ご挨拶 海上技術安全研究所は 1916 年 ( 大正 5 年 ) に逓信省管船局所属船用品試験所として発足して以来 研究所の姿かたちは変えながらも時代背景や社会情勢の変化に応じた政策課題や産業界の技術的課題の解決に貢献してまいりました 現在は 行政及び社会からの要請に基づいて設定された 4つの重点研

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2 ご挨拶 海上技術安全研究所は 1916 年 ( 大正 5 年 ) に逓信省管船局所属船用品試験所として発足して以来 研究所の姿かたちは変えながらも時代背景や社会情勢の変化に応じた政策課題や産業界の技術的課題の解決に貢献してまいりました 現在は 行政及び社会からの要請に基づいて設定された 4つの重点研究分野を柱とし 6つのコア技術を確立することにより迅速かつ的確に研究開発を実施するとともに これらの分野に係る人材の育成にも取り組んでいます 本年は港湾空港技術研究所 電子航法研究所との統合から 3 年目を迎え 統合法人である 国立研究開発法人海上 港湾 航空技術研究所 ( うみそら研 ) として 分野横断的研究成果の創出 統合によるシナジー効果について期待されているところです 海上技術安全研究所としては 国の政策や我が国海事産業の競争力を技術面で下支えするという基本的な使命は変わることはなく 今後も皆様のご期待にお応えできるよう 研究所の財産である研究者及びスタッフ そして世界トップレベルの研究施設を活用して 全所一丸となって取り組んでまいる所存でございます 皆様のご指導ご鞭撻を宜しくお願い申し上げます 国立研究開発法人海上 港湾 航空技術研究所 海上技術安全研究所所長宇都正太郎 行政 社会からの要請 海上輸送の安全の確保 海洋環境の保全 海洋の開発 海上輸送を支える基盤的技術開発 重点研究分野に設定して迅速かつ的確に対応 6 つのコア技術 環境に優しい新コンセプト船開発技術 環境影響評価 負荷低減技術 海難事故解析 運航安全性向上技術 経済合理性を考慮した構造安全性向上技術 広範かつ複雑な条件に対応したリスク評価技術 海洋資源 再生可能エネルギー開発技術 1

3 組織 国立研究開発法人海上 港湾 航空技術研究所 沿 革 1916 年 7 月 逓信省管船局所属の船用品検査所として発足 1950 年 4 月 運輸技術研究所設立 1959 年 4 月 三鷹第一船舶試験水槽 (80m 角水槽 ) 完成 1963 年 4 月 船舶技術研究所設立 1966 年 10 月 三鷹第二船舶試験水槽 (400m 水槽 ) 完成 1967 年 3 月 動揺試験水槽完成 1974 年 3 月 大型キャビテーション水槽完成 1978 年 3 月 海洋構造物試験水槽完成 1980 年 3 月 氷海船舶試験水槽完成 2001 年 4 月 独立行政法人海上技術安全研究所として発足 2002 年 6 月 深海水槽完成 2010 年 6 月 実海域再現水槽完成 2015 年 4 月 国立研究開発法人海上技術安全研究所へ改組 2016 年 4 月 国立研究開発法人海上 港湾 航空技術研究所海上技術安全研究所として発足 2

4 海上技術安全研究所の重点研究課題 1. 海上輸送の安全の確保 安全安心な社会の実現のため 船舶の安全性向上と社会的負担のバランスを確保する合理的な安全規制体系の構築を目指すとともに 海難事故の削減のため 事故発生原因を正確に解明し 適切な海難事故防止技術の開発を目指します 船舶の新構造基準作成に資する先進的な荷重 構造強度評価及び船体構造モニタリングシステムの開発に関する研究 荷重 構造強度評価手法の高度化とこれに連携する船体構造モニタリングシステムの開発に関する研究を実施しています 3

5 船舶のリスク評価技術及びリスクに基づく安全対策構築のための影響評価技術の開発に関する研究 液化水素等の新規貨物輸送船のリスク評価手法の開発 海上交通流の制御方法の高度化及びその影響を評 価する方法に関する研究を実施しています OZT 遭遇位置 ( 南北別 ) 安全運航と海難事故防止に必要な技術開発及び基準化に関する研究 通航密度分布 遭遇頻度分布 ( 反航 ) 荒天下における海難事故や衝突 乗り揚げ等の重大事故を回避 予防するための基盤技術の開発に加え 事故時の損傷船舶の安全性確保および海難事故防止のための基準に関する研究を実施しています 実海域再現水槽における漁船海難事故の再現 弾性模型船を用いた波浪衝撃荷重の計測実験 海水打ち込みのシミュレーション ( 右図は前後 ( 上 ) と縦揺れ ( 下 ) の流体力の比較 ) 4

6 海上技術安全研究所の重点研究課題 2. 海洋環境の保全 国際海事機関 (IMO) において 船舶からの排ガス中の二酸化炭素 (CO2) 窒素酸化物 ( N O x ) 硫黄酸化物 (SOx) 等の規制強化や 新たな課題についても検討が行われています このため これらの船舶に起因する環境負荷の大幅な低減に資する革新的な技術開発とともに 環境への負荷を正しく評価したうえで社会合理性のある適切な規制の構築を目指し 研究開発を進めてまいります 船舶から排出される大気汚染物質に関わる環境対策技術に関する研究 排ガス規制強化を背景とした排ガス後処理技術の利用や 使用燃料の多様化などに対応するため 複数の排ガス処理技術統合化のための課題解決や エンジン内の燃焼改善のための研究を実施しています また 高度な計測 分析技術に基づいて得られたデータを利用して大気質シミュレーションの高精度化を行い 規制導入の効果を検証しています ディーゼル機関 SCR 脱硝装置 湿式スクラバ 大気質シミュレーション計算 結果の一例 (PM2.5 濃度分布 ) 多様なエネルギー源等を用いた新たな舶用動力システムの開発に関する研究 温室効果ガス (GHG) 削減対策として, 動力システムで使用する燃料を従来の重油燃料から LNG, 水素, バイオ燃料等の新燃料に転換することが注目されています 当所では, 船舶分野における多様なエネルギーの利用技術の確立を目指して研究を進めています ガスエンジン試験設備 燃料電池システムを搭載した実験船 5

7 実海域実船性能評価に関する研究 国際海運からの温室効果ガス (GHG) 削減規制でのEEDI( エネルギー効率設計指標 ) フェーズ3への対応や対応やDCS( 燃費報告制度 ) による求められる一層の省エネ運航への対応のため 船舶の実運航時における燃費評価技術の開発や実海域省エネ技術 実海域での負荷変動に対応する推進プラントの制御に関する研究を実施しています 実船モニタリングデータ解析 油タンカーや放射性物質運搬船の海上事故時に海上 海中に放出した油 放射性物質等を対象に 従来よりも汎用性の高い海洋拡散シミュレーション計算基盤を構築し 環境影響評価システムを高度化するための研究を実施しています また 座礁船からの油回収 処理の効率を向上させるための技術開発や 船体付着生物の越境問題に関連した船体防汚塗料の性能評価に関する研究にも取り組んでいます 波浪中性能評価法 推進プラント制御 高実海域性能船舶の開発 運航の実現 船舶の総合性能評価のための次世代 CFD( 計算流体力学 ) 技術の研究開発 2020 年に船舶の EEDI( エネルギー効率設計指標 ) 規制のフェーズ 2 への移行に伴い 性能確認に必要な実 験を行う水槽試験設備の需給逼迫が予想されています このため 次世代 CFD 技術を活用し 高効率 高精 度な総合性能評価手法の確立を進めています 肥大船の PMM シミュレーション 斜航時の舵ホーンが付いた肥大船まわりの自航流れ 船舶に起因する海洋汚染防止技術及び生態系影響評価に関する研究 油 放射性物質が環境放出した際の環境影響評価システムの高度化 6

8 海上技術安全研究所の重点研究課題 3. 海洋の開発 海洋再生可能エネルギー 海洋資源開発の促進及び海洋開発産業の育成に向けた国と民間との連携の重要性に鑑み 海洋基本計画等の国の施策に沿ったナショナルプロジェクト 海洋産業育成等への技術的貢献を行ってまいります 海洋資源開発等に係る探査システムの基盤技術及び運用技術の開発に関する研究 効率的かつ安価に海底下の資源調査を実施するために 作業船等で運用する小型で安価な自律型無人 探査機 (AUV) を複数機同時運用することにより 広範囲な海底を効率的に探索する技術開発を実施して います 洋上中継器 小型 AUV 複数機同時運用のイメージ ホバリング型 AUV 愛称 : ほばりん 航行型 AUV1 号機 航行型 AUV2 号機 航行型 AUV3 号機 7

9 海洋資源開発等に係る基盤技術及び支援技術に関する研究 海底熱水鉱床等の採鉱 揚鉱分野の要素技術及び全体システム技術を確立するための研究 海洋資源開発に係るプロジェクト認証支援技術の開発に関する研究を実施しています 海底熱水鉱床開発システム 労働安全 構造設備安全 環境保全 (HSE) に係るプロジェクト認証の基準と支援技術の整備 海洋再生可能エネルギーの実用的な発電デバイスの開発 認証及びステージゲート判定のための安全性 性能評価手法の研究 有効な技術開発を進めるための要素技術開発に取り組んでいます 洋上風力 水槽実験 風洞実験 要素研究 数値シミュレーション計算 データ解析 波力 浮体式を対象に 安全性や発電効率を総合的に研究しています 特に ブレードピッチ制御の効果など 浮体式特有の現象の解明を行っています 様々なタイプの波浪発電機構について 発電効率や安全性の研究を行っています 福島洋上風力コンソーシアム HP より 実証事業 国が委託する実証事業に参画しています 潮流 海流 翼を前後 2 段式にしたり弾性体にするなどのアイデアによる効率向上や 安全性評価の研究を行っています 環境省浮体式洋上風力発電実証事業パンフレットより 浮体構造や係留にかかる荷重や発電性能の評価を行っています ガイドライン作成 翼性能の評価を行っています 適地選定や設計海象の設定に関する研究を行っています 8

10 海上技術安全研究所の重点研究課題 4. 海上輸送を支える基盤的技術開発 AI IoT ビッグデータ解析技術等を用いた海事産業の技術革新の促進 海運 造船分野での人材確保 育成 多様なニーズに応える海上交通サービスの提供等により我が国海事産業の国際競争力を強化するとともに 我が国経済の持続的な発展に資することを目指します ICT を利用した大陸間自律運航に係る支援技術に関する研究 自動運航船プラットフォームの構築 : 自動運航船の実現に必要となる機能の評価を目的に 基本機能であるトラックコントロール 遠隔操船 自動避航等の機能を組み込んだ自動運航船プラットフォームの構築を実施しています この写真は 東京湾を計画航路に沿って航行し 陸からの計画航路の変更により 遠隔操船をしている様子を示しています 操船リスクシミュレータ実験の様子 深層学習アルゴリズム (Deep Learning; DL) による船舶の検出結果 : 自動運航船の実現に必要となる要素技術として ステレオカメラの画像からDL を用いて他船を検出する技術の開発に取り組んでいます 船舶の検出器による船影の検出例 9

11 AI 等による海上物流の効率化 最適化 予測等に関する研究 AI IoT ビッグデータ解析技術等を用いて モーダルシフト促進策の研究や 国際物流を詳細に把握す る研究 造船需要 海運市況の予測に関する研究等を行っています 造船業の競争力強化や新たなニーズに対応するための新しい生産システムの構築並びに新材料利用技術に関する研究 造船業の競争力強化や少子高齢化等に対応するため 建造モニタリングシステムや生産性向上に資する 機器の開発等 新しい生産システムの構築に関する研究や 船内騒音対策等の新たなニーズに対応した新材料利用技術に関する研究を実施しています 艤装作業支援 AR アプリケーション 曲げ加工支援 AR アプリケーション 10

12 研究成果の普及 社会還元 船舶設計のための次世代 CFD ソフトウエア 船舶用 CFD ソフトとして 船体周りの格子生成ソフト 船型変形及び最適化機能を加えたソフト 省エネ付加物な ど複雑形状周りの流れや波浪中の船体運動計算に適した 重合格子法に対応可能な流体解析ソフト (NAGISA, SURF, NEPTUNE) を提供しています (CFD1) 波浪中を航走する船の流れシミュレーション (CFD2) 船尾ダクトと舵フィンがついた船尾まわりの自航流れ 全船荷重構造一貫解析システム DLSA-Basic 全船荷重構造一貫解析及び強度評価において高いユー ザビリティを実現しました あらゆる波浪中における船体 構造応答を直接計算する事ができる DLSA-Basic はスト リップ法と線形構造解析に基づいた高速かつロバストな実 用的設計ツールで 船体のあらゆる位置の座屈 降伏 疲 労強度評価を正確に行うことが可能です 荷重計算は標準 でス線形トリップ法 オプションして非線形ストリップ法 から選択することができます それぞれ用途に応じた使い 分けを行うことで 合理的な船体構造設計を実現することができます 外板展開特許及び外板展開プログラム 熟練技能を要する船舶の外板の曲面成形について 外板の曲率線を導出し この曲率線を用いて曲面外板を平面に展開する曲率線展開法のプログラムを提供しています また 現場の曲げ加工の効率化に寄与するため 詳細なプレス施工 ( プレス位置 量 ) を指示するプレス施工支援システムも併せて提供しています DLSA-Basic のアニメーション 施工指示の入った外板図と実際に加工された外板 船内騒音予測プログラム IMO 騒音コードが義務化されて 船内騒音予測の必要性が増しています そこで 船内騒音を予測するためのプログラム (Janssen 法による騒音予測プログラム ) を作成しました 騒音予測にかかる時間の短縮 ( 設計効率の改善 ) に役立つよう Janssen 法による騒音予測プログラムに付随するチューニングプログラム (DAT_JEANS) も作成しました 実運航シミュレータ VESTA 高精度の波浪中抵抗増加計算法をベースに実海域での速力低下 燃料消費量を計算するプログラムを提供しています 国内外の水槽試験機関との比較 実船計測を通じ十分な精度を確認しています ( 右 ) 波浪中抵抗増加の計算 ( 下 ) 遭遇海象中での燃料消費量の変化 11

13 国際活動の推進 外部との連携 安全 環境に関する国際規則 基準の策定に関する貢献 海上における安全確保及び環境保護のための規則 基準は 国際海事機関 (IMO) 国際原子力機関 (IAEA) 国際標準化機構 (ISO) 等の国際会議での審議を経て国際的に実行に移されています これらの国際ルール形成への戦略的な関与は 我が国の海事政策及び海事産業にとって極めて重要です 海技研は これらの国際機関への我が国政府の取り組みに対して 技術的な裏付けのための調査 研究の実施や資料の作成 国際会議への専門家の派遣及び議長 幹事の役割の実行 関連する国際会議の誘致 開催など 積極的に貢献しています 国際海事機関 ( ロンドン ) 国際規則基準 規格策定支援活動 外部機関との連携の推進 連携大学院協定等を締結している大学 大阪大学 東京電機大学 大阪府立大学 法政大学 九州大学 神戸大学 工学院大学 横浜国立大学 東京大学 流通経済大学 東京海洋大学 (50 音順 ) 研究協力協定を締結している主な海外研究機関オランダ海事研究所 (MARIN) サンパウロ大学 ( ブラジル ) 韓国海事研究所 (KMI) カンピナス大学 ( ブラジル ) インドネシア技術評価応用庁 (BPPT) スラバヤ工科大学 (ITS) フランス海洋汚染研究センター (Cedre) カナダ海洋技術研究所 情報の提供 海技研では 民間企業等の皆様に研究開発の成果 IMO( 国際海事機関 ) 動向や各種技術情報の提供を行っています 講演会 セミナー 毎年 11 月頃に海技研が重点的に実施している活動と研究について 講演を行っています また特定テーマについて シンポジウム セミナー等を年数回開催しています 研究発表会 公開実験 研究発表会は毎年 6 月頃 開催し 公開実験は年数回行っています 平成 29 年度 : 講演会 ( 於 : 広島県広島市 ) バリシップ ( 於 : 愛媛県今治市 ) 技術相談 海技研の専門家が船舶 海洋 舶用工業 物流などのあらゆる技術的問題について 無料でご相談に応じます 海技研ホームページ 海技研ではホームページ ( で最新の情報等を提供しています 平成 29 年度研究発表会のパネル展示 公開実験 ( 海洋構造物試験水槽 ) 12

14 主な実験施設 400m 試験水槽 実海域再現水槽 世界最大級の水槽長さ 400m 幅 18m 水深 8m 曳航台車 ( 最大速度 15m/s) 世界最高の造波能力を有する角水槽長さ 80m 幅 40m 深さ 4.5m 全周多分割式吸収造波装置 382 台 X-Y 曳航台車送風装置 海洋構造物試験水槽 変動風水洞 各種海洋構造物の実験に使用する水槽長さ 40m 幅 27m 深さ 2m 造波装置 X-Y 曳航台車送風装置潮流発生装置 風洞と水槽の両方の機能を持つ設備風洞計測部長さ 15m 幅 3m 高さ 2m 正弦的に変動する風を発生最大 30m/s の定常風水槽部長さ 15m 幅 3m 水深 1.5m 深海水槽 高圧タンク 水深 4000 m もの深海を想定した模型試験も可能な水槽最大水深 :35m 上部 : 直径 14m 深さ 5m ピット部 : 直径 6m 深さ 30m 造波装置潮流発生装置水中 3 次元挙動計測装置 水深 6000m までの深海環境を再現できる世界でも類のない実験施設内径 1.1m 高さ 3.0m 圧力 : 水深 6,000m を再現 13

15 大型キャビテーション水槽 氷海船舶試験水槽 プロペラのキャビテーション性能の実験を行う水槽高さ 10m 長さ 18m 第 1 計測部 :0.75m Φ 2.25m 圧力 :0.005 ~ 0.2MP 第 2 計測部 : m 砕氷船の航行性能 氷海で油の拡散などの実験を行う水槽長さ 35m 幅 6m 水深 1.8m 結氷速度 :2.5mm/hr 構造材料寿命評価研究施設 材料 化学分析システム 船舶には運航中 外部から様々な力が加わるため その再現するための試験装置反力床 : 長さ 12m 幅 8m 反力壁 : 高さ 4m 幅 8m 載荷容量 : 静的荷重 ± 1,200kN 動的荷重 ± 1,000kN ストローク ± 100mm 材料分析に使用する透過電子顕微鏡と各種質量分析装置群高分解能走査電子顕微鏡ガスクロマトグラフ質量分析装置液体クロマトグラフ質量分析装置 X 線回折分析装置 操船リスクシミュレータ 4 サイクルディーゼル機関 各種航海支援機器の有効性を確認できるシミュレータ半径 :6.5m 円筒スクリーン視野角 : 水平 240 垂直 40 模擬船橋 : 長さ 4m 幅 4m 高さ 2.2m 船橋動揺装置 : ピッチ ± 10 ロール ± 15 燃料油が排ガス性状に及ぼす影響を調べたり 排ガス性状改善方法の効果を調べたりするためのエンジンシリンダ数 :3 シリンダ内径 :230mm 定格出力 ( 回転数 ):350PS(420rpm) 14

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