

ってきたので，シミュレ」ションに対する評価も，海上交通のシミュレーシ。ンを実施しはじめた頃（ほぼ10s・＝s（P1，鳥，鳥，、＆）

ここで

S：シミュレーション年前となる）とは大分変ってきた。そこで筆者が実際に

君：船舶の運動モデル（6種）

行なってきたシミュレーシ・ンの典型的なものを，ここR：シミュセーションでの船舶の動かし方（2に紹介させていただき，古いものについては今日的な評種）

価をお願いしたいと考えている。筆者の海上交通シミュ

瓦：シミュレ「ション対：象域（2種）

レーションは，昭和42年にまで遡る。それ以来，海上乃：シミュレーシ。．ン使用言語（3種）

交通シミュレーションを四つの大きなパラメータで特徴を表わしている（パラメータをとりあえず4種をしたい

づけて実施してきた。その四つのパラメータとはものもの）。この表現でも種類のものが考えられること

・

船舶の運動モデル

・

シミュレーションでの船舶の動かし方

・

シミュレーション対象域

・

シミュレーション使用言語を示している。

2．GPSSによる海上交通シミュレーション2）
1967年に建設省の依頼で東京湾口の航路網の交通容である。これらのパラメータについて概略的に記述す

量を調査するために行なったシミュレーションの概要をる。

ここに示すが，

まず船舶の運動モデルは，速力針路ともに固定された

S＝5（速力・針路制御，空間スライス，海域全体，ものから，速力制御のみす，針路制御のみす，速力針路ともに制御可，さらにこれらに運航判断基準（航海法規

汎用シミュレーシ。ン言語＝GPSS）
で表わされるシミュレーションである。

ヌ

も基準の一として含まれる）を加味したものまでを対象

2．1モデルとして考えた。つぎにシミュレーションでの船舶の動か（1）船舶の大きさ

し方は，時間スライス方式か空間スライス方式によるか

3種類の標準船を設定し，小さい順に35メートル船を考慮すればよく，シミュレーシ。ン対象域は局所か全（A），その隻数割合65％，70メートル船（B），その隻体かの二つを考慮すればよいであろう。

数割合22％，そして140メートル船（C），

その隻数割

合13％となるモデルをつくった。

シミュレーション使用言語は，若干正確さを欠くが，汎用プログラム言語（この範疇にアセンブラを含ませ（2）船舶の速力分布る），汎用シミュレーシ・ン言語，専用シミュレーショ

大きさ別に統計資料をもとに，ほぼ原速分布に近いモン言語の三つを考えたらよいであろう。汎用プ戸グラム

デルを使用した。

（3）

言語はFORTRANやPL／1によるのがよさそうであり，汎用シミュレーション言語はGPSSおよびSOL

船間距離と航行速力

船舶の前後方向距離の大きさが速力に影響する範囲はがよく，専用シミュレーション言語は十分ではないが8×船の長さ以内とし，それ以下のときは適宜速力選択

MSPL1）がある。

をすることとした。

一35一

（4）航路パターン（95％で切り，それ以上を95％の時間間隔に上乗せし浦賀水道付近の海域を図1に示すとおりのモデルとした指数分布）によった。

た。ここで3次元の配列は，航路の方向（Nは北向航（7）運動モデル路，Sは南向航路）」航路番号ブロック番号および航路

加速，減速は同じ特性を用いた。また慣性は考慮しな

幅（単位は70メートル）を表わしている。このモデル

い単純モデルとした。

では小型船用の側航路を除外している。

2．2（5）航路の優先度

シミュレーションの方法と結果

各航路のブロック番号1のところがら船舶を平均発生

図1での3番船路と12番航路が高位で，これを横切間隔に基づく擬似指数分布により発生させ，航路の内部る航路を低位とした。

での停滞が起きないかどうかを調べ，起きなければ平均（6）船舶の発生間隔

発生間隔をより小さくして，停滞が起きないで平均発生

平均発生間隔を定め，これを用いての擬似指数分布

間隔の最小（通航回数の最大）となるまで，シミュレー

11D

感

レ

S（12
S（12 2 11、） N（3 58 15）
S（12 311）N（55ア13）←S（15102）
4 11）
S（唱2
N（556 12）
S（12 511） N（35512）
6
11）
N（5
54 11）
S（1をN（5 55 11）
S（12 7 11）
S（12
S（12
N（三5 50 10）
S（12 10 11）
N（5 49 9）S（12 11 10）
N（5．48 9）S（12 12 10）N（347 9）4）NS（12l18球ll劉お

N（2
N（2

1

2

￨返

4）←」S（12

N（5

46

10）

S（12 15 10）
S（12 16 10）
S（12 17 10）
S（12
S（12
S（12 20 10）
S（12 21110）
S（12 2210）

N（55815）

S（122410）

N（5N（5 45 10）N（5 44 10）N（5 45 11）

揖指寅誰ll拐N（5 40 12）
N（5 59 15）

N（4

58

2）

S（122310幽N（33714）一N（4 57 2）
56

15）

S（1〜2510）

N（3 35 15）
S（．122610）
N（5 54 14）N（5 35 14）
S（12 27 11）
N（3 52 14）
S（12 28 12）N（3 31 14）
S（12 29 格）
S（12 ll怨如・醤ll；1孤）S（12S（12 36 16）N（2212）」Ls（12N（2 20 2）
N（2 19 2）層（2 18 2）N（2 17 2）N（2 16 2）

57窪6）S（哩2 38 16）
S（12 59 16）
S（12 40 16）
S（12 41 16）
S（12 42 16）§1禍B＿蝦ll概1蝿臼；
S（11

43

2）

翻ll

S（12 45 16）
S（12 46 16）
S（12 47 16）
S（12

．48

16）

S（12
S（12

49
50

16）
16）

S（12

51

16）

S（12

52

S（12

55

S（12
S（12
S（12

54
55
56

16）
重6）『

16）
16）
16）

N（5
N（5
N（5
N（5
N（3
N（5
N（5
N（5

27
26
25
24
23
22
21
20

15）
16）
17）
18）
18）
19）
19）
20）

N（．3

19

21）

N（3 18 21）
N（5 17 22）
N（5 16 22）
N（5 15 22）
N（ろ

14

25）

N（5
N（5
N（5

13
12
11

25）
23）
24）

3
55533533︵︵︵︵︵︵︵︵︵N
NNNNNNNN

N（2132）N（2122）N（32814鈎辮標

24．）

N（3

図1航路パターンとデータ

一36一

10

924）
824）
725）
625）
525）
425）
526）
226）
126）

ず

S（12 ろ2 16）
S（12 55 ｛6）S（12 34 曙6）S（12 55 16）

シ。ンを行なう。こごで平均発生聞隔が実態と同じであ対象となる航路が湾内であるために，小型船を除き，れば，シミュレーション結果は，実態の特性を表現して表2に示す速力設定基準を用い，小型船は原速×（表2いるものとなるし，停滞が起きない最小平均間隔でのもの係数）にて速力をもたせた。

のからは，海上交通容量が求まろう。

（3）船舶の行動

このようにして，浦賀水道付近の航路網についての海

船舶が変針・変速をする一つの基準となる航行可能余

上交通容量は192隻／時（35メートル船127隻／時，70

積の大きさ（正確ではないがこれを基本避止領域と定義

メートル船42隻／時，140メートル船23隻／時）丁丁する一詳しくは文献8参照）を，船舶密度，速力差，をえることができた。この値は船舶の動きがかなり楽に大きさの違いなどによって重みづけて，この大きさ一なっている点から見れば，いくぶん多目に出ていること

これを避航領域と定義する一によって，進むべき針は十分推察される。また横切りも折り込みを主としてモ路，速力を定める。

デル化したので，それほど南北向の交通流を妨げてはい（4）運動方程式ないものとなっている。

船舶の詳細な運動を必要としないので，次式を用いた。

し3．詳細なモデルによるシミュレーション3）〜8）

伽

吻万＝一肋

1972〜74年にかけて運輸省第2港湾建設局の依頼で，一般海域にも適用できる海上交通容量の調査を実施した（速力）9）

帯θ一Kδ（針騨

ときの中心をなしているシミュレーシ。ンの概要を示す。ここでのシミュレーションは

ここで駕は船舶の質量，

5＝S（速力・針路制御＋運航基準，時間スライス，局部，汎用プログラミング言語＝FORTRAN）

は速力，

は時間，θは船舶の旋回角速度，δは舵角，TおよびKは操縦性指数を表わしている。

にて規定できるものである。

（5）運航基準

3．1モデル

船長をはじめ船舶の運航者のもつ運航基準を運航者よ（1）船舶の大きさ分布

り聞いて，これをモデル化した。したがって，シミュレ

運輸省：第2港湾建設局カミ1973年に行った東京湾の出ーションに主要な運航基準に導入されている（追越し，入する船型予測に基づいた1985年の大きさ分布（表1）

合流，横切りおよび入出港基準など）。

を用いた。

（6）場
船舶の運航の場は，航路とよくいわれるが，航路網

表1船舶の大きさ分布（1985年予測）
き

さ

（GT）

成

500

500〜

1，000

1，000〜

3，000

3，000〜

6，000

6，000〜10，000
30，00030，000〜

60，000ユ

10，000〜

60，000〜100，000
100，000〜140，000（2）速力分布表2

速力設定基準（港内用）

大型船（ノット）
速力区分

Slow
Dead

Slow

1⊥−⊥

1

2Qゾ7．4

Full

Half

ディーゼル

2086

タービン

（航路体系）そのものを対象とはせずに，航路体系の要

比（％）

素航路要素一を対象として考えた。この要素として主だ09臼−⊥

5〜

構

94
3
37
05
31
36
45
01
02
0

大

なもの胃，

直線状

Y字形

分岐

であり，このうちの直線状，十字形，逆Y字形を場として用いた。これらの航路要素の幅はすべて700メートルとし，航路の長さはできる限り長くとって，必要に応じてシミュレーシ・ンのためのバッファゾーンを付加した。航路の壁は仮空の線のみのソフトフォールとした。
3．2

シミュレーションとその結果

シミュレーションはつぎのとおり実施した。

（1）船舶の発生（原速基準）

発生時間間隔および発生位置を確率的分布を利用し，乱数によって決定した。

0．75

（2）

0．50
0．40

交差

逆Y字形一合流

小型船（比）

0．85

十字形

クロック・タイム

経費との関係で，30秒（実時間）を1クロック・タイ

ムとした。理想的には5秒を1クロック・タイムとした

一37一

いと考えている。

（3）

対象としている）を表わしている。

ゲートラインとシミュレーションからえられる

データ

ことなつ治船舶の混在しているとき（混合モ甲ドとよんでいる）は，混合船舶の五L76乗換算をして，混合船

交差海域や合流海域を除き，2海里ごとにゲートライ

舶の等価的長さを知り上式を適用すればよい。

ンを設定し，シミュレーションからの統計データをとり（5）合流型航路要素の海上交通容量やすくした。また航路壁と隣接する二つのゲートライン

合流型航路要素の海上交通容量を，合流される航路のによって囲まれる領域によっても統計データがとれるよ

通航量をもとにきまってくるものとして，定義すれば，うにした。

図2のようなものとなる。忌中Mainが合流される航路

シミュレーションから直接えられるデータとしてはで，Subが合流する航路を表わしている。

総トン数別通過隻数

a。

b．

〃

（6）交差型航路要素の海上交通容量

船間時間間隔合流型航路要素と同様に考えて，海上交通容量は図3

通航船舶の原速分布C．

d．

にて示される。

実速分布〃

速力比（実速／原速）分布
ーー

平均密度
追越し回数

竃 一覧

10

機関使用回数
緊急動作回数1．

などがある。

15︑

Number。f30
Vessels45
per

H。ur《Ha㈲︑︑

図3交差型航路要素の海上交通容量、

交通容量もそれらの組合せによって十分求められる。この方法で注意しなければならないのは，航路要素の接続によって，問題点がうまく接続するかどうかを十分検討することであり，接続させる方法を見つけることといえる。

4．考察と結びoNuπわer

図2

ofVesselsper

海上交通のシミュレーションはそこで用いるモデルに

45

30

15

大きく左右される。それ故に，モデルを目的に合致した
Hour（卜4ain）

合流型航路要素の海上交通容量ものとすべきであろう。しかしいろいろな制約があって，考えのうちにはあっても，なかなか実現することが

一38一

エ

（7）結果の応用
航路要素の海上交通容量がわかれば，航路体系の海上

、

0

︑

o

、
．︻U

3房Yコ︒エおO㎝Pωい︒り①︾馬︒葛O§Z

︑ ︑

1一︑︑

100

5

︑

となる。ここでしは船の長さ（単一種類と船舶のみを︑⑳FO鵠Φ﹀脳O﹂①OEコZ

C＝2．29×10一5L−1・76（隻／時）︑シミュレーション結果をまとめて見ると，直線状航路

要素の海上交通容量Cは︑（4）直線状航路要素の海上交通容量

︑︑

宕房︾﹄8エ﹂巴1．

最接近距離分布

聾

qL＆h

〃

ンの効率を考え，事前に異常状態とならぬようにシミュむずかしい。それらについて若干見ることとする。

（1）船舶の動きの精粗

レーシ・ンモデルを設定してしまうのが常である。今後

これに関係する要素としては，運動方程式とクロック・の研究課題の一つといえよう。

タイムの大きさをあげることができる。運動方程式はク（4）ロック・タイムが30秒前後と大きいときは，現在のま一般にわかりやすいのは，結果を統計的に評価するこシミュレーション結果の評価までよいが，小さくするときは，たとえばCraneの方法とである。このためにはシミュレーション時間を十分とによるなどした方がよいであろう。ただし，現在使用しらなければならない。マクロシミュレーションならできている方法であっても，クロック・タイムを5秒程度まるが，ミクロシミュレーシ。ンでは実行不可能といえよ

でにはさげたいところである。その理由は小型船の存在う。統計的な処理を考慮しなければならないのは個々のをあげることができる。

変動を結果に反映させないようにするときであるので，この辺を考慮して，効率のよい方法を考えるべきではあ（2）運航基準と心理量
今日までのシミュレーションで心理量を考慮した運航る。

基準のモデル化は，わずかに昭和47年から昭和49年に

参考文献

かけてのもののみである。ここでは大きさの把握に関す

1）杉崎昭生：海上シミュレーションプログラミングる心理量を考慮するためにイメージの概念を導入した。

言語MSPL−1，日本航海学会誌，第40号（昭和よりシミュレーションをよくするためには，もっと多43年12月）くの心理量をモデル化して導入する必要はあろう。

（3）2）杉崎昭生：シミュレーシ。ンによる通航容量，浦賀水道船舶交通実態調査報告書，昭和42年12月
3）〜8）杉崎昭生他3名：航路設計のための海上交定常状態とその状態における異常状態の配慮

船舶の交通の定常ということは，いうのは簡単である「通容量一1，H，皿，が，なかなかむずかしい問題を含んでいる。定常状態を

VおよびVI，日本航海学

考えるときには，交通流の通常の状態のほかに異常状態

年12月，49年7月，49年12月および50年8をも，その対象として見たる必要は十分ある。しかし異月）9）Honourable Company of Master Marines：Stopping

常状態となれば，ただでさえ定常状態がつかみにくいのDistanceに輪がかかり，なかなか定常の判定がしにくぐなる。そ10）

こで，本来考慮すべきものであっても，シミュレーシ・

電波航法研究会

Shlp，1966，

June

昭和50年度決算報告書
商
非

目

摘

金

目

前年度より
繰
越

of

野本謙作，田口賢士：船の操縦性に就いて（2），

造船協会論文集，第101号（昭和32年）

要

額

項

項

金

額
98，850円

654，726円

会

正会員

50社
支

収

7

IV，

会論文集，第50，51，52および53号（昭和48

120口×8，000

議費（156，000）

資料費（10，000）

費

984，000

個人会員

15名

14名×1，500

入会金

4名

4名×5002，000（30，000）

広三二（126，000）

銀行利子
計

71，000（1，350，000）

会誌販売費

67，740務（100，000）

編

集（35，000）

会

計（30，000）

金（72，000）

通信交通伊（30，000）

予費（89，226）

次期繰越金

491，603

計

1，767，343

謝

入

立口

収

β

立口

B

20，450雑986，790

庶

の

の

6回

究

備

27，80022，70061，00010，860037，167（10，000）

1，767，343（1，872，229）（）内は予算を示す。

一39一

会

20号

399，200円
509，760

原稿料77，630
事務費＋1名×1，000円
22，000

入

5回

研

会誌19号

機 関 誌
出 版 費
出

（1，051，500）

企画幹事会誌0960，000円
会要電波航法Electronic

Navigation

Rev三ew

No．21（1977）

Abstructof

Foreign

Paper

State

of

Experimentations

andProgramDevelopmentofDif［erentia1

0MEGA

ih

France＊of

G．Nard＊＊（フランスにおけるディファしソシャルオメガの実験と開発計画）（抄訳森脇憲治）
海里が確保できる。後者の問題については，現在開発中

フランス政府は1969年よりディファレンシャルオメ
ガの技術的研究を行っており，1970〜1971年には最初であって，1975年にはHarreの近くのAutifen石油の実験を実施した。以後，このシステムがすべての航海

基地に最初の局が建設される予定である。このシステム者に利用され，また，航海上有益なシステムとして運用の精度は距岸40〜70海里で10m以内，港で1m程できるよういろいろと研究開発を進めて来たが，重要な度である。

現在フランスで実験を行っているディファレンシャル

問題はどのような周波数を使用するかにかかっており，
フランス政府としては無線標識をこれと共用することとオメガの型式は次のとおりである。

し実験を行うこととした。1973年Yeu島にディファレ

モニタ局では10．2kHzのオメガ信号を約100秒受信

ンシャルオメガ局を設置し，データの収集に当っている

し各局別に分離し，この信号に各オメガ局の計算上位相が，今迄の実験結果から，オメガ伝搬補正値の自動送信

速度を300，574km／secとして）の位相値に対応する一の可能性及び285〜400kHzの中波無線標識による送信

定値だけ位相偏移をかける。各信号の位相はある一定値の可能性が，また，無線標識との共用についても可能でに対して計算上の値と受信した位相値との差に等しい値あることが明らかとなった。図1にYeu島の位置及びだけずれることとなる。この信号をオメガフォーマット

ディファレンシャルオメガの利用範囲を示す。図中のに従って多重化し，20Hzの補正用副搬送波に置換す

MARSEILLE局は1975年2月に運用開始予定である。

る。搬送波をこの即Hz信号で位相変調変調指数0・67

大型船に対する沿岸海域及び港湾隣接海域における航をかける。この方式の利点としては，1）帯域幅が狭く

行援助については世界的な問題として解決：しなければななるので，HF，

MF帯においても利用できる。また，らない問題である。沿岸に接近するときの300海里から

送信周波数間隔は200Hzで十分である。2）方位測定

50海里の海域において必要とする精度と，50海里から0信号，音声信号等の振幅変調との同時送信が可能であ海里の港又は岸壁に接近する航路上において必要とするる。3）フェージング，混信等に強い。また，MF，

精度とはそれぞれ相異する。フランスの現行システムでは遠距離において安定に伝搬する。4）付加装置の価格

HF

この両者を十分に解決できるものはない。まず，前者の沿岸海域の問題について，層オメガはすでに多くの船舶にが安い（オメガ受信域の1／5〜1／10程度）。5）オメガ局

別に補正値を伝送可能であって，航海者はいかなる局の装備され，外洋の航行に広く利用されており，この点か組み合わせでも利用できる等である。

らディファレンシャルオメガによって経済的に解決されディファレンシャルオメガ用の周波数としては技術的得る。精度としては300海里で0．7海里，50海里で0．3に見て300kHz帯が有効である。この周波数帯の減衰率一＊Proceedings
Washington

D．

of

the

C．，

＊＊SERCEL−France

2nd

OMEGA

Nov．1974より

Symposium，は低く，低ふく射電力（10〜20W）で300〜400nmの距離まで良好に送信できる。さらに，この周波数帯域では補正用受信機の局部発振部，狭帯域フィルタの製作は

一40一

τ

凹G．16／！一一〜、 ＼ ＼、／／／／ @／一一一一一一＼＼／＼／、、臨丁撒ERA、，／／
／

ン

！

／

／

／

／

＼

＼

＼

＼＼

／
／

、／

禽

＼

／

／！一7一
／！

／

◎

／

ACCURACYFOR／−Accuracy

LAST

OMEGA

IN

NAUTICAL

MILES

for

normal（1976）

corrected

NETWORKOMEGADay ＝1．5n．m．（68％）
Night＝2．6n．m．（68％）

一Accuracy

fordifferential

corrected

OMEGA

（68％）
Di・t・・ce1

5・mil・・1…mil・・「2・・mil・・13・・mil・・

Day

0．23

0．27

0．34

0。5

Night

0．3

0．39

0．51

0．75

一

＼＼＼、

l

、、

MARSEILLE

l

ロ
。；1

15。納

＼＼1：1劉ノノ

交こ灘女
まヘノ

へ

LIM」；TOFCOVERAGE．．騨＿＿．＿，．＿＿

＿．

120M

＿．．・．．．陶一＿甲．＿一一＿．＿一＿盒L

図1ディファレンシャルオメガ局
容易で安価である。また，受信空中線をオメガ用とディメガを比較したものであり，図3はSID時のデータであファレンシャルオメガ用の両者で共用できる。

る。

300kHz付近の周波数帯は無線航行用として使用が認
められており，海上，航空用標識に使用できる。全世界

OMEGACORRIGεε了OMεGA

DIFFεRE鎚丁5Eし．

中には，この周波数が使用した多くの無線標識があり，オメガの補正値の伝送に有効に利用できる。Yeu島での共用の実験の結果

1薫沿1画∵

田∵ゼlll鴛1）オメガ補正値の伝送で影響を受けた無線方位測定用受信機はないこと，2）無線標識の指向性電波，識別信号によって，また，その振幅変調，》〆一へ伊㍗一目

轡輿図誕蛾：・∵：悪：・

による補正用受信部への妨害は認められなかったこと，

3）搬送波が持続波である場合，ふく射電：力5〜12Wで300海里まで伝送可能であること，特にSIDに対しては

豊

置一…。．、

暢

非常に有効であることが判別したが，反面，6分毎に1て分間の補正値の伝送では

1）利用範囲に連続送信と比

ツドマサリ

ζ劣∵

こ

ゆ

ロマ

1！∵∵

ロな

の

ニ

うり

ツご

1．※・，．

ココ

ロちコ

．．

コ

．：

較し比率1．5〜2．0で減少する，2）平均誤差が連続送信と比較し1．2〜1．5倍多くなった，3）SIDの場合，誤差は通常のオメガと同じ値にまでなる（ただ数分後には

みゆ

一糊・晒｝v隔亀．
． ，三牙三撫鷺蒋lll：、烈らL∴1：・一・補正できる），4）休止時間3〜5分間補正値を記憶させておく必要があるため受信機が複雑化する欠点が認められた。

図2，図3に実験データの一部を示す。図2は距離50海里地点におけるオメガとディファレンシャルオ

一41一・轟ニー≠≧三ゴご二iニヒご一lil＝＝

占一・6・

二三然二．1＝；＝；二＝、寛：：＝；∵：ll：慶∴、

嚢町・辻三血判士ユ、＝烈∴，1・一騨一一一・@一・哺一一…

一・・

卿．．．．

層」噸

．

4尊

図2ディファレンシャルオメガ観測例

A。D魂ATURεしε『O重FFεRE討『陀亀．

腫AN7εiS・IL往b

Di織灘nce
Effet

d

ung

90

な計算法によって補正した結果1〜2cel以内となる。

》εU

Km

このようなディファレンシャル用の補正表があれば，簡

perturbation聖ono噸⊃｝奪6r蓮quo︾Ω

単に誤差を補正でき，50海里以遠の距離でも利用でき

一層一一ρ一▼曹？1・，o，，海で！

，ぢ。り。…

・、・》

贈

Ω2「⊃

冒

囃噤

齠

ｾ

『@・；一

凵D

る。
4＃

・圭

轟。噂■■1

@．一．

悩

一

u

≡

r一 ¥，壼

．

相違してくる。95％と68％ce1の誤差確率の比は距離・締 轍響辮
苑ﾋ；畢璽
「
，
．

零

零

分布は近距離ではガウス分布となるが，遠距離では多少

寸

よ

■

このように補正したディファレンシャルオメガの誤差

@．9辱

寧

←

．

・

■

ヨ』…江麟：其㍑

0で2，また300海里で平均1．5である。ζの関係は

「［

一L一

一

次式で表わすことができる。

・｢・1・二郷‡
蜩s由i

置

≡

i

P（95％）＝一〇．0174→一2
P（68％）

聖ん（4）＝・

且，』

4：距離（海里）

図3SID時におけるオメガとディファレンシャル■り

オメガの観測結果

一方ディファレンシャルオメガの生データから距離の分散による誤差及び雑音による誤差を取り除けば伝搬上

A−B，B−Dについてオメガとディファレンシャルオメ

σ＝〉σ。。。r．、、ff。2〒σ魏氏が行った解討とよく一致している。
σ。。rr．

まず，SIN比の雑音についてオメガよりディファレン

diff

9：分散誤差を補正した誤差（65％）

シャルオメガの方がかなり大きい。ディファレンシャル

σ％：雑音誤差（68％）（平均1．2celである。）

オメガの雑音の平均値は積分時間100秒でσ＝1．2cel

この誤差は昼間より夜間の場合に大変重要であって，に相当する。この誤差はオメガ局のふく射電力を増加さ

1つのディファレンシャルオメガ局では簡単に補正されせれば減少するが，多額の経費を要し，非現実的である。

得ないものである。この誤差を剰余誤差といっている。

受信機の積分時夜を十分に長くとれば減少する。

Swansonによればまた，昼夜間における伝搬速度の変化に伴い誤差が発生する。この誤差は次式で与えられる。

・一雌一［2／・一・一・／698（・＋618）｝］輿、
σg：通常の：オメガの誤差

4yε・＝T【ρrefつm・b］

4

：

足巨目頭

（海里）

上記の関係を図4に示す。これらから求めた補正ディ

ψ・ef：モニタ局における計算上の位相ρ皿。b：測定点における位相

ファレンシャルオメガの誤差及び精度改善率は表2のと4γおりである。

：

昼間又は夜間の速度変化

10．2kHzでは次の値から％の補正を行う。
昼間の位相速度301，041km／sec

夜間の位相速度299，910平均位相速度300，574km／sec

γ：理論的平均速度：

300，574km／s

表2ε（68％）

距1の測定点における測定値の補正結果を表1に示す。昼間，夜間の伝搬速度の変化に伴う誤差はこのような簡単

表1
レ

距

離

εψ（ce1）ン

10ref一書）mob

昼

間

A−B

B−D

十一〇．23

一3．03

0

十〇．5

−12．78

十10．25十2−1．5−31．70

十12．43

十5

−2

夜

昼

間

ε（68％）

夜

間

平均改善率

ディファレンシャ
ルオメガ／オメガ

16nm

1．32

1。52

8

45

1．51

1．90

7。6

60

1．58

2．16

7．4

90

1．7

2．59

6．7

200

2．23

3．5

4．85

280

3

4．93

3．5

間

A−B B−D A−B B−D
一

037・

170km
370km
550km

一

離

一〇．7

十2．3

十3

実験結果からディファレンシャルオメガが最初に沿岸領域に入る時の航行援助の問題を満足し，経済的，安全に解決することがわかった。フランスでは1973年に1局建設したが，1975年忌はもう1局が運用に入る予定
である。

一42一

︐

の相関関係による誤差を求めることができる。

ガの誤差解析を行った，フランスの実験結果は，Swanson

ROUGH DIFFERENTIAL OMEGA (WlrHOVtr DiSPERSION CORRECTtON}
Tetelerrer{esX)lCentilefies

l

t:

!
Io
I
(}

.DAY

l

iNtGHTti‑+‑p‑‑le

LU

p(ERROR)=95%,CENTtLANES
,

{

E

t

7

6
5

td"

4

̀

3

;

l
,

2
Uistance
Nautica1miltes

1

o

,

so

loo'

200

1so

250

'

CORRECTED DIFFERENTtAL OMEGA'ERROR (95 %)･ in CENTtLANES

Error(95X)Thecorrectioncorrespondstothedispersioneffectr

9CentitanesdV=‑l;v[9REF.‑90BS.]V=3oo574Kmlsec.AV(DAY)=+467'Kmlsec.AV{NIGHT}=‑664.Kmlsec.

.9cor

i'

,

8

I

i

eDAY

7･

nNIGHT::llli:;.l‑P"‑

6

‑

t

5

l

1Ild

4

'

‑

lè‑'i

3

1

i

i

2

l

l

i

.1

:･
‑Distance

1

Nauticaimil{es

o

po

.so

t50

250

･200

CORRECTED DIFFERENTIAL OMEGA:ERROR (68 %) in CENTILANES
E,",o,',,ipa,,%)gj'iSa'l'Ilbl":)?t:Odls:5rnOc'e=k{d)=tl‑i(ge‑g:",9s5.%))=‑‑o,ooi7d+2d=inMiitesprk.{O}

s･

4,i:Re,Y,.M.,."L,k4C3co,M} ･=.1,5 1･;
'

3
2

‑.･

"

iIik.L.#Att‑‑" r‑tTl‑;,1tDisthBce'

60segondsl

neisetevelianpiseii1,2(T=''Nautical m;Iles

o
oo

a･

IDO

250

200

150.

LOSS OF CORRELATION ERRORtastdiff.corrast2[i6gs]tl.eliitd
Ei5tgs{1+‑SLi
tossofcorrelationErrorModel:..‑.e‑'

5

2

t

eDAY

‑t

3

la=on

4

o(ce%}Centi{aneseNtGHTq"‑‑ r‑‑arsiaiiia‑･a2nt.

ti

porr=enossent

1,2,fordiff.statd.=O‑‑.
Distence
Nauticelmilles

o

oo

100

loo

pa 4

‑ 43 ‑

200･250

Reportonthe

Results

of

More

than

MICRO

OMEGA

Years

of

TestingaForm

ofDifferential

A．L．

Comotock＊＊＆W．

A．

Five

OMEGA＊

Rounion＊＊（マイクロオメガの実験結果について）（抄訳森脇憲治）
マイクロオメガ（MICROOMEGA）はディファレン

10。2kHz研究を行っているものである。

オメガ受信機

ABCD

オメガ信号

シャルオメガの一方式で，過去力年以上にわたって調査

IF

300Hz

オメガでは1〜2nmの精度で位置を出すことが可能

10．5kHz

であるが，この精度を出すためには測定値をテーブルか局部発振器

ら求めた伝搬補正値で補正しなければならない。外洋を航行する場合にはテーブルを利用しても，また，上記の

7

移相器
送信機

搬送波
1785kHz

SSB方式

フェーズロック

逓倍器xN

ような精度であっても何等問題はないが，沿岸海域や河r

マイクロオメガ局

川，港湾内を航行する場合にはさらに精度が高く，SIDのような予測できない現象に際しても影響のないことが○出力要求される。マイクロオメガと言われる簡単な装置をオ

オメガ信号
受信機

AB 倉

メガシステムに付加することにより，これら要求を十分に満足させうることができる。

』「歯、

IF
300Hz

10．5kHz

マイクロオメガのブロックダイヤグラムを図1に示

D

局部発振器

す。固定モニタ点において受信したオメガ信号を可聴周

波数300Hzに変換し，この信号を搬送波1783

kHzに

逓倍器×N

ダイン受信して300Hzに変換し，マイク．ロオメが局かリンク用受信機

ら送信された信号との位相差をフェβズメータで測定す

7エーズ

メータ

メータ

壁｝他・L・P

3：＝＝｝他・L・P

フェーズロック

のせて送信する。受信側ではオメガ信号を同様にヘテロ

フーエズ

、噛

マイクロオメガ受信機る。このような簡単なマイクロオメガコンバータの利用

豪

図1マイクロオメガのブロックダイヤグラム

によって，オメガの測定位置の連結的，自動的に補正できる。図2にTeledyne

Hasting・Raydist研究所における1970年1月28日の初期の装置による実験データを示す。当日は太陽黒点の爆発現象があったが，データか

π丁ηii、同…・丁・lTi旧一τ7薗Tl

l：門門ト1・÷牽璽離購盤欝灘讐『F
1、ジ隣＝

1！三二豊コi＝Σ萎＝：∴率ン．．：〔：1：．：二1箕

全に除去できている。

触マ∵1㎝＝三＝1二1饗㌍り？響・マイクロオメガ装置については今日迄改良に改良を重ねて来ており，また，てれら改良装置φ実験についても1972年にはNELCによる評価試験，1974年1月にはRAFFAELLO号による洋上実験，9月にはTSSΩUEEN＊Proceedings
Washington，＊＊Teledyne

of

D．

：

・笥‡尊写楽l17滑；晒・．

ら解るとお日周変化，SIDによる伝搬じょう乱現象を完

the

C．，

2nd

OMEGA

叩… srr7一＝一齢1・

聴やL∵†77

浅・：〆．．一ヤ「予耶虐層叩

jンゾ括鑓プ晒一…

「・

1∵…1…マ：硬調謹ζ釜‡Symposium，

8

Nov．1974より

図2SIDとマイクロオメガ

Hastings−Raydist

一44一

ANNA

MARIA号によるバージニア州ノーフォークとバーミュダとの間の航海実験，10月にはHASTRAY−II
号での実験を行った。

gUEEN

ANNA

MARIA号における実験では昼間300海里でも良いデータカミ得られており，また，夜間においては図3に示したとおり，距離600海里で良好に受

図3はTSSΩUEEN

ANNA

MARIA号で得られた

信されている。この場合，補正を行わないときの精度はデータである。これらの図はバーミュダ停泊中のデータ

平均25ce1であったが，マイクロオメガ局と測定点（バで特に図3（b）は夜間におけるマイクロオメガ波の空間ーミュダ）とのオメガテーブルから求めた伝搬補正値の波を用いたときの測定記録である。マイクロオメガ局と差でもって行うことにより両LOP乏もその精度は約の距離は600海里以上もあり，完全に空間波だけの伝搬

5cel改善されている。このような傾斜法による補正はである。図中点で示した値は測定値に補正を行ったもの

遠距離においても精度を向上させることができる。

であり，線で示した値は補正を行わなかったものであ今迄に得られたデータからマイクロオメガについて，

駝︐る。マイクロオメガの利用範囲について，現在の実験装

1）精度の改善は約10：1である。2）マイクロオメガの

置は送信周波数1783kHz，全電力40W（p．e．p．）平均

地表波の有効範囲は，100ft垂直アンテナ，低電力で昼

電力8Wであって，その利用範囲は200海里まで達している。先に記したRAFFAELLO号での測定では夜間

関野350海里，日平均200海路である，3）マイクロオ

340海里で信号が弱くなり，受信機を通常のオメガに切よる補正によって地表波利用範囲外にあっても利用できり換えた。途中の300海里付近で激しい雷雨に出会った

ることが明らかとなった。

メガの空間波は2地点間における伝搬補正値の傾斜法にが受信が中継することはなかった。
π．．．．︸．7．．噛

ロ

蒲◎

ご
コ

㎎

｛

ロ

目

ロコ

100コ

ロのロ

アロニけ

A−D

：：：：障塗筆墜r灘

一1塞くlil拠！
ロ

ぜいミコい

A−D

匙00監

レー÷÷：

1000

…降
87ユ

臨≒撒く躍タB−P

205EPT．7

110UR飛｝CORD丁ss

AトぎCHORFPむ

GEOGRAPHIC
LAτ．

POS！了10NIN

OF

qUFF；四｛（二MD
POSIτlON

A、院A

DY

21

O、1下

sε「丁噂

罰ラ1．hB74〔1；卜1ηユZ

SLIDτ．？4

A

8・HOUR 只1：CORD 』1 O〜1丁10N群 1「健0㎝1
A日OARD 丁SS QUl ， ANNA ト1《R1A
A翫：llORED lN B1 風川A

M6焦只1A呂ERトIUDA〃UNCOR罠EC了rD

陵1＝為D董5iGS

3zo−16r一冶8・r

LO周G．640−51．・56・・

i，巳、「口8亀1、

871

昼101取

Z4，「IOUR
AB〔｝ハRDザllMl●IIτ［ID

＝●●●
B−D

●．●●

FPC

τEL「DYSεCORRFCτED

朧響ll鷲illo

R駐AD：MGS；AびK悔Aり1，．＿pc、磁、IN：；：ll：：：；1認撒：：

HASτ1国GS−RAyDIST

HλMPTOM・VI，険G【N：A

T『し9：DY卜＝躍：，1ASTINCS響RAYO！ST

IIAMl■TON8
庵

図3バーミュダにおける観測結果

一45一

V艮RG掴躍A

Differentia10MEGA

in

ControltheAir

Traffic

Enviromeht＊

H．G．

Miller＊＊（国内航空交通管制とディファレンシャルオメガ）
（抄訳

森

脇

憲

治）
ド

2σで考えて，位置決定誤差と飛行技術上の誤差との和は，現在，無線航行システムが有効範囲外となっているから定められたものである。この2σの位置決定誤差は空域での利用からさらに将来のATC（航空交通管制）

ルート幅より小さくなければならないが，この条件を満であるFourth

足するシステムとしてディファレンシャルオメガが最適

Generation

Air

Tra伍。

Control

Systemに論ける航法システムにまで発展して考えられている。将来におけるIFR（計器飛行）の精度はAreaNa∀igation

in

the

National

ApPlication

Airspace

Systelnである。

of

ディファレンシャルオメガは，VLF下伝搬の位相特に性はかなり広い地域にわたって相関関係を有すると実験結果にもとづいたものである。ディファレンシャルオメ

よれば，各ターミナルを結ぶ航空路（enroute）で，±2．5

nm，空港を中心とした空域で±1．5nmを確保するようガの精度はモニタ局との問の距離によって相異し，距離計画されている・現行のルート幅は一般に±塾mであ50nm（2σ）で0．4nm（2σ），200って，将来は±1．5nln〜±4nmの間になるものと予想ある。ここではディファレンシャルの補正域を200nm

Washington，

＊＊The

of

D．

MITRE

the
C。，

2nd

OMEGA

バーすることとし，モニタ局の設置の優先順位を飛行密

Symposium，

度の高いタ7ミナルエリア，中密度，低密度，空港のな

Nov．1974より

いエリアとすると，図1のとなり50局面米本土内をカ

Corp．

o

︒

／

︐

︑

﹁回＼

〃

＼

ろ髄

彊O

〜

o、唱γ
＼．
一

9

＼

●

い

／
「

＆、／ノ・

、

ノ＼．

鵬

、

む

ープ

て

ごロ

O

ノ

o

ノ

J
〆﹂β＼

ノ、
纂

が

ノ

＼

、

ｩミ
︑

奏9

︑ーノ／

盗西

・

蓬U＼

1

2ズド

、「

ノ

…詳柔
9︑

ミ＼」

＼

＼

＼

蘭

心
●

凡 例
●高空度ターミナル（22）□中空度ターミナル（38）O低空度ターミナル（84）

図1モニタ局配置図
一46『一

」

ノ
貫

決馳

てラ

O．︐8

麩

o

懸

♪㌦

しO

三
態

o

毒

8

＼

nmで0．8nm（2σ）でとして考える。まず，米本土内を200nmのレンジがカされるが，これは誤差をR．S．S．（root−sum・square）の＊Proceedings

・ノ﹁オメガ航法システムを航空に利用しようとする考え方

バーできる。このうち高密度ターミナルエリアの100％，利用できるシステムにはマイクロ波，VHF／UHF，

中密度ターミナルエリアの76％，低密度のターミナル（Discrete

エリアの57％はモニタ局から100nm（精度0．6nm

高度特性等問題点が多い。見通し外の場合にはHF，2σ）の区域内となる。

Address

BeaconDABS

System）があるが，置局数，LF，既設LF／MF無線標識局があるが伝搬特性，置局数，

ディファレンシャルオメガで伝送する信号は

1）誤差有効範囲等から同じように問題点が認められる。オメガ

補正信号，2）識別信号の2種類から構成される。各モとの同等区域については衛星，専用VHF局，オメガのニタ局ではオメガ周波数3波の補正値を求める。全土内

休止時間の利用がある。衛星の有効範囲はオメガと同等で同一LOPを使用することは受信信号レベルとの関係であり，データレートも速く，専用ATC衛星を国内向から疑問であるため，各モニタ局ではその地域に最適なけに使用出来れば有効であるが，専用ATC衛星を利用

4つのLOPを選び合計12のLOPの補正値を求める。

できない場合には，1〜2個の衛星と地球局が必要とな

補正値の伝送には10ピットの信号が用いられ，このう

り，さらに衛星通信のための装置も必要となり，装置上

ち1ピットで正負の符号を，残りの9ビットで補正値の経費上問題がある。次に専用VLF局は有効範囲，デー

大きさを送る。9ビットで伝送できる情報量は，最小単タレートの面から必要条件を満足し，経費的にも局建設位を±5μs（約300ft）として最大511μsである。

経費は維持運用経費と有効範囲の余係からしてさほど大識別信号はモニタ局と4つのLOPを区分し局識別にはきくない。既設VLF局の休止時間の利用については，

6ビットのコード（50局の識別の必要ll生から），装備受信機が利用でき，全く新しい通信系を作る必要性

LOPの識別には4ビット（米本土で受信可能局数は16局LOPもない。このシステムは伝送系によって補間される上記数で15であり，4ビットで識別可能）が使用される，各システムよりはむしろ完全なシステムであろう。1サ

図2に信号のフォーマットを示す。各モニタ局のビット

イクル当りの利用可能時間は6秒，伝送速度70ボー，

数は142ビヅトであり，50局全部では7100ビットとな

全ディファレンシャル信号を7100ビットとしてデータる。ただこのフォーマットには情報用ビットが含まれては2．8分に1回更新可能であり，もし局のオメガ局を利おらず実際にはこの外に検定用ビットも必要である。

用できるとすれば1．4分となる。ここでは，モニタ局か

ディファレンシャルオメガによって高い精度を得るた

らオメガ局までの伝送系については論じないこととす

めには連続して補正値を更新する必要があるが，この更る。ただ，GRAN用の周波数を発射することになれば利用可能時間は減少し，データ更新時間の増加分は1局

新率は伝送系の特性によって決まり，また必要最小限の更新率は許容伝搬誤差から決まる。SIDは，季節変化やの利用で約1．2分，2局を利用した場合で40秒となり日周変化に比較して短時間で最大の誤差となる。SIDの問題である。

立上り時間は2分ぐらいの短かい仁心であり，このことから補正値の伝送時間間隔は2分が最大のものであろう。

ディファレンシャルオメガが国内のATC用航法シス
テムとして利用されるためにはモニタ局数とその位置，

信号伝送フォーマットとデータ更新率，伝送系，受信機

・麿？・毒町

次に，伝送系については，有効範囲，モニタ局建設経の複雑さについて，その必要性と合致させる必要がある。

費，伝送間隔（少なくとも2分），装置等の面から検討す

広く利用されるためには装備費が今日の簡単な航法装置る必要がある。まず，利用範囲の見通し内，見通し外，の経費と同じくらいにならなければならない。

オメガとの同等区域の3つに分けて考える。見通し内で
LOP

1

LOP

2

ノー一陶一しへモニタ局1
識別6ピヅト10。2kHz

13．6kHz

10ビット

10ビット

識別4ビット

11．33

3

LOP

4

kHz

補正値補正値補正値34ビット
10ビット

1モニタ局当り142ビット（除くパリティー用ビット）

図2伝送フォーマット

一47一

LOP

1一一一一一一一一ヘノー一鞠＿一

34ビット

34ビット

電波航法研究会

釧摘

前年度より
繰
越

劉摘

目1金

項

要

要

円

目1金

項

昭和51年度予算

研究会7，000円x6

491，603円

会

議費

156，000

幹事会7，000×8
講演費2，000x15
専門部会7，000

49社

支

正会員

資料費

10，000

会誌出版費

1，000，000

117口×8，000円

収

会

出

958，500

個人会員

入15名×1，500＝22，000

庶務

90，000編集

35，000

会

30，000

計

21号
22号

の

の

謝

告料

銀行利子
計

50，000284，000

立口

広

収入500，000

会長10，000円
金

留

部

雑

500，000円

醗︐き﹂・亀∩事務費

費＝936，000円

×4

50年度未収142，000円

76，000

通信交通費

60，00030，000予備費

357，103

1，814，103円

計副会長

7，000×3

企画幹事

4，000×7

編集幹事
会計監査

1，500×2

2，000x7

1，814，103円

事峯

印発

9臼

閃閃

編発

︻0 00

9臼

日日

月月

昭和52年2
昭和52年2

NAVIGATION

刷

1977

行

No．21

REVIEW

東京都千代田区霞ケ関2−1−3運輸省9階海上保安庁燈台部電波標識課気付

電波航法研究会︑Japahese Committee for Radio
Aids to Navigation
c／oRadio Navigation Aids Divisionof Maritime Safely Agency
2−1−3，Kasumigaseki，Tokyo， Japan印

刷

Chiyoda・ku，

東京都文京区水道2−7−5十島ビル（有）啓文堂

一48一

松本『印刷

曳﹁裏絹

ELECTRONIC

電波航法

煙

ゑ

難
㊥

煙唯

懸
な を

．羅︑難題螺麟羅

あ謎灘︑訟蒸輌驚︑︑難臥ミ鞭照胃 ぺ ︑き ズ 齪
難
ヰほド

ゑ

毒

・ 門醜W凹凹 M欝
翼雛藁賦． 懸 榔悼曝

ド＆xN︑

霧

鑛

藝x

鍮

鞘

・聴懇κ．

献難

醗凛

総丼蝉X

蚊

冗 ・灘ぺ
占
臥臥

・

講三浦

難

圧燭

ぺ

毒

富士通F−11形オメガ受信機は、

米国のノースロップ社と富士通のエレクトロニクス技術の粋を結集した、信頼性の高い受信機です。
半永久的な寿命を誇っています。
特長オメガ自動船難測定システムを構成できます●優れた応答i生●正確な位置測定（3LOP）

標準形オメガ受信機と当社の誇る電子計算機●バックアップ電池内蔵（停電時も安心）とを組合わせた、自動船難測定システムも●操作は簡単●容易な保守点検

完成しています。

富士通株式会社伝送無線営業部

要信樵

〒105東京都港区新橋6−1−1盈（03）437−2111

通㎜
士㎜
富㎜

闘士通，・皿形オメ加

。・・・・・・・・・…

9・・…

。・…

9・●●9●．・●●●●●●o．●●●・go・9・の●・o◎。。。●●。●●●●・●●・・●●・●9・。●○．。

●。
：：

小形・低価格・高性能を誇る

：

：

：
：
：
：

■
： ：

：
：
：
：
：
：
：

： ： ： ： ：NR1021

： ：

鰭

：
：
：

電

：

波

：
：

：

：
：
：
：

：

：
：
：
：
：
止方式を開発し、オメガ3形にも全面的 ：： ： ： ：：：

■レーンスリップ防止の回路方式
オメガ受信機は電波の位相差を測定しますので、360。ごと（100センチレーンごと）⁝⁝の不確定性はさけられません。受信機で直接測定するのは、表示で云えば0〜99

⁝⁝⁝⁝

：

■簡単で確実正確な自動セグメント同期
オメガの使用に際し最も大切なことはセグメント同期です。各オメガ送信局は厳密なタイムスケジュールにより逐次約1
秒間ずつ電波を放射します。これらの電・波を識別し、受信機内のクロックを正し
く合せ、セグメント同期を正確にとることがきわめて必要で、もし同期にずれがあると雑音や隣の局の電波を測りこみ、大きな位置誤差をひき起します。NR−1005
は米国海軍に最大の納入実績をもつノースロップ社の特許を使用し、きわめて簡単な操作で確実に正確な同期がとれ、したがって正しいLOPが測定できます。

てレーン値を3桁または4桁であらわし

センチレーンの値で、100をこえると表示部で桁上げまたは桁下げを自動的に行っます。電波の断または強い障害などがこの桁送りの近くで起こりますと、正常な桁上げ桁下げが行なわれず、表示は1レーン（約10NM）誤差のある値を示します。
これがレーンスリップで、オメガ開発当時大きな問題になったものです。ノースロップ社はこれに対し、独自の優れた防i受信周瀬1・．・K版
：

：感

度

0．OlμV

ダイナミックレンジ

100dB

ア

ン

テ

ナ

■最高の信頼性
オメガ受信機は出航時から入港するまで：連続使用するものですから、ほかの電子 ：機器にくらべ使用時間は非常に多くなり ：：ます。したがって機器の寿命と信頼性は：きわめて大切なことです。オメガ3形受 ：信機は、エレクトロニクスの沖電気とノ ：一スロップ社が共同設計し、部品の1点 ：に至るまで詳細にチェックを行ない、試作 ：ホイップ形式 4m専用アンテナ（結合器付）：同期

選択した局に対し自動同期

寸法（本体）280（H）×375（W）×360（D）mm．表示

2LOP同時表示

重量

約20kg（本体） 4kg（アンテナ）O
OO●●・■・●●．O■●・●●●●■●・

贋1
働

一

｡■

一

〈〉沖琶気工業株式会社●お問合せは一官公庁営業本部

・●。●●●・。・．●・●●・・…

●●…

船舶システム課含（03）454・2111（代）・沖海洋エレクトロニクスa（03）455・3631（代）または支店・営業所まで●●●●●●●．●・●●●．。…

法にこの方式をとり入れていますので、こ ：の厄介なレーンスリップはほとんど起こ ：らず、常に正しい船位を求められます。 ：セットは双方で厳密なテストを実施して、：高い信頼性と寿命を確認したものです。 ：：：測位精度 昼1浬、夜2浬；
基準発振器 安定度5×io幽8／日の基準発振器内蔵：：
約50W
所要電源 DCI2／24／32V

i●性能

航

●・。●。●●・●●・●●・○．oo●・。●●。・・。・。・●・・●●●●・●■■o。●●。●○●・●。●●●・●●●o●

：

電
波

航
法
研
究
会

：
：
：

：
：
：
：
：
：
：
：
：
：
●●
o

発

行

f﹁

： ：

叢

■

昭和五十二年二月二十五日印刷
昭和五十二年二月二十八日発行

ご ：＝ ： ： ：．．3・o・．・9●・・9・・・・・・・・…

o