船舶的航行方法、航行系统以及船舶与流程

1.本发明涉及一种在对船舶配载货物之后使所述船舶航行的方法、能够执行该方法的系统以及应用了该系统的船舶。


背景技术：

2.一般地，集装箱船等用于运输货物的船舶以如下的方式设计：能够在装载尽可能多的货物的同时确保能够耐受长期使用的强度。具体而言，例如，设想在北大西洋的海况下使用25年，估算在此期间可能由海况条件对船体产生的最大的载荷力矩（设为设计波浪力矩mw（d））。而且，根据船舶的载荷力矩的设计允许值的差，决定货物的最大装载量。即，船舶的载荷力矩的设计允许值（设为ma）由下述的式（1）表示。再有，ms（d）是在配载了所设想的最大装载量的货物的情况下在静水中由船舶的自重和货物的重量以及浮力所产生的载荷力矩（设为设计静水力矩）。
3.另一方面，在使用船舶时，在航行中由海况条件产生的实际的载荷力矩与由船舶的自重和货物的重量以及浮力产生的实际的载荷力矩的合计需要不超过船体的允许值。此时，方便地将由海况条件产生的载荷力矩（设为实际波浪力矩mw（r））估算为mw（d），决定货物的量。即，在船舶上配载的货物的量在满足以下的式（2）的范围被决定，以使得在配载了该货物的情况下在静水中产生的载荷力矩（设为实际静水力矩ms（r））与设计波浪力矩mw（d）的合计值不超过船舶的设计允许值ma。
4.再有，作为满足这样的条件并用于支持船舶的安全使用的技术，例如，提出了下述专利文献1、2中记载的技术。这些是从在船舶的使用时确保安全的观点来实施的技术，可以说在专利文献1中记载了满足上述式（2）并且用于进行货物的配载的技术、在专利文献2中记载了用于以实际波浪力矩mw（r）实际上不超过mw（d）的方式进行航行的技术。
5.现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开第2006/003708号说明书专利文献2：日本特开2019-12029号公报。


技术实现要素：

6.发明要解决的课题但是，对于运输货物的船舶来说，安全的确保固然是最应重视的事项，但是，尽量加大货物的装载量也同样重要。然而，在以往的船舶中，关于装载量的扩充，与安全的确保一起主要在设计时进行研究，在使用方面几乎只重视安全方面，其结果是，实际情况是在关于装载量残留有富余的状态下进行航行。换言之，即使在设计上在确保安全的同时能够充分装入更多的货物的情况下，也过于重视安全方面而过低地评价了能够装载的货物的量，
这成为运输效率的提高的障碍。
7.在本公开中，鉴于这样的实际情况，对能够确保安全并且简便地提高货物的运输效率的船舶的航行方法、航行系统以及船舶进行说明。
8.用于解决课题的方案本公开涉及一种船舶的航行方法，其中，基于在航线中预测的海况，估算在航线中由海况对船舶产生的实际波浪力矩，基于所述实际波浪力矩的预测值即预测波浪力矩进行配载的计划，在航行时，以对船舶产生的力矩不超过设计允许值的方式进行航行。
9.在本公开的船舶的航行方法中，能够计算所述预测波浪力矩与设计波浪力矩的差作为配载裕度，基于该配载裕度，判定是否进行配载的变更。
10.在本公开的船舶的航行方法中，能够测量对船舶产生的力矩，以基于测量值掌握的力矩的值不超过阈值的方式进行航行。
11.在本公开的船舶的航行方法中，能够计算航线的候补的预测波浪力矩，以所述预测波浪力矩不超过阈值的方式进行航行。
12.在本公开的船舶的航行方法中，能够在基于对船舶产生的力矩的测量值掌握的力矩的值或者对船舶产生的力矩的预测值超过了阈值的情况下，对乘员发出警报。
13.在本公开的船舶的航行方法中，能够在基于对船舶产生的力矩的测量值掌握的力矩的值或者对船舶产生的力矩的预测值超过了阈值的情况下，提示降低力矩的方法。
14.在本公开的船舶的航行方法中，作为降低力矩的方法，能够提示驾船方法。
15.在本公开的船舶的航行方法中，作为降低力矩的方法，能够提示所预测的波浪力矩的值不足阈值的航线。
16.此外，本公开涉及一种船舶的航行系统，其中，所述船舶的航行系统以能够执行上述的船舶的航行方法的方式构成。
17.此外，本公开涉及一种船舶，其中，所述船舶应用了上述的船舶的航行系统。
18.发明效果根据本公开的船舶的航行方法、航行系统以及船舶，能够实现如下的优良效果：能够确保安全并且简便地提高货物的运输效率。
附图说明
19.图1是示出本发明的实施方式的船舶的航行系统的结构的一例的框图；图2是示出船舶中的传感器的配置的一例的概略侧视图；图3是示出传感器的配置的一例的概略平面图；图4是示出船舶的力矩的分布的一例的图形；图5是示出配载计划的制定顺序的一例的流程图；图6是示出船舶的航行中的顺序的一例的流程图；图7是说明对船舶产生的力矩与所测量的力矩的关系的图形；图8是简略地示出在船舶的显示部中显示的引导画面的一例的图。
具体实施方式
20.以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
21.图1示出了本公开的实施例的船舶的航行系统的方式。在本实施例的情况下，以跨越船舶s和陆地l的形式构筑了系统，将在陆地l侧制定的配载计划发送到船舶s侧，在船舶s侧基于该配载计划进行配载，进而，能够依据配载的内容执行航行。
22.在陆地l侧设置有航线选择部1、海况数据储存部2、配载计划部3、配载数据储存部4、波浪力矩计算部5、静水力矩计算部6、配载裕度判定部7、显示部8、操作输入部9以及通信部10。在船舶s侧设置有航线选择部11、海况数据储存部12、配载数据储存部13、波浪力矩计算部14、力矩测量部15、测量数据储存部16、力矩裕度计算部17、判定部18、显示部19、警报部20、操作输入部21以及通信部22。
23.陆地l侧的航线选择部1具备对船舶s的航线的选择进行辅助的功能。航线选择部1例如连接到sea-navi（注册商标）等信息服务，能够基于出港地、目的地、经由地或水域、日期时间等条件，提取适合各条件的航线的候补并进行提示。再有，航线选择部1也可以以如下的方式构成：不是利用sea-navi那样的外部服务，而是从在内部储存的库中提取适当的航线。
24.海况数据储存部2具备储存与各种航线相关的海况数据的功能，能够根据需要取得与由航线选择部1提示的航线相关的海况数据。在海况数据储存部2中储存的海况数据例如可以是从气象局等外部机构取得的预报数据，也可以是过去的海况数据，还可以是这两者。
25.配载计划部3具备制作船舶s中的货物的配载计划的功能，能够基于船舶s的种类或最大装载量、设计强度、货物的种类或量这样的各条件，针对船舶s计算在预定的航行时装载的货物的总重量、船内的各分区中的配载量等。
26.配载数据储存部4具备储存与由配载计划部3制作的船舶s中的货物的配载计划相关的数据（以下，称为配载数据）的功能。配载数据例如包括预定的航行中的货物的总重量、船内的各分区中的配载量、装入的货物的种类、以及船舶s的自重的分布、船舶s所具备的各压载舱中的压载水的注水量等。
27.波浪力矩计算部5具备参照在海况数据储存部2中储存的海况数据来计算被预测为在由航线选择部1提示的航线中遭遇的海况（遭遇海况）的功能。此外，波浪力矩计算部5具备基于计算出的遭遇海况和与船舶s自身相关的信息（自重、船速、外板形状等）计算在相应的航线中对船舶s产生的波浪力矩（实际波浪力矩mw（r））的预测值（设为预测波浪力矩mw（r）
pv
）的功能。
28.静水力矩计算部6具备基于在配载数据储存部4中储存的配载数据计算在静水中由船舶s的自重、货物和压载水的重量、以及浮力对船舶s产生的静水力矩ms（r）的功能。
29.配载裕度判定部7具备基于由波浪力矩计算部5计算出的预测波浪力矩mw（r）
pv
和由静水力矩计算部6计算出的实际静水力矩ms（r）计算能够追加配载的富余的量（设为配载裕度δm）的功能。再有，关于预测波浪力矩mw（r）
pv
、实际静水力矩ms（r）、配载裕度δm的计算，之后再进行说明。
30.显示部8是根据需要显示如下内容的显示器：由航线选择部1提示的航线的信息；在海况数据储存部2中储存的海况数据；由配载计划部3制作并被储存在配载数据储存部4中的配载数据；波浪力矩计算部5、静水力矩计算部6、配载裕度判定部7的计算结果等信息；输入针对各部的操作的接口画面；其他的信息等。
31.操作输入部9是输入上述的针对各部的操作的接口，例如是键盘、鼠标、触摸面板式的显示器等。再有，在使操作输入部9为触摸面板式的显示器的情况下，操作输入部9还能够兼有显示部8的功能的一部分或全部。
32.通信部10具备与系统的外部进行通信的功能，能够交换各种信息（例如，航线的数据、海况数据、配载数据等）。
33.船舶s侧的航线选择部11、海况数据储存部12、配载数据储存部13、波浪力矩计算部14具备与陆地l侧的航线选择部1、海况数据储存部2、配载数据储存部4、波浪力矩计算部5大致相同的功能。即，航线选择部11具备对船舶s的航线的选择进行辅助的功能，海况数据储存部12具备储存与各种航线相关的海况数据的功能，配载数据储存部13具备储存由陆地l侧的配载计划部3制作的配载数据的功能。再有，储存在配载数据储存部13中的配载数据还包括由陆地l侧的静水力矩计算部6计算出的实际静水力矩ms（r）。波浪力矩计算部14具备参照在海况数据储存部12中储存的海况数据计算被预测为在由航线选择部11提示的航线中遭遇的海况（遭遇海况）的功能。
34.力矩测量部15例如是应变传感器，具备测量对船舶s实际上产生的力矩的功能。在将作为应变传感器的力矩测量部15设置于船舶s的情况下，例如，如图2、图3所示，关于船体的前后方向在多个位置处配置各力矩测量部15，测量在船舶s产生的应变，基于其来掌握对船舶s产生的力矩。在此，图示了在船体的前后方向3处具备各4个（船体左右的上下的各位置）应变仪（力矩测量部15）的情况。再有，关于应变仪或力矩测量部15的结构、设置数量、设置位置等，不限于在此所示的示例，也可以根据船舶s的构造和其他条件适当变更。
35.测量数据储存部16具备将与由力矩测量部15测量的船舶s的各处的力矩相关的测量值作为测量数据进行储存的功能。
36.力矩裕度计算部17具备计算对船舶s产生的力矩的当前值或预测值相对于设计值残留有什么程度的富余（将其设为力矩裕度mm）的功能。具体而言，力矩裕度计算部17具备参照作为测量数据而储存在测量数据储存部16中的力矩的测量值（将其设为测量力矩m（r）
mv
）、储存在配载数据储存部13中的实际静水力矩ms（r）的值、由波浪力矩计算部14计算出的预测波浪力矩mw（r）
pv
等的功能，将在船舶s中测量的力矩的值（测量力矩m（r）
mv
）或被预测为对船舶s产生的力矩的值与船舶s的各处的设计波浪力矩mw（d）、设计静水力矩ms（d）或设计允许值ma进行对照，计算力矩裕度mm。力矩裕度mm例如由以下的式（3）、（4）表示。在此，mm
mv
表示基于对船舶s产生的力矩的测量值的力矩裕度，mm
pv
表示基于对船舶s产生的力矩的预测值的力矩裕度。
37.再有，上面所示的数式只是一例，例如，关于式（3），还可能存在根据测量力矩m（r）
mv
的内容而采用以下的形式的情况（关于测量力矩m（r）
mv
，之后再详细说明）。
38.判定部18具备基于由力矩裕度计算部17计算出的力矩裕度mm的值判断是否进行警报的发出、适当的引导画面的显示的功能。
39.显示部19是根据需要显示由航线选择部11提示的航线的信息、海况数据、配载数
据、测量数据、各种力矩的计算结果等各种数据、输入针对构成系统的各部的操作的接口画面、其他的信息等的显示器。
40.警报部20具备基于判定部18的判断来根据需要对与船舶s的航行相关的人员发出警报的功能。作为警报，设计者可以适当选择利用声音的警报或利用视觉的警报等适当的形式并且根据其内容决定警报部20的结构。再有，显示部19也可以兼有警报部20的功能。
41.操作输入部21是上述的输入针对各部的操作的接口，例如是键盘、鼠标、触摸面板式的显示器等。再有，在使操作输入部21为触摸面板式的显示器的情况下，操作输入部21也能够兼有显示部19的功能的一部分或全部。
42.通信部22具备与系统的外部进行通信的功能，能够在与陆地l侧的通信部10等之间交换各种信息（例如，航线的数据、海况数据、配载数据等）。
43.再有，在此例示了如下的情况：以跨越船舶s侧和陆地l侧的形式构筑系统，此外，陆地l侧主要进行配载计划的制定，在船舶s侧进行基于配载的航行计划；但是，在实施本发明的船舶的航行系统时，系统结构不限于在此所示的示例。例如，在信息处理/通信技术发达的当今，也能够将系统的大部分构筑在船舶s上，或者使陆地l侧和船舶s侧关于配载的计划或航行具有同等的功能。此外，只要能够实现以下说明的功能，船舶的航行系统就能够采取适当的结构。
44.对使用了上述的系统的配载计划的方法进行说明。本发明的主旨是估算在船舶s的航行中产生的波浪力矩（实际波浪力矩mw（r））并基于此进行配载的计划。即，如果是以往，那么将设计允许值ma与设计波浪力矩mw（d）的差作为最大装载量进行配载时（参照上述式（2）），使用实际波浪力矩mw（r）的预测值（预测波浪力矩mw（r）
pv
）来代替设计波浪力矩mw（d），由此，在船舶的设计强度中产生了相当于设计波浪力矩mw（d）和预测波浪力矩mw（r）
pv
的差（配载裕度δm）的量的富余，因此，将该量利用于配载计划中。
45.如上述那样，设计波浪力矩mw（d）例如被设定为在长期的船舶s的使用期间中设想为对船舶s产生的最大的波浪力矩。其值是按每个船舶s固有的波浪力矩的最大值，在现实的很多的航行中，实际上对船舶s产生的波浪力矩（实际波浪力矩mw（r））在设计波浪力矩mw（d）以下的范围内每次航行会发生变动。即，即使将该差（配载裕度δm）利用于配载计划，例如，即使多装载相当于配载裕度δm的量的货物，也没有安全上的问题，能够在仍保持安全的情况下提高货物的运输效率。
46.例如，假设设计波浪力矩mw（d）和设计静水力矩ms（d）的合计值在船舶s中如在图4中用虚线所示那样分布，假设在利用以往的方法进行配载直到达到设计静水力矩ms（d）（即，ms（r）=ms（d））的情况下，实际波浪力矩mw（r）和实际静水力矩ms（r）的合计值如点划线所示那样，以比设计波浪力矩mw（d）和设计静水力矩ms（d）的合计值低的值进行分布。在本实施例中，计算两者的差（相当于mw（d）－mw（r）的值）作为配载裕度δm并进行利用。
47.而且，在使船舶s航行时，将对船舶s实际上产生的力矩的至少一部分作为测量力矩m（r）
mv
进行测量，以基于该测量力矩m（r）
mv
掌握的力矩（在图4中，将在各测量点掌握的力矩的值示出为点）不超过设计允许值ma（设计波浪力矩mw（d）和设计静水力矩ms（d）的合计值）的方式，适当地进行航线的选择、驾船。换言之，进行上述式（3）、（4）中的力矩裕度的预测值（mm
pv
）和实测值（mm
mv
）不会变为不足零的航行。
48.为了实现这样的配载和航行，首先需要以充分的精度计算预测波浪力矩mw（r）
pv
和
实际静水力矩ms（r）。因此，参照图5的流程图，对计算这些力矩的值并制定配载计划的顺序进行说明。
49.为了预测实际波浪力矩mw（r），作为前提，需要选择航线并预测在该航线中遭遇的海况。因此，首先进行航线的候补的提取（步骤s1）。使用航线选择部1的功能，例如，利用sea-navi等外部服务，或者根据在航线选择部1中储存的航线的信息，提取航线的候补。当输入出港地、目的地、经由地或水域等这样的条件时，提取适合各条件的航线，作为候补进行提示。
50.接下来，关于作为候补而被提示的航线，取得所预测的海况（步骤s2）。使用海况数据储存部2的功能，参照过去的同一水域、同一季节的海况数据。或者，参照从气象局等提供的预报数据。
51.在步骤s2中取得的海况数据中包括船舶s在相应的航线中遭遇的最大的波高。波高最直接地影响航行的舒适度、对船舶s产生的载荷等。因此，在步骤s3中，设定波高的阈值（避航界限），将预测到超过该避航界限的波高的航线从候补中排除。然后，从剩下的候补之中选择并决定实际上航行的航线（步骤s4）。
52.另一方面，在配载计划部3中，进行针对船舶s的配载的计划（步骤s5）。决定货物的总装载量、船舶s的各分区中的货物的装载量、各压载舱中的压载水的注水量，作为配载数据储存在配载数据储存部4中。
53.波浪力矩计算部5基于被预测为在所选择的航线中遭遇的海况，计算预测波浪力矩mw（r）
pv
（步骤s6）。
54.对使用条带法（strip method）作为预测波浪力矩mw（r）
pv
的计算方法的情况进行说明。对船舶s产生的载荷能够利用纵向弯曲力矩进行评价，由波浪产生的纵向弯曲力矩能够用下述的式（5）表示。再有，hs是波高，χ是波向，ts是波周期。
55.海况（hs，ts）被包括于由步骤s2取得的海况数据中。因此，将这些值（基于过去的数据或预报而预测的值）代入到上述式（5）中，计算mw的值。再有，吃水对mw的值也有影响，吃水根据配载而变动，因此，在mw的计算中也参照配载数据。将这样得到的mw的最大值作为在航行中遭遇的实际波浪力矩mw（r）的预测值即预测波浪力矩mw（r）
pv
。再有，除了条带法之外，当然也可以在预测波浪力矩mw（r）
pv
的计算中使用各种方法。
56.另一方面，实际静水力矩ms（r）不依赖于航线或海况而由配载决定。静水力矩计算部6参照配载数据储存部4的配载数据，计算实际静水力矩ms（r）（步骤s7）。
57.在配载裕度判定部7中，计算在步骤s6中计算出的预测波浪力矩mw（r）
pv
和设计波浪力矩mw（d）的差，作为配载裕度δm（步骤s8）。配载裕度δm是鉴于船舶s的载荷力矩的设计允许值ma和航线的状况可以对船舶s进一步进行装载增加的量。
58.在此，也可以进而针对其他的航线也计算配载裕度δm，也以其为参考来选择航线。例如，在步骤s8中计算出的配载裕度δm不太大并且也想研究其他的航线的情况、或者想要在多个航线间比较配载裕度δm的情况下等，这样的顺序是有效的。在先前的步骤s4中的航线的选择时，未将配载裕度δm用作判断材料，因此，在此计算出配载裕度δm后，重新研究航线的选择。
59.在步骤s8中计算出配载裕度δm后，转变到步骤s8a，判断是否研究其他的航线。在
研究其他的航线的情况下，返回步骤s4，从所提示的选择项中选择与先前的航线不同的新的航线。针对新选择的航线，再次执行步骤s6～s8，计算配载裕度δm。再有，如果不变更配载，那么实际静水力矩ms（r）不变化，因此，在多次重复步骤s6～s8的工序的情况下，即使不重新执行第二次以后的步骤s7，只要使用在上次的步骤s7中计算出的实际静水力矩ms（r）的值即可。
60.这样针对一个或多个航线计算了配载裕度δm后，也参照该配载裕度δm的值并且在任一个时间点（判断为不进一步研究其他的航线的时间点）进入步骤s8b，从候补之中决定航线。然后，针对所决定的航线，执行步骤s9。在步骤s9中，根据与所决定的航线相关的配载裕度δm的大小、想要装入的货物的量等，判断是否变更在步骤s5中暂时制定的配载计划。在不变更配载的情况下，结束配载，但是，在变更的情况下进入步骤s10，由配载计划部3变更配载计划，作为新的配载数据储存在配载数据储存部4中。
61.如果配载被变更，那么对船舶s产生的实际静水力矩ms（r）发生变化。此外，船舶s的吃水发生变化的结果是，预测波浪力矩mw（r）
pv
也有可能发生变化。因此，如果变更了配载计划，那么重新计算预测波浪力矩mw（r）
pv
和实际静水力矩ms（r）（步骤s6、s7），计算配载裕度δm（步骤s8），根据配载裕度δm的值，进行配载计划的变更（步骤s9、s10）。这样，以配载裕度δm的值为基准，能够简便地进行装载增加等配载计划的变更。进而，如果对此进行重复，那么配载计划被最优化，以使得在满足船舶s的设计允许值ma的范围内实际静水力矩ms（r）变为最大。
62.在船舶s侧的各部中储存有航线的信息、海况数据、配载数据等所需的信息。基于配载裕度δm而被变更后的配载数据也经由通信部10、22被发送到船舶s侧并被储存在各部中。在船舶s侧，按照新的配载数据进行配载。
63.这样的方法能够在各种船舶s中以仅在计算出的配载裕度δm的范围内进行装载增加（使实际静水力矩ms（r）因货物的重量而增大）这样的形式执行，但是，特别是在以集装箱船为对象的情况下，通过稍微不同的方法的使用是有效的。
64.一般地，在船舶中，出于保持吃水的目的、更正对船体产生的载荷力矩的目的，有时会向船体内注入压载水，但是，特别是在集装箱船中，由于货物的比重轻，所以，压载水被注入得多的机会多。因此，在船舶s为集装箱船且在最初的配载计划中压载水被注入得多的那样的情况下，例如，能够通过接下来叙述的顺序来应用上述的配载计划方法。
65.首先，执行图3所示的步骤s1～s8的顺序，在计算出的配载裕度δm的范围内进行货物的装载增加（步骤s9、s10）。此时，关于进行了装载增加的分区，排出与装载增加的量相同重量的压载水。这样，实际静水力矩ms（r）的值与配载计划的变更前几乎没有变化，由于残存有配载裕度δm，所以，能够进一步变更配载计划，进行装载增加。
66.再有，在减少装载增加的量的压载水的情况下，如果假设实际静水力矩ms（r）的值不发生变化，那么在理论上，如本实施例那样，即使不考虑配载裕度δm，也能够进行装载增加。然而，在实际上进行配载的情况下，船体中的压载舱的位置与装货物的位置不同，因此，即使假设减少了位于尽可能接近进行了装载增加的分区的位置的压载舱的压载水，实际静水力矩ms（r）的值也多少会发生变化。因此，如果在不考虑计算出的配载裕度δm的情况下进行装载增加，那么不存在关于何种程度的装载增加才能够允许的基准，因此，即使减少了压载水，其结果是，也不能排除装载量超过允许值的可能性。如果像本实施例那样使用配载
裕度δm，那么能够在没有障碍的范围内安全地进行装载增加。
67.此外，也能够实现为了压载水的减少而利用配载裕度δm这样的形式的使用。在集装箱船中，如上述那样，存在出于更正对船体产生的载荷力矩的目的而注入压载水的情况，在该情况下，压载水的载荷在使实际静水力矩ms（r）变小的方向进行作用。即，如果减少该压载水的注水量，那么实际静水力矩ms（r）增大，但是，将利用上述方法计算出的配载裕度δm用于因压载水的减少而引起的实际静水力矩ms（r）的增大。即，在配载裕度δm的范围内，排出船舶s内的压载水即可。
68.关于这样的使用，例如，在压载水残留在舱内但由于货物空间的限制等而无法装入更多的集装箱的那样的情况下、或者只是不存在应进一步装入的货物的情况下等是有效的。这样，能够在压载水少的状态下使作为集装箱船的船舶s航行，能够进行减少了船舶s整体的重量的燃料消耗少的航行。当然，也可以适当并用以上说明的“货物的装载增加的量的压载水的减少”和“在配载裕度δm的范围内的压载水的减少”。或者，当然也可以仅仅在配载裕度δm的范围内只进行装载增加，而不减少压载水。
69.再有，如上述那样，配载裕度δm不仅在开始航行前的配载时，而且在航行中也能够利用。即，航行中的压载水的注排水能够视为配载变更的一种，影响对船体产生的力矩，因此，能够实现如下那样的利用：在航行中需要压载水的注排水的情况下，在配载裕度δm的范围内进行压载水的注排水。
70.接下来，参照图6的流程图，对使按照上述的顺序进行了配载的船舶s航行时的顺序进行说明。
71.在船舶s的航行中，在力矩测量部15中时时刻刻测量对船舶s的各处产生的力矩（步骤s11）。由力矩测量部15取得的值作为测量数据被储存在测量数据储存部16中。
72.在此，对由力矩测量部15取得的测量力矩m（r）
mv
进行说明。
73.在图7中示出对船舶s实际上产生的力矩的变动的一例。在此，假定如下那样的情况：对空载的状态的船舶s，从时刻t0到时刻t2进行配载，在之后的时刻t3开始航行。
74.如果将对船舶s产生的力矩作为纵向弯曲力矩进行评价，将由中垂（sagging）产生的力矩设为负，将由中拱（hogging）产生的力矩设为正，那么作为大致的倾向，浮力引起的力矩为正，货物的重量引起的力矩关于船体的前后方向，对于在中央部附近装载的货物为负，对于在两端部附近装载的货物为正。在空载的状态（时刻t0）下，由于浮力，对船舶s产生正的力矩。如果从此到时刻t2进行配载，那么装入到船舶s上的货物的重量作为整体产生负的力矩，由此，正的力矩被抵消，进而施加负的力矩。在时刻t2对船舶s产生的力矩是配载完毕的状态下的静水力矩。在按照配载计划进行了配载的情况下，在该时间点对船舶s产生的力矩理论上与在图5所示的顺序中在步骤s7中最终计算出的实际静水力矩ms（r）一致。再有，与在此说明的配载相伴的力矩的演变只是一例，力矩并不一定如上述那样发生变动。根据货物的位置或量，例如也可能存在由货物引起的力矩的合计取正的值的情况。
75.当船舶s开始航行时（时刻t3以后），对船舶s产生实际波浪力矩mw（r）。实际波浪力矩mw（r）在航行中时时刻刻变动，如果以时刻t2～时刻t3之间的力矩的值（ms（r））为基础值，那么实际波浪力矩mw（r）被表示为与所述基线的差。在将实际波浪力矩mw（r）掌握为纵向弯曲力矩的情况下，该实际波浪力矩mw（r）在中拱时取正的值，在中垂时取负的值。
76.关于在航行中由应变仪即力矩测量部15检测为测量力矩m（r）
mv
的力矩的测量值，
根据在上述的过程中以哪个时间点为基准来设定而不同。假设，在配载的中途，在由货物产生的力矩正好抵消由浮力产生的力矩的时间点（时刻t1）将测量值设置为零的情况下，在之后的航行中（时刻t3以后）取得的测量值（测量力矩m（r）
mv
）为实际静水力矩ms（r）和实际波浪力矩mw（r）的合计值。
77.然而，在现实中，很难确定时刻t1，实际上在这以外的定时将力矩测量部15的测量值设置为零。例如，在配载作业中进行零设置，在该定时在时刻t1～时刻t2之间的情况下（在图7中示出为时刻ta），在时刻t3以后取得的测量值是实际静水力矩mw（r）的一部分（在图中示出为ms2的值）和实际波浪力矩ms（r）的合计。此外，例如，在时刻t2到时刻t3之间的时间点（在图7中示出为时刻tb）将测量值设置为零的情况下，在时刻t3以后取得的测量值仅为实际波浪力矩mw（r）。
78.但是，无论在哪种情况下，都根据测量力矩m（r）
mv
的值掌握实际波浪力矩mw（r），由此，能够掌握对船舶s产生的力矩。即，如果将时刻t2到时刻t3之间的任一个时间点的测量值作为基础值进行记录，那么能够掌握当前产生的实际波浪力矩mw（r），作为在时刻t3以后检测到的测量力矩m（r）
mv
的值与所述基础值的差。此外，作为实际静水力矩ms（r），使用在图5所示的顺序中在步骤s7中最终计算出的值即可。这样，无论零设置的定时如何，都能够掌握对船舶s产生的力矩。
79.在步骤s12中，进行与由步骤s11取得的力矩的值相关的判定。在此，判定基于力矩测量部15的测量值（测量力矩m（r）
mv
）掌握的力矩的值是否大于预先设定的阈值。例如，如上述那样，基于测量力矩m（r）
mv
掌握实际波浪力矩mw（r）的值，将其与阈值进行比较。在此，作为成为判定的基准的所述阈值，例如，可以使用从设计允许度ma减去实际静水力矩ms（r）后的差（ma－ms（r）），或者，也可以使用以对船舶s产生的力矩不会实际上超过设计允许值ma的方式有富余地被设定为不足ma－ms（r）的适当的值的阈值。
80.再有，在此，关于在判定中使用的力矩的值或阈值，除了以上说明的以外，也能够适当设定。例如，可以将基于测量力矩m（r）
mv
掌握的实际波浪力矩mw（r）和实际静水力矩ms（r）的合计值与设计允许值ma或不足设计允许值ma的适当的阈值进行比较。或者，例如，也能够通过由力矩裕度计算部17基于上述式（3）计算出的力矩裕度mm的实测值mm
mv
是否小于零（或者，有富余地被设定为零以上的适当的值的阈值）来进行。再有，mm
mv
的计算式根据情况而不同。例如，在仅检测实际波浪力矩mw（r）作为测量力矩m（r）
mv
时，mm
mv
为。此外，例如，在检测实际波浪力矩mw（r）和实际静水力矩ms（r）的合计作为测量力矩m（r）
mv
的情况下，mm
mv
被表示为。
81.在力矩为阈值以内的情况下，返回步骤s11，继续取得测量力矩m（r）
mv
。在基于测量力矩m（r）
mv
掌握的力矩的值大于阈值的情况下，进入步骤s13、s14，进行利用警报部20的警报的发出、利用显示部19的驾船的引导。再有，之后重新说明步骤s13、s14的内容。
82.以上是基于力矩的测量值（测量力矩m（r）
mv
）的驾船支持，但是，另一方面，也进行基于力矩的预测值（预测波浪力矩mw（r）
pv
或者其与实际静水力矩ms（r）的合计值）的驾船支持。在船舶s侧的波浪力矩计算部14中，参照航线选择部11、海况数据储存部12、配载数据储存部13，取得为了从当前地到达目的地而能够选择的航线的候补、针对每一个候补而预测
的海况数据以及配载数据（在其中包括实际静水力矩ms（r））（步骤s15）。此外，波浪力矩计算部14取得在步骤s11中由力矩测量部15取得的测量力矩m（r）
mv
（步骤s16）。
83.波浪力矩计算部14基于取得的上述各数据，计算在各航线的候补中预测的波浪力矩mw（r）的值（预测波浪力矩mw（r）
pv
）（步骤s17）。预测波浪力矩mw（r）
pv
能够通过上述的条带法或其他的适当的方法来计算。此外，计算预测波浪力矩mw（r）
pv
的计算式也可以与对船舶s产生的力矩的测量值即测量力矩m（r）
mv
进行对照，随时进行校正，以使得能够更准确地计算预测波浪力矩mw（r）
pv
。
84.接下来，进行与计算出的力矩的预测值相关的判定（步骤s18）。在此，例如，判定由波浪力矩计算部14计算出的波浪力矩的预测值（预测波浪力矩mw（r）
pv
）和实际静水力矩ms（r）的合计值（即，被预测为对船体产生的力矩的值）是否大于预先设定的阈值。在此，作为成为判定的基准的阈值，例如，能够使用设计允许值ma。或者，为了降低在今后选择的航线中对船舶s产生的力矩的合计值实际上超过设计允许值ma的可能性，也可以使用有富余地被设定为不满设计允许值ma的适当的值的阈值。此外，该步骤s18中的判定例如也能够通过由力矩裕度计算部17基于上述式（4）计算出的力矩裕度mm的预测值mm
pv
是否小于零（或者，有富余地被设定为零以上的适当的值的阈值）来进行。或者，也可以通过预测波浪力矩mw（r）
pv
是否大于设计波浪力矩mw（d）或ma－ms（r）（或者被设定为不满它们的适当的值的阈值）来进行。
85.如果在今后能够选择的哪一个航线中力矩都为阈值以内，那么返回步骤s15，重复进行各种数据的取得、预测波浪力矩mw（r）
pv
的计算。在力矩的预测值大于阈值的情况下，进入步骤s13、s14。
86.在步骤s13、s14中，在基于测量力矩m（r）
mv
掌握的力矩的值（可以是测量力矩m（r）
mv
本身，也可以是根据测量力矩m（r）
mv
求出的实际波浪力矩mw（r）或者实际静水力矩ms（r）和实际波浪力矩mw（r）的合计值）超过了阈值的情况下，或者在力矩的预测值（可以是预测波浪力矩mw（r）
pv
，也可以是预测波浪力矩mw（r）
pv
和实际静水力矩ms（r）的合计值）超过了阈值的情况下，从警报部20发出它们超过了阈值的意思的警报（步骤s13），此外，提示使得各力矩小于阈值的驾船方法或运行方法（步骤s14）。再有，警报的内容、提示的驾船方法、运行方法的内容可以根据哪一个力矩超过阈值、超过的幅度是何种程度等各条件而适当变更。
87.例如，在步骤s13中，通过蜂鸣器、旋转灯或其他的方法来通知对船舶s产生的力矩的合计值（ms（r） mw（r））接近设计允许值ma、或者在今后航行的预定的航线的任一个中被预测为对船舶s产生的力矩有可能大于设计允许值ma这样的意思的警报。
88.此外，在步骤s14中，为了降低对船舶s产生的力矩或被预测为产生的力矩，例如在显示部19中显示变更船速或将船体的朝向变更为沿波向的朝向这样的方法。此外，例如也可以在显示部19中显示如图7所示那样的引导画面。在此所示的示例中，在以符号r1示出的航线中，今后力矩有可能接近（或大于）允许值，此外，关于其他的航线r2、r3，显示了目前没有这样的预测的意思。乘员参照该引导画面，选择航线r2、r3中的任一个即可。再有，在此所示的引导画面只是一例，所显示的引导画面能够根据需要的信息或其他的条件而适当变更。例如，也可以根据力矩裕度mm的预测值mm
pv
的大小评价航线的安全度并按每个航线显示该安全度。
89.在步骤s13、s14结束后，暂时结束流程。或者，也可以再次重复步骤s11以及步骤s15以后的步骤。
90.在实施如上述那样的方法和系统时，不需要例如为了确保安全或扩充装载量而变更船体或其他的构造，也能够容易地应用于现有的船舶，谋求货物的运输效率的提高。
91.如以上那样，在上述本实施例的船舶的航行方法中，基于在航线中预测的海况估算在航线中由海况对船舶s产生的实际波浪力矩mw（r），基于实际波浪力矩mw（r）的预测值即预测波浪力矩mw（r）
pv
进行配载的计划，在航行时，以对船舶s产生的力矩不超过设计允许值ma的方式进行航行。这样，代替按每个船舶s固有的设计波浪力矩mw（d），使用其以下的值的实际波浪力矩mw（r）来计划配载，并且，在航行时，使得测量力矩m（r）
mv
不超过设计波浪力矩mw（d）和设计静水力矩ms（d）的合计值，由此，能够在仍保持安全的情况下提高货物的运输效率。
92.此外，在本实施例的船舶的航行方法中，计算预测波浪力矩mw（r）
pv
和设计波浪力矩mw（d）的差作为配载裕度δm，基于该配载裕度δm判定是否进行配载的变更。这样，能够以配载裕度δm为基准，简便地变更配载计划。
93.此外，在本实施例的船舶的航行方法中，能够测量对船舶s产生的力矩，以基于测量值（测量力矩m（r）
mv
）掌握的力矩的值不超过阈值的方式进行航行。
94.此外，在本实施例的船舶的航行方法中，能够计算航线的候补的预测波浪力矩mw（r）
pv
，以预测波浪力矩mw（r）
pv
不超过阈值的方式进行航行。
95.此外，在本实施例的船舶的航行方法中，能够在基于对船舶s产生的力矩的测量值掌握的力矩的值、或者对船舶s产生的力矩的预测值超过了阈值的情况下，对乘员发出警报。
96.此外，在本实施例的船舶的航行方法中，能够在基于对船舶s产生的力矩的测量值掌握的力矩的值、或者对船舶s产生的力矩的预测值超过了阈值的情况下，提示降低力矩的方法。
97.此外，在本实施例的船舶的航行方法中，作为降低力矩的方法，能够提示驾船方法。
98.此外，在本实施例的船舶的航行方法中，作为降低力矩的方法，能够提示所预测的波浪力矩的值不足阈值的航线。
99.此外，上述本实施例的船舶的航行系统以能够执行上述的船舶的航行方法的方式构成，因此，能够起到与上述同样的作用效果。
100.此外，上述本实施例的船舶应用了上述的船舶的航行系统，因此，能够起到与上述同样的作用效果。
101.因此，根据上述本实施例，能够确保安全并且简便地提高货物的运输效率。
102.再有，在本公开中说明的船舶的航行方法、航行系统以及船舶并不仅限于上述的实施例，当然能在不脱离主旨的范围内施加各种变更。
103.附图标记的说明1：航线选择部2：海况数据储存部3：配载计划部
4：配载数据储存部5：波浪力矩计算部6：静水力矩计算部7：配载裕度判定部8：显示部9：操作输入部10：通信部11：航线选择部12：海况数据储存部13：配载数据储存部14：波浪力矩计算部15：力矩测量部16：测量数据储存部17：力矩裕度计算部18：判定部19：显示部20：警报部21：操作输入部22：通信部l：陆地s：船舶ma：设计允许值mw（d）：设计波浪力矩mw（r）：实际波浪力矩mw（r）
pv
：预测波浪力矩m（r）
mv
：测量力矩δm：配载裕度。