JPH11160411A - 時分割多重通信システムおよび運航管理システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 一定航路について一定作業順序で作業を行う
作業船と情報センタとの間で報告／指示およびそれらの
確認を行いながら容易に運航管理できるようにした運航
管理システム、およびこのような多数の子局と親局とを
含むシステムにおいて、定められた時間間隔で必要な情
報の伝送を確実に行えるようにした時分割多重通信シス
テムを提供する。 【解決手段】 情報センタはＶＴＳトランスポンダ基地
局を介して各作業船のＶＴＳトランスポンダ船上局２１
に対して作業船別データまたは共通データをダウンリン
クし、各作業船からＧＰＳ時刻に同期したタイムスロッ
トごとのアップリンクデータを受信し、情報センタで各
作業船の位置等を把握し、所定の作業船に対して工事区
域の出入域管理などを行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、船舶の運航管理
システム、それに適する時分割多重通信システム、およ
びそのシステムにおける時刻同期異常局検出方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】船舶の運航を管理するシステムは、たと
えば湾岸の埋め立て工事を行う作業船など、一定の海域
を航行する船舶を基地局で管理するために用いられてい
る。

【０００３】従来の運航管理システムは、管理すべき複
数の船舶にそれぞれ子局を設け、陸地のセンタに親局を
設けて、各子局に識別符号を割り当て、親局から子局に
対して何らかのデータを送信する際、その識別符号を付
して送信し、子局側では、自局に該当する識別符号が付
されている場合に、そのデータの格納およびそれに応答
するデータを送信する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このように
ポーリング方式によってデータ通信を行う方式では、限
られた周波数帯域を用いて複数の子局と親局との間でデ
ータ通信が可能であるが、親局が各子局から必要な情報
を得るために、すべての子局に対して必ず識別符号を付
したデータ送信要求を順次出さなければならず、限られ
た時間に通信可能な子局の数が制限されてしまい、逆
に、多数の子局が存在する場合に、短時間周期で情報収
集を行うことができないという問題があった。

【０００５】また、従来の船舶の航行を管理するシステ
ムでは、一定の海域（サービスエリア）に入った船舶に
ついて、基地局側でその登録を行うことによって、サー
ビスエリアにおける各船舶の位置とそれぞれの船舶につ
いての情報を把握するだけであり、たとえば海上空港の
埋め立て工事などを、多数の作業船が一定のルーチンで
作業を繰り返す場合に、センタ側でそれぞれの作業船に
的確な指示を行い、作業船からセンタへ作業状況等を報
告し、また作業内容の指示や報告の確認を双方で容易に
行えるようにしたものはなかった。

【０００６】この発明の目的は、一定作業順序で作業を
行う作業船と情報センタとの間で報告／指示およびそれ
らの確認を行いながら容易に運航管理できるようにした
運航管理システムを提供することにある。

【０００７】この発明の他の目的は上記運航管理システ
ムのように、多数の子局と親局とを含むシステムにおい
て、定められた時間間隔で必要な情報の伝送を確実に行
えるようにした時分割多重通信システムを提供すること
にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明の時分割多重通
信システムは請求項１に記載のとおり、ＧＰＳ衛星から
の電波の受信により生成した基準タイミング信号に同期
するそれぞれ個別のタイムスロットで、送信データによ
り変調した電波を親局へ送信する手段を複数の子局に設
け、各子局からの電波を受信し、前記タイムスロット毎
の各子局からの送信データを抽出する手段を親局に設け
る。このようにＧＰＳ衛星からの電波の受信により生成
した基準タイミング信号に同期してタイムスロットを設
け、そのタイムスロットのタイミングで各子局から親局
へ順次データを送信するようにしたため、ポーリング方
式とは異なり、親局から各子局への送信勧誘を行う必要
がない。その分、限られた時間内に多数の子局からのデ
ータを収集することが可能となる。たとえば各作業船の
船位情報などのアップリンクデータを１８バイトとし、
これを４０ｍｓのタイムスロットで送信する場合、２５
０隻の作業船からの情報を１０秒周期でセンタが収集す
ることができる。

【０００９】また、この発明の時分割多重通信システム
は請求項２に記載のとおり、前記各子局に、親局からの
信号を受信するとともに、自局宛の識別符号が付されて
いるデータを選択受信する手段を設け、前記親局に、所
定の子局の識別符号を付した子局宛の個別情報と、全子
局に対する共通情報とを周期的に送信する手段を設け
る。これにより親局から各子局に対して個別情報および
共通情報を周期的に与えることができ、親局と複数の子
局との間でデータ通信を効率的に行えるようになる。

【００１０】また、この発明は上記時分割多重通信シス
テムにおいて時刻同期の異常な局を検出するために、請
求項３に記載のとおり、各タイムスロットのうち、少な
くとも或るタイムスロットとそれに隣接する他のタイム
スロットとの間に空き時間を設け、その空き時間にいず
れかの子局からの送信信号が有ることを検出したとき、
全ての子局からの送信を停止し、前記空き時間に全ての
子局からの送信信号が無くなったことを検出したとき、
親局が各子局に対して送信許可を順次与えて異常な子局
を検出する。

【００１１】すべての子局が正常に時刻同期をとってい
れば、上記空き時間においてはどの子局からも送信が行
われないが、いずれかの子局の時刻同期が異常となれ
ば、上記空き時間に送信が行われる場合がある。子局側
でその空き時間での送信を検出する場合、その異常な送
信が自局の時刻同期の異常によって誤検出されたもので
あるか、他のいずれかの子局がその時刻同期の異常によ
り送信されたものであるかは判定できないし、また、親
局側で上記の異常な送信を検出する場合でも、どの子局
からの送信であるかは判らないので、上記異常な送信を
検出した各子局が個別に送信を停止するか、親局がすべ
ての子局に対して送信停止を指示することによって、全
ての子局の送信を一旦停止する。その後、親局が各子局
に対して順次送信許可を与えて、その子局から指定どお
りのタイムスロットで送信が行われるか否かを判定する
ことによって、時刻同期の異常な子局を検出することに
なる。このような時刻同期の異常な子局を検出すれば、
以降はその異常な子局に対して送信許可を与えないよう
にすれば、時分割多重通信システムを復旧させることが
できる。

【００１２】この発明の運航管理システムは上記時分割
多重通信システムを適用したものであり、請求項４に記
載のとおり、親局を情報センタに設け、各子局を各作業
船に設け、一定航路を運航するとともに一定順序の作業
を行う毎に親局と子局との間で前記時分割多重通信シス
テムを用いて、情報センタから各作業船へ運航に関する
指示情報を伝送する手段と、各作業船から情報センタへ
前記指示に対する確認情報または他の報告情報を伝送す
る手段を設ける。

【００１３】このようにシステムを構成すれば、親局か
ら各子局に対してそれらの子局が設けられている作業船
の行うべき作業を指示するとともに、その応答を親局で
確認することができる。また各子局からの報告内容を親
局で確認することも可能となり、一定航路を一定の作業
順序で作業を行う作業船と情報センタとの間で報告／指
示およびそれらの確認を行いながら容易に運航管理がで
きるようになる。

【００１４】また、この発明の運航管理システムは、請
求項５に記載のとおり、前記確認情報を前記情報センタ
へ送信していない作業船を識別表示する手段を前記情報
センタに設ける。これにより、何らかの指示に対して未
応答の作業船を容易に把握できる。また、たとえば情報
センタが全作業船に対する指示情報として何らかの警報
を発したとき、その警報に未応答の作業船を情報センタ
側で把握できるので、安全管理にも利用できる。

【００１５】また、この発明の運航管理システムは、請
求項６に記載のとおり、所定位置に設けられる親局と、
複数の移動体にそれぞれ設けられる複数の子局とで構成
し、所定の子局の識別符号を付した子局宛の移動体の運
航に関する個別情報と、全子局に対する移動体の運航に
関する共通情報とを、ＧＰＳ衛星からの電波の受信によ
り生成した基準タイミング信号に同期して周期的に送信
する送信手段を親局に設け、この親局からの信号から自
局宛の識別符号が付されているデータを選択受信すると
ともに、ＧＰＳ衛星からの電波の受信により生成した基
準タイミング信号に同期するそれぞれ個別のタイムスロ
ットで、移動体の運航に関する送信データにより変調し
た信号を前記親局へ送信する手段を前記複数の子局にそ
れぞれ設ける。このようにシステムを構成すれば、親局
と各子局との間で各移動体の運航に関する情報を確実に
送受信でき、運航管理が容易となる。

【００１６】また、この発明の運航管理システムは、請
求項７に記載のとおり、所定位置に設けられる親局と一
定順序の作業を行う複数の移動体にそれぞれ設けられる
複数の子局とで構成し、所定の作業を行う毎に親局また
は子局から各子局または親局へ各移動体の運航に関する
情報を伝送する手段と、各子局または親局から親局また
は子局へ前記運航に関する情報に対する確認情報または
他の情報を伝送する手段とを設ける。このようにシステ
ムを構成すれば、親局と各子局との間で各移動体の運航
に関する情報の伝送およびその確認を行うことができ、
運航管理が容易となる。

【００１７】

【発明の実施の形態】この発明の実施形態に係る運航管
理システムの全体の構成をブロック図として図１に示
す。同図において情報センタは地理的にはたとえば大規
模海上工事を行う区域に隣接する位置に設け、各種工事
作業を行う作業船との間で時分割多重通信を行う。情報
センタから作業船へのダウンリンクデータは入域順位、
入出域指示、運航状況確認などの作業船を特定した情報
と、気象・海象情報、安全情報、工事区域情報、土源情
報などの全作業船に共通な情報であり、作業船から情報
センタへのアップリンクデータは識別番号、現在位置、
進路、速度、運航状況などの各種作業船ごとの情報であ
る。

【００１８】図２は運航管理システムの各局の構成を示
すブロック図である。同図においてＶＴＳ（Vessel Tra
ffic Service）トランスポンダ基地局はたとえば工事区
域の湾全体を見渡せるビルの屋上などに設けている。Ｖ
ＴＳトランスポンダ基地局と情報センタとの間は高速デ
ィジタル専用回線を介して接続している。情報センタの
ＶＴＳトランスポンダ制御装置１１はこの高速デジタル
専用回線を介してＶＴＳトランスポンダ基地局の制御を
行う。このＶＴＳトランスポンダ基地局とＶＴＳトラン
スポンダ制御装置１１が本願発明に係る親局に相当す
る。情報センタのＶＴＳトランスポンダモニタ局１２
は、ＶＴＳトランスポンダ基地局から送信されるダウン
リンクの電波を受信してその動作状態をモニタリングす
る。また、このＶＴＳトランスポンダモニタ局１２は、
後述する各作業船のＶＴＳトランスポンダ線上局と同様
の構成であり、チェック用のアップリンクデータを送信
するとともに、それがＶＴＳトランスポンダ基地局で受
信されて、ＶＴＳトランスポンダ制御装置１１を介して
戻ってきたデータと比較することによって、アップリン
クデータが正常に受信されているか否かをモニタリング
する。もし異常を検知すればその報知を行う。出入域管
理装置１３は各作業船に対する工事区域の出入域管理に
用いる。監視卓１４は各作業船の位置と作業状況などの
監視に用いる。また監視卓１４はレーダからの工事区域
の湾全体のレーダ映像情報を入力し、後述するように、
各作業船の位置を表すマークとともに、そのレーダ映像
を表示する。データベース／サーバ１５は管理すべき全
ての作業船などについての各種情報をデータベース化し
て蓄積する。出入域管理装置１３および監視卓１４はこ
のデータを参照して必要な表示などを行う。

【００１９】作業船においてＶＴＳトランスポンダ船上
局２１は、時刻同期用ＧＰＳ受信機を内蔵していて、Ｖ
ＴＳトランスポンダ基地局との間で時分割多重通信を行
い、この基地局を経由して作業船と情報センタとの間で
前述した各種データのアップリンクおよびダウンリンク
を行う。このＶＴＳトランスポンダ船上局２１が本願発
明に係る子局に相当する。作業船のＧＰＳ受信機２２は
ＧＰＳ衛星からの電波を受信して作業船の位置を測位す
る。またその際、ＧＰＳ基準局から放送されるディファ
レンシャル測位用の情報を受信して測位精度を上げる。
船上局端末２３は自船の位置の表示および情報センタか
らの各種作業の指示内容などを表示し、またその確認入
力などを行う。

【００２０】図３は上記ＶＴＳトランスポンダ基地局と
その周辺の構成を示すブロック図である。ＶＴＳトラン
スポンダ基地局はＧＰＳ受信機を内蔵していて、ＧＰＳ
アンテナ４２で受信したＧＰＳ衛星の電波から基準タイ
ミング信号を生成し、それに同期したタイムスロットで
各ＶＴＳトランスポンダ船上局２１に対してデータの送
信を行う。また各作業船のＶＴＳトランスポンダ船上局
２１から送信されてくる電波を受信する。送信信号はア
ンテナ４４から送信し、受信信号はアンテナ４５，４６
を介して入力する。情報センタと基地局には、両者間で
高速デジタル専用回線を介してデータ伝送を行うために
ターミナルアダプタＴＡを設けている。

【００２１】図４は作業船と情報センタとの間で行うア
ップリンクおよびダウンリンクのタイミング関係を示す
図である。この例ではアップリンクは、１０秒間を２５
０のタイムスロットに分割し、各タイムスロットの先頭
に０．００３秒のガードタイムを設けて１つのタイムス
ロットを０．０３７秒とし、その間に１８バイト分のデ
ータをアップリンクデータとして各作業船から情報セン
タへ送信する。上記０．００３秒のガードタイムによっ
て、切り替え時の混信を防止する。またダウンリンクデ
ータは、毎秒１ページ、１０秒周期で１０ページ分のデ
ータとして情報センタから各作業船へ送信する。１ペー
ジ分のデータはＧＰＳ同期時刻の毎秒の先頭から０．０
０３秒の部分に空き時間を設けて、残りの０．９９７秒
で送信する。１ページから８ページの途中までで、最大
２５０隻の作業船に対する、作業船を特定した４５００
バイトのデータを送信し、８ページの途中から１０ペー
ジの終わりまで全作業船に共通な１４４０バイトのデー
タを送信する。

【００２２】図５は作業船から情報センタへのアップリ
ンクデータの構成を示すブロック図である。ここでフレ
ームヘッドは、ビット同期信号、フレーム同期データ、
制御データ、およびＦＥＣ（Forward Error Correctio
n）コードから構成している。またデータブロックは後
述するように１８バイト分であり、最後にＣＲＣコード
を付加している。またデータブロックとＣＲＣの各バイ
トにはそれぞれ４ビットのＦＥＣコードを付加して、１
バイト中に１ビットの誤りがあった場合に正しい符号に
復元できるようにしている。また、その誤り訂正が正し
くなされたか否かはＣＲＣビットでエラーチェックする
ことにより判定する。

【００２３】図６はアップリンクデータの例を示す図で
ある。ここで「識別符号」はどの作業船からのアップリ
ンクであるかを識別するための符号、「測位時刻」は位
置データを求めた時刻、「カウンタ」は前回（１０秒
前）に受信したカウンタの値と比較してデータの連続性
をチェックするためのデータ、「測位フラッグ」はＧＰ
Ｓ測位方式の種類を示すデータある。たとえば０＝測位
中断、１＝単独測位、２＝ディファレンシャル測位、３
＝キネマティック測位のようにして、測位フラッグの値
によって、測位精度や測位値の信頼度を判定するため等
に用いる。「位置」は０．０００１分（緯度１８ｃｍ、
経度１５ｃｍ）分解能で工事区域の湾全域を表すデー
タ、「船速」はその作業船の現在の船速、「進路」は現
在の進行方位、「運航報告／指示確認コード」は後述す
るように、往路報告、基点到着報告などの各種報告内容
を示すコードや、入域指示、出域指示などの各種指示の
確認を示すコードである。「積載量」は現在積載してい
る土砂の量または投入した土砂の量、「投入区域」はそ
の土砂の投入すべき区域、または投入した区域を示すデ
ータである。これらのデータを図５に示したデータブロ
ックに入れて送信する。

【００２４】図７は情報センタから作業船へのダウンリ
ンクデータの構成を示す図である。同図に示すように１
フレームはフレームヘッドと３３ブロックのデータブロ
ックからなる。フレームヘッドの構成は図５に示したも
のと同様である。３３ブロックの各データブロックに
は、（Ｂ）に示すように作業船別情報または共通情報と
ＣＲＣコードからなる。この３３ブロックが１ページ分
のデータであり、図４に示したように第１ページから第
８ページの途中までで、最大２５０隻の作業船について
の個別の情報を送信し、第８ページの一部のブロックと
第９および第１０ページの全ブロックで全作業船に共通
の情報を送信する。

【００２５】図８はダウンリンクデータの例を示す図で
ある。（Ａ）は作業船別情報であり、「識別符号」は宛
先となる作業船のＶＴＳトランスポンダ船上局の識別符
号、「出入域番号」はその作業船に対して割り当てる出
入域番号、「カウンタ」は前回の（１０秒前の）データ
からの連続性をチェックするためのデータである。「運
航確認／指示コード」は往路報告、基点到着報告などの
各種報告に対する確認を示すコードや、入域指示、出域
指示などの各種指示の確認を示すコードである。「タイ
ムスロット指定」は作業船のＶＴＳトランスポンダ船上
局に対して送信すべきタイムスロットを指定するための
データである。「泊地、着桟コード」は停泊すべき場所
または着桟すべき場所を示すデータである。また「泊
地、着桟時刻」はその指定時刻である。図８の（Ｂ）は
全ての作業船に対する共通情報であり、「メッセージ種
別コード」は後に続くデータ（メッセージ）の種別を表
すコードであり、たとえば後に続くデータが気象データ
なのか、警報なのか、工事現場の情報なのかなどを、コ
ードにより判別可能としている。このメッセージ種別コ
ードが警報を示すコードであれば、全作業船がこれを受
信するので、一斉同報通信として用いることができる。
「メッセージ番号」はメッセージ種類毎の連続番号であ
り、受信済データであるか否かをこれにより判定する。
「発行年月日」はこのメッセージを発行した日付を示す
データである。「データ」はたとえば気象情報、海象情
報、警報、工事現場の情報などの文字メッセージデータ
である。

【００２６】図９はＶＴＳトランスポンダ船上局の構成
を示すブロック図である。同図においてＣＰＵ２１１は
ＲＯＭ２１６に予め書き込んだプログラムを実行する。
ＲＡＭ２１７はそのプログラムの実行に際してデータバ
ッファやその他のワーキングエリアとして用いる。ＣＰ
Ｕ２１１は時刻同期用ＧＰＳ受信機２２０から時刻デー
タを入力し、割り当てられたタイムスロットに応じてタ
イムスロット設定レジスタにデータを設定する。このタ
イムスロット設定レジスタ２１２はアップリンクデータ
を送信すべきタイミングを設定するためのレジスタであ
り、その設定値によって、図４に示した２５０のうちい
ずれかのタイムスロットを設定する。タイミング発生回
路２１３は時刻同期用ＧＰＳ受信機２２０から出力され
る毎秒パルス信号１ＰＰＳを入力し、タイムスロット設
定レジスタ２１２に設定された値に基づいてＣＰＵ２１
１に対する割り込み信号ＩＮＴ０を出力し、また無線送
信機２１８に対する送信ＯＮ／ＯＦＦタイミング信号Ｔ
ｘＯＮを出力する。無線送信機２１８はＴｘＯＮ信号を
受けてたとえば２ｍｓ以内に起動する。ＣＰＵ２１１は
船上局端末２３からの送信用データをシリアル入力し、
ＧＭＳＫ変調／復調ＩＣ２１４へ順次与える。ＧＭＳＫ
変調／復調ＩＣ２１４はそのデータ列に応じて無線送信
機２１８をＧＭＳＫ変調（Gaussian filtered Minimum
Sift Keying)する。ＧＭＳＫ変調／復調ＩＣ２１５は無
線受信機２１９からの受信信号に対してＧＭＳＫ復調を
行ってデータ列を生成する。ＣＰＵ２１１はその受信デ
ータを船上局端末２３へ出力する。無線送信機２１８は
ＶＴＳトランスポンダ基地局へアップリンクデータをた
とえば４００ＭＨｚ帯で送信する。無線受信機２１９は
ＶＴＳトランスポンダ基地局からのダウンリンクデータ
を受信する。このダウンリンクで用いる周波数はアップ
リンクで用いる周波数よりたとえば１６ＭＨｚ離れてい
て、アップリンクとダウンリンクを同時に行えるように
している。また、上記ＧＭＳＫ変調を採用したことによ
り、占有周波数帯域幅を僅か８ｋＨｚとして８０００ｂ
ｐｓの速度でデータ伝送を行う。なお、後述するＶＴＳ
トランスポンダ基地局の場合と同様に、受信系統を２系
統設けてスペースダイバーシティ方式とすることにより
信頼性を向上させてもよい。

【００２７】図１０〜図１３はＶＴＳトランスポンダ船
上局のＣＰＵの処理手順を示すフローチャートである。

【００２８】図１０は図９に示したタイミング発生回路
２１３から所定のタイムスロットで発生される割り込み
信号ＩＮＴ０による割り込み処理内容、およびＧＭＳＫ
変調／復調ＩＣからのデータ要求割り込み信号ＩＮＴ１
による処理内容を示すフローチャートである。所定のタ
イムスロットでＩＮＴ０の割り込みがかかればＧＭＳＫ
変調／復調ＩＣ２１４のコマンドレジスタへＴＤＢ（Tr
ansmit Data Block ）を書き込む。このＴＤＢが書き込
まれる前に、ＧＭＳＫ変調／復調ＩＣ２１４には既に１
つのデータブロックが書き込まれていて、ＴＤＢの書込
によりＧＭＳＫ変調／復調ＩＣ２１４はデータ出力を開
始し、ＩＮＴ１により次のデータブロックを要求する。
ＣＰＵは船上局端末２３から、送信すべきデータを読み
取り、これをＩＮＴ１の割込処理にてＧＭＳＫ変調／復
調ＩＣ２１４へ転送する。ＧＭＳＫ変調／復調ＩＣ２１
４はそのデータブロックに対してＦＥＣコードおよびＣ
ＲＣコードを付加して変調を行う。これにより所定バイ
ト数のアップリンクデータが所定のタイムスロットで送
信される。

【００２９】図１２は時刻同期異常によるシステムダウ
ンを回避するための、１ＰＰＳ（１秒パルス）の割り込
み処理の内容であり、まず毎秒の先頭の０．００３秒に
おいてアップリンクおよびダウンリンクの周波数帯での
キャリアの有無を検出し、キャリアがあれば、すなわち
いずれかのＶＴＳトランスポンダ船上局またはＶＴＳト
ランスポンダ基地局からの送信があれば、タイムスロッ
ト設定レジスタ２１２の全ビットを０とする。これによ
り図９に示したタイミング発生回路２１３はＴｘＯＮ信
号をＯＦＦ状態に保ち、またＩＮＴ０の出力を停止し、
自局からの送信を停止する。全作業船のＶＴＳトランス
ポンダ船上局が自ら送信を停止した後、後述するように
ＶＴＳトランスポンダ基地局の機能によって、時刻同期
の正常なＶＴＳトランスポンダ船上局が復帰して、シス
テムが復旧することになる。なお、ＶＴＳトランスポン
ダ船上局は、電源ＯＮの際にタイムスロット設定レジス
タ２１２の全ビットを０とする。そのため、その後、Ｖ
ＴＳトランスポンダ基地局からタイムスロットが指示さ
れない限り、キャリアが送信されることはない。

【００３０】図１３はダウンリンク処理およびタイムス
ロット番号の設定処理の手順を示すフローチャートであ
る。まずＧＭＳＫ変調／復調ＩＣ２１５からデータを読
み取るとともに、各項目データを抽出する。そして含ま
れている識別符号がＲＯＭ２１６に予め書き込まれてい
る自局の識別符号と一致するか否かを判定する。これが
一致し且つ受信データにタイムスロット番号が指定され
ていれば、これをタイムスロット設定レジスタ２１２に
設定する。これにより、指定されたタイムスロットで割
り込み信号ＩＮＴ０が発生されるとともにＴｘＯＮが出
力される。また受信した各項目データを船上局端末２３
へ伝送する。もしタイムスロット番号が指定されていな
くて３分が経過していれば、タイムスロット設定レジス
タ２１２の全ビットを０にして、以降新たにタイムスロ
ット番号が指定されない限り、送信を停止する。このよ
うに一定時間（３分間）タイムスロットの指定内容を維
持し、その後は自動的に送信を停止するようにしたた
め、ＶＴＳトランスポンダ基地局側では少なくとも３分
間に１度の割合でタイムスロット番号を再指定すればよ
く、またタイムスロット番号を指定しないままでおくだ
けで自動的にトランスポンダ船上局からの送信を停止さ
せることができ、データ伝送効率が高まるとともに基地
局側の負担も軽減される。

【００３１】図１４はＶＴＳトランスポンダ基地局の構
成を示すブロック図である。図９に示したＶＴＳトラン
スポンダ船上局と基本部分は同一である。基地局では受
信をスペースダイバシティで行うため、無線受信機４２
９と４３０を用い、スペースダイバシティ処理回路４３
２によって受信信号の切り替え処理を行っている。ＣＰ
Ｕ４１１、ＲＯＭ４１６、ＲＡＭ４１７、ＧＭＳＫ変調
／復調ＩＣ４１４，４１５、タイムスロット設定レジス
タ４１２、およびタイミング発生回路４１３の構成は、
図９に示したＶＴＳトランスポンダ船上局のものと同様
である。従ってＣＰＵ４１１などの動作も同一である
が、電源投入時、ＣＰＵはＲＯＭ４１６から、基地局用
の識別符号を読み取り、タイムスロット設定レジスタ４
１２に対して基地局用の値を設定する。これによりタイ
ミング発生回路４１３は所定の周期で割り込み信号ＩＮ
Ｔ０および無線送信機４１８のＯＮ／ＯＦＦタイミング
信号ＴｘＯＮを出力する。更にＣＰＵ４１１に対する割
り込み信号として１ＰＰＳ信号を出力する。具体的に
は、図４に示したように、ＧＰＳ同期時刻の毎秒の先頭
から０．００３秒遅れてＩＮＴ０およびＴｘＯＮ信号を
発生する。これによりＣＰＵ４１１はターミナルアダプ
タＴＡから読み取った送信用データをＧＭＳＫ変調／復
調ＩＣ４１４へ転送する。その転送タイミングはＧＭＳ
Ｋ変調／復調ＩＣ４１４からの割り込み信号ＩＮＴ１に
基づいて行う。一方、ＧＭＳＫ変調／復調ＩＣ４１５に
入力されるアップリンクデータはＣＰＵ４１１がそれを
順次読み取ってターミナルアダプタＴＡへ転送する。図
２に示した情報センタのＶＴＳトランスポンダ制御装置
１１はターミナルアダプタＴＡを介してこのデータを受
信し、各作業船からのアップリンクデータをデータベー
ス／サーバ１５へ順次格納する。

【００３２】図１５はＶＴＳトランスポンダ基地局の１
ＰＰＳ信号の割り込みによる時刻同期異常からの復旧処
理内容を示すフローチャートである。まずアップリンク
の周波数帯のキャリアを検出し、いずれかのＶＴＳトラ
ンスポンダ船上局からの送信の有無を判定する。もしキ
ャリアがあれば、フラグＦ１をセットし、キャリアが検
出されないまま１０秒が経過すれば、すなわち全てのＶ
ＴＳトランスポンダ船上局からの送信が停止したことを
検知すれば、いくつかのＶＴＳトランスポンダ船上局に
対して送信タイムスロットを割り当て、それぞれの船上
局が指定したタイムスロットでアップリンクデータを送
信しているか否かを判定する。これらの全部が正常であ
れば、次にその他のいくつかのＶＴＳトランスポンダ船
上局に他の送信タイムスロットを指定し、同様にそれぞ
れの指定したタイムスロットでアップリンクデータが送
信されているか否かを判定する。これを繰り返すうち、
指定したタイムスロット以外のタイミングでアップリン
クデータを送信している船上局を検出すれば、そのＶＴ
Ｓトランスポンダ船上局を時刻同期異常の局と見なし
て、そのＶＴＳトランスポンダ船上局に対するタイムス
ロットの割り当てを解除し、アップリンクデータの送信
を停止させる。このようにして時刻同期の異常な局から
の送信を自動的に停止させて、システム全体を復旧させ
る。

【００３３】次に運航管理システムの構成を図１６〜図
３１を参照して説明する。

【００３４】図１６は作業船と情報センタ間での報告／
確認および指示／確認の順序を示す図である。まず、作
業船が土砂の積み込みを行い、土原桟橋から離桟する
際、作業船（の船長）は情報センタへ離桟報告の操作を
行い、情報センタはこれを確認する操作を行う。続いて
作業船は往路を航行することを示す往路報告を自動で行
い、情報センタはこれを自動確認する。（図中の括弧書
きは自動処理を表している。）その後、作業船は工事区
域の基点に到着した際に到着報告を行い、情報センタは
これを確認する。続いて作業船は入域待機報告を自動で
行い、情報センタはその確認を自動で行う。その後、情
報センタでは島内への入域が可能であることを判断すれ
ば入域許可指示を与える。作業船はその確認を行い、島
内に入った際に入域報告を行い、情報センタはそれを確
認する。その後、島内の所定箇所に土砂を投入した後、
投入報告を行い、情報センタはそれを確認する。続いて
作業船は出域待機状態にあることを自動で情報センタへ
報告し、情報センタではこれを自動確認する。その後、
情報センタではその作業船に対して出域許可指示を与え
る。その指示内容には、どの桟橋に着桟すべきか、また
はどこに停泊すべきかの情報が含まれている。そして作
業船はその確認を行う。作業船が島内を出域した際、そ
の出域報告を行い、情報センタはそれを確認する。続い
て作業船は復路報告を自動で行い、情報センタはそれを
自動確認する。作業船は工事区域、土源桟橋、またはそ
の他の指示された区域に停泊した際、停泊報告を行い、
情報センタはそれを確認する。その後、作業船は土源桟
橋の所定の桟橋に着桟した際、着桟報告の操作を行い、
情報センタがその確認を行う。以降同様の作業を繰り返
すことになる。他の作業船についても、この手順で作業
を繰り返す。

【００３５】ここで、情報センタと作業船との間で交換
される情報の内容を示す。

【００３６】

【表１】

【００３７】このように、情報センタと作業船における
運航状況の表示は、現在の作業船の運航状況を示してい
る。また、作業船から何らかの報告が行われて、その運
航状況の表示が点滅しているときは、その報告が情報セ
ンタで未だ確認されていない（確認のための操作が行わ
れていない）状態を示している。また、情報センタから
何らかの指示が行われて、その運航状況の表示が点滅し
ているときは、その指示の確認が作業船で未だ確認され
ていない（確認のための操作が行われていない）状態を
示している。

【００３８】図１７は情報センタにおける出入域管理装
置の表示例を示す図である。この出入域管理装置は、出
域管理装置と入域管理装置から成る。（ここでは２つの
装置に分けて説明するが、出入域管理装置をハードウエ
アの構成上単一の装置とし、表示部を出域管理用と入域
管理用とに分けるか、切り替え表示するようにしてもよ
い。）（Ａ）は入域管理装置の表示例であり、入域番
号、船名、運航状況、離桟時刻、到着時刻、入域許可時
刻、入域時刻、投入区域、投入量の各々の項目について
入域番号順に一覧表示し、また現在の入域隻数（島内の
作業船の数）、入待隻数（入域指示を待っている作業船
の数）、および往路隻数（往路に就いている作業船の
数）を表示する。画面の下部にはいくつかのボタン表示
を行う。同図においてたとえば入域番号１７に登録され
ている第１８日本丸は１０時００分に離桟確認を行い、
１１時００分に到着確認を行ったことを示している。こ
の表示および運航状況の表示から、第１８日本丸は現在
工事区域の基点に到着していて、入域許可指示待ちの状
態であることが判る。また入域番号１６の第１７日本丸
は現在入域許可状態にあり、入域許可指示を１１時１５
分に出したことを示している。また入域番号１５の第１
６日本丸は１０時５３分に入域確認を行ったことを示し
ている。なお、各船の投入区域は通常、各作業船に対し
て工事事務所から船舶電話等の他の通信システムを介し
て指定され、投入量は船上局端末から入力されるが、こ
れらの情報は情報センタからダウンリンクデータとして
各作業船に指示することも可能である。画面内の表示
は、これらがアップリンクデータとして情報センタに送
られてきたものである。

【００３９】図１７の（Ｂ）は出域管理装置の表示例で
あり、出域番号、船名、運航状況、入域許可時刻、投入
時刻、出域許可時刻、出域時刻、着桟時刻、および泊地
／桟橋指示のそれぞれの項目について出域番号順に一覧
表示するとともに、現在の入域隻数（入域している作業
船の数）、出待隻数（出域許可指示を待っている作業船
の数）、復路隻数（復路に就いている作業船の数）を表
示する。たとえば出域番号１４の第１５日本丸は現在出
域待機状態にあり、投入確認を１１時００分に行ったこ
とを示している。また、たとえば出域番号１３の第１３
日本丸は出域許可指示を１０時５５分に行い、泊地／桟
橋指示として淡路泊−Ｂを指示したことなどを示してい
る。

【００４０】図１７の（Ａ），（Ｂ）において画面内の
横一直線のマークはカーソルであり、マウス操作により
選択される。画面下部のボタン表示は、所定のボタンに
矢印カーソルを合わせてクリックすることによってその
ボタン機能が実行されるものであり、たとえば「ダイア
ル」ボタンを操作すれば、現在のカーソルで指定されて
いる作業船に対して船舶電話等を介して呼び出し、音声
通話を行うことになる。「確認／指示」ボタンを操作す
れば、現在のカーソルで指定されている作業船に対して
確認コードをダウンリンクデータに載せて送信すること
になる。たとえば（Ａ）の表示状態で「確認／指示」ボ
タンを操作すれば、現在時刻が入域番号１３の投入確認
の欄に表示されるとともに、第１３日本丸宛のダウンリ
ンクデータにその投入確認コードが載せられることにな
る。また、たとえば入域番号１７の位置にカーソルを移
動させて「確認／指示」ボタンを操作すれば、その時の
現在時刻が入域許可の項目に表示されるとともに、入域
許可指示コードがダウンリンクデータに載せられて、第
１８日本丸宛のダウンリンクデータとして送信されるこ
とになる。また、たとえば（Ｂ）の表示状態でカーソル
を出域番号１４に合わせて確認／指示ボタンを操作すれ
ば、現在時刻が出域許可の欄に表示されるとともに、第
１５日本丸に対するダウンリンクデータに出域許可指示
コードが載せられて送信される。

【００４１】図１７に示したような、各作業船に対する
入域番号または出域番号は当日の朝または前日までにス
ケジュールが決定されていて、事前に登録されている
が、現実の作業の進行状況に応じてその順序を入れ替え
る場合には、指定位置にカーソルを合わせた状態で「順
位上げ」ボタンまたは「順位下げ」ボタンを操作する。
このことによって、該当する作業船とその前または後の
作業船に対する入域番号または出域番号との入れ替えを
行う。新たな出入域番号は該当する作業船に対してダウ
ンリンクされることになる。また「個別情報」ボタンを
操作すれば、カーソルで指定されている作業船に関する
たとえばトン数などの詳細情報を表示する別のウインド
ウを開く。また「その他」ボタンを操作すれば、全作業
船向けの共通情報の作成画面などの他の画面に切り替わ
る。

【００４２】図１８および図１９は船上局端末における
画面の表示例を示す図である。図１８の（Ａ）は航海画
面、（Ｂ）は投入画面、図１９の（Ａ）は文字画面、
（Ｂ）は運航状況選択画面（ウィンドウ）である。図１
８の（Ａ）に示す航海画面モードでは工事区域全体を含
む広域の海図とともに自船の位置、進路をノースアップ
モードでグラフィック表示するとともに、自船情報、入
出域番号、運航確認／指示内容を文字表示する。同図の
（Ｂ）に示す投入画面モードでは工事区域の特に投入区
域付近の海域について、海図とともに自船の位置などを
グラフィック表示し、自船情報、投入指示情報などを文
字表示する。図１９の（Ａ）の文字画面モードでは情報
センタからの全船共通のデータと個別の自船宛のデータ
を文字表示する。同図の（Ｂ）の運航状況選択画面（ウ
ィンドウ）では作業船から情報センタへの各種報告およ
び情報センタからの指示に対する確認のボタンおよびそ
の内容を送信する送信ボタンなどを表示する。

【００４３】これらの各モードの画面において自船情報
としては、基準位置を原点とするｘ−ｙ座標で表した自
船の位置、船速、進路、到着時刻、運航状況および積載
量を表示する。また入出域番号として、自船の入域番号
および出域番号を表示するとともに、現在入域している
船の入域番号および出域している船の出域番号をそれぞ
れ表示する。これによって待ち順の順番を把握できるよ
うにする。また運航確認／指示内容として自船に対する
最新の指示内容またはそれに対する確認内容を時刻とと
もに表示する。また特に図１８の（Ｂ）に示す投入画面
モードでは、投入指示番号とともに投入すべき位置のｘ
ｙ座標、投入時の北を基準とする船首方位を表示する。

【００４４】これらの各画面のモードにおいて画面下部
にボタンの表示を行う。これらのうち「文字画面」ボタ
ンを操作すれば図１９の（Ａ）に示す文字画面モードと
なり、「航海画面」ボタンを操作すれば図１８の（Ａ）
に示す航海画面モードとなり、「投入画面」ボタンを操
作すれば図１８の（Ｂ）の投入画面モードとなり、さら
に「運航状況」ボタンを操作すれば図１９の（Ｂ）のウ
インドウが表示されることになる。

【００４５】また、これらの各画面のモードにおいて、
画面の右下部には新情報の有無を表示する。新情報があ
る場合、図１８の（Ａ）のようにその旨を表示し、図１
９の（Ａ）の文字画面において、画面左上に全船共通の
情報を表示する。この表示内容を読んだ場合には「確
認」ボタンを操作することになる。これにより、その確
認コードをアップリンクすることになる。

【００４６】図１８の（Ｂ）の投入画面において船型の
マークは投入位置と船首方位を示すマークであり、自船
の位置がこのマークの中央に入り、且つ船首方位を示す
矢印が画面の真上を向くようにした状態で投入を開始す
ればよい。またこのモードでは風向風速、潮流の流向流
速および潮位も合わせて表示する。図１９の（Ｂ）の運
航状況選択ウインドウでは積載量も入力できるようにし
ている。

【００４７】図２０、図２１は情報センタにおける監視
卓の表示画面の例を示す図である。図２０は全域表示モ
ードでの表示例であり、海図内の△○□のそれぞれのマ
ークは各種作業船の位置を示す。因みに△は土運船、○
はガット船、□はリクレーマ船をそれぞれ表す。これら
のマークに付く矢印の方向は進路方位、矢印の長さは船
速を示している。このマークの近傍に付されているＣ−
４２などの符号は船名に対応する識別符号である。な
お、前述した全船共通の情報に対して、確認コードがア
ップリンクされていない作業船については、そのマーク
の色を目立つ色に表示する。これにより、たとえば警報
情報を一斉同報した際、その確認を行っていない作業船
が一目で判別可能となる。またこれらのマークに重畳さ
れている映像はそれらの作業船のレーダエコーであり、
マークの付されていないエコーは操業中の漁船や航路帯
を航行する客船・貨物船などのその他の船舶のエコーで
ある。また海図上の破線は運航経路であり、この表示に
よりこの経路に沿って航行する各作業船の位置が容易に
把握できる。

【００４８】図２１は工事区域表示モードでの表示例で
あり、工事用の局地座標により表示する。

【００４９】図２０および図２１において＋マークの近
傍に表示されているＸ，Ｙの値は十字カーソルの交差位
置のｘｙ座標の表示であり、マウス操作などにより十字
カーソルを所定の作業船マーク位置に合わせることによ
って、その作業船に関する情報を画面の右側に表示す
る。この例では前回に指定した作業船に関する情報と今
回指定した作業船に関する情報を併記表示する。作業船
に関する情報としては、作業船の位置、船速、進路、到
着時刻、運航状況および積載量を表示する。また画面の
右側には、さらに気象／海象情報および工事状況を表示
する。たとえば入域指示および出域指示を与えた最新の
番号、島内の作業船数を土運搬船やリクレーマ船などの
作業船の種別ごとに表し、また入域待ちおよび出域待ち
の船数を表示する。

【００５０】図２０、図２１における画面下部の各種ボ
タン表示のうち「ダイアル」ボタンを操作すれば、十字
カーソルで指定した作業船を船舶電話等を介して呼び出
し、通話できるようになる。また「個別情報」ボタンを
操作すれば、十字カーソルで指定した作業船の文字情報
を、既に述べたように画面の右側に表示する。「警戒
艇」ボタンを操作すれば、警戒艇の出動を要請する電話
を自動的にかける。たとえば工事区域内に管理対象外の
未確認の船舶が接近してきた際、この操作を行う。「工
事区域表示」ボタンを操作すれば、図２１に示す画面に
切り替え、「全域表示」ボタンを操作すれば図２０に示
す状態に切り替える。

【００５１】図２２は船上局端末の構成を示すブロック
図であり、基本的にパソコンで構成する。同図において
ＣＰＵはＲＯＭに予め書き込まれたＩＰＬ（イニシャル
プログラムローダ）を実行し、ハードディスクドライブ
装置ＨＤＤまたはフロッピーディスクドライブ装置ＦＤ
Ｄのフロッピーディスクに予め書き込まれているプログ
ラムをＲＡＭにロードして実行する。これにより、ＣＰ
Ｕはシリアルインタフェースを介してＶＴＳトランスポ
ンダ船上局から受信データを入力し、また送信データを
出力する。またＣＰＵはＧＰＳ受信機２２から測位デー
タを入力する。さらにＣＰＵはトラックボールおよびキ
ーボードの操作内容を読み取って、後述する処理を行
い、表示すべきデータを表示インタフェースに書き込ん
でＣＲＴに表示する。

【００５２】図２３は情報センタにおける出入域管理装
置の出域管理装置、入域管理装置、および監視卓の構成
を示す図である。これらはＬＡＮインタフェースを備え
ることと、ポインティングデバイスとしてマウスを用い
ることを除いて、船上局端末と略同様の構成である。

【００５３】図２４は船上局端末の航海画面モードでの
処理内容を示すフローチャートである。このモードで
は、まず自船位置、自船の航跡データおよび海図データ
をもとにノースアップ画面データを生成し、これを表示
メモリに書き込む。続いて図１８の（Ａ）に示したよう
に自船情報、入出域番号、運航確認／指示の表示をそれ
ぞれ行い、さらに画面モード切替ボタンの表示を行う。
そして画面モード切替ボタンの操作が行われるまでこの
処理を繰り返す。画面モード切替ボタンが操作されたな
ら、それに対応する画面モードの処理へ移る。図２５は
船上局端末における投入画面モードの処理内容を示すフ
ローチャートである。このモードでは、まず自船位置、
自船の航跡データおよび海図データをもとに、投入方位
を画面の上方とする画面データを生成し、これを表示メ
モリに書き込む。続いて図１８の（Ｂ）に示したように
自船情報、投入指示の表示をそれぞれ行い、さらに画面
モード切替ボタンの表示を行う。そして画面モード切替
ボタンの操作が行われるまでこの処理を繰り返す。画面
モード切替ボタンが操作されたなら、それに対応する画
面モードの処理へ移る。

【００５４】図２６は船上局端末における文字画面モー
ドでの処理内容を示すフローチャートである。まず全作
業船に対する共通情報としてダウンリンクされた情報を
表示し、自船宛にダウンリンクされた作業指示内容を表
示する。以降は他の画面モードの場合と同様に、自船情
報、入出域番号、運航確認／指示の表示をそれぞれ行
い、さらに画面モード切替ボタン等の表示を行う。そし
て確認ボタンが操作されたなら、その確認コード（運航
報告／指示確認コード）を設定する。これにより、ＶＴ
Ｓトランスポンダ船上局の作用により、運航報告／指示
確認コードを含むアップリンクデータが所定のタイムス
ロットで送信されることになる。また、次頁ボタンが操
作されたなら、共通情報表示の際、次頁の表示を行う。
もし画面モード切替ボタンが操作されたなら、それに対
応する画面モードの処理へ移る。

【００５５】図２７は船上局端末における運航状況選択
ウインドウでの処理内容を示すフローチャートである。
まず各種報告／確認ボタンやその他の送信ボタンなどを
表示し、それらの操作の有無を読み取る。所定のボタン
が操作されたなら、その内容を一時記憶し、その後送信
ボタンが操作されたなら、該当の運航報告／指示確認コ
ードをアップリンクデータに載せるべきコードとして設
定する。また、操作されたボタンの表示を未操作のボタ
ンとは異なった表示して、運航状況の報告をどこまで行
ったかを判読可能とする。これにより、ＶＴＳトランス
ポンダ船上局の作用により、運航報告／指示確認コード
を含むアップリンクデータが所定のタイムスロットで送
信されることになる。尚、キャンセルボタンが操作され
たなら、この運航状況選択ウインドウを消去する。

【００５６】図２８は出入域管理装置のうち入域管理を
行う装置の処理手順を示すフローチャートである。ま
ず、入域番号順に図１７の（Ａ）に示したように各項目
の表示を行い、往路隻数、待ち隻数、入域数をそれぞれ
表示し、各種ボタンの表示を行う。何らかのボタン操作
が行われるまでは上記の処理を繰り返して最新の状況を
常に表示する。これに合わせてマウス操作による入力を
読み取り、画面内のいずれかの箇所がクリックされたな
ら、その箇所に横一直線のカーソルを表示させる。そし
てたとえば「確認／指示」ボタンが操作されたなら、カ
ーソル位置で示される作業船に応じた運航確認／指示コ
ードを該当の作業船のＶＴＳトランスポンダ船上局宛の
ダウンリンクデータに載せるべきコードとして設定す
る。これにより、ＶＴＳトランスポンダ基地局の作用に
より、運航確認／指示コードを含むダウンリンクデータ
が送信されることになる。また、これにより図２８にお
ける最初のステップで入域番号順に各項目を表示する処
理で、今回の確認または指示を行った時刻を該当の欄に
表示することになる。また「順位上げ」ボタンまたは
「順位下げ」ボタンが操作されたなら、カーソル位置の
作業船とその前または後ろの順位の作業船の入域番号と
を交換する。すなわち、該当する２つの作業船のＶＴＳ
トランスポンダ船上局に対するダウンリンクデータの出
入域番号を変更する。これにより、ＶＴＳトランスポン
ダ基地局の作用により、その後のダウンリンクによって
該当の作業船に対する入域番号の割当が更新されること
になる。また「個別情報」ボタンが操作されたなら、カ
ーソル位置の作業船について、位置、船速、進路、運航
状況、積載量等の詳細な情報を別のウインドウで表示す
る。

【００５７】出域管理装置の処理についても入域管理の
場合と基本的に同様であるのでここではフローチャート
を省略する。

【００５８】図２９は監視卓の処理内容を示すフローチ
ャートである。まず現在選択されているモードに応じ
て、各作業船の位置、船速、進路、種別、および海図デ
ータを基に、図２０に示した全域表示画面または図２１
に示した工事区域表示画面のいずれかのデータを生成
し、その表示を行う。ここで、前述した全船共通の情報
に対して、確認コードがアップリンクされていない作業
船については、そのマークの色を目立つ色に表示する。
これにより、たとえば警報情報を一斉同報した際、その
確認を行っていない作業船を一目で判別可能とする。続
いて、気象／海象情報を表示し、工事状況の表示を行
い、さらに各種ボタンの表示を行う。ボタン操作が行わ
れるまでは上記の処理を繰り返して、常に最新のデータ
を基にグラフィックおよび文字の表示を行う。何らかの
ボタン操作が行われれば、前述したようにそのボタンに
応じた処理を行う。

【００５９】なお、図２に示したＶＴＳトランスポンダ
制御装置１１は各作業船からのアップリンクデータを高
速ディジタル専用回線を介して受信するとともに、これ
らを各作業船別のデータとし、データベース／サーバ１
５へ格納／更新する。

【００６０】上述した監視卓と出入域管理装置の操作結
果は全てＬＡＮを介して図２に示したデータベース／サ
ーバ１５に書き込まれる。これにより、情報センタ内の
監視卓、出入域管理装置、ＶＴＳトランスポンダ制御装
置等は、他の装置の操作結果を共有できる。また、監視
卓や出入域管理装置を２台以上設置して複数のオペレー
タが並行して操作することも可能となる。

【００６１】上述の運航管理システムにおいては、１０
秒間を２５０のタイムスロットに分割し、最大２５０隻
の作業船がそれぞれ１０秒周期で順次アップリンクする
ようにしたが、各作業船に対してタイムスロットをダイ
ナミックに割り当ててもよい。たとえば重要な作業船に
ついては、そのアップリンクが短周期で行われ、重要で
ない作業船については、そのアンプリンクが長周期で行
われるように、タイムスロットの割当を行うようにして
もよい。その例を図３０〜図３３を参照して説明する。

【００６２】図３０は重要度に応じた４種類の作業船に
ついてのアップリンク周期と割当隻数などとの関係を示
す図である。（Ａ）の例では、１秒周期でアップリンク
する作業船として１０隻分を割り当て、５秒周期でアッ
プリンクする作業船として１０隻分を割り当て、１０秒
周期でアップリンクする作業船として５０隻分を割り当
て、さらに１分周期でアップリンクする作業船として４
８０隻分を割り当てる。１スロットは０．０４ｍｓ、１
周期は１分であり、１分間に最大１５００スロットのア
ップリンクを行う。この（Ａ）の例では、１５００スロ
ットを５５０隻の作業船が使用する。一方（Ｂ）の例
は、既に示した運航管理システムで採用したものに相当
するものであり、１０秒周期でアップリンクする作業船
として２５０隻分を割り当てる。このように、１周期の
タイムスロットが１５００で同じであっても、それを使
用する作業船の最大数は、アップリンク周期の割り当て
に応じて変化する。

【００６３】上記１秒周期でアップリンクする作業船は
たとえば工事区域内の島内の作業船、５秒周期でアップ
リンクする作業船はたとえば工事区域内の他の作業船、
１０秒周期でアップリンクする作業船はたとえば土桟橋
の作業船、１分周期でアップリンクする作業船はたとえ
ば往路中の作業船、復路中の作業船またはその他の作業
船である。

【００６４】図３１は図３０の（Ａ）に示した割り当て
方での各作業船からのアップリンクのタイミング例を示
す図である。同図においてスロットの数値はタイムスロ
ット番号、括弧内の数値はその部分の連続するタイムス
ロットの数である。この例では、１秒周期でアップリン
クする１０隻の作業船はタイムスロット０〜９，２５〜
３４，５０〜５９，７５〜８４・・・１４７５〜１４８
４でそれぞれアップリンクし、５秒周期でアップリンク
する１０隻の作業船はタイムスロット１０〜１９，１３
０〜１３９，２６０〜２６９，・・・でそれぞれアップ
リンクし、１０秒周期でアップリンクする５０隻の作業
船はタイムスロット２０〜２４，３５〜４９，６０〜７
４，８５〜９９・・・の合計５０スロットでアップリン
クし、１分周期でアップリンクする４８０隻の作業船は
タイムスロット１１０〜１２４，１４０〜２２４，２３
５〜２４９・・・１４８５〜１４９９の合計４８０スロ
ットでアップリンクする。これを１分周期で繰り返す。

【００６５】このようにタイムスロットをダイナミック
に割り当てる場合の作業船側および情報センタ側の構成
は、先の実施形態で示したものと基本的に同様である
が、情報センタから各作業船へダウンリンクされるデー
タに含まれる「タイムスロット指定データ」としては、
１分周期の最初のタイムスロット番号とアップリンク周
期を表すデータとする。そしてＶＴＲトランスポンダ船
上局はタイムスロット設定レジスタにデータを設定する
際、上記１分周期の最初のタイムスロット番号とアップ
リンク周期を表すデータとを基に、次に送信すべきタイ
ムスロットの番号を設定する。

【００６６】以上に示した例では、各作業船が所定周期
で必ずアップリンクするようにしたが、たとえば通信区
域外に出ようとする作業船にまで、タイムスロットを割
り当てておく必要はない、また、タイムスロットを割り
当てていない作業船が通信区域外から通信区域内に入っ
た場合、その作業船に対して新たにタイムスロットを割
り当てる必要がある。この場合、船上局端末は図３２に
示す処理を行い、入域管理装置は図３３に示す処理を行
う。

【００６７】すなわち船上局は、図３２に示すように、
タイムスロットが割り当てられていない状態で、ＧＰＳ
受信機の測位結果により自船が通信区域内に入ったこと
を検知すれば、情報センタに対してタイムスロットの割
当を要求する。その際、タイムスロットの割当要求用に
予め設定している幾つかのタイムスロットのうち１つを
乱数により定めて、そのタイムスロットを用いてタイム
スロットの割当要求を行う。その後、一定時間（たとえ
ば２０秒）が経過しても情報センタからタイムスロット
の割当がなければ、他のタイムスロットの割当要求用の
タイムスロットを乱数により定めて、そのタイムスロッ
トを用いて再度タイムスロットの割当要求を行う。情報
センタからタイムスロットの割当があれば、以降そのタ
イムスロットを用いて定められた周期でアップリンクを
行う。また、タイムスロットが割り当てられている状態
で、ＧＰＳ受信機の測位結果により自船が通信区域外へ
出ようとすることを検知すれば、情報センタに対してタ
イムスロットの割当解除を要求する。なお、上述したよ
うに、タイムスロットの割当要求用に予め設定している
幾つかのタイムスロットのうち１つを乱数により定めて
用いることにより、他の作業船によるタイムスロットの
割当要求との混信を防止する。

【００６８】入域管理装置は図３３に示すように、作業
船（船上局端末）からのタイムスロット割当要求を受け
れば、ダウンリンクにより該当の作業船（船上局端末）
にタイムスロットの割当を行う。また、タイムスロット
の割当解除要求を受ければ、その作業船に対するタイム
スロットの割当を解除する。この解除されたタイムスロ
ットは他の作業船に対して必要に応じて割り当てること
になる。

【００６９】なお、以上に示した例ではアップリンクと
ダウンリンクを別の周波数の電波を用いて行うようにし
たが、これを１周波で行うことも可能である。たとえ
ば、毎秒の前半の０．５秒をダウンリンクに割り当て、
後半の０．５秒をアップリンクに割り当てることも可能
である。この場合、通信容量が半減するが、アップリン
クとダウンリンクによるデータの更新周期がある程度遅
くなってもよいシステムや、子局の数が少ないシステム
に使用できる。

【００７０】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、ＧＰＳ
衛星からの電波の受信により生成した基準タイミング信
号に同期してタイムスロットを設け、そのタイムスロッ
トのタイミングで各子局から親局へ順次データを送信す
るようにしたため、ポーリング方式とは異なり、親局か
ら各子局への送信勧誘を行う必要がなく、限られた時間
内に多数の子局からのデータを収集することが可能とな
る。

【００７１】請求項２に記載の発明によれば、親局から
各子局に対して個別情報および共通情報を周期的に与え
ることができ、親局と複数の子局との間でデータ通信を
効率的に行えるようになる。

【００７２】請求項３に記載の発明によれば、時刻同期
の異常な子局を検出することができ、以降はその異常な
子局に対して送信許可を与えないことにより、時分割多
重通信システムを復旧させることができる。

【００７３】請求項４に記載の発明によれば、親局から
各子局に対してそれらの子局が設けられている作業船の
行うべき作業を指示するとともに、その応答を親局で確
認することができ、また各子局からの報告内容を親局で
確認することも可能となるため、一定航路を一定の作業
順序で作業を行う作業船と情報センタとの間で報告／確
認を行いながら容易に運航管理できるようになる。

【００７４】請求項５に記載の発明によれば、何らかの
指示に対して未応答の作業船を容易に把握でき、また、
たとえば情報センタが全作業船に対する指示情報として
何らかの警報を発したとき、その警報に未応答の作業船
を情報センタ側で把握できるので、安全管理にも利用で
きる。

【００７５】請求項６に記載の発明によれば、親局と各
子局との間で各移動体の運航に関する情報を確実に送受
信でき、運航管理が容易となる。

【００７６】請求項７に記載の発明によれば、親局と各
子局との間で各移動体の運航に関する情報の伝送および
その確認を行うことができ、運航管理が容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態に係る運航管理システムの全体の構成
を示すブロック図である。

【図２】同システムの各局の構成を示すブロック図であ
る。

【図３】ＶＴＳトランスポンダ基地局およびその周辺の
構成を示すブロック図である。

【図４】時分割多重通信のタイミング関係を示す図であ
る。

【図５】アップリンクデータの構成を示す図である。

【図６】アップリンクデータの内容例を示す図である。

【図７】ダウンリンクデータの構成を示す図である。

【図８】ダウンリンクデータの内容例を示す図である。

【図９】ＶＴＳトランスポンダ船上局の構成を示すブロ
ック図である。

【図１０】ＶＴＳトランスポンダ船上局のＣＰＵの処理
内容を示すフローチャートである。

【図１１】ＶＴＳトランスポンダ船上局のＣＰＵの処理
内容を示すフローチャートである。

【図１２】ＶＴＳトランスポンダ船上局のＣＰＵの処理
内容を示すフローチャートである。

【図１３】ＶＴＳトランスポンダ船上局のＣＰＵの処理
内容を示すフローチャートである。

【図１４】ＶＴＳトランスポンダ基地局の構成を示すブ
ロック図である。

【図１５】同基地局のＣＰＵの処理手順を示すフローチ
ャートである。

【図１６】作業船と情報センタ間での報告／確認および
指示／確認の順序を示す図である。

【図１７】出入域管理装置における表示例を示す図であ
る。

【図１８】船上局端末における表示例を示す図である。

【図１９】船上局端末における表示例を示す図である。

【図２０】情報センタの監視卓における表示例を示す図
である。

【図２１】同監視卓における他の表示例を示す図であ
る。

【図２２】船上局端末の構成を示すブロック図である。

【図２３】出域管理装置、入域管理装置、監視卓のそれ
ぞれの共通の構成を示すブロック図である。

【図２４】船上局端末の処理手順を示すフローチャート
である。

【図２５】船上局端末の処理手順を示すフローチャート
である。

【図２６】船上局端末の処理手順を示すフローチャート
である。

【図２７】船上局端末の処理手順を示すフローチャート
である。

【図２８】入域管理装置の処理手順を示すフローチャー
トである。

【図２９】監視卓の処理手順を示すフローチャートであ
る。

【図３０】重要度に応じた４種類の作業船についてのア
ップリンク周期と割当隻数などとの関係を示す図であ
る。

【図３１】各作業船からのアップリンクのタイミング例
を示す図である。

【図３２】船上局端末の処理手順を示すフローチャート
である。

【図３３】入域管理装置の処理手順を示すフローチャー
トである。

【符号の説明】

４２−ＧＰＳアンテナ ＴＡ−ターミナルアダプタ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＧＰＳ衛星からの電波の受信により生成
   した基準タイミング信号に同期するそれぞれ個別のタイ
   ムスロットで、送信データにより変調した電波を親局へ
   送信する手段を複数の子局に設け、 各子局からの電波を受信し、前記タイムスロット毎の各
   子局からの送信データを抽出する手段を親局に設けて成
   る時分割多重通信システム。
2. 【請求項２】 前記各子局に、親局からの信号を受信す
   るとともに、自局宛の識別符号が付されているデータを
   選択受信する手段を設け、前記親局に、所定の子局の識
   別符号を付した子局宛の個別情報と、全子局に対する共
   通情報とを周期的に送信する手段を設けた請求項１に記
   載の時分割多重通信システム。
3. 【請求項３】 各子局が、ＧＰＳ衛星からの電波の受信
   により生成した基準タイミング信号に同期するそれぞれ
   個別のタイムスロットで、送信データにより変調した電
   波を親局へ送信し、親局が、各子局からの電波を受信
   し、前記タイムスロット毎の各子局からの送信データを
   抽出するようにした時分割多重通信システムにおいて、 前記各タイムスロットのうち、少なくとも或るタイムス
   ロットとそれに隣接する他のタイムスロットとの間に空
   き時間を設け、その空き時間にいずれかの子局からの送
   信信号が有ることを検出したとき、全ての子局からの送
   信を停止し、前記空き時間に全ての子局からの送信信号
   が無くなったことを検出したとき、親局が各子局に対し
   て送信許可を順次与えて異常な子局を検出する時分割多
   重通信システムにおける時刻同期異常局検出方法。
4. 【請求項４】 請求項１または２に記載の親局を情報セ
   ンタに設け、各子局を各作業船に設け、一定順序の作業
   を行う毎に情報センタから各作業船へ各作業船の運航に
   関する指示情報を伝送する手段と、各作業船から情報セ
   ンタへ前記指示情報に対する確認情報または他の報告情
   報を伝送する手段を設けたことを特徴とする運航管理シ
   ステム。
5. 【請求項５】 前記確認情報を前記情報センタへ送信し
   ていない作業船を識別表示する手段を前記情報センタに
   設けたことを特徴とする請求項４に記載の運航管理シス
   テム。
6. 【請求項６】 所定位置に設けられる親局と、複数の移
   動体にそれぞれ設けられる複数の子局とで構成される運
   航管理システムにおいて、 親局に設けられ、所定の子局の識別符号を付した子局宛
   の移動体の運航に関する個別情報と、全子局に対する移
   動体の運航に関する共通情報とを、ＧＰＳ衛星からの電
   波の受信により生成した基準タイミング信号に同期して
   周期的に送信する送信手段と、 前記複数の子局にそれぞれ設けられ、前記親局からの信
   号から自局宛の識別符号が付されているデータを選択受
   信するとともに、ＧＰＳ衛星からの電波の受信により生
   成した基準タイミング信号に同期するそれぞれ個別のタ
   イムスロットで、移動体の運航に関する送信データによ
   り変調した信号を前記親局へ送信する手段とからなる運
   航管理システム。
7. 【請求項７】 所定位置に設けられる親局と一定順序の
   作業を行う複数の移動体にそれぞれ設けられる複数の子
   局とで構成される運航管理システムにおいて、 所定の作業を行う毎に親局または子局から各子局または
   親局へ各移動体の運航に関する情報を伝送する手段と、 各子局または親局から親局または子局へ前記運航に関す
   る情報に対する確認情報または他の情報を伝送する手段
   とからなる運航管理システム。