摘要：在2024年12月举行的国际海事组织（IMO）第109届海上安全委员会会议期间，日本代表介绍了日本完全自主船舶项目“MEGURI 2040”的最新进展及未来计划。

本刊记者 王思佳

在2024年12月举行的国际海事组织（IMO）第109届海上安全委员会会议期间，日本代表介绍了日本完全自主船舶项目“MEGURI 2040”的最新进展及未来计划。

智能化改革

为应对劳动力短缺、海员老龄化（50 岁以上占 50%）、近海岛屿众多以及人为错误导致的海上事故（占比81%）等挑战，日本财团（The Nippon Foundation）于2020年2月启动了完全自主船舶项目“MEGURI 2040”，旨在开发和验证完全自主船舶。该项目的目标是在2025年实现无人船的商业化应用，并在2040年使50%的内航船舶实现自主航行。若目标达成，预计每年可为日本带来1万亿日元的经济效益。

“MEGURI 2040”项目涉及5个合作联盟，汇集了50余家来自航运、造船、通讯、气象信息、海上保险和信息技术等领域的日本企业。这些联盟分别负责小型观光船、大型客滚船、集装箱船、客船和水陆两栖船等不同船型的自主避碰、自动靠离泊、自主航行、岸基控制中心、应急监测与运营、航迹跟踪等技术的研发与验证。日本财团在2021财年为该项目提供了34亿日元的资金支持。

“MEGURI 2040”项目分为3个阶段 ：第一阶段为2020年至2022年主要聚焦技术研发和实船测试。第二阶段为2023年至2026年，主要致力于技术的标准化和市场应用。第三阶段，计划到2040年将完全自主船舶的覆盖范围扩大到国内航运的50%。

在项目的第一阶段（2022年1月至 3 月期间），“MEGURI 2040”项目完成了6项不同船型、不同条件的实船测试，验证了自主靠离泊、自主避碰、目标视觉图像处理等关键技术在长航程中应用的可行性。

1、横须贺猿岛无人船项目。

一艘完全自主的小型旅游船在神奈川县横须贺市海岸附近的猿岛周围海域成功航行，完成了1.7公里的完全自主航行测试。这是世界上首次成功演示小型旅游船的完全自主航行。

2、智能渡轮开发项目。大型高速沿海渡轮“SOLEIL”号在九州北部完成了240公里的全自动船舶导航系统示范试验，这是世界上首个在大型汽车渡轮上进行的完全自主航行系统测试。

3、沿海集装箱船和汽渡轮完全自主技术验证测试项目。完全自主集装箱船“Mikage”号完成了从福井县敦贺港到鸟取县境港全程270公里的完全自主航行测试，并首次使用无人机进行系泊作业。

4、沿海集装箱船和汽渡轮完全自主技术验证测试项目。大型汽渡轮“Sunflower Shiretoko”号完成了从北海道苫小牧到茨城县大洗的750公里示范测试，这是世界上距离和时间最长的完全自主航行成功示范测试。

5、DFFAS项目。全自主集装箱船“SUZAKU”号在东京湾和伊势湾之间成功进行了790公里的示范试验，首次展示了在拥挤海域航行的集装箱船使用综合完全自主航行系统的情况。

6、完全自主水陆两栖驾驶技术开发项目。一艘水陆两栖船在群马县吾妻湖成功进行了世界上首次完全自主水陆两栖船示范试验，航程2公里，耗时约30分钟。

第一阶段的这些测试在无人船领域创造了6项世界纪录，这些成果不仅为“MEGURI 2040”项目第二阶段的开展奠定了坚实基础，也标志着日本朝着2025年实现无人船商业化的目标迈出了重要一步。

瞄准商业化落地

“MEGURI 2040”项目组成员表示，该项目关键点在于实现驾驶室无人值守/船上有人值守。该系统的目标是成为“即使在无人驾驶的情况下也能安全航行的系统”，但其概念是“船上有人”，以便在船舶遇到紧急情况时可恢复正常运行。未来目标，首先减少航行值班人员，从2人、3个班次降至1人+自主航行系统（ANS）、3 个班次 ；其次是减少轮机人员，从1位轮机长和1位轮机员降至1位轮机长位于 FOC、1 位轮机员在船上 ；第三，实现无人驾驶室进行沿海航行的演示试验。

“MEGURI 2040”项目第一阶段完成了对现有海上航线的完全自主航行试验。2023年7月，日本财团宣布，以第一阶段取得的进展为基础，“MEGURI 2040”项目正式启动第二阶段，目标在2025年之前实现完全自主船舶商业化。

鉴于项目第二阶段面临着技术（避碰、靠离泊技术改进等）、规则与标准、社会接受度等挑战，该项目决定扩大合作范围，合作伙伴也从最初的40余家增加到了目前的50余家，由包括日本3大航运巨头商船三井、日本邮船、川崎汽船在内的这些公司重新组成 “DFFAS+（DFFAS Plus）”联盟，该联盟将在日本财团的监督下携手合作，共同完成包括示范测试、已开发技术标准化、强化开发过程基础设施和社会应用等4项工作。该阶段项目研发资金为7000万美元。

“MEGURI 2040”项目第二阶段的技术研发目标是实现非极端环境下完全自主航行的自主化条件（相当于自主汽车第 4 级）。将主要聚焦 4 个技术点的研究与突破 ：一是拥挤水域中的自主航行，为避碰设计的航行控制，旨在模拟经验丰富的操船员的精确度 ；二是自动靠离泊，包括对中型到大型船舶的自主化 ；三是多船同时远程支持，提供应急响应能力 ；四是可靠的岸基通信，增强现代网络安全措施。

规则方面，“MEGURI 2040”项目组还将总结归纳项目经验并向国际海事组织（IMO）和国际标准化组织（ISO）提交提案，为全行业的智能船舶的标准和规则制定作出贡献。

根据项目计划，将从2025年7 月到 2026 年 3 月（9 个月）开始示范测试，所有示范测试将有4艘不同类型船舶和2个远程操作中心协作完成。如果第二阶段示范测试圆满完成，届时又将实现多个全球首创，包括多艘船舶将同时远程支持，以及在大型货船上进行长达9个月的测试。

值得一提的是,早在第一阶段结束之后，“MEGURI 2040”项目已完成了第二阶段的一项示范测试。2023年11月7日，大型滚装货船“HOKUREN MARU No.2”号完成了其自主航行系统的海上示范试验，这是“MEGURI 2040”项目第二阶段的首次示范试验。期间，该船在日立港与钏路港之间完成了1600公里的往返航程自主航行试验。经验证，该船的自主导航系统的识别、分析和决策都执行得非常准确。本船所载自主导航系统可在维持船员正常航行任务的同时进行导航，在需要避让的情况下，该系统也可提出避让路线并控制转向，以安全避让其他船舶。当系统设定为运营设计域（ODD）的海域时，该系统的平均运行率可达约96%。

对于未来需要关注和解决的技术问题，“MEGURI 2040”项目组提到，需要改善ANS各组件功能和性能验证的仿真环境 ；开发一种验证船舶操作员与ANS之间交互的方法系统（人机交互仿真，HILS）；明确各国和船级社对 ANS的安全评估流程、安全评估标准和检查文件 ；建立关于每个组件的功能和性能要求，以及整体自主导航系统的验证和确认方法的国际技术标准。

示范测试

“MEGURI 2040”项目第二阶段计划2025年在4艘不同船舶进行不同技术的示范测试，以改进第一阶段中被确定为挑战的领域，包括改进避碰和自动靠离泊技术等。

1、“Olympia Dream Seto”号渡轮

目标是打造安全的偏远岛屿线路之星。该示范项目由日本海事科学主导，Kokusai Ryobi Ferry 公司等6家公司参与，将于2025年7起开始，周期9个月。该项目旨在解决沿海运输和航运路线在人口老龄化和萎缩背景下的可持续性问题。在日本本州岛和小豆岛之间运营的渡轮尤其受到这一趋势的影响，该项目正在研究如何利用自主航行系统来维护这些偏远岛屿的航线。

老龄化和人口萎缩使船员人数有可能减少。偏远岛屿航线上的许多船员都来自航线所服务的地区，因此这些航线上可能会出现船员短缺的情况。这将不可避免地减少偏远岛屿航线的服务，给这些地区的居民带来不便。这反过来又会导致人口进一步减少和产业向其他地方转移。自主航行系统将减少船员的工作量，有助于保持这些航线的服务频率，并为夜间航行创造更多的可能性，被认为能够为日本近300条偏远岛屿航线的持续发展做出贡献。

2、“Mikage”号集装箱船

该示范项目由三井OSK主导，Imoto航运公司、富士通电机、三井E&S造船参与，计划从2025年7月开始，周期3个月。

随着现有船员的老龄化和年轻船员人数减少，船员短缺正成为日本国内沿海航运业的一个严重挑战，而船员个人的工作量也在增加。为此，日本正在努力开发自主航行技术，以减轻船员的工作量，促进航行安全，具体目标包括 ：利用自主航行技术为船舶作业提供支持，从而减轻船员的工作量 ；利用经验丰富的船员在自主航行技术方面的知识和专长，为年轻船员的船舶操作提供支持 ；将船员的航海能力与自主航行技术相结合，实现更安全的航行。

自主航行技术的使用增加，有望消除沿海航运的船员短缺问题，支持沿海航运业的发展。该行业对日本人民的日常生活至关重要，是航行自动化技术进步的关键所在。

3、“DaiNi Hokuren-Maru”号滚装船

目标是开发引领未来的无人驾驶和自主航行技术。该项目由川崎汽船主导，Japan Radio、YDK Technologies以及川崎汽船子公司川崎近海汽船参与。计划从 2025年11月开始，将试验多个航程。

这一举措是利用工作组在安全导航和各种导航仪器方面的研发专长，让系统执行迄今为止一直由人类执行的航行操作（识别、信息管理、分析、规划、执行）。 在船舶运行过程中的危机应对决策中使用最新的人工智能和其他技术，工作组正在开发一种自主航行系统，该系统接近于人类执行的航行操作。该研究将帮助消除日本沿海航运业面临的劳动力短缺问题，减少船员工作量，防止海上事故，解决包括偏远岛屿航运路线在内的社会问题。通过“MEGURI 2040”项目，日本财团和完全自主船舶未来设计(DFFAS+)项目的成员公司以及日本国内的合作组织正在共同推进这项工作。

4、新造集装箱船

新建造的自主船舶，目标是到2040年实现自主航行。该项目由日本邮船下属研发机构MTI主导，另有15家公司参与。计划从2025年开始，周期5个月。

“MEGURI 2040”项目第二阶段以社会应用为目标，正在开发一种新型的700TEU集装箱船，用于自主航行，在完成示范测试后将实现商业化。具体而言，这将助力实现未来的自主航行，即从码头到码头的航行完全自动化，船舶的发动机设备由岸上的船队运营中心远程监控，航行支持减少了船员的工作量。如果这项技术取得成功，它将解决劳动力短缺问题，并有助于加强日本的物流业。船队运营中心的工作人员也将由船员担任，这为目前无法在每个工作日结束后回家的船员提供了一种新的工作方式选择。具体来说，开发内容将包括 ：可代替船员进行目视瞭望的摄像传感器、提高传感器可靠性的功能、利用传感器数据的让路规划功能、实现从离开码头到普通航行再到停靠的无缝操作的船舶控制功能、可在减少船员的情况下进行系泊操作的功能、检测船舶发动机设备异常以便从岸上监控船舶设备的功能，以及可连续、经济地运行的船岸电信功能等。正在开发这些功能的新型集装箱船将由日本旭洋造船厂(Kyokuyo Shipyard Corp)负责建造，预计将在2025年10月左右投入使用，之后计划针对自主航行进行示范测试和商业航行。

来源：中国船检