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论坛回放 | 船舶智能航行关键技术分析

来源:海事服务网CNSS  2019-07-15  我要评论  

导读:

7月11日下午-7月12日上午,在第15个中国航海日论坛活动期间,由中国航海日论坛(宁波)组委会主办,华洋海事中心有限公司、中国船检杂志社、华运航意文化(北京)有限公司及洲际船务集团联合承办的“2019中国国际船舶技术与安全论坛”在宁波举行,来自国内外的多名专家发表精彩演讲。

7月11日下午-7月12日上午,在第15个中国航海日论坛活动期间,由中国航海日论坛(宁波)组委会主办,华洋海事中心有限公司、中国船检杂志社、华运航意文化(北京)有限公司及洲际船务集团联合承办的“2019中国国际船舶技术与安全论坛”在宁波举行,来自国内外的多名专家发表精彩演讲。

论坛上,交通运输部水运科学研究院学术委员会副主任张鹭作了题为《船舶智能航行关键技术问题》的主题演讲,对国内外智能航运研究和发展现状、智能航运发展的核心要素,以及船舶智能航行关键技术等问题作了如下交流分享。

交通运输部水运科学研究院学术委员会副主任张鹭

国内外智能航运研究和发展现状

近两年来,智能航运成为了全球航运业讨论的热点。IMO国际海事组织从2017年开始至今,四届海安会都重点研究了MASS(Maritime Autonomous Surface Ships)即海面自主航行船舶的相关议题,启动了现有公约标准与MASS适应性问题的梳理研究,并决定制定MASS测试导则, 批准了有关MASS试验的临时指南。

国际智能航运发展

芬兰 采用政府基金资助、海事机构支持、企业横向合作的模式,实施了ONE SEA等智能航运科研项目,建立了智能航运技术开发生态系统,研发取得快速进展。

荷兰 政府宣称积极发展智能航运,支持荷兰智能航行技术协会发挥积极作用,形成了资本参与、创新公司主动作为、国内外技术机构深度合作的局面,随着智能船舶航行测试需求的日益提升,荷兰海事机构宣布全部内河水域和12海里沿海海域均可开展智能航行测试。

挪威 康斯伯格公司收购罗罗公司海事业务后,形成了智能船舶整船建造能力,开发的智能航行系统正在应用于国内航线营运,与威尔姆森集团建立的智能船舶运营公司正在全力准备投入营运。

英国 劳氏船级社(LR)发布了智能船舶入级指导文件,英国政府今年2月又发布《海事战略2050》,宣称要在海上自主航行技术以及其他创新船舶技术的设计、生产、理解及运用方面成为世界领先者。

日本、韩国 造船和航运企业不仅在智能船舶方面形成了了一系列的先进技术,在船舶智能航行所需的大数据积累和开发方面也取得了大量成果。

新加坡 成立了海事创新实验室,将开发远洋无人船舶,推动航运向数字化转型。

美国 船级社5月2日发布了第一版《船舶和海上设施智能功能指南》。

Yara和Kongsberg联手以2.5亿挪威克朗(约合3,000万美元)建造一艘实现零排放、全电推、自主航行的集装箱船,该船将逐步实现人工驾驶,远程驾驶,自主航行。预计将于2020年第一季度交付。

我国智能航运发展

政策层面

2018年12月,工信部、交通运输部、国防科工局联合发布了《智能船舶发展行动计划(2019-2021年)》;

2019年5月,交通运输部、中央网信办、发展改革委、教育部、科技部、工业和信息化部、财政部联合发布了《智能航运发展指导意见》。

技术开发层面

我国在船舶辅助决策、船舶智能能效管理、船队网络化管理等多方面的推动下,造船、航运等企业联手科研院所、大专院校和高科技企业开展了一系列的项目研究,“大智”号、“明远”号和“凯征”号成为中国船级社和外国船级社联合授予世界首艘智能船舶船级符号的商船、超大型矿砂船和邮轮。招商集团、中远海运集团、中船工业集团和中船重工集团及其所属单位等都不同程度地参与了技术开发和成果应用示范。

交通运输部水运科学研究院牵头、21个具有国内优势的机构参加的:科技部国家综合交通和智能交通重点科技研发计划《基于船岸协同的船舶智能航行与控制关键技术》项目正在组织实施。

与此同时,我国的海商法专家高度关注无人船发展,从学术角度综合分析了所面临的民事法律问题。

智能航运发展的核心要素

何为智能航运?

智能航运即传统航运要素与现代信息、通信、传感和人工智能等高新技术深度融合形成的现代航运系统与新的航运业态。

智能航运包括哪些要素?

智能包括智能船舶、智能港口、智能航保、智能航运服务和智能航运监管等多个要素。

❖ 船舶可以通过配备智能航行系统实现遥控驾驶、自动靠离泊和自主航行,同时,要实现智能航行离不开岸基支持。

❖ 与传统的岸基支持相比,未来的岸基支持既要为有人船的驾驶员提供航海保障服务,也要为无人船的智能航行系统和岸基人员提供航海保障服务。

船舶智能航行关键技术问题

对于船舶智能航行关键技术,张鹭副主任列出了五项待解决的科学问题和七项拟突破的关键技术。

五项待解决的科学问题

1、船舶智能航行协同理论

科学有效的协同可以优化资源配置、显著降低船舶建造成本并提升航行安全和效率。针对船舶智能航行,需提出兼顾安全、效率、公平以及成本的协同理论。

2、船舶智能航行治理体系

智能航行船舶在真实水上交通环境中的运行存在诸多不确定性。因此,需要重点研究政府、企业、社会在船舶智能航行中共同遵守的管理机制等,提出船舶智能航行治理体系。

3、船舶智能航行系统技术分级

船舶智能航行系统的技术分级具有非常重要的意义。明确的分级可以避免在系统技术水平描述和实现目标上的模糊性,提高科学性和可操作性,利于工程的标准化实现。

4、船舶航行态势表达

航行态势表达是辅助、自主决策的基础。只有做出准确表达,才能有效支持自主决策与控制。

5、船舶自主避碰

在复杂环境条件下实现船舶自主避碰,构建模型,制订避碰原则,最终提出自主避碰决策方法。

▼ 七项拟突破的关键技术

一、船舶自主感知

基于船载雷达/自动雷达标绘仪(ARPA)、船舶自动识别系统(AIS)、可见光全景视觉系统以及激光扫描雷达系统等航行环境感知设备,研究沿海船舶航行环境感知。

二、智能避碰决策

构建自适应航行学习模型,研发以智能化电子海图为支撑、基于“国际海上避碰规则”的船舶自主避碰决策技术。

三、远程驾驶

对船舶航行状态、感知数据等进行采集、压缩和存储、辅助显示技术、辅助控制技术,实现船舶远程驾驶。

四、航线智能优划

研究船舶航线智能优化算法,实现兼顾安全、经济和效率的复杂约束条件下的航线智能优化。

五、船舶智能航行支持保障

研究信息服务、通信传输、网络安全技术,为船舶智能航行提供支持保障。

六、船舶智能航行技术测试

智能航行船舶与航行环境的多样性,深度解析远程驾驶、自主驾驶、自动靠离等作业场景,实现船舶智能航行系统研究开发所需的测试与验证。

七、船舶智能航行安全风险辨识

针对船舶智能航行,从船舶安全风险的角度,并通过定性或定量的分析方法确定危险源。

张鹭副主任最后表示,以船舶智能航行为基础的智能航运是未来发展的必然趋势,让我们携手同行!

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