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4.1 航海支援に向けた取り組みについて
平成25年度 スーパーエコシップ技術セミナー
４．内航船の技術開発
平成２５年１０月
資料４2
内 容
１．船舶運航システムと航海支援システム
２．SUPER BRIDGE-X（内航船航海支援システム）
３．SUPER BRIDGE-XE（ECoRO船載システム）
４．相手船動静監視システム
５．今後の取り組みについて
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船舶運航システムの構成と要素
船体 操縦性 耐航性 操船装置 操船能力発揮 (ヒューマンエラー低減） 操船能力向上 地形環境 自然環境 交通環境 船舶の運航 船舶 乗組員 環境 操船シミュレータ 海上交通管制システム 航海支援システム4
船舶運航システムの要件
１．
安全性確保
（海難事故防止）
２．
定時性確保
（スケジュール遵守）
３．
経済性確保
（省エネルギー化）
４．
快適性確保
（省力化）
SUPER BRIDGE-X 相手船動静監視システム＜航海支援システム＞
SUPER BRIDGE-XE5
熟練船員の高齢化
若年者の船員離れ
船員の不足・
技量低下
航海支援システムの開発経緯
（なぜ航海支援システムが必要なのか？）
内航海運の現状と問題
地球
温暖化
排出ガス
低減
内需低迷・産業再編
物流合理化
厳しい採算・
労働条件
海難事故発生!!
原因の8割がヒューマンエラー
有効な
航海支援システム
による支援
運航面での経済性向上
（省エネルギー化・省力化）
環境問題
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航海支援システム
：
乗組員の
航海業務を的確に
支援
するために船舶に装備
されるシステム
情報提供 操作 見張り 外乱･障害･制約 航行 制御 操作 装置 M 計測 計測 船 舶 航 行 環 境 情報提供 操作 乗 組 員 装置 1 装置 N 船舶運航システム概念図（従来装置使用時） 操作 情報提供 ﾌｨｰﾄﾞﾊﾞｯｸ 人的要因 見張り 外乱･障害･制約 航行 制御 装置･ｱｸﾁｭｴｰﾀ 装置･ｾﾝｻ 装置･ｾﾝｻ 計測 計測 船 舶 航 行 環 境 ﾌｨｰﾄﾞﾊﾞｯｸ 制御 情報 情報 表示器・処理装置など 乗 組 員 航海支援 システム ・ 従来の装置に分散された情報と 操作を統合・一元化 ・ 航海計器、操船装置などを有機 的に結合・システム化 人的要因（ヒューマンファクタ）の 影響を極力小さくする 人的要因7 ① マン・マシン双方向の音声インタフェース を主体とした ヒューマンインタフェース ◇ 人間にとって最も自然なコミュニケーション手段 である音声でシステムと 意思疎通を図る。 ◇ アイフリーにより見張りに専念できる。 ② 航海当直業務分析に従った機能の構築 ◇ 航海当直員とシステムで航海当直機能を分担し、機械の得意な仕事は 機械に任せる。 ◇ 音声入出力機能により、的確に支援する。
SUPER BRIDGE-Xの概要・特徴
・ 全国内航タンカー海運組合殿の近代化船研究会及び 内航タンカー安全研究会（全国内航タンカー海運組合殿、 運輸省船舶技術研究所殿、学識経験者殿、造船所殿等に よる）の成果に従って開発。 ・ JRTT殿の高度船舶技術の実用化事業で実用化を進めた。 ・ 単なる電子海図表示装置ではなく、航海支援機能を充実。 ・ 約40隻の内航船に採用されて、高い評価を得ている。8
SUPER BRIDGE-Xのヒューマンインタフェース
船橋において航海当直員とシステムの間で 音声による双方向のコミュニケーションが 可能な次世代型ヒューマンインタフェース ① 航海当直員 → システム ・ 操船指令／確認 ・ 航行状況等の問い合わせ ・ 画面操作指令 ・ 定時報告・警報の確認 ② システム → 航海当直員 ・ 航行状況報告・ 定時報告 ・ 警報 ・ 指令／問い合わせに対する応答 ③ 音声対話を利用した就労監視・船橋 デッドマンアラーム ④ 音声メモ設定・自動アナウンス ⑤ アンカーワッチアラーム 航海支援システムの要件整理・乗組員からの要望聴取 音声インタフェースを適用 要件を満足するヒューマンインタフェース ① 見張りを妨げないこと（アイフリー） ② 簡単で習熟し易いこと ③ 迅速で信頼性の高いこと ④ 必要最小限の情報提供を行うこと ヒューマンインタフェース要件9
SUPER BRIDGE-Xを使用した航海業務の流れ
報告 応答 電子海図上での 航路計画・分析 航海自動記録 航海 計画 避航操船 判断 針路制御 船速制御 航海当直員 SUPER BRIDGE-X 避航操船ｶﾞｲﾀﾞﾝｽ 電子海図上での自動ﾌﾟﾛｯﾃｨﾝｸﾞ 電子海図・他船情報表示 航行支援情報提供 情報自動収集・加工 就労監視 ：業務の流れ ：ヒューマンインタフェース 見張り 計器観察 情報収集 ・解釈 操船判断 提供 提供 報告 質問 操作 提供 号令 操船決定10
SUPER BRIDGE-Xの構成
SUPER BRIDGE-X 749GT型ｾﾒﾝﾄ運搬船搭載 999GT型油送船搭載 オート パイロット スピーカ 電子海図表示装置 SUPER BRIDGE-X コンソール マイク 風向風速計 ＤＧＰＳ ＡＲＰＡレーダ 船速計 音響測深機 船内指令装置 ＡＩＳ ワイヤレス マイク 主機遠隔 制御装置 499GT型貨物船搭載11
SUPER BRIDGE-Xの機能
1. 航海当直員の指示に従った針路・船速制御
・ 音声操船 （アイフリー）
2. 見張り支援
・ 音声問い合わせ・応答、警報、定時報告（アイフリー）
・ 電子海図・レーダ映像・航海情報等の統合表示
3. 計画航路保持
・ ドリフト補正付ルートトラッキング
4. 避航操船支援
・ 座礁予防・避険線接近予防
・ 衝突予防・避航航路計画・保持
12 12 航海当直員 SUPER BRIDGE-X ① 音声での号令 “コース” “120” ③ 内容の確認と応答 “了解” ⑤ 実行内容の再確認 ② 号令復唱と号令実行予測結果の報告 “コース” “コース120 度に変針します。 船首が右に向きます。“ ④ 号令の実行と実行開始の報告 “コース 120 度に変針” ⑥ 実行完了報告 “コース 120 度に変針終了しました。”
航海当直員の指示に従った操舵及び船速制御
復唱で確認 “針路”は不可 途中で“やめ” により中断可能 “待て”で却下 復唱、変化予想報告で確認13
見張り支援
◇ システムとの対話による
アイフリー操船（見張り重視）
◇ 電子海図、AIS/ARPA情報、航行情報等の
統合表示
SUPER BRIDGE-Xによる見張状況 SUPER BRIDGE-X表示画面例計画航路保持
■ ルートトラッキング（ドリフト補正なし） ■ ルートトラッキング（ドリフト補正あり）14
避航操船支援（避航航路計画提示）
自船 衝突危険船(赤色表示) 推奨避航航路 避航航路候補15
SUPER BRIDGE-XEの概要
DGPS ジャイロコンパス 船速計 SUPER BRIDGE-XE 船位・船速・進路 船首方位 対水船速 風向風速計 風向・風速 船舶電話ほか 船上装備機器 気象海象情報提供機関 自船航行データ 気象海象現況・ 予報データ 最適航海計画 データSUPER BRIDGE-XEは、ECoRO船載システムで、
船上に装備されて、陸上の気象海象情報提供 機関（日本気象協会殿）との船陸間データ通信 により、最適航海計画、最新の気象海象予報の サービスを受けるための端末装置 ECoRO（エコロ）は、 NEDO（独立行政法人 新エネルギー・産業 技術総合開発機構）殿の助成を受け、 独立行政法人 海上技術安全研究所殿、 東京海洋大学殿及び一般財団法人 日本 気象協会殿が協同で開発したシステム。
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SUPER BRIDGE-XEの特徴
① 定時運航と省燃費運航を達成するために、関連する航海業務の自動化・ 省力化を図る機能を装備 ② 画面の完全日本語表示と音声利用により、使い易く／習い易く／慣れ 易い、人に優しいヒューマンインタフェースを実現 ③ 航海用電子海図（ENC）を表示し、ECDIS性能基準に準拠 ④ 就航船への後付けも容易な構成ECoRO船載システム（SUPER BRIDGE-XE）
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SUPER BRIDGE-XEの機能
①
常用航路計画
： 最適航路のベースとなる航路の作成・修正
②
最適航路計画
： 最適航海計画の要求と取得
③
航路保持
： 設定航路に沿って航行
④
気象海象予報サービス
：
最新の気象海象現況・予報情報を入手・表示
⑤
音声ガイダンス・警報
：
操船ガイダンス、重要警報などを音声出力
⑥
電子海図表示・航海監視
：
自船航行情報、電子海図（ENC）を表示
⑦
針路・船速制御
（オプション） ：
オートパイロット、主機制御装置と連接して自動制御が可能
⑧
衝突予防
（オプション） ： AIS、ARPAレーダと連接して、衝突警報を出力
⑨
省エネ運航管理
（オプション） ： 各種省エネ運航計算・表示
18 常用航路作成・編集 避険線作成・編集 常用航路 指定 計算条件 選択・入力 最適航海計画 計算リクエスト ・開始位置・日時（現在位置、入力位置、指定WP） ・終了位置・日時（指定WP） ・積載状態 ・到着ポリシー など 最適航海計画の ベースとする 常用航路（シス テム内に保存） を指定する。
【機能 １】 常用航路・避険線の作成
最適航海計画計算のリクエスト
常用航路 避険線19
①
一定周期
で計算終了を
確認し、計算終了時には計
算結果を受信
②
表形式
及び
電子海図上
で
最適航海計画の計算結果
を表示
③ システム内に保存されて
いる最適航海計画の中
から航行する
計画を選択
④
最適航路と各WPのETA
を
電子海図上に表示
⑤
針路・船速制御ガイダンス
が ポップアップ表示
最適航路 常用航路 避険線【機能 ２】 最適航海計画の受信・提示
最適航海計画に従った操船支援
針路指令 針路指令 航路保持開始 目標変針点 設定針路 ° 針路指令 ° ２ １０４.１ １０５.０ ボタン 却下 ボタン採用 針路指令 (針路制御ｶﾞｲﾀﾞﾝｽ) 船速指令 船速指令 航海計画設定 船速指令 ｋｔ 設定船速 ｋｔ １１.５ １２.１ ボタン 却下 ボタン採用 出力指令 ｋW 設定出力 ｋW １８５３ １８５９ 船速指令 (船速制御ｶﾞｲﾀﾞﾝｽ)20 流向：矢印 流速：数値
【機能 ３】 最新の気象海象情報の入手・提供
海潮流データ表示画面例 波データ表示画面例 風データ表示画面例 風力・風向 ：矢羽根表示 波向：矢印 波周期：数値 波高：数値 日本周辺海域の気象海象 （風、波、海潮流）の最新 予測情報をオンライン入力可能 ・ ３時間更新 ・ ６‘（約１０km）メッシュ ・ ７２時間先までの６時間ピッチ21
相手船動静監視
システムの概要
ヘッドアップディスプレイ（HUD） その相手船の情報がHUDに自動的に表示 ① 誤認識の防止 ② 相手船情報の利用拡大 ③ 作業時間短縮による余裕創出 ④ 見張り時のヘッドダウン時間短縮 ヘッドアップディスプレイ（HUD）を 目視対象の相手船に向ける。 違和感の少ない操作22
相手船動静監視システムの開発経緯（１）
（なぜ相手船動静監視システムが必要なのか？）
・ 航海業務で最も重要な見張りの支援
・ 作業負担が少ない支援機能の実現
・ 理解し易い情報提供の実現
減らない衝突海難事故
内航熟練船員の減少・高齢化
有効な衝突防止策の実現
経験の少ない船員への航行支援
相手船の情報を提供して目視を支援するシステムの開発
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相手船動静監視システム開発経緯（２）
目視によるレーダー ターゲット捕捉・認識 支援機器の開発 相手船動静監視システム の実用化 ・内航海運効率化の要請 ・衝突海難事故防止の要請 ・船員問題の要請 普及 ２０１４年～ 内航船への拡販 （就航船、新造船） ・プロト機による実船試験 ・船員による評価 海技研殿 公開実験 内航船 初号機 搭載 JRTT殿 高度船舶技術 の実用化事業 JRTT殿 運輸分野 における基礎的研究 推進制度 JRTT：独立行政法人 鉄道建設・運輸施設整備支援機構殿 ２０１２年度～ ２００７～９年度24 ・ 外形寸法：300（幅）×300（奥行） ×557（高さ）(mm） ・重量：約23kg ・ 光学系：プラスチック製非球面フレネル レンズ×１枚 ・ 表示情報が無限遠虚像となるように設計 ・ 水平視野角 ４０° ・ 水平方向±１３０° （クランプ機構付グリップハンドルにより 回転可能） ・ 最大１０° （ジャッキ式トリム角可変機構付） ・ 画像源：8.4型液晶モニタ （バックライト輝度 0～100%調整可能） ・ コンピュータ：小型ファンレスタイプ
相手船動静監視システムの仕様
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相手船動静監視システムの機能
①
相手船シンボル重畳表示機能
相手船景観とシンボルを重畳表示
②
相手船情報自動表示機能
照準線を合わせてワンプッシュで
情報を表示
③
相手船情報表示切換機能
相手船情報内容を手動で切換表示
④
自船情報自動表示機能
⑤
ベアリングマーカー設定・表示機能
目標相手船の方位変化を把握
⑥
衝突警報機能
⑦
鳥瞰表示機能
相手船情報Ship name ARPA-No.
Heading Heading Speed Speed TCPA TCPA DCPA DCPA HUD用画像源 相手船動静監視 ｼｽﾃﾑｺﾝﾋﾟｭｰﾀ 回転角 検出器 外部機器ｲﾝﾀﾌｪｰｽ 航海支援ｼｽﾃﾑ ＡＩＳ ＡＲＰＡﾚｰﾀﾞ 操作 ﾃﾞﾊﾞｲｽ 相手船動静監視システム HUD
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相手船動静監視システムの操作体系（１）
＜操作体系の特徴＞
①
操作ボタンの数
を出来る限り減らした。
③ ボタン・スイッチの
形状、取付位置
を考慮した。
相手船情報 表示・切換・消去 マーカー 設定・消去 鳥瞰 表示切換 通常 表示切換 輝度調整 レーダ切換 電源 ON/OFF27 AISシンボルに 照準線を合わせて 「表示」ボタンを押す AISシンボルに 照準線を合わせて 「表示」ボタンを押す 相手船情報は 必要最小限の 項目とする 相手船情報 を表示 相手船情報 を切換表示 自船情報 も表示 AISシンボルに 照準線を合わせて 「表示」ボタンを押す 船名のみ 表示
相手船動静監視システムの操作体系（２）
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