科学研究 - 东京湾试验成功集装箱船的远程操控自主航行

东京湾日均进出船舶达500艘，繁忙程度在世界上也是屈指可数的。日前，日本首次在如此拥挤的东京湾成功实施了集装箱船自主航行试验。按货物重量计算，日本贸易中海运占比逾99%，然而船员老龄化和劳动力不足等问题凸显。这使人们对无人驾驶船舶早日投入实际应用充满期待。

操作人员在陆上支援中心远程操控船舶

日本财团于3月1日宣布，在东京港至津松阪港（三重县）之间往返约790公里的航线上成功实施了集装箱船自主航行试验。同时，在东京湾这样船只密集的繁忙海域实现了船舶自主航行，这在世界上属于首次。

此次试航是日本财团推进的无人驾驶船舶项目“MEGURI2040”的一部分，由DFFAS（Designing the Future of Full Autonomous Ship）联盟实施。该联盟由日本邮船集团旗下日本海洋科学主导，成员包括日本国内共30家企业。除海运、造船等相关公司之外，此次试航还凝聚了不同行业企业的技术、技巧，包括NTT等通信服务提供商、气象信息公司、海上保险公司等。

左一为日本海洋科学股份公司总经理赤峯浩一，左二、左三分别为日本财团常务理事海野光行、会长笹川阳平

避让四五百艘船只，实现自主航行

东京湾日均进出船舶数约500艘。该数值是马六甲-新加坡海峡的1.5倍，是巴拿马运河的10倍以上。此次试航使用的是一艘名为“朱雀号”的集装箱船，船身全长95米，总吨位达749吨。船上搭载了多数大型船舶都配备的自动操舵装置控制系统，它能使船在航行期间保持指定航向。除此之外，“朱雀号”还具备自主避障功能以避让航线上出现的其他船只，以及自动靠离泊功能。“朱雀号”于2月26日下午在东京湾自主离泊成功，而后出东京港，一路行至津松阪港海域，单程约20小时，于3月1日早上回到东京港靠泊。

虽然中途出现过临时切换到手动操控的情况，但往返程自主航行率分别达到97.4%和99.7%。试航过程中，DFFAS联盟项目负责人桑原悟对结果信心十足，他说：“光去程就成功避障107次。改变一次航线可以避开多艘船只，由此推测累计避让了四五百艘。”

此次试航之前，工作人员先在陆地上在一个集装箱里安装好自主航行系统所需的服务器、控制器等全套设备，再将整个集装箱搬上“朱雀号”。用这种方法，无需大规模改造即可将已有船舶改成无人驾驶船。

在东京湾航行的集装箱船“朱雀号”。船尾的白色集装箱内安装有运行自主航行系统的服务器等设备（图片：日本财团）

“朱雀号”的驾驶室。通过船舵下方的按钮即可切换成由陆上支援中心远程操控的模式

陆上支援中心可远程操控船舶

此次试航最大的特点是设立了陆上支援中心（位于千叶县千叶市）。桑原悟称该中心“类似飞机的控制塔，是在无人驾驶船投入实际应用时必不可少的设施”。陆上支援中心能够收集气象、海象数据和海上交通量信息，监控航行状态和机械室的情况，同时，在紧急情况下可以对船舶实施远程操控。此次试航还搭建了海陆通信系统，是一次综合性自主航行试验。

陆上支援中心设在JR海滨幕张站附近的幕张高科技园

不仅监控发动机和电气设备的状态，陆上支援中心还具备异常预警功能

船舶远程操控控制台。据称，之所以采用近未来风格的设计，是希望激发孩子们的航海梦想

2月28日，项目组实施了远程操控船舶的测试。通过卫星通信等，陆上支援中心向位于伊势湾海域的“朱雀号”（直线距离约300公里）成功发送了变更航线和调速等指令。

桑原悟表示：“陆上支援中心可以监控数千艘船只并向其提供支援。将来，随着硬件云化等的发展，我们或许可以在家里对大型船舶实施远程操控。”

桑原悟正在调整船舶航行速度。在远程操控期间，控制台边缘的LED灯会变成红色

在夜间实施船舶远程操控时启动红外线摄像头，其视觉感知能力高于人眼

力争2025年投入实际应用，但相关法律有待完善

无人驾驶船舶项目“MEGURI2040”致力于解决船员老龄化、劳动力不足问题，以及多因人为失误导致的海难事故等社会课题，目标是在2025年以前实现无人驾驶船舶投入实际应用。关于后续课题，桑原悟表示：“我们要解决此次试航中发现的问题，同时要努力完善将来实际应用的环境建设。”

与技术开发相比，完善与无人驾驶船舶相关的海事法规和海上保险条款等更费时日。据称，有可能先放宽对船员人数的限制。根据目前的《船员法》，像“朱雀号”这种逾700吨的船舶，即使安装了自动操舵装置控制系统，舰桥上也必须时刻配备两名以上船员。如果实行八小时轮班制，那么最少需要六名船员。通过引进拥有自主避障功能的自主航行系统，若船员人数下限能够减至一名，即可多为一艘船配备所需的船员。从解决船员不足的角度考虑，确立成熟的船舶自主航行技术也是刻不容缓的。

安装着自主航行系统的集装箱设置在“朱雀号”的船尾，内有监控室和服务器机房。这种改造模式可以在短时间内增加无人驾驶船舶的数量

按照“MEGURI2040”的计划，3月14日实施了水陆两栖船的自主航行试验。至此，由五个联盟实施的共六次试航全部完成。日本财团常务理事海野光行表示：“今后，我们将汇集各个联盟的优势，进一步加快技术研发。并且，带着这些成果，推动国际海事组织（IMO）等完善相关法律、法规。”期待2025年大阪世博会上，无人驾驶船能够在水都大阪一展风采。