| Project/Area Number |
19K04859
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 24020:Marine engineering-related
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
Sano Masaaki 広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 准教授 (40582763)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2021: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2020: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
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| Keywords | タグ（曳船） / 離着桟 / 操縦運動 / 運動モデル / 自動化 / 船舶工学 / タグボート / 港内操船 |
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| Outline of Research at the Start |
船舶の自動運航という趨勢の中、港湾内の運航を支援するハーバー・タグの自動化（無人化）もまた、将来的なタグの可能性の一つとして検討に値すると思われる。本研究では、タグによる離着桟支援操船の自動化を念頭に、そのプレイヤーである離着桟船とタグの運動モデルの構築、並びにそれらの連携運動モデルを構築する。これは今後の次世代型タグの開発に当たり、机上評価の為の運動モデルとしての活用を期待できる。また様々な離着桟局面を想定したケーススタディ（運動シミュレーション）を通じて、状況に応じたタグの支援操船に役立つ知見を検討する。
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| Outline of Final Research Achievements |
This study was aimed to establish maneuvering mathematical model for berthing/unberthing operation of a ship assisted by harbor tugs in cooperation. In the coming era of autonomous controlled ships, an advanced tug with a sophisticated intelligence is also one of promising ideas and is expected to support a ship berthing more safely and smoothly. The proposed model could be utilized in future as a plant model for the model-based design of such an advanced tug and helpful to evaluate the control system through the virtual simulation.
This study tackled with the mathematical formulation of the berthing phase, towing tank test and simulation-based studies. A main achievement is to present a modular-type mathematical model for cooperative maneuvers, considering the coupled motions among the ship and tugs. Some trial simulations indicated the possibility that multiple tugs could berth the large ship by cooperative maneuvers, in which their motions were flexibly adjusted each other.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
現在の自動運航船に関わる研究開発の多くは、自船単独で操縦制御を完結する事を目指している。しかし大型な船舶ほど、その巨大な慣性力に対して相対的に制御力が乏しく、過密航路の安全通航や離着桟操船では、ハーバー・タグによる支援が欠かせない。自動運航という趨勢の中、支援側のタグの進化もまた検討に値する。本研究では、任意隻数のタグが連携して本船を支援する局面を取り扱える運動数学モデルを提案した。これは今後の次世代型タグの開発に当たり、その制御方式を開発・評価する為のプラントモデルとしての活用を期待できる。また実際に離着桟支援操船の計算例を提示する事で、タグによる高度な連携支援の可能性を示す事ができた。
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