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无人船拥抱智能“闯荡江湖”
2020-12-23 11:17:49 作者 : 龙巍 来源 : 中国水运报警用装备网讯： 当前，智能化、无人化科技浪潮席卷全球，已成为第五次工业革命的重要引擎。12月18日，中国船舶集团旗下中船黄埔文冲船舶有限公司、中国舰船研究设计中心和南方海洋科学与工程广东省实验室（珠海）在珠海签订智能型无人系统支持母船设计建造合同。该船是全球首艘可智能遥控、自主航行的科考船，也是全球首艘实现空、海、潜无人系统协同作业的母船，继无人机、无人驾驶汽车之后，无人船再次成为海洋科考和航运业关注的热点。
在人工智能、大数据、物联网的大背景下，无人船已经成为行业焦点和发展趋势，世界各国都在大力发展无人船舶。随着科技的不断革新，作为智慧航运发展的有力推手，我国无人船近年来取得了长足发展，在海洋科考、航运领域频频“抛头露面”。那么，当前无人船研发有何进展？途中遇到哪些瓶颈？在未来又将面临什么挑战？
无人船仍处于初级阶段
“近年来，尽管人工智能非常火热，有众多成就，但真正能像人一样运用知识进行决策的人工智能系统还没出现，现在大部分是弱人工智能阶段，到强人工智能阶段，以及到超人工智能阶段还有很长的路要走。”中国工程院院士、国家水运安全工程技术研究中心主任严新平在第二届自主船舶发展（万山）论坛上表示，真正像人一样的智能船舶还没出现，智能船舶发展处于初级阶段。船舶是一个技术的载体，不仅是技术自身要成熟，更重要的是法规和管理也要配套发展，智能船舶还处于不断在发展阶段。
近年来，世界各国政府与国际组织非常重视并支持智能航运发展。国际标准化组织（ISO）TC8-353项标准发布，制定了《智能航运标准化路线图》；日本于2014年1月起开展“智能船舶应用平台项目”（SSAP），旨在建立船舶及岸上获取船舶设备数据的标准化方法，不断提高船舶的安全性能与环保性能。欧盟公布了推进自主航行船舶研发计划，宣称2020年在波罗的海实现远程遥控船营运，2025年实现自主航行商船全球营运；我国2019年12月发布了《智能船舶发展行动计划（2019—2021年）》，明确了重点任务与保障措施，从顶层设计层面为统筹协调资源，系统推进船舶与航运智能化提供了依据。
“目前国内外智能船舶研究热点集中在4个方面。”严新平表示，第一是智能航行，包括增强感知、智能控制和远程驾驶；第二是船舶动力系统绿色发展技术应用；第三是船舶推进系统绿色发展技术；第四是智能船的研究迫切需要解决的测试、验证、评估方法与技术研究，也是当下亟须解决的难题和实际应用推广的基础。
“高技术的发展将逐步助推船舶的智能化、远程化、少人化和自主化的进展。测试验证评估技术是非常重要的核心技术，但是我们不能太着急，必须有预期的投入和周期，需要跨学科、跨领域研究。”严新平指出，“智能驾驶车首先是在系统里边试验，到封闭的测试场进行试验，现在开放道路进行试验，这是一步步递进过来的，我们的智能船从有人到无人，也必须一步步对智能系统进行可靠性能验证，以及性能的评估，以及测试的方法设计，未来才能真正实现智能船的目标。”
在多领域大放异彩
11月23日，第十届中国国际警用装备博览会在北京国家会议中心举行。在该博览会浙江馆展区，现场观众可以给正在杭州西湖水面上执行安防巡逻的云洲智能无人船下达自动驾驶指令，也可以通过控制台操控远在1300多公里之外的无人船，并在北京国家会议中心现场大屏幕实时观看无人船巡航水域运行情景。
“在警用装备博览会展示的云洲5G无人船搭载高清摄像头等设备，可以不分昼夜自主执行巡逻安保任务并对西湖水上的可疑目标采取拍照取证、喊话驱离等安保措施。”珠海云洲智能科技有限公司营销中心技术总监黄旭艳向记者介绍，无人船作为水面智能化装备，不仅可以代替传统有人艇巡逻，而且还突破白天黑夜、雨天雾天、酷暑寒冬等环境条件限制，高效、高密度、长时间、持续地根据控制台任务指令执行水面安保任务，有效解决水上安保工作执行难度大、执法环境恶劣等问题。
港珠澳大桥被人称为“世纪工程”，全长55公里，集桥、岛、隧于一体，是世界最长的跨海大桥，但是繁重的大桥检测运维任务，仅靠传统的人工巡检模式，管养作业难度大、安全风险高，因此，将自动化的无人船艇技术运用到桥梁的检测运维中，可以高效解决上述问题。今年6月，针对相关测量需求，技术人员选定珠海端港珠澳大桥沉管隧道及西人工岛周边水域，采用云洲无人船平台搭载声学探测设备，对两处试点水域进行布线测量。本次测量作业中，L25海洋探测无人艇自主航行到作业区域，依照任务指令工作，与规划的测线相吻合，走线精度高，转弯半径小；多波束测深仪采集水下地形数据，为周期性的运维检测工作提供数据支撑。
“海洋探测无人艇技术正经历一个前所未有的高速发展期，呈现出三个特征，即世界范围全面铺开、细分行业应用渗透广泛、技术更新迭代快速且深刻。无人船艇技术每隔1年就会发生颠覆性变化，比如无人船艇的协同技术，包括无人船艇与水下装备进行水上水下跨域协同的测量和探测成为应用发展主流。”云洲智能国内事业部总经理唐梓力表示，无人船艇可以成为解决复杂环境作业的重要技术支撑手段，如在急流、浅滩、繁忙的航道，甚至是在不适合传统方式展开作业的地方；在港航、岛礁测量方面，无人船艇能切实发挥自身优势进行地形测量、地貌探测，包括沉积环境的调查。
跨域协同控制技术取得重大突破
“今天的智能型支持母船签约仪式是一个值得载入史册的日子。”12月18日，中国船级社副总裁孙峰在智能型无人系统支持母船设计建造合同签订仪式上表示。
中国舰船研究设计中心党委书记蔡大明则将这艘为海洋立体观测系统提供水面支持、跨域协同控制的智能船舶平台喻为世界造船业继航母、豪华邮轮和大型液化天然气运输船后的“第四颗明珠”。
据蔡大明介绍，智能型无人系统支持母船是一艘具有革命性意义的智能型科考船，可搭载转运及布放多种类、批量化的空、海、潜立体探测无人系统。母船在目标海区批量化布放无人系统，可面向任务自适应组网，实现对特定目标的立体动态观测。首次应用空、海、潜无人系统的跨域协同控制技术，实现无人机、无人艇、无人潜器等无人系统之间的协同作业。无人装备在母船的支持下，具备快速转场和集群化作业能力，能够实现观测任务的快速、高质量响应。
“智能型无人系统母船的设计建造，不仅是实验室重大科学平台基础设施建设向前推进的一大步，是实验室重点打造的标志性研究成果之一，也是对海洋观测模式的颠覆。”南方海洋实验室主任陈大可表示，“全球首创”“未来感”“智能化”“国产率高”是这艘智能型无人系统母船最大的亮点，智能母船设计制造的签约，只是行千里的第一步，南方海洋实验室会与各方一道，为打造一个实用、经济、安全、高效的新型研究平台，为海洋防灾减灾、海底精细测绘、海洋环境监测、海上风电场维护等提供智慧高效的解决方案。
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