近幾年，作為老牌的造船強國，日本在無人船舶、智能船舶方面一直暗暗發(fā)力，以期搶占市場先機，重塑日本造船新的核心競爭力。從日本國內(nèi)發(fā)展來看，雖然政府層面組織開展的大型科研項目不是很多，但相關企業(yè)、科研機構等均在無人船舶、智能船舶方面開展了大量研究工作。
早在2012年12月，由日本船舶配套協(xié)會和日本船級社等在內(nèi)的29家企業(yè)和單位就聯(lián)合組織開展了“智能船舶應用平臺”項目研究，項目研究周期為2012年12月至2015年3月，研究經(jīng)費120萬美元。該項目旨在開發(fā)船舶智能信息與控制系統(tǒng)，結合常見的船載監(jiān)控系統(tǒng)，如主機遙控、壓載水管理、船載電力管理、電子海圖等，利用遠程數(shù)據(jù)傳輸技術，研制出可以存儲船舶監(jiān)控系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)，并向智能船舶各種應用系統(tǒng)提供接口的統(tǒng)一數(shù)據(jù)交互平臺，實現(xiàn)氣象導航、縱傾優(yōu)化、主機監(jiān)測、狀態(tài)監(jiān)測、能效管理、遠程維護等功能。目前，該平臺已經(jīng)在日本的一艘渡船和一艘原油運輸船上安裝應用。同時，項目團隊也在推動智能船舶應用平臺成為國際海事組織E-航海戰(zhàn)略的一個測試版，并在國際海事組織、國際標準化組織、國際電工委員會(IEC)等層面積極推動關于系統(tǒng)模型、系統(tǒng)安全、數(shù)據(jù)結構等內(nèi)容的標準化工作。
從近期來看，日本郵船(NYK)、商船三井(MOL)兩家單位在無人船舶、智能船舶領域開展了多項研究工作。
首先來看日本郵船。2018年2月初，MTI公司、日本電報電話公司(NTT)和NTT數(shù)據(jù)公司在沿海船舶上進行了下一代船載物聯(lián)網(wǎng)平臺的概念證明實驗。據(jù)相關報道，該測試是在日本郵船子公司Kinkai Yusen Kaisha經(jīng)營的沿海船舶Hidaka號上進行的。日本郵船和MTI公司之前開發(fā)過一種船舶信息管理系統(tǒng)(SIMS)，可以收集、監(jiān)測和共享船岸之間的詳細數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)包括遠洋船舶運行狀況和性能信息。在2017年9月，日本郵船、MTI公司、日本電報電話公司和NTT數(shù)據(jù)公司這四家公司開始合作，利用NTT公司的邊緣計算技術通過融合SIMS系統(tǒng)，開發(fā)了新一代船載物聯(lián)網(wǎng)平臺，從而使得在岸上實現(xiàn)對船上應用程序的遠程分發(fā)和管理。該平臺符合由日本船舶機械和設備協(xié)會制定的船載物聯(lián)網(wǎng)國際標準。這四家公司計劃于2019年在遠洋船舶上進行概念驗證試驗。
再看商船三井。商船三井于2017年開展了“自主遠洋運輸系統(tǒng)技術概念項目”研究，該項目入選日本國土、基礎設施、交通和旅游部(MLIT)的“FY2017交通運輸研究和技術推廣計劃”。該項目的研究聯(lián)合會由商船三井、三井造船株式會社、國家海事研究所、港口和航空技術協(xié)會、東京海洋大學、日本船級社、日本船舶技術研究協(xié)會，以及昭島實驗室(三井造船)等組成。
該研究聯(lián)合會將利用各參與公司的優(yōu)勢，發(fā)展自主海運的技術理念，為實現(xiàn)可靠、安全、高效的海運自主船舶提供所需的技術基礎。其中，商船三井從船舶運營的角度進行分析，以便在船舶操作中提高船舶性能；三井造船株式會社從造船的角度對船舶進行系統(tǒng)集成；日本船舶技術研究協(xié)會負責對該合作研究項目進行協(xié)調；東京海洋大學負責開展船舶導航研究；日本船級社則從船舶分類法規(guī)的角度定義自主船舶的入級規(guī)則和有關產(chǎn)業(yè)化實施不可或缺的規(guī)定；國家海事研究所從評估的角度開展自主船的安全技術評估等。研究聯(lián)合會通過各公司的優(yōu)勢發(fā)展自主船舶技術概念，并力爭明確自主船舶技術的發(fā)展路徑，促進自主遠洋運輸系統(tǒng)技術的發(fā)展。
除了促進自主遠洋運輸系統(tǒng)技術發(fā)展，隨著研究的深入，該項目還將通過與社會和海運業(yè)共享成果，促進實施這些先進技術項目發(fā)展所需的基礎設施建設，并贏得公眾的支持。此外，該項目還將分析有關無人自主遠洋運輸?shù)纳虡I(yè)理念、系統(tǒng)、基礎設施以及產(chǎn)業(yè)化實施之間的關系。
同時，2017年6月，商船三井還和三井造船就共同開發(fā)基于實時數(shù)據(jù)的下一代船舶監(jiān)測和支持系統(tǒng)達成合作。該系統(tǒng)基于實時數(shù)據(jù)構建，數(shù)據(jù)來源包括導航信息數(shù)據(jù)和由三井造船制造的設備機械信息數(shù)據(jù)等。雙方還將就短周期數(shù)據(jù)和采集的大數(shù)據(jù)分析方法進行研究。
此外，商船三井還與羅爾斯·羅伊斯公司達成協(xié)議，進行智能感知系統(tǒng)(IAS)開發(fā)合作。據(jù)羅爾斯·羅伊斯公司表示，智能感知系統(tǒng)通過為船員提供對船舶周圍環(huán)境的感知信息，從而使船舶能夠更安全、輕松、高效運行。該系統(tǒng)將一系列傳感器的數(shù)據(jù)與現(xiàn)有船舶系統(tǒng)(如自動識別系統(tǒng)和雷達)信息融合以實現(xiàn)其主要功能。
另外，商船三井還與旭化成株式會社(AEC)達成合作，聯(lián)合進行振動傳感器預測船用設備異常情況的驗證研究。該研究將利用分析軟件和振動傳感器，對正在建造的汽車運輸船和VLCC上的關鍵輔助機械，如泵和凈化器狀況進行監(jiān)測。作為船舶物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)(IoT system)的一部分，項目參與者預計該項目將不僅創(chuàng)造一個獨立的船載監(jiān)控系統(tǒng)，而且有助于將數(shù)據(jù)與船岸之間的實時通訊監(jiān)控平臺合并，以便一旦發(fā)生異常就進行分析。
除上述兩家公司外，日本船級社、東京計器株式會社、日本古野電氣株式會社等單位也開展了很多工作。如日本船級社已將研發(fā)智能船舶作為未來5年的重點工作，成立了海事業(yè)大數(shù)據(jù)中心，與IBM開發(fā)了相關軟件，能通過收集機艙發(fā)動機、泵及溫度傳感器的實時數(shù)據(jù)進行分析，從而提供設備優(yōu)化和維修等建議，還與NAPA合作研發(fā)了航線優(yōu)化支持系統(tǒng)，以幫助船舶運營商優(yōu)化航線及航行計劃，該系統(tǒng)也已在實船上得到應用；東京計器株式會社與MTI、日本海洋科學株式會社、海上安全技術研究所、古野電氣株式會社、日本無線株式會社在內(nèi)的共7家單位開展了“船舶自主導航碰撞風險的確定研究”，該項目為“先進安全船舶技術研發(fā)支持項目”中的一個子項，由日本國土交通省支持。
此外，據(jù)相關報道，包括商船三井和日本郵船在內(nèi)的日本公司計劃組建一支無人駕駛商用船隊，船隊包括250艘貨運船只。這些船只將利用人工智能技術，在海洋中尋求最安全、最經(jīng)濟的路線航行。按照計劃，這支船隊將在2025年投入使用，船隊將會裝備物聯(lián)網(wǎng)，從而可以收集數(shù)據(jù)。有了數(shù)據(jù)之后，將使用人工智能軟件來分析天氣及其他信息來調整船舶的航線。而且，通過監(jiān)控船只的運行情況，可以在問題發(fā)生之前預測故障，避免發(fā)生海上事故。
從日本發(fā)展無人船舶、智能船舶技術來看，其還是采用從局部到整體的推進方式，針對部分關鍵系統(tǒng)和關鍵技術開展研究，逐步實現(xiàn)整船的無人化和智能化，重點包括船舶物聯(lián)網(wǎng)技術、船岸一體化控制技術、船舶遠程運維技術、自主航行技術等。另外，用戶參與甚至主導也是日本發(fā)展無人船舶、智能船舶的一個重要特點，像商船三井、日本郵船等都是航運公司，在前文中可以看出，其開展了大量研究開發(fā)工作，這最大程度的確保了技術開發(fā)的可行性和實用性。當前我國也在大力發(fā)展智能船舶技術，這些都是非常值得我們關注和借鑒的。