Ship Automatic Identification System, a ship automatic identification method, and marine automatic identification program

この発明は、船舶間で送受信される船舶情報を処理し、船舶を自動識別する船舶自動識別装置に関するものである。

従来、特許文献１に示すように、衝突予防等の観点から船舶自動識別システム（ＡＩＳ：Ｕｎｉｖｅｒａｓｌ Ｓｈｉｐｂｏｒｎｅ Ａｕｔｔｏｍａｔｉｃ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）が利用されている。 ＡＩＳは、自船の船舶情報を他船に送信し、他の船舶は、船舶情報を受信すると表示器に他船に関する情報を表示するものである。 船舶情報には、船名や位置情報等が含まれている。

船舶情報は、ＡＩＳの規格上、１０秒等の短い周期で自動送信される情報（位置情報等）や、６分等の長い周期で送信される情報（船名等）、あるいは手動でしか送信されない情報（船舶の喫水等）がある。

船舶情報は、送信周期が短いものに関してはすぐに表示されるが、送信周期が長いものに関しては長時間表示されない状態が続く。 また、手動でしか送信されない情報は、ユーザが指示しない限り送信されることがない。 したがって、船舶情報の一部項目が長時間不足した状態となってしまう。

そこで、この発明は、船舶情報の未取得項目を補うことができる船舶自動識別装置を提供することを目的とする。

本発明の船舶自動識別装置は、船舶情報を所定のフォーマットで送受信する送受信部と、受信した他船の船舶情報を記憶する記憶部と、船舶情報の送受信データを処理するデータ処理部と、を備えている。 そして、データ処理部は、記憶されている船舶情報に未取得項目が存在する場合、当該未取得項目の要求メッセージを送信することを特徴とする。 これにより、要求メッセージが自動送信され、未取得項目が自動取得される。 未取得項目のうち、利用者が必要とする項目が不足している場合のみ、要求メッセージを送信する態様としてもよい。

ただし、ＡＩＳは、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）方式で通信が行われ、所定時間内に送信することができる情報量（チャンネル毎のスロット数）に限りがある。 したがって、多数の船舶に対して頻繁に要求メッセージを送信すると、空きスロットが無くなり、ＡＩＳの運用に影響を与える可能性がある。

そこで、上記発明において、データ処理部は、通信負荷に基づいて要求メッセージを送信するか否かを判断することが望ましい。 この場合、通信経路を圧迫することなく要求メッセージを送信することができるため、ＡＩＳの運用に影響を与えずに自動送信を実現することができる。

通信負荷に関する負荷情報は、例えば所定時間内の受信メッセージの数やＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｔａｔｕｓが考えられる。 Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｔａｔｕｓは、他船から送信される船舶情報に含まれており、各船舶のスロット使用状況を把握するための情報である。 この情報を参照することで空きスロットが存在するか否かを判断することができる。 空きスロットが存在する、あるいは空きスロットが所定数以上存在する場合、要求メッセージを送信したとしてもＡＩＳの運用に影響を与える可能性が低いため、自動送信を実現することができる。

また、船舶自動識別装置は、上記発明において、要求メッセージを送信するタイミングをランダムに分散する態様であってもよい。 送信タイミングをランダムに分散することで、ある船舶に対して一斉に同じ要求メッセージを送信することがなくなる。 このとき、データ処理部は、要求メッセージを送信するタイミングの直前に記憶部の未取得項目を確認し、要求メッセージを送信するか否かを判断することが望ましい。 送信タイミングがランダムに分散されていると、最初に要求メッセージを受信した場合、応答メッセージがブロードキャストで送信されるため、他の船舶も未取得項目の船舶情報を受信することができ、要求メッセージを送信する必要がなくなる。 したがって、より通信負荷を抑えることができる。

また、上記発明において、データ処理部は、他の船舶の位置、船速または航海状態に基づいて前記要求メッセージを送信するか否かを判断することが望ましい。 自船に近く、高速に移動する船舶が存在する場合、早急に連絡をする必要があるが、船名等の情報がなければ連絡をすることができない。 したがって、他の船舶の位置や船速、航海状態に基づいて、早急に不足項目を取得する必要があると判断した場合に速やかに要求メッセージを送信する態様とする。

この発明の船舶自動識別装置によれば、船舶情報の未取得項目が自動的に取得されるため、船舶情報の未取得項目を補うことができる。

船舶情報処理装置の構成を示すブロック図である。

データベース６に記憶される他船データを示す図である。

ＴＤＭＡ方式を説明する図である。

表示器８の表示例を示す図である。

データ処理部５の動作を示すフローチャートである。

データ処理部５の動作を示すフローチャートである。

要求メッセージを自動送信する場合において、電源オフから電源オンの場合の状況を説明する図である。

要求メッセージの送信時刻をランダムに分散する場合において、電源オフから電源オンの場合の状況を説明する図である。

図１は船舶自動識別システム（以下、ＡＩＳと言う。）に用いられる船舶自動識別装置の構成を示すブロック図である。 船舶自動識別装置は、ＡＩＳ用アンテナ１、ＡＩＳデータ送受信部２、測定部３、操作部４、データ処理部５、データベース６、表示処理部７、および表示器８を備えている。

ＡＩＳ用アンテナ１は、他船等から送信される信号を受信し、ＡＩＳデータ送受信部２に出力する。 ＡＩＳデータ送受信部２は、受信した信号に含まれる船舶情報を受信する。 データ処理部５は、受信した船舶情報を他船データとしてデータベース６に記憶する。

船舶情報は、ＬＡＴ／ＬＯＮ（緯度、経度）、ＳＯＧ（船速）、ＣＯＧ（対地進路）、ＨＤＧ（船首方位）、Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｔａｔｕｓ等の動的情報や、船名、識別コード（ＭＭＳＩ）、船体の長さや幅、船舶の種類等の静的情報、喫水、目的地到着時刻等の航海関連情報からなる。 データベース６には、図２に示すように、船舶毎の他船データとしてこれらの情報が記憶される。 同図におけるステータスＡＬＬの船舶については、全ての項目が記憶されていることを意味し、ステータスＮＯＴの船舶については、一部の項目が不足している状態を意味する。

測定部３は、ＧＰＳ等により自船の位置や速度を測定する。 データ処理部５は、他船データベース６に記憶されている複数の他船データから必要なデータを抽出して、自船の位置、速度等とともに他船の位置、速度を示す情報を表示器８へ表示するための表示データを出力する。 表示処理部７は、データ処理部５から入力された表示データを用いて、表示器８に各種情報を表示する。 操作部４は、ポインティングデバイスやキーボード等からなり、ユーザが操作部４を操作することで表示器の表示縮尺率や表示範囲を設定する。

データ処理部５は、測定部３から入力した自船の位置、速度等の情報を船舶情報として ＡＩＳデータ送受信部２に出力する。 ＡＩＳデータ送受信部２は、自船の船舶情報をＡＩＳ用アンテナ１を介して送信する。

ＡＩＳでは、図３に示すように、ＴＤＭＡ方式で船舶情報が送信される。 ＴＤＭＡ方式では、予め定められた時間（例えば１分）を所定数（例えば２２５０）に分割して、各船舶が分割された各時間帯（スロット）を占有して船舶情報を送信する。 各船舶がどのスロットを占有しているかは、他船から送信された船舶情報に含まれる上記Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｔａｔｕｓを参照することにより判断することができる。 Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｔａｔｕｓには、各船舶が受信している船舶情報の数、送信スロット番号、次回送信するスロット番号（予約スロット番号）、何分間連続してスロットを予約し続けるかを示す情報等が含まれている。 例えば、図３（Ａ）に示すように、ある船舶が、２２５０のスロットのうち２番目のスロットを占有して船舶情報を送信するとき、Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｔａｔｕｓにおいて、次回船舶情報を送信するスロット番号として６番目のスロットを記載し、２分間連続して当該スロット（２番目のスロット）を予約し続ける旨を記載する。 すると、次に６番目のスロットにおいてこの船舶から再び船舶情報が送信され、次回送信するスロット番号や何分間連続して予約し続けるかを示す情報が再び送信される。 このようにして繰り返し船舶情報が送信され、同図（Ａ）では、２２４６番目のスロット、２２５０番目のスロット、と船舶情報が送信される、そして、同図（Ｂ）に示すように、同図（Ａ）の送信時に予約されていた２番目のスロットで船舶情報が送信され、６番目から、２２４６番目、２２５０番目までのスロットにおいて再び船舶情報が送信される。 このような時分割多元接続方式にて船舶情報が送信される。

図４は、表示器８の表示例を示す図である。 ここで、円で示す所定距離範囲は、船舶情報を受信することが可能である範囲を示している（ただし、説明のための表示例であって、実際のＡＩＳ表示画面を表したものではない）。 図中、自船マークＸは、矩形状のマークが表示されている。 この矩形状のマークの表示位置が自船の位置を示している。 他船マークは、丸状のマークからなる。 この丸状のマークの表示位置が各他船の位置を示している。 同図においては省略しているが、これらの他船マークの近傍には、各船舶の船名や、船種などの情報を表示する。

以上のようにして、各船舶の船舶情報が送受信され、各船舶のユーザは、他船の船名や位置、速度等を把握することができる。

ここで、ＡＩＳの規格上、上述の動的情報は、比較的短時間（２秒、６秒、１０秒、３分等）の間隔で送信されるが、静的情報は６分固定周期で送信される。 したがって、データベース６における静的情報の項目は最大６分経過しなければ記憶されることがない。 また、通信エラー等により、航海情報は毎回必ず受信できるとは限らないため、さらに長時間記憶されない状態が続く場合もある。 この場合、各船舶の船名やＭＭＳＩが長時間表示されない状態となり、他船と連絡を取りたい場合に不便となる。 また、航海関連情報についても、ユーザが手動で指定しなければ送信されることがないため、同様に不便となる。

そこで、本実施形態のデータ処理部５は、船舶情報の未取得項目を自動的に取得する。 すなわち、データ処理部５は、図５のフローチャートに示す動作を行う。 この動作は、定期的に（例えば動的情報を受信する毎に）実行される。

まず、データ処理部５は、データベース６に記憶されている他船データを参照し（Ｓ１）、不足項目が存在するか否かを判断する（Ｓ２）。 つまり、各船舶のステータスを確認し、ステータスＮＯＴが存在するか否かを確認する。 ステータスＮＯＴが存在する場合、不足項目があると判断し、他船に対して要求メッセージを送信する。 なお、この例では、ユーザが指定した必要な項目が未取得となっている場合にステータスＮＯＴとして不足項目が存在する、として説明するが、１つでも未取得の項目が存在すればステータスＮＯＴとして、不足項目が存在すると判断してもよい。

ここで、不足項目が存在する場合、即座に要求メッセージを送信する態様としてもよいが、上述の様にＡＩＳにおけるチャンネル毎のスロット数には限りがある。 したがって、多数の船舶に対して頻繁に要求メッセージを送信すると、空きスロットが無くなり、ＡＩＳの運用に影響を与える可能性がある。 そこで、データ処理部５は、以下に示すように、通信負荷等に応じて要求メッセージを送信するか否かを判断する。

まず、データ処理部５は、過去に同じ要求メッセージを送信しているか否かを判断する（Ｓ３）。 規定回数（例えば５回）以上の要求メッセージを送信している場合、相手の船舶が受信専用モードや故障等で応答できない状態であると判断し、動作を終える。

一方、データ処理部５は、要求メッセージの送信回数が規定回数未満である場合、通信負荷を確認する（Ｓ５）。 通信負荷は、例えば船舶情報を受信している隻数、所定時間内における受信メッセージ数、動的情報の送信周期、Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｔａｔｕｓ等から判断することができる。 船舶情報を受信している隻数が多くなればなるほど、あるいは受信メッセージ数が多くなるほど、通信負荷が高くなると判断することができる。 また、動的情報は、各船舶の船速（ＳＯＧ）によって２秒、６秒、１０秒、３分等、送信周期が変化する。 他船の送信周期は、受信した動的情報に含まれるＳＯＧを参照することで判断することができる。 送信周期が短い場合、頻繁にメッセージが送信されることになるため、通信負荷が高くなると判断することができる。

データ処理部５は、これらの情報を負荷情報として参照し、通信負荷が高い状態であると判断した場合、要求メッセージを送信せずに動作を終える態様としてもよいが、以下に示すように、動的情報に含まれるＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｔａｔｕｓを負荷情報として参照することで、よりＡＩＳに適した通信負荷の判断を行うことができる。

すなわち、データ処理部５は、Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｔａｔｕｓを参照して、空きスロットが存在するか否かを判断する（Ｓ６）。 空きスロットが存在しない場合、これ以上メッセージを送信することができないため、動作を終える。

一方、データ処理部５は、空きスロットが存在すると判断した場合、規定数（例えば１０スロット）以上の空きが存在するか否かを確認する（Ｓ７）。 空きスロットが規定数以上存在する場合、不足項目が有る船舶に対して要求メッセージを送信する（Ｓ８）。 要求メッセージを受信した他の船舶は、受信した要求メッセージに対する応答メッセージを送信する。 要求メッセージは、不足項目だけを送信するように指示するメッセージであってもよいし、全ての項目を送信するように指示するメッセージであってもよい。 応答メッセージは、要求メッセージに対して、各種項目に関する情報をブロードキャストで送信する（通常の動的情報や静的情報を送信するときと同様に送信する）。

一方、データ処理部５は、空きスロットが規定数以上ないと判断した場合、ＡＩＳの運用に影響を与える可能性があるため、Ｓ９に示す判断を行う。 例えば、受信可能範囲に同時に複数の船舶が移動してきたとき、各船舶が予約スロットを無視してメッセージを送信するため、自船のメッセージと衝突する可能性が高くなるためである。

Ｓ９において、データ処理部５は、緊急に船舶情報を受信する必要があるか否かを判断する。 例えば、自船に近い船舶や、船速が速い船舶が存在する場合、いち早く連絡を入れる必要があるため、緊急に船舶情報を受信する必要があると判断する。 また、ＮＡＶ ＳＴＡＴＵＳ（停泊中、移動中等を示す情報）やＢＬＵＥ ＳＩＧＮ（運河で船が逆走していることを他船に通知するための情報である２値データ）等の航海状態を参照して、緊急に船舶情報を受信する必要があるか否かを判断してもよい。

データ処理部５は、緊急に船舶情報を受信する必要があると判断した場合、規定数以上の空きスロットがなくとも要求メッセージを送信する（Ｓ８）。

以上のようにして、ＡＩＳの運用に影響を与えずに要求メッセージを送信することができ、不足項目を自動的に取得することができる。

さらに、データ処理部５は、図６に示すように、船舶情報の不足項目を自動的に取得するようにしてもよい。

すなわち、データ処理部５は、要求メッセージを送信するタイミングをランダムに分散するように送信時刻決定処理を行う（Ｓ１１）。 例えば、図５に示したＳ８の判断の後に、任意のランダム時間を加算し、送信時刻を決定する。 そして、データ処理部５は、決定した送信時刻になったと判断した場合（Ｓ１２）、もう一度データベース６を参照して、不足項目が有るか否かを確認する（Ｓ１３）。 ここで不足項目がないと判断した場合、動作を終え、やはり不足項目が存在すると判断した場合、要求メッセージを送信する（Ｓ１４）。

以上の様に、送信タイミングをランダムに分散することで、ある船舶に対して一斉に同じ要求メッセージを送信することがなくなる。 例えば、図７（Ａ）に示すように、自船の周囲に複数の船舶が存在し、電源をオフしていた状況において、同図（Ｂ）に示すように電源をオンすると、他船は、船舶情報のうち静的情報を受信することができない可能性が高くなるため、一斉に自船に対して要求メッセージが送信されることになる。 しかし、上記の様に送信タイミングをランダムに分散することで、この様に一斉に同じ要求メッセージを送信することがなくなる。

また、要求メッセージを送信するタイミングの直前にデータベース６の不足項目をもう一度確認し、要求メッセージを送信するか否かを判断するため、さらに通信負荷を抑えることができる。 つまり、図８（Ａ）に示すように、ある船舶Ｍ１が最初に要求メッセージを送信すると、同図（Ｂ）に示すように、応答メッセージがブロードキャストで送信されるため、他の船舶Ｍ２やＭ３も不足項目の船舶情報を受信することができ、要求メッセージを送信する必要がなくなる。 したがって、より通信負荷を抑えることができる。

１…ＡＩＳ用アンテナ２…ＡＩＳデータ送受信部３…測定部４…操作部５…データ処理部６…データベース７…表示処理部８…表示器