Comparative Evaluation of Ship-handling Difficulty at Daytime and Nighttime in the Straight Channel

There are many of straits and channels near the Japanese coast Navigating at these kinds of res 重ricted and congested water −areas , it is more diMcult fbr mariners to handle the ship at nighttlme than at daytime. This research aims at stUdying on the reduction of ship −handling d{Mculty in the ohannc 璽due to nighttime . In this 1)aper , on the base of our past study on the difference of mariner ’ perception of sa 蝕 y (when approaching to a shore and encountering with other ship)at daytime and nighttime , the nighttime version of Environmental Stress Model was made , and using this new model , the difficulty of ship handling at nighttime is evaluated quantitatively . Jn order to evaluate comparatively the ship −handling dlffiG 山ty at daytime and nighttime in the straight ehannels with different width , themarine traffic simulation was canied out . About the simulation , two kinds of traMc flow were considered : one −way and two −way . Based on the result of simulation , the ship −handling dlfficulty al daytime and nighttime was calculated , 跚 d the measures to reduce the ship −handling diMculty at nighttime was analyzed 什 om the aspects of l)Slowdown ,2)Reduce the congestion ofmarine traffic, 3)Extend the wldth of channe1 . KeyΨ ordS :〃larine traMc eng ゴneering , straight channel , day伽 ¢ 擁 戯 加ze , ship −handling diffculty 彳:一ワー ダ : 〜毎冶交蒼 ユ:営 直鍬 酪 擬 鳳 嫺 翩 鑼 撰 1.は じめ に 狭 水道に お け る海難 の 実態に よる と、衝 突海難 と乗 り揚げ海難が 全体 の 約 85% を 占め て お り 、 こ れ らの 60.5% は 夜間に発生 し て い る。同 じ航行条件下 で も昼 間航 行 と 夜 間航行 で は 、 一 般に 夜間 の 方 が 操 船者は困難を感 じ る とい われ て い る。こ の 困難感 の 差 が事 故発 生 に影響 を及 ぼして い るとす るな ら、夜 間航行に 対 し て なん らか の 困難性軽 減方策 を検討し て お く 事が 望まれ る 。 港湾 へ の 出入 港や 狭水道航 行 で は、水深 や地形 、 障害物 に よ り 、 ま た 、 船舶交通 が輻輳する こ とに よ り行動 が制約 され る。 こ の よ うな航 行上 の 行 動制約 は 操船者 に負荷 を与え 、操船者に 困難感 を もた らす 。 地 形 や 障害物 の 存在が 自船 の 行動 を 制約す る と き に 課 され る操船 困難性 な らびに交通輻 輳 が 自船 の彳亅 . 動 を制約す る とき に 課 され る操 船 困難性 を定量 的 に評 価す る モ デ ル と し て 環境 ス ト.レ ス モ デ ル ( 2x3x4 ) が 開 発 され て い る が、著者 らは 、こ の 環境 ス トレ ス モ デ ル を夜問 に っ い て も評 価が 可能なモ デル へ と拡張 し て きた 。 夜 間航行 に つ い て は 、照 明 を改 良す る こ とによ り 航行上 の 不安 を軽減する 方策が とられて い る例 もあ る が、本研 究 で は 、夜 間航行 に伴 う航行上 の 困難性 を 軽減 す る 方 策 と し て 、 減 速 な ど 自船 が と る 操船 上 の 方 策、 航行船の輻輳緩和に よ る 交通上 の 方策、 水 路幅 の 拡 幅 に よ る 環境上 の 方策 に着 目 し、こ れ らの 条件 を ど の よ うに 変化 させ る と躁船者 が感 じ る 夜 間航彳了の 困難性 が どの よ うに 緩和 され る か を、環 曹 学 生 会 員 神 戸 大 学 人 学院 自然 科 学 研 究 科 海事科学専 攻 (〒658−0022 神戸市 東灘 区 深 江 南 町 5−1−1) ” 正 会員 神戸大学大学院 海事科学研究科 (〒658−0022 神戸市東灘 区深江南町 51 −1) 工工 一leotronio ibra y Japan Institute of Navigation NII-Electronic Library Service apan エ stitute f avigation 60 日 本航海学会論文集 20年 9月 境 ス トレ ス モ デル を用 い て 分析す る こ と に よ り、夜 くなる こ と か ら、環境 ス ト レ ス 値 750 を許容 レ ベ ル 間航 行 に 対す る対策指針 を見 出す こ と と し た。 の 限界 とみなす こ とが で きる 。 2.夜 間 に おけ る操 船 困難性 の 表現 井 E らは操船者が感 じる困難性 を定 量化す るた め 環境 ス トレ ス モ デ ル (以 . ド ES モ デ ル ) を開発 し た (2x3 ) 。環境 ス トレ ス 値 は防波堤や 護岸 な どの 地形 が 操船 水域 を制約 し、船舶 の 輻輳 が 自船 の 行動 を制約 する 場合 に操船者が感 じ る困難感 を表現 す る指標 で あ る。環 境 ス ト レ ス 値 は Table.] に 示 す よ うに O−1000 の 間の 数値で 表現 され 、こ の 値 が大 き い ほ ど 操船 の 困難性 は高 くな る 。 環境 ス ト レ ス モ デル で は 、操船者が 感 じ る危険の 感 じ 方 は障害物 に衝突ま で の 時 間余裕 と自他船 間の 相対 距 離 の 関数 と し て (D式 お よび(2)式 に 基 づ い て 算定 され る 。 5リZ =α L * 7Yヒヲ+ βL (1) S、]s コα s * (RILmt )十 β s (2) 助 : 護 岸 へ の 接 近 に 対 し て操船者 が 感 じ る 危険感 η °C : 護岸に乗 り揚げ る ま で の余裕時 間 SJs :他船 との 接近 に 対 し て 操船者 が感 じ る危険感 R :他 船 との 相対距 離 Lm : 自他 船 の 平均船 長 α L、 as : 回帰 直線 の 勾 配 βL、βs ; 図帰直線の 切 片 一 方、夜 間にお け る操船者の 危険の 感 じ方は昼 間 に感 じ る感 覚 を基 に 、 係 数 kl、 k 2 を用 い て (3)式 お よ び(4)式 に よ り昼 夜差 を表現す る σX6 &JJ. n =α L * τ7U + (kt)βL (3) SJSn =α s * (RILmv)+ (k2)βs (4) SjrL . 夜 間にお ける護岸 へ の 接 近 に対 して操 船者 が感 じ る 危険感 Sls。 : 夜 間に お ける他船 との 接近 に 対 して 操船者 が感 じ る危険感 k, Ll k2=].1 (横切 りまた は行 き会 い の 場 合) k,=]2 (追 い 越 し の 場合 ) 環 境 ス トレ ス 値 は 、Table 1 に 示す よ うに、4 っ の 負荷 ラ ン クに分類 され 、また、環境 ス トレ ス 値 が 750 を超 え る と操船者はそ の よ うな困難 さを許容で きな TabLe l Valuation Basis of ES ES Va且ue V包luation Latitude 900 〜1000 Ca 臉 strophic Unacceptable 750 〜900 Critical Unacceplable 500〜750 Marginai Acccptable 0〜500 Negligible Acceptable 3.減速に よ る夜間航行 の 困難性軽 減 3.1 減速の 効果 一 般 に操船者 は狭 い 水路を航行する ときや船舶が 輻輳す る 水域で は 速力 を減 じ て 安全航行 に努め る。 速力低減は 自船が と り得る最 も有効な操船上 の 安全 方策で ある。速 力低減 は乗 り揚 げや衝 突 の 危 険発生 に対 し時 間余裕 を確保 で き る ととも に 、確保 し た時 間余裕 の 間 に 次 の 手 が打 て る。 実際 に、同 じ水路で もそ こ を夜間に航行する時に は 、操 船者は 、白身に 課 され る航行 Eの 困難性 を軽 減す る た め速力 を落 と して 航行する 。 こ こ で は 、ま ず 、夜聞航行 の 困難性 軽減方策 と し て 、自船に よ る 速力低減を と り あ げる。そ し て 、直線水 路航行中 の 困難性 を昼 間 と同 じ程 度にま で 軽減す るた めには 、 夜 闥 の 速力 を昼 間 の 速力 よ りどの 程度 にまで落 とせ ば よ い か を環境 ス ト レ ス モ デ ル を用 い て 分析を行 う。 3.2 減速率の 目安 長 さの 異な る船が 直線水路 の 中央を 直進す る 時、 地形制 約 に伴 う困難性 の 指標値 「操船環境 ス トレ ス 値 (ESL)」 が 自船 の 速 力 によ っ て どれ ほ ど異 な るか を昼夜 に つ い て 比 較 し た 。 なお 、水路 の 幅は 300m、 500m、700m 、900m の 4 条件を、自船船型 は 50m、 100m 、200m 、300m の 4 船型 を設定 し た 。 Fig,1 は 、 自船船長が 100m 、 水 路 の 幅 が 300m と 700m の 場合 に お け る、自船速 力 と操船環境 ス トレ ス 値 の 関係を 示 し て い る。水路幅が狭 い ほ ど、自船 の 速力 が 大き い ほ ど全 体に操船 困難性が 高く、そ し て 、い ずれ の 場合 も夜間 の 操船環境 ス トレ ス 値 は昼 間 よ り高 い こ と が わ か る。 い ま操船者 が 許容 で きる負荷 の 限界値 (ESL=750) に 着 目 し、そ の よ うな条件 で 航 行 で き る 速 力条件 を 各水路幅に つ い て 求め 、昼夜 に っ い て 比 較 した 。 850 800 750 磊 700 国 650 600 550 5004681012141618 Speed(kts) Fig.1 The value of ES at daytime and nigh 伉ime in tlle charmel with different speed 工工 一leotronio ibra y Japan Institute of Navigation NII-Electronic Library Service apan エ stitute f avigation 119号 直線水路航行 に おけ る 昼夜操船困難性 の 比較評価 61