特開 2024-145783 航行支援システム、仮想基地局、船舶情報端末、航行支援方法及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024145783

(43)【公開日】2024-10-15

(54)【発明の名称】航行支援システム、仮想基地局、船舶情報端末、航行支援方法及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   G08G 3/02 20060101AFI20241004BHJP

   H04B 7/185 20060101ALI20241004BHJP

   B63B 49/00 20060101ALI20241004BHJP

【ＦＩ】

G08G3/02 A

H04B7/185

B63B49/00 Z

【審査請求】有

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023058280

(22)【出願日】2023-03-31

【公序良俗違反の表示】

（特許庁注：以下のものは登録商標）

１．ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）令和３年度 国立研究開発法人情報通信研究機構「革新的情報通信技術研究開発委託研究／ＮＴＮノードのネットワーク化技術開発とカバレッジ拡張ユースケースのシステム開発・実証」、産業技術力強化法第１７条の適用を受ける特許出願

(71)【出願人】

【識別番号】397060072

【氏名又は名称】スカパーＪＳＡＴ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100168181

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 哲平

(72)【発明者】

【氏名】高盛 哲実

(72)【発明者】

【氏名】古枝 幸一郎

【テーマコード（参考）】

5H181

5K072

【Ｆターム（参考）】

5H181AA25

5H181BB04

5H181BB05

5H181FF05

5H181FF21

5K072AA29

5K072BB27

5K072DD12

5K072DD13

5K072DD19

5K072EE04

(57)【要約】

【課題】沿岸から離れていても周囲の船舶の位置情報や警報などを遅延することなく入手可能であり、船舶自動識別システム（ＡＩＳ）を持たない船舶においても安全な航行が可能とすること。
【解決手段】航行支援システムは、自船の第１の船舶情報を送信し、第２の船舶情報を受信する第１の通信部と、第１及び第２の船舶情報を入出力するインターフェース部とを有する船舶情報端末と、海上の空中を浮揚して滞在可能なＨＡＰＳに搭載された仮想基地局であって、ＨＡＰＳが搭載する仮想基地局のカバレッジエリア内の船舶情報端末より送信された第１の船舶情報を受信し、カバレッジエリア内の船舶情報端末に第２の船舶情報を配信する第２の通信部と、カバレッジエリア内の船舶自動識別システムを搭載する船舶から送信された第３の船舶情報を受信する受信部と、受信した第１及び第３の船舶情報に基づき前記カバレッジエリア内の船舶の航行を支援するための第２の船舶情報を処理するクライアントサーバとを有する仮想基地局とを具備する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

自船の第１の船舶情報を送信し、第２の船舶情報を受信する第１の通信部と、前記第１及び第２の船舶情報を入出力するインターフェース部とを有する船舶情報端末と、
海上の空中を浮揚して滞在可能な高高度プラットフォーム局に搭載された仮想基地局であって、前記高高度プラットフォーム局が搭載する仮想基地局のカバレッジエリア内の前記船舶情報端末より送信された第１の船舶情報を受信し、前記カバレッジエリア内の船舶情報端末に前記第２の船舶情報を配信する第２の通信部と、前記カバレッジエリア内の船舶自動識別システムを搭載する船舶から送信された第３の船舶情報を受信する受信部と、前記受信した第１及び第３の船舶情報に基づき前記カバレッジエリア内の船舶の航行を支援するための前記第２の船舶情報を処理するクライアントサーバとを有する仮想基地局と
を具備する航行支援システム。

【請求項2】

請求項１に記載の航行支援システムであって、
前記インターフェース部は、船舶に搭載される航行ナビゲーションシステムとの間で情報のやり取りを行うためのものである
航行支援システム。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の航行支援システムであって、
前記高高度プラットフォーム局が搭載する仮想基地局は、隣接する空域を滞在する高高度プラットフォーム局が搭載する仮想基地局の前記第１の船舶情報を、前記第１の船舶情報を収集して処理するメインサーバを介して受け取り、
前記高高度プラットフォーム局が搭載する仮想基地局は、前記隣接する空域を滞在する高高度プラットフォーム局が搭載する仮想基地局から受け取った前記第１の船舶情報から、欠損している前記第１の船舶情報を融通する
航行支援システム。

【請求項4】

請求項１又は２に記載の航行支援システムであって、
前記高高度プラットフォーム局が搭載する仮想基地局は、隣接する空域を滞在する高高度プラットフォーム局が搭載する仮想基地局の前記第１の船舶情報を、前記隣接する空域を滞在する高高度プラットフォーム局が搭載する仮想基地局から直接受け取り、
前記高高度プラットフォーム局が搭載する仮想基地局は、前記隣接する空域を滞在する高高度プラットフォーム局が搭載する仮想基地局から受け取った前記第１の船舶情報から、欠損している前記第１の船舶情報を融通する
航行支援システム。

【請求項5】

海上の空中を浮揚して滞在可能な高高度プラットフォーム局に搭載される仮想基地局であって、
前記仮想基地局のカバレッジエリア内の船舶情報端末より送信された第１の船舶情報を受信し、前記船舶情報端末に前記第２の船舶情報を配信する通信部と、
前記カバレッジエリア内の船舶自動識別システムを搭載する船舶から送信された第３の船舶情報を受信する受信部と、
前記受信した第１及び第３の船舶情報に基づき前記カバレッジエリア内の船舶の航行を支援するための前記第２の船舶情報を処理するクライアントサーバと
を具備する仮想基地局。

【請求項6】

海上の空中を浮揚して滞在可能な高高度プラットフォーム局に搭載される仮想基地局のカバレッジエリア内から送信された第１の船舶情報を受信し、前記カバレッジエリア内に第２の船舶情報を配信し、前記カバレッジエリア内の船舶自動識別システムを搭載する船舶から送信された第３の船舶情報を受信し、前記受信した第１及び第３の船舶情報に基づき前記カバレッジエリア内の船舶の航行を支援するための前記第２の船舶情報を処理する仮想基地局に自船の前記第１の船舶情報を送信し、前記仮想基地局からの前記第２の船舶情報を受信する通信部と、
前記第１及び第２の船舶情報を入出力するインターフェース部と
を具備する船舶情報端末。

【請求項7】

海上の空中を浮揚して滞在可能な高高度プラットフォーム局を用いて船舶の航行を支援する方法であって、
前記高高度プラットフォーム局が搭載した仮想基地局のカバレッジエリア内の船舶情報端末より送信された第１の船舶情報を受信し、前記船舶情報端末に前記第２の船舶情報を配信し、
前記カバレッジエリア内の船舶自動識別システムを搭載する船舶から送信された第３の船舶情報を受信し、
前記受信した第１及び第３の船舶情報に基づき前記カバレッジエリア内の船舶の航行を支援するための前記第２の船舶情報を作成し、
前記作成した第２の船舶情報を前記カバレッジエリア内の前記船舶情報端末に送信する
航行支援方法。

【請求項8】

海上の空中を浮揚して滞在可能な高高度プラットフォーム局を用いて船舶の航行を支援するプログラムであって、
前記高高度プラットフォーム局が搭載した仮想基地局のカバレッジエリア内の船舶情報端末より送信された第１の船舶情報を受信させるステップと、
前記船舶情報端末に前記第２の船舶情報を配信させるステップと、
前記カバレッジエリア内の船舶自動識別システムを搭載する船舶から送信された第３の船舶情報を受信させるステップと、
前記受信した第１及び第３の船舶情報に基づき前記カバレッジエリア内の船舶の航行を支援するための前記第２の船舶情報を作成するステップと、
前記作成した第２の船舶情報を前記カバレッジエリア内の前記船舶情報端末に送信させるステップと
を仮想基地局のコンピュータに実行させるプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば小型船舶等の安全な航行を支援する航行支援システム、仮想基地局、船舶情報端末、航行支援方法及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

大型船舶には船舶自動識別システム（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ：ＡＩＳ）が搭載されており、周囲の船舶情報が入手可能であるが、ＡＩＳ機器は非常に高価であり、小型船舶には通常搭載されていない。

【0003】

従来から小型船舶では、電波レーダや赤外線カメラで海上の船舶をダイレクトに測定する方法やスマートフォンなどによるＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）を利用した位置測定が利用されている。

【0004】

しかし、波風がある海上で小型船舶の位置をレーダやカメラで測定すると精度が悪いという問題がある。また、ＧＰＳを利用する場合には、海上ではスマートフォンによる通信ができないことがあり、データセンターとＧＰＳ受信データに基づく位置情報のやり取りができないことがある。さらに、これら技術では、大型船舶と小型船舶の相互の位置情報の把握は困難である。

【0005】

特許文献１には、船舶情報通信手段（携帯電話などで構成しＡＩＳ非搭載船に搭載）と船舶情報基地局とＡＩＳ基地局とメインサーバとをインターネットを介して接続し、これらの間で船舶情報のやりとりを行う技術が記載されている。メインサーバは、ＡＩＳ非搭載船の船舶情報とＡＩＳ情報をリアルタイムに集約し、集約されたＡＩＳ非搭載船の船舶情報とＡＩＳ情報の重複と時刻差を検出し、時刻歴データとして一元化してデータベースに記憶するものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００６－１６３７６５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、メインサーバがＡＩＳ非搭載船の船舶情報とＡＩＳ情報をリアルタイムに集約し一元化して処理するものであるから、ＡＩＳ非搭載船の船舶情報とＡＩＳ情報の情報量は膨大であり、インターネットに接続可能な日本の沿岸の海域の船舶に限定したとしても、処理が遅延して船舶の衝突が回避できない事態も想定される。一方で、船舶情報基地局とＡＩＳ基地局は沿岸に設置されるものであるから、沿岸から離れ、船舶情報基地局やＡＩＳ基地局から電波の届かない海洋の領域ではこのシステムを利用できない。

【0008】

以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、沿岸から離れていても周囲の船舶の位置情報や警報などを遅延することなく入手可能であり、船舶自動識別システム（ＡＩＳ）を持たない船舶においても安全な航行が可能な航行支援システム、仮想基地局、船舶情報端末、航行支援方法及びプログラムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記目的を達成するため、本発明に係る航行支援システムは、自船の第１の船舶情報を送信し、第２の船舶情報を受信する第１の通信部と、前記第１及び第２の船舶情報を入出力するインターフェース部とを有する船舶情報端末と、海上の空中を浮揚して滞在可能な高高度プラットフォーム局に搭載された仮想基地局であって、前記高高度プラットフォーム局が搭載する仮想基地局のカバレッジエリア内の前記船舶情報端末より送信された第１の船舶情報を受信し、前記カバレッジエリア内の船舶情報端末に前記第２の船舶情報を配信する第２の通信部と、前記カバレッジエリア内の船舶自動識別システムを搭載する船舶から送信された第３の船舶情報を受信する受信部と、前記受信した第１及び第３の船舶情報に基づき前記カバレッジエリア内の船舶の航行を支援するための前記第２の船舶情報を処理するクライアントサーバとを有する仮想基地局とを具備する。

【0010】

本発明では、高高度プラットフォーム局が搭載する仮想基地局がカバレッジエリア内をカバーする、海上の空中を浮揚して滞在する基地局として機能し、カバーするカバレッジエリア内の船舶の第１及び第３の船舶情報をエッジ処理して、第２の船舶情報をカバレッジエリア内の各小型船舶などの船舶情報端末にそのまま配信しているので、処理する情報量を限定することができる。また、船舶情報端末は高高度プラットフォーム局が搭載する仮想基地局との間で船舶情報のやり取りを行うので、沿岸から直接波による通信ができない海洋の船舶であっても船舶情報のやり取りを行うことができる。加えて、高高度プラットフォーム局が搭載する仮想基地局のカバレッジエリア内の船舶自動識別システムを搭載する船舶からの船舶情報も含めて処理している。従って、沿岸から離れていても周囲の船舶の位置情報や警報などを遅延することなく入手可能であり、船舶自動識別システム（ＡＩＳ）を持たない船舶においても安全な航行が可能となる。

【0011】

本発明に係る航行支援システムでは、前記インターフェース部は、船舶に搭載される航行ナビゲーションシステムとの間で情報のやり取りを行うためのものであることが好ましい。

【0012】

本発明に係る航行支援システムでは、前記高高度プラットフォーム局が搭載する仮想基地局は、隣接する空域を滞在する高高度プラットフォーム局が搭載する仮想基地局の前記第１の船舶情報を、前記第１の船舶情報を収集して処理するメインサーバを介して受け取り、前記高高度プラットフォーム局が搭載する仮想基地局は、前記隣接する空域を滞在する高高度プラットフォーム局が搭載する仮想基地局から受け取った前記第１の船舶情報から、欠損している前記第１の船舶情報を融通することが好ましい。

【0013】

本発明に係る航行支援システムでは、前記高高度プラットフォーム局が搭載する仮想基地局は、隣接する空域を滞在する高高度プラットフォーム局が搭載する仮想基地局の前記第１の船舶情報を、前記隣接する空域を滞在する高高度プラットフォーム局が搭載する仮想基地局から直接受け取り、前記高高度プラットフォーム局が搭載する仮想基地局は、前記隣接する空域を滞在する高高度プラットフォーム局が搭載する仮想基地局から受け取った前記第１の船舶情報から、欠損している前記第１の船舶情報を融通することが好ましい。

【0014】

本発明に係る仮想基地局は、海上の空中を浮揚して滞在可能な高高度プラットフォーム局に搭載される仮想基地局であって、前記仮想基地局のカバレッジエリア内の船舶情報端末より送信された第１の船舶情報を受信し、前記船舶情報端末に前記第２の船舶情報を配信する通信部と、前記カバレッジエリア内の船舶自動識別システムを搭載する船舶から送信された第３の船舶情報を受信する受信部と、前記受信した第１及び第３の船舶情報に基づき前記カバレッジエリア内の船舶の航行を支援するための前記第２の船舶情報を処理するクライアントサーバとを具備する。

【0015】

本発明に係る船舶情報端末は、海上の空中を浮揚して滞在可能な高高度プラットフォーム局に搭載される仮想基地局のカバレッジエリア内から送信された第１の船舶情報を受信し、前記カバレッジエリア内に第２の船舶情報を配信し、前記カバレッジエリア内の船舶自動識別システムを搭載する船舶から送信された第３の船舶情報を受信し、前記受信した第１及び第３の船舶情報に基づき前記カバレッジエリア内の船舶の航行を支援するための前記第２の船舶情報を処理する仮想基地局に自船の前記第１の船舶情報を送信し、前記仮想基地局からの前記第２の船舶情報を受信する通信部と、前記第１及び第２の船舶情報を入出力するインターフェース部とを具備する。

【0016】

本発明に係る航行支援方法は、海上の空中を浮揚して滞在可能な高高度プラットフォーム局を用いて船舶の航行を支援する方法であって、前記高高度プラットフォーム局が搭載した仮想基地局のカバレッジエリア内の船舶情報端末より送信された第１の船舶情報を受信し、前記船舶情報端末に前記第２の船舶情報を配信し、前記カバレッジエリア内の船舶自動識別システムを搭載する船舶から送信された第３の船舶情報を受信し、前記受信した第１及び第３の船舶情報に基づき前記カバレッジエリア内の船舶の航行を支援するための前記第２の船舶情報を作成し、前記作成した第２の船舶情報を前記カバレッジエリア内の前記船舶情報端末に送信する。

【0017】

本発明に係るプログラムは、海上の空中を浮揚して滞在可能な高高度プラットフォーム局を用いて船舶の航行を支援するプログラムであって、前記高高度プラットフォーム局が搭載した仮想基地局のカバレッジエリア内の船舶情報端末より送信された第１の船舶情報を受信させるステップと、前記船舶情報端末に前記第２の船舶情報を配信させるステップと、前記カバレッジエリア内の船舶自動識別システムを搭載する船舶から送信された第３の船舶情報を受信させるステップと、前記受信した第１及び第３の船舶情報に基づき前記カバレッジエリア内の船舶の航行を支援するための前記第２の船舶情報を作成するステップと、前記作成した第２の船舶情報を前記カバレッジエリア内の前記船舶情報端末に送信させるステップとを仮想基地局のコンピュータに実行させる。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、沿岸から離れていても周囲の船舶の位置情報や警報などを遅延することなく入手可能であり、船舶自動識別システム（ＡＩＳ）を持たない船舶においても安全な航行が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の一実施形態に係る航行支援システムの構成を示す図である。

【図2】本発明の一実施形態に係る船舶情報端末の構成を示すブロック図である。

【図3】本発明の一実施形態にＨＡＰＳが搭載する仮想基地局の構成を示すブロック図である。

【図4】本発明の一実施形態に係るデータセンターの構成を示すブロックである。

【図5】本発明の一実施形態に係る携帯基地局システムの構成を示す図である。

【図6】本発明の一実施形態に係る隣接するＨＡＰＳが搭載する仮想基地局間での欠損情報の融通を詳細に説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明の実施形態を図面に基づき使って説明する。当該実施形態においては本発明の理解や実施を容易にするために本発明の技術思想を具現化した下位概念の態様等で説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

【0021】

図１は、本発明の一実施形態に係る航行支援システムの構成を示す図である。

【0022】

図１に示す航行支援システム１は、海上を航行する典型的には２０ｔ以下の小型船舶２に搭載された船舶情報端末３と、小型船舶２に搭載され、船舶情報端末３と同等の機能を発揮するプログラムをもつスマートフォンなどの携帯端末４と、海上の空中を浮揚して滞在可能な高高度プラットフォーム局（ＨＡＰＳ）５と、データセンター６とを有する。大型船舶７には、船舶自動識別システム（ＡＩＳ）（図示せず）が搭載されている。ＨＡＰＳ５は仮想基地局（後述する。）を搭載し、ＨＡＰＳ５と当該ＨＡＰＳ５と隣接する空域を滞在するＨＡＰＳ５とはそれぞれの仮想基地局を介して直接又はデータセンター６を介して通信を行う。なお、ＨＡＰＳを構成する浮遊体として、典型的にはソーラープレーンがあるが、飛行船などであってもよい。

【0023】

なお、データセンター６と航空機８との間は、通信地球静止軌道（ＧＥＯ：Ｇｅｏｓｔａｔｉｏｎａｒｙ Ｅａｒｔｈ Ｏｒｂｉｔ）人工衛星９を介して通信を行う。航空機８からの救難情報等はＧＥＯ９経由でデータセンター６に通知され、データセンター６経由で船舶情報端末３や携帯端末４、ＡＩＳなどに通報される。

【0024】

図２は、船舶情報端末３の構成を示すブロック図である。

【0025】

図２に示すように、船舶情報端末３は、ＧＰＳ受信部１０と、第１の通信部としての５Ｇ_ＳＩＭ通信部１１と、情報処理部１２と、第１のインターフェース部１３とを有する。

【0026】

ＧＰＳ受信部１０は、自船の位置情報を収集し、情報処理部１２に渡す。

【0027】

５Ｇ_ＳＩＭ通信部１１は、情報処理部１２からの第１の船舶情報を送信し、ＨＡＰＳ５の仮想基地局からの第２の船舶情報を受信し、情報処理部１２に渡す。

【0028】

情報処理部１２は、ＧＰＳ受信部１０から受け取った位置情報に、時刻や船首方向、速力、航海進路、航海の状態などの情報、さらに当該端末（船舶）の識別記号の情報を加えてＨＡＰＳ５の仮想基地局に送信する上記の第１の船舶情報を作成し、ＨＡＰＳ５の仮想基地局に渡す。情報処理部１２は、５Ｇ_ＳＩＭ通信部１１からの第２の船舶情報を、第１のインターフェース部１３を介して外部に出力する。第２の船舶情報には、当該船舶情報端末３を搭載する小型船舶２の周囲の船舶の航行情報、例えば周囲の船舶の位置情報、船首方向、速力、航海進路などの情報が含まれる。情報処理部１２は、コンピュータ及び所定のプログラムで構成されるもので、図示は省略したが、ハードウエアとしてはＣＰＵやメモリなどのデバイスで構成される。

【0029】

第１のインターフェース部１３は、当該小型船舶２に搭載されたマリンコンパス等の小型船用の航行ナビゲーションシステム１４との間で有線又は無線により情報のやり取りを行う。

【0030】

ここで、小型船用の航行ナビゲーションシステム１４は、ＧＰＳ受信部１５と、第２のインターフェース部１６と、情報処理部１７と、入力手段も兼ねたＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）（図示を省略）とを有する。情報処理部１７は、ＧＰＳ受信部１５を介して自船の位置情報を得るとともに第２のインターフェース部１６を介して船舶情報端末３からの第２の船舶情報を受け取り、第２の船舶情報や自船の位置情報などに基づきナビゲーション表示用データ、例えば、周囲の船舶航行情報、海図、気象情報、漂流物等、自船の軌跡、運航計画等を作成し、これらの情報の一部又は全部をＧＵＩに表示するとともに、スピーカ（図示を省略）などから可聴音による出力が行われる。情報処理部１７は、コンピュータ及び所定のプログラムで構成されるもので、図示は省略したが、ハードウエアとしてはＣＰＵやメモリなどのデバイスで構成される。

【0031】

小型船用の航行ナビゲーションシステム１４は、典型的は、８ｉｎｃｈ～１０ｉｎｃｈのタブレットに横置きサイズでＧＵＩを提供するもので、船舶情報端末３からＢｌｕｅｔｏｏｔｈ等で自船と周囲の船舶情報を受け取る。ＧＵＩにおけるデフォルトは海図上に自船を中央に置き、進路や航行状態を表示し、周囲の船舶情報を同じ海図上に表示し、必要な情報は周囲の船がどのような状態にあるか記号で表示し、他船の動きを予測して衝突の可能性がある場合等アラームを表示するものである。例えば、画面の更新間隔は１秒前後であり、管理者（例えば所属マリーナや漁協）からのメッセージを受信する機能や船舶の故障や事故の時に管理者や海保への緊急通報する機能を有する。例えば、この航行ナビゲーションシステム１４により、小型船舶２には自船位置情報や他船（ＡＩＳ対象の大型船舶７も含む）位置情報、衝突警報情報、遭難時及び救難信号受信時の救難支援情報などが提供される。

【0032】

本実施形態では、船舶情報端末３と航行ナビゲーションシステム１４とがセパレートしているが、これらが一体であってもよい。また、ナビゲーション表示用データは、船舶情報端末３側が生成し、航行ナビゲーションシステム１４側のＧＵＩに表示させ、或いは可聴音を出力させるように構成してもよい。このような船舶情報端末３の機能は、上述したように船舶情報端末３と同等の機能を発揮するプログラムをもつスマートフォンなどの携帯端末４によっても実現可能である。

【0033】

このような小型船用の航行ナビゲーションシステム１４によれば、上述のように船舶情報端末３から受け取った周囲の船舶航行情報や警報などを地図上に表示し或いは警告音等で危険情報を伝える等により安全な航行を支援することが可能である。

【0034】

また、ＡＩＳの搭載を義務付けられている大型船舶７に船舶情報端末３を搭載することで、小型船舶２の位置情報の把握や小型船舶２との衝突回避が可能となる。

【0035】

なお、船舶情報端末３との第２のインターフェース部１６を無償公開し、船舶用ナビゲーション製造事業者等が特許の用許諾なしにシステムを利用できるようにしてもよい。

【0036】

図３は、ＨＡＰＳ５が搭載する仮想基地局１８の構成を示すブロック図である。

【0037】

図３に示すＨＡＰＳ５が搭載する仮想基地局１８は、当該１つのＨＡＰＳ５が搭載する仮想基地局１８のカバレッジエリア内の小型船舶２及び大型船舶７（ＡＩＳ）の情報収集と配信を行うものである。具体的には、ＨＡＰＳ５が搭載する仮想基地局１８は、ＨＡＰＳ５が搭載する仮想基地局１８のカバレッジエリア内（例えば半径５０～１００ｋｍ）を航行している小型船舶２の船舶情報端末３から第１の船舶情報及び大型船舶７のＡＩＳからの第３の船舶情報を受信し、第２の船舶情報として周囲の船舶の情報を船舶情報端末３へ送信し、定期的にデータセンター６（図１参照）に対してＨＡＰＳ５が搭載する仮想基地局１８が収集した船舶情報を送信し、データセンター６や隣接する空域を滞在するＨＡＰＳ５が搭載する仮想基地局１８から定期的に当該ＨＡＰＳ５が搭載する仮想基地局１８のカバレッジエリア内にあって不足している船舶情報を収集するものである。

【0038】

ＨＡＰＳ５が搭載する仮想基地局１８は、第２の通信部としての５Ｇ基地局アンテナ１９と及び５Ｇ基地局送受信機２０と、受信部としてのＡＩＳ受信アンテナ２１及びＡＩＳ受信機２２と、５Ｇバックエンドアンテナ２３及び５Ｇバックエンド送受信機２４と、クライアントサーバ２５と、５Ｇ基地局ルータ２６とを有する。

【0039】

５Ｇ基地局アンテナ１９と及び５Ｇ基地局送受信機２０は、ＨＡＰＳ５が搭載する仮想基地局１８のカバレッジエリア内の船舶情報端末３より送信された第１の船舶情報を受信し、ＨＡＰＳ５が搭載する仮想基地局１８のカバレッジエリア内の船舶情報端末３に第２の船舶情報を配信する。

【0040】

ＡＩＳ受信アンテナ２１及びＡＩＳ受信機２２は、ＨＡＰＳ５が搭載する仮想基地局１８のカバレッジエリア内のＡＩＳを搭載する大型船舶７から送信された第３の船舶情報を受信する。第３の船舶情報には、当該大型船舶７の識別記号や位置、時刻、船首方向、速力、航海進路、航海の状態、回頭角度などの情報が含まれる。なお、本実施形態に係るＨＡＰＳ５が搭載する仮想基地局１８は、ＡＩＳを搭載する大型船舶７に情報を送信することは不要なので、ＡＩＳ送信機能は持っていない。

【0041】

このようにＡＩＳ受信アンテナ２１及びＡＩＳ受信機２２を有することから、小型船舶２は高価なＡＩＳの設備を実装しなくても大型船舶７の位置をリアルタイムで収集することが可能である。これにより、船舶の規模に依存しない航行支援システム１が実現できる。

【0042】

５Ｇバックエンドアンテナ２３及び５Ｇバックエンド送受信機２４は、地上のメインサーバや隣接する空域を滞在するＨＡＰＳ５が搭載する仮想基地局１８との間でバックエンド回線を形成し、クライアントサーバ２５がこのバックエンド回線を通じてとデータの更新或いは当該カバレッジエリア内の船舶情報の交換を行う。

【0043】

５Ｇ基地局ルータ２６は、５Ｇ基地局送受信機２０及び５Ｇバックエンド送受信機２４が使用する５Ｇ回線のルーティングを行う。

【0044】

クライアントサーバ２５は、受信した第１及び第３の船舶情報に基づきＨＡＰＳ５が搭載する仮想基地局１８のカバレッジエリア内の船舶の航行を支援するための第２の船舶情報を処理する。例えば、クライアントサーバ２５は、データセンター６等を迂回する経由でなく、ＨＡＰＳ５が搭載する仮想基地局１８がカバーするカバレッジエリア内の第１及び第３の船舶情報をエッジ処理して第２の船舶情報を当該カバレッジエリア内の各小型船舶２の船舶情報端末３にそのまま配信する。これにより、ＨＡＰＳ５が搭載する仮想基地局１８がカバーするカバレッジエリア内の小型船舶２や大型船舶７だけの位置情報などをリアルタイムに収集・管理し、同カバレッジエリア内の他の船舶との衝突回避や発出された救難信号を低遅延で処理できる。

【0045】

また、クライアントサーバ２５は、５Ｇバックエンドアンテナ２３及び５Ｇバックエンド送受信機２４によるバックエンド回線を通じて地上のデータセンター６とデータの更新を行うとともに、隣接する空域を滞在するＨＡＰＳ５の仮想基地局１８から該当仮想基地局１８のカバレッジエリア内の船舶情報の交換を行う。

【0046】

クライアントサーバ２５は、コンピュータ及び所定のプログラムで構成されるもので、図示は省略したが、ハードウエアとしてはＣＰＵやメモリなどのデバイスで構成される。

【0047】

図４は、データセンター６の構成を示すブロック図である。

【0048】

図４に示すデータセンター６は、例えば日本全国で１つしかなく、すべてのＨＡＰＳ５が搭載する仮想基地局１８や地上基地局２７のカバレッジエリア内の小型船舶２及び大型船舶７（ＡＩＳ）の情報収集と配信を行うものである。すなわち、データセンター６は、全国の船舶航行情報や警報を収集し、収集した船舶の航行情報は、海上保安庁、漁協、マリーナ等のグループ単位でアクセスを可能にし、ユーザーに設置された端末のＧＵＩに情報を表示させ、或いは小型船舶２に警告などのメッセージを送信することができる。これにより、クライアントサーバ２５などで管理する船舶情報や救難信号は、データセンター６で統合管理し、エリア間及び船舶管理者（マリーナや漁協、海保などの公的機関）で包括的な管理が可能となる。

【0049】

データセンター６は、ＨＡＰＳ５の仮想基地局１８及び地上基地局２７との間の第１のゲートウェイ２８と、システム管理者の小型船舶情報管理端末２９やグループ管理者用の小型船舶情報管理端末３０との間の第２のゲートウェイ３１と、メインサーバ３２とを有する。

【0050】

地上基地局２７は、例えば海岸線に設定されるＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）基地局であり、地上基地局２７のカバレッジエリア内にある小型船舶２の船舶情報端末３から第１の船舶情報を受け取り、データセンター６のメインサーバ３２に送信する一方で、メインサーバ３２からの第２の船舶情報を地上基地局２７のカバレッジエリア内にある小型船舶２の船舶情報端末３に送信する。このように、ＨＡＰＳ５の仮想基地局１８だけでなく、海岸線にある地上基地局２７がカバーするエリア内にある小型船舶２も含めて船舶情報をＨＡＰＳ５の仮想基地局１８や地上基地局２７に紐づけられたクライアント毎に管理し、指示することで、船舶相互の衝突回避や救難信号を低遅延で処理が可能となる。

【0051】

メインサーバ３２は、上記の収集及び配信処理の他、後述する欠損している情報の融通処理やＨＡＰＳ５の仮想基地局１８を経由することなく地上基地局２７を介して直接船舶情報端末３に向けて送信する処理、システム管理者やグループ管理者向けのデータ処理を行う。メインサーバ３２は、コンピュータ及び所定のプログラムで構成されるもので、図示は省略したが、ハードウエアとしてはＣＰＵやメモリなどのデバイスで構成される。

【0052】

システム管理者の小型船舶情報管理端末２９におけるシステム管理者用提供機能として、ユーザー情報管理や小型船舶基本情報管理、安全管理情報管理などがある。

【0053】

グループ管理者用の小型船舶情報管理端末３０におけるグループ管理者用提供機能としては、グループ情報管理やグループ配下の船舶航行情報表示、グループ内船舶へのメッセージ送信などがある。グループ管理者用の小型船舶情報管理端末３０は、所属するマリーナ、漁協（港）にグルーピングされた船舶情報とその周辺海域の小型船舶２、大型船舶７の状態を表示する。

【0054】

なお、グループ管理者とは、小型船舶２が所属する組織（港）の管理者である。組織は、マリーナや漁協となる。港以外の場所に保管している小型船舶２に関しては、入出港する港を都度登録する。

【0055】

本実施形態に係る航行支援システム１は、典型的には、携帯基地局を前提にシステムを構成している。図５にその携帯基地局システムの構成を示す。

【0056】

本実施形態に係る携帯基地局システムは、図５に示すように、ＨＡＰＳ５が搭載する仮想基地局１８と、地上基地局２７とを有する。

【0057】

各船舶情報端末３は、ＵＳＢ３３を介してマリンコンパスＷＩＤＥ等の小型船用の航行ナビゲーションシステム１４と接続され、５Ｇ_ＳＩＭ通信部１１を介してＨＡＰＳ５が搭載する仮想基地局１８又は地上基地局２７のルーティング３４、３５を介して例えば所定の小型船舶安全ＩＰ（インターネットプロトコル）に従って通信が行われる。

【0058】

地上基地局２７は、そのままゲートウェイ３６を介してデータセンター６のメインサーバ３２との間で小型船舶安全ＩＰに従って通信が行われ、ＨＡＰＳ５が搭載する仮想基地局１８は、一旦クライアントサーバ２５が介在し、ゲートウェイ３７を介してデータセンター６のメインサーバ３２との間で小型船舶安全ＩＰに従って通信が行われる。

【0059】

上述したよう、本実施形態に係る航行支援システム１においては、隣接するＨＡＰＳ５が搭載する仮想基地局１８間での欠損情報の融通している。本発明の一実施形態に係る隣接するＨＡＰＳ５が搭載する仮想基地局１８間での欠損情報の融通を詳細に説明するための図である。

【0060】

図６に示すように、符号６１はＨＡＰＳ５が搭載する仮想基地局１８－Ａのカバレッジエリアを示し、符号６２は隣接する空域を滞在するＨＡＰＳ５が搭載する仮想基地局１８－Ｂのカバレッジエリアを示している。ここでは、カバレッジエリア６１とカバレッジエリア６２とが重複するカバレッジエリア６３が生じている。

【0061】

カバレッジエリア６１内には、小型船舶２－Ａ１～２－Ａ４が存在し、カバレッジエリア６２内には、小型船舶２－Ｂ１～２－Ｂ５が存在し、小型船舶２－Ａ１及び小型船舶２－Ｂ５が重複するカバレッジエリア６３に入っている。

【0062】

ここで、仮想基地局１８－Ａは、重複するカバレッジエリア６３内の小型船舶２－Ｂ５の第１の船舶情報を何らかの原因で欠損しており、仮想基地局１８－Ｂは、重複するカバレッジエリア６３内の小型船舶２－Ａ１の第１の船舶情報を何らかの原因で欠損している。欠損の原因としては、例えば重複するカバレッジエリア６３内の小型船舶２－Ｂ５がすでにＨＡＰＳ５の仮想基地局１８－Ｂと通信が確立していることから、仮想基地局１８－Ａとの通信が行われなかった等がある。

【0063】

メインサーバ３２は、仮想基地局１８－Ａから送信される第１の船舶情報と仮想基地局１８－Ｂから送信される第１の船舶情報とから、仮想基地局１８－Ａの第１の船舶情報は小型船舶２－Ｂ５の第１の船舶情報が欠損していることを検出する。そうすると、メインサーバ３２は、仮想基地局１８－Ａに欠損している小型船舶２－Ｂ５の第１の船舶情報を送信する。仮想基地局１８－Ａは、融通された小型船舶２－Ｂ５の第１の船舶情報を含むカバレッジエリア６１内の小型船舶２－Ａ１～２－Ａ４及び小型船舶２－Ｂ５のすべての第１の船舶情報をカバレッジエリア６１内の小型船舶２－Ａ１～２－Ａ４及び小型船舶２－Ｂ５に送信できる。仮想基地局１８－Ｂに欠損している小型船舶２－Ａ１の第１の船舶情報についても仮想基地局１８－Ｂにおいて同様の融通処理が行われる。

【0064】

仮想基地局１８－Ａと仮想基地局１８－Ｂとの間でメインサーバ３２を介して融通処理を行っていたが、仮想基地局１８－Ａと仮想基地局１８－Ｂとの間で直接電波伝送路６４を使って融通処理を行ってもよい。

【0065】

仮想基地局１８－Ａと仮想基地局１８－Ｂとの間のリンク６４については、５Ｇバックエンドアンテナ２３及び５Ｇバックエンド送受信機２４を使って形成してもよいが、カバレッジエリア照射用のアンテナの指向性をＨＡＰＳ５相互間となるように変えてその都度利用するようにしてもよい。

【0066】

以上の説明のとおり、本実施形態に係る航行支援システム１によれば、沿岸から離れていても周囲の船舶の位置情報や警報などを遅延することなく入手可能であり、船舶自動識別システム（ＡＩＳ）を持たない船舶においても安全な航行が可能となる。

【0067】

本発明は上記の実施形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内で様々な変形や応用が可能であり、その実施の範囲も本発明の技術的範囲に属するものである。

【0068】

例えば、本実施形態に係るデータセンター６や仮想基地局１８のデータベース設計や機能、船舶情報端末３－航行ナビゲーションシステム１４のインターフェースを基本パターンとして使用することで、広域ロボティックスの対象となる他のサービス向けのシステム（例えば、離島等の重機や農機の遠隔監視制御等）の構築が容易になる。また、海上保安庁等の海上警備でも配下の船舶の管理と周辺船舶の運航情報等の把握と遭難時の救助派遣等の機能追加も容易になる。

【符号の説明】

【0069】

１ 航行支援システム
２ 小型船舶
３ 船舶情報端末
５ ＨＡＰＳ
６ データセンター
７ 大型船舶
１０ ＧＰＳ受信部
１１ 第１の通信部としての５Ｇ_ＳＩＭ通信部
１２ 情報処理部
１３ 第１のインターフェース部
１４ 小型船用の航行ナビゲーションシステム
１５ ＧＰＳ受信部
１６ 第２のインターフェース部
１７ 情報処理部
１８ 仮想基地局
１９ ５Ｇ基地局アンテナ
２０ ５Ｇ基地局送受信機
２１ ＡＩＳ受信アンテナ
２２ ＡＩＳ受信機
２３ ５Ｇバックエンドアンテナ
２４ ５Ｇバックエンド送受信機
２５ クライアントサーバ
２６ ５Ｇ基地局ルータ
２７ 地上基地局
２９ システム管理者の小型船舶情報管理端末
３０ グループ管理者用の小型船舶情報管理端末
３２ メインサーバ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】