ファジィ制御によるドラグサクション浚渫船の自動化

Automatic Operation System with Fuzzy Control for Trailing Suction Hopper Dredger

加藤英夫*福本裕哉*

Hideo Kato* Hiroya Fukumoto*

*運輸省港湾技術研究所

(Port and Harbour Research Institute Japan)

Key Words : Trailing Suction Hopper Dredger, Automation of Dredging Operation, Fuzzy Control, Artificial Intelligence Dredging System

ABSTRACT

An automation of dredging operation has been highlighted in the dredging field for a long time from the viewpoint of labor saving, improvement of efficiency and accuracy. After the various kinds of attempts, the automation for operation of drag-arm and drag-head has been achieved, and it has been performed very good so far. The control parameter, however, which is based upon the dredging environment such as the condition of sea bed, is being relied on the operator's decision at present. Under these circumstances, the study on the more advanced automatic dredging system using fuzzy con-trol has been carried out for 1700m³ trailing suction hopper dredger named 'SEIRYU MARU".

This paper introduces the newly developed concept of an advanced automatic dredging system and presents the results of dredging trial. This automation system based on fuzzy control is more ad-vanced and quite different from the existing automation system which gives only sequential control conducted by "ON-OFF" control and cannot totally and automatically perform the optimum control on whole dredging works according to various working conditions. Through this experimental dredging trial, the production improvement by about 7%〜10% in comparison with existing automatic control system was confirmed.

1.まえがき

近年、浚渫船の自動化については省力化、効率向上、精度向上等の見地から世界的に関心の的であり、ドラグサクション浚渫船についても、第五港湾建設局所層の「清龍丸」等を対象として自動化の開発が行われてきた。しかし、現在までの自動化システムは、ON/OFF制御を基本としたシーケンス制御をベースとしているため、ベテラン乗船員の手動操作に比較すると制御が不十分で、省力化は図られたが生産性（浚渫土量）は必ずしも高くなっていない。また海底の状態に応じた浚渫パラメータ（目標船速、目標浚渫ポンプ流量等）は、乗船員の経験による設定が行われているのが現状である。そのため、1990年からファジィ制御を用いてより高度な自動化システムの開発が行われてきた1）。現在までの自動化の開発経緯を以下に示す。

?浚渫自動化システムの開発（1986年〜1989年）ドラグアームの昇降、浚渫ポンプの発停、弁切替え等の自動化を行った。この自動化はON/OFF制御およびシーケンス制御をベースとしている。

?ファジィ浚渫自動化システムの開発（1990年〜現在）I.第一期（1990年〜1993年ファジィ浚渫制御システムの開発期）本船にファジィ推論コンピュータを装備し、ファジィ浚渫制御システムを構築した。これは、制御要素（浚渫ポンプ回転数、推進翼角等）を、浚渫中の海底の状態変化入力によりファジィ推論を行い、適応制御するものである。

II.第二期（1994年〜現在知能化浚渫システムの開発期）

一浚渫ごとに浚渫データを統計解析し、現区域の土質等の海底状態を判断してファジィ浚渫制御システムの浚渫パラメータを最適化する知能化浚渫システムの開発を行っている。本報告では、ファジィ浚渫自動化システムの概要と1992年、1993年におけるファジィ浚渫制御システムの実船実験の結果を報告する。

2.ファジィ浚渫自動化システムの概要

2−1.供試浚渫船の概要

供試浚渫船の主要目をTable-1に示す。

2−2.ファジィ浚渫自動化システム開発の前提と目標

?環境保護のためオーバーフローができない。

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