音声インターフエースを用いた総合的航海支援

On Study

Interface.

システム に関する研 究 一航海計画遂行の支援 ―

岩崎寛希 *  丁田慎―郎 **

of a General Voyage Support Systenl with Conversational

… Support ofAccomplishment of a Voyage Plan―

Hiroki IWASAKI, Shinichiro

CHODA

Abstract

The watch for deck officers is considered to be

one

of their most important tasks during

^a

voyage. Additional work, for example charting and monitoring, must not prevent them from devoting themselves

to

their watch.

To save

time,

we have

formed

an

integrated

voyage

support system with

a voice

activated interface mechanism. As

a

result, using the support system will

enable the officers to get

needed

information without the distraction of using a

mouse

or key board while

on

watch.

Key words:conversational interface,

voyage

support

system

1.は

じめに

今 日の 日本 では、海運の支 えな しではその経済は た ちゆかない ことは明 白であ る。 なぜ な ら、一回に 大量の物資 をロー コス ト輸送 出来 る船 は、 日本経済 に欠 かせ ないか らである。 しか し、その船 の安全航 行 を担 う船員 の供給や、船員の質の確保 は、邦人の 新規雇 いれ の絞込みや、職業 としての 船員

"の

_イ

メー ジの低 下で、難 しくなってきてい るのではない か。

一方 、船の航海 当直現場では、夜間は操舵手 と2 人1組で通常の昼間 は1人で行われ てい る と聞いて い る。 この航海 当直 中で一番重要な業務は見張 りで

ある。 見張 りか ら得 られ る他船 の状況や、風潮流の 影響、航海標識 の確認 な どの情報が航海の安全 に と

つて不可欠だか らである。

以上の二つの事象 を結び付 けて考 えた とき、 この 見 張 りを第 一 とす る現 場 の航 海 当直 者 に人 数 を 配 置 で きな くな った。 また、配置で きた として も、

航海 当直者 が高齢化 し、若年層 で未 だ海技が熟達 し ていない等 の問題 が生 じてきた時、航海 当直を支援 す る仕組みが必要 になるもの と思われ る。 その支援 システムが持 ち うる要件 としては、見張 り位置を離 れ ることな く、必要 な情報 を必要 なだけ、 しか も手

・ 商船学科 ^押研 究生 2005年 9月9日 受付

2

独立行政法人国立高等専門学校機構大島商船高等専門学校紀要

 

第38号 (2005) 続 きな しで提 示 して くれ る もので あ る と考 える。そ

こで本研 究 で は、会 話イ ンター フェー スをソフ ト的 に作成 し、航 海 当直 を総 合的 に支援 す る システム を 作 成 して みた。

2.船

員の推移

2.1外

_{航 船 員の移 行}

本研 究 で は 、助 っ 人 とい う補 充 の効 く外航 船 舶 に 対 して 、補充 の効 か な い とされ る内航船舶 を支援 す る もの と した。 こ こに、外航船 員数の移行 を図1に グラフに した。(昭和

49年

か ら平成

13年

の統 計 で 船 員需給 総 合調 査結 果 報 告書 によ る)

日本人外航船 員の移行

＾く 嘔︶ 魯

S49   S55   s60   H2    H7   H̀o   H::   H12   H13 年代

ロ ーー

＝

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目 ＼

ヽ

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図

1 

日本 人外航船 員の移行

これか ら見て も分かるよ うに、近年の 日本人船員 は、昭和

49年

に約

57000人

居た にも関わ らず、

時代の変化 と同時 に平成2年には

10100人

と減 少 し、更 には平成

13年

には1万_{を切 り}

4200人

とな った。 この

20年

間でおよそ

20分

^の1に減少 して いる。 しか しなが ら、 日本の物資を輸出入する ための経済支配船 の数はあま り変化がな く、 しか も

・隻に乗 り組み有資格船員の最低数は、条約で規制 を受 ける。そ うなる と、 日本人船員の激変"は_裏返 す とコス トの対策 と して外国人船員が助 っ人として 大量に送 り込 まれて いることとな って いる ことが分 かる。

2.2 

_{内航船 員の移行}

次 に内航船員数の推移 を図2にグラフに した。(昭

和

49年

か ら平成

13年

の統 計で船 員需給 総 合 調査 結 果 報告 書 によ る)

内航船 員の移行

∞

∞

∞

００

ハ

∞

∞

００

∞

︵く

︶α ８

S49  S55  S60  H2  H7  H!o  H!l  H12  H10

年代

図

2 

内航 船 員 の移 行

や は り年 々減 少傾 向 にあるの は明 らか だ と言え る。

が しか し、そ の減 少 は

30年

で4割減 とそ の減 少勾 配 が緩 い。 だか らと 言って 良 いので はな く、内航船 は法 律等 によ って外 国 人船 員を雇 えな いので、 コス ト対 策 的な 人 員削減 の 手 は使 えな い。そ の代わ り、

船 員 ・人の任 務 の内容や 任 務 の時 間数 を増や しなが ら雇 い続 けて いる もの と考 え られ る。 つ ま リシ ング ル ワ ッチ の機 会 が増 え 、時 間数 が延 びて いる ことが 想像 で き る。

2.3 

日本 人船 員 の年 齢構 成

次 に、 日本 人船 員 の年 齢 構 成 を図3にグ ラフに し た。

顔 の制

□

臓)■繊労B・旧串 ホ労情ペース(平成9年麹

図

3 

日本 人船員の年齢構成

これか ら見て も分かるよ うに明 らかに船員の高年

齢 化 の現実 が見受 け られ る。 この よ うな ま まで は、

若年 層へ の技 術 や 知識 の移 転 等 に も問題 が起 こって いるので はな いか と懸 念 され る。

このよ うに

1.で

も述 べ たが 、助 っ人 の効 く外航 船 舶 よ りも、助 っ人 と して補 充の効か な い内航船 舶 の 方に航 海 当直 の 支援 を 具体 的 に行 う必 要が あ る と 考 え る。

3.航

海 支援 システ ムの構成 と内容

3.1 

総合 的航海 支援 システ ムの構成 図

総 合的航 海 支援 システム の構 成 図 を図4に示す 。 図4での 「大島 丸デ ー タ処 理サ ー バー

Jと

は、 大島 丸 の運航 状態 (船速 、船位 、針路 、操 舵 角 、外 力等 の航 海情 報 と主機 回転数 、 主機 系温度 、圧 力、等 の 機 関情 報

)が

デ ジタル値 で集約 され るサ ー バー で あ る。 こ こか ら必 要なデ ジタル情 報 をI ヽ

Nを

介 して

受け取 る ことで大島丸の運航状態 を毎秒毎 にオ ンラ イ ンでつかむ ことがで きる。 このデー タ処理サーバ ー の情 報 は「ハ ブ」を介 して「チ ャー トシステム」と

「音声インターフェースシステム」に送 られる。

「チ ャー トシステム」とは、その名の通 り、本船が 航海 して いる水域 のチ ャー ト(海図)と船 の針路 、変 針点、航跡 をパ ソコン画面 上に表示す る、いわ ば電 子海図のよ うな もので、船 の進行 に合わせて 自動で 次のチ ャー トに切替え、必要であれ ばチ ャー トを拡 大 。縮小、上下左右 にず らして表示す る こともでき る。 また、 このチ ャー トシステムは、音声 または リ モ コンで要求 した情報 もパ ソコン画面上に表示する ことがで きる。チ ャー トシステムの元 となる海図は、

デ ジタイザー という機械 を使用 して実際の海図 をプ ロッ トし、そのデ ジタイザーか らの情報を利用 して 作成 され る。

ハブ

声受信機

″

′

7

/ 90

チャート システム

支援データ

く

      >

音声インターフェースシステム

″

′       ノ

′

′

′ ′        

′′

移 ︲´″″´   ヽ″′／

／ ′ ル だ

′︐    可〆／

図

4 

総合的航海支援システムの構成図

メ

4 独立行政法人国立高等専門学校機構大島商船高等専門学校紀要

 

第38号 (2005)

「音声イ ンター フェー スシステム」は、 こち らが音 声(音声が だ め な場 合 は リモ コ ン)で要求 した情 報 を 音声認 識 した後 、そ れ が プ ログ ラム に入 力 され た 言 葉(こち らが 入 力 した 言葉)であれ ば音 声 イ ン ター フ ェー ス シ ステム はそ の情 報 を音 声で知 らせ て くれ る もので ある。 音 声 イ ンター フェー スに送 られ た情報 はチ ャー トシステム に表示 され る。また 、「太島 丸デ ー タ処 理サ ーバ ー」 とは、 大島丸 の現 在 の表 示す る ときに も必 要 にな るた め 、チ ャー トシ ステ ム と音声 イ ンター フェー ス間 に も

LANケ

ー ブル が接 続 され 、

「支援 デー タ」が行 き来で きるよ うにな って いる。

図4の総 合 的航 海 支援 シ ステム を見 る と、デー タ 処理サ ーバー を除 いて パ ソコ ンは2台必 要 にな る こ とが わ か る。 こ こで 、「チ ャー トシステ ム 」 と 「音 声 インター フェー スシ ステ ム」 の機 能 を ‐緒 に して

・台のパ ソコ ンにすれ ば手間が省 ける し、省 スペー スにな るので はな いか?」 と考えたが 、1台で2つの 役割 を こなそ うとす る と、サ ー バー とパ ソコ ンの間 で 大量 の情 報が行 き来す る ことにな り、 パ ソコ ンが 停 止、すなわ ち フ リー ズ して しま うた め 、 この よ う に2台に分 けて シ ステム が構成 され た。

3.2 

チ ャー トシステ ムの流れ 図

次 に、図5のチ ャー トシステムの流れ図 を説明す る。チ ャー トシステムが起動枷a‖ )して、まず、日付 と時刻 とで名付 け られた ロ グデー ター フ ァイルがオ ープ ンされる。次に、それか ら大島丸の船 型データ が読み込 まれ る。次 に、情報源で ある大島丸デー タ サー バー との ソケ ッ ト ^(ヽ■ぃo(・

kl)を

オー プ ン し て情報が供給で きるよ うにす る。最後 に、音声イン ター フェー スとの ソケ ッ ト (ヽ■18x k 2)を オー プ ンに してチ ャー トシ ステム と音声 インター フェー ス にデー タが供給 出来るよ うにす る。以 上の段階 を踏 んで、チ ャー トシステムの各機能が出来 るよ うにな る。黒の破線で囲 まれて いる部分 は、その機能 を使 いたいという依頼がなけれ ば動作 しな いイベ ン トト

リブン的な機能 である。

… … Fom:則

・・・・・・・・・・・¨現在の日付、時刻を使つて ファイル名を自動的にふつてくれる

大島丸の船型データが入つている

,-'-.-Winsockl

l馴 可

L̲̲̲̲̲―

― ― ― ― ― ― ― ― ― ― 』 図

5 

フ ロー チ ャー ト

3.3 

航 海 中 の実 際 のチ ャー トシステ ム

図6のチ ャー トシ ステム につ いて 説 明す る。 チ ャー トよ りL側の表 示 は 、左か ら緯 度 、経 度 、舵 角 、^Cl)1) 翼 角OHにr、 Cl)1)翼角^RGl、 2段目で 、自船 の針 路 、 船 速^u、 船 速v、 風 向 、風 速 、

BT翼

角^{OКkl、 1う1｀}

翼角RcJである。変針ボ タ ンは、チ ャー ト上での変 針点 1.5ケーブル前か ら警告が出て、押す ことによ って変針点が ズレて いくよ うにな って いる。次 のチ ャー トボ タンは、何 らかの理 由でチ ャー ト交換が さ れなか った とき、手動で交換 出来 る。チ ャー ト上で

大島丸データ サーバー と のソ ケッ ト オープン

音声イ ン タ ーフェース と のソ ケッ ト オープン

大島丸データサーバーからのデータ受信

CP嘔角 A印86

0‐角  P0

チ ャー ト撒 面  ￨

ヽ

ヽ

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Wfiz ll$ 07;mrtc

ETA _O*,-or n' タイムヒヌトリー     触襲に側目

タイムとストリー〔

'●

l  r7

日

6チ

ャートシステムの日面 の説明は図6の通 りである。続 いて 下側であるが、

左側か らチ ャー トの拡大縮 小ボタン、 上 下左右ボタ ン、デ フォル トボタンで ク リアーである。そ して、

ズ レ、 ログ、日 ■、修 正コー ス、残航である。 タイ ム ヒス トリーは入港操船時 に使 うものである。また、

印刷 系は航跡 とタイム ヒス トリーが出来 る。

4.支

援 システムの検証

本支援 システムの効果 を検証す るために、

 8月

5

〜7日に本校練習船 「大島丸」を使用 し、山口県周 防大島町、小松港よ り同県 下関港 までの往復 に本支 援 システム を搭載 して調査 を行 った。往時の航海で はシステム を作動 させ、複時の航海ではシステムを 停止させて、それぞれの検 討及び比較 を行 った。 ま た、その航海 中における1等航海士の

90分

の当直 を対象 として、航海 当直中における作業内容 を分析 した。 また、同航海士がシステムか らの音声情報 を

得た内容 の頻度 も調査 した。

4.1 

大島丸での実証風景その¹

実際の大島丸での実証風景を写真1に示す。 この

写真

1 

音声ィ ンター フェース

写真は、音声イ ンター フェー ス側である。 この位置 は、チ ャー トテーブル を使用 している。 ビデオカ メ

ヽ １

Ｉ

Ｌ

膳

Ｆ

6 独立行政法人国立高等専 門学校機構大島商船高等専門学校紀要

 

第38号 (2005)

ラは、航海 当直の風 景を残 してお く為 に撮影 した。

航海土が、情報 を支援 して もらうとき も、 こち らの パソコンで、音声または、 リモコンか らとなる。ボ ックスの上に乗 って いる、黒 いボールが リモ コン時 の感受部である。

4.2 

大島丸での実証風景その 2

実際の大島丸での実証風 景を写真2に示す。

写真2は、チ ャー トシステム側である。 この位置 は、航海士が当直 に

tつ

位 置の傍 に置 くよ う設置 し てある。

写真

2 

チ ャー トシステム

5.シ

ステムの使用効果

5.1 

システム を用いてな い場合

検証航海の結果であるが、まず、 システム を用 い ていな い場合の当直状況 を図7に示す。仕事 内容 は、

航海見張 り、 レー ダー見張 り、チ ャー トワー ク、そ の他で仕事分け してある。時間は、

8:00〜 10

1等航海士の当直状況(システムなし)

レーダー見張リ   チヤートワーク 仕事内容(800〜1030)

図

7 

当直状況

:30で

あ る。 図7の結 果 は、航 海見 張 りに

67

分 、 レー ダー 見張 りに3分、チ ャー トワー クに

12

分 、そ の他 に8分費や した結 果 とな った。

次 に、 仕事 内容 は図7と同様 で時 間が

11:30〜

13:00ま

で の 当直状況 を図8に示す 。

1等 航海士の 当直状況(システムなし) ９０

８︒

７０

６０

５０

４０

００

２０

１０

０

︵後

︶巨 世

「

l l t目

９０ ８０ Ю ６０ ５０ ４０

∞ ２︒ １０ ０

︵よ

︶Ｅ 奮

航海見張り レーダー見張リ   チヤートワーク 仕事内容(1130〜1300)

図

8 

当直 状況

図8の結 果 は航 海 見張 りに 船 分 、レー ダー見張 り に9分、チ ャー トワー クに

15分

、そ の他 に

16分

費や した結 果 とな った。

5.2 

システ ム を使 用 した場合

次 に、 シ ステ ム を使 用 した場 合 の結 果 を図9に示 す 。 仕事 内容 は 、図7及び 図8と同様 で あ る。 当直 時 間 は、

 8:30〜 10:00ま

で で あ る。

1等航海士の当直状況(システム使用)

―

航 海 見 張 り レーダー見張リ    チヤートワーク 仕事内害(8:30〜 10:00)

図

9 

当直状況

図9の結果は、航海 見張 りに

79分

^{、 レー ダー見}

張 りに3分、チ ャー トワー クに8分、その他 に0分

９０ ８０ ７０

∞

∞

∞ ２０ Ю

︒

︵よ

︶Ｅ 奮

航 海 見 張 り その 他

という結果 とな った。

      8%)等

の情報依頼が順 に多 くな った。

次 に

14:00〜 15:30ま

での当直状況 を図

10に

示す。

1等 航 海士の 当直状況 (3時 間のまとめ)

1等航海士の当直状況(システム使用)

―

‐

航 海 見張 リ     レーダー見張 リ    チヤニ トワー ク      ―その他 仕 事 内容(1400〜1530)

＾ま

︶

奮 ︵Ｓ

︶ф 扁

図

10 

当直状 況

      o

図

10の

結 果 は、航 海 見張 りに

88分

、 レー ダー 見張 りに3分、チ ャー トワー クに9分、そ の他 に 5 分 とい う結 果 とな った。

5.3 

システムの使用効果

次 に、システム を使用 した結果 と使用 していない 結果 を、

3時

間のまとめ と して比較を した。行 きの 航海 と帰 りの航海 と違 いはあるが、その結果 を図¹

1、 図

12に

示す。

       1∞

図

11と

図

12の

結果よ り、共 に赤色の グラフの

航海見張 りに費や した時間が飛びぬけて多い ことが

     80

分かる。 しか し、 不使用時 に比べ ると約

20%、

時

     60

よ

間 に して約

40分

も航海見張 りに専念できて いる こ

   

湮 とが分かる。今回、 レー ダ見張 りやチ ャー トワー ク

     

を代替できるシステムの作成が 目標であっただけに、

    20

航海見張 り専念の

40分

増が、 システムの使用効果

と考えてよい。

      

^。

6.音

声 ログデー タの内訳

本 システムを用いて音声で どのよ うな情報提供 を 得たのかの頻度 も、同時 に調査 を行 った。その結果

を図

13に

示す。

調査の結果、チ ャー トワー クに関す る音声情報では、

予定 コー スか らの偏位

(25%)、

次の予定 コー ス(2 0%)、 次の変針点 にのせ るための修 正 コー ス (1

当直 中の仕 事 の割 合

図

11 

_{システ ム 不使 用}

1等 航海士の当直状況(3時 間のまとめ)

当直 中 の仕 事の劇 合

図

12 

システム使 用

65

―

︲ 日 ３ 目 ｗ

７ 口

航 海 見 張 リ    レー ダー 見 張 リ   チ ャー トワー ク     その 他

８４︻

９

４︻

一

航 海 見 張 リ    レー ダー見 張 リ   チャー トヮー ク     その 他

8 独立行政法人国立高等専門学校機構大島商船高等専門学校紀要

 

第38号 (2005)

ズレ修 正コース 星 E離   針路   残航  ETA  速 力 風 向・風違 潮流

︵ 回

︶ 無 回

つ ま りこの ことよ り、システムを用いないときは、

偏位 、次の針路 、修 正コー ス、な どを調べ にチ ャー トテー ブルに行 き、 又レー ダ直面か ら得て いた もの と言えな くな い。

即 ち、航海 当直にお いて、チ ャー ト関連の情報が 随時的確 に、支援 されれ ばよ り航海当直 に専念でき るとい うことになる。

7. 終わ りに

本 システムで は、現在の ところ航海 スケ ジュール の保持 に関する情報提供のみ となっている。今後は、

航海中に出会 う他船 との衝突危険及び、避航操船 に 関す る支援情報 も音声イ ンター フェー スを介 し、提 供す るもの と出来るよ うに改善 した いと考 える。

8.謝

辞

本研究 を進めるにあた り、本校練習船 大島丸船長 の、安尾英昭氏 、機関長の寺井征三氏 、

 

・等航海士 の藤井敬治氏、

 

・等機関士の古賀英 司氏、甲板長の 近江徹 正氏 、操機長 の高峯満氏 、操舵手の松嶋光男 氏、操機手の酒井充好氏、甲板員の大官見肇氏 には、

音 声情報 内容

日

13 

音声ログデータ

多 くの議論そ して多大なる助言を頂き、本研究の完 成度 をあげる ことがで きた。

又、

 5年

生の川本周平君の協 力がなけれ ば この シス テムの完成 はなかった。皆 さんに、感謝の意 を称 し た い。

なお、本研究 は平成

16年

度の科学研究補助 金 にて成 し得た ことを付 記す る。

チヤート関運 気象・海象関連