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JP7636667B2 - Navigation monitoring device, navigation monitoring method, and navigation monitoring program - Google Patents

Navigation monitoring device, navigation monitoring method, and navigation monitoring program Download PDF

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JP7636667B2 JP2021091134A JP2021091134A JP7636667B2 JP 7636667 B2 JP7636667 B2 JP 7636667B2 JP 2021091134 A JP2021091134 A JP 2021091134A JP 2021091134 A JP2021091134 A JP 2021091134A JP 7636667 B2 JP7636667 B2 JP 7636667B2
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Description

本発明は、航行監視装置、航行監視方法および航行監視プログラムに関する。 The present invention relates to a navigation monitoring device, a navigation monitoring method, and a navigation monitoring program.

船舶に関しては、一般的に、大きな船舶ほど急な針路変更や停止が困難であるという性質がある。このため、船舶同士の衝突を回避するための様々な技術が開発されている。例えば、船舶同士の距離や各船舶の対地針路などに基づいて、船舶同士の接近を検知する、あるいは船舶同士の衝突リスクを算出することが考えられている。 Generally, the larger a ship is, the more difficult it is to suddenly change course or stop. For this reason, various technologies have been developed to avoid collisions between ships. For example, it is being considered to detect the approach of ships or calculate the risk of collision between ships based on the distance between the ships and the course of each ship relative to the ground.

また、関連技術として、例えば、自船の位置が航路領域に設定されたすべてのユニット航路領域内に存在しない場合に、自船が航路を逸脱したと判断する航路表示装置が提案されている。さらに、船舶の位置の変化方向を検出するとともに、航行領域と進行方向とを対応付けた情報に基づき、船舶の位置から特定される航行領域に対応付けられた進行方向を特定し、変化方向と進行方向とのなす角度に基づいて、船舶の航行領域内での逆走を検出するシステムも提案されている。 As a related technology, for example, a route display device has been proposed that determines that a ship has deviated from its route if the ship's position is not within any of the unit route areas set in the route area. Furthermore, a system has also been proposed that detects the direction of change in the ship's position, and based on information that associates the navigation area with the direction of travel, identifies the direction of travel associated with the navigation area identified from the ship's position, and detects reverse navigation within the ship's navigation area based on the angle between the direction of change and the direction of travel.

特開昭60-244882号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-244882 国際公開第2017/138126号International Publication No. 2017/138126

ところで、船舶が航路に沿って航行しているかを評価する技術においては、特に航路が屈曲している場合に、正確な評価を行うことが難しいという問題がある。
1つの側面では、本発明は、船舶が航路に沿って航行しているかを精度よく評価可能な航行監視装置、航行監視方法および航行監視プログラムを提供することを目的とする。
However, the technique for assessing whether a ship is sailing along a route has the problem that it is difficult to make an accurate assessment, particularly when the route is curved.
In one aspect, the present invention aims to provide a navigation monitoring device, a navigation monitoring method, and a navigation monitoring program that are capable of accurately evaluating whether a ship is sailing along a route.

1つの案では、次のような記憶部と処理部とを有する航行監視装置が提供される。この航行監視装置において、記憶部は、航路に沿った所定幅の航路領域を航行方向に対して多角形の形状に分割することで生成された複数の区画を示す区画情報を記憶する。処理部は、航行中の船舶の現在位置に基づいて、複数の区画の中から航行中の船舶が位置する一の区画を特定し、航行中の船舶の対地針路の方向と一の区画との関係に基づいて、航行中の船舶が航路に沿って航行しているかを評価する評価情報を出力する。 In one proposal, a navigation monitoring device is provided that has a memory unit and a processing unit as follows. In this navigation monitoring device, the memory unit stores partition information indicating a plurality of partitions generated by dividing a route area of a predetermined width along the route into polygonal shapes in the navigation direction. The processing unit identifies one of the partitions in which the currently navigating ship is located based on the current position of the currently navigating ship, and outputs evaluation information that evaluates whether the currently navigating ship is navigating along the route based on the relationship between the direction of the currently navigating ship's course over ground and the one partition.

また、1つの案では、上記の航行監視装置と同様の処理をコンピュータが実行する航行監視方法が提供される。
さらに、1つの案では、上記の航行監視装置と同様の処理をコンピュータに実行させる航行監視プログラムが提供される。
Also, one proposal provides a navigation monitoring method in which a computer executes the same processing as that of the above-mentioned navigation monitoring device.
Furthermore, in one proposal, a navigation monitoring program is provided that causes a computer to execute the same processing as that of the above-mentioned navigation monitoring device.

1つの側面では、船舶が航路に沿って航行しているかを精度よく評価できる。 On one hand, it can accurately assess whether a ship is sailing along its route.

第1の実施の形態に係る航行監視装置の構成例および処理例を示す図である。1 is a diagram illustrating a configuration example and a processing example of a navigation monitoring device according to a first embodiment; 第2の実施の形態に係る航行支援システムの構成例を示す図である。FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration example of a navigation support system according to a second embodiment. 航行監視装置のハードウェア構成例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of a navigation monitoring device. 航行監視装置が備える処理機能の構成例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the configuration of processing functions included in the navigation monitoring device. 航行監視装置による航行監視処理の全体の手順を示すフローチャートの例である。4 is an example of a flowchart showing an overall procedure of a navigation monitoring process performed by a navigation monitoring device. 延長ベクトルを用いた衝突危険性の判定処理を示す図である。11 is a diagram showing a process of determining a collision risk using an extension vector; FIG. OZTを用いた衝突危険性の判定処理を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a process of determining a collision risk using the OZT. DCPA,TCPAを用いた衝突危険性の判定処理を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a process of determining a collision risk using DCPA and TCPA. 航路区画の設定方法を示す第1の図である。FIG. 1 is a first diagram showing a method for setting a route segment. 航路区画の設定方法を示す第2の図である。FIG. 2 is a second diagram showing a method for setting a route segment. 基準角度の設定例を示す図である。FIG. 11 is a diagram illustrating an example of setting a reference angle. 統計的な方法を用いた基準角度の決定方法を示す第1の図である。FIG. 11 is a first diagram showing a method for determining a reference angle using a statistical method. 統計的な方法を用いた基準角度の決定方法を示す第2の図である。FIG. 11 is a second diagram showing a method for determining a reference angle using a statistical method. 統計的な方法を用いた基準角度の決定方法を示す第3の図である。FIG. 11 is a third diagram showing a method for determining a reference angle using a statistical method. 基準角度を使用した場合における航行状態指標の算出処理手順を示すフローチャートの例である。13 is an example of a flowchart illustrating a calculation process procedure of a navigation state indicator when a reference angle is used. 基準角度に基づく航行状態指標の算出方法を示す図である。FIG. 11 is a diagram illustrating a method for calculating a navigation state indicator based on a reference angle. 基準角度を使用した場合における二値判定値の算出処理手順を示すフローチャートの例である。13 is an example of a flowchart illustrating a calculation process procedure of a binary decision value when a reference angle is used. 境界辺の設定例を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing an example of setting a boundary side. 境界辺を使用した場合における航行状態指標の算出処理手順を示すフローチャートの例である。13 is an example of a flowchart illustrating a calculation process procedure of a navigation state indicator when a boundary side is used. 境界辺を使用した場合における航行状態指標の算出処理例を示す図である。13A and 13B are diagrams illustrating an example of a calculation process of a navigation state indicator when a boundary side is used. 境界辺を使用した場合における二値判定値の算出処理手順を示すフローチャートの例である。13 is an example of a flowchart illustrating a calculation process procedure of a binary decision value when a boundary side is used. 航路に沿っているかの判定ルールの例を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing an example of a rule for determining whether or not a route is being followed. 衝突危険性の有無の判定結果に対する補正処理手順を示すフローチャートの例である。10 is a flowchart illustrating an example of a correction process procedure for a result of a determination of the presence or absence of a collision risk. 衝突危険度に対する補正処理手順を示すフローチャートの第1の例である。13 is a first example of a flowchart showing a correction process procedure for a collision risk. 船舶ペアパターンの例を示す図である。FIG. 13 illustrates an example of a vessel pair pattern. 衝突危険度に対する補正処理手順を示すフローチャートの第2の例である。13 is a second example of a flowchart showing a correction process procedure for a collision risk. 判定結果補正部から出力される衝突危険度の推移の例を示す図である。11 is a diagram showing an example of a transition of a collision risk output from a determination result correction unit. FIG.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
〔第1の実施の形態〕
図1は、第1の実施の形態に係る航行監視装置の構成例および処理例を示す図である。図1に示す航行監視装置1は、航行中の船舶が航路に沿って航行しているかを評価し、その評価結果を出力する装置である。このような評価結果を用いることで、例えば、船舶の航行を支援することが可能となる。この航行監視装置1は、記憶部2と処理部3を有する。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
First Embodiment
Fig. 1 is a diagram showing an example of the configuration and processing of a navigation monitoring device according to a first embodiment. The navigation monitoring device 1 shown in Fig. 1 is a device that evaluates whether a ship is navigating along a route and outputs the evaluation result. By using such an evaluation result, it is possible to support the navigation of the ship, for example. This navigation monitoring device 1 has a memory unit 2 and a processing unit 3.

記憶部2は、航行監視装置1が備える図示しない記憶装置の記憶領域によって実現される。記憶部2には、区画情報4が記憶される。区画情報4は、航路に沿った所定幅の航路領域を航行方向に対して多角形の形状に分割することで生成された複数の区画を示す情報である。図1の右上には、航路領域10に対して区画11~13が生成されている状態を例示している。区画情報4には、例えば、区画11~13のそれぞれの範囲を示す情報が含まれる。 The memory unit 2 is realized by a memory area of a storage device (not shown) provided in the navigation monitoring device 1. The memory unit 2 stores partition information 4. The partition information 4 is information indicating a number of partitions generated by dividing a route area of a given width along the route into polygonal shapes in the navigation direction. The upper right corner of Figure 1 shows an example of a state in which partitions 11 to 13 have been generated for route area 10. The partition information 4 includes, for example, information indicating the range of each of partitions 11 to 13.

処理部3は、例えば、航行監視装置1が備える図示しないプロセッサとして実現される。処理部3は、航行中の船舶についての現在位置および対地針路を用いて、次のような処理を実行する。ここでは図1に示すように、航行中の船舶20についての処理が実行されるものとする。 The processing unit 3 is realized, for example, as a processor (not shown) provided in the navigation monitoring device 1. The processing unit 3 executes the following processing using the current position and ground course of the ship currently sailing. Here, it is assumed that processing is executed for the ship 20 currently sailing, as shown in FIG. 1.

処理部3は、船舶20の現在位置に基づいて、航路領域10に設定された区画11~13の中から船舶20が位置する区画を特定する(ステップS1)。ここでは図1に示すように、区画12が特定されたものとする。処理部3は、船舶20の対地針路の方向と、特定された区画12との関係に基づいて、船舶20が航路に沿って航行しているかを評価する評価情報を出力する(ステップS2)。このような処理により、船舶20が航路に沿って航行しているかを精度よく評価できる。なお、この評価情報は、船舶20が航路に沿っているか否かを二値で評価する情報であってもよいし、航路にどの程度沿っているか(または航路に沿っている可能性)を表す度合いを評価する情報であってもよい。 Based on the current position of the ship 20, the processing unit 3 identifies the section in which the ship 20 is located from among the sections 11 to 13 set in the route area 10 (step S1). Here, it is assumed that section 12 has been identified, as shown in FIG. 1. The processing unit 3 outputs evaluation information for evaluating whether the ship 20 is sailing along the route based on the relationship between the direction of the ship 20's course over ground and the identified section 12 (step S2). This processing makes it possible to accurately evaluate whether the ship 20 is sailing along the route. Note that this evaluation information may be information that evaluates in binary terms whether the ship 20 is sailing along the route, or information that evaluates the degree to which the ship 20 is sailing along the route (or the possibility of being sailing along the route).

図1では、船舶20の対地針路の方向を、矢印20aによって示している。ステップS2では、例えば、船舶20が位置する区画12に定義された、航行方向の基準となる基準角度(図1に示した破線12aの角度)と、船舶20の対地針路の方向との関係(例えば角度差)に基づいて、船舶20が航路に沿って航行しているかが評価される。 In FIG. 1, the direction of the ship's 20 course over ground is indicated by an arrow 20a. In step S2, it is evaluated whether the ship 20 is sailing along the route based on the relationship (e.g., the angle difference) between a reference angle (the angle of the dashed line 12a shown in FIG. 1) that is the basis for the sailing direction and that is defined in the section 12 in which the ship 20 is located, and the direction of the ship's 20 course over ground.

ここで、対地針路の方向を基に船舶20が航路に沿って航行しているかを評価する場合、例えば航路が屈曲している領域では、対地針路の方向が航路領域10の外側を向く。このため、実際には船舶20が航路に沿って問題なく航行している状態でも、航路に沿っていないと誤判定される可能性がある。 When evaluating whether the ship 20 is sailing along the route based on the direction of the course over ground, for example in an area where the route is curved, the direction of the course over ground faces outside the route area 10. Therefore, even if the ship 20 is actually sailing along the route without any problems, it may be erroneously determined that it is not sailing along the route.

これに対して、本実施の形態では、航路領域10が複数の区画に分割され、船舶20の位置に対応する区画を単位として船舶20が航路に沿って航行しているかが評価される。航路領域10が分割された区画と船舶20の対地針路の方向との関係から、船舶20が航路に沿って航行しているかを評価することで、航路が屈曲しているか否かに関係なく、ほぼ一定の精度で評価することが可能になる。したがって、船舶20が航路に沿って航行しているかを精度よく評価できる。 In contrast, in this embodiment, the route area 10 is divided into a number of sections, and whether the ship 20 is sailing along the route is evaluated for each section corresponding to the position of the ship 20. By evaluating whether the ship 20 is sailing along the route based on the relationship between the sections into which the route area 10 is divided and the direction of the ship 20's course over ground, it becomes possible to evaluate with almost constant accuracy, regardless of whether the route is curved. Therefore, it is possible to accurately evaluate whether the ship 20 is sailing along the route.

〔第2の実施の形態〕
次に、図1に示した航行監視装置1による評価処理を、船舶同士の衝突危険性の判定に適用したシステムについて説明する。
Second Embodiment
Next, a system in which the evaluation process by the navigation monitoring device 1 shown in FIG. 1 is applied to determining the risk of collision between ships will be described.

図2は、第2の実施の形態に係る航行支援システムの構成例を示す図である。図2に示す航行支援システムは、船舶の航行を支援するための情報処理システムである。この航行支援システムは、陸上に設置された陸上施設100を含む。陸上施設100は、例えば、海上の船舶についての航行管制を行う施設である。この場合、陸上施設100は、各船舶から受信したAIS(Automatic Identification System)情報やレーダによる検出情報に基づいて、各船舶の位置を把握し、各船舶に対して海上交通に関する各種の情報を提供する。なお、AIS情報には、例えば、時刻、船舶の位置(緯度、経度)、速度、船名、船種、船舶サイズ、船首方向などの情報が含まれている。 Figure 2 is a diagram showing an example of the configuration of a navigation support system according to a second embodiment. The navigation support system shown in Figure 2 is an information processing system for supporting ship navigation. This navigation support system includes a land facility 100 installed on land. The land facility 100 is, for example, a facility that performs navigation control for ships at sea. In this case, the land facility 100 grasps the position of each ship based on AIS (Automatic Identification System) information and radar detection information received from each ship, and provides each ship with various information related to maritime traffic. Note that the AIS information includes information such as the time, the ship's position (latitude, longitude), speed, ship name, ship type, ship size, and bow direction.

本実施の形態において、陸上施設100は、各船舶からのAIS情報を受信可能な無線通信装置101と、AIS情報を用いて船舶の航行を監視する航行監視装置102を含む。無線通信装置101は、例えば、AIS情報を受信するためのアンテナを含む。航行監視装置102は、図1に示した航行監視装置1の処理機能を備える装置であり、例えば、サーバコンピュータとして実現される。航行監視装置102は、無線通信装置101によって受信されたAIS情報に基づいて、衝突リスクのある船舶のペアを検出し、それらの船舶を通知する警報情報を出力する。 In this embodiment, the onshore facility 100 includes a wireless communication device 101 capable of receiving AIS information from each ship, and a navigation monitoring device 102 that monitors the navigation of the ships using the AIS information. The wireless communication device 101 includes, for example, an antenna for receiving the AIS information. The navigation monitoring device 102 is a device that has the processing functions of the navigation monitoring device 1 shown in FIG. 1, and is realized, for example, as a server computer. The navigation monitoring device 102 detects pairs of ships that are at risk of collision based on the AIS information received by the wireless communication device 101, and outputs warning information to notify those ships.

なお、図2では、海上を航行する船舶201,202を例示している。船舶201,202は、AIS情報を送受信することが可能なAIS装置203,204をそれぞれ備えている。船舶201,202は、自船に関するAIS情報をそれぞれAIS装置203,204を介して他の船舶や陸上施設100に送信できるとともに、他船から送信されたAIS情報をそれぞれAIS装置203,204を介して受信できる。 In FIG. 2, ships 201 and 202 sailing on the sea are shown as examples. Ships 201 and 202 are equipped with AIS devices 203 and 204, respectively, that can transmit and receive AIS information. Ships 201 and 202 can transmit AIS information about themselves to other ships and land facilities 100 via AIS devices 203 and 204, respectively, and can receive AIS information transmitted from other ships via AIS devices 203 and 204, respectively.

また、航行監視装置102の処理機能は、船舶に搭載されてもよい。例えば、船舶に搭載される監視装置は、自船を含む航行中の船舶のAIS情報に基づいて、衝突リスクのある船舶のペアを検出し、検出された船舶を示す情報を表示装置に表示させる。 The processing function of the navigation monitoring device 102 may also be installed on a ship. For example, a monitoring device installed on a ship detects pairs of ships that are at risk of collision based on AIS information from ships currently sailing, including the ship itself, and displays information about the detected ships on a display device.

図3は、航行監視装置のハードウェア構成例を示す図である。航行監視装置102は、例えば、図3に示すようなコンピュータとして実現される。図3に示す航行監視装置102は、プロセッサ111、RAM(Random Access Memory)112、HDD(Hard Disk Drive)113、GPU(Graphics Processing Unit)114、入力インタフェース(I/F)115、読み取り装置116、通信インタフェース(I/F)117およびネットワークインタフェース(I/F)118を有する。 Figure 3 is a diagram showing an example of the hardware configuration of a navigation monitoring device. The navigation monitoring device 102 is realized, for example, as a computer as shown in Figure 3. The navigation monitoring device 102 shown in Figure 3 has a processor 111, a RAM (Random Access Memory) 112, a HDD (Hard Disk Drive) 113, a GPU (Graphics Processing Unit) 114, an input interface (I/F) 115, a reading device 116, a communication interface (I/F) 117, and a network interface (I/F) 118.

プロセッサ111は、航行監視装置102全体を統括的に制御する。プロセッサ111は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、MPU(Micro Processing Unit)、DSP(Digital Signal Processor)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)またはPLD(Programmable Logic Device)である。また、プロセッサ111は、CPU、MPU、DSP、ASIC、PLDのうちの2以上の要素の組み合わせであってもよい。 The processor 111 performs overall control of the entire navigation monitoring device 102. The processor 111 is, for example, a CPU (Central Processing Unit), an MPU (Micro Processing Unit), a DSP (Digital Signal Processor), an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), or a PLD (Programmable Logic Device). The processor 111 may also be a combination of two or more elements of a CPU, an MPU, a DSP, an ASIC, or a PLD.

RAM112は、航行監視装置102の主記憶装置として使用される。RAM112には、プロセッサ111に実行させるOS(Operating System)プログラムやアプリケーションプログラムの少なくとも一部が一時的に格納される。また、RAM112には、プロセッサ111による処理に必要な各種データが格納される。 The RAM 112 is used as the main storage device of the navigation monitoring device 102. The RAM 112 temporarily stores at least a portion of the OS (Operating System) program and application programs to be executed by the processor 111. The RAM 112 also stores various data necessary for processing by the processor 111.

HDD113は、航行監視装置102の補助記憶装置として使用される。HDD113には、OSプログラム、アプリケーションプログラム、および各種データが格納される。なお、補助記憶装置としては、SSD(Solid State Drive)などの他の種類の不揮発性記憶装置を使用することもできる。 The HDD 113 is used as an auxiliary storage device for the navigation monitoring device 102. The HDD 113 stores the OS program, application programs, and various data. Note that other types of non-volatile storage devices, such as a solid state drive (SSD), can also be used as the auxiliary storage device.

GPU114には、表示装置114aが接続されている。GPU114は、プロセッサ111からの命令にしたがって、画像を表示装置114aに表示させる。表示装置としては、液晶ディスプレイや有機EL(ElectroLuminescence)ディスプレイなどがある。 A display device 114a is connected to the GPU 114. The GPU 114 displays an image on the display device 114a in accordance with instructions from the processor 111. Examples of the display device include a liquid crystal display and an organic EL (ElectroLuminescence) display.

入力インタフェース115には、入力装置115aが接続されている。入力インタフェース115は、入力装置115aから出力される信号をプロセッサ111に送信する。入力装置115aとしては、キーボードやポインティングデバイスなどがある。ポインティングデバイスとしては、マウス、タッチパネル、タブレット、タッチパッド、トラックボールなどがある。 The input interface 115 is connected to the input device 115a. The input interface 115 transmits signals output from the input device 115a to the processor 111. Examples of the input device 115a include a keyboard and a pointing device. Examples of the pointing device include a mouse, a touch panel, a tablet, a touch pad, and a trackball.

読み取り装置116には、可搬型記録媒体116aが脱着される。読み取り装置116は、可搬型記録媒体116aに記録されたデータを読み取ってプロセッサ111に送信する。可搬型記録媒体116aとしては、光ディスク、光磁気ディスク、半導体メモリなどがある。 A portable recording medium 116a is detachably attached to the reading device 116. The reading device 116 reads data recorded on the portable recording medium 116a and transmits it to the processor 111. Examples of the portable recording medium 116a include an optical disk, a magneto-optical disk, and a semiconductor memory.

通信インタフェース117は、例えば無線通信装置101などの他の装置との間でデータの送受信を行う。
ネットワークインタフェース118は、ネットワーク118aを介して他の装置との間でデータの送受信を行う。
The communication interface 117 transmits and receives data to and from other devices, such as the wireless communication device 101 .
The network interface 118 transmits and receives data to and from other devices via a network 118a.

以上のようなハードウェア構成によって、航行監視装置102の処理機能を実現することができる。
図4は、航行監視装置が備える処理機能の構成例を示す図である。図4に示すように、航行監視装置102は、記憶部120、航行データ取得部131、衝突危険性判定部132、前処理部133、航行状態判定部134および判定結果補正部135を備える。
The processing functions of the navigation monitoring device 102 can be realized by the above hardware configuration.
4 is a diagram showing an example of the configuration of processing functions of the navigation monitoring device 102. As shown in FIG. 4, the navigation monitoring device 102 includes a storage unit 120, a navigation data acquisition unit 131, a collision risk determination unit 132, a preprocessing unit 133, a navigation state determination unit 134, and a determination result correction unit 135.

記憶部120は、例えばRAM112やHDD113など、航行監視装置102が備える記憶装置の記憶領域として実現される。記憶部120には、航行履歴データベース(DB)121、航路区画データベース(DB)122、基準角度データベース(DB)123および境界辺データベース(DB)124が記憶される。 The memory unit 120 is realized as a storage area of a storage device provided in the navigation monitoring device 102, such as the RAM 112 or the HDD 113. The memory unit 120 stores a navigation history database (DB) 121, a route segment database (DB) 122, a reference angle database (DB) 123, and a boundary side database (DB) 124.

航行履歴データベース121には、複数の船舶のそれぞれについての過去の航行データが蓄積されている。航行データは、主として、船舶から受信したAIS情報に基づくデータである。航行データには、少なくとも、船舶の位置(緯度、経度)、対地針路および対地速度を含む。また、航行データには、船舶の目的地が含まれてもよい。航行履歴データベース121には、例えば、過去の所定期間において船舶から受信したAIS情報に基づく航路データが蓄積される。 The navigation history database 121 stores past navigation data for each of a number of ships. The navigation data is primarily based on AIS information received from the ship. The navigation data includes at least the ship's position (latitude, longitude), course over ground, and speed over ground. The navigation data may also include the ship's destination. The navigation history database 121 stores, for example, route data based on AIS information received from the ship during a specified period in the past.

航路区画データベース122には、航路領域に設定される航路区画に関する情報が記憶される。航路区画とは、航路領域を多角形によって分割することで生成される。
基準角度データベース123には、各航路区画に対応する基準角度が記憶される。基準角度とは、航路区画における航路の向きを示す。
Information about route segments set in a route area is stored in the route segment database 122. A route segment is generated by dividing a route area by polygons.
A reference angle corresponding to each route segment is stored in the reference angle database 123. The reference angle indicates the direction of the route in the route segment.

境界辺データベース124には、各航路区画に対応する境界辺を示す情報が記憶される。境界辺とは、航路区画の辺のうち、隣接する航路区画との境界となる辺を示す。
なお、航行監視装置102の実際の処理では、基準角度と境界辺の少なくとも一方が用いられる。このため、記憶部120には、基準角度データベース123と境界辺データベース124のうち、少なくとも一方が記憶されればよい。
Information indicating a boundary edge corresponding to each route segment is stored in the boundary edge database 124. A boundary edge refers to an edge of a route segment that is a boundary between the route segment and an adjacent route segment.
At least one of the reference angle and the boundary side is used in the actual processing of the navigation monitoring device 102. Therefore, it is sufficient that at least one of the reference angle database 123 and the boundary side database 124 is stored in the storage unit 120.

航行データ取得部131、衝突危険性判定部132、前処理部133、航行状態判定部134および判定結果補正部135の処理は、例えば、プロセッサ111が所定のアプリケーションプログラムを実行することで実現される。 The processing of the navigation data acquisition unit 131, collision risk determination unit 132, pre-processing unit 133, navigation state determination unit 134, and determination result correction unit 135 is realized, for example, by the processor 111 executing a predetermined application program.

航行データ取得部131は、無線通信装置101によって船舶から受信されたAIS情報を取得し、AIS情報に基づいて航行データを生成する。例えば、航行データに含まれる船舶の位置および速度は、AIS情報から抽出される。また、航行データに含まれる対地針路は、例えば、現在から過去の一定期間において受信したAIS情報の位置や速度の情報に基づいて算出される。 The navigation data acquisition unit 131 acquires AIS information received from the ship by the wireless communication device 101, and generates navigation data based on the AIS information. For example, the position and speed of the ship contained in the navigation data are extracted from the AIS information. In addition, the ground course contained in the navigation data is calculated, for example, based on the position and speed information of the AIS information received over a certain period of time from the present to the past.

航行データ取得部131によって取得された航行データは、航行履歴データベース121に蓄積される。また、航行データ取得部131によって取得された航行データは、衝突危険性判定部132および航行状態判定部134に入力されて、現在航行中の船舶間の衝突危険性の評価に用いられる。 The navigation data acquired by the navigation data acquisition unit 131 is stored in the navigation history database 121. In addition, the navigation data acquired by the navigation data acquisition unit 131 is input to the collision risk determination unit 132 and the navigation state determination unit 134, and is used to evaluate the collision risk between ships currently sailing.

衝突危険性判定部132は、航行データ取得部131によって取得された航行データに基づいて、航行中の船舶間の衝突危険性を判定する。例えば、衝突危険性判定部132は、各船舶についての延長ベクトルに基づいて、衝突の危険性がある船舶ペアを特定する。または、衝突危険性判定部132は、船舶間の最接近距離(Distance to Closest Point of Approach:DCPA)や最接近時間(Time to Closest Point of Approach:TCPA)に基づいて、船舶ペアについての衝突危険度を示す指標を算出してもよい。なお、衝突危険性判定部132は、ある船舶と別の船舶との間の航行妨害ゾーン(Obstacle Zone by Target:OZT)を検出してもよい。 The collision risk determination unit 132 determines the collision risk between ships sailing based on the navigation data acquired by the navigation data acquisition unit 131. For example, the collision risk determination unit 132 identifies ship pairs that are at risk of collision based on the extension vectors for each ship. Alternatively, the collision risk determination unit 132 may calculate an index indicating the collision risk for a ship pair based on the Distance to Closest Point of Approach (DCPA) or Time to Closest Point of Approach (TCPA) between the ships. The collision risk determination unit 132 may also detect an Obstacle Zone by Target (OZT) between one ship and another ship.

前処理部133は、航行状態判定部134の判定処理に必要な情報を生成するための前処理を実行する。例えば、前処理部133は、航路領域に対する航路区画の設定や、各航路区画についての基準角度や境界辺の設定を行う。また、前処理部133は、航行履歴データベース121に蓄積された航行記録データを統計的に解析することで、航路区画ごとの基準角度を決定することもできる。 The preprocessing unit 133 executes preprocessing to generate information necessary for the judgment processing of the navigation state judgment unit 134. For example, the preprocessing unit 133 sets route segments for the route area, and sets reference angles and boundary sides for each route segment. The preprocessing unit 133 can also determine the reference angle for each route segment by statistically analyzing the navigation record data accumulated in the navigation history database 121.

航行状態判定部134は、船舶の航行データに基づいて、その船舶の航行状態を判定する。航行状態とは、船舶が航路に沿って航行しているか否か、または航路に沿って航行している度合いを示す。このような航行状態は、船舶の現在位置が含まれる航路区画に対応する基準角度および境界辺の少なくとも一方に基づいて判定される。 The navigation state determination unit 134 determines the navigation state of the ship based on the ship's navigation data. The navigation state indicates whether the ship is sailing along the route or the degree to which the ship is sailing along the route. Such a navigation state is determined based on at least one of the reference angle and the boundary edge corresponding to the route segment that includes the ship's current position.

判定結果補正部135は、衝突危険性判定部132による判定結果を、航行状態判定部134による判定結果を用いて補正する。この補正により、衝突危険性判定部132による誤判定の可能性を低減する。 The determination result correction unit 135 corrects the determination result by the collision risk determination unit 132 using the determination result by the navigation state determination unit 134. This correction reduces the possibility of an erroneous determination by the collision risk determination unit 132.

図5は、航行監視装置による航行監視処理の全体の手順を示すフローチャートの例である。図5の処理は、現在航行中の複数の船舶の中から船舶ペアを抽出し、船舶ペアごとの衝突危険性を判定するものである。航行中の船舶とは、AIS情報が受信され、AIS情報に基づく航行データが取得されている船舶を指す。 Figure 5 is an example of a flowchart showing the overall procedure of navigation monitoring processing by a navigation monitoring device. The processing in Figure 5 extracts ship pairs from multiple ships currently sailing and determines the collision risk for each ship pair. A ship currently sailing refers to a ship from which AIS information is received and navigation data based on the AIS information is acquired.

まず、航行データ取得部131によって航行中の各船舶から取得された航行データに基づいて、衝突危険性判定部132により、各船舶ペアについての衝突危険性が判定される(ステップS11)。この処理では、航行中のすべての船舶の中から、船舶ペアの組み合わせがすべて抽出され、抽出されたすべての船舶ペアについての衝突危険性が判定される。判定結果としては、各船舶ペアについて、衝突危険性の有無を示す二値データが出力される。この場合、船舶ペアの中から、衝突危険性があると判定された船舶ペアが特定されて出力されてもよい。あるいは、判定結果としては、各船舶ペアについて、衝突危険性の度合いを示す定量指標である衝突危険度が出力される。衝突危険性判定部132によるこれらの処理は、既存手法を用いて実行される。 First, the collision risk determination unit 132 determines the collision risk for each ship pair based on the navigation data acquired from each ship currently sailing by the navigation data acquisition unit 131 (step S11). In this process, all combinations of ship pairs are extracted from all ships currently sailing, and the collision risk for all extracted ship pairs is determined. As a determination result, binary data indicating the presence or absence of a collision risk is output for each ship pair. In this case, ship pairs that are determined to have a collision risk may be identified and output from among the ship pairs. Alternatively, as a determination result, a collision risk level, which is a quantitative index indicating the degree of collision risk, is output for each ship pair. These processes by the collision risk determination unit 132 are performed using existing methods.

また、このような衝突危険性の判定処理と並行して、航行状態判定部134によって航行中の各船舶についての航行状態が判定される(ステップS12)。この処理では、航行データ取得部131によって各船舶から取得された航行データに基づいて、船舶が航路に沿っているか否かを示す二値データ(以下、「二値判定値」と記載する)が出力される。または、このような航行データに基づいて、船舶が航路に沿っている度合いを示す定量指標(以下、「航行状態指標」と記載する)が出力される。航行状態判定部134によるこのような処理は、基準角度データベース123に登録された航路区画ごとの基準角度と、境界辺データベース124に登録された航路区画ごとの境界辺との少なくとも一方を用いて実行される。 In parallel with this collision risk determination process, the navigation state of each ship currently sailing is determined by the navigation state determination unit 134 (step S12). In this process, based on the navigation data acquired from each ship by the navigation data acquisition unit 131, binary data indicating whether the ship is following the route (hereinafter referred to as the "binary determination value") is output. Alternatively, based on such navigation data, a quantitative index indicating the degree to which the ship is following the route (hereinafter referred to as the "navigation state index") is output. This process by the navigation state determination unit 134 is performed using at least one of the reference angle for each route segment registered in the reference angle database 123 and the boundary edge for each route segment registered in the boundary edge database 124.

そして、最終段の処理として、衝突危険性判定部132によって船舶ペアごとに判定された衝突危険性の判定結果が、航行状態判定部134によって船舶ペアに含まれる各船舶について判定された航行状態の判定結果を用いて、補正される(ステップS13)。特に、本実施の形態では、前者の判定により衝突危険性がある、または衝突危険度が高いと誤判定される可能性を抑制するために、後者の判定結果を用いた補正が行われる。 Then, as the final processing step, the collision risk judgment result judged for each ship pair by the collision risk judgment unit 132 is corrected using the navigation state judgment result judged for each ship included in the ship pair by the navigation state judgment unit 134 (step S13). In particular, in this embodiment, correction is performed using the latter judgment result to reduce the possibility of the former judgment resulting in an erroneous judgment that there is a collision risk or that the collision risk is high.

<1.衝突危険性の判定>
まず、衝突危険性判定部132による衝突危険性の判定処理(図5のステップS11)について説明する。衝突危険性判定部132は、以下の(1-1)~(1-3)のいずれかの判定法を用いて衝突危険性を判定する。
1. Judging the risk of collision
First, a description will be given of the collision risk determination process (step S11 in FIG. 5) performed by the collision risk determination unit 132. The collision risk determination unit 132 determines the collision risk using any one of the following determination methods (1-1) to (1-3).

(1-1)延長ベクトルを用いた判定法
図6は、延長ベクトルを用いた衝突危険性の判定処理を示す図である。なお、図6(A)は、船舶ペアの延長ベクトルについての第1の例を示し、図6(B)は、船舶ペアの延長ベクトルについての第2の例を示す。
(1-1) Determination method using extension vectors Fig. 6 is a diagram showing a process of determining a collision risk using extension vectors. Fig. 6(A) shows a first example of an extension vector of a ship pair, and Fig. 6(B) shows a second example of an extension vector of a ship pair.

延長ベクトルは、船舶の針路(本実施の形態では対地針路)と同じ方向(方位角)を有し、船舶の現在位置から、船舶が現在の速度を維持した状態で所定時間(一般的には5分)後に到達する位置までの距離を大きさとして有するベクトルである。図6(A)では、船舶211の延長ベクトルV11と、船舶212の延長ベクトルV12とを例示している。図6(B)では、船舶213の延長ベクトルV13と、船舶214の延長ベクトルV14とを例示している。 The extension vector is a vector that has the same direction (azimuth) as the ship's heading (ground heading in this embodiment) and has a magnitude that is the distance from the ship's current position to the position the ship will reach after a predetermined time (typically 5 minutes) if it maintains its current speed. Figure 6 (A) illustrates the extension vector V11 of ship 211 and the extension vector V12 of ship 212. Figure 6 (B) illustrates the extension vector V13 of ship 213 and the extension vector V14 of ship 214.

延長ベクトルを用いた衝突危険性の判定処理では、船舶ペアのそれぞれの延長ベクトルが交差する場合に、衝突危険性があると判定される。図6(A)では、延長ベクトルV11,V12が交差しており、船舶211,212の間で衝突危険性があると判定される。図6(B)では、延長ベクトルV13,V14が交差しており、船舶213,214の間で衝突危険性があると判定される。 In the collision risk determination process using extension vectors, it is determined that there is a collision risk when the extension vectors of a pair of ships intersect. In FIG. 6(A), the extension vectors V11 and V12 intersect, and it is determined that there is a collision risk between ships 211 and 212. In FIG. 6(B), the extension vectors V13 and V14 intersect, and it is determined that there is a collision risk between ships 213 and 214.

(1-2)OZTを用いた判定法
図7は、OZTを用いた衝突危険性の判定処理を示す図である。OZT(航行妨害ゾーン)は、ある船舶が針路を変更したと仮定した場合に、周囲を航行する他の船舶(相手船)と衝突する可能性のある領域を指す。OZTは、各船舶の位置、対地針路および船速などに基づいて算出される。例えば、自船と相手船とが同じ位置に同時に存在する確率が船速などの計測誤差を考慮して計算され、その確率が所定の閾値以上になった領域がOZTと判定される。
(1-2) Judgment method using OZT Figure 7 is a diagram showing a process for judging a risk of collision using OZT. OZT (obstruction zone) refers to an area where a ship may collide with another ship (opponent ship) sailing nearby if it is assumed that the ship changes course. OZT is calculated based on the position, course over ground, ship speed, etc. of each ship. For example, the probability that the ship and the opponent ship are simultaneously in the same position is calculated taking into account measurement errors such as ship speed, and an area where the probability is equal to or greater than a predetermined threshold is judged to be OZT.

図7の例では、船舶215と相手船としての船舶216との間でOZT221が検出されている。このようなOZT221が検出された場合に、船舶215,216のペア間において衝突危険性があると判定されてもよい。 In the example of FIG. 7, OZT 221 is detected between vessel 215 and vessel 216 as the other vessel. When such OZT 221 is detected, it may be determined that there is a risk of collision between the pair of vessels 215, 216.

(1-3)TCPA,DCPAを用いた判定法
図8は、DCPA,TCPAを用いた衝突危険性の判定処理を示す図である。上記の(1-1),(1-2)に示した方法では、衝突危険性の有無を示す二値データが出力される。これに対して、DCPAやTCPAを用いることで、衝突危険性の度合いを示す定量指標(衝突危険度)を算出する方法がある。
(1-3) Determination method using TCPA and DCPA Figure 8 is a diagram showing a process of determining collision risk using DCPA and TCPA. In the methods shown in (1-1) and (1-2) above, binary data indicating the presence or absence of collision risk is output. In contrast, there is a method of calculating a quantitative index (collision risk) indicating the degree of collision risk by using DCPA or TCPA.

この方法では、船舶ペアのそれぞれの航行記録データに基づく相対運動から、相手船が自船に最も近づく最接近点(CPA)が求められる。そして、自船からCPAまでの最接近距離(DCPA)と、相手船がCPAに到達するまでの時間を示す最接近時間(TCPA)とが算出される。図8では、船舶217とその相手船である船舶218との間でCPA222が検出され、DCPAとして距離Dが算出された場合を例示している。 In this method, the closest point of approach (CPA) where the other ship comes closest to the ship is found from the relative motion based on the navigation record data of each ship pair. Then, the closest distance from the ship to the CPA (DCPA) and the closest time of approach (TCPA), which indicates the time it takes for the other ship to reach the CPA, are calculated. Figure 8 shows an example in which CPA 222 is detected between ship 217 and its other ship 218, and distance D is calculated as the DCPA.

DCPAとTCPAの少なくとも一方を用いて衝突危険度を算出することができる。基本的に、DCPAが短いほど、またTCPAが短いほど、衝突危険度として高い値が出力される。また、DCPAとTCPAとを組み合わせて衝突危険度を算出する技術としては、例えば、「久保田崇・河口信義(平成21年)、航海者の意思決定・行動モデルに関する研究II-総合的な主観的衝突のおそれ-、日本航海学会論文集22年3月、P.21-26」「Chin, Hoong Chor & Debnath, Ashim (2009). Modeling perceived collision risk in port water navigation. Safety Science, 47(10), pp. 1410-1416.」などがある。 The collision risk can be calculated using at least one of DCPA and TCPA. Basically, the shorter the DCPA and the shorter the TCPA, the higher the collision risk is output. In addition, examples of techniques for calculating collision risk by combining DCPA and TCPA include "Takashi Kubota and Nobuyoshi Kawaguchi (2009), Study on Navigator Decision-Making and Action Models II - Overall Subjective Collision Risk -, Journal of the Japan Institute of Navigation, March 2010, pp. 21-26" and "Chin, Hoong Chor & Debnath, Ashim (2009). Modeling perceived collision risk in port water navigation. Safety Science, 47(10), pp. 1410-1416.".

(1-4)上記判定法による問題点
上記の(1-1)~(1-3)に示した判定法では、特に屈曲した航路において船舶ペアのそれぞれが航行している場合に、判定精度が悪化するという問題がある。
(1-4) Problems with the above judgment methods The judgment methods shown in (1-1) to (1-3) above have the problem that the judgment accuracy deteriorates, especially when each of the pair of ships is navigating a curved route.

例えば、図6(A)では、屈曲した航路領域210において船舶211,212が同じ方向に航行している場合を例示している。図6(A)の左側に示す状態では、船舶211の延長ベクトルV11と船舶212の延長ベクトルV12とが交差しているため、船舶211,212の間で衝突可能性があると判定される。しかし、船舶211,212がともに航路に沿って航行している場合には、図6(A)の右側の例のように、船舶211,212が衝突することはなく、延長ベクトルV11,V12が交差する状態もやがて解消される。 For example, FIG. 6(A) illustrates a case in which ships 211 and 212 are sailing in the same direction in a curved route region 210. In the state shown on the left side of FIG. 6(A), the extension vector V11 of ship 211 and the extension vector V12 of ship 212 intersect, so it is determined that there is a possibility of collision between ships 211 and 212. However, if ships 211 and 212 are both sailing along the route, as in the example on the right side of FIG. 6(A), ships 211 and 212 will not collide, and the state in which extension vectors V11 and V12 intersect will eventually be resolved.

また、図6(B)では、同じ航路領域210において船舶213,214が対向して航行している場合を例示している。図6(B)の左側に示す状態では、船舶213の延長ベクトルV13と船舶214の延長ベクトルV14とが交差しているため、船舶213,214の間で衝突可能性があると判定される。しかし、船舶213,214がともに航路に沿って航行している場合には、図6(B)の右側の例のように、船舶213,214は衝突せずにすれ違い、延長ベクトルV13,V14が交差する状態もやがて解消される。 Figure 6 (B) also illustrates an example in which ships 213 and 214 are sailing in opposition to each other in the same route area 210. In the state shown on the left side of Figure 6 (B), the extension vector V13 of ship 213 and the extension vector V14 of ship 214 intersect, so it is determined that there is a possibility of collision between ships 213 and 214. However, if ships 213 and 214 are both sailing along their routes, as in the example on the right side of Figure 6 (B), ships 213 and 214 pass each other without colliding, and the state in which extension vectors V13 and V14 intersect is eventually resolved.

このように、延長ベクトルは針路方向に直線的に伸びるベクトルであるので、航路の屈曲部に船舶ペアが同時に差し掛かった場合には、衝突せずに安全に航行している状態であっても互いの延長ベクトルが一時的に交差する可能性がある。このため、衝突せずに安全に航行している船舶ペアを、衝突可能性があるとして誤検出してしまう場合がある。特に、延長ベクトルを用いた判定法は、航路上の船舶と、航路を横切る船舶との衝突危険性を検出する精度が高い。しかし、航路の屈曲部においては、このように船舶が航路を横切ることで衝突危険性が発生するケースと、両方の船舶が航路に沿っているケースとを区別することが難しいという特徴がある。 As such, since the extension vector is a vector that extends linearly in the course direction, when a pair of ships simultaneously approach a bend in the sea route, their extension vectors may temporarily cross even if they are navigating safely without colliding. This can lead to a pair of ships that are navigating safely without colliding being erroneously detected as having a collision risk. In particular, the method of determining using the extension vector has high accuracy in detecting the risk of collision between a ship on a sea route and a ship crossing the sea route. However, at bends in the sea route, it is difficult to distinguish between cases where a risk of collision occurs due to a ship crossing the sea route and cases where both ships are along the sea route.

また、図7では、同じ航路領域210において船舶215,216が対向して航行している場合を例示している。図7の左側に示す状態では、船舶215と船舶216との間でOZT221が検出されている。しかし、船舶215,216がともに航路に沿って航行している場合には、図7の右側の例のように、船舶215,216は衝突せずにすれ違う。 Figure 7 also illustrates an example in which ships 215 and 216 are sailing in opposite directions in the same route area 210. In the state shown on the left side of Figure 7, OZT 221 is detected between ships 215 and 216. However, when ships 215 and 216 are both sailing along their routes, ships 215 and 216 pass each other without colliding, as in the example on the right side of Figure 7.

OZTは、現時刻で一方の船舶が針路を変更した場合が想定され、当該船舶のその後の移動は直線移動として推定される。図7の例のように、航路の屈曲部の手前に差し掛かった船舶同士でOZTを算出すると、現在地から針路を変更した先に危険な領域が検出される。しかし、各船舶が航路に沿っている場合には、もう少し進んでから針路を変更することになるため、検出された危険領域に各船舶が進入することはない。したがって、本来警戒する必要のない危険領域が検出されて、その検出結果から衝突危険性があると誤判定されてしまう場合がある。 OZT is calculated assuming that one ship has changed course at the current time, and the subsequent movement of that ship is estimated as moving in a straight line. As in the example of Figure 7, when OZT is calculated between two ships approaching a bend in the sea route, a dangerous area is detected if they change course from their current positions. However, if each ship is following the sea route, they will not enter the detected dangerous area because they will change course after proceeding a little further. Therefore, dangerous areas that do not actually require caution may be detected, and the detection results may lead to a mistaken determination that there is a risk of collision.

さらに、図8では、同じ航路領域210において船舶217,218が対向して航行している場合を例示している。図8の左側に示す状態では、船舶217と船舶218との間でDCPAとして距離Dが算出されているが、この距離Dは短く、衝突危険度として比較的高い値が算出される。しかし、船舶217,218がともに航路に沿って航行している場合には、図8の右側の例のように、船舶217,218は衝突せずにすれ違う。 Furthermore, FIG. 8 illustrates an example in which ships 217 and 218 are sailing in opposite directions in the same route area 210. In the state shown on the left side of FIG. 8, a distance D is calculated as the DCPA between ships 217 and 218, but this distance D is short and a relatively high value is calculated as the collision risk. However, when ships 217 and 218 are both sailing along the route, ships 217 and 218 pass each other without colliding, as in the example on the right side of FIG. 8.

DCPAやTCPAは、現在地から針路と速度が維持されることを前提に算出される。このため、図8の例のように、航路の屈曲部では値が小さくなりやすく、衝突危険度が高く算出されやすい。 DCPA and TCPA are calculated on the assumption that the course and speed will be maintained from the current position. For this reason, as in the example in Figure 8, the values tend to be small in bends in the route, and the collision risk is likely to be calculated as high.

以上のように、(1-1)~(1-3)に示した判定法では、屈曲した航路において船舶ペアのそれぞれが航行している場合に、衝突危険性があると誤判定されやすい、あるいは衝突危険度が実際より高く算出されやすい、という問題がある。そこで、本実施の形態では、航行状態判定部134による判定結果を用いて衝突危険性判定部132による判定結果を補正することで、判定精度を向上させる。航行状態判定部134では、各船舶が航路に沿っているか否かの判定結果、または航路に沿っている度合いを示す定量指標である航行状態指標が算出される。 As described above, the determination methods shown in (1-1) to (1-3) have the problem that when each of a pair of ships is sailing on a curved route, it is easy to erroneously determine that there is a collision risk, or to calculate the collision risk to be higher than it actually is. Therefore, in this embodiment, the determination accuracy is improved by correcting the determination result by the collision risk determination unit 132 using the determination result by the navigation state determination unit 134. The navigation state determination unit 134 calculates the determination result of whether each ship is following the route, or a navigation state index that is a quantitative index showing the degree to which the ship is following the route.

例えば、上記のように船舶ペアについて衝突危険性があると誤判定された場合でも、各船舶が航路に沿っている場合には衝突危険性がないと判定し直すことができる。また、例えば、上記のように船舶ペアについての衝突危険度が実際より高く算出された場合でも、各船舶についての航行状態指標が高い(航路に沿っている度合いが高い)場合には、衝突危険度を低く補正することができる。このようにして、衝突危険性の誤判定や衝突危険度が実際より高く算出される事態の発生可能性を抑制する。 For example, even if a collision risk is erroneously determined for a ship pair as described above, it can be re-determined that there is no collision risk if each ship is along the route. Also, even if the collision risk for a ship pair is calculated to be higher than the actual risk as described above, the collision risk can be corrected to a lower level if the navigation condition index for each ship is high (the ship is highly along the route). In this way, the possibility of a collision risk being erroneously determined or a collision risk being calculated to be higher than the actual risk is reduced.

<2.航行状態の判定>
次に、航行状態判定部134による航行状態の判定処理(図5のステップS12)について説明する。この判定処理としては、大別して基準角度を用いる方法と境界辺を用いる方法とがある。これらのいずれの方法でも、航路領域に複数設定された航路区画が利用される。そこで、まず、航路区画の設定方法について説明する。なお、航路区画の設定処理は、前処理部133によって実行される。
2. Determining Navigation Conditions
Next, the process of determining the navigation state by the navigation state determination unit 134 (step S12 in FIG. 5) will be described. This determination process can be broadly divided into a method using a reference angle and a method using a boundary side. Either of these methods utilizes multiple route segments set in the route area. First, the method of setting the route segments will be described. The process of setting the route segments is executed by the pre-processing unit 133.

図9は、航路区画の設定方法を示す第1の図である。航路区画は、航路領域を航行方向に分割することで生成される多角形の領域である。本実施の形態では例として、航路区画は四角形とするが、航路区画の多角形の形状は特に限定されるものではない。例えば、航路の直線部では航路区画が四角形とされ、航路の屈曲部では航路区画が五角形または六角形とされてもよい。また、ここでいう「航路領域」とは、船舶が航行可能な航路の領域である。すなわち、航路は幅を有しており、幅方向の領域全体が航路領域となる。 Figure 9 is a first diagram showing a method for setting a route segment. A route segment is a polygonal area generated by dividing a route area in the navigation direction. In this embodiment, the route segment is a rectangle as an example, but the polygonal shape of the route segment is not particularly limited. For example, the route segment may be a rectangle in a straight section of the route, and a pentagon or hexagon in a curved section of the route. Also, the "route area" here refers to the area of the route in which a ship can navigate. In other words, the route has a width, and the entire area in the width direction is the route area.

さらに、航路は、一方向のみに航行可能な場合と双方向に航行可能な場合がある。前者の場合、一般的にはある方向に対する航路とその逆方向に対する航路とが並列して設定される。この場合、それぞれの方向の航路ごとに航路区画が設定される。 Furthermore, a route may be navigable in only one direction, or in both directions. In the former case, a route in one direction and a route in the opposite direction are generally set up in parallel. In this case, a route segment is set up for each route in each direction.

図9の上側に例示する航路領域220は、順方向(図9の上側から下側への方向)の航路領域221と逆方向(図9の下側から上側への方向)の航路領域222とに分割されている。この場合、航路領域221,222のそれぞれに対して個別に航路区画が設定される。図9の下側に示す例では、航路領域221において航路方向に対して航路区画DV1~DV5が順に設定され、航路領域222において航路方向に対して航路領域DV11~DV15が順に設定されている。 The route area 220 illustrated in the upper part of Figure 9 is divided into a route area 221 in the forward direction (from the top to the bottom of Figure 9) and a route area 222 in the reverse direction (from the bottom to the top of Figure 9). In this case, route segments are set individually for each of the route areas 221, 222. In the example shown in the lower part of Figure 9, route segments DV1 to DV5 are set in order in the route direction in the route area 221, and route areas DV11 to DV15 are set in order in the route direction in the route area 222.

前処理部133は、設定された各航路区画の位置および範囲を示す情報を航路区画データベース122に登録する。航路区画データベース122を参照することで、船舶の位置情報(緯度、経度)から、その船舶が位置している航路区画を特定することが可能となる。 The preprocessing unit 133 registers information indicating the position and range of each set route segment in the route segment database 122. By referring to the route segment database 122, it is possible to identify the route segment in which the ship is located from the ship's position information (latitude, longitude).

図10は、航路区画の設定方法を示す第2の図である。航路区画は、例えば、航路領域を航路方向に対して一定の距離で分割することで設定される。また、航路が屈曲している領域では、直線の領域より細かく航路区画が設定されることが望ましい。これは、航路区画に設定された基準角度と、航行する船舶の対地針路との角度差が大きくなり過ぎて、航行状態の判定精度が悪化することを防ぐためである。 Figure 10 is a second diagram showing a method for setting route segments. Route segments are set, for example, by dividing the route area at a fixed distance in the route direction. In areas where the route is curved, it is desirable to set route segments more finely than in areas where the route is straight. This is to prevent the angle difference between the reference angle set in the route segment and the course of the ship over the ground from becoming too large, which could lead to a deterioration in the accuracy of determining the navigation state.

一例として、航路方法に対して一定の距離で分割した際に、ある航路区画とその両側に位置する他の航路区画の両方が屈曲した状態で(直線的でない状態で)接続する状態になったとする。図10の左側の例では、航路の屈曲部に航路区画DV21~DV23が設定されており、航路区画DV22に対して、航路区画DV21,DV23の両方が屈曲した状態で接続されている。このような航路区画DV22が存在した場合には、航路区画DV22の一端の両側、および他端の両側に新たな航路区画が生成されるように航路領域が分割される。図10の右側においては、航路区画DV22と航路区画DV21との境界の両側に航路区画DV22a,22bが生成されており、航路区画DV22と航路区画DV23との境界の両側に航路区画DV22c,22dが生成されている。なお、これに伴って、航路区画DV21の長さが縮小されて航路区画DV21aとなり、航路区画DV23の長さも縮小されて航路区画DV23aとなる。 As an example, when a route method is divided at a certain distance, a route segment and other route segments located on both sides of the route segment are connected in a curved (non-linear) state. In the example on the left side of Figure 10, route segments DV21 to DV23 are set at the bend of the route, and both route segments DV21 and DV23 are connected to route segment DV22 in a curved state. When such a route segment DV22 exists, the route area is divided so that new route segments are generated on both sides of one end of route segment DV22 and on both sides of the other end. On the right side of Figure 10, route segments DV22a and 22b are generated on both sides of the boundary between route segment DV22 and route segment DV21, and route segments DV22c and 22d are generated on both sides of the boundary between route segment DV22 and route segment DV23. As a result, the length of route segment DV21 is reduced to become route segment DV21a, and the length of route segment DV23 is also reduced to become route segment DV23a.

屈曲領域において航路区画を細かく設定するためのルールの一例として、ある航路区画に対して、その両側に位置する他の航路区画の両方が屈曲した状態で(直線的でない状態で)接続しないようにする。図10の左側の例では、航路の屈曲部に航路区画DV21~DV23が設定されたとする。これらのうち、航路区画DV22に対しては、航路区画DV21,DV23の両方が屈曲した状態で接続されている。この場合、図10の右側に示すように、航路区画DV22は、互いに直線的に接続される2つの航路区画DV22a,DV22bにさらに分割される。 As an example of a rule for setting route segments in detail in bending regions, a route segment is not connected to both of the other route segments located on either side in a bent (non-linear) state. In the example on the left side of Figure 10, route segments DV21 to DV23 are set at a bent portion of the route. Of these, route segments DV21 and DV23 are both connected to route segment DV22 in a bent state. In this case, as shown on the right side of Figure 10, route segment DV22 is further divided into two route segments DV22a and DV22b that are linearly connected to each other.

(2-1)基準角度に基づく航行状態の判定
次に、基準角度に基づく航行状態の判定処理を説明する。この処理では、航路区画ごとに設定された基準角度が用いられる。そこで、まず、基準角度の設定方法について説明する。なお、基準角度の設定処理は、前処理部133によって実行される。
(2-1) Determination of Navigation State Based on Reference Angle Next, the process of determining the navigation state based on the reference angle will be described. In this process, a reference angle set for each route segment is used. First, a method of setting the reference angle will be described. The process of setting the reference angle is executed by the pre-processing unit 133.

図11は、基準角度の設定例を示す図である。図11(A)は、一方向の航路に対する基準角度の設定例を示し、図11(B)は、双方向の航路に対する基準角度の設定例を示す。 Figure 11 shows an example of setting the reference angle. Figure 11(A) shows an example of setting the reference angle for a one-way route, and Figure 11(B) shows an example of setting the reference angle for a two-way route.

基準角度は、航路区画における航行方向の基準となる方位角である。基準角度は、航路区画を航行する船舶が航路に沿っているか否かを判定するための基準となり、また、この船舶が航路に沿っている度合い(航行状態指標)を算出するための基準にもなる。基準角度は、航路に沿って航行する船舶が航路区画内でとる平均的な対地針路の方向を示す、ということもできる。 The reference angle is the azimuth angle that serves as the reference for the navigation direction in a route segment. The reference angle serves as the basis for determining whether a ship navigating a route segment is following the route, and also serves as the basis for calculating the degree to which the ship is following the route (navigation status indicator). The reference angle can also be said to indicate the direction of the average course over the ground that a ship navigating along the route takes within the route segment.

図11(A)に示すように、船舶が一方向にのみ航行可能な航路においては、各航路区画に対して基準角度が一方向についてのみ設定される。図11(A)では、航路区画DV31~DV34のそれぞれに示された実線矢印が、設定された基準角度に対応する方向を示している。 As shown in Figure 11(A), in a route where a ship can only navigate in one direction, a reference angle is set for each route segment in only one direction. In Figure 11(A), the solid arrows shown on each of the route segments DV31 to DV34 indicate the direction corresponding to the set reference angle.

一方、図11(B)に示すように、船舶が双方向に航行可能な航路においては、各航路区画に対して基準角度が各方向について設定される。図11(B)では、航路区画DV41~DV44のそれぞれに対して実線矢印と破線矢印とが示されている。実線矢印は、順方向についての基準角度に対応する方向を示しており、破線矢印は、逆方向についての基準角度に対応する方向を示している。 On the other hand, as shown in FIG. 11(B), in a route where a ship can navigate in both directions, a reference angle is set for each route segment for each direction. In FIG. 11(B), solid and dashed arrows are shown for each of the route segments DV41 to DV44. The solid arrows indicate the direction corresponding to the reference angle for the forward direction, and the dashed arrows indicate the direction corresponding to the reference angle for the reverse direction.

前処理部133は、例えば、航路区画の形状情報に基づいてその航路区画の基準角度を決定する。例えば、航路区画の辺の中から、航路の入口側において隣接航路区画と接する辺と、航路の出口側において隣接航路区画と接する辺とが特定される。そして、前者の辺の中点から後者の辺の中点を結ぶ直線の方位角が、基準角度に決定される。また、他の方法として、航路区画において、航路の幅方向に対する中心を通る直線が近似計算によって決定され、その直線の方位角が基準角度に決定されてもよい。 The pre-processing unit 133 determines the reference angle of the route segment, for example, based on the shape information of the route segment. For example, from among the sides of the route segment, a side that contacts an adjacent route segment at the entrance side of the route and a side that contacts an adjacent route segment at the exit side of the route are identified. Then, the azimuth angle of a line connecting the midpoint of the former side to the midpoint of the latter side is determined as the reference angle. As another method, a straight line passing through the center of the route in the width direction in the route segment may be determined by an approximation calculation, and the azimuth angle of that line may be determined as the reference angle.

前処理部133は、このようにして各航路区画に対して設定された基準角度を、航路区画に対応付けて基準角度データベース123に登録する。基準角度データベース123を参照することで、航路区画の識別情報から、その航路区画に設定された基準角度を特定することが可能となる。 The preprocessing unit 133 registers the reference angle set for each route segment in the reference angle database 123 in association with the route segment. By referring to the reference angle database 123, it is possible to identify the reference angle set for the route segment from the identification information of the route segment.

さらに、前処理部133は、以下の図12~図14に例示するように、航路区画を過去に通過した船舶の航行記録データを基に、統計的な方法によってその航路区画の基準角度を決定してもよい。なお、図12~図14では、一例として「航路に沿う場合の基準角度」と「航路に沿わない場合の基準角度」とが航路区画ごとに設定されるものとするが、前者の基準角度のみが設定されてもよい。 Furthermore, the pre-processing unit 133 may determine the reference angle for a route segment by a statistical method based on the navigation record data of ships that have passed through the route segment in the past, as illustrated in the following Figures 12 to 14. Note that in Figures 12 to 14, as an example, a "reference angle when along the route" and a "reference angle when not along the route" are set for each route segment, but only the former reference angle may be set.

図12は、統計的な方法を用いた基準角度の決定方法を示す第1の図である。図12(A)は、一方向の航路の場合におけるヒストグラムの例を示し、図12(B)は、双方向の航路の場合におけるヒストグラムの例を示す。 Figure 12 is a first diagram showing a method for determining a reference angle using a statistical method. Figure 12(A) shows an example of a histogram for a one-way route, and Figure 12(B) shows an example of a histogram for a two-way route.

図12に示す方法では、過去に航路区画を通過した船舶が、航路に沿った船舶と航路に沿わなかった船舶とに分類される。航路に沿った船舶とは、航路区画を通過した後に航路領域から逸脱せずに航行した船舶を示す。一方、航路に沿わなかった船舶とは、航路区画を通過した後に航路領域から逸脱した船舶を示す。後者の船舶には、航路区画に位置した後、同じ航路区画から航路領域外に逸脱した船舶も含まれる。 In the method shown in FIG. 12, ships that have passed through a sea route segment in the past are classified into ships that are along the sea route and ships that are not along the sea route. A ship that is along the sea route refers to a ship that has passed through a sea route segment and then navigated without deviating from the sea route area. On the other hand, a ship that is not along the sea route refers to a ship that has passed through a sea route segment and then deviated from the sea route area. The latter type of ship also includes ships that are located in the sea route segment and then deviate from the same sea route segment outside the sea route area.

前処理部133は、航路に沿った船舶のそれぞれについて、航路区画内に存在したときの対地針路の方位角を取得する。ある船舶が移動に伴って航路区画内で複数回検出された場合、検出されたそれぞれの時刻での対地針路の方位角が取得される。前処理部133は、このようにして取得された対地針路の方位角についてのヒストグラム(航路に沿う場合のヒストグラム)を算出する。 The pre-processing unit 133 acquires the azimuth of the ground course for each ship along the route when it was within the route section. If a ship is detected multiple times within the route section as it moves, the azimuth of the ground course at each detection time is acquired. The pre-processing unit 133 calculates a histogram (histogram along the route) of the azimuth angles of the ground course acquired in this way.

また、前処理部133は、航路に沿わなかった船舶のそれぞれについても同様に、航路区画内に存在したときの対地針路の方位角を取得する。前処理部133は、取得された対地針路の方位角についてのヒストグラム(航路に沿わない場合のヒストグラム)を算出する。 The pre-processing unit 133 also obtains the azimuth of the ground course when each vessel that was not along the route was present within the route segment. The pre-processing unit 133 calculates a histogram of the obtained azimuth of the ground course (a histogram when not along the route).

図12(A)に例示するように、一方向の航路における航路区画については、航路に沿う場合のヒストグラムと航路に沿わない場合のヒストグラムとが1つずつ算出される。前処理部133は、前者のヒストグラムにおいて頻度が最大となる方位角を、航路に沿う場合の基準角度θ1に決定し、後者のヒストグラムにおいて頻度が最大となる方位角を、航路に沿わない場合の基準角度θ2に決定する。 12(A), for a route segment in one direction, one histogram is calculated for the case along the route and one histogram for the case not along the route. The pre-processing unit 133 determines the azimuth angle with the highest frequency in the former histogram as the reference angle θ1 for the case along the route, and determines the azimuth angle with the highest frequency in the latter histogram as the reference angle θ2 for the case not along the route.

また、図12(B)に例示するように、双方向の航路における航路区画については、航路に沿う場合のヒストグラムと航路に沿わない場合のヒストグラムとが、順方向と逆方向のそれぞれに対して算出される。すなわち、前処理部133は、順方向に進行する船舶の航路記録データに基づき、航路に沿う場合のヒストグラムと航路に沿わない場合のヒストグラムとを算出する。前処理部133は、前者のヒストグラムにおいて頻度が最大となる方位角を、航路に沿う場合の基準角度θ1aに決定し、後者のヒストグラムにおいて頻度が最大となる方位角を、航路に沿わない場合の基準角度θ2aに決定する。また、前処理部133は、逆方向に進行する船舶の航路記録データに基づき、航路に沿う場合のヒストグラムと航路に沿わない場合のヒストグラムとを算出する。前処理部133は、前者のヒストグラムにおいて頻度が最大となる方位角を、航路に沿う場合の基準角度θ1bに決定し、後者のヒストグラムにおいて頻度が最大となる方位角を、航路に沿わない場合の基準角度θ2bに決定する。 As shown in FIG. 12B, for a route segment in a two-way route, a histogram for the case along the route and a histogram for the case not along the route are calculated for each of the forward and reverse directions. That is, the pre-processing unit 133 calculates a histogram for the case along the route and a histogram for the case not along the route based on the route record data of a ship proceeding in the forward direction. The pre-processing unit 133 determines the azimuth angle with the highest frequency in the former histogram as the reference angle θ 1a for the case along the route, and determines the azimuth angle with the highest frequency in the latter histogram as the reference angle θ 2a for the case not along the route. The pre-processing unit 133 also calculates a histogram for the case along the route and a histogram for the case not along the route based on the route record data of a ship proceeding in the reverse direction. The pre-processing unit 133 determines the azimuth angle with the highest frequency in the former histogram as the reference angle θ 1b when along the route, and determines the azimuth angle with the highest frequency in the latter histogram as the reference angle θ 2b when not along the route.

このような場合、前処理部133は、航路に沿う場合についての2つの基準角度と、航路に沿わない場合についての2つの基準角度とを、航路区画に対応付けて基準角度データベース123に登録する。 In such a case, the pre-processing unit 133 registers two reference angles for when the navigation is along the route and two reference angles for when the navigation is not along the route in the reference angle database 123, corresponding to the route segment.

図13は、統計的な方法を用いた基準角度の決定方法を示す第2の図である。同じ航路区画の中でも、場所によって最適な基準角度が異なる場合がある。そこで、各航路区画をさらに小さな小区画に分割し、小区画ごとに図12(A)または図12(B)に示した方法でヒストグラムを算出し、各ヒストグラムに基づいて基準角度を決定してもよい。 Figure 13 is a second diagram showing a method for determining the reference angle using a statistical method. Even within the same route segment, the optimal reference angle may differ depending on the location. Therefore, each route segment may be further divided into smaller sub-segments, and a histogram may be calculated for each sub-segment using the method shown in Figure 12 (A) or Figure 12 (B), and the reference angle may be determined based on each histogram.

図13では、航路区画DV51がさらに小さいグリッドに分割された例を示している。前処理部133は、グリッドごとに、グリッドを過去に通過した船舶についての航行記録データを基に、航路に沿う場合のヒストグラムと航路に沿わない場合のヒストグラムとを算出する。航路に沿うか、沿わないかの判定は、図12(A)または図12(B)の場合と同様に航路区画DV51以後の航路領域における船舶の通過の仕方に基づいて行われる。前処理部133は、グリッドごとに、算出されたヒストグラムに基づいて、航路に沿う場合の基準角度と航路に沿わない場合の基準角度とを決定する。 Figure 13 shows an example in which the route segment DV51 is divided into even smaller grids. For each grid, the pre-processing unit 133 calculates a histogram for when the route is along the route and a histogram for when the route is not along the route based on the navigation record data for ships that have passed through the grid in the past. The determination of whether the route is along the route or not is made based on the manner in which the ship passes through the route area after the route segment DV51, as in the case of Figure 12 (A) or Figure 12 (B). For each grid, the pre-processing unit 133 determines the reference angle for when the route is along the route and the reference angle for when the route is not along the route based on the calculated histograms.

図14は、統計的な方法を用いた基準角度の決定方法を示す第3の図である。基準角度は、航路区画内の位置情報(緯度、経度)に応じた連続量として決定されてもよい。ここでは例として、航路区画内の位置を入力とした計算によって基準角度が決定される場合を説明する。 Figure 14 is a third diagram showing a method for determining a reference angle using a statistical method. The reference angle may be determined as a continuous quantity according to position information (latitude, longitude) within the route segment. Here, as an example, a case is described in which the reference angle is determined by calculation using the position within the route segment as input.

前処理部133は、図12(A)または図12(B)の場合と同様の方法により、過去に航路区画を通過した船舶を、航路に沿った船舶と航路に沿わなかった船舶とに分類する。前処理部133は、航路に沿った船舶のそれぞれが航路区画内で検出されたときの位置情報と、そのときの対地針路の方位角とを航行履歴データベース121から抽出する。前処理部133は、図14に示すように、対地針路の方位角と船舶の位置情報とを座標軸として有する座標空間上に、航路に沿った船舶のそれぞれをプロットする。前処理部133は、座標空間におけるこれらのプロット位置に基づいて、船舶の位置情報を入力として方位角を出力とする計算式を生成する。図14に示す曲線231は、このような計算式における入出力の関係を示す。このような計算式は、例えば、カーネル密度推定によって生成される。 The preprocessing unit 133 classifies ships that have passed through the route segment in the past into ships that are along the route and ships that are not along the route, using a method similar to that of FIG. 12(A) or FIG. 12(B). The preprocessing unit 133 extracts from the navigation history database 121 the position information when each ship along the route was detected within the route segment and the azimuth of the course over the ground at that time. As shown in FIG. 14, the preprocessing unit 133 plots each ship along the route in a coordinate space having the azimuth of the course over the ground and the position information of the ship as coordinate axes. Based on these plot positions in the coordinate space, the preprocessing unit 133 generates a calculation formula that takes the position information of the ship as input and outputs the azimuth. The curve 231 shown in FIG. 14 shows the relationship between input and output in such a calculation formula. Such a calculation formula is generated, for example, by kernel density estimation.

この計算式は、航路に沿う場合の基準角度を求めるものであり、前処理部133は、この計算式を示す情報(係数など)を、航路区画に対応付けて基準角度データベース123に登録する。これにより、航行中の船舶の位置情報から、その船舶が位置する航路区画における船舶位置に応じた基準角度を求めることが可能となる。 This formula is used to calculate the reference angle when following a route, and the preprocessing unit 133 registers information indicating this formula (such as coefficients) in the reference angle database 123 in association with the route segment. This makes it possible to calculate a reference angle according to the ship's position in the route segment in which the ship is located, based on the position information of the ship currently sailing.

また、航路に沿わない場合の基準角度を求める計算式も、上記と同様の方法によって生成される。すなわち、前処理部133は、航路に沿わなかった船舶のそれぞれが航路区画内で検出されたときの位置情報と、そのときの対地針路の方位角とを航行履歴データベース121から抽出する。前処理部133は、図14に示すように、対地針路の方位角と船舶の位置情報とを座標軸として有する座標空間上に、航路に沿わなかった船舶のそれぞれをプロットする。前処理部133は、座標空間におけるこれらのプロット位置に基づいて、船舶の位置情報を入力として方位角を出力とする計算式を生成する。図14に示す曲線232は、このような計算式における入出力の関係を示す。これにより、航路に沿わない場合の基準角度を求める計算式が生成され、その計算式を示す情報が航路区画に対応付けて基準角度データベース123に登録される。 The formula for calculating the reference angle when not following the sea route is also generated in the same manner as above. That is, the preprocessing unit 133 extracts the position information when each ship that did not follow the sea route was detected in the sea route segment and the azimuth of the course over the ground at that time from the navigation history database 121. As shown in FIG. 14, the preprocessing unit 133 plots each ship that did not follow the sea route in a coordinate space having the azimuth of the course over the ground and the ship's position information as coordinate axes. Based on these plot positions in the coordinate space, the preprocessing unit 133 generates a formula that takes the ship's position information as input and outputs the azimuth angle. The curve 232 shown in FIG. 14 indicates the input/output relationship in such a formula. As a result, a formula for calculating the reference angle when not following the sea route is generated, and information indicating the formula is registered in the reference angle database 123 in association with the sea route segment.

なお、図14に示す座標空間では、説明を簡単にするために位置情報を1つの軸として示しているが、実際には位置情報の軸は緯度と経路の2つとなる。
以上の説明では、基準角度は航路区画ごとに設定されたが、さらに船舶に関する各種の属性ごとに設定されてもよい。例えば、各航路区画に対して、船種ごとに基準角度が設定されてもよい。また、各航路区画に対して、航路区画を通過した船舶の目的地ごとに基準角度が設定されてもよい。さらに、各航路区画に対して、航路区画を船舶が通過した時間帯ごとに基準角度が設定されてもよい。
In the coordinate space shown in FIG. 14, for ease of explanation, the location information is shown as one axis, but in reality, the location information has two axes, the latitude and the route.
In the above description, the reference angle is set for each route segment, but it may also be set for each of various attributes related to the ship. For example, a reference angle may be set for each ship type for each route segment. Also, a reference angle may be set for each route segment for each destination of a ship that has passed through the route segment. Furthermore, a reference angle may be set for each route segment for each time period in which a ship has passed through the route segment.

次に、基準角度を用いた航行状態の判定処理手順を説明する。前述のように、この判定処理では、船舶が航路に沿っている度合いを示す航行状態指標、または船舶が航路に沿っているか否かを示す二値判定値のいずれかが、判定結果として出力される。 Next, the procedure for the process of determining the navigation state using the reference angle will be described. As described above, in this determination process, either a navigation state indicator indicating the degree to which the ship is along the route, or a binary determination value indicating whether the ship is along the route or not is output as the determination result.

(2-1-1)航行状態指標の算出
まず、基準角度を使用した場合における航行状態指標の算出処理を説明する。上記のように、航行状態指標は、船舶が航路に沿っている度合いを示す。別の言い方では、航行状態指標は、船舶が航路に沿って航行していると推定される度合い、あるいは、船舶がこれ以降の一定時間に航路に沿って航行し続ける可能性ということもできる。
(2-1-1) Calculation of the navigation state index First, the calculation process of the navigation state index when the reference angle is used will be described. As described above, the navigation state index indicates the degree to which the ship is along the route. In other words, the navigation state index can be the degree to which the ship is estimated to be sailing along the route, or the possibility that the ship will continue to sail along the route for a certain period of time from now.

図15は、基準角度を使用した場合における航行状態指標の算出処理手順を示すフローチャートの例である。図15の処理は、航行中の船舶のそれぞれについて実行される。航行データ取得部131によって船舶についての航行データが取得されると、図15の処理が実行される。 Figure 15 is an example of a flowchart showing the process steps for calculating the navigation status index when a reference angle is used. The process in Figure 15 is executed for each ship that is sailing. When navigation data for the ship is acquired by the navigation data acquisition unit 131, the process in Figure 15 is executed.

[ステップS21]航行データ取得部131は、取得した最新の航行データと、現時点から所定時間前までの期間に同じ船舶について取得した航行データとに基づいて、船舶の対地針路を算出する。 [Step S21] The navigation data acquisition unit 131 calculates the ship's course over the ground based on the most recent navigation data acquired and navigation data acquired for the same ship during the period from the present time up to a specified time ago.

[ステップS22]航行状態判定部134は、航路区画データベース122を参照し、最新の航行データに基づく船舶の位置情報(緯度、経度)から、船舶が属する(船舶の現在位置を含む)航路区画を特定する。 [Step S22] The navigation state determination unit 134 refers to the route segment database 122 and identifies the route segment to which the ship belongs (including the ship's current position) from the ship's position information (latitude, longitude) based on the latest navigation data.

[ステップS23]航行状態判定部134は、特定された航路区画が、双方向に航行可能な航路の区画であるかを判定する。一方向にのみ航行可能な航路の区画である場合、処理がステップS24に進められ、双方向に航行可能な航路の区画である場合、処理がステップS25に進められる。 [Step S23] The navigation state determination unit 134 determines whether the identified route segment is a section of a route that is navigable in both directions. If it is a section of a route that is navigable in only one direction, processing proceeds to step S24. If it is a section of a route that is navigable in both directions, processing proceeds to step S25.

[ステップS24]航行状態判定部134は、基準角度データベース123から、特定された航路区画に対応する基準角度を取得する。
[ステップS25]航行状態判定部134は、基準角度データベース123から、特定された航路区画に対応する2つの航行方向(順方向または逆方向)の基準角度を取得する。航行状態判定部134は、取得した2つの基準角度と、ステップS21で算出された対地針路の方位角との角度差を算出し、算出された角度差が小さい基準角度を、船舶の航行方向に対応する基準角度として取得する。
[Step S24] The navigation state determination unit 134 obtains a reference angle corresponding to the identified route segment from the reference angle database 123.
[Step S25] The navigation state determination unit 134 obtains reference angles for the two navigation directions (forward or reverse) corresponding to the identified route segment from the reference angle database 123. The navigation state determination unit 134 calculates the angle difference between the two obtained reference angles and the azimuth angle of the ground course calculated in step S21, and obtains the reference angle with the smaller calculated angle difference as the reference angle corresponding to the navigation direction of the ship.

なお、図13に示したように航路区画内の小区画ごとに基準角度が登録されている場合、ステップS24,S25では、船舶の位置情報に基づいて特定された小区画に対応する基準角度が取得される。また、図14に示したように基準角度が連続量として定義されている場合、ステップS24,S25では、船舶の位置情報に基づいて基準角度が計算によって算出される。 When a reference angle is registered for each subdivision within a route segment as shown in FIG. 13, in steps S24 and S25, the reference angle corresponding to the subdivision identified based on the ship's position information is acquired. When the reference angle is defined as a continuous quantity as shown in FIG. 14, in steps S24 and S25, the reference angle is calculated based on the ship's position information.

[ステップS26]航行状態判定部134は、取得した基準角度と、ステップS21で算出された対地針路の方位角との角度差を算出する。ステップS25で算出済みの場合には、算出済みの角度差が取得されればよい。 [Step S26] The navigation state determination unit 134 calculates the angle difference between the acquired reference angle and the azimuth angle of the ground course calculated in step S21. If the angle difference has already been calculated in step S25, the calculated angle difference may be acquired.

[ステップS27]航行状態判定部134は、ステップS26で算出された角度差に基づいて、船舶が航路に沿っている度合いを示す航行状態指標を算出する。この算出方法については、次の図16を用いて説明する。 [Step S27] The navigation state determination unit 134 calculates a navigation state index that indicates the degree to which the ship is along the route based on the angle difference calculated in step S26. This calculation method will be explained using the following Figure 16.

図16は、基準角度に基づく航行状態指標の算出方法を示す図である。図16(A)~(C)は、それぞれ第1~第3の指標算出方法を示す。
図16(A)に示す第1の指標算出方法では、図15のステップS26で算出された角度差(θ11とする)と、角度差の最大値とに基づいて航行状態指標が算出される(ステップS27a)。例えば、次の式(1)にしたがって航行状態指標を算出する方法が考えられる。
航行状態指標=(90-|θ11|)/90 ・・・(1)
式(1)の「90」は、|θ11|の通常時の最大値(最大角度)である90度を示す。|θ11|>90の場合、航行状態指標は0とされればよい。
16A to 16C are diagrams showing a method of calculating a navigation state index based on a reference angle, respectively showing first to third methods of calculating the index.
In the first index calculation method shown in Fig. 16(A), a navigation state index is calculated (step S27a) based on the angle difference (assumed to be θ11 ) calculated in step S26 of Fig. 15 and the maximum angle difference. For example, a method of calculating the navigation state index according to the following formula (1) is considered.
Navigation condition index = (90 - | θ 11 |) / 90 ... (1)
The "90" in the formula (1) indicates 90 degrees, which is the maximum value (maximum angle) of |θ 11 | under normal circumstances. When |θ 11 |>90, the navigation state index may be set to 0.

ここで、式(1)では角度差の最大値を90度としているが、角度差の最大値は航路区画によって異なる場合があり、航路に対する左右方向でそれぞれ異なる場合がある。例えば、左に曲がる屈曲部では、基準角度より左側を向いている場合は、航路に沿って曲がるために針路を変えている可能性が高いので、航行状態指標は高くなる。一方、基準角度より右側を向いている場合には、航路から逸脱しようとしている可能性が高いので、航行状態指標は低くなる。そこで、例えば、次のような方法で航行状態指標を計算することもできる。 Here, in formula (1), the maximum value of the angle difference is 90 degrees, but the maximum value of the angle difference may differ depending on the route section and may differ depending on the left and right direction relative to the route. For example, at a bend that turns left, if the ship is heading to the left of the reference angle, it is highly likely that the ship is changing course to turn along the route, so the navigation status index will be high. On the other hand, if the ship is heading to the right of the reference angle, it is highly likely that the ship is about to deviate from the route, so the navigation status index will be low. Therefore, for example, the navigation status index can be calculated in the following way.

例えば、パラメータQ1([%])が設定される。また、図12,13に示した、航路に沿う場合の対地針路の包囲角のヒストグラムから、基準角度よりも右回りになる場合を正(+)、左回りになる場合を負(-)として、左回りの角度差の最大値L1、右回りの角度差の最大値R1が以下の式(2a),(2b)によってそれぞれ算出される。
L1={(100-Q1)/2}%分位点 ・・・(2a)
L2={(100-Q1)/(2+Q)}%分位点・・・(2b)
式(2a),(2b)によれば、例えばQ1=95%の場合、L1は2.5%分位点となり、L2は97.5%分位点となる。
For example, a parameter Q1 ([%]) is set. In addition, from the histograms of the enveloping angles of the course over the ground when following the route shown in Figures 12 and 13, the maximum angle difference L1 in the counterclockwise direction and the maximum angle difference R1 in the clockwise direction are calculated by the following formulas (2a) and (2b), respectively, assuming that the angle is clockwise from the reference angle to be positive (+) and counterclockwise to be negative (-).
L1={(100-Q1)/2}% quantile...(2a)
L2={(100-Q1)/(2+Q)}% quantile...(2b)
According to equations (2a) and (2b), for example, when Q1=95%, L1 is the 2.5% quantile and L2 is the 97.5% quantile.

航路区画ごとのL1,R1,θ11から、航行状態指標は以下の式(3a),(3b)によって算出される。
θ11≦0の場合:航行状態指標=(L1-θ11)/L1 ・・・(3a)
θ11>0の場合:航行状態指標=(R1-θ11)/R2 ・・・(3b)
なお、航行状態指標は、符号付きの指標として出力されてもよい。例えば、基準角度に対して、船舶の対地針路の方位角が航行方向の右側に傾いている場合に、航行状態指標にはプラスの符号が付加され、左側に傾いている場合に、航行状態指標にはマイナスの符号が付加される。
The navigation state index is calculated from L1, R1, and θ11 for each route segment by the following equations (3a) and (3b).
When θ 11 ≦0: navigation state index=(L1−θ 11 )/L1 (3a)
When θ 11 >0: navigation state index=(R1−θ 11 )/R2 (3b)
The navigational state indicator may be output as a signed indicator. For example, if the azimuth angle of the ship's ground course is tilted to the right of the navigation direction with respect to the reference angle, a plus sign is added to the navigational state indicator, and if it is tilted to the left, a minus sign is added to the navigational state indicator.

図16(B)に示す第2の指標算出方法では、図15のステップS26で算出された角度差θ11と、航行履歴データベース121に蓄積された過去の航行データを用いて航行状態指標が算出される(ステップS27b)。このステップS27bでは、過去に航路区画を通過し、かつ、その後に航路に沿って航行した各船舶について、航路区画における対地針路の方位角と基準角度との角度差が上記の角度差θ11となる確率が求められ、この確率に基づいて航行状態指標が算出される。一例として、以下のような算出方法を用いることができる。 In the second index calculation method shown in Fig. 16(B), a navigation state index is calculated using the angle difference θ 11 calculated in step S26 of Fig. 15 and past navigation data accumulated in the navigation history database 121 (step S27b). In this step S27b, for each ship that has passed through the route segment in the past and has navigated along the route thereafter, the probability that the angle difference between the azimuth angle of the ground course in the route segment and the reference angle is the above-mentioned angle difference θ 11 is obtained, and the navigation state index is calculated based on this probability. As an example, the following calculation method can be used.

航行履歴データベース121に基づいて、該当する航路区画を過去に通過し、かつ、その後に航路に沿って航行した船舶が特定される。そして、特定された船舶が航路区画内で記録した対地針路と、この航路区画に対応する基準角度との角度差(対地針路が基準角度から右回りにある場合を+、左回りにある場合を-とする)のヒストグラムが作成される。このヒストグラムが特定の確率分布にしたがうと仮定する。例えば、このヒストグラムから算出した角度差の平均μ11と標準偏差σ11で表わされる正規分布であると仮定する。 Based on the navigation history database 121, ships that have passed through the relevant route segment in the past and subsequently navigated along the route are identified. Then, a histogram of the angle difference between the ground course recorded by the identified ships in the route segment and the reference angle corresponding to the route segment (if the ground course is clockwise from the reference angle, it is +, and if it is counterclockwise, it is -) is created. It is assumed that this histogram follows a specific probability distribution. For example, it is assumed that the angle difference calculated from this histogram is a normal distribution represented by a mean μ 11 and a standard deviation σ 11 .

この正規分布上で角度差が|θ11-μ11|以内になる確率P11を求める。この確率P11は、θ11が平均に近いほど小さい値をとる。また、パラメータとしてPa,Pbを設定する。ただし、0≦Pa<Pb≦1とする。このとき、航行状態指標は以下の式(4a)~(4c)によって算出される。
11≦Paの場合:航行状態指標=1 ・・・(4a)
Pa<P11<Pbの場合:航行状態指標=1-(P11-Pa)/(Pb-Pa) ・・・(4b)
Pb≦P11の場合:航行状態指標=0 (4c)
図16(C)に示す第3の指標算出方法でも、第2の指標算出方法と同様に、図15のステップS26で算出された角度差θ11と、航行履歴データベース121に蓄積された過去の航行データを用いて航行状態指標が算出される。ただし、第3の指標算出方法では、図12~図14に示した方法で算出された、航路に沿う場合および沿わない場合の各基準角度が利用される。そして、過去に航路区画を通過した船舶のうち、その後に航路に沿って航行した船舶と、航路から逸脱した船舶とが考慮される。
The probability P11 that the angle difference falls within | θ11 - μ11 | on this normal distribution is calculated. The closer θ11 is to the average, the smaller this probability P11 is. In addition, parameters Pa and Pb are set, where 0≦Pa<Pb≦1. At this time, the navigation state index is calculated by the following equations (4a) to (4c).
If P 11 ≦Pa: navigation state index=1 (4a)
In the case where Pa<P 11 <Pb, the navigation state index=1−(P 11 −Pa)/(Pb−Pa) (4b)
If Pb≦ P11 : Navigation status index = 0 (4c)
In the third index calculation method shown in Fig. 16(C), similarly to the second index calculation method, the navigation state index is calculated using the angle difference θ 11 calculated in step S26 of Fig. 15 and past navigation data accumulated in the navigation history database 121. However, the third index calculation method uses the reference angles calculated by the methods shown in Figs. 12 to 14 for both along the route and not along the route. Then, among the ships that have passed through the route segment in the past, the ships that have subsequently navigated along the route and the ships that have deviated from the route are taken into consideration.

例えば、図15のステップS26では、基準角度データベース123から、航路に沿う場合の基準角度と航路に沿わない場合の基準角度とが取得される。そして、対地針路の方位角と航路に沿う場合の基準角度との角度差θ11が算出される(ステップS26a)とともに、対地針路の方位角と航路に沿わない場合の基準角度との角度差θ12が算出される(ステップS26b)。そして、算出された角度差を以下のような学習モデルに入力することで、航行状態指標が算出される(ステップS27c)。 For example, in step S26 of Fig. 15, the reference angle along the sea route and the reference angle not along the sea route are obtained from the reference angle database 123. Then, the angle difference θ11 between the azimuth angle of the course over the ground and the reference angle along the sea route is calculated (step S26a), and the angle difference θ12 between the azimuth angle of the course over the ground and the reference angle not along the sea route is calculated (step S26b). The calculated angle difference is then input to the following learning model to calculate the navigation state index (step S27c).

学習モデルは、例えば、次のようにして作成される。過去に航路区画を通過した船舶のそれぞれについて、航行結果フラグF1および角度差θ11,θ12が算出される。航行結果フラグF1は、該当する船舶が、その後に航路に沿って航行した場合をTRUE、その後に航路から逸脱した場合をFALSEとするフラグである。角度差θ11,θ12は、それぞれステップS26a,26bと同様の手順で算出される。そして、航行結果フラグF1を目的変数、角度差,を目的変数とする学習モデル(例えば、サポートベクターマシンなど)が作成される。 The learning model is created, for example, as follows. A navigation result flag F1 and angular differences θ 11 and θ 12 are calculated for each ship that has passed through the route segment in the past. The navigation result flag F1 is a flag that is TRUE if the ship in question subsequently navigated along the route and FALSE if the ship subsequently deviated from the route. The angular differences θ 11 and θ 12 are calculated using the same procedures as steps S26a and S26b, respectively. Then, a learning model (e.g., a support vector machine) is created with the navigation result flag F1 as the objective variable and the angular differences θ 11 and θ 12 as the objective variables.

ステップS27cでは、ステップS26aで算出された角度差とステップS26bで算出された角度差とが上記の学習モデルに入力され、学習モデルから出力される確率のうち、航行結果フラグF1がTRUEとなるが、航路状態指標として出力される。 In step S27c, the angle difference calculated in step S26a and the angle difference calculated in step S26b are input to the learning model, and among the probabilities output from the learning model, the navigation result flag F1 is TRUE, but is output as a route condition indicator.

なお、以上の第1~第3の指標算出方法は一例であり、他の計算方法を用いることも可能である。
なお、上記の方法で算出された航行状態指標は、航路区画の繋がりを考慮して次のようにして補正されてもよい。例えば、ある航路区画の基準角度と、航路方向に対して前側に隣接する航路区画(直前航路区画)の基準角度との角度差が算出され、その角度差に応じて、直前航路区画の基準角度を中心とした角度範囲が設定される。角度範囲は、算出された角度差が大きいほど大きく設定される。そして、前者の航路区画に位置する船舶について上記の方法で航行状態指標が仮算出されると、その船舶の対地針路の方位角が角度範囲に含まれるかが判定され、角度範囲に含まれる場合には仮算出された航行状態指標がより大きな値に補正される。この補正は、例えば1.2などの1を超える係数が乗算されることで行われる。
The above first to third index calculation methods are merely examples, and other calculation methods can also be used.
The navigation state index calculated by the above method may be corrected in the following manner, taking into account the connection between the route segments. For example, the angle difference between the reference angle of a route segment and the reference angle of the adjacent route segment (the immediately preceding route segment) ahead in the route direction is calculated, and an angle range is set centered on the reference angle of the immediately preceding route segment according to the angle difference. The larger the calculated angle difference, the larger the angle range is set. Then, when the navigation state index is provisionally calculated by the above method for a ship located in the former route segment, it is determined whether the azimuth angle of the ship's course over the ground is included in the angle range, and if it is included in the angle range, the provisionally calculated navigation state index is corrected to a larger value. This correction is performed by multiplying by a coefficient exceeding 1, for example, 1.2.

ある航路区画の基準角度と、その直前航路区画の基準角度との角度差が大きい場合、前者の航路区画では船舶の針路が大きく変化しやすい。このため、前者の航路区画では、船舶の対地針路の方位角と基準角度との角度差が大きい場合でも、航路に沿って航行を続ける可能性が高い。上記の補正により、このようなケースにおける航行状態指標が大きな値に補正されるようになる。逆に、ある航路区画の基準角度と、その直前航路区画の基準角度との角度差が小さい場合、前者の航路区画では船舶の針路があまり大きく変化しない。上記の補正により、このようなケースにおける航行状態指標は、対地針路の方位角と基準角度との角度差が小さい場合にのみ、航行状態指標が大きな値に補正されるようになる。このような補正により、航行状態指標の算出精度を向上させることができる。 When the angular difference between the reference angle of a route segment and the reference angle of the route segment immediately preceding it is large, the ship's course is likely to change significantly in the former route segment. For this reason, in the former route segment, even if the angular difference between the azimuth angle of the ship's ground heading and the reference angle is large, there is a high possibility that the ship will continue to navigate along the route. The above correction allows the navigation status indicator to be corrected to a large value in such cases. Conversely, when the angular difference between the reference angle of a route segment and the reference angle of the route segment immediately preceding it is small, the ship's course does not change very much in the former route segment. The above correction allows the navigation status indicator to be corrected to a large value in such cases only when the angular difference between the azimuth angle of the ground heading and the reference angle is small. Such correction allows the calculation accuracy of the navigation status indicator to be improved.

(2-1-2)二値判定値の算出
図17は、基準角度を使用した場合における二値判定値の算出処理手順を示すフローチャートの例である。図15の処理と同様に、図17の処理は、航行中の船舶のそれぞれについて実行される。
(2-1-2) Calculation of Binary Judgment Value Fig. 17 is a flowchart showing an example of a process for calculating a binary judgment value when a reference angle is used. Similar to the process of Fig. 15, the process of Fig. 17 is executed for each ship underway.

航行データ取得部131によって船舶についての航行データが取得されると、図15のステップS21~S27の処理が実行される。これにより、船舶についての航行状態指標が算出され、以下の処理が実行される。 When navigation data for the ship is acquired by the navigation data acquisition unit 131, the processing of steps S21 to S27 in FIG. 15 is executed. As a result, a navigation status index for the ship is calculated, and the following processing is executed.

[ステップS31]航行状態判定部134は、算出された航行状態指標が所定の閾値以上かを判定する。航行状態指標が閾値以上の場合、処理がステップS32に進められ、航行状態指標が閾値未満の場合、処理がステップS33に進められる。 [Step S31] The navigation state determination unit 134 determines whether the calculated navigation state index is equal to or greater than a predetermined threshold. If the navigation state index is equal to or greater than the threshold, processing proceeds to step S32. If the navigation state index is less than the threshold, processing proceeds to step S33.

[ステップS32]航行状態判定部134は、船舶が航路に沿っていると判定し、二値判定値として航路に沿っていることを示す「1」を出力する。
[ステップS33]航行状態判定部134は、船舶が航路に沿っていないと判定し、二値判定値として航路に沿っていないことを示す「0」を出力する。
[Step S32] The navigation state determination unit 134 determines that the ship is along the route, and outputs a binary determination value of "1" indicating that the ship is along the route.
[Step S33] The navigation state determination unit 134 determines that the ship is not along the route, and outputs a binary determination value of "0" indicating that the ship is not along the route.

以上の(2-1)で説明した、基準角度を用いた航行状態の判定処理によれば、航路領域が航路区画に分割され、航行中の船舶が位置する航路区画に設定された基準角度と船舶の対地針路の方向との関係を基に、航行状態が判定される。これにより、航路が屈曲しているか否かに関係なく、ほぼ一定の精度で船舶が航路に沿っているか否か、あるいは航路に沿っている度合いを判定できる。したがって、航行状態を精度よく判定できる。 According to the process for determining the navigation state using the reference angle described in (2-1) above, the route area is divided into route segments, and the navigation state is determined based on the relationship between the reference angle set for the route segment in which the ship is located and the direction of the ship's course over ground. This makes it possible to determine with almost constant accuracy whether the ship is following the route, or the degree to which it is following the route, regardless of whether the route is curved. Therefore, the navigation state can be determined with high accuracy.

(2-2)境界辺に基づく航行状態の判定
次に、境界辺に基づく航行状態の判定処理を説明する。この処理では、航路区画ごとに設定された境界辺が用いられる。そこで、まず、境界辺の設定方法について説明する。なお、境界辺の設定処理は、前処理部133によって実行される。
(2-2) Determination of Navigation State Based on Boundary Edges Next, a process for determining navigation states based on boundary edges will be described. In this process, boundary edges set for each route segment are used. First, a method for setting the boundary edges will be described. The process for setting the boundary edges is executed by the pre-processing unit 133.

図18は、境界辺の設定例を示す図である。図18(A)は一方向の航路の場合における設定例を示し、図18(B)は双方向の航路の場合における設定例を示す。
境界辺とは、航路区画の辺のうち、隣接する航路区画との境界となる辺を示す。境界辺としては、隣接航路区画から船舶が進入する辺である入口側境界辺と、隣接航路区画に対して船舶が進入する辺である出口側境界辺とがある。
18A and 18B are diagrams showing examples of boundary side setting, in which Fig. 18A shows an example of setting in the case of a one-way route, and Fig. 18B shows an example of setting in the case of a two-way route.
A boundary edge refers to an edge of a route segment that is a boundary between the route segment and an adjacent route segment. The boundary edges include an entrance boundary edge, which is an edge where a ship enters from an adjacent route segment, and an exit boundary edge, which is an edge where a ship enters an adjacent route segment.

図18(A)では、一方向の航路における航路区画の例を示している。図18(A)では、航路方向は図中上方向から下方向への方向(順方向)であり、航路方向に沿って航路区画DV61,DV62,DV63が設定されている。このように、一方向の航路における航路区画のそれぞれには、入口側境界辺と出口側境界辺とが1組設定される。これらの入口側境界辺および出口側境界辺を示す情報は、航路区画に対応付けて境界辺データベース124に登録される。 Figure 18 (A) shows an example of a route segment in a unidirectional route. In Figure 18 (A), the route direction is from top to bottom in the figure (forward direction), and route segments DV61, DV62, and DV63 are set along the route direction. In this way, a pair of an entrance side boundary edge and an exit side boundary edge is set for each route segment in a unidirectional route. Information indicating these entrance side boundary edges and exit side boundary edges is registered in the boundary edge database 124 in association with the route segments.

一方、図18(B)では、双方向の航路における航路区画の例を示している。この場合には、航路区画のそれぞれに対して、航路方向ごとに入口側境界辺と出口側境界辺の組み合わせが設定される。図18(B)の左側の例では、航路方向は図中上方向から下方向への方向(順方向)であり、航路方向に沿って航路区画DV61,DV62,DV63が設定されている。そして、航路区画DV61~DV63のそれぞれに対して、順方向についての入口側境界辺および出口側境界辺が決定される。また、図18(B)の右側の例では、航路方向は図中下方向から上方向への方向(逆方向)であり、航路方向に沿って航路区画DV63,DV62,DV61が設定されている。そして、航路区画DV61~DV63のそれぞれに対して、逆方向についての入口側境界辺および出口側境界辺が決定される。このようにして決定された各方向についての入口側境界辺および出口側境界辺の組み合わせを示す情報は、航路区画に対応付けて境界辺データベース124に登録される。 On the other hand, FIG. 18(B) shows an example of a route section in a two-way route. In this case, a combination of an entrance side boundary edge and an exit side boundary edge is set for each route direction for each route section. In the example on the left side of FIG. 18(B), the route direction is from top to bottom in the figure (forward direction), and route sections DV61, DV62, and DV63 are set along the route direction. Then, an entrance side boundary edge and an exit side boundary edge for the forward direction are determined for each of the route sections DV61 to DV63. Also, in the example on the right side of FIG. 18(B), the route direction is from bottom to top in the figure (reverse direction), and route sections DV63, DV62, and DV61 are set along the route direction. Then, an entrance side boundary edge and an exit side boundary edge for the reverse direction are determined for each of the route sections DV61 to DV63. Information indicating the combination of the entrance boundary edge and the exit boundary edge for each direction determined in this manner is associated with the route segment and registered in the boundary edge database 124.

以上の説明では、境界辺は航路区画ごとに設定されたが、さらに船舶に関する各種の属性ごとに設定されてもよい。例えば、各航路区画に対して、船種ごとに境界辺が設定されてもよい。また、各航路区画に対して、航路区画を通過した船舶の目的地ごとに境界辺が設定されてもよい。さらに、各航路区画に対して、航路区画を船舶が通過した時間帯ごとに境界辺が設定されてもよい。 In the above explanation, the boundary edge is set for each route segment, but it may be further set for each of various attributes related to the ship. For example, a boundary edge may be set for each ship type for each route segment. Also, a boundary edge may be set for each route segment for each destination of a ship that has passed through the route segment. Furthermore, a boundary edge may be set for each route segment for each time period in which a ship has passed through the route segment.

次に、境界辺を用いた航行状態の判定処理手順を説明する。この判定処理でも、基準角度を用いた場合と同様に、船舶が航路に沿っている度合いを示す航行状態指標と、船舶が航路に沿っているか否かを示す二値判定値のいずれかが、判定結果として出力される。 Next, we will explain the procedure for determining the navigation state using the boundary edge. In this determination process, as in the case where the reference angle is used, either a navigation state indicator indicating the degree to which the ship is along the route, or a binary determination value indicating whether the ship is along the route is output as the determination result.

(2-2-1)航行状態指標の算出
図19は、境界辺を使用した場合における航行状態指標の算出処理手順を示すフローチャートの例である。図19の処理は、航行中の船舶のそれぞれについて実行される。航行データ取得部131によって船舶についての航行データが取得されると、図19の処理が実行される。
(2-2-1) Calculation of the Navigation State Indicator Fig. 19 is an example of a flowchart showing the calculation process procedure of the navigation state indicator when a boundary side is used. The process of Fig. 19 is executed for each ship that is sailing. When the navigation data acquisition unit 131 acquires navigation data for the ship, the process of Fig. 19 is executed.

[ステップS41]航行データ取得部131は、取得した最新の航行データと、現時点から所定時間前までの期間に同じ船舶について取得した航行データとに基づいて、船舶の対地針路を算出する。 [Step S41] The navigation data acquisition unit 131 calculates the ship's course over the ground based on the most recent navigation data acquired and navigation data acquired for the same ship during the period from the present time up to a specified time ago.

[ステップS42]航行状態判定部134は、航路区画データベース122を参照し、最新の航行データに基づく船舶の位置情報(緯度、経度)から、船舶が属する(船舶の現在位置を含む)航路区画を特定する。 [Step S42] The navigation state determination unit 134 refers to the route segment database 122 and identifies the route segment to which the ship belongs (including the ship's current position) from the ship's position information (latitude, longitude) based on the latest navigation data.

[ステップS43]航行状態判定部134は、特定された航路区画が、双方向に航行可能な航路の区画であるかを判定する。一方向にのみ航行可能な航路の区画である場合、処理がステップS44に進められ、双方向に航行可能な航路の区画である場合、処理がステップS45に進められる。 [Step S43] The navigation state determination unit 134 determines whether the identified route segment is a segment of a route that is navigable in both directions. If it is a segment of a route that is navigable in only one direction, processing proceeds to step S44. If it is a segment of a route that is navigable in both directions, processing proceeds to step S45.

[ステップS44]航行状態判定部134は、境界辺データベース124から、特定された航路区画に対応する境界辺を取得する。
[ステップS45]航行状態判定部134は、特定された航路区画における船舶の航行方向(順方向または逆方向)を判定する。例えば、航行状態判定部134は、境界辺データベース124から、特定された航路区画に設定された境界辺を取得する。航行状態判定部134は、直前における船舶の航行軌跡に基づいて、船舶がどちら側の境界辺に近い位置から航行区画に進入したかを判定し、その判定結果から船舶の航行方向を判定する。航行状態判定部134は、境界辺データベース124から取得した境界辺のうち、判定された航行方向に対応する境界辺を使用対象として選択する。
[Step S44] The navigation state determination unit 134 acquires the boundary edge corresponding to the identified route segment from the boundary edge database 124.
[Step S45] The navigation state determination unit 134 determines the navigation direction (forward or reverse) of the ship in the identified navigation segment. For example, the navigation state determination unit 134 acquires the boundary edge set in the identified navigation segment from the boundary edge database 124. The navigation state determination unit 134 determines from which side of the boundary edge the ship entered the navigation segment based on the ship's most recent navigation trajectory, and determines the ship's navigation direction from the determination result. Of the boundary edges acquired from the boundary edge database 124, the navigation state determination unit 134 selects the boundary edge corresponding to the determined navigation direction as the boundary edge to be used.

[ステップS46]航行状態判定部134は、ステップS41で算出された対地針路と、航路区画に対応する境界辺との関係から、船舶が航路に沿っている度合いを示す航行状態指標を算出する。ここで、次の図20を用いて、航行状態指標の算出方法の例について説明する。 [Step S46] The navigation state determination unit 134 calculates a navigation state index indicating the degree to which the ship is following the route from the relationship between the ground course calculated in step S41 and the boundary side corresponding to the route section. Here, an example of a method for calculating the navigation state index will be explained using the following Figure 20.

図20は、境界辺を使用した場合における航行状態指標の算出処理例を示す図である。図20に示す処理では、船舶の現在の位置情報および対地針路と、航路区画に対応する出口側境界辺とに基づき、対地針路の方位角と出口側境界辺とがなす角度(進入角度θout)と、対地針路の方向と出口側境界辺とが交差する位置(通過位置Dout)とが算出される。そして、あらかじめ生成された学習モデルに対して進入角度θoutと通過位置Doutとを入力することで、航行状態指標が算出される。 Figure 20 is a diagram showing an example of the calculation process of the navigation state index when a boundary edge is used. In the process shown in Figure 20, the angle between the azimuth of the ground course and the exit side boundary edge (approach angle θout) and the position where the direction of the ground course intersects with the exit side boundary edge (passing position Dout) are calculated based on the ship's current position information and ground course, and the exit side boundary edge corresponding to the route section. Then, the navigation state index is calculated by inputting the approach angle θout and the passing position Dout to a learning model generated in advance.

学習モデルは、前処理部133による学習処理により、例えば次のようにして生成される。この学習処理では、航行履歴データベース121に蓄積された航行データのうち、該当する航路区画を通過し、かつ出口側境界辺と交差して隣接する次の航路区画に進入した船舶についての航行データが参照される。前処理部133は、これらの航行データに基づき、進入角度θoutと通過位置Doutを説明変数とし、船舶がその後に航路に沿って航行を続けたか、またはその後に航路を逸脱したかの情報を目的変数とした機械学習を実行する。これにより、船舶がその後に航路に沿って航行を続ける確率を出力する学習モデルが生成される。 The learning model is generated by a learning process by the pre-processing unit 133, for example, as follows. In this learning process, navigation data of a ship that has passed through the relevant route segment and crossed the exit boundary edge to enter the adjacent next route segment is referenced from among the navigation data stored in the navigation history database 121. Based on this navigation data, the pre-processing unit 133 executes machine learning with the approach angle θout and the passing position Dout as explanatory variables, and information on whether the ship subsequently continued to navigate along the route or subsequently deviated from the route as the objective variable. This generates a learning model that outputs the probability that the ship subsequently continues to navigate along the route.

ステップS46では、学習モデルに対して進入角度θoutと通過位置Doutとが入力され、航路に沿って航行を続ける確率の出力値が航行状態指標として出力される。なお、この航行状態指標の算出処理では、対地針路の方向が出口側境界辺と交差しない場合、航行状態指標として「0」が算出される。 In step S46, the approach angle θout and the passing position Dout are input to the learning model, and the output value of the probability of continuing navigation along the route is output as the navigation state index. In the process of calculating the navigation state index, if the direction of the course over the ground does not intersect with the exit side boundary edge, "0" is calculated as the navigation state index.

(2-2-2)二値判定値の算出
図21は、境界辺を使用した場合における二値判定値の算出処理手順を示すフローチャートの例である。図21の処理は、航行中の船舶のそれぞれについて実行される。航行データ取得部131によって船舶についての航行データが取得されると、図21の処理が実行される。
(2-2-2) Calculation of Binary Judgment Value Fig. 21 is an example of a flowchart showing the procedure of the calculation process of the binary judgment value when a boundary side is used. The process of Fig. 21 is executed for each ship that is sailing. When the navigation data acquisition unit 131 acquires navigation data for the ship, the process of Fig. 21 is executed.

図21に示す処理では、図19に示した処理ステップのうち、ステップS46の代わりにステップS46aの処理が実行される。すなわち、航行データ取得部131によって船舶についての航行データが取得されると、図19のステップS41~S45の処理が実行される。その後、次のようなステップS46aの処理が実行される。 In the process shown in FIG. 21, step S46a is executed instead of step S46 among the process steps shown in FIG. 19. That is, when navigation data for the ship is acquired by the navigation data acquisition unit 131, steps S41 to S45 in FIG. 19 are executed. Then, the following step S46a is executed.

[ステップS46a]航行状態判定部134は、少なくとも、ステップS41で算出された対地針路と、航路区画に対応する境界辺の情報とから、船舶が航路に沿っているか否かを判定し、その判定結果を示す二値判定値を出力する。 [Step S46a] The navigation state determination unit 134 determines whether the ship is following the route based on at least the ground course calculated in step S41 and the information on the boundary edges corresponding to the route section, and outputs a binary determination value indicating the determination result.

このステップS46aでは、例えば、図19のステップS46で算出された航行状態指標と所定の閾値とが比較され、その比較結果に基づいて二値判定値が出力されてもよい。この場合、航行状態指標が閾値以上の場合、船舶が航路に沿っていると判定され、二値判定値として航路に沿っていることを示す「1」が出力される。一方、航行状態指標が閾値未満の場合、船舶が航路に沿っていないと判定され、二値判定値として航路に沿っていないことを示す「0」が出力される。 In this step S46a, for example, the navigation state index calculated in step S46 of FIG. 19 may be compared with a predetermined threshold value, and a binary judgment value may be output based on the comparison result. In this case, if the navigation state index is equal to or greater than the threshold value, it is determined that the ship is along the route, and a binary judgment value of "1" indicating that the ship is along the route is output. On the other hand, if the navigation state index is less than the threshold value, it is determined that the ship is not along the route, and a binary judgment value of "0" indicating that the ship is not along the route is output.

また、ステップS46aでは、次の図22に示すような判定ルールにしたがって、船舶が航路に沿っているかが判定され、その判定結果を示す二値判定値が出力されてもよい。なお、ステップS44,S45では、航路区画に対応する境界辺として、ステップS46aで使用される判定ルールに応じて、出口側境界辺のみ、または入口側と出口側の両方の境界辺が取得される。 In step S46a, it may be determined whether the ship is along the route according to a determination rule such as that shown in the following Figure 22, and a binary determination value indicating the determination result may be output. In steps S44 and S45, only the exit side boundary edge or both the entrance side and exit side boundary edges are obtained as the boundary edge corresponding to the route segment, depending on the determination rule used in step S46a.

図22は、航路に沿っているかの判定ルールの例を示す図である。図22では、2種類の判定ルールR1,R2を例示する。
判定ルールR1を用いた場合、航行状態判定部134は、船舶の対地針路の方向が出口側境界辺と交差する場合に、船舶は航路に沿っていると判定する。一方、判定ルールR2では、対地針路に加えて、直前までの船舶の航行軌跡が用いられる。判定ルールR2を用いた場合、航行状態判定部134は、判定ルールR1の条件を満たし、かつ、船舶の航行軌跡が入口側境界辺を通っている場合に、船舶は航路に沿っていると判定する。
Fig. 22 is a diagram showing examples of rules for determining whether a ship is along a route, and shows two types of rules R1 and R2.
When judgment rule R1 is used, the navigation state judgment unit 134 judges that the ship is along the route if the direction of the ship's course over the ground intersects with the exit boundary edge. On the other hand, judgment rule R2 uses the ship's navigation trajectory up to the last moment in addition to the course over the ground. When judgment rule R2 is used, the navigation state judgment unit 134 judges that the ship is along the route if the conditions of judgment rule R1 are met and the ship's navigation trajectory passes through the entrance boundary edge.

図22の下側では、船舶が航路区画を通過した際の航路パターンの例と、各航路パターンに対して判定ルールR1,R2を適用した場合の判定結果について示している。
航路パターンPT1では、船舶が入口側境界辺から航路区画に進入し、現時点での対地針路の方向が出口側境界辺と交差している。この場合、判定ルールR1,R2のいずれでも航路に沿っていると判定され、二値判定値として「1」が出力される。
The lower part of FIG. 22 shows examples of route patterns when a ship passes through a route segment, and the determination results when the determination rules R1 and R2 are applied to each route pattern.
In the route pattern PT1, the ship enters the route segment from the entrance boundary edge, and the current course direction crosses the exit boundary edge. In this case, both the judgment rules R1 and R2 judge that the ship is along the route, and a binary judgment value of "1" is output.

航路パターンPT2では、船舶が入口側境界辺から航路区画に進入したが、現時点での対地針路の方向が出口側境界辺と交差していない。この場合、判定ルールR1,R2のいずれでも航路に沿っていないと判定され、二値判定値として「0」が出力される。 In route pattern PT2, the ship enters the route section from the entrance boundary edge, but the current course over ground direction does not intersect with the exit boundary edge. In this case, neither judgment rule R1 nor R2 determines that the ship is not along the route, and a binary judgment value of "0" is output.

航路パターンPT3では、船舶が入口側境界辺以外の他の辺から航路区画に進入したが、現時点での対地針路の方向は出口側境界辺と交差している。この場合、判定ルールR1では航路に沿っていると判定され、二値判定値として「1」が出力される。一方、判定ルールR2では航路に沿っていないと判定され、二値判定値として「0」が出力される。この例のように、判定ルールR2では、針路方向からは航路に沿っているように見えるが、航路を横切って航路区画に進入してきたケースについて、航路に沿っていないと正確に判定できるようになる。 In route pattern PT3, the ship has entered the route segment from an edge other than the entrance boundary edge, but the current direction of the course over ground intersects with the exit boundary edge. In this case, judgment rule R1 judges that the ship is along the route, and a binary judgment value of "1" is output. On the other hand, judgment rule R2 judges that the ship is not along the route, and a binary judgment value of "0" is output. As in this example, judgment rule R2 makes it possible to accurately judge that the ship is not along the route in cases where the ship appears to be along the route from the heading direction, but has entered the route segment by crossing the route.

以上の(2-2)で説明した、境界辺を用いた航行状態の判定処理によれば、航路領域が航路区画に分割され、航行中の船舶が位置する航路区画に設定された境界辺と船舶の対地針路との関係を基に、航行状態が判定される。これにより、航路が屈曲しているか否かに関係なく、ほぼ一定の精度で船舶が航路に沿っているか否か、あるいは航路に沿っている度合いを判定できる。したがって、航行状態を精度よく判定できる。
<3.衝突危険性の判定結果に対する補正>
次に、判定結果補正部135による判定結果の補正処理(図5のステップS13)について説明する。この補正処理では、衝突危険性判定部132による衝突危険性の判定結果が、航行状態判定部134による航行状態の判定結果によって補正される。この補正処理では、例えば、以下の(3-1)~(3-3)のいずれかの処理が実行される。
According to the process of determining the navigation state using the boundary edge described in (2-2) above, the route area is divided into route segments, and the navigation state is determined based on the relationship between the boundary edge set in the route segment in which the ship is located and the ship's course over the ground. This makes it possible to determine with almost constant accuracy whether the ship is following the route, or the degree to which it is following the route, regardless of whether the route is curved. Therefore, the navigation state can be determined with high accuracy.
<3. Correction of collision risk judgment results>
Next, a description will be given of the process of correcting the judgment result by the judgment result correcting unit 135 (step S13 in FIG. 5). In this correction process, the result of the collision risk judgment by the collision risk judgment unit 132 is corrected by the result of the navigation state judgment by the navigation state judgment unit 134. In this correction process, for example, any one of the following processes (3-1) to (3-3) is executed.

(3-1)衝突危険性の有無の判定結果に対する補正
ここでは、上記の(1-1),(1-2)に示したように、衝突危険性判定部132により、船舶ペアについての衝突危険性の有無を示す二値データが出力されるケースについて説明する。この場合、衝突危険性判定部132は、航行中の船舶の中から抽出した各船舶ペアについて衝突危険性の有無を判定し、これらの船舶ペアの中から衝突危険性があると判定された船舶ペアを特定する。また、航行状態判定部134は、上記の(2-1-2),(2-2-2)に示したように、航行中の船舶のそれぞれについて、船舶が航路に沿っているか否かを示す二値判定値を出力する。そして、判定結果補正部135は、衝突危険性があると判定された船舶ペアに含まれる各船舶についての二値判定値に基づいて、船舶ペアの間での衝突危険度の有無を最終的に判定する。
(3-1) Correction of the result of the judgment of the presence or absence of collision risk Here, as shown in (1-1) and (1-2) above, a case will be described in which the collision risk judgment unit 132 outputs binary data indicating the presence or absence of collision risk for a ship pair. In this case, the collision risk judgment unit 132 judges the presence or absence of collision risk for each ship pair extracted from the ships currently sailing, and identifies ship pairs that are judged to have a collision risk from among these ship pairs. In addition, as shown in (2-1-2) and (2-2-2) above, the navigation state judgment unit 134 outputs a binary judgment value indicating whether or not the ship is along the route for each ship currently sailing. Then, the judgment result correction unit 135 finally judges the presence or absence of collision risk between the ship pairs based on the binary judgment value for each ship included in the ship pairs judged to have a collision risk.

図23は、衝突危険性の有無の判定結果に対する補正処理手順を示すフローチャートの例である。図23に示す処理の開始時においては、衝突危険性判定部132によって衝突危険性があると判定された各船舶ペアを示す情報が、記憶部120に記憶された船舶ペア情報に登録されているとする。 Figure 23 is an example of a flowchart showing the correction process procedure for the result of the determination of whether or not there is a collision risk. At the start of the process shown in Figure 23, information indicating each ship pair determined to have a collision risk by the collision risk determination unit 132 is registered in the ship pair information stored in the memory unit 120.

[ステップS51]判定結果補正部135は、衝突危険性判定部132によって衝突危険性があると判定された船舶ペアの中から、1組を選択する。
[ステップS52]判定結果補正部135は、選択された船舶ペアに含まれる各船舶についての、航路に沿っているか否かを示す二値判定値を、航行状態判定部134から取得する。判定結果補正部135は、取得した二値判定値に基づき、船舶ペアに含まれる両方の船舶が航路に沿っているかを判定する。両方の船舶が航路に沿っている場合、処理がステップS53に進められ、少なくとも一方の船舶が航路に沿っていない場合、処理がステップS54に進められる。
[Step S51] The judgment result correction unit 135 selects one pair from among the ship pairs judged by the collision risk judgment unit 132 to have a collision risk.
[Step S52] The judgment result correction unit 135 acquires a binary judgment value indicating whether or not each ship in the selected ship pair is along the route from the navigation state judgment unit 134. The judgment result correction unit 135 judges whether both ships in the ship pair are along the route based on the acquired binary judgment value. If both ships are along the route, processing proceeds to step S53, and if at least one ship is not along the route, processing proceeds to step S54.

[ステップS53]判定結果補正部135は、ステップS51で選択された船舶ペアを、上記の船舶ペア情報から除外する。
[ステップS54]判定結果補正部135は、衝突危険性判定部132によって衝突危険性があると判定されたすべての船舶ペアがステップS51で選択済みかを判定する。未選択の船舶ペアがある場合、処理がステップS51に進められ、未選択の船舶ペアの中から1組が選択される。一方、未選択の船舶ペアがない場合、処理がステップS55に進められる。
[Step S53] The judgment result correction unit 135 excludes the ship pair selected in step S51 from the above-mentioned ship pair information.
[Step S54] The judgment result correction unit 135 judges whether all ship pairs judged to have a collision risk by the collision risk judgment unit 132 have been selected in step S51. If there are unselected ship pairs, the process proceeds to step S51, and one of the unselected ship pairs is selected. On the other hand, if there are no unselected ship pairs, the process proceeds to step S55.

[ステップS55]判定結果補正部135は、船舶ペア情報内に残った船舶ペアを、衝突危険性がある船舶のペアとして最終的に出力する。例えば、判定結果補正部135は、これらの船舶ペアを示す情報が描画された表示情報を生成し、航行監視装置102または他の装置(例えば、航行中の船舶に搭載された装置)に表示情報を送信して、その装置に表示情報に基づく画像を表示させる。 [Step S55] The judgment result correction unit 135 finally outputs the ship pairs remaining in the ship pair information as ship pairs that pose a collision risk. For example, the judgment result correction unit 135 generates display information in which information indicating these ship pairs is drawn, and transmits the display information to the navigation monitoring device 102 or another device (for example, a device mounted on a ship that is sailing), causing the device to display an image based on the display information.

以上の処理によれば、衝突危険性判定部132によってある船舶ペアについて衝突危険性があると判定された場合でも、船舶ペアに含まれる両方の船舶が航行状態判定部134によって航路に沿っていると判定された場合には、衝突危険性がないと判定される。これにより、航路の屈曲部などを航行中の船舶ペアについて衝突危険性があると誤判定される可能性を低減でき、衝突危険性の判定精度を向上させることができる。 According to the above process, even if the collision risk determination unit 132 determines that there is a collision risk for a certain ship pair, if the navigation state determination unit 134 determines that both ships in the ship pair are along the route, it is determined that there is no collision risk. This reduces the possibility of erroneously determining that there is a collision risk for a ship pair navigating a bend in the route, and improves the accuracy of collision risk determination.

なお、上記の図23の処理では、衝突危険性判定部132によって衝突危険性があると判定された船舶ペアについて、航路に沿っているか否かを示す二値判定値を用いて再判定した。しかし、二値判定値を用いた補正としては他の処理が行われてもよい。例えば、衝突危険性判定部132から船舶ペアの衝突危険性の有無を示す二値データが出力される場合、衝突危険性ありと判定された船舶ペアについてステップS52でYesと判定されると、その二値データが判定されてもよい。 In the process of FIG. 23, the ship pairs determined by the collision risk determination unit 132 to have a collision risk were re-determined using a binary determination value indicating whether or not they are along the route. However, other processes may be performed as corrections using the binary determination value. For example, when binary data indicating whether or not there is a collision risk for the ship pair is output from the collision risk determination unit 132, if the determination in step S52 is Yes for the ship pair determined to have a collision risk, the binary data may be determined.

また、上記の(1-2)に示したOZTの判定結果に対する補正は、例えば、次のように行うことができる。例えば、ある船舶と相手船との間でOZTが検出された場合、それら2つの船舶についての二値判定値が航行状態判定部134から取得される。二値判定値から、両方の船舶が航路に沿っていると判定された場合、OZTが誤検出されたと判定され、判定結果が「OZTなし」に変更される。 In addition, corrections to the OZT judgment results shown in (1-2) above can be made, for example, as follows. For example, when OZT is detected between a ship and another ship, a binary judgment value for the two ships is obtained from the navigation state judgment unit 134. When it is determined from the binary judgment value that both ships are along the route, it is determined that OZT has been erroneously detected, and the judgment result is changed to "no OZT."

(3-2)衝突危険度に対する補正(その1)
ここでは、上記の(1-3)に示したように、衝突危険性判定部132により、船舶ペアについての衝突危険度が算出されるケースについて説明する。この場合、衝突危険性判定部132は、航行中の船舶の中から抽出したすべての船舶ペアについて、衝突危険性の度合いを示す衝突危険度を算出する。また、航行状態判定部134は、上記の(2-1-1),(2-2-1)に示したように、航行中の船舶のそれぞれについて、船舶が航路に沿っている度合いを示す航行状態指標を算出する。そして、判定結果補正部135は、各船舶ペアについて算出された衝突危険度を、船舶ペアに含まれる各船舶について算出された航行状態指標を用いて補正する。
(3-2) Correction for collision risk (part 1)
Here, we will explain the case where the collision risk determination unit 132 calculates the collision risk for a ship pair, as shown in (1-3) above. In this case, the collision risk determination unit 132 calculates the collision risk indicating the degree of collision risk for all ship pairs extracted from the ships currently sailing. Furthermore, the navigation state determination unit 134 calculates a navigation state index for each ship currently sailing, indicating the degree to which the ship is along the route, as shown in (2-1-1) and (2-2-1) above. Then, the determination result correction unit 135 corrects the collision risk calculated for each ship pair using the navigation state index calculated for each ship included in the ship pair.

図24は、衝突危険度に対する補正処理手順を示すフローチャートの第1の例である。
[ステップS61]判定結果補正部135は、衝突危険性判定部132によって衝突危険度が算出された船舶ペアの中から、1組を選択する。
FIG. 24 is a first example of a flowchart showing a correction process procedure for the collision risk.
[Step S61] The judgment result correction unit 135 selects one pair from among the ship pairs for which the collision risk has been calculated by the collision risk judgment unit 132.

[ステップS62]判定結果補正部135は、選択された船舶ペアに含まれる各船舶について算出された航行状態指標を、航行状態判定部134から取得する。判定結果補正部135は、取得した航行状態指標のペアに基づき、選択された船舶ペアが航路に沿っていない度合いを示す航路逸脱度を算出する。航路逸脱度は0から1までの値をとり、値が大きいほど航路に沿っていない度合いが高いことを示す。 [Step S62] The judgment result correction unit 135 acquires the navigation state index calculated for each ship included in the selected ship pair from the navigation state judgment unit 134. Based on the acquired pair of navigation state indexes, the judgment result correction unit 135 calculates a route deviation degree indicating the degree to which the selected ship pair is not along the route. The route deviation degree takes a value between 0 and 1, and a larger value indicates a higher degree of not being along the route.

[ステップS63]判定結果補正部135は、選択された船舶ペアについて衝突危険性判定部132によって算出された衝突危険度を、ステップS62で算出された航路逸脱度によって補正し、補正後の値をこの船舶ペアについての最終的な衝突危険度として出力する。この補正では、例えば、衝突危険度に対して航路逸脱度が乗算される。 [Step S63] The judgment result correction unit 135 corrects the collision risk calculated by the collision risk determination unit 132 for the selected ship pair by the route deviation degree calculated in step S62, and outputs the corrected value as the final collision risk for this ship pair. In this correction, for example, the collision risk is multiplied by the route deviation degree.

[ステップS64]判定結果補正部135は、衝突危険性判定部132によって衝突危険度が算出されたすべての船舶ペアがステップS61で選択済みかを判定する。未選択の船舶ペアがある場合、処理がステップS61に進められ、未選択の船舶ペアの中から1組が選択される。一方、未選択の船舶ペアがない場合、図24の処理が終了する。 [Step S64] The judgment result correction unit 135 judges whether all ship pairs for which the collision risk has been calculated by the collision risk judgment unit 132 have been selected in step S61. If there are unselected ship pairs, the process proceeds to step S61, and one of the unselected ship pairs is selected. On the other hand, if there are no unselected ship pairs, the process in FIG. 24 ends.

ここで、ステップS62で算出される航路逸脱度について説明する。
(3-2-1)航路逸脱度の第1の計算方法
第1の計算方法として、ステップS62で航行状態判定部134から取得された航行状態指標の比較結果に基づいて計算する方法が挙げられる。例えば、取得された各船舶の航行状態指標の両方が高い場合に、航路逸脱度として低い値が出力されることで、衝突危険度が低い値に補正される。一例として、各船舶の航行状態指標の組み合わせと航路逸脱度とをマッピングした情報をあらかじめ用意しておき、この情報に基づいて、各船舶の航行状態指標の両方が高いほど、航路逸脱度として低い値が出力されるようにする。
Here, the route deviation degree calculated in step S62 will be described.
(3-2-1) First calculation method for route deviation degree As the first calculation method, there is a method of performing calculation based on the comparison result of the navigation condition indexes acquired from the navigation condition determination unit 134 in step S62. For example, when both acquired navigation condition indexes of each ship are high, a low value is output as the route deviation degree, and the collision risk is corrected to a low value. As an example, information that maps the combination of navigation condition indexes of each ship and the route deviation degree is prepared in advance, and based on this information, the higher both navigation condition indexes of each ship are, the lower the value of the route deviation degree is output.

また、比較結果に基づく方法として、次のような方法も考えられる。この方法では、取得された各船舶の航行状態指標のうち、値が低い方が選択される。選択された航行状態指標をC0とすると、(1-C0)が航路逸脱度として算出される。ステップS63では、衝突危険度に対して航路逸脱度が乗算されることで、衝突危険度が補正される。この方法では、船舶ペアに含まれる船舶のうちの少なくとも一方の航行状態指標が低い場合に、衝突危険度が高い値を維持するように補正されるようになる。 The following method can also be considered as a method based on the comparison results. In this method, the lower of the acquired navigation condition indexes for each ship is selected. If the selected navigation condition index is C0, then (1-C0) is calculated as the route deviation degree. In step S63, the collision risk is corrected by multiplying the collision risk by the route deviation degree. In this method, if the navigation condition index of at least one of the ships in the ship pair is low, the collision risk is corrected to maintain a high value.

(3-2-2)航路逸脱度の第2の計算方法
第2の計算方法として、船舶の針路方向を考慮した計算方法が挙げられる。この第2の計算方法では、ステップS62において、図16(A)で説明した符号付き航行状態指標が航行状態判定部134から取得される。航路では右側通行が行われるとすると、符号付き航行状態指標は、基準角度に対して、船舶の対地針路の方位角が航行方向の右側に傾いている場合にプラスの値をとり、左側に傾いている場合にマイナスの値をとる。
(3-2-2) Second Calculation Method of Route Deviation Degree The second calculation method is a calculation method that takes into account the course direction of the ship. In this second calculation method, in step S62, the signed navigation state indicator described in Fig. 16(A) is acquired from the navigation state determination unit 134. If right-hand traffic is practiced on the route, the signed navigation state indicator takes a positive value when the azimuth angle of the ship's course over the ground is inclined to the right of the navigation direction with respect to the reference angle, and takes a negative value when the azimuth angle is inclined to the left of the navigation direction.

ここで、船舶ペアに含まれる一方の船舶についての符号付き航行状態指標をC1とし、他方の船舶についての符号付き航行状態指標をC2とする。判定結果補正部135は、符号付き航行状態指標C1,C2のそれぞれを、基準角度と対地針路の方位角との差分値(式(1)のθ11に相当)に換算する。この換算は、符号付き航行状態指標の絶対値を1から減算し、減算結果に符号付き航行状態指標の符号を付加することで行われる。符号付き航行状態指標C1,C2を換算した値をそれぞれC1a,C2aとすると、判定結果補正部135は、これらの値に基づいて航路逸脱度を算出する。 Here, the signed navigation state indicator for one ship in the ship pair is denoted as C1, and the signed navigation state indicator for the other ship is denoted as C2. The judgment result correction unit 135 converts each of the signed navigation state indicators C1 and C2 into a difference value between the reference angle and the azimuth angle of the ground course (corresponding to θ11 in equation (1)). This conversion is performed by subtracting the absolute value of the signed navigation state indicator from 1 and adding the sign of the signed navigation state indicator to the subtraction result. If the converted values of the signed navigation state indicators C1 and C2 are denoted as C1a and C2a, respectively, the judgment result correction unit 135 calculates the degree of route deviation based on these values.

この算出方法にはいくつかの方法が考えられるが、例えば次のような方法を適用可能である。1つの方法としては、C1aの絶対値|C1a|とC2aの絶対値|C2a|のうち、大きい方が航路逸脱度として算出される。別の方法としては、差分の絶対値|C1a-C2a|が航路逸脱度として算出される。ステップS63では、衝突危険度に対してこのような航路逸脱度が乗算されることで、衝突危険度が補正される。 There are several possible methods for this calculation, but for example, the following method can be applied. In one method, the greater of the absolute value of C1a |C1a| and the absolute value of C2a |C2a| is calculated as the route deviation degree. In another method, the absolute value of the difference |C1a-C2a| is calculated as the route deviation degree. In step S63, the collision risk is corrected by multiplying the collision risk by this route deviation degree.

図25は、船舶ペアパターンの例を示す図である。船舶ペアパターンは、船舶ペアに含まれる各船舶についての対地針路の向きのパターンであり、図25では5通りの船舶ペアパターンPT11~PT15を例示している。この図25を用いて、第2の計算方法で算出された航路逸脱度を用いた場合の衝突危険度の補正のされ方について説明する。 Figure 25 is a diagram showing examples of ship pair patterns. A ship pair pattern is a pattern of the course-over-ground direction for each ship included in a ship pair, and five ship pair patterns PT11 to PT15 are shown as examples in Figure 25. Using this Figure 25, we will explain how the collision risk is corrected when the route deviation degree calculated by the second calculation method is used.

図25において、船舶ペアパターンPT11では、各船舶の航行状態指標(符号付き航行状態指標の絶対値)がいずれも比較的高い。一方、船舶ペアパターンPT12では、一方の船舶の航行状態指標は比較的高いが、他方の船舶の航行状態指標は比較的低い。この場合、船舶ペアパターンPT11と比較して船舶ペアパターンPT12の方が航路逸脱度が高くなり、衝突危険度が高い値を維持するように補正される。 In FIG. 25, in ship pair pattern PT11, the navigation condition index (the absolute value of the signed navigation condition index) of each ship is relatively high. On the other hand, in ship pair pattern PT12, the navigation condition index of one ship is relatively high, but the navigation condition index of the other ship is relatively low. In this case, the degree of course deviation is higher in ship pair pattern PT12 compared to ship pair pattern PT11, and the collision risk is corrected to maintain a high value.

また、船舶ペアパターンPT13~PT15ではいずれも、両方の船舶の航行状態指標が比較的低い。ただし、船舶ペアパターンPT13では、両方の船舶についての対地針路の方向が基準角度に対して右側に傾いている。この場合、航路逸脱度は比較的低い値となり、衝突危険度は低く補正される。 In addition, in all of the vessel pair patterns PT13 to PT15, the navigation condition indexes for both vessels are relatively low. However, in the vessel pair pattern PT13, the ground course directions for both vessels are tilted to the right relative to the reference angle. In this case, the degree of course deviation is a relatively low value, and the collision risk is corrected to be low.

一方、船舶ペアパターンPT14では、両方の船舶についての対地針路の方向が基準角度に対して左側に傾いている。さらに、船舶ペアパターンPT15では、基準角度に対する対地針路の方向の傾き方向が、船舶ごとに異なる。このような船舶ペアパターンPT14,PT15では、船舶ペアパターンPT13の場合と比較して航路逸脱度が高くなり、衝突危険度が高い値を維持するように補正される。 On the other hand, in ship pair pattern PT14, the ground course directions for both ships are tilted to the left with respect to the reference angle. Furthermore, in ship pair pattern PT15, the direction in which the ground course directions are tilted with respect to the reference angle differs for each ship. In such ship pair patterns PT14 and PT15, the degree of course deviation is higher than in ship pair pattern PT13, and the collision risk is corrected to maintain a high value.

以上のように、各船舶の航行状態指標が低い場合でも、船舶ペアパターンPT13のように両方の船舶が基準角度に対して右方向を向いている場合には、船舶同士が衝突する可能性は低い。このような場合、衝突危険度が低く補正される。しかし、船舶ペアパターンPT14,PT15のように、少なくとも一方の船舶が基準角度に対して左方向を向いている場合には、その船舶が航路を横切る可能性があり、他方の船舶と衝突する可能性が高まる。そのため、このようなケースでは衝突危険度が高い値に維持される。 As described above, even if the navigation condition index of each ship is low, if both ships are facing to the right of the reference angle, as in ship pair pattern PT13, the possibility of the ships colliding with each other is low. In such cases, the collision risk is corrected to a low value. However, if at least one ship is facing to the left of the reference angle, as in ship pair patterns PT14 and PT15, there is a possibility that that ship will cross the waterway, increasing the possibility of colliding with the other ship. Therefore, in such cases, the collision risk is maintained at a high value.

このように、航路逸脱度の第2の計算方法が用いられた場合、右側通行という船舶の航行ルールを考慮した衝突危険度を出力できるようになり、衝突危険度の算出精度を向上させることができる。 In this way, when the second method of calculating the degree of course deviation is used, it becomes possible to output a collision risk that takes into account the ship navigation rule of keeping to the right, thereby improving the accuracy of the calculation of the collision risk.

なお、図25に示した補正方法はあくまで一例である。特に、船舶ペアパターンPT13~PT15のように両方の船舶の航行状態指標が比較的低い場合、航行状態指標に加えて他の検出指標も用いて航路逸脱度を計算する方が好ましい場合がある。 Note that the correction method shown in Figure 25 is merely one example. In particular, when the navigation condition indexes of both ships are relatively low, such as in ship pair patterns PT13 to PT15, it may be preferable to calculate the degree of route deviation using other detection indicators in addition to the navigation condition index.

(3-3)衝突危険度に対する補正(その2)
上記の(3-2)では、航行状態判定部134が各船舶についての航行状態指標を算出し、判定結果補正部135は、衝突危険性判定部132により船舶ペアについて算出された衝突危険度を、船舶ペア内の各船舶について算出された航行状態指標を用いて補正した。これに対し、(3-3)では、航行状態判定部134は、各船舶について航路に沿っているか否かを示す二値判定値を算出し、判定結果補正部135は、船舶ペアについて算出された衝突危険度を、船舶ペア内の各船舶について算出された二値判定値を用いて補正する。
(3-3) Correction for collision risk (part 2)
In the above (3-2), the navigation state determination unit 134 calculates a navigation state index for each ship, and the determination result correction unit 135 corrects the collision risk calculated for the ship pair by the collision risk determination unit 132 using the navigation state index calculated for each ship in the ship pair. In contrast, in (3-3), the navigation state determination unit 134 calculates a binary determination value for each ship indicating whether or not it is along the route, and the determination result correction unit 135 corrects the collision risk calculated for the ship pair using the binary determination value calculated for each ship in the ship pair.

図26は、衝突危険度に対する補正処理手順を示すフローチャートの第2の例である。
[ステップS71]判定結果補正部135は、衝突危険性判定部132によって衝突危険度が算出された船舶ペアの中から、1組を選択する。
FIG. 26 is a second example of a flowchart showing a correction process procedure for the collision risk.
[Step S71] The judgment result correction unit 135 selects one pair from among the ship pairs for which the collision risk has been calculated by the collision risk judgment unit 132.

[ステップS72]判定結果補正部135は、選択された船舶ペアに含まれる各船舶についての、航路に沿っているか否かを示す二値判定値を、航行状態判定部134から取得する。判定結果補正部135は、取得した二値判定値に基づき、船舶ペアに含まれる両方の船舶が航路に沿っているかを判定する。両方の船舶が航路に沿っている場合、処理がステップS73に進められ、少なくとも一方の船舶が航路に沿っていない場合、処理がステップS74に進められる。 [Step S72] The judgment result correction unit 135 acquires a binary judgment value indicating whether or not each ship included in the selected ship pair is along the route from the navigation state judgment unit 134. The judgment result correction unit 135 judges whether both ships included in the ship pair are along the route based on the acquired binary judgment value. If both ships are along the route, processing proceeds to step S73, and if at least one ship is not along the route, processing proceeds to step S74.

[ステップS73]判定結果補正部135は、選択された船舶ペアについて衝突危険性判定部132によって算出された衝突危険度を、一定値に補正する。この一定値は、0または0に近い所定値(1より大幅に低い値)に設定される。 [Step S73] The judgment result correction unit 135 corrects the collision risk calculated by the collision risk judgment unit 132 for the selected ship pair to a constant value. This constant value is set to 0 or a predetermined value close to 0 (a value significantly lower than 1).

[ステップS74]判定結果補正部135は、選択された船舶ペアについて衝突危険性判定部132によって算出された衝突危険度を、そのまま維持する。
[ステップS75]ステップS73,S74では、船舶ペアに含まれる各船舶についての二値判定値の値に応じて、衝突危険度の値が急激に低下または上昇する場合がある。判定結果補正部135は、ステップS73での補正後の衝突危険度、またはステップS74でそのままに維持された衝突危険度の値が、時間経過に伴って連続的になるように補正する。ここでは、ステップS75での補正を「再補正」と記載する。
[Step S74] The judgment result correction unit 135 maintains the collision risk calculated by the collision risk judgment unit 132 for the selected ship pair as is.
[Step S75] In steps S73 and S74, the collision risk value may suddenly decrease or increase depending on the value of the binary judgment value for each ship included in the ship pair. The judgment result correction unit 135 corrects the collision risk value after correction in step S73, or the collision risk value maintained as is in step S74, so that it becomes continuous over time. Here, the correction in step S75 is referred to as "re-correction."

[ステップS76]判定結果補正部135は、衝突危険性判定部132によって衝突危険度が算出されたすべての船舶ペアがステップS71で選択済みかを判定する。未選択の船舶ペアがある場合、処理がステップS71に進められ、未選択の船舶ペアの中から1組が選択される。一方、未選択の船舶ペアがない場合、図26の処理が終了する。 [Step S76] The judgment result correction unit 135 judges whether all ship pairs for which the collision risk has been calculated by the collision risk judgment unit 132 have been selected in step S71. If there are unselected ship pairs, the process proceeds to step S71, and one of the unselected ship pairs is selected. On the other hand, if there are no unselected ship pairs, the process in FIG. 26 ends.

図27は、判定結果補正部から出力される衝突危険度の推移の例を示す図である。前述のように、図26のステップS73,S74では、船舶ペアに含まれる各船舶についての二値判定値の値に応じて、衝突危険度の値が急激に低下または上昇する場合がある。 Figure 27 is a diagram showing an example of the progression of the collision risk output from the judgment result correction unit. As described above, in steps S73 and S74 of Figure 26, the collision risk value may suddenly decrease or increase depending on the value of the binary judgment value for each ship included in the ship pair.

(2-1-2)に示したように、二値判定値は航行状態指標を閾値と比較することで算出されるので、航行状態指標が閾値に近い値をある程度の時間とる場合には、航行状態指標が大きく変化しなくても二値判定値は変動しうる。このため、航行状態指標や、衝突危険性判定部132によって算出された衝突危険度が緩やかに変化する場合でも、最終的な衝突危険度の出力値が急激に変化することがあり得る。 As shown in (2-1-2), the binary judgment value is calculated by comparing the navigation state index with the threshold value. Therefore, if the navigation state index has a value close to the threshold value for a certain period of time, the binary judgment value may fluctuate even if the navigation state index does not change significantly. Therefore, even if the navigation state index or the collision risk calculated by the collision risk determination unit 132 changes gradually, the final output value of the collision risk may change suddenly.

図27に示すグラフ241は、このようなケースの例を示している。例えば、時刻T1において、船舶ペアにおける一方の船舶の航行状態指標が閾値未満に低下して、その船舶の二値判定値が「1」から「0」に変化したとすると、ステップS73で一定値に抑制されていた衝突危険度がステップS74で急激に上昇してしまう。 Graph 241 in Figure 27 shows an example of such a case. For example, if at time T1 the navigation condition index of one of the vessels in the vessel pair falls below the threshold and the binary judgment value of that vessel changes from "1" to "0," the collision risk that was suppressed to a constant value in step S73 will suddenly rise in step S74.

また、航行状態指標が閾値に近い値をある程度の時間とる場合には、二値判定値が頻繁に変化する場合もある。このような場合に、ステップS73,S74で衝突危険度の値が急上昇と急降下とを頻繁に繰り返す可能性がある。図27に示すグラフ242は、このようなケースの例を示している。このように、ユーザに対して出力される衝突危険度の値が頻繁に上下すると、船舶間の衝突の危険性を認識したいユーザにとっては使い勝手がよくない。 In addition, if the navigation status index has a value close to the threshold value for a certain period of time, the binary judgment value may change frequently. In such a case, the collision risk value may frequently repeat rapid increases and decreases in steps S73 and S74. Graph 242 shown in FIG. 27 shows an example of such a case. In this way, if the collision risk value output to the user frequently rises and falls, it is not user-friendly for a user who wants to be aware of the risk of collision between ships.

そこで、ステップS75では、出力される衝突危険度の値が連続的に変化するように、ステップS73,S74で出力される衝突危険度が再補正される。
再補正の方法としては、例えば、ステップS73,S74で出力される衝突危険度についての直近のn個(nは2以上の整数)の値を用いて移動平均を算出する方法を用いることができる。また、別の方法としては、二値判定値を決定するための航行状態指標および閾値を用い、航行状態指標と閾値との差分に応じてステップS73,S74で出力される衝突危険度の変化量を決める関数によって再補正を行う方法を用いることができる。
Therefore, in step S75, the collision risk levels output in steps S73 and S74 are re-corrected so that the collision risk levels to be output change continuously.
As a method of recorrection, for example, a method of calculating a moving average using the most recent n (n is an integer equal to or greater than 2) values of the collision risk outputted in steps S73 and S74 can be used. As another method, a method of performing recorrection using a navigation state index and a threshold value for determining a binary judgment value can be used, and a function that determines the amount of change in the collision risk outputted in steps S73 and S74 depending on the difference between the navigation state index and the threshold value can be used.

また、以上の方法は基本的に再補正後の衝突危険度を遅延させずに出力可能である。これに対して一定程度の出力遅延を許容する場合には、例えば、ステップS73,S74で出力される衝突危険度を、現時刻から前後に所定個数分を取得し、取得した衝突危険度に基づいてローパスフィルタなどにより平滑化する方法を用いることができる。 The above method basically makes it possible to output the recorrected collision risk without delay. On the other hand, if a certain degree of output delay is acceptable, a method can be used in which, for example, a predetermined number of collision risks output in steps S73 and S74 are obtained before and after the current time, and the obtained collision risks are smoothed using a low-pass filter or the like.

再補正の方法は、ユースケースに応じて選択されればよい。ユースケースは、オンライン処理(逐次的に到着するデータを分析し、リアルタイムに結果を出力する)とオフライン処理(過去データを分析する)に大別される。オンライン処理では、衝突危険度の出力が遅延するとユーザが危険に対して対処可能な時間が減少する。このため、衝突危険度を遅延させずに出力可能か、遅延する時間がわずかで済む方法が候補となる。オフライン処理では、出力の遅延は問題にならないため、必要とする平滑化の度合いに応じて選択される。 The re-correction method may be selected according to the use case. Use cases are broadly divided into online processing (analyzing data that arrives sequentially and outputting the results in real time) and offline processing (analyzing past data). In online processing, if the output of the collision risk is delayed, the time available for the user to respond to the risk is reduced. For this reason, candidates are methods that can output the collision risk without delay or that only incur a small delay. In offline processing, output delays are not an issue, so the method is selected according to the degree of smoothing required.

図27に示すグラフ241a,242aに示した点線の曲線は、出力遅延を許容する方法を用いて再補正を行った場合の例を示す。グラフ241aにおける点線の曲線は、ステップS73,S74で出力される衝突危険度がグラフ241のように推移した場合における再補正後の衝突危険度の推移を示す。また、グラフ242aにおける点線の曲線は、ステップS73,S74で出力される衝突危険度がグラフ242のように推移した場合における再補正後の衝突危険度の推移を示す。このように、グラフ241a,242aによれば、ステップS73,S74で出力される衝突危険度が急峻に変化する時刻の前後において、出力が連続的に変化するように衝突危険度が再補正されていることがわかる。これにより、衝突危険度の出力が頻繁に大きく上下しないようになり、ユーザが衝突危険性を認識しやすくなる。 The dotted curves in graphs 241a and 242a in FIG. 27 show an example of recorrection using a method that allows for output delay. The dotted curve in graph 241a shows the transition of the collision risk after recorrection when the collision risk output in steps S73 and S74 transitions as shown in graph 241. The dotted curve in graph 242a shows the transition of the collision risk after recorrection when the collision risk output in steps S73 and S74 transitions as shown in graph 242. In this way, according to graphs 241a and 242a, it can be seen that the collision risk is recorrected so that the output changes continuously around the time when the collision risk output in steps S73 and S74 changes sharply. This prevents the output of the collision risk from frequently fluctuating greatly, making it easier for the user to recognize the collision risk.

なお、上記の各実施の形態に示した装置(例えば、航行監視装置1,102)の処理機能は、コンピュータによって実現することができる。その場合、各装置が有すべき機能の処理内容を記述したプログラムが提供され、そのプログラムをコンピュータで実行することにより、上記処理機能がコンピュータ上で実現される。処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録しておくことができる。コンピュータで読み取り可能な記録媒体としては、磁気記憶装置、光ディスク、半導体メモリなどがある。磁気記憶装置には、ハードディスク装置(HDD)、磁気テープなどがある。光ディスクには、CD(Compact Disc)、DVD(Digital Versatile Disc)、ブルーレイディスク(Blu-ray Disc:BD、登録商標)などがある。 The processing functions of the devices (e.g., navigation monitoring devices 1, 102) shown in each of the above embodiments can be realized by a computer. In this case, a program describing the processing contents of the functions that each device should have is provided, and the above processing functions are realized on the computer by executing the program on a computer. The program describing the processing contents can be recorded on a computer-readable recording medium. Examples of computer-readable recording media include magnetic storage devices, optical disks, and semiconductor memories. Examples of magnetic storage devices include hard disk drives (HDDs) and magnetic tapes. Examples of optical disks include CDs (Compact Discs), DVDs (Digital Versatile Discs), and Blu-ray Discs (BD, registered trademark).

プログラムを流通させる場合には、例えば、そのプログラムが記録されたDVD、CDなどの可搬型記録媒体が販売される。また、プログラムをサーバコンピュータの記憶装置に格納しておき、ネットワークを介して、サーバコンピュータから他のコンピュータにそのプログラムを転送することもできる。 When distributing a program, for example, portable recording media such as DVDs and CDs on which the program is recorded are sold. The program can also be stored in a storage device of a server computer, and the program can be transferred from the server computer to other computers via a network.

プログラムを実行するコンピュータは、例えば、可搬型記録媒体に記録されたプログラムまたはサーバコンピュータから転送されたプログラムを、自己の記憶装置に格納する。そして、コンピュータは、自己の記憶装置からプログラムを読み取り、プログラムにしたがった処理を実行する。なお、コンピュータは、可搬型記録媒体から直接プログラムを読み取り、そのプログラムにしたがった処理を実行することもできる。また、コンピュータは、ネットワークを介して接続されたサーバコンピュータからプログラムが転送されるごとに、逐次、受け取ったプログラムにしたがった処理を実行することもできる。 A computer that executes a program stores, for example, a program recorded on a portable recording medium or a program transferred from a server computer in its own storage device. The computer then reads the program from its own storage device and executes processing according to the program. Note that the computer can also read a program directly from a portable recording medium and execute processing according to that program. The computer can also execute processing according to the received program each time a program is transferred from a server computer connected via a network.

1 航行監視装置
2 記憶部
3 処理部
4 区画情報
10 航路領域
11~13 区画
12a 破線
20 船舶
20a 矢印
S1,S2 ステップ
REFERENCE SIGNS LIST 1 Navigation monitoring device 2 Memory unit 3 Processing unit 4 Section information 10 Route area 11 to 13 Section 12a Broken line 20 Ship 20a Arrow S1, S2 Step

Claims (8)

航路に沿った所定幅の航路領域を航行方向に対して多角形の形状に分割することで生成された複数の区画を示す区画情報を記憶する記憶部と、
航行中の船舶の現在位置に基づいて、前記複数の区画の中から前記航行中の船舶が位置する一の区画を特定し、前記航行中の船舶の対地針路の方向と前記一の区画との関係に基づいて、前記航行中の船舶が航路に沿って航行しているかを評価する評価情報を出力する処理部と、
を有し、
前記複数の区画のそれぞれに対して、対応する区画内での航行方向の基準となる基準角度が定義されており、前記複数の区画のそれぞれに対応する前記基準角度は、対応する区画を過去に通過した船舶のうち、当該区画を通過後に前記航路領域を逸脱せずに航行した船舶についての、当該区画における対地針路の方向に基づいて決定され、
前記評価情報の出力では、前記航行中の船舶の対地針路の方向と、前記一の区画に定義された前記基準角度との関係に基づいて前記評価情報を出力する、
航行監視装置。
A storage unit that stores partition information indicating a plurality of partitions generated by dividing a route area of a predetermined width along the route into polygonal shapes in the navigation direction;
a processing unit that identifies one of the plurality of sections in which the ship is located based on a current position of the ship, and outputs evaluation information that evaluates whether the ship is navigating along a route based on a relationship between a course-over-ground direction of the ship and the one section;
having
A reference angle is defined for each of the plurality of sections as a reference for the navigation direction within the corresponding section, and the reference angle corresponding to each of the plurality of sections is determined based on the direction of the course over ground in the section of a ship that has passed through the corresponding section in the past and navigated without deviating from the route area after passing through the section;
and outputting the evaluation information based on a relationship between a course direction of the ship over the ground and the reference angle defined in the one section.
Navigation monitoring equipment.
航路に沿った所定幅の航路領域を航行方向に対して多角形の形状に分割することで生成された複数の区画を示す区画情報を記憶する記憶部と、
航行中の船舶の現在位置に基づいて、前記複数の区画の中から前記航行中の船舶が位置する一の区画を特定し、前記航行中の船舶の対地針路の方向と前記一の区画との関係に基づいて、前記航行中の船舶が航路に沿って航行しているかを評価する評価情報を出力する処理部と、
を有し、
前記複数の区画のそれぞれに対して、対応する区画内での航行方向の基準となる基準角度が定義されており、
前記評価情報の出力では、前記航行中の船舶の対地針路の方向と、前記一の区画に定義された前記基準角度との角度差を、あらかじめ決められた当該角度差がとり得る最大値で正規化した値を、前記航行中の船舶が航路に沿って航行している度合いを示す指標として算出する、
航行監視装置。
A storage unit that stores partition information indicating a plurality of partitions generated by dividing a route area of a predetermined width along the route into polygonal shapes in the navigation direction;
a processing unit that identifies one of the plurality of sections in which the ship is located based on a current position of the ship, and outputs evaluation information that evaluates whether the ship is navigating along a route based on a relationship between a course-over-ground direction of the ship and the one section;
having
A reference angle serving as a reference for a navigation direction within each of the plurality of sections is defined for each of the plurality of sections;
In the output of the evaluation information, an angle difference between the direction of the ship's course over the ground and the reference angle defined in the one section is normalized by a predetermined maximum value that the angle difference can take, and the normalized value is calculated as an index showing the degree to which the ship is sailing along the route.
Navigation monitoring equipment.
前記評価情報の出力では、
前記指標と所定の閾値との比較結果に基づき、前記評価情報として、前記航行中の船舶が航路に沿って航行しているか否かを示す二値データを出力する、
請求項2記載の航行監視装置。
In the output of the evaluation information,
based on a comparison result between the index and a predetermined threshold, outputting, as the evaluation information, binary data indicating whether the ship is navigating along a route;
3. The navigation monitoring device according to claim 2 .
前記処理部は、さらに、
前記航行中の船舶として第1の船舶と第2の船舶とを特定し、前記第1の船舶と前記第2の船舶のそれぞれについて、現在位置から対地針路の方向に所定時間後に到達する位置までのベクトルを算出し、前記各ベクトルが交差する場合に前記第1の船舶と前記第2の船舶との衝突危険度が高いと判定し、
前記各ベクトルに基づいて前記第1の船舶と前記第2の船舶との衝突危険度が高いと判定されたとき、前記第1の船舶および前記第2の船舶のそれぞれについての前記二値データから、前記第1の船舶と前記第2の船舶の両方が前記航路領域に沿って航行していると判定されている場合には、前記第1の船舶と前記第2の船舶との衝突危険度が低いと最終的に判定する、
請求項記載の航行監視装置。
The processing unit further comprises:
Identifying a first vessel and a second vessel as the vessels currently sailing, calculating vectors for each of the first vessel and the second vessel from a current position to a position to be reached after a predetermined time in a direction of a course over ground, and determining that there is a high risk of collision between the first vessel and the second vessel when the vectors intersect;
when it is determined that the collision risk between the first vessel and the second vessel is high based on each of the vectors, and if it is determined from the binary data for each of the first vessel and the second vessel that both the first vessel and the second vessel are navigating along the route area, it is finally determined that the collision risk between the first vessel and the second vessel is low;
4. The navigation monitoring device according to claim 3 .
前記処理部は、さらに、
前記航行中の船舶として第1の船舶と第2の船舶とを特定し、前記第1の船舶と前記第2の船舶との間の最接近距離と最接近時間の少なくとも一方に基づいて、前記第1の船舶と前記第2の船舶との間の衝突危険度を算出し、
前記第1の船舶および前記第2の船舶のそれぞれについての前記指標に基づいて、前記衝突危険度を補正する、
請求項記載の航行監視装置。
The processing unit further comprises:
identifying a first ship and a second ship as the ships currently sailing, and calculating a collision risk between the first ship and the second ship based on at least one of a closest approach distance and a closest approach time between the first ship and the second ship;
correcting the collision risk based on the indicators for each of the first vessel and the second vessel;
3. The navigation monitoring device according to claim 2 .
航路に沿った所定幅の航路領域を航行方向に対して多角形の形状に分割することで生成された複数の区画を示す区画情報を記憶する記憶部と、
航行中の船舶の現在位置に基づいて、前記複数の区画の中から前記航行中の船舶が位置する一の区画を特定し、前記航行中の船舶の対地針路の方向と前記一の区画との関係に基づいて、前記航行中の船舶が航路に沿って航行しているかを評価する評価情報を出力する処理部と、
を有し、
前記複数の区画のそれぞれに対して、対応する区画内での航行方向の基準となる基準角度が定義されており、
前記評価情報の出力では、
前記航行中の船舶の対地針路の方向と、前記一の区画に定義された前記基準角度との第1の角度差を算出し、
前記一の区画を過去に通過し、かつ、その後に前記航路領域を逸脱せずに航行した船舶の航行履歴に基づいて、対地針路の方向と前記一の区画に定義された前記基準角度との角度差が前記第1の角度差となる確率を算出し、
算出された前記確率に基づいて、前記航行中の船舶が航路に沿って航行している度合いを示す指標を算出する、
航行監視装置。
A storage unit that stores partition information indicating a plurality of partitions generated by dividing a route area of a predetermined width along the route into polygonal shapes in the navigation direction;
a processing unit that identifies one of the plurality of sections in which the ship is located based on a current position of the ship, and outputs evaluation information that evaluates whether the ship is navigating along a route based on a relationship between a course-over-ground direction of the ship and the one section;
having
A reference angle serving as a reference for a navigation direction within each of the plurality of sections is defined for each of the plurality of sections;
In the output of the evaluation information,
Calculating a first angle difference between a direction of a course over ground of the navigating vessel and the reference angle defined in the one section;
calculating a probability that an angular difference between a direction of a ground course and the reference angle defined in the one section will be the first angular difference based on a navigation history of a ship that has passed through the one section in the past and subsequently navigated within the route area without deviating;
calculating an index indicating the degree to which the ship is sailing along the route based on the calculated probability;
Navigation monitoring equipment.
コンピュータが、
航路に沿った所定幅の航路領域を航行方向に対して多角形の形状に分割することで生成された複数の区画を示す区画情報を参照して、航行中の船舶の現在位置に基づき、前記複数の区画の中から前記航行中の船舶が位置する一の区画を特定し、
前記航行中の船舶の対地針路の方向と前記一の区画との関係に基づいて、前記航行中の船舶が航路に沿って航行しているかを評価する評価情報を出力する、
処理を含み、
前記複数の区画のそれぞれに対して、対応する区画内での航行方向の基準となる基準角度が定義されており、前記複数の区画のそれぞれに対応する前記基準角度は、対応する区画を過去に通過した船舶のうち、当該区画を通過後に前記航路領域を逸脱せずに航行した船舶についての、当該区画における対地針路の方向に基づいて決定され、
前記評価情報の出力では、前記航行中の船舶の対地針路の方向と、前記一の区画に定義された前記基準角度との関係に基づいて前記評価情報を出力する、
航行監視方法。
The computer
referring to partition information indicating a plurality of partitions generated by dividing a route area of a predetermined width along the route into polygonal shapes in the navigation direction, and identifying one of the plurality of partitions in which the currently navigating vessel is located based on the current position of the currently navigating vessel;
outputting evaluation information for evaluating whether the ship underway is sailing along a route based on a relationship between a course direction of the ship underway and the one section;
Processing
A reference angle is defined for each of the plurality of sections as a reference for the navigation direction within the corresponding section, and the reference angle corresponding to each of the plurality of sections is determined based on the direction of the course over ground in the section of a ship that has passed through the corresponding section in the past and navigated without deviating from the route area after passing through the section;
and outputting the evaluation information based on a relationship between a course direction of the ship over the ground and the reference angle defined in the one section.
Navigation monitoring methods.
コンピュータに、
航路に沿った所定幅の航路領域を航行方向に対して多角形の形状に分割することで生成された複数の区画を示す区画情報を参照して、航行中の船舶の現在位置に基づき、前記複数の区画の中から前記航行中の船舶が位置する一の区画を特定し、
前記航行中の船舶の対地針路の方向と前記一の区画との関係に基づいて、前記航行中の船舶が航路に沿って航行しているかを評価する評価情報を出力する、
処理を実行させ
前記複数の区画のそれぞれに対して、対応する区画内での航行方向の基準となる基準角度が定義されており、前記複数の区画のそれぞれに対応する前記基準角度は、対応する区画を過去に通過した船舶のうち、当該区画を通過後に前記航路領域を逸脱せずに航行した船舶についての、当該区画における対地針路の方向に基づいて決定され、
前記評価情報の出力では、前記航行中の船舶の対地針路の方向と、前記一の区画に定義された前記基準角度との関係に基づいて前記評価情報を出力する、
航行監視プログラム。
On the computer,
referring to partition information indicating a plurality of partitions generated by dividing a route area of a predetermined width along the route into polygonal shapes in the navigation direction, and identifying one of the plurality of partitions in which the currently navigating vessel is located based on the current position of the currently navigating vessel;
outputting evaluation information for evaluating whether the ship underway is sailing along a route based on a relationship between a course direction of the ship underway and the one section;
Execute the process ,
A reference angle is defined for each of the plurality of sections as a reference for the navigation direction within the corresponding section, and the reference angle corresponding to each of the plurality of sections is determined based on the direction of the course over ground in the section of a ship that has passed through the corresponding section in the past and navigated without deviating from the route area after passing through the section;
and outputting the evaluation information based on a relationship between a course direction of the ship over the ground and the reference angle defined in the one section.
Navigation monitoring program.
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