科學研究 - 東京灣試驗成功貨櫃船的遠程操控自主航行

東京灣日均進出船達500艘，繁忙程度在世界上也是屈指可數的。日前，日本首次在如此擁擠的東京灣成功實施了貨櫃船自主海上試航。按貨物重量計算，日本貿易中海運佔比逾99%，然而船員老齡化和勞動力不足等問題凸顯。這使人們對無人駕駛船早日投入實際應用充滿期待。

操作人員在陸上支援中心遠程操控船

日本財團於3月1日宣佈，在東京港至津松阪港（三重縣）之間往返約790公里的航線上成功實施了貨櫃船自主海上試航。同時，在東京灣這樣船隻密集的繁忙海域實施了船自主航行，這在世界上屬於首次。

此次試航是日本財團推進的無人駕駛船專案「MEGURI2040」的一部分，由DFFAS（Designing the Future of Full Autonomous Ship）聯盟實施。該聯盟由日本郵船集團旗下日本海洋科學主導，成員包括日本國内共30家企業。除海運、造船等相關公司之外，此次試航還凝聚了不同行業企業的技術、技巧，包括NTT等通訊服務提供商、氣象資訊公司、海上保險公司等。

左一爲日本海洋科學股份公司總經理赤峯浩一，左二、左三分別爲日本財團常務理事海野光行、會長笹川陽平

避讓四五百艘船隻，實施自主航行

東京灣日均進出船數約500艘。該數值是馬六甲-新加坡海峽的1.5倍，是巴拿馬運河的10倍以上。此次試航使用的是一艘名爲「朱雀號」的貨櫃船，船身全長95米，總登記噸位達749噸。船上搭載了多數大型船都配備的自動操舵裝置控制系統，它能使船在航程條款保持指定航向。除此之外，「朱雀號」還具備自主避障功能以避讓航線上出現的其他船隻，以及自動靠離泊功能。「朱雀號」於2月26日下午在東京灣自主離泊成功，而後出東京港，一路行至津松阪港海域，單程約20小時，於3月1日早上回到東京港靠泊。

雖然中途出現過臨時切換到手動操控的情況，但往返程自主航行率分別達到97.4%和99.7%。試航程序中，DFFAS聯盟專案負責人桑原悟對結果信心十足，他說：「光去程就成功避障107次。改變一次航線可以避開多艘船隻，由此推測累計避讓了四五百艘。」

此次試航之前，工作人員先在陸地上在一個集裝箱裏安裝好自主航行系統所需的伺服器、控制器等全套設備，再將整個集裝箱搬上「朱雀號」。用這種方法，無需大規模改造即可將已有船改成無人駕駛船。

在東京灣航行的貨櫃船「朱雀號」。船尾的白色集裝箱内安裝有運行自主航行系統的伺服器等設備（圖片：日本財團）

「朱雀號」的駕駛室。透過船舵下方的按鈕即可切換成由陸上支援中心遠程操控的模式

陸上支援中心可遠程操控船

此次試航最大的特點是設立了陸上支援中心（位於千葉縣千葉市）。桑原悟稱該中心「類似飛機的控制塔，是在無人駕駛船投入實際應用時必不可少的設施」。陸上支援中心能夠收集氣象、海象資料和海上交通量資訊，監督航行狀態和機械室的情況，同時，在緊急情況下可以對船實施遠程操控。此次試航還搭建了海陸通訊系統，是一次綜合性自主海上試航。

陸上支援中心設在JR海濱幕張站附近的幕張高科技園

不僅監督引擎和電氣設備的狀態，陸上支援中心還具備異常預警功能

船遠程操控控制台。據稱，之所以採用近未來風格的設計，是希望激發孩子們的航海夢想

2月28日，專案組實施了遠程操控船的測試。透過衛星通信等，陸上支援中心向位於伊勢灣海域的「朱雀號」（直線距離約300公里）成功發送了變更航線和調速等指令。

桑原悟表示：「陸上支援中心可以監督數千艘船隻並向其提供支援。將來，隨着硬體雲化等的隊形變換，我們或許可以在家裏對大型船實施遠程操控。」

桑原悟正在調整船航行速度。在遠程操控期間，控制台邊緣的LED燈會變成紅色

在夜間實施船遠程操控時起動紅外線攝影頭，其視覺感知能力高於人眼

力爭2025年投入實際應用，但相關法律有待完善

無人駕駛船專案「MEGURI2040」致力於解決船員老齡化、勞動力不足問題，以及多因人爲失誤導致的海難事故等社會課題，目標是在2025年以前實施無人駕駛船投入實際應用。關於後續課題，桑原悟表示：「我們要解決此次試航中發現的問題，同時要努力完善將來實際應用的環境建設。」

與技術開發相比，完善與無人駕駛船相關的海事法規和海上保險條款等更費時日。據稱，有可能先放寬對船員人數的侷限。根據目前的《船員法》，像「朱雀號」這種逾700噸的船，即使安裝了自動操舵裝置控制系統，艦橋上也必須時刻配備兩名以上船員。如果實行八小時輪班制，那麼最少需要六名船員。透過引進擁有自主避障功能的自主航行系統，若船員人數下限能夠減至一名，即可多爲一艘船配備所需的船員。從解決船員不足的角度考慮，確立成熟的船自主航行技術也是刻不容緩的。

安裝着自主航行系統的集裝箱設置在「朱雀號」的船尾，内有監督室和伺服器機器間。這種改造模式可以在短時間内增加無人駕駛船的數量

按照「MEGURI2040」的計劃，3月14日實施了水陸兩棲船的自主海上試航。至此，由五個聯盟實施的共六次試航全部完成。日本財團常務理事海野光行表示：「今後，我們將彙集各個聯盟的優勢，進一步加快技術研發。並且，帶着這些成果，推動國際海事組織（IMO）等完善相關法律、法規。」期待2025年大阪世博會上，無人駕駛船能夠在水都大阪一展風采。