12月15日上午9點,珠海東澳島,隨著一聲汽笛響起,裝載島上特產(chǎn)的“筋斗云0號”正式啟航,駛向港珠澳大橋1號碼頭。
這一刻,共吸引中國科學院陳大可院士,中國工程院王玉明院士、徐德民院士、姜德生院士、朱英富院士、蔣莊德院士、李德群院士、邱志明院士、嚴新平院士等,與來自港澳、內(nèi)地知名高校和科研院所的70多位專家教授現(xiàn)場共同見證。這艘船,到底有何特別?
原來,這是國內(nèi)自主研發(fā)的首艘具備自主航行功能的貨船,這次,是它成功完成的首次自主航行。
首航成功突顯自主航行技術優(yōu)勢
“筋斗云0號”自主貨船由云航智能研發(fā),此次首航前已完成多次遠程遙控和自主航行試驗,這次首航我國首次自主航行貨船貨物運載試驗。中國工程院院士嚴新平表示:“‘’筋斗云0號”是推動智能船舶技術進步和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要平臺,此次成功實現(xiàn)載運貨物的自主航行首航,正式開啟了自主航行的探索和實踐,以其推動智能航運發(fā)展進程,共同迎接智能航運時代的到來。”
“筋斗云0號”自主貨船按照中國船級社《沿海小船入級與建造規(guī)范》要求設計和建造,并將按照IMO《MASS臨時試航導則》展開評估和測試的自主航行貨船。
充分考慮研發(fā)的可持續(xù)性和系統(tǒng)的可遷移性,船體參照“國際拖曳協(xié)會”推薦的KVLCC2線型,完整保留母船水動力特性和操縱性,船舶直線穩(wěn)定性和回轉(zhuǎn)性和原船高度一致。船體設計考慮到貨船的推進系統(tǒng)特性,采用了常規(guī)定距螺旋槳推進和流線型普通舵操縱,其運動和動力特征具有高度非線性,作為欠驅(qū)動系統(tǒng),其控制的維度高、惰性明顯。鑒于其在船體結構、水動力特性、操縱性等方面與常規(guī)貨船一致,該船配備的自主航行系統(tǒng)可以借助雷諾系數(shù)和傅汝德系數(shù)快速轉(zhuǎn)換控制參數(shù),在傳統(tǒng)貨運船舶可快速推廣應用,具有極高的研究與開發(fā)價值。
“筋斗云0號”從設計階段就充分考慮自主航行系統(tǒng)部署的需求,采用數(shù)字化控制技術和電氣化推進系統(tǒng),整船具備遠程監(jiān)控和報警功能,是典型的數(shù)字化船舶。自主航行系統(tǒng)的構建充分借鑒了“網(wǎng)絡控制系統(tǒng)NCS”、“信息物理系統(tǒng)CPS”、“分布式計算DCS”等領域的成熟經(jīng)驗和技術,構建了以平臺為基礎,以算法為支撐的系統(tǒng),可以進行船端的“感知”、“決策”和“控制”,同時利用“數(shù)字孿生技術”在岸基控制中心實時監(jiān)督和控制船舶,最終將實現(xiàn)IMO 海上水面自主船(MASS)四個等級的自主航行。接下來,項目組將在該系統(tǒng)的支持下開展多船會遇避碰、自主靠離泊試驗,進而實現(xiàn)內(nèi)河自主航行示范。
“筋斗云”項目將逐步開展商用示范
隨著智能船舶標準、測試與驗證體系的逐步建立,以自主航行為核心的智能船舶技術與產(chǎn)業(yè)發(fā)展正式進入快車道?!敖疃吩?號”貨船首航成功,對國內(nèi)乃至全球自主船舶技術發(fā)展具有重要的里程碑意義,將成為國內(nèi)外船舶自主航行及遠程控制技術探索和應用實踐的典范,推動自主船舶技術發(fā)展和產(chǎn)業(yè)落地。中國船級社科創(chuàng)試驗中心主任蔡玉良向記者表示:“筋斗云0號”的成功首航,對于船舶自主航行技術的研發(fā)、測試、規(guī)范標準制定有著極其重要的開創(chuàng)性意義。
2017年12月,中國船級社、武漢理工大學、珠海市政府和云洲智能在上海國際海事展上聯(lián)合發(fā)起“筋斗云”號小型無人貨船項目。隨后,由專注于船舶智能航行系統(tǒng)研發(fā)的云航智能,展開沿海貨船自主航行的需求論證和評估,考慮到陸島補給等短途運輸需求,最終確定建造“筋斗云0號”作為初代試驗和示范運行平臺。2019年11月,“筋斗云0號”下水交付,12月完成“筋斗云0號”遠程遙控和自主航行試驗,并在上海海事展上發(fā)布自主航行技術成果,實現(xiàn)了自主貨船遠程遙控、自主循跡、會遇避碰和遙控靠離泊,引起業(yè)界廣泛關注。
云洲智能董事長張云飛透露,“筋斗云0號”除利用珠海萬山無人船海上測試場展開自主航行技術開發(fā)、試驗驗證外,還將利用大灣區(qū)地緣優(yōu)勢逐步開展自主航行示范,積極探索自主航行船舶在運輸補給及海洋領域的商業(yè)應用,并與船級社、海事、航海保障等單位開展深度合作,探索面向自主航行船舶的規(guī)范標準的建立,共同推動我國智能船舶事業(yè)的快速發(fā)展。
船舶自主航行有著至關重要的戰(zhàn)略意義,通過減少駕駛員直至實現(xiàn)無人自主航行,可實現(xiàn)船舶設計建造的革命性突破,同樣載重能力下節(jié)約超過20%的建造成本,20%的運營成本,減少15%的燃油消耗并大幅度降低排放。對于萬億美元的船舶、航運市場而言,空間巨大。目前,全球多個國家正在積極推動智能航運研究,計劃于未來10年內(nèi)實現(xiàn)無人自主船實際運營。早在2017年國際海事組織(IMO)海上安全委員會第98次會議(MSC 98),則將“自主無人船舶”納入為新增議題?;仡檱鴥?nèi),近兩年,從2018年12月工信部等三部委發(fā)布《智能船舶發(fā)展行動計劃(2019—2021年)》,到2019年5月七部委聯(lián)合印發(fā)《智能航運發(fā)展指導意見》,7月發(fā)布《數(shù)字交通發(fā)展規(guī)劃綱要》,組織實施國家重點科研計劃《基于船岸協(xié)同的船舶智能航行與控制關鍵技術》項目,無一不預示著中國正在加快規(guī)劃部署智能航運未來發(fā)展。