系泊作业是船舶运营期间的常见作业之一,这项工作看似简单,却隐藏着诸多风险,很多时候稍有不慎便会导致致命事故,对船员及船舶造成重大伤害及损失。随着航运业智能化转型的发展,一直备受业界关注的系泊作业安全问题也有了智能化解决方案。

近日,Kapellskär港成为瑞典首个成功使用自动系泊系统的港口。该港口使用的是瑞士凯伏特公司(Cavotec)公司的真空式自动系泊系统MoorMaster NxG。

据Cavtoec介绍,MoorMaster NxG将彻底改变船舶进出港口的方式,系泊时间仅需不到30秒,这将有效提高港口效率。此外,如果使用该解决方案,船舶停泊期间的排放量可减少90%以上,这将使港口的运营更清洁,更安全,

最值得一提的是,该解决方案采用了模块化设计,与可附着于任何平面的真空垫配合使用,这一解决方案打破了传统的系泊模式,即无需系泊缆绳,这将有效降低系泊作业中的事故风险率。

该系统使用便捷,系泊作业操作人员只需远程系统操作。与此同时,这也意味着操作人员不会出现在系泊作业危险区域,可极大降低系泊事故风险。

此外,该系统也加大码头应用的灵活性,因为使用该系统系泊只需连接到船舶平面侧板,因此任何大小船舶都可停泊,即便比泊位长的船舶也可以,例如将船舶的船头悬在码头尽头。

显然,自动系泊技术不仅可以有效降低系泊作业事故风险,还可解放生产力、提高效率,这不但促使了航运业的自动化发展更进一步,还有效助力了航运业更清洁、更可持续的发展。

系泊作业是船员在船上执行的高风险作业之一。那么,如果自动系泊技术得以普及应用,这将对船员带去哪些影响?对此,招商南油傅恒星轮机长表示:“这将有效减轻船员的工作量,并可减少人员伤亡事故,因缆绳断裂造成的人员伤亡事故数不胜数。针对有缆自动系泊系统的投入使用意味着会配备更多传感器,相关传感器会根据潮汐、船舶的浮态(轻载到重载或相反的转换)、外部的风/流影响来自动收放缆绳,维持相应的收紧力,避免缆绳发生断裂事故,减少因缆绳断裂导致的人员伤害、船舶异常位移等事故。因此,系泊系统的自动化程度就会越高,船舶的系泊相关操作也会变得更加安全。”

那么,除了上述Cavotec的自动系泊系统外,目前行业中还有哪些其他的自动系泊系统呢?目前,行业中的自动系泊系统主要分为两大类:无系泊缆方式的自动系泊系统和有系泊缆方式的自动系泊系统。

除了上述Cavotec公司的MoorMaster NxG系统外,还有瑞典特瑞堡公司(Trelleborg)推出的AutoMoor系泊系统。AutoMoor系统采用真空技术,能够将船舶快速、稳固地固定至泊位(可以在1分钟内固定船舶,在30秒内脱放船舶),抑制船舶的移动,持续监控影响停泊船舶的所有系泊负载。该系统可为操作人员提供实时数据,优化港口、码头的日常运营。该系统已在澳大利亚墨尔本港成功试验。

荷兰Mampaey Offshore Industries公司的磁力自动系泊系统Dock Locking System。该系统由两个液压控制的手臂组成,每个手臂的末端都有一个磁板,可以稳固可靠地连接到任何船体。这些磁力板可抑制船舶运动,并将其牢牢固定。与此同时,这些磁力版还可沿船体水平面自动移动以适应船体移动发生的变化。此外,每个液压缸均配备行程和压力传感器,以便于计算不同条件下的系泊力。 

麦基嘉公司(MacGregor)的MOOREX自张紧系泊装置。这是其为全球首艘无人集装箱船Yara Birkeland开发的自动系泊解决方案,可实现在无人干预的情况下完成系泊作业。与传统的系泊作业相比,这一创新的全电动系统提升了安全性及生态效益。该系统是通过一个七轴机械臂将环形的系泊绳索套在码头的系缆桩上。该系泊系统具有运动冗余,内置运动补偿和轨道规划系统。

Trelleborg公司研发的动态系泊解决方案DynaMoor系统,可以安装在很小的区域内,利用电子控制的液压阻尼器调节系泊缆绳的张力,从而减少船体晃动。

荷兰Royal Haskoning DHV和ShoreTension Holding BV开发的独立液压控制系泊系统ShoreTension,可以吸收在风浪中移动的船舶能量,并在放松系泊缆索时将其存储于内部。当高峰负荷结束时,系统用存储的能量收回缆索,恢复初始状态。该系统不需要任何外部能量,所以能够提供一种有效的、可持续的系泊解决方案。

芬兰瓦锡兰科技服务公司的SmartDock自动靠泊系统。瓦锡兰依托其Dock-to-Dock智能靠泊项目成果,完成了“Folgefonn”的渡轮在3个港口间的自主航行与自动靠离泊。

全球首艘全自动渡船“Falco”号采用罗罗智能船舶技术,在芬兰帕尔加斯和瑙沃之间完成了无人驾驶航行,并在遥控操作下顺利返航。该艘渡轮采用传感器融合人工智能技术来探测物体和避免冲撞。利用近期开发的自动导航系统,该船还展示了自动靠泊功能。该技术可让船舶在靠近码头时自动更改航线和航速,无需人工干预即可完成自动靠泊。

瑞典Volvo Penta公司研发的“Integrated Assisted Docking”自动辅助泊船系统,搭载该系统的船只能将GPS、船载感应器和动态定位技术结合在一起,根据海上的潮汐、风向变化动态调整船身,帮助船员方便泊船。

2019年我国无人驾驶自主航行系统试验船“智腾”号正式下水。该船自主驾驶系统核心在于融合水动力特性和控制技术,建立“无人船”的三自由度操纵模型和控制方法,在螺旋桨、舵和其它推进器之间完成最佳推力分配,在符合推进器硬件约束的条件下,具有位置、艏向的保持和调整能力,可实现高速状态下沿指定航线航行的能力和自主离靠泊能力。

2022年,中国首艘自主航行300TEU集装箱船“智飞”号正式交付,该船具备无人驾驶、远程操控、自主航行三大功能,配备了船舶航行辅助系统,以便在人工驾驶模式下为驾驶员提供信息、环境认知、避碰决策、安全预警等全方位的辅助支持。