JP2905861B2 - Warning indicator for ship collision prevention - Google Patents
Warning indicator for ship collision preventionInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、レーダ・データを基
に危険な船舶及び危険性のある船舶、または捕捉欠落船
を検知して、警報の種類や危険船の位置・見合状況に関
する見張り情報を操船者に合成音声で伝達する、船舶衝
突予防用警報指示装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention detects a dangerous ship, a dangerous ship, or a missing ship based on radar data, and provides look-out information on the type of alarm, the position of the dangerous ship, and the matching status. To a ship operator in a synthesized voice.
【０００２】さらに詳しくは、この発明は、レーダで収
集した航行船舶のデータを計算機で知的処理して、船上
での人間による見張り報告と同様な会話様式で、警報指
示対象船舶の位置や見合状態、及び、リクエスト船のリ
クエストデータに関する指示内容の語彙リストを計算機
上に作成し、合成音声で指示すると共に、それらの船舶
によって生じる自船側から見た航路近傍の閉塞海域と他
船側から見た閉塞海域を画像表示して、操船者を支援す
る装置に関するものである。More specifically, the present invention intelligently processes, using a computer, data of a traveling vessel collected by radar, and uses the same conversation style as a watch report by a human on the vessel to determine the position and justification of the vessel to be warned. A vocabulary list of the status and the instruction content related to the request data of the requesting vessel was created on the computer, and the instructions were given with synthesized voice, and the occupational sea area generated by those vessels near the navigation route viewed from the own vessel side and viewed from the other vessel side The present invention relates to an apparatus for displaying an image of a closed sea area to assist a ship operator.
【０００３】[0003]
【従来の技術とその課題】海難事故統計を分析すると、
船舶の衝突事故の主たる原因は、危険な船舶の発見の遅
れや判断の誤りにあり、避航動作の開始時期が遅れて避
航開始時の時間的・距離的余裕がなかった場合に発生し
ている。このような要因を考慮すると、避航動作の原点
となる見合状況の的確な把握、及び避航動作の最適化が
図られるように見張りや警報等の航行環境情報を操船者
に正確、かつ、迅速に伝達し、早期に危険状態を回避で
きるように操船者を支援することが重要な課題となる。[Prior art and its problems] Analyzing marine accident statistics,
The main cause of ship collisions is delays in finding dangerous ships and misjudgments, which occur when the start of the evacuation operation is delayed and there is not enough time and distance at the start of the evacuation. . Taking these factors into account, navigation environment information, such as lookouts and warnings, can be accurately and promptly provided to the ship's operator so as to accurately grasp the consensus situation that is the origin of the evacuation operation and optimize the evacuation operation. It is an important issue to communicate and assist the ship operator in avoiding the danger state early.
【０００４】しかしながら、従来の航行支援装置では、
複数の警報指示（捕捉目標のロスト警報、危険目標警
報、ガードリング侵入警報、捕捉目標数オーバ警報）を
ブザー音の発生パターンを変えて行なっているが、警報
の種類や他船の航行状態に関する指示内容を瞬時に把握
することが困難である。また、狭視界域や輻輳海域で
は、警報全体の発生頻度が高いため、操船者がこの警報
指示を煩雑に感じる場合もあるし、そのような状況下で
は、確認作業を行なう余裕がない場合もある。However, in the conventional navigation support device,
A number of warning instructions (lost alarm for target trap, danger target alarm, guard ring intrusion alarm, target trap over alarm) are issued by changing the buzzer sound generation pattern. It is difficult to grasp the contents of the instruction instantly. Further, in a narrow view area or in a congested sea area, the warning is frequently generated as a whole, so the operator may feel this warning instruction complicated, and in such a situation, there is a case where there is no room for confirmation work. is there.
【０００５】さらに、これらの警報指示機と操船者間の
情報伝達の欠落は、危険な船舶の発見や避航判断・動作
の遅れを誘発して、衝突事故の一原因となることがあ
る。この警報指示をできるだけ迅速に、かつ、的確に行
うための対策として、ブザー音の他にＣＲＴ上のシンボ
ル表示やアラームランプを併用する方式も知られてい
る。しかしながら現在の状況では、警報の内容や指示対
象船の位置と航行状態を船上での人間による見張り報告
と同様式の合成音声で操船者に伝達して、さらに航路近
傍における衝突の潜在的危険海域を知らせる方式のもの
は存在していない。[0005] Further, the lack of information transmission between the warning indicator and the ship operator may cause the detection of a dangerous ship or delay in evacuation judgment / operation, which may cause a collision accident. As a countermeasure for issuing the warning instruction as quickly and accurately as possible, there is also known a method of using a symbol display on a CRT or an alarm lamp in addition to the buzzer sound. However, in the current situation, the contents of the warning, the position and navigation status of the indicated ship are communicated to the operator in a synthesized voice similar to the look-out report by a human on board the ship, and furthermore, the potential danger area of collision near the sea route There is no system that informs the user.
【０００６】一方、近年、経済活動の発展に伴なって運
航要員の省人化が進み、船舶において運航業務に従事す
る操船者は、見張り作業の合間にも海図による航路の確
認、船位確認および他船との航行状態のプロッテング等
の煩雑な作業を行なっている。このため、見張り以外の
作業を行なっている場合でも、航行環境状態や警報指示
の内容（他船の位置、状態等）を容易に確実に把握する
ことのできる改善された支援方式の実現が強く望まれて
いた。しかしながら、現在のブザー音を用いた指示方式
では、多忙な操船者に警報指示の内容を確実に伝達し
て、操船者の負担を軽減することは非常に困難である。[0006] On the other hand, in recent years, the number of operating personnel has been reduced in accordance with the development of economic activities, and the navigators engaged in the operation of ships have been able to check the navigation route, check the ship position, Complicated work such as plotting in a state of navigation with other ships. For this reason, there is a strong need for an improved support system that can easily and reliably grasp the navigation environment state and the contents of the warning instruction (the position, state, etc. of other ships) even when performing work other than lookout. Was desired. However, it is very difficult for the current instruction system using a buzzer sound to reduce the burden on the ship operator by reliably transmitting the contents of the warning instruction to the busy ship operator.
【０００７】そこでこの発明は、以上の通り、従来の警
報指示のための諸手段の欠点を改善し、多忙な操船者に
も警報指示の内容を確実に、かつ、迅速に伝達すること
のできる新しい船舶衝突予防用の警報指示装置を提供す
ることを目的としている。Therefore, the present invention improves the drawbacks of the conventional means for issuing a warning instruction as described above, and enables the contents of the warning instruction to be reliably and promptly transmitted to a busy ship operator. It is an object of the present invention to provide a new warning indicating device for preventing ship collision.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】この発明は、上記の課題
を解決し、前記目的を実現するために、輻輳海域や狭視
界域を航行中の操船者に対して、危険な船舶及び危険性
のある船舶、または捕捉欠落船の発生とその所在に関す
る警報、及び、操船者が見張り上特に入手したい特定の
船舶（リクエスト船）の位置や状態のデータ（リクエス
トデータ）を自然言語の合成音声で指示するとともに、
航路上の危険海域を画像表示する装置が、 １）警報装置で用いる語彙の音声単語辞書記録装置、 ２）レーダで探知した他船の位置、方位等のディジタル
・データを出力する装置、 ３）他船と自船の位置・速度関係や自船・他船の運動特
性を基に、現在及び将来の見合状況を各船舶について解
析して、危険な船舶及び危険性のある船舶、または捕捉
欠落船に関する警報指示を決定する装置、 ４）警報指示船に対する警報の種類、目標の位置関係、
見合状況等のデータを総合判断して、音声指示内容の語
彙リストを作成する装置、 ５）音声単語辞書を使用して、語彙リストに対応した合
成音声を発生する装置、 ６）警報指示船の所在と自船の航路近傍で他船と接近す
る危険な海域（たとえば、自船から見た閉塞海域、ま
た、他船側から自船を見た閉塞海域）の潜在的衝突の危
険性（閉塞度）、及び捕捉欠落船の所在、音声指示内容
の文字出力、他船ベクトル情報等の音声指示船に対応し
た視覚情報を表示する装置、 ７）操船者がリクエスト船とリクエストデータの種類を
入手するためのキーボードと音声認識装置、 によって構成されていることを特徴とする船舶衝突予防
用警報指示装置を提供する。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned problems and, in order to achieve the above-mentioned object, provides a dangerous ship and a danger to a ship operator navigating a congested sea area or a narrow view area. Warnings about the occurrence and location of ships with missing or missing vessels, and data (request data) on the position and status of specific vessels (request vessels) that the operator particularly wants to look out for in a natural language synthesized voice Instruct,
A device that displays images of dangerous sea areas on the route is: 1) A voice word dictionary recording device of vocabulary used in the alarm device, 2) A device that outputs digital data such as the position and direction of another ship detected by radar, 3) Based on the position / velocity relationship between the other ship and the own ship and the motion characteristics of the own ship and the other ship, the current and future probable situation is analyzed for each ship, and dangerous ships and dangerous ships, or missing A device that determines the warning instruction for the ship, 4) the type of alarm for the warning instruction ship, the positional relationship of the target,
A device that comprehensively determines data such as matching situations and creates a vocabulary list of voice instruction contents. 5) A device that generates a synthesized voice corresponding to the vocabulary list using a voice word dictionary. The potential collision risk (occlusion degree) between the location and the dangerous sea area approaching another ship near the own ship's route (for example, an occluded sea area viewed from the own ship or an occluded sea area viewed from the other ship side). ) And a device for displaying the location of the missing vessel, outputting the text of the voice instruction contents, and displaying visual information corresponding to the voice instruction boat such as other vessel vector information. 7) The operator obtains the request ship and the type of request data. A ship collision prevention warning instruction device, comprising: a keyboard and a voice recognition device.
【０００９】すなわちこの発明の発明者は、曖昧な情報
の伝達をなくすために船上での人間による見張り報告を
調査して、船橋において航海士や見張り要員が通常用い
ている自然言語の見張り報告の会話様式が人工知能応用
技術である自然言語処理に適していることに着目し、語
彙分類アルゴリズムを計算機上に構成し、警報や見張り
の指示を合成音声で、効果的に支援する方式の開発を進
めてきた。[0009] That is, the inventor of the present invention investigates a human lookout report on board a ship in order to eliminate transmission of ambiguous information, and reports a natural language lookout report normally used by navigators and watchmen on a bridge. Focusing on the fact that conversation styles are suitable for natural language processing, which is an artificial intelligence application technology, we developed a vocabulary classification algorithm on a computer, and developed a method to effectively support alarms and watch-out instructions with synthesized speech. I proceeded.
【００１０】そして、この発明では、航行環境情報の確
実な伝達と見張り作業の効果的支援に関する課題を解決
するため、操船者の視聴覚機能を介して、合成音声で表
現された聴覚支援情報を用いて警報指示、及び、リクエ
スト船のリクエストデータの情報提供を行なうと共に、
危険な船舶と遭遇する航路上の閉塞海域等を自船側から
見た場合と、他船側から見た場合について画像表示し
て、音声と画像の両面から見張り支援をする方式と、そ
のための装置構成を採用している。According to the present invention, in order to solve the problems relating to reliable transmission of navigation environment information and effective support for lookout work, hearing aid information expressed in synthetic speech is used through the audiovisual function of the ship operator. To issue warning instructions and provide information on the request data of the request ship,
A system that displays images of the closed sea area on the route where dangerous ships are encountered from the ship's own side and from the other ship's side, and provides look-out support from both voice and image, and the equipment configuration for that Is adopted.
【００１１】この装置については、以下の通りの方法に
おいて警報指示がなされる。すなわち、たとえば図１に
例示されたこの発明の警報指示装置を用いて、輻輳海域
や狭視界域をレーダで航行中の操船者に、危険な船舶及
び危険性のある船舶、または捕捉欠落船の警報情報、及
び、リクエスト船のリクエストデータ情報を合成音声で
指示する方法において、 （ａ）見張り報告で使用している自然言語の音声単語辞
書を作成し、 （ｂ）レーダから、捕捉船舶の位置、方位、速度、及
び、自船の速度や針路等のデータをあわせて受信し、 （ｃ）他船との位置関係や見合関係等の航行状態と自船
と他船の運動特性から危険な船舶及び危険性のある船
舶、リクエスト船、または捕捉欠落船を検出して、 （ｄ）それらの船舶の位置や見合状況を解析して、警報
指示内容を判定し、 （ｅ）警報の種類、目標の相対位置、見合状況等のデー
タを基に知的処理して、音声指示の語彙リストを計算機
上に作成し、 （ｆ）語彙リストと音声単語辞書の索引から、合成音声
の支援情報を一度に２回繰り返して発生して、 （ｇ）視覚情報は音声指示と並行して、危険な船舶と接
近する航路近傍の自船側から見た閉塞海域と他船側から
見た閉塞海域、さらには、自船針路上閉塞度の最接近時
間軸上における値、自船の旋回針路上閉塞度の最大値と
最接近距離の最小値、捕捉欠落船の位置、及び指示内容
の文字出力等の画像情報をＣＲＴディスプレー上に表示
する。For this device, an alarm is issued in the following manner. That is, for example, by using the alarm indicating device of the present invention illustrated in FIG. 1, the operator navigating in a congested sea area or a narrow view area with a radar can be provided with a dangerous ship and a dangerous ship, or a ship missing and caught. In the method of instructing the warning information and the request data information of the request ship by synthetic voice, (a) Create a natural language speech word dictionary used in the lookout report, (b) From the radar, the position of the captured ship , Bearing, speed, and the data of own ship's speed and course, etc. (c) It is dangerous due to the navigational conditions such as positional relationship with other ship and mutual relations and the motion characteristics of own ship and other ship. (D) Analyze the position and matching status of those ships and determine the contents of warning instructions, (e) the type of alarm, The relative position of the target, Vocabulary list of voice instructions is created on a computer by performing intelligent processing based on data, and (f) support information of synthesized speech is generated twice at a time from the vocabulary list and the index of the voice word dictionary. (G) In parallel with the voice instruction, the visual information is used to indicate the closed sea area seen from the own ship side and the closed sea area seen from the other ship side near the route approaching the dangerous ship, and the degree of obstruction on the own ship course. Image information such as the value on the closest approach time axis, the maximum value of the degree of obstruction on the turning course of the ship and the minimum value of the closest approach distance, the position of the vessel missing and captured, and the text output of the instruction content are displayed on the CRT display. .
【００１２】[0012]
【実施例】そこで、前記した通りの発明の技術的構成と
実施の態様を図面に沿って詳しく説明する。この発明に
おいては前記した通り、見張り報告の会話方式に着目し
て、レーダから他船データを受信した後、それぞれの船
舶について、現在、及び将来に予測される潜在的衝突の
危険性（閉塞度）解析を行ない、危険な船舶及び危険性
のある船舶または潜在的衝突の危険性のある捕捉欠落船
（危険性の高い船舶）、及びリクエスト船等に対して
は、他船の位置や速度ベクトル等のデータと海上衝突予
防上、自船が避航動作の義務船か、針路保持船であるか
を判定して、警報指示の種類と他船の航行位置や見合状
態（見合状況）等の指示内容に関する語彙リストを計算
機上に作成する。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an exploded perspective view of a preferred embodiment of the present invention. In the present invention, as described above, by paying attention to the conversation method of the look-out report, after receiving data of other vessels from the radar, the risk of potential collisions (obstruction degree ) Analyze and, for dangerous and dangerous ships or potentially missing collision missing (highly dangerous) ships, and request ships, position and velocity vectors of other ships In order to prevent collisions at sea, it is determined whether the ship is a mandatory ship or a course-keeping ship, and the type of warning instruction and the navigation position of other ships and instructions such as the matching status (matching status) Create a vocabulary list on the computer.
【００１３】船橋での見張り報告に関する会話は、情報
伝達時の欠落防止や情報の曖昧さを無くすために、簡潔
にパターン化している。そして、この見張り報告で使用
される語彙リストは、特定の単語（名詞、形容詞、接続
詞）から成り立っている。また、報告時に用いる船舶の
航行位置は、たとえば図３の相対位置表現でモデル化
し、さらに、見合状況は海上衝突予防法により図４によ
ってモデル化している。[0013] Conversations regarding lookout reports on the bridge are simply patterned to prevent loss of information during transmission and to eliminate ambiguity in the information. The vocabulary list used in this lookout report is made up of specific words (nouns, adjectives, conjunctions). In addition, the navigation position of the ship used at the time of reporting is modeled by, for example, the relative position expression shown in FIG. 3, and the matching status is modeled by FIG. 4 by the Maritime Collision Prevention Law.
【００１４】そして、危険性の高い捕捉欠落船は、警報
指示の対象としている。危険性の高い船舶ついては、先
に作成した語彙リストを基に、各語彙に対応した音声単
語を索引して合成音声を発生する。さらに危険な船舶と
接近する航路近傍の海域情報は、自船が針路を変更して
避航した場合に生じる閉塞度を模擬的に解析し、さらに
他船が針路を変更して避航した場合に生じる閉塞度を模
擬的に解析して、ＣＲＴディスプレー上に表示して操船
者を支援するという技術的構成を採用する。[0014] A high-risk missing ship is a target for a warning instruction. For ships with a high risk, based on the vocabulary list created earlier, speech words corresponding to each vocabulary are indexed to generate synthesized speech. Furthermore, information on the sea area near the route approaching dangerous ships is analyzed by simulating the degree of blockage that occurs when the own ship changes course and escapes, and occurs when another ship changes course and escapes. A technical configuration is adopted in which the degree of blockage is simulated and displayed on a CRT display to assist the operator.
【００１５】このように、この発明は、レーダで得た他
船データ（図５）を基に、見張りを継続して行なう必要
のある危険性の高い船舶、及び危険性の高い捕捉欠落船
（要見張り船）等の見合状況を計算機で解析して、警報
指示は合成音声でスピーカから発生させて、共に画像表
示で行なうものである。すなわち、図１に示したこの発
明の警報指示装置においては、まず、図２に示したよう
な船舶内の見張り報告で使用される音声会話の音声単語
辞書ファイルを作成する。これは後述する合成音声の発
生で使用する音声単語のディジタル・データである。As described above, according to the present invention, a high-risk ship and a high-risk catch-and-drop ship (high-risk captured missing ship) are required based on other ship data (FIG. 5) obtained by radar. A matching situation such as a lookout boat is analyzed by a computer, and a warning instruction is generated from a speaker by a synthesized voice, and both are performed by image display. That is, in the alarm instruction device of the present invention shown in FIG. 1, first, a speech word dictionary file of a speech conversation used in a look-out report in a ship as shown in FIG. 2 is created. This is digital data of a speech word used for generating a synthesized speech described later.
【００１６】次いで、図５に例示したレーダ・データを
基に航行状態を解析して、相対位置関係や最接近時間、
航過距離等の要素データを基に、要見張り船等の警報指
示対象船を検知する。さらに、警報指示対象船の航行状
態に関するデータを基に、警報の種類と航行位置、見合
状態等の音声指示を実現するために必要な語彙リスト
（図６）を作成する。Next, the navigation condition is analyzed based on the radar data illustrated in FIG. 5 to determine the relative positional relationship, the closest approach time,
Based on the element data such as the travel distance, a ship that is to be warned, such as a watch over ship, is detected. Further, a vocabulary list (FIG. 6) necessary for realizing voice instructions such as the type of alarm, the navigation position, the matching status, and the like is created based on the data on the navigation state of the alert instruction target ship.
【００１７】警報指示は、語彙リストを基に音声単語辞
書ファイルから対応する音声単語ディジタル・データを
索引して、Ｄ／Ａ変換後増幅して、スピーカから支援情
報を発生する。また、リクエスト・データの合成音声に
よる入手は、例えば、リクエスト船のデータ入手に必要
な入力データの種類（図１３）のコード化（音声入力の
場合は認識用の音声の登録を行う）と、入力コードに対
応したリクエスト・データの発生条件の設定を行ない、
それぞれの入力コードに対応した内容の情報を合成音声
で提供する。For the warning instruction, the corresponding voice word digital data is indexed from the voice word dictionary file based on the vocabulary list, D / A converted and amplified, and support information is generated from the speaker. The request data can be obtained by synthesized voice, for example, by coding the type of input data (FIG. 13) necessary for obtaining the data of the request vessel (in the case of voice input, registering a voice for recognition). Set the request data generation condition corresponding to the input code,
The information of the content corresponding to each input code is provided by a synthetic voice.
【００１８】なお、警報指示は一つの指示内容を一度に
２回または操船者が設定した発生条件で繰り返して発生
する。さらに、見張り警報指示の場合は、閉塞度値を用
いて他船の危険性の評価指標とする。閉塞度を用いた航
行危険海域の表示例を示したものが図７である。次に指
示摘要例を示してみる。It is to be noted that the warning instruction is issued one instruction content twice at a time or repeatedly under the generation conditions set by the operator. Furthermore, in the case of a lookout warning instruction, the degree of blockage value is used as an index for evaluating the danger of another ship. FIG. 7 shows a display example of a navigation dangerous sea area using the degree of blockage. Next, an example of instructions will be shown.
【００１９】 １）要見張り船の内、危険性のある船舶の警報指示は、
現在閉塞度が０％で潜在閉塞値が５０％以上の船を対象
として２分置きに発生する。 ２）要見張り船の内、危険な船舶の警報指示は、現在閉
塞度０％以上で潜在閉塞値が７０％以上の船を対象とし
ている。指示時期は閉塞度が１０％上昇する毎にする。[0019] 1) Among the watch boats that need to be watched, a warning instruction for a dangerous vessel
Occurs every 2 minutes for ships with a current degree of blockage of 0% and a potential blockage value of 50% or more. 2) Among the watch-keeping vessels, warning instructions for dangerous vessels are intended for vessels with a degree of blockage of 0% or more and a potential blockage value of 70% or more. The instruction timing is set every time the degree of blockage increases by 10%.
【００２０】 ３）危険な船舶との見合状態が変化した場合は、ベアリ
ングの変化状況を指示する。 ４）捕捉欠落船の指示は、前記の要見張り船の中で捕捉
が欠落した船舶について指示する。なお、捕捉欠落船の
指示は、発生時のみとする。 ５）要見張り船の内、危険な船舶の場合については、他
の船舶との見合関係と予測の最接近時航過距離、船首航
過距離、最接近までの時間を含め、自船の安全な海域の
針路を指示する。3) When the matching state with the dangerous ship changes, the change status of the bearing is instructed. 4) The instruction of the vessel missing capture is instructed on the vessel of which the capture is missing among the above watch-out boats. In addition, the instruction of the vessel missing and captured will be made only when it occurs. 5) In the case of a dangerous ship out of watch-keeping ships, the ship's own ship, including the relationship with other ships and the predicted overrun distance at the time of closest approach, overrun distance at the bow, and the time until the closest approach, Directs you to safe waters.
【００２１】 ６）指示船が複数隻有って、それらの指示内容が同じ場
合、その隻数を追加して指示する。 ７）他船が避航を開始した場合は、針路の変化状況、予
測の最接近時航過距離、船首航過距離、最接近までの時
間を含め、指示する。 ８）リクエスト船のデータは、操船者が入力した発生条
件の設定により発生する。6) When there are a plurality of designated ships and the instruction contents are the same, the instruction is performed by adding the number of the designated ships. 7) When the other vessel starts the evacuation, an instruction is given, including the course change course, the predicted overtravel distance at the time of closest approach, the overtravel distance at the bow, and the time until the approach. 8) The data of the request ship is generated by the setting of the occurrence condition input by the operator.
【００２２】また、航行の危険性を評価する閉塞度評価
指標はたとえば以下の通りとする。 ｉ）統計的運動性能で見た避航操船特性 操船者が避航の判断をする場合、避航開始時の最接近時
間（ＴＣＰＡ）や航過距離（ＤＣＰＡ）の値は、船の操
縦性能（すなわち、特性時間や旋回性能、反転堕力特
性）や操船者の判断特性等により決まると考えられる。
しかし、操船者は速力や舵角、積荷等の状態で変化する
それらの値を逐次正確に把握することは困難なため、経
験で得た主観的評価量で航行環境状態を評価して、安全
側に操船しているものと思われる。An index for evaluating the degree of obstruction for evaluating the danger of navigation is as follows. i) Avoidance maneuvering characteristics in terms of statistical maneuverability In the case of a ship operator making an evacuation decision, the values of the closest approach time (TCPA) at the start of the avoidance and the passing distance (DCPA) are determined by the maneuvering performance of the ship (ie, It is considered that it is determined by the characteristic time, the turning performance, the reversing fallen force characteristic), the judgment characteristic of the ship operator, and the like.
However, it is difficult for the operator to grasp the values that change with speed, rudder angle, load, etc., sequentially and accurately. It seems that he is maneuvering to the side.
【００２３】ここでは、避航開始時の最接近時間が船の
長さ；Ｌと速度；Ｖを関数とした特性時間τ（＝Ｌ／
Ｖ）でモデル化している。また、他船の大きさは速度と
レーダ目標の大きさから統計的緒元性能特性を基に推測
する。そして、操船者が避航開始時期を決める場合は、 自船が避航動作を開始してから避航の効果が現われるま
での時間遅れ；τJ （＝３τ） 他船の動向認識の時間遅れ；τT （＝５τ1 ） 操船判断の時間遅れ；τS 操船者間の情報伝達時間の遅れ；τd （＝約５秒） 反転堕力において船体が停止するまでの時間（制動停止
時間）；Ｔ 等の時間遅れを予め考慮して避航の開始時期を決めてい
るものと思われる。Here, the closest approach time at the start of the evacuation is a characteristic time τ (= L / L
V). In addition, the size of the other ship is estimated from the speed and the size of the radar target based on the statistical performance characteristics. When the ship operator decides the start time of the evacuation, the time delay from the start of the evacuation operation of the own ship until the effect of the evacuation appears; τ J (= 3τ) The time delay of the movement recognition of the other ship; τ T (= 5τ 1 ) Time delay of ship maneuvering judgment; τ S Delay of information transmission time between ship operators; τ d (= approximately 5 seconds) Time until the hull stops in reverse reversal force (braking stop time); T, etc. It is probable that the time to start the evacuation was determined in advance in consideration of the time delay.
【００２４】従って、反転堕力において船体が停止する
までに船体が進出する距離は、以下「制動停止距離」と
言う。たとえば、図８の制動特性を持つ、5000トン
（Ｌ；105ｍ）の船が湾内を通常航行（Ｖ＝１２ノッ
ト）する場合について考えてみる。ただし、特性時間は
自船の特性時間；τ；約１７秒、在来船の特性時間；τ
i（；６〜１７）秒とする。Therefore, the distance the hull advances before the hull stops in the reverse fall is hereinafter referred to as "braking stop distance". For example, consider the case where a ship of 5000 tons (L; 105 m) having the braking characteristics shown in FIG. 8 normally sails in the bay (V = 12 knots). However, the characteristic time is the characteristic time of the own ship; τ; about 17 seconds, the characteristic time of the conventional ship; τ
i (; 6 to 17) seconds.
【００２５】避航開始時の最接近時間分布は、各遅れ時
間が 自船の避航時間遅れ：τJ 約５７秒、 認識時間遅れ ：τT （３０〜８５）秒、 操船時間遅れ ：τS （３０〜６０）秒、 操船者間の情報伝達時間の遅れ：τd ：５秒、 制動停止時間 ：Ｔ：250秒、 となり、操船者の判断に関する時間遅れ：τJ ＋τT ＋
τS ＋τd と制動停止時間：Ｔのいずれかの最小値を、
下限値：τL （約２分２秒）とし、それらの和を上限
値：τH （７分３７秒）とする範囲に分布し、その平均
値が通常の航行速力の制動停止時間：Ｔ（４分１０秒）
の近傍に分布している。The closest approach time distribution at the start of the evacuation is as follows: each delay time is the evacuation time delay of own ship: τ J about 57 seconds, the recognition time delay: τ T (30 to 85) seconds, the marine vessel maneuvering time delay: τ S ( 30 to 60) seconds, delay in information transmission time between boat operators: τ d : 5 seconds, braking stop time: T: 250 seconds, and time delay related to boat operator judgment: τ J + τ T +
τ S + τ d and braking stop time: One of the minimum values of T is
Lower limit: τ L (approximately 2 minutes 2 seconds), and their sum is distributed in the range of upper limit: τ H (7 minutes 37 seconds), and the average value is the braking stop time of normal sailing speed: T (4 minutes 10 seconds)
Are distributed in the vicinity of.
【００２６】さらに操船者は通常の避航操船による危険
回避が困難な場合、最大舵角による旋回径でＵターンし
て避航する場合と、機関を反転して船体を停止させるこ
とにより避航する場合を考慮している。従って、機関が
停止してから船体が進む距離と避航遅れ時間に進む距離
を船首方向の最接近距離の目標値：Ｄa 、最大蛇角時の
旋回径を船側方向の最接近距離の目標値：Ｄb とする。
なお、船尾方向の最接近距離の目標値：Ｄd は、Ｄd ＝
Ｄa ／２とする。Further, the ship operator may avoid the danger by ordinary avoiding maneuvering, avoiding the U-turn at the turning diameter by the maximum steering angle, or avoiding by stopping the hull by reversing the engine. Take into account. Therefore, the distance that the hull advances after stopping the engine and the distance that advances to the evacuation delay time are the target values of the closest approach distance in the bow direction: D a , and the turning diameter at the maximum steering angle is the target value of the closest approach distance in the ship side direction. : and D b.
Note that the target value of the closest approach distance in the stern direction: D d is D d =
D a / 2.
【００２７】ii）閉塞度値算出のアルゴリズムについて
他船との危険状態を評価する評価指標に適用している閉
塞度の算出アルゴリズムについて説明する。海上交通を
統計的に解析すると、自船の周りには他船を近づけない
楕円形状（船首方向：Ｄa 、船側方向：Ｄb 、船尾方
向：Ｄa ）をした閉塞海域が認められる。例えば、船首
・船側方向の航跡隻数分布の観測値は図９（ａ）（ｂ）
に実線で示してある。Ii) Algorithm for calculating the degree of blockage A description will be given of an algorithm for calculating the degree of blockage applied to an evaluation index for evaluating a danger state with another ship. Statistical analysis of marine traffic reveals an occluded sea area around the own ship that has an elliptical shape (bow direction: D a , ship side direction: D b , stern direction: D a ) that keeps other ships away. For example, the observed values of the distribution of the number of wake vessels in the bow / side direction are shown in FIGS. 9 (a) and 9 (b).
Are shown by solid lines.
【００２８】この図から、避航時の操船者は、楕円形状
をした航跡隻数分布の平均値（長径：Ｄa 、短径：
Ｄb ）と同様な航過距離に目標針路を採っていることが
分かる。そして航過領域は平均値の約1/2 倍から２倍に
分布している。この閉塞海域の大きさは、自船（全長：
ＬO ）と他船（全長ＬT ）による総合的な大きさ（相対
船長：Ｌ）と速度および旋回径に依存している。From this figure, the operator at the time of evacuation is able to determine the average value of the distribution of the number of wake vessels having an elliptical shape (major axis: D a , minor axis:
It can be seen that taking a target course in the same domestic over distance D b). And the passage area is distributed about 1/2 to 2 times the average value. The size of this closed sea area is
L O ) and the total size (relative length: L) of the other ship (total length L T ) and the speed and turning radius.
【００２９】なお、相対船長：Ｌは、Ｌ＝｛（ＬO 2 ＋
ＬT 2 ）／２｝1/2 である。さらに、図１０で、他船の
相対針路が自船針路と交差する角度：θ、航過までの時
間：ｔ、航過時の最接近距離：ｄの見合状況における平
均的最接近距離：ＤL は、 ＤL ＝［（Ｄa ・Cos θ）2 ＋（Ｄb ・Sin θ）2 ］1/2 （１） ＤL ＝［（ＤL ・Cos θ）2 ＋（Ｄb ・Sin θ）2 ］1/2 （１′） となる。Note that the relative master: L is L = Ｌ (L O 2 +
L T 2 ) / 2｝ 1/2 . Further, in FIG. 10, the angle at which the relative course of the other ship intersects the course of the own ship: θ, the time until the passing, t: the closest approaching distance at the time of the passing: d, the average closest approaching distance: D L is, D L = [(D a · Cos θ) 2 + (D b · Sin θ) 2] 1/2 (1) D L = [(D L · Cos θ) 2 + (D b · Sin θ) 2 ] 1/2 (1 ').
【００３０】従って、操船者の航過距離に関する主観的
危険度合は、他船を避ける累積頻度の閉塞度に対応して
いるものと定義する。なお、Ｖ：自船の速度、Ｄa ：船
首方向の最接近距離の目標値（制動停止距離または避航
遅れ時間に進む距離）、Ｄb ：船側方向の最接近距離の
目標値（相対船長Ｌの船の旋回径）である。Therefore, the degree of subjective danger relating to the navigation distance of the ship operator is defined as corresponding to the degree of blockage of the cumulative frequency of avoiding other ships. V: the speed of the ship, D a : the target value of the closest approach distance in the bow direction (the distance to advance to the braking stop distance or the evacuation delay time), D b : the target value of the closest approach distance in the ship side direction (the relative ship length L) Of the ship).
【００３１】また、最接近距離の下限目標値は、Ｄa 、
Ｄd ≧３・Ｌ、Ｄb ≧２・Ｌとする。次に、現在針路の
最接近距離：ｄに関する閉塞度は、基本最接近距離：Ｄ
L を用いて、以下のように定義する。なお、航過領域の
長径・短径方向の下限値・上限値・目標値は、自動また
は手動で任意に設定する。The lower limit target value of the closest approach distance is D a ,
It is assumed that D d ≧ 3 · L and D b ≧ 2 · L. Next, the degree of obstruction with respect to the closest approach distance d of the current course is represented by the basic closest approach distance: D
Using L , it is defined as follows. The lower limit value, upper limit value, and target value in the major axis and minor axis directions of the passage area are arbitrarily set automatically or manually.
【００３２】即ち、航過点における最接近距離の閉塞
度：ＢD は、ｄが２・ＤL より小さいとした条件の時、 ＢD ＝１ ・・・・・・・・ ｄ＜ＤL ／２ ＢD ＝｛（２・ＤL −ｄ）／（３・ＤL ／２）｝2 ・・・・・ ＤL ／２≦ｄ＜２・ＤL （２） ＢD ＝０ ｄ≧２・ＤL とする。例えば、航過距離に対する閉塞度値は図９
（ａ）の点線で示される。さらに、図１１は、避航開始
時における時間的余裕を示す最接近時間の観測値（実
線）と避航開始時の時間的余裕に関する主観的危険度の
閉塞度を点線で示している。[0032] That is, clogging of the closest distance at Wataru over point: B D when the condition d is a 2 · D L smaller than, B D = 1 ········ d < D L / 2 B D = {(2 · D L -d) / (3 · D L / 2)} 2 ····· D L / 2 ≦ d <2 · D L (2) B D = 0 d ≧ and 2 · D L. For example, FIG.
This is indicated by the dotted line in FIG. Further, FIG. 11 shows the observed value of the closest approach time (solid line) indicating the time margin at the start of the evacuation and the degree of obstruction of the subjective risk related to the time margin at the start of the evacuation by a dotted line.
【００３３】なお、Ｔは、自船の速度：Ｖにおける避航
開始時の時間的余裕の目標値で、速度Ｖにおける制動停
止時間である。すなわち、最接近時間：ｔにおける最接
近時間閉塞度：ＢT は、 ｔ≦２・Ｔとした条件下で、 τL ≦Ｔ／２の場合 ＢT ＝１ ・・・・・・・・ ｔ＜Ｔ／２ ＢT ＝｛（２・Ｔ−ｔ）／（３・Ｔ／２）｝2 ・・Ｔ／２≦ｔ＜２・Ｔ（３） ＢT ＝０ ・・・・・・・・ ｔ≧２・Ｔ τL ＞Ｔ／２の場合 ＢT ＝１ ・・・・・・・・ ｔ＜τL ＢT ＝｛（２・Ｔ−ｔ）／（２・Ｔ−τL ）｝2 …τL ≦ｔ＜２・Ｔ（３′） ＢT ＝０ ・・・・・・・・ ｔ≧２・Ｔ となる。Here, T is a target value of a time margin at the time of the start of the evacuation at the speed of the own ship: V, and is a braking stop time at the speed V. That is, the closest approach time: the closest approach time occlusion degree of t: B T is under conditions and t ≦ 2 · T, τ L ≦ T / 2 when B T = 1 ········ t <T / 2 BT = {(2 · T−t) / (3 · T / 2)} 2 ·· T / 2 ≦ t <2 · T (3) B T = 0 When t ≧ 2 · T τ L > T / 2 B T = 1... T <τ L B T = ｛(2 · T−t) / (2 · T−τ L ) ｝ 2 ... Τ L ≦ t <2 · T (3 ′) B T = 0... T ≧ 2 · T.
【００３４】そして、航行時の危険性を表わす総合閉塞
度の指数：ＢI は、式−４に定義する。 ＢI ＝ＢD ・ＢT ・１００％ （４） ＢI ＝（ＢD ・ＢT ）0.5 ・１００％ （４’） ＢI ＝ＢD ・ＢT 0.5 ・１００％ （４”） 例えば、図１２（ａ）（ｂ）は１２knt で航行中の自船
に対する総合閉塞度指数を他船速度が８knt 、１４knt
の場合について示している。そして前記図７は閉塞度を
用いた航行危険海域の表示例を自船側から見た閉塞海域
と他船側から見た閉塞海域の場合について示している。An index of the overall degree of blockage, B I , which represents the risk during navigation, is defined by equation (4). B I = B D · B T · 100% (4) B I = (B D · B T ) 0.5 · 100% (4 ′) B I = B D · B T 0.5 · 100% (4 ”) For example, FIGS. 12 (a) and 12 (b) show the total blockage index for own ship navigating at 12 knt and the speeds of other ships at 8 knt and 14 knt.
It shows about the case of. FIG. 7 shows a display example of a navigation danger sea area using the degree of occlusion in the case of an occluded sea area viewed from the own ship and an occluded sea area viewed from another ship side.
【００３５】もちろん、この発明は、以上の例によって
限定されるものではないし装置構成の細部については様
々な態様が可能である。Of course, the present invention is not limited to the above-described examples, and various embodiments of the details of the device configuration are possible.
【００３６】[0036]
【発明の効果】輻輳海域や狭視界域を航行する場合、レ
ーダは航行海域情報を収集する重要な情報源になってい
る、現状では、これらのレーダ情報を操船者の視覚機能
と聴覚機能で認識している。しかし、現在の聴覚機能を
対象としたブザー音を用いた指示方式では、多忙な操船
者に、警報の指示内容を確実に伝達できない。また、レ
ーダ両面上のベクトル情報からは、避航判断に必要な危
険海域と安全な海域の情報を瞬時に把握できない為、操
船者の負担を軽減することは困難である。この発明の音
声合成警報指示装置は、人間による見張り報告の自然言
語と同様な語彙で、警報の内容を音声指示するため、警
報の種類や警報指示対象船舶の位置・状態の把握が容易
になる。As described above, when navigating in a congested sea area or a narrow view area, the radar is an important information source for collecting navigation sea area information. At present, such radar information is provided by the visual and auditory functions of the operator. It has recognized. However, in the present instruction system using a buzzer sound for the hearing function, it is not possible to reliably transmit a warning instruction to a busy ship operator. In addition, it is difficult to reduce the burden on the ship operator because vector information on both sides of the radar cannot instantaneously grasp information on a dangerous sea area and a safe sea area necessary for evacuation judgment. The voice-synthesizing warning instruction device of the present invention voice-instructs the contents of the warning in a vocabulary similar to the natural language of a watch sentence report by a human, so that it is easy to grasp the type of the warning and the position and state of the ship to be warned. .
【００３７】さらに、警報の音声指示と並行して、危険
性の高い船舶と接近する航路近傍の自船側から見た閉塞
海域と、他船側から見た閉塞海域、自船針路上閉塞度の
最接近時間軸上における値、自船の旋回針路上閉塞度の
最大値、最接近距離の最小値、及び捕捉欠落船の位置、
指示内容の文字出力等の画像による視覚情報をＣＲＴデ
ィスプレー上に表示しているため、航行環境状態の把握
が容易となり、船舶衝突予防装置の支援情報として有効
であり、普及の可能性は高い。Further, in parallel with the voice instruction of the alarm, the maximum of the closed sea area near the route approaching the high-risk ship as viewed from the own ship side, the closed sea area as viewed from the other ship side, and the degree of obstruction on the own ship course. The value on the approach time axis, the maximum value of the degree of obstruction on the turning course of the own ship, the minimum value of the closest approach distance, and the position of the missing capture ship,
Since visual information based on images such as character output of the instruction content is displayed on the CRT display, it is easy to grasp the navigation environment state, which is effective as support information for the ship collision prevention device, and has a high possibility of dissemination.
【００３８】すなわち、この発明では、音声指示より、
他の視覚情報を必要な時にタイミング良く参照すること
ができるので、操船者の負担軽減が可能で、画像情報を
効果的に利用することができる。たとえば、航行環境情
報を合成音声指示で受けた操船者は、指示内容を考慮し
て、操船者がすでに認知していて緊急性がないと判断し
ている情報の場合には航行状態を予測して現在進行中の
作業を継続し、また、認知していない場合には、現在の
作業を中断して他船との見合状態の確認を行なう等、画
像情報の収集を常時行なうのでなく、必要な時に効果的
なタイミングで行なう等の臨機応変な情報の取捨選択を
可能とする。That is, in the present invention, the voice instruction
Since other visual information can be referred to in a timely manner when necessary, the burden on the boat operator can be reduced, and the image information can be used effectively. For example, a ship operator who receives navigation environment information as a synthetic voice instruction considers the instruction content and predicts the navigation state if the information is already recognized by the operator and judged to be non-urgent. If the current work is ongoing, and if it is not recognized, the current work must be interrupted and the status of matching with other ships checked. In this case, it is possible to select information flexibly, for example, at an effective timing.
【００３９】以上の点からこの発明は、運航船舶の衝突
事故防止の低減と、見張り作業時の操船者負担を軽減す
る支援装置として有効なものである。From the above points, the present invention is effective as a support device for reducing the prevention of collision accidents of operating ships and reducing the burden on the operator during lookout work.
【図１】この発明の装置の構成を示したシステムブロッ
ク図である。FIG. 1 is a system block diagram showing a configuration of an apparatus according to the present invention.
【図２】この発明の装置における音声単語のリスト例図
である。FIG. 2 is an example diagram of a speech word list in the device of the present invention.
【図３】この発明における位置表現モデル図である。FIG. 3 is a diagram showing a position expression model according to the present invention.
【図４】この発明における見合い状態モデル図である。FIG. 4 is a diagram showing a matching state model according to the present invention.
【図５】この発明の装置におけるレーダ・データの出力
側図である。FIG. 5 is an output side view of radar data in the apparatus of the present invention.
【図６】この発明における音声語彙リストの文字表示図
である。FIG. 6 is a character display diagram of a speech vocabulary list according to the present invention.
【図７】航行危険海域の表示例図である。FIG. 7 is a display example diagram of a navigation dangerous sea area.
【図８】船の制動停止特性図である。FIG. 8 is a braking stop characteristic diagram of a ship.
【図９】（ａ）（ｂ）は、最接近距離の閉塞度指標図で
ある。FIGS. 9A and 9B are index diagrams of the degree of obstruction of the closest approach distance.
【図１０】相対針路交差状況図である。FIG. 10 is a relative course intersection situation diagram.
【図１１】最接近時間の閉塞度指標図である。FIG. 11 is a graph showing a degree of obstruction index at the time of the closest approach.
【図１２】（ａ）（ｂ）は、総合閉塞度指標図である。FIGS. 12 (a) and (b) are total occlusion degree index diagrams.
【図１３】リクエスト船のデータ入手に必要な入力デー
タの種類を例示した図である。FIG. 13 is a diagram exemplifying types of input data necessary for obtaining data of a request ship.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 多賀 謙治 東京都三鷹市深大寺２丁目42番地７号 (72)発明者 菅澤 忍 東京都田無市芝久保３丁目14番地９号 (72)発明者 八田 一郎 愛知県中島郡祖父江町大字二俣字上瀬古 43番地９号 合議体 審判長 鈴木 伸夫 審判官 西川 一 審判官 岩本 正義 (56)参考文献 特開 昭63−100389（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−62913（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−243799（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−265123（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−68999（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−74160（ＪＰ，Ａ) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Kenji Taga 2-42-7 Jindaiji, Mitaka City, Tokyo (72) Inventor Shinobu Sugasawa 3-14-9 Shibakubo, Tanashi-shi, Tokyo (72) Inventor Hatta Ichiro 43-9, Uesako, Futamata, Nakajima-gun, Aichi Prefecture JP-A-62913 (JP, A) JP-A-60-243799 (JP, A) JP-A-1-265123 (JP, A) JP-A-63-68999 (JP, A) JP-A-61-74160 (JP, A) )
Claims (1)
対して、衝突の恐れのある船舶、あるいは衝突の危険性
の高い船舶（危険な船舶）と、将来において危険な船舶
となりうる船舶（危険性のある船舶）、または自船から
一定の範囲内にある船舶であって、目標としてのレーダ
上での捕捉が中断された船舶（捕捉欠落船）の発生とそ
の所在に関する警報、及び、操船者が見張り上特に入手
したい特定の船舶（リクエスト船）の位置や状態のデー
タ（リクエストデータ）を自然言語の合成音声で指示す
るとともに、航路上の危険海域を画像表示する装置が、 １）警報装置で用いる語彙の音声単語辞書記録装置、 ２）レーダで探知した他船の位置、方位等のディジタル
・データを出力する装置、 ３）他船と自船の位置・速度関係や自船・他船の運動特
性を基に、現在及び将来の見合状況を各船舶について解
析して、危険な船舶及び危険性のある船舶、または捕捉
欠落船に関する警報指示を決定する装置、 ４）警報指示船に対する警報の種類、目標の位置関係、
見合状況等のデータを総合判断して、音声指示内容の語
彙リストを作成する装置、 ５）音声単語辞書を使用して、語彙リストに対応した合
成音声を発生する装置、 ６）警報指示船の所在と自船の航路近傍で他船と接近す
る危険な海域（たとえば、自船から見た閉塞海域、ま
た、他船側から自船を見た閉塞海域）の潜在的衝突の危
険性（閉塞度）、及び、捕捉欠落船の所在、音声指示内
容の文字出力、他船ベクトル情報等の音声指示船に対応
した視覚情報を表示する装置、 ７）操船者がリクエスト船とリクエストデータの種類を
入手するためのキーボードと音声認識装置、 によって構成されていることを特徴とする船舶衝突予防
用警報指示装置。Claims 1. A ship that is likely to collide, or a ship that has a high risk of collision (a dangerous ship), and a ship that is dangerous in the future, for a ship operator navigating a congested sea area or a narrow view area. A warning regarding the occurrence and location of a vessel (hazardous vessel) or a vessel within a certain range of the vessel and whose capture on radar as a target has been interrupted (lack of capture); In addition, a device that indicates the position and status data (request data) of a specific ship (request ship) that the operator particularly wants to watch on the watch by using synthetic speech in natural language, and that displays an image of the dangerous sea area on the sea route, 1) A voice word dictionary recording device for the vocabulary used in the alarm device, 2) A device that outputs digital data such as the position and bearing of another ship detected by radar, 3) The position / speed relationship between the other ship and own ship, and Ship / other ship A device that analyzes the current and future consensus status of each ship based on the kinetic characteristics and determines the warning instruction for dangerous and dangerous ships, or a missing capture ship. Type, goal location,
A device that comprehensively determines data such as matching situations and creates a vocabulary list of voice instruction contents. 5) A device that generates a synthesized voice corresponding to the vocabulary list using a voice word dictionary. The potential collision risk (occlusion degree) between the location and the dangerous sea area approaching another ship near the own ship's route (for example, an occluded sea area viewed from the own ship or an occluded sea area viewed from the other ship side). ) And a device that displays the visual information corresponding to the voice-instructed vessel, such as the location of the missing vessel, text output of the voice-instructed content, and other vessel vector information. 7) The operator obtains the request vessel and the type of request data. And a voice recognition device.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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Publications (2)
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- 1991-05-29 JP JP3181520A patent/JP2905861B2/en not_active Expired - Lifetime
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