无人船不靠谱?日本航运巨头加速研发

国际金属加工网 2021年11月11日

无人船不靠谱?日本航运巨头加速研发

图:2019年9月,日本邮船旗下大型汽车运输船“Iris Leader”号完成了全球首次“有人自动航行船舶”的自主航行系统海上试验。

新冠疫情的持续让海运业界深陷船员严重不足的困境,这也进一步加快了“无人船”研发的速度。

11月5日,日本邮船宣布启动两项自主船舶相关的研发项目,与日本国内的配套商、船厂和船级社等各方合作,加快开发自主船舶技术,帮助解决日本国内海员短缺等问题。

这两个项目分别为“自动导航系统发展基础的确立以及自动导航系统要素技术开发”,以及“利用远程设备监控系统研发新一代内航船舶”,项目已经获得了日本国土交通省“海事产业集约合作促进技术开发支持项目”的补贴。

自动导航系统研发项目

据悉,“自动导航系统发展基础的确立以及自动导航系统要素技术开发”项目将由日本邮船集团牵头,合作伙伴包括东京计器株式会社、古野电气株式会社、日本邮船集团子公司MTI以及日本海洋科学公司,目的是建立一个使用模拟器的验证和评估系统,使船厂和船舶设备制造商能够更迅速地推进自主船舶的研发。此外,为了提高自动导航系统的安全性,合作方还将改进认知和决策功能,并在实际船舶上开展示范测试。

日本邮船表示,近年来自主船舶研发在世界范围内进展迅速,由于自主船舶涉及识别周围信息、确定避航路线、应对疏散等多个设备和系统,对其安全性和经济性等方面的验证评价体系方法非常复杂,这方面的整理扩充成为了紧迫的课题。

无人船不靠谱?日本航运巨头加速研发

该项目将分为两个中心进行技术研发,其一是“自动导航系统的验证和评估体系的确立”,目标是建立能够在软件上运行的模拟系统,对构成自动导航系统的所有模块进行验证和评估,以便提高自动导航系统的开发速度、减少验证和评估自动导航系统的负担并为自动导航系统创建高度可靠的模块。

其二是“改进自动导航系统中的‘识别、判断和对应机能’的要素技术,并在实船上进行演示”,目标是实现显示碰撞风险区域、识别船舶周围信息、做出避免碰撞风险的决定和生成避航路线等判断以及船舶避航操纵对应功能的产品化,从而通过产品普及减少人为错误和工作量,通过建立一个使用模拟器的产品评估程序来提高自动导航系统的开发速度,通过比较实际船舶测试和模拟器测试数据来改善模拟器的实用性。

在该项目中,日本邮船将负责提供实验环境并协助提供作为航运公司的知识,另外4家公司负责建立自动导航系统的验证和评价环境。具体的作用分别是,MTI负责开发设备的实船搭载准备,以及评价总结;日本海洋科学公司负责开发设备的验证评价;古野电气负责自动导航系统的识别、判断和对应机能的改良。

远程监控系统研发项目

“利用远程机械监控系统研发新一代内航船舶”由日本邮船及其集团子公司MTI、Nabtesco株式会社、日本船级社(NK)、日本造船(Nihon Shipyard)以及BEMAC株式会社六家公司共同参与,旨在开发船用机械高度自动化操作的技术。

近年来,由于船员队伍老龄化以及申请人数的减少,预计未来日本沿海航运业将出现船员短缺的情况,因此迫切需要解决这一问题。对于船员而言,最大的障碍是长期与陆地隔离的高度“去社会化”工作环境。船员短缺可能导致操作船舶发动机和其他设备的高度专业人才不足,妨碍船舶的安全和高效运行。

无人船不靠谱?日本航运巨头加速研发

为了解决这一问题,上述六家企业将合作开发一个远程机械设备监控系统,以模拟器为核心技术,推定设备运行故障的原因,并就如何恢复做出决定。目的是从岸上的监控中心实现对多艘船舶设备操作的监控,在船上工作人员减少的情况下保持与目前相同的安全水平。在该项目中,船厂、设备商、船级社和航运公司将携手推进系统的快速开发,并进行实船示范测试。

该项目将分为两个中心进行技术研发,其一是“故障原因推定和恢复方法选择系统的开发”,目标是使用模拟器作为核心技术开发故障恢复决策系统,以便提高故障恢复决策的准确性,并将模拟器应用于未来船舶行业自动驾驶的核心系统。

其二是“远程监控技术在设备运转高度自动化实船上的实证测试”,目标是通过将故障恢复决策系统与远程监控技术相结合,开发出能够在岸上监测多艘船舶设备运行的综合系统,以便利用在岸就业确保稳定的船员队伍、提供稳定和高效的运输服务并培养船舶行业中的系统集成商。

在该项目中,日本邮船将提供作为航运公司的知识;MTI负责故障恢复判断系统、远程机械监控系统的开发,以及在实船上测试所开发的系统;Nabtesco和日本造船均将负责开发故障恢复判断系统以及相应的实船测试;BEMAC负责远程机械监控系统的开发以及相应的实船测试;日本船级社负责故障恢复判断系统、远程机械监控系统的评估,以及实船测试结果的评价。

日本邮船积极研发自主船舶目标实现商业化

早在2018年,日本邮船就开始进行“有人自动航行船舶/无人驾驶船”相关的技术研究。2019年9月,日本邮船完成了全球首次“有人自动航行船舶”的自主航行系统海上试验。

这次试验在日本邮船旗下一艘70826总吨的大型汽车运输船“Iris Leader”号上进行,船上安装了日本邮船与日本海洋科学共同开发的最佳导航程序——Sherpa System for Real (SSR)船舶导航系统,可以避免与其他船舶相撞。航行试验分两段进行,第一段是从中国新沙前往日本名古屋港,第二段是从名古屋前往横滨,在试验期间由船员正常值班监视,使用最佳导航程序进行导航。

本次试验是日本邮船实现载人自主船舶研发的关键一步,未来日本邮船希望将SSR系统应用到未来严重人手不足的沿海运输中,作为可以远程操纵船舶和无人驾驶船舶的基础技术。

2020年5月,日本邮船及其集团子公司MTI共同开发的自主航行船舶架构概念设计获得日本船级社原则性认可,开发代码“APExS”。这是日本国内首个获得船级社认证的自主航行船舶架构。

同样在2020年5月,日本邮船成功实现了远程船舶操纵的实船实验。这次实验在东京湾进行,从大约400千米外的兵库县西宫市的陆上支援中心远程操作拖船“吉野丸”号(建于2012年),船上搭载了“有人远距离船舶操纵系统”,在东京湾内的本牧沖和横須賀港沖之间航行,航行距离约12千米。

无人船不靠谱?日本航运巨头加速研发

同年6月,日本邮船参加了日本财团(Nippon Foundation)的“无人船示范试验技术开发共同项目”,作为“无人航行船未来创造(Designing the Future of Full Autonomous Ship,DFFAS)”联盟的一员,与约30家合作伙伴一起从事无人船实用化所必须的自动航行、陆上支援、远程操纵、通信线路等各系统的开发应用,目标是在2025年之前实现无人集装箱船技术商业化。

今年9月,作为DFFAS项目的一部分,为无人船开发的陆上支持中心正式完成。预计合作方将于2022年2月在拥挤海域进行长距离无人船航行示范测试,利用一艘204TEU内航集装箱船“SUZAKU”号配备“DFFAS”无人船操作系统,在东京湾和伊势湾之间进行390公里的往返航行,以证明该系统在拥挤水域的实用性。陆上支持中心将负责在测试期间对船舶进行远程监控,并在紧急情况下进行远程操作。

日本邮船认为,数据统计显示70%以上的船舶事故由人为因素导致,而船舶自主航行能够减少对人为因素的依赖,在解放船员的同时,也大大提高了船舶运行的安全性和可靠性。通过这些研发项目,日本邮船希望能够抢占先机,尽快实现自主船舶的商业化,在未来无人船领域掌握优势。

(国际船舶网 )

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