日本財団図書館（電子図書館）　平成１３年度非ＧＭＤＳＳ船遭難時における連絡手段の確保等に関する調査研究事業完了報告書

3.4　遭難時の連絡手段として小型船舶搭載に適した通信機器類の検討

3.4.1　既存設備、機器類の現状及び検討

　現存の沿岸海域を航行する船舶で使用できる通信設備システムの調査を行い各々について、制度、技術面からの問題点の抽出を行い、改善の可能性を検討することとした。なお、調査内容及び調査結果の一部を資料編に添付した。

　調査を行った現存の海上通信設備のうち、表3.4.1-1に「日本沿岸海域を航行する船舶が使用できる通信システムの概要」を示す。

　前記調査結果では、一部の機器で問題点の指摘はあるが、全体的に現状把握が不十分と考えられる。今後、補充調査を行い、今回の調査研究会で行った3.3項のユーザへのアンケート結果を併せ、対応の検討を行うこととする。

　既存の通信設備のうち、27MHz帯設備(DSB/SSB)や国際VHF設備のように、音声による安全・緊急通信が行える機能を持っている設備はあるが、電源を有しない船舶や、船舶の転覆、沈没等の遭難時の救命設備として機能しないことが懸念される。

　国際的にはSOLAS条約で衛星イパーブやレーダートランスポンダ(SART)を救命設備として指定している。しかし、義務化された船舶以外へのこれら設備の搭載は少なく、3.3項のアンケート調査でも、必要性を理解していても価格面などにより装備されない状況にあるので、今年度の調査研究会でこれら救命設備のうち、特に小型船舶用に適した衛星イパーブの検討に力を入れ、国内、海外製品の調査や基本性能の検討を行うこととした。

3.4.2　非GMDSS小型船舶用衛星イパーブの検討

　平成4年2月1日から段階的に導入が開始され、平成11年2月1日から全面移行となったGMDSSにおいては、遭難船舶の遭難自動通報設備として、COSPAS-SARSATシステムを利用した衛星イパーブの搭載が義務化された。

(1)　COSPAS-SARSATシステム

　COSPAS-SARSATシステムは、周波数121.5MHz及び406MHzで送信する遭難ビーコンの位置を決定するように設計された、衛星を利用した捜索救助システムである。COSPAS-SARSATシステムの基本概念を図3.4.2-1に示す。

[1]　システムの性能概要
　COSPAS-SARSATシステムの性能の概要は次の通りである。

特　性	121.5MHz	406MHz
検出確率	―――	0.98
位置測定の確立	0.9	0.9
位置精度	10～20 km	5km以内
容　量	10	90

表3.4.1-1　日本沿岸海域を航行する船舶で使用できる通信システムの概要

システム名	局種	システム概要	電気通信事業回線との接続	緊急時の通話	通信の相手方	備考
中短波・短波・無線電話	船舶局	2,4,6,8,12,16,22 MHz 帯	不　可	可	所属海岸局	船舶に備付け
		150 W 以下			港湾海岸局
		通話範囲:280km 以上			船舶局
27 MHz 帯無線電話	特定船舶局	27 MHz 帯、1W DSB、55CH	一部可	可	所属海岸局	船舶に備付け
		通話範囲:60km			船舶局
	船舶局	27 MHz 帯、25W SSB、90CH
		通話範囲:100km
40 MHz 帯無線電話	特定船舶局	27 MHz 帯、5W DSB、66CH	可能(但し有無線接続装置要)	直接不可	所属海岸局	船舶に備付け
		通話範囲:60km			船舶局
国際VHF	船舶局	150 MHz 帯、25W、	不　可	可CH16	海岸局	船舶に備付け
		12-14CH			船舶局
		通話範囲:60km
マリンVHF	特定船舶局	150 MHz 帯、5W、20cH max	一部可能有(無線接続装置必要)	可CH16	所属海岸局	船舶に備付け
		通話範囲:15 - 30km			船舶局	携帯型
400MHz帯無線電話	特定船舶局	400 MHz 帯、5W、3CH	不　可	不　可	所属海岸局	船舶に備付け
		通話範囲:30km			船舶局	携帯型
マリンホーン	携帯局	400 MHz 帯、5W、16CH	不　可	不　可	陸上・海上の携帯局	携帯型
		通話範囲:30km
携帯電話	携帯移動局	800 MHz 帯　5W	可　能	118 番で海上保安庁に接続	加入者電話	携帯型(自動車電話は据付型)
		事業者の公開エリア
アマチュア無線	アマチュア無線局	3.5 MHz から 1200 MHz	不　可	不　可	アマチュア無線局	据付型　携帯型
インマルサット	船舶地球局	1.6 / 1.5 GHz 帯	可　能(KDDI-NTT)	可 (M型以外は一挙動で遭難発呼可能)	インマルサット・船舶地球局	C、M は小型船舶への搭載が可能
		A、B、C、M 型 (M型以外はGMDSS対象設備)			加入者電話
衛星船舶電話(N-STAR)		2.6 / 2.5 GHz 帯	可(NTT)	118 番で海上保安庁に接続	N-STAR端末加入者電話	据付型

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図3.4.2-1　COSPAS-SARSATシステムの概念図

[2]　406MHzビーコン端末装置
　COSPAS-SARSATシステムにおけるビーコン端末装置は図3.4.2-1のシステム概要に示す通り、EPIRB(海事救難用)、ELT(航空救難用)及びPLB(個人の救難用)の3種類に分類される。

表3.4.2-1　COSPAS-SARSATにおける端末装置の比較

No	項　　目	EPIRB	ELT	PLB
1	名　　称	Emergency Position Indicating Radio Beacons	Emergency Locator Transmitters	Personal Locator Beacons
2	用　　途	海事救難用	航空救難用	個人の救難用
3	性能概要	無線関係　・搬送波周波数 : 406.025 / 406.028MHz ± 2KHz ・短期間(100ms)周波数安定度 : 2 × 10-9 ・中期間周波数安定度　　　 : 1 × 10-9 /min ・中期間周波数安定度のばらつき: 3 × 10-9 ・送信出力 : 5W ± 2 dB ・データ・エンコーディング : バイフェーズL ・変調(位相変調) : 1.1 ± 0.1 ラジアン　メッセージ関係・反復率 : 50 秒 ± 5％・送信時間 : 440ms ± 1％ (短メッセージ) 　　　　　　　　 520ms ± 1％ (長メッセージ) ・プリアンブル : 160ms ± 1％ (短メッセージ) ・ビットレート : 400bps ± 1％・ビット同期　 : 「111111111111111」( 1 ～ 15 ビット) ・フレーム同期 : 「000101111」 (16 ～ 24 ビット) 　　　　　　　　　　「011010000」(テストモード) ・継続送信時間 : 45秒をこえないこと
4	温度条件	クラス1:-40 ～ +55 ℃　/　クラス2:-20 ～ +55 ℃
5	環境条件	湿度、高度、耐水圧、防水性の環境条件は主管庁で決定する。
6	連続動作時間	24時間以上 (IMO GMDSS 対応は48時間以上)	24時間以上	24時間以上
7	デジタル・メッセージ	25 ビット目:0 = 短メッセージ　/　1 = 長メッセージ 26 ビット目:1 = 利用者プロトコル(0 = 海事/位置プロトコル) 27～36ビット:ITU-R RR付録第43号に基づく国別番号
	37～39ビット	010 : 海事	001 : 航空	-----
	(37～39が011) 40～42ビット 43ビット以降	010 : 海事	000 : 航空	110 : 個人
	(37～39が011) 40～42ビット 43ビット以降	製造番号他の各種デジタル情報

(2)　衛星イパーブ及び小型船舶用衛星イパーブの現状と問題点

[1]　衛星イパーブと小型船舶用衛星イパーブの相違について
　衛星イパーブは、GMDSSにおける衛星非常用位置指示無線標識としてSOLAS条約で決められた船舶への装備を義務付けた設備で、COSPAS-SARSATの性能基準に加え、IMOの「406MHzで運用する浮揚式衛星非常用位置指示無線標識の性能基準」［最新の改訂版は、決議 A.810(19)］の一般要件と、追加要件を適用したものである。
　我が国では、船舶救命設備規則で浮揚型(自動離脱装置付)と非浮揚型が規定されているが、ほとんどの船舶には浮揚型(自動離脱装置付)が装備されている。
　一方、小型船舶用衛星イパーブは我が国が独自に導入した設備で、平成5年5月の「小型船舶安全規則」の全面見直し、改正時に「小型船舶安全規則」が適用される小型船舶に対して装備を要求された設備である。
　設備の性能基準は、一般船舶用衛星イパーブの性能基準に対して、小型船舶の実体に合わせて幾つかの項目を緩和されている。

表3.4.2-2　衛星イパーブと小型船舶用衛星イパーブの比較

No	項　目	衛星イパーブ	小型船舶用衛星イパーブ	備　考(緩和の理由)
1	性能概要	無線関係・搬送波周波数:406.025/406.028 MHz ± 2KHz ・短期間(100ms) 周波数安定度　: 2 × 10^-9 ・中期間の周波数安定度　 : 1 × 10^-9 /min ・中期間周波数安定度のばらつき: 3 × 10^-9 ・送信出力　 : 5 W ± 2 dB ・データ・エンコーディング : バイフェーズ L ・変調 (位相変調) : 1.1 ± 0.1 ラジアン　メッセージ関係・反復率　　　 :　50 秒 ± 5% ・送信時間　　 : 440 ms ± 1%(短メッセージ) 　 520 ms ± 1%(長メッセージ) ・プリアンブル : 160 ms ± 1% ・ビットレート : 400bps ± 1% ・ビット同期 : 「111111111111111」・フレーム同期 : 「000101111」　　　　　　　　　　「011010000」(テストモード) ・継続送信時間 : 45 秒を超えないこと　ホーミング信号・周波数　　 : 121.5 MHz ± 6.075 kHz ・送信出力　　 : 50 mW ± 3 dB(PEP) ・変調方式　　 : 振幅変調
2	作動時間	48時間以上	24時間以上	小形船は遠方を航行することがまれで、救助に比較的時間を要しないため。
3	起動方式	自動及び手動	手　動	自動浮揚の義務がないため
4	ストロボライト	0.75 カンデラ以上	‐‐‐‐‐‐	乗員が持出すため必要ない
5	離脱方式	自動離脱(4m以内)	手動取外し	自動浮揚の義務がないため
6	浮揚方式	浮　　　揚　　　型
7	温度条件	-20 ～ +55 ℃ (動作) / -30 ～ +70 ℃ (保存)
8	落下条件	20m	5m	小型船は水面からの高さが低い(他の救命設備に合わせた)
9	水密性	10m/　5分

[2]　小型船舶用衛星イパーブの現状と問題点について
　小型船舶用衛星イパーブの設備は、装備の対象となる小型船舶以外に、対象外の小型漁船、レジャー船への搭載・普及を図るため、表3.4.2-2に示す通り衛星イパーブに比べ一部の性能基準を緩和し低価格化を図ることとした。しかし、現在小型船舶用衛星イパーブとして型式承認を取得し、販売されている設備は1機種しかない。また、船舶への装備の実体は、装備が対象となる小型船舶以外には殆ど普及していない。これには、次のような問題があると考えられる。

ア　対象となった船舶の絶対隻数が少なく、また、装備する場合は、一般船舶用衛星イパーブ(自動離脱機能は無い)でも可とされたため、需要増加への期待が乏しく開発メーカーが殆どなかった。

イ　基本設計は一般船舶用衛星イパーブと同じであるので、小型船舶に装備するために適した小型化に至っていない。

ウ　小型船舶用衛星イパーブは、一般船舶用衛星イパーブの性能基準の一部を緩和された効果で販売価格は、一般船舶用衛星イパーブの1/2以下(約4割)との調査結果がある。しかし、ユーザの意識との開きが大きい。

エ　出荷検定時での周波数安定度の測定がIEC基準より厳しい測定法となっており、発振器に汎用品が利用出来ず特注品を用いるため、機器コストに影響している。

オ　船舶識別信号(MMSI)の取得のための付加経費や、手続き面で装備終了までに期間がかかる。

(3)　新しい小型船舶用衛星イパーブの検討
　小型船舶に救命設備を導入・普及させるには、小型化と低価格が重要なポイントとなり新しく小型船舶用衛星イパーブを検討する場合もこの2項目を重点に検討する必要がある。

[1]　小型化
　表3.4.2-3に現有のGMDSS対応の衛星イパーブ及び小型船舶用衛星イパーブ外形寸法例を示す。
　表3.4.2-2に示す通り小型船舶用衛星イパーブの性能要件は緩和されているので、新たに小型船舶用衛星イパーブとして、現在の技術を使用して開発した場合は、表3.4.2-3に示す小型船舶用衛星イパーブ(本体)に対し、外形寸法で約70％、容積で約1/2までの小型化の可能性がある。

　　表3.4.2-3　現有衛星イパーブ及び小型船舶用衛星イパーブの外形寸法の例

　　　　　　　　　　　　　　　(国内、海外製品より選択、小型船舶用は国内製品)

外形寸法及び重量	一般船舶用衛星イパーブ (本体)					小型船舶用(本体)
外形寸法及び重量	A	B	C	D	E	小型船舶用(本体)
高さ(アンテナ含む)	795.5	651.5	695	430	432	651.5
高さ(本体)	305.5	280	390	210	---	280
幅×奥行き(単位:mm)	φ175	φ170	φ150	110.5×108.5	173×160	φ170
重量(kgf)	2.1	2.4	1.7	1.9	3.3	2.4
備　考			コンテナ式 430X220X160	コンテナ式 433X145X128	コンテナ式 455X220X180

[2]　低価格化
　価格については生産台数により左右されるが、現在の小型船舶用イパーブの性能要件で製品化し、一般船舶用衛星イパーブの約10倍の規模で生産することで算出した場合は、現在の小型船舶用衛星イパーブの約1/2近くまでの低減が可能であると思われる。
　さらに、許可申請手続き(特に識別番号の指定方法)の簡素化などが図れれば付加経費が軽減されると思われる。

[3]　PLB(個人の救難用)の導入
　小型船舶用イパーブを新たに開発した場合でも小型化、低価格化にも限度がある。
　そのため、小型船舶に普及させる設備として、表3.4.2-1に示すPLB(個人の救難用)の海上使用が考えられる。

参考: PLBは121.5MHz(121.5MHz及び243MHz)の周波数を使用する機器が主流で、小形で安価な製品が海外で利用されている。
　しかし、COSPAS-SARSATにおいては、121.5MHz(121.5MHz及び243MHz)の周波数の信号を衛星で処理することを中止する決定がされており、海外でもこれらに代えて406MHzの周波数を使うPLB小型化、低価格化の検討が始められている。
　表3.4.2-4に、現存するPLBの外形寸法の例を示すが、小型な物であることがわかる。

表3.4.2-4　現存PLBの外形寸法の例

(海外製品のみ)

外形寸法他 (単位:mm)	F	G	H	I
高さ(アンテナ除く)	165	154	150	121
幅	95	70	70	57
奥行き	50	34	45	25.4
重　量　(gf)	450	315	600	250
水　密　性	1 m/1 H	1 m/1 H	2m/1 H	1 m/1 H
電　池　寿　命	5.5 年	4 年	5 年	4 年

PLBを海上使用とした場合の利点や問題点など検討すべき課題は次の通りである。

ア　PLBとした場合の利点

・識別番号をメーカーで取ることができるので、出荷するまでの工程の合理化と時間の短縮が図れる。

・個人の装備とするので、一人乗船の転落事故時の位置確認に有効である。

イ　PLBを導入する場合の検討課題

・我が国ではPLBの制度がないので、新たな制度化の検討が必要。

・検査に係わる要件を適用外とするか、大幅に簡略化するなどの検討が必要。

ウ　PLBの性能要件の検討
機器の性能要件の内、COSPAS-SARSATの基本要件に加え、PLBとしての環境条件や運用面について幾つかの要件を検討する必要がある。

・作動時間:海外のPLBは24時間であるが、更に短縮するか、できるか検討。

・起動方式:自動起動か手動起動か。

・浮揚方式:浮揚式か非浮揚式か、海外のPLBは非浮揚である。

・装備方法:船舶取付か救命胴衣のポケットに収納可能なものにできるか。

・水密性:10mが必要か、海外のPLBは1～2m。

[4]　将来に向けての課題
　現在の基準及び技術では、表3.4.2-4でのFからHの外形寸法が限界と考えられる。(Iは現在、もっとも小さく新たな技術的な工夫がされている)
　前述の通り、現在のCOSPAS-SARSATの要件では小型化、低価格化に限度あることから、性能基準である周波数安定度の一部緩和することが検討されている。
　この緩和により、消費電力が少ない発振器の使用が可能となり、小形電池が採用できて、更なる小型化が可能となるとともに、安価な発振器が使用できる。
　しかし、問題は位置精度・確率が悪化することである。これに関してCOSPAS-SARSATから、現時点では“位置精度・確率の悪化が明白な周波数安定度の緩和は認められない”ことが公式に表明されている。周波数安定度の一部緩和は小型化、低価格化に対して大変有効であるので、我が国としてもCOSPAS-SARSATに提案していきたい。

3.4.3　その他の機器類の検討

　小型船舶において一般通信や緊急・遭難時の連絡に利用できる設備の検討を行うために、今回「日本沿岸海域を航行する船舶で使用できる通信システム」の調査を行ったが、併せてそれ以外に海上で使用されている通信設備や、陸上通信設備の調査も行った。

　これは、携帯電話のようにある程度の海域まで陸上と同様に利用できる設備や、MCAのように海上での業務通信に利用している設備があるため、これらを含めできるだけ多くの設備について小型船舶への利用の可能性や、一部の変更での利用を検討するために調査を行ったものである。

　一方、3.3項のアンケート調査でも多くの船舶が携帯電話を利用しており、携帯電話の通話可能エリアでは一般通信、緊急通信に役立つ設備であるとされているが、通話可能エリアについての保障がないことや、海岸線から遠く離れる船舶に対しては利用出来ない等の問題がある。

　海上活動者のニーズに応えるべく、通信の高度化を図るためデジタル化による電子メール、インターネット等のサービスを可能にするなど、現有の様々な機器を含め今後検討を行う必要がある。

　さらに、付加機能として陸船間のみでなく船舶間の通信機能や遭難時通信や、船舶の情報の伝送の可能性の検討も合わせて行うため、従来のような単独の設備、システムでなく、必要により船舶や海上構造物を利用した中継システムや、陸上ネットワークでサポートをする等、海上、陸上の枠を越えたネットワークの構想も検討課題である。