2014 Fiscal Year Research-status Report
時間領域有限差分法による航行船舶水中音の検知技術の開発研究
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26420832
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| Research Institution | National Maritime Research Institute |
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Principal Investigator |
今里 元信 独立行政法人海上技術安全研究所, その他部局等, 研究員 (80443240)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 海上監視 / 船舶海洋工学 / 水中音響 / リモートセンシング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，洋上や沿岸域の重要施設等付近を接近航行する船舶を監視するためのシステム開発の一環として，水中音を利用して接近船舶等を検知・識別する手法の開発を行う。そこで船舶の水中音観測および音波伝搬モデルの構築に関する技術開発を行うことを目的に，航行船舶の水中音特性の検出手法（自動化）や算出した検出結果の最適な識別手法の構築（パターン認識など）により，接近船舶が既知船か未知船かを明らかにすることを目指す。さらに時間領域有限差分法などシミュレーションに用いられる音波伝搬モデルの導入により，実海域観測実験と本モデルとの比較・検証を行う。これにより，接近航行船舶の音源が推定でき，水中音特性から船舶の識別が可能になると考えられる。
平成２６年度は，船舶の水中音観測に関する情報収集を行うとともにハイドロホンを用いた計測方法の検証を行った。そこで国立弓削商船高等専門学校と共同研究を行うこととなり，弓削島周辺海域において観測場所（海域）の選定について検討した。併せて実海域における水中音観測実験計画を立案し，計測方法や収集データ項目などについて意見交換を行った。
また，水中音波伝搬モデルに関する情報収集を行うとともにアルゴリズムの開発を進めた。そこで水中音伝搬モデルの構築には，これまでに音響分野で導入例のある時間領域有限差分法（FDTD法）の導入を検討し，開発中のアルゴリズムの検討評価を行った。
一方，伝搬モデルの開発において，検討評価できるようにするためには，繰り返し再現可能な音源による水中音観測実験が望ましく，そのためには水中スピーカーによる水中放射音観測実験の準備も必要であることから，水中スピーカー等の機材調査も行った。
さらに，最終的には海上監視システムの確立を目的としているため，本システムに関する情報収集も一部行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
国立弓削商船高等専門学校と共同研究を実施することにより，実海域における水中音観測実験の実施調整を進めることができた。引き続き，実験計画の立案や収集データの取り扱いなどについて打合せを行い，平成２７年度の水中音観測実験について調整を進める。
また水中音伝搬モデルの構築においては，文献調査等から情報収集を行い，アルゴリズムの開発を進めつつ，プログラムの試計算が実行できた。
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| Strategy for Future Research Activity |
前年度に立案した実海域での水中音観測実験計画における計測方法の検証を引き続き行い，これまでの実験方法の改善・改良を踏まえた上で，実海域における水中音観測および収集したデータの解析を行う。さらに解析結果のデータを基に船舶水中音の検知・識別のためのアルゴリズムの開発を行う。
また音波伝搬モデル検証用として，水中スピーカーによる水中放射音観測実験（試験水槽，余裕があれば実海域でも）も行い，開発中の音波伝搬モデルの検証および改良を行う。さらには開発モデルの海上監視システムへの導入を検討する。
なお，研究が計画どおりに進まない場合，実験方法の変更など，計画の変更を検討する。
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| Causes of Carryover |
実海域での水中音観測実験のための事前海域調査等で，傭船を使わなかったため，傭船代を支払う必要がなくなった。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
実海域での水中音観測実験において，実験日数の追加等により，傭船代を補填する。
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