近日，三星重工完成了韓國造船業(yè)界首次遠(yuǎn)程自主航行實(shí)船海上測試。
三星重工10月19日表示，公司在其巨濟(jì)造船廠附近海域?qū)σ凰议L38米的300噸級實(shí)船“SAMSUNG T-8”號成功進(jìn)行了遠(yuǎn)程自主航行測試。這也是韓國造船業(yè)界首次進(jìn)行遠(yuǎn)程自主航行實(shí)船海上測試。
據(jù)悉，三星重工將自主研發(fā)的遠(yuǎn)程自主航行系統(tǒng)SAS(Samsung Autonomous Ship)搭載在實(shí)際運(yùn)行中的“SAMSUNG T-8”號拖船上，并成功進(jìn)行了實(shí)證。
SAS可以實(shí)時(shí)分析安裝在船舶上的雷達(dá)、全球定位系統(tǒng)(GPS)、船舶自動識別系統(tǒng)(AIS)等航海通信設(shè)備的信號，并識別周邊船舶及障礙物。該系統(tǒng)可根據(jù)船舶航行特點(diǎn)，對船舶碰撞危險(xiǎn)度(CRI，Collision Risk Index)進(jìn)行評估，找出最佳避碰路徑，并通過推進(jìn)及轉(zhuǎn)向裝置自動控制，使船舶可以獨(dú)自安全航行至目的地。
此外，通過應(yīng)用全球首次適用于實(shí)船的船用360度全景式監(jiān)控影像系統(tǒng)(Around View)和LTE/5G移動通信技術(shù)等，可以在遠(yuǎn)處的陸上控制中心直接俯瞰船舶的影像，對船舶實(shí)施遠(yuǎn)程控制。
據(jù)韓國媒體報(bào)道，“SAMSUNG T-8”號拖船在試運(yùn)行過程中，在沒有船員介入的情況下，航行至約10公里外的目的地后安全返航，同時(shí)還展示了在航行中自行躲避1公里半徑內(nèi)出現(xiàn)的其他船舶及障礙物的避碰技術(shù)。
在該船自主航行的同時(shí)，位于大田的三星重工船舶海洋研究中心內(nèi)的陸上遠(yuǎn)程控制中心，通過在船上安裝的高性能攝像頭將影像傳回大屏幕，采用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)技術(shù)影像實(shí)時(shí)監(jiān)控船舶的運(yùn)行狀態(tài)，對造船廠周邊海域環(huán)境及障礙物進(jìn)行了確認(rèn)。
三星重工造船海洋研究所所長沈龍來表示：“SAS是一種通過探索船舶自主優(yōu)化的航線來航行，從而減輕船員負(fù)擔(dān)的安全航行解決方案。我們計(jì)劃今后進(jìn)一步結(jié)合人工智能(AI)技術(shù)以及超高速移動通信技術(shù)，開發(fā)出更加先進(jìn)的航行輔助系統(tǒng)，并在2022年實(shí)現(xiàn)商用化。”
這是一次結(jié)合船舶避碰、自主航行、遠(yuǎn)程控制技術(shù)的成功演示。通過此次實(shí)船海上測試，三星重工證明了自身在遠(yuǎn)程自主航行船舶技術(shù)領(lǐng)域的引領(lǐng)力。
近來，隨著智能船市場的飛速發(fā)展，韓國船企開發(fā)環(huán)保節(jié)能型智能船舶的競爭日趨激烈。根據(jù)造船和全球市場研究公司Acute Market Sports在9月9日發(fā)布的報(bào)告，自主船舶及相關(guān)設(shè)備和材料市場預(yù)計(jì)將以每年12.8%的速度快速增長，到2025年這一市場將達(dá)1550億美元。在這樣的背景下，韓國船企正致力于智能船舶研發(fā)以引領(lǐng)市場。
今年上半年，現(xiàn)代重工在其為韓國SK Shipping建造的250000載重噸散貨船上安裝了“HiNAS”(現(xiàn)代智能導(dǎo)航輔助系統(tǒng))，成為全球第一家將自主航行核心技術(shù)應(yīng)用于已投入運(yùn)營的大型船舶的船廠。
HiNAS系統(tǒng)通過人工智能(AI)的攝像頭分析，自動識別周圍船舶，并根據(jù)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)判斷和警告碰撞風(fēng)險(xiǎn)。即使是在夜間能見度有限或是有海霧的情況下，這種先進(jìn)的導(dǎo)航支持系統(tǒng)也可以利用紅外攝像機(jī)分析并提供全面的信息，如障礙物的位置和速度。
大宇造船則計(jì)劃使用零碳和智能技術(shù)開發(fā)高效率船舶。大宇造船已經(jīng)將其自主開發(fā)的智能+船舶解決方案“DS4®”應(yīng)用于為韓國HMM(原現(xiàn)代商船)建造交付的7艘24000TEU全球最大集裝箱船上。此外，大宇造船持續(xù)升級導(dǎo)航環(huán)境測量、維護(hù)和維修以及安全導(dǎo)航技術(shù)，以最終實(shí)現(xiàn)自主導(dǎo)航。
大宇造船計(jì)劃開發(fā)數(shù)字孿生(Digital Twin)船舶，能夠提前虛擬探測風(fēng)險(xiǎn)；一個(gè)軸向發(fā)電馬達(dá)系統(tǒng)，可以在航行中通過旋轉(zhuǎn)船舶發(fā)動機(jī)的軸線來產(chǎn)生電力；以及利用空氣來減少阻力的空氣潤滑系統(tǒng)。大宇造船希望這些技術(shù)能夠降低燃料成本。
三星重工則忙于開發(fā)環(huán)保技術(shù)以節(jié)省燃料，其中之一是作為節(jié)能設(shè)備(ESD)的空氣潤滑系統(tǒng)。三星重工的空氣潤滑系統(tǒng)SAVER Air已經(jīng)應(yīng)用在LNG船上，減少了5%的燃料消耗。另外，三星重工還推出了燃料節(jié)約設(shè)備SAVER Stator-D，通過平衡流入螺旋槳的海水來提高螺旋槳功率，可以將船舶燃料效率提高3%左右。
此外，據(jù)韓聯(lián)社消息，韓國表示將花費(fèi)1600億韓元(1.32億美元)開發(fā)自動駕駛船舶，以期在2025年之前運(yùn)行能夠航行最少人數(shù)的船只。
據(jù)韓國貿(mào)易、工業(yè)和能源部稱，韓國將在六年間開發(fā)具有“三級”自主功能的船舶。國際海事組織(IMO)將具有“三級”自主功能的船舶定義為可完全遠(yuǎn)程控制的船舶。盡管如此，法律仍然要求有限數(shù)量的工作人員上船。
目前，全球多個(gè)國家正在積極推動智能航運(yùn)研究，尤其是自主船的研究。那么，除了韓國，其他國家在自主船方面的進(jìn)展如何呢？讓我們一起去看看吧~
日本
?研發(fā)聯(lián)合體將開發(fā)、測試自主船舶技術(shù)
今年6月，由丸紅株式會社、Tryangle公司、三井E&S造船公司和橫須賀市政府組成的研發(fā)聯(lián)合體已在日本財(cái)團(tuán)主導(dǎo)的無人駕駛船舶示范聯(lián)合技術(shù)開發(fā)計(jì)劃中獲得一席之地。
據(jù)悉，該聯(lián)合體將在日本財(cái)團(tuán)的資助下，在橫須賀市啟動一個(gè)示范項(xiàng)目，旨在開發(fā)自主船舶運(yùn)營技術(shù)。
示范項(xiàng)目計(jì)劃在橫須賀市三笠碼頭和猿島之間的航線上進(jìn)行。三井E&S造船公司正在開發(fā)的自主船舶技術(shù)將在Tryangle公司運(yùn)營的一艘現(xiàn)有小型客船上進(jìn)行改造，以實(shí)現(xiàn)包括靠泊和離泊在內(nèi)的船舶自主作業(yè)。
該研發(fā)聯(lián)合體解釋說，船員將仍在船上以確保操作的安全。
自主技術(shù)改造和運(yùn)行示范將于2021年底前完成，自主運(yùn)行將于2022年3月底前完成。
?日本郵船自主航行船舶架構(gòu)概念設(shè)計(jì)獲原則性認(rèn)可
今年5月，日本郵船及其集團(tuán)子公司MTI株式會社共同開發(fā)的自主航行船舶架構(gòu)概念設(shè)計(jì)已經(jīng)獲得船級社原則性認(rèn)可，開發(fā)代碼“APExS”。
此次日本船級社與日本郵船和MTI合作，共同驗(yàn)證了系統(tǒng)使用條件和備援系統(tǒng)的安全性，并進(jìn)一步驗(yàn)證了自主航行船舶架構(gòu)開發(fā)。根據(jù)上述指導(dǎo)方針，日本船級社在安全評估確認(rèn)架構(gòu)的可行性后，對該概念設(shè)計(jì)授予原則性認(rèn)可。
對此，日本船級社表示，未來將持續(xù)提供先進(jìn)措施與技術(shù)驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)，以改善自動化/自主航行技術(shù)的使用環(huán)境。
?日本郵船完成自動駕駛試驗(yàn)
這一試驗(yàn)在日本郵船旗下一艘大型汽車運(yùn)輸船“Iris Leader”號上進(jìn)行，船上安裝了日本郵船與日本海洋科學(xué)(JMS)共同開發(fā)的最佳導(dǎo)航程序——Sherpa System for Real(SSR)船舶導(dǎo)航系統(tǒng)，可以避免與其他船舶相撞。
“Iris Leader”號全長199.99米，型寬34.8米，70826總噸，是一艘巴拿馬船籍的汽車運(yùn)輸船。航行試驗(yàn)分兩段進(jìn)行，第一段為9月14日至9月17日從中國新沙前往日本名古屋港，第二段為9月19日至9月20日從名古屋前往橫濱，在試驗(yàn)期間由船員正常值班監(jiān)視，使用最佳導(dǎo)航程序進(jìn)行導(dǎo)航。
據(jù)了解，以人工智能技術(shù)為基礎(chǔ)的自動航行系統(tǒng)，將利用物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，及時(shí)收集和分析與海域天氣、危險(xiǎn)障礙物和貨物有關(guān)的數(shù)據(jù)。人工智能系統(tǒng)會根據(jù)這些數(shù)據(jù)，規(guī)劃最節(jié)省燃料、最安全和航程最短的航線。
自動航行系統(tǒng)還能預(yù)測船舶故障和其他問題，有助于避免海運(yùn)事故。另外，參與方計(jì)劃未來推出完全無人操縱的船舶，希望把目前每年約2000起海運(yùn)事故減少約一半。
日本造船廠和海運(yùn)公司之間的合作，旨在幫助日本在自動航行船舶開發(fā)中占據(jù)領(lǐng)先優(yōu)勢。日本造船廠希望利用這一技術(shù)，把在全球造船業(yè)的市場份額由目前的20%提升至約30%。
中國
?加快船舶自動駕駛研發(fā)
2018年12月，工業(yè)和信息化部、交通運(yùn)輸部、國防科工局聯(lián)合印發(fā)了《智能船舶發(fā)展行動計(jì)劃(2019—2021年)》(以下簡稱《行動計(jì)劃》)，明確提出初步建立智能船舶規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)體系，突破航行態(tài)勢智能感知、自動靠離泊等核心技術(shù)等，“保持我國智能船舶發(fā)展與世界先進(jìn)水平同步”。
2019年，自主航行試驗(yàn)船“智騰”號成功進(jìn)行自主航行和自主避碰演示，這是國內(nèi)首次自主航行實(shí)船避碰試驗(yàn)。業(yè)內(nèi)專家表示，這一演示標(biāo)志著作為智能船舶最高級別的自主航行船舶在我國的研制取得顯著進(jìn)展。大型船舶的分階段智能，小型船舶的遠(yuǎn)程遙控、自主航行，智能船舶研制的不同方向均在我國逐漸清晰并延伸。
“智騰”號是我國首艘滿足國際海事組織海上自主水面船舶(MASS)需求的自主航行試驗(yàn)船，由中國船舶重工集團(tuán)有限公司第七〇四研究所、交通運(yùn)輸部水運(yùn)科學(xué)研究院、智慧航海(青島)科技有限公司合作建造，其核心裝備自主智能航行系統(tǒng)由七〇四所研發(fā)。
“智騰”號長21米，寬5.4米，設(shè)計(jì)航速14節(jié)，配置了遠(yuǎn)洋自主航行船舶所必需的智能態(tài)勢感知系統(tǒng)、自主航行決策系統(tǒng)和自主駕駛控制系統(tǒng)，構(gòu)建了船岸協(xié)同通信系統(tǒng)和大數(shù)據(jù)系統(tǒng)，同步建設(shè)了岸基運(yùn)控中心，具備自主航行、自動避碰、水下避碰、自主靠離泊和遠(yuǎn)程遙控功能，目前已達(dá)到MASS第三階段“周期性無人在船”的要求，未來可進(jìn)一步達(dá)到MASS第四等級“完全自主”船舶的功能要求，后續(xù)該技術(shù)將應(yīng)用于300TEU、500TEU、800TEU自主航行集裝箱船。
為給各種智能船舶的研發(fā)提供支撐，我國近年來在智能船舶標(biāo)準(zhǔn)制定、實(shí)驗(yàn)場地建設(shè)等方面開展了大量工作。
就在今年5月8日，由中國船舶信息中心發(fā)起的智能船舶“標(biāo)準(zhǔn)孿生”國際聯(lián)合研究項(xiàng)目正式啟動。吳笑風(fēng)表示，“標(biāo)準(zhǔn)孿生”的意義在于為對象創(chuàng)建一個(gè)用標(biāo)準(zhǔn)條款描述的動態(tài)表征系統(tǒng)嵌入產(chǎn)品全生命周期中，從而使標(biāo)準(zhǔn)用戶和管理者精準(zhǔn)識別對象的標(biāo)準(zhǔn)化程度、標(biāo)準(zhǔn)合理性和先進(jìn)性等特征。該項(xiàng)目的開展對推動跨領(lǐng)域合作，以標(biāo)準(zhǔn)化工作支撐船舶和航運(yùn)智能化產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展具有積極作用。
此外，我國無人船的實(shí)驗(yàn)場地建設(shè)也已初見成效。去年，由交通運(yùn)輸部水運(yùn)科學(xué)研究院和智慧航海(青島)科技有限公司共同建設(shè)的智能航運(yùn)技術(shù)創(chuàng)新與綜合實(shí)驗(yàn)基地正式啟動。該基地將在青島建設(shè)智能航運(yùn)技術(shù)裝備研發(fā)中心、智能航運(yùn)技術(shù)裝備綜合試驗(yàn)場、國際標(biāo)準(zhǔn)海上測試場、智能航運(yùn)技術(shù)裝備產(chǎn)業(yè)化中心、無人化運(yùn)輸船管控中心、智能航運(yùn)標(biāo)準(zhǔn)化培訓(xùn)中心等。
?國內(nèi)首艘自主航行貨船首航
去年12月，我國自主研發(fā)的首艘具備自主航行功能的“筋斗云0號”貨船首航儀式在珠海東澳島舉行。成功完成首次自主貨船貨物運(yùn)載。
船舶自主航行有重要的戰(zhàn)略意義。通過減少駕駛員直至實(shí)現(xiàn)無人自主航行，可實(shí)現(xiàn)船舶設(shè)計(jì)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(yùn)營成本，減少15%的燃油消耗并大幅度降低排放。
據(jù)介紹，“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(shè)計(jì)和建造，并將按照IMO《MASS臨時(shí)試航導(dǎo)則》展開評估和測試，可在傳統(tǒng)貨運(yùn)船舶中快速推廣應(yīng)用，具有極高研究與開發(fā)價(jià)值。
?首艘自主航行集裝箱船開建
今年上半年，我國首艘自主航行集裝箱船“智飛”號在青島造船廠有限公司舉行建造開工儀式。該船是我國首艘具有智能航行能力、面向商業(yè)運(yùn)營的運(yùn)輸貨船，也是目前在建的全球噸位最大的智能航行船舶，計(jì)劃于2021年下半年進(jìn)行測試運(yùn)營。
據(jù)介紹，在“智飛”號開工建造之前，智慧航海(青島)科技有限公司已經(jīng)投資建設(shè)了自主航行系統(tǒng)試驗(yàn)船“智騰”號。
“智飛”號正是在“智騰”號研發(fā)測試的基礎(chǔ)上而開工建造的。“智騰”號為自主航行系統(tǒng)的研發(fā)提供測試平臺，加快研發(fā)成果轉(zhuǎn)化。給后期300TEU無人自主航行集裝箱試驗(yàn)船‘智飛’號的建造提供依據(jù)和支撐?！痹摴ぷ魅藛T表示。
“智飛”號總長約110米，型寬約15米，型深10米，設(shè)計(jì)航速為12節(jié)。據(jù)了解，該船集成并安裝有交通運(yùn)輸部水運(yùn)科學(xué)研究院、智慧航海(青島)科技有限公司等多家科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)完全自主研發(fā)的自主航行系統(tǒng)，采用中船重工第七〇四所研發(fā)的大容量直流綜合電力推進(jìn)系統(tǒng)，首次在同一船舶上實(shí)現(xiàn)直流化、智能化兩大技術(shù)跨越，具有人工駕駛、遠(yuǎn)程遙控駕駛和無人自主航行三種駕駛模式，能夠?qū)崿F(xiàn)航行環(huán)境智能感知認(rèn)知、自主循跡、航線自主規(guī)劃、智能避碰、自動靠離泊和遠(yuǎn)程遙控駕駛。通過5G、衛(wèi)星通信等多網(wǎng)多模通信系統(tǒng)，可以與港口、航運(yùn)、海事、航保等岸基生產(chǎn)、服務(wù)、調(diào)度控制、監(jiān)管等機(jī)構(gòu)、設(shè)施實(shí)現(xiàn)協(xié)同。
交通運(yùn)輸部水運(yùn)科學(xué)研究院學(xué)術(shù)委員會主任張寶晨表示，“智飛”號還將配備船舶航行輔助系統(tǒng)，以便在人工駕駛模式下為駕駛員提供信息、環(huán)境認(rèn)知、避碰決策、安全預(yù)警等全方位的輔助支持。
歐洲
?Grieg Star與G2 Ocean攜手推進(jìn)挪威自主船舶項(xiàng)目
挪威船東公司Grieg Star攜手G2 Ocean(該公司為Grieg Star與Gearbulk的合資企業(yè))，與其他航運(yùn)業(yè)伙伴聯(lián)手，對深海船舶的安全自動化進(jìn)行可行研究。
G2 Ocean透露，挪威研究委員會(Research Councilof Norway)于2020年6月12日宣布將向挪威“安全自主船舶(SFI Autoship)”研究項(xiàng)目撥款超2000萬美元。這一戰(zhàn)略研究項(xiàng)目針對海上船舶的安全自主運(yùn)營進(jìn)行方法和技術(shù)的研究。該項(xiàng)目旨在確保挪威航運(yùn)業(yè)在船舶自動化發(fā)展中發(fā)揮主導(dǎo)作用，尤其是在技術(shù)、商業(yè)模式和安全領(lǐng)域。
“安全自主船舶”研究項(xiàng)目將為挪威航運(yùn)業(yè)研發(fā)出新的知識、方法、工具、原型、技術(shù)和備選方案。該項(xiàng)目將打造一座全球領(lǐng)先的自主船舶研究和創(chuàng)新中心，著重關(guān)注安全和可靠的解決方案。
Grieg Star將與G2 Ocean聯(lián)合參與兩個(gè)領(lǐng)域的研究：
深海散貨運(yùn)輸
●自動導(dǎo)航(越洋)
●貨物裝卸/起重操作的改進(jìn)和自動化
●集控室自動化
近海及海岸貨物運(yùn)輸
●無人船設(shè)計(jì)及運(yùn)營，包括自動靠泊
●優(yōu)化后勤，包括港口和腹地
●岸上控制中心以及船岸通信
該項(xiàng)目其他合作伙伴包括挪威科技大學(xué)、SINTEF Ocean、SINTEF Digital、UiO、IFE、挪威海事局、挪威海岸管理局、特隆赫姆港、特隆赫姆市、康斯伯格集團(tuán)、DNV GL船級社、Telia、Massterly、Embron、Maritime Robotics、Idletechs、挪威國油、NCL、Gard、Torghatten和麥基嘉。
?歐洲大力倡導(dǎo)自動航行船舶
在歐洲，隨著自動駕駛汽車技術(shù)日趨發(fā)展，自動航行船舶開發(fā)大戰(zhàn)也在醞釀中。英國羅爾斯-羅伊斯已經(jīng)公布了開發(fā)自動航行船舶的計(jì)劃。
歐盟委員會去年10月公布了一項(xiàng)新資金，用于倡導(dǎo)歐洲水域無人自動自主航行。
據(jù)介紹，該項(xiàng)目名為“Autoship”，將建造和運(yùn)營2艘遠(yuǎn)程無人自動船，以及它們所需的岸基控制和操作基礎(chǔ)設(shè)施。
該項(xiàng)目為期三年半，預(yù)算為2760萬歐元，其中2010萬歐元將由歐盟提供。測試將在兩次試點(diǎn)展示活動中進(jìn)行，解決從波羅的海走廊到歐盟一個(gè)主要海港和腹地的貨物流動問題。Autoship的建造將主要由2家歐盟技術(shù)提供商進(jìn)行，比如羅爾斯-羅伊斯和康士伯，打造一個(gè)更強(qiáng)大的歐洲集群。
據(jù)歐盟委員會稱，這一發(fā)展有望通過在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中展示短途海運(yùn)和內(nèi)河水道無人自動航行船，來加快下一代無人自動航行船的發(fā)展。
該技術(shù)包將包括全自動導(dǎo)航、自診斷、預(yù)測和運(yùn)行調(diào)度，以及通信技術(shù)，使網(wǎng)絡(luò)安全水平顯著，并將船只集成到升級的電子基礎(chǔ)設(shè)施中。同時(shí)，將為整個(gè)無人自動航行船舶領(lǐng)域的設(shè)計(jì)、仿真和成本分析研發(fā)數(shù)字化工具和方法。
歐盟稱，“我們的雄心壯志是在5年內(nèi)將這項(xiàng)技術(shù)投放市場，以推動遠(yuǎn)洋和洲際無人駕駛船的發(fā)展。這是一個(gè)擁有堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)的雄心壯志，涉及價(jià)值鏈和金融商業(yè)方面?！?br />
據(jù)悉，三星重工將自主研發(fā)的遠(yuǎn)程自主航行系統(tǒng)SAS(Samsung Autonomous Ship)搭載在實(shí)際運(yùn)行中的“SAMSUNG T-8”號拖船上，并成功進(jìn)行了實(shí)證。
SAS可以實(shí)時(shí)分析安裝在船舶上的雷達(dá)、全球定位系統(tǒng)(GPS)、船舶自動識別系統(tǒng)(AIS)等航海通信設(shè)備的信號，并識別周邊船舶及障礙物。該系統(tǒng)可根據(jù)船舶航行特點(diǎn)，對船舶碰撞危險(xiǎn)度(CRI，Collision Risk Index)進(jìn)行評估，找出最佳避碰路徑，并通過推進(jìn)及轉(zhuǎn)向裝置自動控制，使船舶可以獨(dú)自安全航行至目的地。
此外，通過應(yīng)用全球首次適用于實(shí)船的船用360度全景式監(jiān)控影像系統(tǒng)(Around View)和LTE/5G移動通信技術(shù)等，可以在遠(yuǎn)處的陸上控制中心直接俯瞰船舶的影像，對船舶實(shí)施遠(yuǎn)程控制。
據(jù)韓國媒體報(bào)道，“SAMSUNG T-8”號拖船在試運(yùn)行過程中，在沒有船員介入的情況下，航行至約10公里外的目的地后安全返航，同時(shí)還展示了在航行中自行躲避1公里半徑內(nèi)出現(xiàn)的其他船舶及障礙物的避碰技術(shù)。
在該船自主航行的同時(shí)，位于大田的三星重工船舶海洋研究中心內(nèi)的陸上遠(yuǎn)程控制中心，通過在船上安裝的高性能攝像頭將影像傳回大屏幕，采用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)技術(shù)影像實(shí)時(shí)監(jiān)控船舶的運(yùn)行狀態(tài)，對造船廠周邊海域環(huán)境及障礙物進(jìn)行了確認(rèn)。
三星重工造船海洋研究所所長沈龍來表示：“SAS是一種通過探索船舶自主優(yōu)化的航線來航行，從而減輕船員負(fù)擔(dān)的安全航行解決方案。我們計(jì)劃今后進(jìn)一步結(jié)合人工智能(AI)技術(shù)以及超高速移動通信技術(shù)，開發(fā)出更加先進(jìn)的航行輔助系統(tǒng)，并在2022年實(shí)現(xiàn)商用化。”
這是一次結(jié)合船舶避碰、自主航行、遠(yuǎn)程控制技術(shù)的成功演示。通過此次實(shí)船海上測試，三星重工證明了自身在遠(yuǎn)程自主航行船舶技術(shù)領(lǐng)域的引領(lǐng)力。
近來，隨著智能船市場的飛速發(fā)展，韓國船企開發(fā)環(huán)保節(jié)能型智能船舶的競爭日趨激烈。根據(jù)造船和全球市場研究公司Acute Market Sports在9月9日發(fā)布的報(bào)告，自主船舶及相關(guān)設(shè)備和材料市場預(yù)計(jì)將以每年12.8%的速度快速增長，到2025年這一市場將達(dá)1550億美元。在這樣的背景下，韓國船企正致力于智能船舶研發(fā)以引領(lǐng)市場。
今年上半年，現(xiàn)代重工在其為韓國SK Shipping建造的250000載重噸散貨船上安裝了“HiNAS”(現(xiàn)代智能導(dǎo)航輔助系統(tǒng))，成為全球第一家將自主航行核心技術(shù)應(yīng)用于已投入運(yùn)營的大型船舶的船廠。
HiNAS系統(tǒng)通過人工智能(AI)的攝像頭分析，自動識別周圍船舶，并根據(jù)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)判斷和警告碰撞風(fēng)險(xiǎn)。即使是在夜間能見度有限或是有海霧的情況下，這種先進(jìn)的導(dǎo)航支持系統(tǒng)也可以利用紅外攝像機(jī)分析并提供全面的信息，如障礙物的位置和速度。
大宇造船則計(jì)劃使用零碳和智能技術(shù)開發(fā)高效率船舶。大宇造船已經(jīng)將其自主開發(fā)的智能+船舶解決方案“DS4®”應(yīng)用于為韓國HMM(原現(xiàn)代商船)建造交付的7艘24000TEU全球最大集裝箱船上。此外，大宇造船持續(xù)升級導(dǎo)航環(huán)境測量、維護(hù)和維修以及安全導(dǎo)航技術(shù)，以最終實(shí)現(xiàn)自主導(dǎo)航。
大宇造船計(jì)劃開發(fā)數(shù)字孿生(Digital Twin)船舶，能夠提前虛擬探測風(fēng)險(xiǎn)；一個(gè)軸向發(fā)電馬達(dá)系統(tǒng)，可以在航行中通過旋轉(zhuǎn)船舶發(fā)動機(jī)的軸線來產(chǎn)生電力；以及利用空氣來減少阻力的空氣潤滑系統(tǒng)。大宇造船希望這些技術(shù)能夠降低燃料成本。
三星重工則忙于開發(fā)環(huán)保技術(shù)以節(jié)省燃料，其中之一是作為節(jié)能設(shè)備(ESD)的空氣潤滑系統(tǒng)。三星重工的空氣潤滑系統(tǒng)SAVER Air已經(jīng)應(yīng)用在LNG船上，減少了5%的燃料消耗。另外，三星重工還推出了燃料節(jié)約設(shè)備SAVER Stator-D，通過平衡流入螺旋槳的海水來提高螺旋槳功率，可以將船舶燃料效率提高3%左右。
此外，據(jù)韓聯(lián)社消息，韓國表示將花費(fèi)1600億韓元(1.32億美元)開發(fā)自動駕駛船舶，以期在2025年之前運(yùn)行能夠航行最少人數(shù)的船只。
據(jù)韓國貿(mào)易、工業(yè)和能源部稱，韓國將在六年間開發(fā)具有“三級”自主功能的船舶。國際海事組織(IMO)將具有“三級”自主功能的船舶定義為可完全遠(yuǎn)程控制的船舶。盡管如此，法律仍然要求有限數(shù)量的工作人員上船。
目前，全球多個(gè)國家正在積極推動智能航運(yùn)研究，尤其是自主船的研究。那么，除了韓國，其他國家在自主船方面的進(jìn)展如何呢？讓我們一起去看看吧~
日本
?研發(fā)聯(lián)合體將開發(fā)、測試自主船舶技術(shù)
今年6月，由丸紅株式會社、Tryangle公司、三井E&S造船公司和橫須賀市政府組成的研發(fā)聯(lián)合體已在日本財(cái)團(tuán)主導(dǎo)的無人駕駛船舶示范聯(lián)合技術(shù)開發(fā)計(jì)劃中獲得一席之地。
據(jù)悉，該聯(lián)合體將在日本財(cái)團(tuán)的資助下，在橫須賀市啟動一個(gè)示范項(xiàng)目，旨在開發(fā)自主船舶運(yùn)營技術(shù)。
示范項(xiàng)目計(jì)劃在橫須賀市三笠碼頭和猿島之間的航線上進(jìn)行。三井E&S造船公司正在開發(fā)的自主船舶技術(shù)將在Tryangle公司運(yùn)營的一艘現(xiàn)有小型客船上進(jìn)行改造，以實(shí)現(xiàn)包括靠泊和離泊在內(nèi)的船舶自主作業(yè)。
該研發(fā)聯(lián)合體解釋說，船員將仍在船上以確保操作的安全。
自主技術(shù)改造和運(yùn)行示范將于2021年底前完成，自主運(yùn)行將于2022年3月底前完成。
?日本郵船自主航行船舶架構(gòu)概念設(shè)計(jì)獲原則性認(rèn)可
今年5月，日本郵船及其集團(tuán)子公司MTI株式會社共同開發(fā)的自主航行船舶架構(gòu)概念設(shè)計(jì)已經(jīng)獲得船級社原則性認(rèn)可，開發(fā)代碼“APExS”。
此次日本船級社與日本郵船和MTI合作，共同驗(yàn)證了系統(tǒng)使用條件和備援系統(tǒng)的安全性，并進(jìn)一步驗(yàn)證了自主航行船舶架構(gòu)開發(fā)。根據(jù)上述指導(dǎo)方針，日本船級社在安全評估確認(rèn)架構(gòu)的可行性后，對該概念設(shè)計(jì)授予原則性認(rèn)可。
對此，日本船級社表示，未來將持續(xù)提供先進(jìn)措施與技術(shù)驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)，以改善自動化/自主航行技術(shù)的使用環(huán)境。
?日本郵船完成自動駕駛試驗(yàn)
這一試驗(yàn)在日本郵船旗下一艘大型汽車運(yùn)輸船“Iris Leader”號上進(jìn)行，船上安裝了日本郵船與日本海洋科學(xué)(JMS)共同開發(fā)的最佳導(dǎo)航程序——Sherpa System for Real(SSR)船舶導(dǎo)航系統(tǒng)，可以避免與其他船舶相撞。
“Iris Leader”號全長199.99米，型寬34.8米，70826總噸，是一艘巴拿馬船籍的汽車運(yùn)輸船。航行試驗(yàn)分兩段進(jìn)行，第一段為9月14日至9月17日從中國新沙前往日本名古屋港，第二段為9月19日至9月20日從名古屋前往橫濱，在試驗(yàn)期間由船員正常值班監(jiān)視，使用最佳導(dǎo)航程序進(jìn)行導(dǎo)航。
據(jù)了解，以人工智能技術(shù)為基礎(chǔ)的自動航行系統(tǒng)，將利用物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，及時(shí)收集和分析與海域天氣、危險(xiǎn)障礙物和貨物有關(guān)的數(shù)據(jù)。人工智能系統(tǒng)會根據(jù)這些數(shù)據(jù)，規(guī)劃最節(jié)省燃料、最安全和航程最短的航線。
自動航行系統(tǒng)還能預(yù)測船舶故障和其他問題，有助于避免海運(yùn)事故。另外，參與方計(jì)劃未來推出完全無人操縱的船舶，希望把目前每年約2000起海運(yùn)事故減少約一半。
日本造船廠和海運(yùn)公司之間的合作，旨在幫助日本在自動航行船舶開發(fā)中占據(jù)領(lǐng)先優(yōu)勢。日本造船廠希望利用這一技術(shù)，把在全球造船業(yè)的市場份額由目前的20%提升至約30%。
中國
?加快船舶自動駕駛研發(fā)
2018年12月，工業(yè)和信息化部、交通運(yùn)輸部、國防科工局聯(lián)合印發(fā)了《智能船舶發(fā)展行動計(jì)劃(2019—2021年)》(以下簡稱《行動計(jì)劃》)，明確提出初步建立智能船舶規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)體系，突破航行態(tài)勢智能感知、自動靠離泊等核心技術(shù)等，“保持我國智能船舶發(fā)展與世界先進(jìn)水平同步”。
2019年，自主航行試驗(yàn)船“智騰”號成功進(jìn)行自主航行和自主避碰演示，這是國內(nèi)首次自主航行實(shí)船避碰試驗(yàn)。業(yè)內(nèi)專家表示，這一演示標(biāo)志著作為智能船舶最高級別的自主航行船舶在我國的研制取得顯著進(jìn)展。大型船舶的分階段智能，小型船舶的遠(yuǎn)程遙控、自主航行，智能船舶研制的不同方向均在我國逐漸清晰并延伸。
“智騰”號是我國首艘滿足國際海事組織海上自主水面船舶(MASS)需求的自主航行試驗(yàn)船，由中國船舶重工集團(tuán)有限公司第七〇四研究所、交通運(yùn)輸部水運(yùn)科學(xué)研究院、智慧航海(青島)科技有限公司合作建造，其核心裝備自主智能航行系統(tǒng)由七〇四所研發(fā)。
“智騰”號長21米，寬5.4米，設(shè)計(jì)航速14節(jié)，配置了遠(yuǎn)洋自主航行船舶所必需的智能態(tài)勢感知系統(tǒng)、自主航行決策系統(tǒng)和自主駕駛控制系統(tǒng)，構(gòu)建了船岸協(xié)同通信系統(tǒng)和大數(shù)據(jù)系統(tǒng)，同步建設(shè)了岸基運(yùn)控中心，具備自主航行、自動避碰、水下避碰、自主靠離泊和遠(yuǎn)程遙控功能，目前已達(dá)到MASS第三階段“周期性無人在船”的要求，未來可進(jìn)一步達(dá)到MASS第四等級“完全自主”船舶的功能要求，后續(xù)該技術(shù)將應(yīng)用于300TEU、500TEU、800TEU自主航行集裝箱船。
為給各種智能船舶的研發(fā)提供支撐，我國近年來在智能船舶標(biāo)準(zhǔn)制定、實(shí)驗(yàn)場地建設(shè)等方面開展了大量工作。
就在今年5月8日，由中國船舶信息中心發(fā)起的智能船舶“標(biāo)準(zhǔn)孿生”國際聯(lián)合研究項(xiàng)目正式啟動。吳笑風(fēng)表示，“標(biāo)準(zhǔn)孿生”的意義在于為對象創(chuàng)建一個(gè)用標(biāo)準(zhǔn)條款描述的動態(tài)表征系統(tǒng)嵌入產(chǎn)品全生命周期中，從而使標(biāo)準(zhǔn)用戶和管理者精準(zhǔn)識別對象的標(biāo)準(zhǔn)化程度、標(biāo)準(zhǔn)合理性和先進(jìn)性等特征。該項(xiàng)目的開展對推動跨領(lǐng)域合作，以標(biāo)準(zhǔn)化工作支撐船舶和航運(yùn)智能化產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展具有積極作用。
此外，我國無人船的實(shí)驗(yàn)場地建設(shè)也已初見成效。去年，由交通運(yùn)輸部水運(yùn)科學(xué)研究院和智慧航海(青島)科技有限公司共同建設(shè)的智能航運(yùn)技術(shù)創(chuàng)新與綜合實(shí)驗(yàn)基地正式啟動。該基地將在青島建設(shè)智能航運(yùn)技術(shù)裝備研發(fā)中心、智能航運(yùn)技術(shù)裝備綜合試驗(yàn)場、國際標(biāo)準(zhǔn)海上測試場、智能航運(yùn)技術(shù)裝備產(chǎn)業(yè)化中心、無人化運(yùn)輸船管控中心、智能航運(yùn)標(biāo)準(zhǔn)化培訓(xùn)中心等。
?國內(nèi)首艘自主航行貨船首航
去年12月，我國自主研發(fā)的首艘具備自主航行功能的“筋斗云0號”貨船首航儀式在珠海東澳島舉行。成功完成首次自主貨船貨物運(yùn)載。
船舶自主航行有重要的戰(zhàn)略意義。通過減少駕駛員直至實(shí)現(xiàn)無人自主航行，可實(shí)現(xiàn)船舶設(shè)計(jì)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(yùn)營成本，減少15%的燃油消耗并大幅度降低排放。
據(jù)介紹，“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(shè)計(jì)和建造，并將按照IMO《MASS臨時(shí)試航導(dǎo)則》展開評估和測試，可在傳統(tǒng)貨運(yùn)船舶中快速推廣應(yīng)用，具有極高研究與開發(fā)價(jià)值。
?首艘自主航行集裝箱船開建
今年上半年，我國首艘自主航行集裝箱船“智飛”號在青島造船廠有限公司舉行建造開工儀式。該船是我國首艘具有智能航行能力、面向商業(yè)運(yùn)營的運(yùn)輸貨船，也是目前在建的全球噸位最大的智能航行船舶，計(jì)劃于2021年下半年進(jìn)行測試運(yùn)營。
據(jù)介紹，在“智飛”號開工建造之前，智慧航海(青島)科技有限公司已經(jīng)投資建設(shè)了自主航行系統(tǒng)試驗(yàn)船“智騰”號。
“智飛”號正是在“智騰”號研發(fā)測試的基礎(chǔ)上而開工建造的。“智騰”號為自主航行系統(tǒng)的研發(fā)提供測試平臺，加快研發(fā)成果轉(zhuǎn)化。給后期300TEU無人自主航行集裝箱試驗(yàn)船‘智飛’號的建造提供依據(jù)和支撐?！痹摴ぷ魅藛T表示。
“智飛”號總長約110米，型寬約15米，型深10米，設(shè)計(jì)航速為12節(jié)。據(jù)了解，該船集成并安裝有交通運(yùn)輸部水運(yùn)科學(xué)研究院、智慧航海(青島)科技有限公司等多家科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)完全自主研發(fā)的自主航行系統(tǒng)，采用中船重工第七〇四所研發(fā)的大容量直流綜合電力推進(jìn)系統(tǒng)，首次在同一船舶上實(shí)現(xiàn)直流化、智能化兩大技術(shù)跨越，具有人工駕駛、遠(yuǎn)程遙控駕駛和無人自主航行三種駕駛模式，能夠?qū)崿F(xiàn)航行環(huán)境智能感知認(rèn)知、自主循跡、航線自主規(guī)劃、智能避碰、自動靠離泊和遠(yuǎn)程遙控駕駛。通過5G、衛(wèi)星通信等多網(wǎng)多模通信系統(tǒng)，可以與港口、航運(yùn)、海事、航保等岸基生產(chǎn)、服務(wù)、調(diào)度控制、監(jiān)管等機(jī)構(gòu)、設(shè)施實(shí)現(xiàn)協(xié)同。
交通運(yùn)輸部水運(yùn)科學(xué)研究院學(xué)術(shù)委員會主任張寶晨表示，“智飛”號還將配備船舶航行輔助系統(tǒng)，以便在人工駕駛模式下為駕駛員提供信息、環(huán)境認(rèn)知、避碰決策、安全預(yù)警等全方位的輔助支持。
歐洲
?Grieg Star與G2 Ocean攜手推進(jìn)挪威自主船舶項(xiàng)目
挪威船東公司Grieg Star攜手G2 Ocean(該公司為Grieg Star與Gearbulk的合資企業(yè))，與其他航運(yùn)業(yè)伙伴聯(lián)手，對深海船舶的安全自動化進(jìn)行可行研究。
G2 Ocean透露，挪威研究委員會(Research Councilof Norway)于2020年6月12日宣布將向挪威“安全自主船舶(SFI Autoship)”研究項(xiàng)目撥款超2000萬美元。這一戰(zhàn)略研究項(xiàng)目針對海上船舶的安全自主運(yùn)營進(jìn)行方法和技術(shù)的研究。該項(xiàng)目旨在確保挪威航運(yùn)業(yè)在船舶自動化發(fā)展中發(fā)揮主導(dǎo)作用，尤其是在技術(shù)、商業(yè)模式和安全領(lǐng)域。
“安全自主船舶”研究項(xiàng)目將為挪威航運(yùn)業(yè)研發(fā)出新的知識、方法、工具、原型、技術(shù)和備選方案。該項(xiàng)目將打造一座全球領(lǐng)先的自主船舶研究和創(chuàng)新中心，著重關(guān)注安全和可靠的解決方案。
Grieg Star將與G2 Ocean聯(lián)合參與兩個(gè)領(lǐng)域的研究：
深海散貨運(yùn)輸
●自動導(dǎo)航(越洋)
●貨物裝卸/起重操作的改進(jìn)和自動化
●集控室自動化
近海及海岸貨物運(yùn)輸
●無人船設(shè)計(jì)及運(yùn)營，包括自動靠泊
●優(yōu)化后勤，包括港口和腹地
●岸上控制中心以及船岸通信
該項(xiàng)目其他合作伙伴包括挪威科技大學(xué)、SINTEF Ocean、SINTEF Digital、UiO、IFE、挪威海事局、挪威海岸管理局、特隆赫姆港、特隆赫姆市、康斯伯格集團(tuán)、DNV GL船級社、Telia、Massterly、Embron、Maritime Robotics、Idletechs、挪威國油、NCL、Gard、Torghatten和麥基嘉。
?歐洲大力倡導(dǎo)自動航行船舶
在歐洲，隨著自動駕駛汽車技術(shù)日趨發(fā)展，自動航行船舶開發(fā)大戰(zhàn)也在醞釀中。英國羅爾斯-羅伊斯已經(jīng)公布了開發(fā)自動航行船舶的計(jì)劃。
歐盟委員會去年10月公布了一項(xiàng)新資金，用于倡導(dǎo)歐洲水域無人自動自主航行。
據(jù)介紹，該項(xiàng)目名為“Autoship”，將建造和運(yùn)營2艘遠(yuǎn)程無人自動船，以及它們所需的岸基控制和操作基礎(chǔ)設(shè)施。
該項(xiàng)目為期三年半，預(yù)算為2760萬歐元，其中2010萬歐元將由歐盟提供。測試將在兩次試點(diǎn)展示活動中進(jìn)行，解決從波羅的海走廊到歐盟一個(gè)主要海港和腹地的貨物流動問題。Autoship的建造將主要由2家歐盟技術(shù)提供商進(jìn)行，比如羅爾斯-羅伊斯和康士伯，打造一個(gè)更強(qiáng)大的歐洲集群。
據(jù)歐盟委員會稱，這一發(fā)展有望通過在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中展示短途海運(yùn)和內(nèi)河水道無人自動航行船，來加快下一代無人自動航行船的發(fā)展。
該技術(shù)包將包括全自動導(dǎo)航、自診斷、預(yù)測和運(yùn)行調(diào)度，以及通信技術(shù)，使網(wǎng)絡(luò)安全水平顯著，并將船只集成到升級的電子基礎(chǔ)設(shè)施中。同時(shí)，將為整個(gè)無人自動航行船舶領(lǐng)域的設(shè)計(jì)、仿真和成本分析研發(fā)數(shù)字化工具和方法。
歐盟稱，“我們的雄心壯志是在5年內(nèi)將這項(xiàng)技術(shù)投放市場，以推動遠(yuǎn)洋和洲際無人駕駛船的發(fā)展。這是一個(gè)擁有堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)的雄心壯志，涉及價(jià)值鏈和金融商業(yè)方面?！?br />
