技術開発報告書

2.1 ま き 網 漁 業 の 漁 撈 技 術 高 度 化 に よ る漁撈形態の適正化に資する総合
漁 撈 システムの実 用 化 モ デ ル 開 発

実施事業者：古野電気株式会社

技術開発報告書

Ⅰ

課題名

Ⅱ

実施主体名

Ⅲ

技術開発の内容
1

目的

2

技術開発の概要

目次

2.1 技術開発の内容
2.2 技術開発の主要工程
2.3 技術開発の方法（手法）3

技術開発の結果
3.1 技術導入前後の省エネルギー効果比較
3.2 技術導入により得られた省エネルギー化指標
3.3 開発成果物による費用対効果と普及の見込みについて

4

技術開発の評価

5

導入のあり方技術開発報告書
Ⅰ課題名
まき網漁業の漁撈技術 高度化による漁撈形態 の適正化に資する総合 漁撈システムの実用化モデル開発

Ⅱ

実施主体名
古野電気株式会社

Ⅲ
1

技術開発の内容
目的
本提案の技術開発は、経験と勘による依存性の高い網漁業において、将来的な後継者養成も含め、漁撈長が自信を持って操業ができる総合漁撈システム化の技術開発であり、漁業経営が成り立つ新しい漁撈形態に変革することを狙いとする。
このことにより、油圧装置の適正化、投揚網時の省人・省力化、および操業時間の短縮化により間接的に燃油消費の削減による省エネ効果に貢献できる。特にまき網漁
業において省エネルギー効果を生み出す為には、効率化や安全性のために漁撈形態や操業方法を検証する必要がある。この為、適正な規模の漁具・漁網で適正量の漁獲を可能とする、より高度な漁撈技術が行える技術開発が不可欠となる。
漁具・漁網の適正化は操業時間の短縮を図り、油圧機器のパワーも適正化が可能になるなど燃油の消費量削減に結びつき、一方で漁船設備費や漁具漁網費の初期投資の軽減など漁業経営面にも貢献できる。更には、漁網重量などの軽減化を図ることで、漁船の安全性確保など漁船設計の在り方を大きく変える事につながるものと期待できる。その為に経験と勘に依存する漁撈作業をシミュレーション技術とセンサ技術の融合により、船 上 に お け る 各 種 セ ン サ の 必 要 な 情 報 を デ ー タ 集 中 化 さ せ た 総 合
漁 撈 システムの実用化モデルを開発する。

2

技術開発の概要

2 . 1 技術開発 の 内 容
これからの網漁業には、(1)漁具の改良、網規模の適正化による漁獲圧の最適な制
御と資源を安定的に維持できる賢い漁業(Smart Fishing)を実現するため、(2)更なる省人・省力・省エネ化の追及を図り、また一方で(3)水産物の品質および付加価値の向上を追及し、漁業経営基盤を強固にしなければならない。これらを実現するためには、革新的技術による網漁業(漁法)の変革が不可欠となる省エネルギー技術導入促進事業としては、「 ハード面」ではすでに進められているものの限界が見えてきており、

「ソフト面」における技術革新、すなわち (4)経験と勘から脱却した、より科学的な漁業を実現することが革新的な網漁業の変革と言える。このような中で、代表的な網漁業である「まき網漁業」の位置付けは重要であり、海況によって引き起こされる波
浪や潮流などの宿命的な自然現象による漁具への影響を事前に予測し、しかもうまく利用できる漁撈技術の高度化技術開発によって克服しなければならない。そのためには、船上における各種センサの必要なデータ情報を集中化させ、漁具の動態と海底や魚群との位置関係を事前予測しながら、且つ刻々と変化する状況をリアルタイムにしかもビジュアルに把握できるシミュレーション手法を核とした総合漁撈システムの技術開発が急務である。
以上の趣旨を踏まえて技術開発の骨子を図 2.1-1 にイメージして表現した。

2.1-1

技術開発の骨子まき網漁業における失敗投網の大半は(1)魚群移動の読み違い、若しくは(2)潮流による網成り予測の読み違いのいずれかである。ここで言う「失敗投網」とは、何らかの事故や不可抗力的に破網することで漁獲できない一般的に「故障網」と呼ばれる場
合は除外し、漁撈長の読み違いや漁撈作業のミスなどにより結果的に予想の半分も漁獲できなかった場合と定義する。従って、本技術開発は漁撈長がより的確に投網判断ができるための支援システムと位置付け、事前に網成り予測を考慮し、更に長年の経験値を加味した投網を行い、「環巻き」中は時々刻々変化する網成り状況をリアルタ
イムにモニタリングしながら網中の魚群を逃がさないように制御するためである。

一方で、リアルタイムシミュレ―ション画像から得られる環綱(ワイヤ－)や網の各部位の張力を監視しながら、油圧ポンプの油量状態を検知し、油圧各装置への急激な負荷変動に対しても油圧能力を有効にバランスよくマニュアル制御ができる最小限の基本システム実用化モデルである。即ち全自動ではなく、最小限必要な自動化と漁撈長との連携により、操業するたびにカスタマナイズされて進化できるシステムを目指している。
この総合漁撈システムの実用化モデルの開発には、古野電気(株)、近畿大学農学部
水産学科(漁業生産システム研究室)、およびマリンハイドロテック(株)がそれぞれの立場から連携し、それぞれの役割分担の下に(有)石田丸漁業の協力を得て実 証 化 予
備 試 験 に よ り 、総 合 漁 撈 シ ス テ ム の 実 用 化 モ デ ル を 開 発 し た 。本 シ ス テ ム を 用 いた 省 エ ネ の 実 証 化 試 験 は 、88 石 田 丸 (300 ト ン 型 ミ ニ 船 団 )の 実 操 業 を 通 じ て 実 施した。

2 . 2 技術開発 の 主要 工程
技術開発の主要工程は次の図 2.2-1 に示す通りであり、総 合 漁 撈 シ ス テ ム の実用化モデル開発に、新しい 4 つの技術課題を解決した。
①番目は、NaLAシステムを用いて、大規模なまき網漁具・漁網を数値解析が可能なモデル化を行う技術開発である。この基本開発によって得られるシミュレ―ションの精度を既存のセンサなどにより、検証を行なった。
②番目は、シミュレーションをリアルタイムに表示し、刻々と変化する実操業の状
況を動態監視するための技術開発である。センサの信号を読み込み、自動的に修正をかけながら漁具・漁網の動態を表示することができる機能である。
③番目は、個々の漁撈計器に表示される重要な機能の一部を「総合漁撈システム」に取り込み、一つの表示機能画面上にまき網の漁撈行程別に漁撈長の判断を補佐する機能を表示するための技術開発である。基本的な漁撈のノウハウを注入し、将来的には漁撈長の経験やノウハウをカスタマイズできる拡張システムとした。
④番目は、油圧機器の負荷状況を含めた使用条件が不明であることから、漁撈作業の工程ごとに各油圧機器の使用状況を同時にデータ収録し、動力馬力相当換算を行なった。これらの操業データを分析し、油圧機器の適正化に結び付けた。

技術開発の主要工程フロー－図

既存設備

技 術開発開 始
外部デ－タ
既存要素技術ゾンデ
網形状の変化を三次元表示できる「数値計算による網地形状シミュレーションシステム(NaLA system)」

デ－タ
潮流
デ－タ

ワイヤ
カウンタ－
ソナ－
デ－タ

新規

技術開発①

まき網シミュレーションソフトとしてコン
ピューター三次元表示できるソフトの開発

モデル網試験によるシミュレ―ション(いわし・さば網用)

外部デ-タの PC に取込み
インターフェイス一部開発

技術開発④

新規

油圧装置の「実使用油量」「実負荷」の計測手法開発
81 石田丸の操業データを試験利用

技術開発②
網成り予測

新規

リアルタイム動態監視視技術開発③

センサーデータの集中制御用
ハード、ソフト開発
時―ソフト開発正義組込み手配

新規

表示機能
ソフト開発

新造船の各油圧端末装置にセンサ組込み技術開発

総 合漁撈 シ ステム
実 用化 モデ ル の 開発

88 石田丸(300 トン型ミニ船団)で実用化に向けた検証試験の実施

ま き 網漁撈 形態 の 変 革 による 省 エネ と まき 網漁 業 の 安定 維持 へ必要な技術開発

図 2.2-1

技術開発の主要工程フロー図

2 . 3 技術開発 の 方法 （ 手法 ）2.3.1 「 ま き 網 シ ミ ュ レ ー シ ョ ン 」 用 の 基 本 ソ フ ト 開 発（1）NaLA-System における数値計算手法の概要
NaLA-System では 網漁 具を有限 個の質 点と要 素によっ て構成 されて いるもの と見なし、各質点は引張力を伝達するバネによって結合される。そして、これらの質点が1～3 個の少数単位でそれぞれの要素を構成し、各要素に作用する流体力(抗力および付加質量力)と、質量および付加質量が質点に分配されるものとする。これにより、
各質点の運動方程式が導出されるので、これらを 2 階の連立常微分方程式の初期値問
題として数値的に解けば、各質点の位置および速度ベクトルが得られ、網漁具全体の詳細な形状および挙動が算定することが可能となる。
本技術開発の対象となるまき網漁法では、漁船を動力部として持つため、本数値計
算手法をまき網漁具に適用する際には、漁船を表す質点の運動を考慮する必要がある。
したがって、漁船がどのような航跡を描いて投網するかを入力する必要があり、操業中における漁船の位置情報が事前に必要となる。加えて、操業情報として環巻操作が入るため、各ウィンチにおける残存ワイヤ長も入力対象となる。海洋環境情報として
は、海底地形および潮流分布に関する情報が必要であり、漁船の位置に対応した深度
および流向・流速の実測値による入力が加わる、これらの情報は漁船に搭載された
GPS および ADCP 潮流計等の各センサから得られた値によりテキストフォーマットで入力される。

（2）操業情報
まず、投網開始時における時刻および漁船の緯度・経度，流向・流速の計測設定水深(3 層)に関する情報を、操業開始情報として 1 度だけ入力する。そして、操業過程
において、漁船の位置・速度・方位，漁船の位置における水深および各層における流向．流速、ウィンチの残存ワイヤ長等の情報を、操業過程情報として逐次的に入力されていき、その情報を元に漁具を構成する質点の運動方程式を導出する。このときの操業開始情報および操業過程情報とは、具体的には以下のような情報である．
（ア）操業開始情報
操業開始時刻[年月日時分秒]、 操業開始位置緯度、操業開始位置経度、流向流速計設定水深第 1 層[m]、第 2 層[m]、第 3 層[m]。
（イ）操業過程情報
投網点を 0 とした一連番号[整数]、投網点を原点とした本船の東西方向座標[m]、投網点を原点とした本船の南北方向座標[m]、船速[m/s]、船首方位[度]、主巻ウインチワイヤ繰り出し長[m]、補巻ウインチワイヤ巻き揚げ長[m]、大手
巻ウインチワイヤ繰り出し長[m]、水深[m]、第 1 層潮流速度[m/s]、第 1 層潮流
方位[度]、第 2 層潮流速度[m/s]、第 2 層潮流方位[度]、第 3 層潮流速度[m/s]、

第 3 層潮流方位[度]、投網点を原点としたレッコボートの東西方向座標[m]、投網点を原点としたレッコボートの南北方向座標[m]。
海底地形に関する情報は、漁船の位置における水深として入力される。ここでは水深 z を漁船位置(x,y)の関数として、以下の方程式によって近似するものとする。

z = axy + bx + cy + d
ここで、a、b、c、d は海底面の形状に関する係数であり、漁船位置 x、y において計測された水深 z の実測データ群から最小二乗法によって逐次的に求められる。
操業エリアにおける潮流環境情報は、3 層における流向および流速によって表現される。流向流速計による計測値は、各層における水平面的な値として得られる。各層における水平面的な流れ場は均一であるものと見なし，各層において逐次的に得られる計測値の平均ベクトルを算出する。そして、水平方向における流速ベクトルを深度の関数とし、次式のように深度 z における流速ベク
トル v を 3 次スプライン補間によって近似する。

v j ( z ) = a j + b j (z − z j ) + c j (z − z j ) + d j ( z − z j )23

ここで、zj は j 層における計測水深、vj は区間[zj, zj+1]間における流速ベ
クトル v であり、aj、bj、cj、dj はそれぞれ各層における係数ベクトルである。
これらの係数ベクトルは、各層における平均流速ベクトルから導出される連立方程式を解くことによって得られる。

（3）計算のフローチャート
本技術開発において新たに開発した、まき網漁具の構造情報を作成するプログラム
および測定値のリアルタイム入力に対応した数値計算プログラムのフローチャート
を以下に記載する。図 2.3.1-1 はまき網漁具構造作成部フローチャート、図 2.3.1-2
は演算部フローチャートである。

開始
結合点生成
綱数，綱素材情報入力(曳綱，浮子綱，沈子綱，環綱)各綱の共有結合点設定
1 i
綱 i の質点・要素生成
i+ 1  i

N

i > 綱数Y1 i
綱 i の質点・要素生成
i+ 1  i

N1 i
浮子 i の要素生成

i > 網数Y

i+ 1  i

1 i
網 i の質点・要素生成NY

i+ 1  iN

i > 浮子数

1 i
沈子 i の要素生成

i > 網数i+ 1  iYN

i > 沈子数Y
漁具構造情報出力

旋網漁具数値シミュレーション
漁具構造作成部フローチャート

図 2.3.1-1 漁具構造作成部フローチャート

終了

開始
網構造データ入力(質点数，要素数，質点位置・速度等)
計算設定入力(?t 等)

def.csvファイル存在N
Y
開始時刻・位置・設定水深入力，0  t

in.csvファイル存在
N
Y
通し番号，船舶位置，船速，船首方位，ワイヤ長，深度，各層流向流速，浮標取込フラグ入力
地形パラメータ計算
船舶位置・速度計算
Y
浮標取込

浮標位置=船舶位置
浮標速度=船舶速度

N
運動方程式を解く
全質点の位置・速度，全要素の荷重を出力
t + ?t  t

Nt = n?t
Y
操業終了
Y

旋網漁具数値シミュレーション
演算部フローチャート

終了

N
t: 経過時間?t: 出力時間幅
def.csv: 操業開始データファイル
in.csv: 操業逐次情報データファイル
n: 入力済逐次情報の通し番号

図 2.3.1-2 演算部フローチャート

2 . 3 . 2 総合漁撈 システム の 開発
（1）総合漁撈システムの基本構成
総合漁撈システムは、(1)まき網漁船に搭載しているセンサ機能としての漁撈計器、(2)まき網漁具の形状変 化を予測するシミュレ ―ション機能及び(3)大 規模なまき網
漁具を自在に制御する油圧機能の 3 つの機能によって構成される。
これらの機能は探索から漁獲までの工程でそれぞれが重要な役割を持っており、総合的にコントロールをしているのが漁撈長である。しかし、これらの機能は今日まで独立した位置づけでシステム化が行われてこなかった。従ってそこに漁撈長独自の経験とノウハウが培われ、なかなか若い世代には引き継ぎができない環境となっていた。
海洋環境の変化や漁撈長自身の高齢化は、しばしば経験から導き出された勘を狂わすことになり、経験という方程式に当てはまらなくなってきた。このように漁撈長の頭脳に代る機能としてのシステム化が総合漁撈システムである。本システムの基本構成
を下図(図 2.3.2-1)に示す。

図 2.3.2-1

総合漁撈システムの基本構成

（2）まき網漁撈行程と必要な機能画面
表 2.3.2-1 には、まき網の漁撈行程順に用いられる漁撈計器と必要な機能画面を時系列的に並べたものである。続いて表 2.3.2-2 には漁撈作業、油圧制御の監視面から
どのような表示機能が有用かという点について一覧表にまとめたものである。総合漁撈システムの表示ではこれらの機能画面を自由に随時切換できる仕様になっている。

表 2.3.2-1

漁撈行程と表示機能

表 2.3.2-2

表示モードと表示機能

（3）最適投網コース予測アルゴリズム
狙った魚群を獲り漏らす失敗網を減らす観点から、投網開始点および投網コースの決定は大変重要な漁撈工程である。本システムでは、これまで漁労長により経験的に行なわれてきたこの作業をフロー化し、最適な投網開始点とコースを予測して画面に表示する。これを参照することにより、失敗網を減少させる効果が見込まれる。
具体的な最適投網コース予測フローを図 2.3.2-2 に示す。近海まき網における投網
方法は、大きく潮張りと被せ張りに二分される。一般的に底層と表層の潮流差が大きいときは潮張り、小さいときは被せ張りが選択されることが多い。ここでいう潮流差とは、潮流計設定第 3 層の潮流を基準とした第 1 層の相対的な流向と流速を意味する。
潮流差の定義を図示すると、図 2.3.2-3 のようになる。図中の潮流差ベクトルの長さが、投網判断の指標となる。今回の実証船では、第 1 層は水深 7m、第 3 層は水深 50mに設定された。
（ア）潮張りにおける投網開始点および方向
潮張りの場合は、魚速により投網開始点が決定される。魚速が 1kt 未満のときは、投網開始点は、右舷真横に魚群中心点を見て、魚群中心点から潮流差の方向と反対方向に 200～300m 離れた位置とする。魚速が 1kt 以上のときは、魚群を中心として上記の位置から時計回りに 30 度回転した位置とする。
（イ）被せ張りにおける投網開始点および方向
被せ張りの場合は、ソナー、魚探に映る魚群反応の形状によって投網開始点が決定される。反応が層状である場合は、右舷真横 200～300m の距離に魚群中心点を見て、魚群の遊泳方向と船針路が同じくなる点を投網開始点とする。この方法は被せ張りの中でも特に高張りと呼ばれる。反応が単群（水平方向の広がりが小さくまとまっている魚群）である場合は、右舷真横 200～300m の距離に魚群中心点を見て、潮流差の方向と船針路が真逆になる点を投網開始点とする。
（ウ）投網コース
変針点を 2 点とし、投網開始点から第 1 変針点まで、第 1 変針点から第 2 変
針点まで、第 2 変針点から 100～300m 先までは直進するとし、それぞれの変針
点での右舷方向転舵角を 1/32 方位（11.25 度）単位で設定する。直進終了後は、
半径 250～300m の円軌道とする。

図 2.3.2-2 最 適 投 網 コ ー ス 予 測 ア ル ゴ リ ズ ム

図 2.3.2-3 潮 流 差 の 図 説（4）総合漁撈システム系統図
図 2.3.2-4 は、実証船 88 石田丸における総合漁撈システムの系統図を示している。
図 2.3.2-1 ではディスプレイが 1 台になっているが、88 石田丸では 2 台仕様とし、シミュレ―ション画面と油圧関係などその他の機能画面が並列して眺めることができる。また、リアルタイムに監視する場合は総合漁撈システムとしては環巻モードなどにして 1 台のディスプレイでデータを集中化して眺めることができる。
各センサ信号はそれぞれに必要な I/F を通し、またシミュレ―ション画像は直接
HUB を経由して、総合漁撈システムの演算部に送られ、選択された機能画面上で表示される。
さらに、本船 88 石田丸では、RGB 信号を船内の必要な個所に配信して、随時各機器の画像を切換えるシステム化を図っているため、若い幹部乗員が漁撈長と一体になって状況が把握でき、後継者育成に貢献できる。

図 2.3.2-4

総合漁撈システム系統図（5）各モードと表示機能
図 2.3.2-5～図 2.3.2-14 に各モードの画面例を示す。

図 2.3.2-5 漁 撈 監 視 [投 網 予 測 モ ー ド ] 図 2.3.2-6 漁 撈 監 視 [網 成 予 測 モ ー ド ]図 2.3.2-7 漁撈監視[投網監視モード]

図 2.3.2-8 漁撈監視[動態監視モード]

図 2.3.2-9 漁撈監視[ゾンデ併記モード]

図 2.3.2-10 漁撈監視[油圧併記モード]

図 2.3.2-11 油圧監視[パース監視モード]

図 2.3.2-12 油圧監視[揚網監視モード]

図 2.3.2-13 油圧監視[油圧監視モード]

図 2.3.2-14 漁撈管理画面

2.3.3 油圧機器 に 関 する 各 センサ 出力値 ( 仕様 ) と 計測手法 の 開発
油圧機器に関しては、漁撈行程別に負荷状態と流量変化を検出し、動力馬力換算の推移を把握することが狙いである。様々な状況下で各油圧端末機器に印加する負荷を定量的に、しかもより正確に計測するために、1.プレッシャースイッチなどのセンサの設置場所と方法、2.流量計の設置場所、3.計測手法の技術開発といった課題を解決した。マリンハイドロテック(株)では、一般的にその種の知見が見当たらないことから、試行錯誤を重ね、検討の結果データ検出と表示方法について仕様を決定し、実操業で検証しながら検出値などの調整を行なった。
また、本事業ではリアルタイムに可視化するシミュレ―ションを開発することから、新たな試みとして揚網量(長さ)を計測する手法を開発する。海況による波浪中や、1操業の漁獲量によっては漁網に印加する張力が予想以上の負荷となり、常に油圧馬力の能力が問題になるなど、いずれにしても人海戦術で網揚げを行っているのが現状であり、このようなところにも我が国のまき網方式で、省人化が図れない要因が見え隠れする。漁網負荷とネットホーラーの回転との間に生じるスリップについて、「スリップ度」を定義し、実証検証を行った。以下に各油圧機器の仕様及び算出方法について記す。

（1）油圧ポンプ関係（ア）戻り流量（FSE1）
デジタル出力値：流量＝1：1.66675L/min
表示最大値は 4666.7L/min
細分表示は 0.1L/min（イ）ドレン流量（FSE2）
デジタル出力値：流量＝1：0.166675L/min
表示最大値は 666.7L/min
細分表示は 0.1L/min（四捨五入）（ウ）油圧ポンプ吐出圧力（PSE1）
デジタル出力値：流量＝1：0.00875MPa
表示最大値は 35.0MPa
細分表示は 0.1MPa（四捨五入）（エ）油圧ポンプ消費動力計算式

L=

P × (Q1 + Q 2 )60 × η

（kW）-------------------------(2.3.3-1 式)

L： 消 費 動力 （ kW）
P： 油 圧 ポン プ 吐出 圧 力（ MPa）

表示最大値は 4 桁

Q1 ： 戻 り 流量 （ L/min）

細分表示は 1kW（四捨五入）

Q 2 ： ド レ ン流 量 （L/min）η ： 効 率 ＝ 0.85（ 油 圧 ポ ン プ 、 増 速 機 の 機 械（1100kW 前後と推測される）

（2）パースウィンチ主巻ドラム（PSE2H、PSE2L、PSW1、PSW2、PSW3、PSW4）（ア）作動圧力油圧モータの入口、出口の差圧となる為、PSE2H の出力値と PSE2L の出力値の差となる。

デジタル出力値：圧力＝1：0.00875MPa
プレッシャースイッチ ON-OFF による段数判断

(表 4)

PSW1

PSW2

PSW3

PSW4

1 速

ON

OFF

ON

OFF

2 速

ON

OFF

OFF

ON

3 速

OFF

ON

ON

OFF

4 速

OFF

ON

OFF

ON

ワイヤカウンタの繰出量により巻層・P.C.D.を判断(表 5)

繰 出 量 （ M）

巻層

P.C.D.（ mm）

0～ 90

13

1215.6～ 351

121167.1～ 600

111118.6～ 839

101070.2～ 106791021.7～ 12848973.2～ 14907924.7～ 16856876.2～ 18705827.8～ 20444779.3～ 22073730.8～ 23592682.3～ 25001

633.8

（イ）パースウィンチ主巻ドラム巻込荷重計算式

Tm =q × P × ηt（N･m）----------------------------(2.3.3-2 式)
2×π

Tm ： 油 圧 モー タ の出 力 トル ク（ N･m）q ： 油 圧 モー タ 1 回 転 当り の吸収 量 （ cm /rev）
3

1 速 =6280 cm 3 /rev、 2 速=4710 cm 3 /rev、 3 速 =4180 cm 3 /rev、4 速 =2610 cm 3 /rev

P： 作 動 圧力 （ MPa）
ηt ： 油 圧 モー タ のト ル ク効 率＝ 0.93
Td =Tm × ηm（N･m）-----------------------------(2.3.3-3 式)i

Td ：ドラムトルク（N･m）ηm：ウィンチ機械効率＝0.92
i：減速比＝1/4.545
F=

2 × Td（kN）--------------------------------(2.3.3-4 式)
DF ：巻込荷重（kN）、 D ：P.C.D.（mm）

表示は定格荷重 137.3kN に対する巻込荷重の割合で 0～100%（100%を超える場合もある）。細分表示は 1%（四捨五入）（3）パースウィンチ補巻ドラム（PSE3H、PSE3L、PSW5、PSW6、PSW7、PSW8）（ア）作動圧力油圧モータの入口、出口の差圧となる為、PSE3H の出力値と PSE3L の出力値の差となる。
デジタル出力値：圧力＝1：0.00875MPa
プレッシャースイッチ ON-OFF による段数判断

(表 6)

PSW5

PSW6

PSW7

PSW8

1 速

ON

OFF

ON

OFF

2 速

ON

OFF

OFF

ON

3 速

OFF

ON

ON

OFF

4 速

OFF

ON

OFF

ON

ワイヤカウンタの巻込量により巻層・P.C.D.を判断 (表 7)
巻 込 量 （ M）
巻層
P.C.D.（ mm）
0～ 141
1
633.8
～ 293
2
682.3
～ 456
3
730.8
～ 630
4
779.3
～ 828
5
827.8
～ 10106876.2～ 12167924.7～ 14338973.2～ 166191021.7（イ）パースウィンチ補巻ドラム巻込荷重計算式

Tm =q × P × ηt（N･m）-----(2.3.3-2 式に同じ)
2×π

Tm ： 油 圧 モー タ の出 力 トル ク（ N･m）q ： 油 圧 モー タ 1 回 転 当り の吸収 量 （ cm /rev）
3

1 速 =6280 cm 3 /rev、 2 速=4710 cm 3 /rev、 3 速 =4180 cm 3 /rev、4 速 =2610 cm 3 /rev

P： 作 動 圧力 （ MPa）
ηt ： 油 圧 モー タ のト ル ク効 率＝ 0.93
Td =Tm × ηm（N･m）------(2.3.3-3 式に同じ)i

Td ：ドラムトルク（N･m）ηm：ウィンチ機械効率＝0.92
i：減速比＝1/4.545
F=

2 × Td（kN）---------(2.3.3-4 式に同じ)
D

F ：巻込荷重（kN）、 D ：P.C.D.（mm）

表示は定格荷重 137.3kN に対する巻込荷重の割合で 0～100%（100%を超える場合もある）
細分表示は 1%（四捨五入）

（4）船首大手巻ウィンチ（PSE4H、PSE4L、PSW9）（ア）作動圧力油圧モータの入口、出口の差圧となる為、PSE4H の出力値と PSE4L の出力値の差となる。
デジタル出力値：圧力＝1：0.00875MPa
プレッシャースイッチ ON＝高速、OFF＝低速
表示は定格圧力 15.1MPa に対する作動圧力の割合で 0～100%（100%を超える場合もある）
但し、高速時は検出圧力／1.674（油圧モータ吸収量の比）を作動圧力とみなす
細分表示は 1%（四捨五入）（5）船尾大手巻ウィンチ】（PSE5H、PSE5L、PSW10）（ア）作動圧力油圧モータの入口、出口の差圧となる為、PSE5H の出力値と PSE5L の出力値の差となる。
デジタル出力値：圧力＝1：0.00875MPa
プレッシャースイッチ ON＝高速、OFF＝低速
ワイヤカウンタの繰出量により巻層・P.C.D.を判断
(表 8)
巻層

P.C.D.（ mm）

0～ 17

13

985.0

～ 114

12

942.7

～ 208

11

900.5

～ 297

10

858.3

～ 381

9

816.1

～ 461

8

773.9

～ 537

7

731.6

～ 609

6

689.4

～ 676

5

647.2

～ 738

4

605.0

～ 797

3

562.8

～ 851

2

520.5

～ 900

1

478.3

（イ）船尾大手巻ウィンチ巻込荷重計算式

Tm =q × P × ηt（N･m）-----(2.3.3-2 式に同じ)
2×π

Tm ： 油 圧 モー タ の出 力 トル ク（ N･m）q ： 油 圧 モー タ 1 回 転 当り の吸収 量 （ cm /rev）3

低 速 =3140 cm 3 /rev、 高速 =1570 cm 3 /rev

P： 作 動 圧力 （ MPa）
ηt ： 油 圧 モー タ のト ル ク効 率＝ 0.93
Td =Tm × ηm（N･m）------(2.3.3-3 式に同じ)i

Td ：ドラムトルク（N･m）ηm：ウィンチ機械効率＝0.92
i：減速比＝1/6
F=

2 × Td（kN）---------(2.3.3-4 式に同じ)
D

F ：巻込荷重（kN）、 D ：P.C.D.（mm）

表示は定格荷重 98.1kN に対する巻込荷重の割合で 0～100%（100%を超える場
合もある）
細分表示は 1%（四捨五入）（6）起倒式ネットホーラー（PSE6H、PSE6L、PSW11、PSW12、PXS）（ア）作動圧力油圧モータの入口、出口の差圧となる為、PSE6H の出力値と PSE6L の出力値の差となる。
デジタル出力値：圧力＝1：0.00875MPa
表示は定格圧力 12.5MPa に対する作動圧力の割合で 0～100%(100%を超える場
合もある）
細分表示は 1%（四捨五入）（イ）回転数検出 PXS・・・ドラム 1 回転 18 パルス
プレッシャースイッチ ON-OFF による回転方向判断
(表 9)
巻込

PSW11
ON

PSW12
OFF

停止
繰出

OFF
OFF

OFF
ON

（ウ）起倒式ネットホーラー巻込速度計算式

V =π × D × Nd
10 3

（M/min）-------------------------(2.3.3-5 式)

V ：巻込速度（M/min）

D ：P.C.D.＝900（mm）⇐予測値である為、変更可能とする
Nd ：ドラム回転数（min-1 ）⇐シーケンサにて演算した値を出力する
但し、ここで求めた巻込速度がそのまま揚網速度にはならないと考えられることから、網ドラムと漁網とのスリップを考慮する必要がある。しかし今までに正確なスリップの度合がどの程度なのかは計測した経験が無く、また知見もないのが実情である。この点についても本事業の中で実際に操業時の状況から判断した。スリップは荷重、速度の影響を受けると予測されることから、「スリップ度」と定義し、下記の(3.3.6-2 式)として、荷重による効率は 0.65、速度による効率を 0.19 とすることで適正な巻込速度と巻き上げ長を得た。

S =(12 .5 − P ) × (1 − η p ) × η n + (17 .7 − Nd ) × (1 − η n ) --(2.3.3-6 式)
η p +
 

12 .5
17 .7

 


S ： スリップ度

P：作動圧力ηp ：荷重による効率（0.65）
ηn ：速度による効率（0.19）
また、揚網速度はこのスリップ度「Ｓ」を巻込速度 V に掛けた値とする。
表示最大値は 50M/min、細分表示は 0.5M/min（四捨五入）（7）網捌機（PSE7H、PSE7L）（ア）作動圧力油圧モータの入口、出口の差圧となる為、PSE7H の出力値と PSE7L の出力値の差となる。
デジタル出力値：圧力＝1：0.00875MPa
表示は定格圧力 9.7MPa に対する作動圧力の割合で 0～100%（100%を超える場
合もある）
細分表示は 1%（四捨五入）

（8）No.1 サイドローラー（PSE8H、PSE8L）（ア）作動圧力油圧モータの入口、出口の差圧となる為、PSE8H の出力値と PSE8L の出力値の差となる。
デジタル出力値：圧力＝1：0.00875MPa
表示は定格圧力 14MPa に対する作動圧力の割合で 0～100%（100%を超える場
合もある）
細分表示は 1%（四捨五入）（9）No.2 サイドローラー（PSE9H、PSE9L）（ア）作動圧力油圧モータの入口、出口の差圧となる為、PSE9H の出力値と PSE9L の出力値の差となる。
デジタル出力値：圧力＝1：0.00875MPa
表示は定格圧力 14MPa に対する作動圧力の割合で 0～100%（100%を超える場
合もある）
細分表示は 1%（四捨五入）（10）No.3 サイドローラー（PSE10H、PSE10L）（ア）作動圧力油圧モータの入口、出口の差圧となる為、PSE10H の出力値と PSE10L の出力値の差となる。
デジタル出力値：圧力＝1：0.00875MPa
表示は定格圧力 14MPa に対する作動圧力の割合で 0～100%（100%を超える場
合もある）
細分表示は 1%（四捨五入）（11）No.4 サイドローラー（PSE11H、PSE11L）（ア）作動圧力油圧モータの入口、出口の差圧となる為、PSE11H の出力値と PSE11L の出力値の差となる。
デジタル出力値：圧力＝1：0.00875MPa
表示は定格圧力 14MPa に対する作動圧力の割合で 0～100%（100%を超える場
合もある）
細分表示は 1%（四捨五入）

（12）No.5 サイドローラー（PSE12H、PSE12L）（ア）作動圧力油圧モータの入口、出口の差圧となる為、PSE12H の出力値と PSE12L の出力値の差となる。
デジタル出力値：圧力＝1：0.00875MPa
表示は定格圧力 14MPa に対する作動圧力の割合で 0～100%（100%を超える場
合もある）
細分表示は 1%（四捨五入）（13）No.1 魚締ウィンチ（PSE13H、PSE13L）（ア）作動圧力油圧モータの入口、出口の差圧となる為、PSE13H の出力値と PSE13L の出力値の差となる。
デジタル出力値：圧力＝1：0.00875MPa
表示は定格圧力 14MPa に対する作動圧力の割合で 0～100%（100%を超える場
合もある）
細分表示は 1%（四捨五入）（14）No.2 魚締ウィンチ（PSE14H、PSE14L）（イ）作動圧力油圧モータの入口、出口の差圧となる為、PSE14H の出力値と PSE14L の出力値の差となる。
デジタル出力値：圧力＝1：0.00875MPa
表示は定格圧力 14MPa に対する作動圧力の割合で 0～100%（100%を超える場
合もある）
細分表示は 1%（四捨五入）（15）No.3 魚締ウィンチ（PSE15H、PSE15L）（ア）作動圧力油圧モータの入口、出口の差圧となる為、PSE15H の出力値と PSE15L の出力値の差となる。
デジタル出力値：圧力＝1：0.00875MPa
表示は定格圧力 14MPa に対する作動圧力の割合で 0～100%（100%を超える場
合もある）
細分表示は 1%（四捨五入）

（15）No.4 魚締ウィンチ（PSE16H、PSE16L）（ア）作動圧力油圧モータの入口、出口の差圧となる為、PSE16H の出力値と PSE16L の出力値の差となる。
デジタル出力値：圧力＝1：0.00875MPa
表示は定格圧力 14MPa に対する作動圧力の割合で 0～100%（100%を超える場
合もある）
細分表示は 1%（四捨五入）

2.3.4 システム の 装備状況
開発したシステムは、実証船である第８８石田丸（300 トン型まき網本船）に実装した。図 2.3.4-1 と図 2.3.4-2 に示すように、ブリッジの漁労長前コンソール（漁撈コンソール）の左端に総合漁撈システムのモニタを、その右隣に漁網シミュレーショ
ンシステムのモニタを配置した。また、モニタ下のコンソール内部には漁網シミュレーションシステムの演算部（図 2.3.4-3）を、漁労長席左の操作コンソール内部に漁撈総合システムの演算部（図 2.3.4-4）を設置し、それぞれの操作部を操作コンソー
ル上に配置した。
またシステム演算部に 漁撈情報を集約するた めのインターフェイス はブリッジ下層の機器室に（図 2.3.4-5）、油圧機器信号を集約するための集合盤(シーケンサ)を機関室に（図 2.3.4-6）、それぞれ配置した。インターフェイスを介してシステム演
算部に取り入れた漁撈情報は、GPS 緯度経度・進路・船速、GPS コンパス船首方位、潮流計流向流速、魚探水深、ワイヤカウンタ索長、スキャニングソナーターゲット魚群位置・進路・速度、ネットゾンデ網深度である。

図 2.3.4-1 実証船ブリッジ

図 2.3.4-2 システム表示部

図 2.3.4-3 漁網シミュレーション演算部

図 2.3.4-5 漁撈情報信号インターフェイス

図 2.3.4-4 総合漁撈システム演算部

図 2.3.4-6 油圧信号集合盤(シーケンサ)

3技術開発 の 結果

3.1 技術導入前後 の 省 エネルギー 効果比較
3.1.1 失敗投網 の 削減による削減 による 省 エネルギー 効果比較
図 3.1.1-1～12 は、2.3.2（3）に記した最適投網コース推定機能により推定された
投網点、コースと、実際の投網航跡を 12 回の操業を例に表したものである。赤い点のプロットが実航跡、黄色い丸印が本システムによる推定最適投網開始点、黒の点線が推定最適投網コースである。また緑色の丸印は投網開始時における魚群の中心位置を示している。層状のソナー反応操業が大半であったことから、投網方法は被せ張りの一種である高張りが多くなっている。高張りでは、投網開始点とコースは魚群の遊泳方向が基準となる。操業によって若干のばらつきは見られるが、概ね上述のフローによって推定されたコースと実際の投網航跡は一致していることがわかる。この機能によって、狙 っ た 魚 群 を 獲 り 漏 ら す 失 敗 網 の 回 数 が 減 少 し た こ と が 期 待 さ れ た 。
こ こ で 言 う 失 敗 投 網 の 定 義 は 、皆 無 、オ カ ズ と 呼 ば れ る 数 ト ン の 漁 獲 に 終 わ っ た
操業である。
実 証 船 の 2009 年 8 月 か ら 2010 年 2 月 ま で の 実 績 で は 、1 操 業 当 り の 平 均 漁 獲
ト ン 数 は 65.5 ト ン で あ っ た 。 こ れ ら の 操 業 の う ち 、 漁 獲 が 数 ト ン に 終 わ っ た 皆
無 、オ カ ズ と 呼 ば れ る 失 敗 投 網 に 分 類 さ れ る も の は 、全 操 業 回 数 140 回 の 内 7 回
で 、 全 体 の 5.0％ に あ た る 。 過 去 4 年 間 の 実 証 船 団 内 の 同 規 模 の 船 に よ る 失 敗 投
網 の 比 率 は 約 18.6％ （ 77/414 回 ） で あ り 、 こ れ と 比 べ る と 実 証 船 は 13.6％ 低 減
し て い る 。実 証 期 間 中 に 操 業（ 投 網 開 始 か ら 揚 網 終 了 ま で ）に 使 用 さ れ た 燃 油 は49.52kl であったので、これらの数字を元に失敗投網削減による実証期間中の省 燃 油効果を算出すると、
49.52kl × 0.136 ＝ 6.73klとなる。これには投網前の探索追尾による燃油消費量が含まれて居ないため、
現 実 的 に は 省 燃 油 効 果 は こ れ よ り さ ら に 大 き く な る（ 投 網 が 失 敗 で あ れ ば 前 後 の
探 索 時 間 も 無 駄 と な る ）。 ま た 、 実証期間中の操業 1 回当りの燃油消費量は 364.1lであった。この値を元に総燃油消費量に占める失敗投網削減による年間の省エネルギ
ー効果を求めると、
364.1l × 0.136 × 年間操業回数 ＝ 49.52l × 年間操業回数となる。仮に実証期間中の操業回数から予測された年間操業回数 270 回で省エネル
ギー効果を試算すると、49.52ｌ × 270 回 ＝ 13.37klとなる。

魚種：サバ、ソナー反応：層状

魚種：サバ、ソナー反応：層状

魚速：0.6kt、遊泳方向：338.6

魚速：2.6kt、遊泳方向：21.6

潮流差：0.5kt、潮流差方向：155.7

潮流差：0.1kt、潮流差方向：123.7

投網方法：被せ張り

投網方法：高張り

図3.1.1-1 投網予測コースと実航跡

図3.1.1-2 投網予測コースと実航跡

魚種：サバ、ソナー反応：層状

魚種：サバ、ソナー反応：層状

魚速：7.4kt、遊泳方向：252.5

魚速：0.4kt、遊泳方向：230.8

潮流差：0.5kt、潮流差方向：346.1

潮流差：0.6kt、潮流差方向：73.0

投網方法：高張り

投網方法：高張り

図3.1.1-3 投網予測コースと実航跡

図3.1.1-4 投網予測コースと実航跡

魚種：サバ、ソナー反応：層状

魚種：サバ、ソナー反応：層状

魚速：3.9kt、遊泳方向：270.7

魚速：1.8kt、遊泳方向：216.3

潮流差：0.5kt、潮流差方向：38.5

潮流差：1.1kt、潮流差方向：20.8

投網方法：高張り

投網方法：高張り

図3.1.1-5 投網予測コースと実航跡

図3.1.1-6 投網予測コースと実航跡

魚種：サバ、ソナー反応：層状

魚種：サバ、ソナー反応：層状

魚速：6.1kt、遊泳方向：195.9

魚速：7.4kt、遊泳方向：302.8

潮流差：0.2kt、潮流差方向：204.8

潮流差：1.0kt、潮流差方向：67.8

投網方法：高張り

投網方法：高張り

図3.1.1-7 投網予測コースと実航跡

図3.1.1-8 投網予測コースと実航跡

魚種：サバ、ソナー反応：層状

魚種：サバ、ソナー反応：層状

魚速：5.4kt、遊泳方向：320.3

魚速：10.4kt、遊泳方向：213.9

潮流差：0.5kt、潮流差方向：328.3

潮流差：0.4kt、潮流差方向：174.2

投網方法：高張り

投網方法：高張り

図3.1.1-9 投網予測コースと実航跡

図3.1.1-10 投網予測コースと実航跡

魚種：サバ、ソナー反応：層状

魚種：サバ、ソナー反応：層状

魚速：0.8kt、遊泳方向：275.8

魚速：5.1kt、遊泳方向：11.2

潮流差：0.3kt、潮流差方向：101.9

潮流差：1.0kt、潮流差方向：179.9

投網方法：潮張り

投網方法：高張り

図3.1.1-11 投網予測コースと実航跡

図3.1.1-12 投網予測コースと実航跡

3.2 技術導入 により 得 られた 省 エネルギー 化指標
3.2.1 油圧装置 の 適正化 による 省 エネルギー 効果（1）油圧機器総消費動力の解析
実証船による 2009 年 12 月 25 日 1 回目の操業における油圧機器総消費動力(kW)の時系列値を、図 3.2.1-1 に示す。図の横軸が投網開始からの経過時間、縦軸が消費動力値である。この値は油圧ポンプ流量と圧力から 2.3.3-1 式により計算されたもので、
パースウィンチ、ネットホーラー、網捌機、魚締めウィンチ、サイドローラーの消費
動力の合計値と考えることができる。この操業における最大の瞬間消費動力は投網開始から 15 分 53 秒後の 623kW であり、漁撈工程で言うと環綱を巻いて網裾を閉じる環
巻工程にあたる。また、環巻き終了後から魚締め開始までの最大瞬間消費動力は 1
時間 5 分 49 秒後の 379kW、魚締め開始後の最大瞬間消費動力は 1 時間 45 分 2 秒後の369kW であった。魚締め工程は網を小さく絞って漁獲魚を魚捕り部に集めているときであり、この工程では 4 台ある魚締めウィンチと、5 台あるサイドローラーが稼動している。

図 3.2.1-1 油 圧 機 器 総 消 費 動 力 の 時 系 列 値実測されたこのようなデータから油圧装置適正化の指標を得るため、油圧機器総消費動力の瞬間最大値を操業毎に求めた。図 3.2.1-2 はデータを取得した 67 回の操業について、漁獲量と環巻中の油圧機器消費動力最大値の関係を表したものである。図の横軸が漁獲量、縦軸が消費動力の最大瞬間値である。また赤いマーカは 11 節イワシ網による操業、青いマーカは 18 節セグロ網による操業を意味している。全ての操業において、総消費動力の瞬間最大値は環巻き工程において出現していた。しかしながら、同図からわかるように、環巻中の油圧機器消費動力の最大値と漁獲量の間には明瞭な相関は見られなかった。一方、漁獲量と魚締中の油圧機器消費動力の瞬間最大値を示したのが図 3.2.1-3 である。この図から、魚締中の消費動力最大値については、
ゆるやかながら、漁獲量と比例関係にあることがわかる。
以上から、環巻中の油圧機器消費動力最大値と漁獲量の相関は少ないが、魚締中の最大値と漁獲量は比例関係にあることが明らかとなった。これは、環巻工程の段階では魚群が直接漁具に接触して影響を与えることが無いためと考えられた。また、網の目合による影響については、上記の 2 図で 11 節イワシ網と 18 節セグロ網の目合の違いによる影響を比較したが、傾向は見出せなかった。

図 3.2.1-2 漁 獲 量 と 環 巻 中 油 圧 機 器 消 費 動 力 最 大 値 の 関 係

図 3.2.1-3 漁 獲 量 と 魚 締 中 油 圧 機 器 消 費 動 力 最 大 値 の 関 係

さらに、潮流差と環巻中の油圧機器消費動力最大値の関係を求めたものが図3.2.1-4 である。図の横軸が潮流差、縦軸が消費動力最大値である。ここで言う潮流差とは、図 2.3.2-2 のように定義した表層と下層の潮流差ベクトルの長さを意味している。一般的に船は表層の潮流に、網の下端は下層の潮流に沿って移動するため、この潮流差が大きいほど網成りとウィンチなど油圧機器負荷への影響が大きくなる。今回の実証船の場合、表層潮流の測定深度は 7m、下層潮流の測定深度は 50m であった
ので、潮流差の値はこれら２層の差となる。同様に、図 3.2.1.-5 は潮流差と魚締中の油圧機器消費動力最大値の関係を示したものである。両図を見ると、潮流差の大きさと油圧機器消費動力に明瞭な相関関係は見られない。このような結果となった原因としては、環綱を巻く段階では潮流差が環綱の張力に与える影響は大きくないことが考えられた。また、魚締中には網が比較的表層に上がってきており、上層と下層の潮流差の影響を受けがたいことも推察された。
本 シ ス テ ム で は 図 2.3.2-3 等 に 示 し た よ う に 、潮 流 差 矢 印 表 示 を 行 な っ て い る 。
こ の 矢 印 の 色 は 潮 流 差 の 大 き さ に よ っ て 変 わ り 、0.4kt 以 下 で は 緑 色 、0.4～ 0.7kt
で は 黄 色 、 0.7 以 上 で は 赤 色 と な る 。 こ れ は 潮 流 差 が 投 網 可 否 の 判 断 材 料 と な る
た め で あ り 、一 般 的 に 矢 印 が 緑 色 ま た は 黄 色 と な る 0.7kt 未 満 の と き 投 網 可 と 判
断 さ れ 、赤 色 と な る 0.7kt 以 上 の と き 投 網 困 難 と 判 断 さ れ る 。同 図 か ら 、今 回 の操 業 例 の 内 75％ が 投 網 可 の 目 安 と な る 緑 色 ま た は 黄 色 矢 印 の と き 操 業 さ れ て い
る 。残りの約 25%は、漁撈長の長年の経験値から上下深度における潮流の流向がほぼ揃っていることから操業を行ったものである。

図 3.2.1-4 潮 流 差 と 環 巻 中 油 圧 機 器 消 費 動 力 最 大 値 の 関 係

図 3.2.1-5 潮 流 差 と 魚 締 中 油 圧 機 器 消 費 動 力 最 大 値 の 関 係

次に、図 3.2.1-6 は漁獲量と油圧機器総消費エネルギーとの関係を、図 3.1.1-7は潮流差と油圧機器総消費エネルギーとの関係を表したものである。ここで言う油圧機器総消費エネルギーとは、操業ごとに図 3.2.1-1 に示したような瞬間の消費動力を積算したものである。図 3.2.1-6 から、漁獲量と総消費エネルギーには正比例の関係が見られる。上述のように最大瞬間消費動力が漁獲量に左右されないとしても、油圧
機器に負荷がかかる時間が長くなるなどして、総消費エネルギーは漁獲が増えるに従って増加する傾向にあることが明らかとなった。一方、潮流差と総消費エネルギーの間の関係については、図 3.2.1-7 から顕著な傾向を見出すことは出来なかった。

図 3.2.1-6 漁 獲 量 と 油 圧 機 器 総 消 費 エ ネ ル ギ ー の 関 係

図3.2.1-7 潮流差と油圧機器総消費エネルギーの関係

以上のことから、漁獲量が増えると油圧機器の総消費エネルギーは増加する傾向にあるものの、漁獲量が年間の最大値（さば 380 トン）となったような場合でも消費動力の瞬間最大値は極端に大きくなることがないこと（実証船の場合約 800kW 以下）、
潮流差が 1.5kt 未満の範囲では最大消費動力の著しい変動が無いことが明らかとなった。本システムを用いることでこのような解析、リアルタイム状態把握が可能となり、油圧機器の適正能力を判断することができる。

（2）油圧機器個々の適正能力解析
漁獲量が年間の最大値（さば 380 トン）となった 2010 年 12 月 25 日 2 回目の操業について、油圧機器個々の出力値を時系列で解析した。図 3.2.1-8 は、パース主巻、パース補巻、船尾大手巻、ネットホーラー、網捌機の出力値を定格に対する％で表したものである。この図から、環巻き開始から終了まで、パースウィンチ類は 80～100％
付近のほぼ定格の出力で稼動していたことがわかる。環巻き終了から魚締め開始まで
は、ネットホーラーと網捌機が動作している。ネットホーラーの出力はタイミングによって 20～80％の範囲で変動しており、網捌機は魚締め開始直後と終了前に出力が大きくおよそ 120％に達している。以上の機器の最大出力は概ね 80～120％であり、適正な能力を有していると考えられる。

図 3.2.1-8 各 油 圧 機 器 出 力 の 時 系 列 値

また、図 3.1.1-9 は魚締ウィンチ No.1-4 の時系列値を表したものである。魚締ウ
ィンチは魚締開始後に稼動するもので、動いたり止まったりを繰り返す。図から No.1
～4 のウィンチ間で出力差は大きくなく、最大値は 60～90％の範囲である。同様に、
図 3.2.1-10 はサイドローラーNo.1-5 の値を示している。サイドローラーが稼動する
工程は、魚締め工程が開始するタイミングとほぼ同じであり、同図を見ると、各サイ
ドローラーの出力最大値は 20～60％となっている。以上のことから、油圧機器個々の適正能力を判断すると、サイドローラー以外のものは概ね適正な能力を有していると考えられる。サイドローラーについては、概ね定格の 50%以下の出力で稼動している。

図 3.2.1-9 各 油 圧 機 器 出 力 の 時 系 列 値

図 3.2.1-10 各 油 圧 機 器 出 力 の 時 系 列 値

（3）油圧機器の適正化による省エネルギー効果
現状は 500cm 3 の油圧ポンプを 5 台設置しているが、ログを見る限り 4 台分の能力で足りている。主機前増速機を油圧ポンプ 4 台型にする事で 5 台型の 4400kg から3700kg となる。但し、実証期間中の実績のみで判断して良いものか十分に検討する必要がある。
また、パースウィンチの主巻ドラムはワイヤφ24mm×3200M で計画されているが、実際には平均φ24.24mm×2500M しか巻かれていない。ワイヤを平均φ24.24mm×2500M
で主巻ドラムを計画すると必然的に補巻ドラムも小さく出来る。トータルで効果を算定すると、現状 13 トンに対して 5％以上の重量軽減が可能である。その他のウィンチにも言える事であるが、使用するワイヤにより適正なドラム寸法とする事でウィンチの小型化が図れる。主機前増速機を油圧ポンプ 4 台型にする事で、5 台型の 4.4 ト
ンから 3.7 トンとなる。また、パースウィンチの小型化、現状 13 トンに対して 5％の重量軽減が可能である。この軽量化量は、実証船の船体重量 905.47 トンの約 0.15％にあたる。
実証期間中の燃油消費量を操業中と探索・移動中で分けると、操業中は 49.52kl、
探索・移動中は 300.40kl である。仮に船体総重量の 1%軽量化による航送時の省燃油効果を A、軽量化による軽量化による探索・移動中燃油消費量が削減されるとし、この比率に従って総燃油消費量に占める船体総重量の軽量化による年間の省エネルギ
ー効果を求めると、
300.40kl × A × 0.15 / (49.52kl + 300.40kl)×年間総消費燃油量＝ A × 0.13 × 年間総消費燃油量となる。
また、サイドローラーの稼動方式変更により省エネルギー効果を生み出すことも可能であることが示唆された。現状の油圧ポンプシステムでは、圧力一定で油量を可変させ使う量だけを流している。ここで提案として、建機等に採用されているパワーバ
ランス（ロードセンシング）と言われる圧力可変、油量可変を同時に行い使用する圧力、油量のみを油圧ポンプから取り出すシステムを採用する事により消費動力の削減を行う事が出来ると考えられる。
なお、上記の効果は省エネルギー化指標として得られたもので、本船において即効果が得られるものではない。現実的に、油圧装置の置き換えを行う事が既存船では困難であるからである。従って本指標は、まき網船が建造される事前に設計段階で参照
されることにより、将来に向けた省エネルギー化に貢献するものである。

3.2.2 漁具 ・ 漁網 の 適正化 による 省 エネルギー 効果比較
図 3.2.2-1～20 は、2.3.2 節に記したまき網動態シミュレーション技術により計算された 2010 年 2 月 22 日 1 回目の操業の網成りである。図はそれぞれ、投網開始 1分後から 20 分後までの 1 分毎の状態を示している。図の左上が真上から、左下が真横からの視点による形状を表し、右上の図はマウスドラッグにより視点変更、拡大縮小が可能である。また網目のカラーグラデーションは作用荷重の強弱を表しており、赤いほど強く、青いほど弱い荷重がその部分に作用していることを意味している。このような視覚的情報により、これまで不可視であった魚群と漁網の 3 次元的な位置関係が、初めて明らかになった。このような情報をリアルタイムに船上でモニタできることにより、狙った魚群を適切に漁獲できたかどうか判断することができる。

図 3.2.2-1 網成り推定結果（1 分経過）

図 3.2.2-2 網成り推定結果（2 分経過）

図 3.2.2-3 網成り推定結果（3 分経過）

図 3.2.2-4 網成り推定結果（4 分経過）

図 3.2.2-5 網成り推定結果（5 分経過）

図 3.2.2-6 網成り推定結果（6 分経過）

図 3.2.2-7 網成り推定結果（7 分経過）

図 3.2.2-8 網成り推定結果（8 分経過）

図 3.2.2-9 網成り推定結果（9 分経過）

図 3.2.2-10 網成り推定結果（10 分経過）

図 3.2.2-11 網成り推定結果（11 分経過） 図 3.2.2-12 網成り推定結果（12 分経過）

図 3.2.2-13 網成り推定結果（13 分経過） 図 3.2.2-14 網成り推定結果（14 分経過）

図 3.2.2-15 網成り推定結果（15 分経過） 図 3.2.2-16 網成り推定結果（16 分経過）

図 3.2.2-17 網 成 り 推 定 結 果（ 17 分 経 過 ） 図 3.2.2-18 網 成 り 推 定 結 果（ 18 分 経 過 ）

図 3.2.2-19 網 成 り 推 定 結 果（ 19 分 経 過 ） 図 3.2.2-20 網 成 り 推 定 結 果（ 20 分 経 過 ）このシミュレーションの計算精度を判断する指標として、図 3.2.2-21 に同操業における投網開始から 18 分後の同船のレーダ映像を示す。この映像の中心は自船位置で、船首、右舷、船尾方向に黄色く繋がって映っている環状のエコーが水面に浮いている浮子綱の形状を示している。この時間と対応する図 3.2.2-18 の網成り計算結果と比較すると、両者は良く一致していることが分る。レーダに映っているのは漁具の水面に出ている浮子綱部分に限られるが、本結果は傾向としてシミュレーション結果
が実際の網の動態を良く現している指標の一つとして捉えることが出来る。

図 3.2.2-21 2010 年 2 月 22 日 1 回目操業におけるレーダ映像（投網開始 18 分後）
次に、図 3.2.2-22 は 2010 年 2 月 23 日 2 回目の操業における網裾中央部の深度の実測値とシミュレーションによる計算値を比較したものである。図の横軸が投網開始
からの 経過 時間 、縦 軸 が深度 であ る。 実線 が 深度ロ ガー （DST milli-F, Star-oddi社）による実測値、破線がシミュレーションによる計算値を示している。計算条件となる操業時の環境は、表に 3.2.2-1 に示す通りである。同図から、この操業における網裾中央部の到達最大深度は約 90m であり、シミュレーションによる深度計算誤差は
概ね実測値の 10％未満に収まっていることがわかる。網の沈降速度（グラフの傾き）についても、ほぼ実測値に一致する高い精度を有している。しかしながら、計算値は実測値よりも若干沈降深度が浅くなる傾向が見られた。この原因としては、計算高速化のための網目グループ化の影響、レッコボート位置の影響が考えられた。
船上でのリアルタイム計算を実現するため、まき網漁具のモデリングにおいて、複数の網目を一目とみなす網目のグループ化を行なっている。この処理を行なわず膨大な網目を有するまき網漁具の動態を算定する事は現実的には不可能であるが、これが網裾の深度変化計算結果に影響を与えている可能性が考えられた。
もう一つの要因は、レッコボート位置の問題である。投網が開始されると、網の一端を持ったレッコボートが本船から切り離される。本船が弧を描いて再びレッコボー
トに近づき、網の一端を受け取って投網が終了する。漁具の動態を算定するためには
この間のレッコボートの位置を知る必要がある。しかしながら、システムが搭載された本船にてレッコボートの位置をリアルタイムに得る技術が未確立であった。そこで

現状のシステムは、本船から切り離されたレッコボートの位置の対水速度をゼロとして計算を行なっている。この影響が計算結果に現れている可能性は否定できない。将来的には、本船でリアルタイムのレッコボートの位置を得る技術導入も必要と考えられる。

図 3.2.2-22 2010 年 2 月 23 日 1 回 目 操 業 に お け る 網 裾 中 央 部 深 度 の 実 測 値 と 計 算 値

表 3.2.2.1 2010 年 2 月 23 日 1 回 目 操 業 時 の 環 境 条 件
網の種類
投網点の水深
投網点の水温
第 1 層（深度 7m）流向、流速
第 3 層（深度 50m）流向、流速
潮流差（第 3 層→第 1 層）流向、流速

18 節セグロ網
157.2m
10.6℃
155.8°、0.6kt
29.3°、0.5kt
179.9°、1.0kt

本シミュレーション技術は、リアルタイムの船上動態監視に役立つだけでなく、漁具の設計変更が及ぼす影響を事前に評価する目的でも活用可能である。図 3.2.2-23
は、2009 年 9 月 8 日 1 回目の操業環境において、網丈を漁具の長さ方向に一様に現状の 100％、125％および 75％とした時の網裾中央部の深度変化を時系列で表したものである。図の横軸は投網開始からの経過時間、縦軸は深度である。図中の赤実線が
現状の 125％の網丈、緑が現状の 100％、青が現状の 75％の場合を示している。現状より 125％の網丈の網は 135 トン型近海まき網で用いられることのあるサバ網であり、
現状の 100％の網はこれに比べて 20％網丈が短いと見ることもできる。この図からわかるように、網丈の 25％の変化に対しては、網裾中央部の最大到達深度、沈降速度に顕著な差は生じていないことがわかる。すなわち、鉛直方向に同じ範囲で分布し、遊泳速度も同じと仮定した魚群に対しては、網丈のこの範囲の変化は漁獲能力に大きな影響を与えないことが推察される。一方、網丈を 25％短くした場合の省エネルギ
ー効果は大きく、以下が挙げられる。

（1）漁具の軽量化による省エネルギー効果
網丈を 125％から 100％および 75％にすることで、漁具の総重量はそれぞれ約 25％変化する。実証船の漁具重量（網地部分）は 11 節イワシ網が約 18.7 トン、18 節セ
グロ網が 18.2 トンである事から、重量軽減 25％は約 4.55～4.68 トンとなる。実証
船の船体重量 905.47 トンであることから、船体重量に対する上記の軽量化比率は、イワシ網とセグロ網の平均として、4.61 / 905.47 ＝ 0.5％となる。また、実証船による 2009 年 8 月～2010 年 2 月の総燃油消費量は 349.92kl であり、操業中と探索・移動中で分けると、操業中は 49.52kl、探索・移動中は 300.40kl となった。漁具の軽量化による上記の省エネルギー効果は、この探索・移動中消費された 300.40kl に対して発揮されることとなる。仮に船体総重量の 1%軽量化による航送時の省燃油効
果を A、軽量化による軽量化による探索・移動中燃油消費量が削減されるとし、この比率に従って総燃油消費量に占める船体総重量の軽量化による年間の省エネルギー効果を求めると、125％から 100％および 100％から 75％の場合、300.40kl × A × 0.5 / (49.52kl + 300.40kl)×年間総消費燃油量＝ A × 0.43 × 年間総消費燃油量125％から 75％の場合、300.40kl × A × 1.0 / (49.52kl + 300.40kl)×年間総消費燃油量＝ A × 0.86 × 年間総消費燃油量となる。

（2）操業時間（魚締め時間）の短縮による省エネルギー効果
網丈を 25％短縮することで、操業時間のうち特に魚締め時間を約 25％短縮出来ることが見込まれる。実証船における 2009 年 8 月から 2010 年 2 月までの実績では、平均操業時間は 2 時間 8 分 38 秒である。図 3.1.2-24 に工程別の平均時間割を示す。魚
締め工程時間は全操業時間の 19.7％を占め、平均値は 25 分 19 秒である。この 25％が短縮されると考えると、短縮時間は 6 分 20 秒となり、平均操業時間の 4.9％となる。また、同船による 2009 年 8 月から 2010 年 2 月までの実績では、操業 1 回当りの燃油消費量は 364.1l であった。従って操業時間の短縮による年間の省燃油効果は、
364.1l × 0.049 × 年間操業回数 ＝ 17.84l × 年間操業回数となる。仮に実証期間中の操業回数から予測された年間操業回数 270 回で省エネルギ
ー効果を試算すると、17.84l × 270 回 ＝ 4.82klとなる。

（3）環巻き中油圧機器消費動力低減による省エネルギー効果
シミュレーションによる計算結果から、網丈を現状の 100％から 75％とすることにより、パース主巻き、補巻き、大手巻きに作用する荷重は約 7.0％軽減されることが推定された。実証船による環巻き中のパース主巻、補巻き、大手巻きの総消費動力は、
平均で 353,365kJ であった。従って、網丈を短縮した場合の環巻き中油圧機器消費動力低減による省エネルギー効果は、
353,365kJ × 0.07 ＝ 24,736kJとなる。仮に実証期間中の操業回数から予測された年間操業回数 270 回で省エネルギ
ー効果を試算すると、
24,736kJ ×270 回 ＝ 1,855kWhとなる。
なお、上記（1）～（3）の効果は省エネルギー化指標として得られたものであり、実際に網丈を 75％にした際の影響については、多角的に十分に検討する必要がある。
しかしながら、本システムにおいて漁具の設計変更による影響を客観的に解析できる
事は、将来の省エネルギー化において非常に有用な手段となる。

図 3.2.2-23 網 丈 と 網 裾 中 央 部 の 沈 降 過 程 の 関 係

図 3.2.2-24 操 業 工 程 別 平 均 時 間 割

3.3 開発成果物 による費用対効果
による 費用対効果 と 普及 の 見込 みについて
本事業の開発成果物は主にソフトウェアであり、漁撈に関わる情報を各種機器から入力する部位、漁場環境・操船情報から漁網動態を推定する部位、情報をモニタに表示する部位で構成されている。導入費用としては、演算部を含めたソフトウェアの費用、モニタの費用、演算部と各種漁撈機器の間に入る物理的インターフェイスおよび
信号ケーブルの費用、油圧機器の信号を演算部に入力する為の物理的インターフェイ
スおよび信号ケーブル、およびこれらの装備工事費用となる。
開発成果物による効果としては、既存船および新造船に適用して得られる効果と、新造船にのみ適用して得られる効果に分けて、以下が挙げられる。

（1）既存船および新造船に適用して得られる効果（ア）失敗投網の削減による省エネルギー効果（イ）漁具の適正化による省エネルギー効果（2）新造船にのみ適用して得られる効果（ア）油圧機器の適正化による省エネルギー効果

失敗投網の削減により得られる省エネルギー効果は、実証船の実績から試算すると、年間 13.17kl の燃油削減となる。この試算は失敗網前後の探索追尾時間削減による省燃油効果を含んでいない為、実際の削減量はこれより多くなることが見込まれる。その他の省エネルギー効果は、本事業において実績ではなく指標として示したものであり、一概に数値化することは困難である。開発成果物によってこのような省エネルギ
ー化のアプローチが初めて可能になり、まき網漁業経営の安定化に資する将来的な効果が期待される。また、漁網に代表される漁具はある程度消耗品として取り扱われている現状において、つねに張力が強めに加わる部位などが、操業の中でシミュレ―シ
ョンにより再現できることから、漁網の設計や破網事故を未然に防止するなどにも応用展開が可能となり、経費削減にも貢献が期待できる。
経営の安定には後継者の育成が欠かせない。本システムは経費削減効果を生むだけ
でなく、経験的に行なわれてきた操業に客観的な指標を提供することで、漁業者の学習の一助ともなり得るものである。
普及の見込みについては、本成果物は主にソフトウェアであることから、各種の船への適用に際して大きな課題はない。対象をまき網船として、要件としては、少なく
とも GPS、潮流計、魚探（測深計）、ワイヤカウンタを装備していることが挙げられる。我が国のまき網船においてこれらはほぼ標準装備となっていることから、本成果物の対象船は近海まき網船、海外まき網船の網船のみとして、約 100 隻と見込まれる。
また、まき網船以外では、拡張展開として大型沖合底曳漁船（掛け回し漁法）約 150隻への展開も期待できる。まき網漁法と掛け回し漁法は、漁具の構造は違うものの、航走しながらの投網、ワイヤ巻上げによる漁具の移動変形など操業工程の共通点は多く、本事業で開発した手法の掛け回し漁法への適用性は高いものである。

4

技術開発 の 評価
これからの網漁業は、 漁獲圧の最適な制御と 資源を安定的に維持で きる賢い漁業(Smart Fishing)を実現するため、更なる省人・省力・省エネ化の追及を図る必要がある。このような中で代表的な網漁業である「まき網漁業」の位置付けは重要である。
まき網漁業省力化のための技術として「ハード面」ではすでに開発が進められている
ものの、「ソフト面」における技術革新、すなわち経験と勘から脱却した、より科学的な漁業を実現することが革新的な網漁業の変革と期待される。これまでこの実現の大きな障壁となっていたのは、特に水中で展開される漁撈作業について不可視であるという点であった。本事業の成果物はこの問題を初めて根本から解決するものであり、新規性と革新性に富んでいる。本技術は永年培われてきたセンサ技術により収集された情報を高度に活用し、これまで知ることが出来なかった海中での網成りや負荷などの漁撈作業に不可欠な情報を提供する。得られる情報の利用価値は極めて高いものであり、操業中に臨機に対応して操業効率を挙げるなどの効果や、漁撈設備、漁具の設計についても科学的な指標を示して改良に資するなどの効果が期待される。また、漁船漁業の安全面への貢献も見込まれる。操業中の漁船は、網との相互干渉により、航海中に比べて複雑な挙動を示す。本システムにより船と網との双方の挙動が明らかになれば、網が船体の安定に及ぼす影響を評価する事が可能となる。これは、操業中の安全面を考慮した漁船、漁撈装置および漁具の設計に役立つ情報となる。
学術研究から萌芽し、産官学の協業により具現化した成功例としても、本技術開発を評価したい。

５

導入 のあり 方
漁船漁業は技術導入サイクルの長い業種であり、これまで新技術の導入に時間を要してきた。その背景として、洋上の船上で効果を発揮する技術であるかどうか検証、
短期的に証明し、使用者あるいは経営者を説得することが容易でないことが挙げられる。本事業成果の普及のスピードについても、如何に使用者と経営者に効果を訴求できるかに負うところが大きい。このような観点から、先行して導入した事例からデータを収集し、それを周知する活動が大変重要と考えられる。最終的に成果物の販売者となるメーカは価格をできる限り安くすることは求められるが、値段が安いからと単純に購入してもらえる船主が居る半面、この設備によって即、魚が獲れるというわけではない為、漁業経営を継続的に行うために資する将来に向けた技術開発であるという理解を業界に浸透させる活動が大変重要となる。このような活動をメーカが主導し、適宜官学が支援する体制を構築することが望ましい。