2020-04-17 16:00:005410
習主席指出,當前世界正處于新科技革命及產(chǎn)業(yè)革命的交匯點上,我們正處于人類迄今所知的規(guī)模最大的科技革命之中,這一革命對各行各業(yè)的影響會比早期工業(yè)革命更深刻、更迅速,也將深刻改變傳統(tǒng)的航運業(yè)。
智能航運,已成為行業(yè)發(fā)展的必然趨勢,國家六部委在2019年聯(lián)合發(fā)布了《智能航運發(fā)展指導(dǎo)意見》,力圖加快現(xiàn)代信息、人工智能等高新技術(shù)與航運要素的深度融合,培育和發(fā)展智能航運的新業(yè)態(tài)。智能航行,即通俗所說的實現(xiàn)無人航行,是智能航運最典型的特征,也是最為關(guān)鍵的技術(shù)難點之一。
這是因為智能航行能夠為航運業(yè)帶來諸多益處。對于船東而言,其能夠顯著降低成本以及提升航行安全性。通過智能航行系統(tǒng),可以實現(xiàn)減員最終到無人,船舶建造時可以不再考慮生活支持系統(tǒng),降低建造成本及風阻,另外運營過程中的船員成本也將節(jié)省,成本大幅度降低。其次,當前遠洋航行主要采用歷史經(jīng)驗航線及氣導(dǎo)公司推薦的航線,并未能充分綜合地考慮氣象、船舶實際響應(yīng)(包括實際的阻力、主機狀態(tài)等)、航速、船舶姿態(tài)、航次任務(wù)等因素,模型還比較簡單,航線設(shè)計仍有較大提升空間,智能航行系統(tǒng)可以通過機器學習等技術(shù),規(guī)劃出更合理的航線和航速,并在兼顧安全的同時降低油耗。
智能航行系統(tǒng)可以自動感知船舶周邊態(tài)勢,識別碰撞風險,并綜合考慮船舶機動性、對方可能意圖、避碰規(guī)則等因素制定出合理的避碰策略,自主避碰,避免類似桑吉輪的慘劇,提升航行安全。
當前業(yè)界對智能航行的發(fā)展階段的認知基本一致,即主要分為:輔助決策、半自主航行(船上仍有人監(jiān)管)、自主航行(船上無人、岸上仍有人監(jiān)管)三大發(fā)展階段。
在沿海或特定區(qū)域航行船舶上,部分企業(yè)正開展一些實驗項目,嘗試越過第一、第二階段,直接實現(xiàn)自主航行的目標;但在遠洋船上,直接實現(xiàn)自主航行的難度和風險還是非常高的,當前仍然處于第一發(fā)展階段,即裝備可以為船員提出航線規(guī)劃及避碰等航行建議,但其合理性有效性仍需評估驗證,完全達到目標還需要數(shù)年的努力。
第一點是實現(xiàn)對船舶周邊態(tài)勢的有效感知,對于遠洋船舶而言,考慮到距離及全天候等要求,導(dǎo)航雷達仍是最主要最有效感知周邊態(tài)勢的裝備,而激光雷達、光學探測手段及AIS等,只能作為輔助配合手段。對導(dǎo)航雷達而言,實現(xiàn)自適應(yīng)濾波,自動提取跟蹤周邊目標,降低虛警率(如誤將海浪雜波識別為目標)和漏檢率(如小目標等),是實現(xiàn)智能航行的前提條件。如果企業(yè)本身不是專業(yè)研究生產(chǎn)雷達的,或者沒有專業(yè)的雷達廠商大力配合,想解決上述問題是非常困難的。
第二點是自動避碰技術(shù),要實現(xiàn)自動避碰,一方面要考慮避碰規(guī)則約束,其次要考慮船舶的機動性及操控響應(yīng),第三也是最難的,要有效預(yù)測對方可能的行為,最后要考慮到經(jīng)濟性要求,難度同樣很大,需要相應(yīng)的算法具備進化能力,并經(jīng)過較長時間的實船檢驗、驗證。
第三點是航線和航速的綜合優(yōu)化技術(shù),需要充分綜合地考慮氣象、船舶實際響應(yīng)(包括實際的阻力、主機狀態(tài)等)、航速、船舶姿態(tài)、航次任務(wù)等因素,設(shè)計出合理的模型,并需要根據(jù)實際運營驗證數(shù)據(jù)不斷修訂相關(guān)模型。最后就是需要有可控的船岸通訊進行支撐,并具備良好的船舶控制技術(shù)作為前提。
海蘭信作為智能航運的重要參與者,對智能航行的發(fā)展也非常關(guān)注,早在2017年就啟動了智能航行系統(tǒng)的專項研發(fā)。由于海蘭信本身就是專業(yè)的導(dǎo)航雷達、電子海圖及自動舵的生產(chǎn)廠商,在雷達的自適應(yīng)濾波、小目標探測、船舶自動控制領(lǐng)域具有深厚的技術(shù)積累,具備發(fā)展智能航行系統(tǒng)的堅實基礎(chǔ)。
近年來,在原有基礎(chǔ)上,研發(fā)團隊已經(jīng)基本完成航線航速綜合優(yōu)化、船舶輔助避碰兩大關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā),并利用招商輪船實際船舶運行的數(shù)據(jù)進行了充分的模擬驗證,驗證了相關(guān)算法模型的有效性,下一步將在實際運營船舶上進行實際檢驗。相信在招商船東的大力支持及配合下,海蘭信會很快完成智能輔助航行系統(tǒng)的研發(fā)階段,并邁向智能航行研發(fā)的下一階段,為國家智能航運的發(fā)展,智能航行愿景的實現(xiàn),做出重要貢獻。