大连中远海运重工建造全球首艘智能研究与实训两用船首次试航

大连中远海运重工建造全球首艘智能研究与实训两用船首次试航 – 在建新船 – 国际船舶网 (eworldship.com)

5月11日,由大连中远海运重工有限公司为大连海事大学建造的智能研究与实训两用船“新红专”轮(N1147)开展首次出海试航。这是全球首艘结合远程遥控、自主航行与教学实训于一体的新型船舶。

“新红专”轮是大连海事大学科技创新“十四五”规划中的重大建设项目,是该校服务交通强国和海洋强国战略的重要支撑平台,也是该校“水路交通控制全国重点实验室”建设的标志性成果。该船从2023年5月开工建造,同年12月下水,计划在今年6月交付。

“新红专”轮船长69.83米,宽10.9米,航速17.5节,排水1430吨,由2个1500kW的双全电力吊舱推进,3台1520 kW的柴电机组供电,配有艏侧推和减摇鳍,配员50人,是全球首艘具有自主航行、远程控制和自主操作功能的科研及实训船,可实现智能化全覆盖,驾、机、电深度融合,是海上移动的智能船舶试验验证平台。相对于常规船舶,该船设有智能设备实验室和多媒体教学实训室,满足科研人员的研究和学生的实训需求。此外,通过数字孪生技术实现场景重建,能够达到虚实融合教学实训效果,具备较为先进的智能化教学水平。

该轮配有艏侧推,减摇鳍,多部雷达及全覆盖的摄像头和传感器等,以实现有人在船的岸基遥控的功能。该船将取得i-Ship(l,Nx,Mx,Ex,Rx,Ax) 智能船级符号,实现智能化全覆盖,对标中国船级社智能规范最高要求。该船在自主航行、船岸协同、海上智能船舶移动试验验证平台等方面实现了技术上的新突破。船舶配备了基于海事规则、航行大数据的船舶智能决策模型和自动靠离泊系统,具备航行路径优化和智能避碰功能,能够进行全水域自主航行;船舶的综合自动化系统实现了驾驶、轮机、电气综合深度互联,具有虚实结合、岸海一体的综合测试与验证能力。

该船将配置智能航行、智能运维、智能能效管理、智能船体、信息集成等平台和先进的智能教学设备,建成后具备在有人和无人条件下实现自主航行的能力,智能化水平达到国际先进。该智能船一方面用于培养智能航运人才,服务于学生的认知学习、实操训练和智能实训。该船采用先进的智能船舶技术,使学生能够接触到最先进的智能船舶设备和系统,有利于航海类专业及相关涉海专业人才的培养。另一方面,该船也是船舶智能化研究与试验平台,服务于智能船舶领域的科学研究,依托该船可进行智能航行技术与系统、船舶远程监控与岸基支持、船舶智能通信技术、船舶智能运维技术等方面的研究。

韩国船企自主航行节能减排评价方法获AIP认证

韩国船企自主航行节能减排评价方法获AIP认证 – 船厂动态 – 国际船舶网 (eworldship.com)

3月25日,HD现代旗下自主航行船舶解决方案子公司Avikus与HD韩国造船海洋联合开发的“自主航行节能减排评价方法”获得了韩国船级社(KR)颁发的原则性认可(AiP)证书。

Avikus与HD韩国造船海洋在开发该评价方法的同时,通过船舶航行实证测试,验证自主航行的节能减排效果。

2023年3月, Avikus与泛洋海运(Pan Ocean)、HD韩国造船海洋、韩国船级社(KR)、韩国船舶管理公司POS SM签订了应用大型船用自主航行系统“HiNas 2.0”的节能效果实证项目意向协议(MOU)。

2023年10月,韩国船级社宣布,泛洋海运旗下“Sea Shanghai”号已安装了Avikus开发的自主航行系统“HiNas Control”,并在完成了自主航行驾驶辅助系统永久安装所需的检查后开始运营。此次试运行成功和实船应用,是该协议签署后取得的第一个成果。协议参与各方将通过此次自主航行收集航运数据,并共同利用这些数据持续进行自主航行节能效果的统计验证研究。

“HiNas Control 2.0”是采用人工智能(AI)技术将各种航海设备及传感器收集的信息融合在一起,利用增强现实(AR)让船舶自动以最佳航线和速度航行或避免碰撞的系统。开发“HiNas Control 2.0”,旨在减少船员在航行中的疲劳度,助力船舶安全航行,提高燃油效率,为减少海洋事故和大气污染物质排放量做出贡献。

与Avikus2020年开发并已实现商用化的第一阶段自主航行解决方案“HiNas 1.0”相比,“HiNas 2.0”添加了“自主控制”功能。其特点在于,超越单纯支援船员决策的水准,通过以深度学习为基础的情况认知和判断,船舶可以自行应对速度控制和避免碰撞等多种突发情况。此外,“HiNas 2.0”还应用了以积累的实际航运数据为基础生成最佳航运路径、船舶自主控制发动机功率以最大限度地减少燃料消耗的功能。

Avikus代表林道亨表示:“这证明了如果利用自主航行船舶,可以积极应对碳排放限制,意义重大。自主航行船舶将成为海运业可持续发展的新转折点。”

智能航运再进一步!华光海运收购震兑公司部分股权

智能航运再进一步!华光海运收购震兑公司部分股权 (qq.com)

3月20日,震兑工业智能科技有限公司(简称“震兑”)股权转让签约仪式在中国香港特别行政区圆满举行。中国船舶集团(香港)航运租赁有限公司(简称“中船租赁”)与香港华光海运控股有限公司(简称“华光海运”)签订部分股权转让协议。中船租赁董事长钟坚、中船租赁总经理李晞、华光海运执行董事长赵式庆、华光海运董事总经理周建峰、震兑董事长及总经理邱伯华出席仪式,香港运输及物流局海运及港口发展专员陈婉雯、香港引进重点企业办公室副总裁王国藩、香港船东会董事总经理陈佩珊等嘉宾与会见证。招商局能源运输股份有限公司、海宏轮船(香港)有限公司、必维国际检验集团(BV)、中国船级社香港分社、深圳市麦星投资管理有限公司、洲际航天科技集团有限公司及其他邀请单位20余名嘉宾代表与会。

中船租赁总经理李晞表示,中国船舶租赁成立于2012年,是中国船舶集团公司旗下唯一红筹上市公司,大中华区首家船厂系融资租赁公司,也是全球领先的船舶租赁企业之一。为推动智能船舶产业化发展,助力智能船舶产品与技术的科研成果市场化和产业化,中船租赁作为发起人之一,于2019年在深圳以混合所有制的创新形式设立震兑公司。四余年砥砺前行下,震兑以自主研发的智能船舶产品技术为驱动力,服务海内外超四十余家涉海企业,手持智能船舶系统订单船数超五百艘,产品覆盖全航区、全谱系船型,并获全系列国内外船级社认证智能符号。中船租赁此次适当减持部分股权,旨在推动震兑构建更加符合现代市场竞争环境的公司结构。未来,中船租赁将持续与震兑在油轮、散货船、LNG船、养殖工船等全谱系船型智能化方面持续进行深度合作,与所有新、老股东一起助推国家智能船舶产业化发展征程。

华光海运董事总经理周建峰表示,在追求绿色和智能的征途上,华光海运始终紧跟海事科技的最新进展,致力于应用科技打造适应未来的智能船舶管理服务,这与震兑的发展理念不谋而合。多年前,华光海运便与震兑展开合作,并于近年在新船上广泛采用震兑智能技术,成功实现智能化管理,获全系列国内外船级社认证智能符号。震兑自创立以来在船舶大数据以及智能管理方面取得了令人瞩目的成绩,并与华光海运保持长期稳定伙伴关系,共同投身于智能航运未来发展。未来,华光海运将继续与震兑共探共发展更多船舶管理前沿技术,并积极分享一线的操作经验,助力震兑改善、完善产品,加速技术的革新应用,与震兑共同打造一个更加高效安全的海上运输新时代。双方将在海运船舶智能化、数字化方面开展高质量合作,望震兑持续发挥工业智能转型方面优势,助力华光海运实现可持续发展目标。

江新造船交付智能船舶“香洲云”号

江新造船交付智能船舶“香洲云”号-龙de船人 (imarine.cn)

智能型测试工作保障船“香洲云”顺利离厂 – 新闻动态 – 资讯速递 – 南方海洋科学与工程广东省实验室 (珠海) (sml-zhuhai.cn)

3月8日上午11点58分,伴随着一声嘹亮的汽笛声,“香洲云”缓缓驶离江西江新船厂码头,开启了为期约7天的航渡。到达珠海母港后,她将在我实验室万山海上测试场,开展开阔水域自主航行和远程控制取证海试。

“香洲云”号是由武汉船舶设计研究院设计、江新造船建造的一艘具有全天候作业能力和自主航行能力的智能船舶。该船总长56.9米、型宽9.8米、型深4.5米,采用双机双可调桨推进,最大航速不小于15节,续航力不小于1200海里,自持力22天。

该船是为南方海洋实验室在万山海上测试场开展海洋智能装备实海试验而量身打造的水面智能平台,是一艘海洋综合调查船,也是一艘试验场工作保障船,还是一艘智能系统测试船。建成后主要用于该测试场的远场和外场测试,可同时满足智能系统测试、科学调查及海试装备维护运输需求,兼顾应急搜寻和应急顶推功能,填补了我国在这一级别调查船的空白。

据了解,“香洲云”号集智能航行、远程遥控、智能集成平台和智能能效于一体,是继“珠海云”号全球首艘智能型无人系统母船后,又一艘具有开创性和示范性的高端智能船舶,具有领先独有的智能化优势,是拓展海洋科学前沿的科考“利器”。

大连海事大学旗下的“无人驾驶船”将在今年交付

大连海事大学旗下的“无人驾驶船”将在今年交付_信德海事网-专业海事信息咨询服务平台 (xindemarinenews.com)

据央视新闻报道,100% 我国自主知识产权的“无人驾驶船”将在今年交付。

别看这艘船“小”,但它却拥有一个“超强大脑”,这是全球范围内为数不多的在建智能船,未来能够实现自主航行和停泊。一批传感器将被安装到船上,“相当于船员的眼睛和耳朵,用来感知周边环境的变化”。

研发团队告诉记者,和汽车的自动驾驶相比,船舶自动驾驶的研发难度“直接跳了好几级”。大连中远海运重工有限公司常务副总经理饶洪华说,比如,船舶在海上的“路况”要复杂得多,会受到风、浪和洋流等的影响,这就要求自动驾驶船能够自主识别、自主避碰,做到随机应变。  

“随机应变”,意味着船舶上的各个系统不仅不能打架,还要高效打配合。  

大连中远海运重工有限公司技术中心副经理王树山告诉记者,普通船只有约500个检测控制点;而自动驾驶船有15000多个,是普通船的30倍,多了智能航行、智能平台、智能机舱、智能船体、智能能效等智能系统,“去协调、整合这样一个复杂而庞大的船舶系统,过去我们是缺少相关经验的,这也是第一次接受这样的挑战”。  

为了完成智能船的研发,“水面下”的组织变革也在进行。在平均年龄不到40岁的新团队中,不少人并非来自船舶相关领域,而是来自计算机、大数据、人工智能等跨学科专业;除了常规的电气主管和通导主管,研发团队还特设了“智能主管”岗位,专门统筹多个智能系统的配合与调度。  

中国船级社大连分社建造船舶检验处处长于得会说,我们能造的船越来越智能,越来越复杂,考验的不仅仅是造船的工艺和技术,更考验管理能力,去创新性地配置生产要素,提高中国造船业的核心竞争力。

据信德海事网了解,这艘“无人驾驶船舶”为大连海事大学旗下的智能研究及实训两用船,该船是全球首艘具有自主航行、远程控制和自主操作功能的科研及实训船,实现智能化全覆盖,驾、机、电深度融合,是海上移动的智能船舶试验验证平台,智能化达到世界领先水平。

据介绍,该船长69.83米,宽10.9米,服务航速17.5节,排水1430吨,由2个1500kW的双全电力吊舱推进,3台1520 kW的柴电机组供电,配有艏侧推和减摇鳍,配员50人。可实现四级海况正常科研教学,六级海况安全返航。

11 Proposals Selected to Advance Electric Harbour Craft Designs in Singapore

11 Proposals Selected to Advance Electric Harbour Craft Designs in Singapore | Maritime and Port Authority of Singapore (mpa.gov.sg)

  The expression of interest (EOI) launched by the Maritime and Port Authority of Singapore (MPA) on 10 July 2023 for proposals on designs and to promote adoption of full electric harbour craft (e-HC) in Singapore received 55 proposals from 32 international and local companies and consortia. The results signal high interest and strong confidence by global and local participants in the development of e-HC in Singapore. 

2.         Participants had submitted technically strong e-HC designs, including the use of optimised aluminium hull form, high energy density batteries with active liquid cooling, battery thermal detection and protection system, among others. They had also stated in their proposals that the total cost of ownership for e-HC can be comparable to a conventional harbour craft.  While e-HC currently have higher upfront capital cost due primarily to the higher cost of the batteries and associated systems, these can be mitigated by energy cost savings from operating the more energy-efficient e-HC, reduced maintenance cost and operational downtime.  

3.         Several participants have also proposed business models to optimise the harbour craft resource at the sector-level while lowering overall total cost of ownership to individual companies. These proposals aim to encourage more companies, especially those with smaller fleet size, to make the transition to e-HC, by presenting viable business cases based on aggregation, while enabling an efficient and responsive sector-level capability to meet the needs of ships calling into Singapore.

11 proposals selected for further cost reduction, design enhancements and demand aggregation 

4.         The evaluation panel has completed the evaluation of all the proposals and MPA has shortlisted a total of 11 passenger launch and cargo lighter vessel designs submitted by seven companies and consortia. Together with various research institutes (RI) such as the Institute of High-Performance Computing, Solar Energy Research Institute of Singapore, the Technology Centre for Offshore and Marine, Tropical Marine Science Institute and Institutes of Higher Learning (IHL) such as the Nanyang Technological University, National University of Singapore, Singapore Institute of Technology, and Singapore University of Technology and Design, MPA will support an enhancement programme for our researchers in the maritime domain to enhance the vessel designs, safety and cybersecurity, and reduce the energy requirements. This will help reduce the overall costs for these designs when scaled up and support continuous improvements. When the designs and prototypes are ready, the participants can progressively market these enhanced e-HC reference designs to interested parties and aggregate production demand from the industry. The use of ready reference designs and production at scale, is expected to help reap cost savings for companies planning to make the transition to e-HCs. 

5.         Of the 11 e-HC designs, six have secured the relevant technical approvals from Classification Societies such as American Bureau of Shipping, Bureau Veritas, China Classification Society, DNV and RINA, and will be seeking to aggregate industry demand for their designs. The six designs submitted by the Coastal Sustainability Alliance, marinEV[1], and Pyxis Maritime Pte Ltd, demonstrate strong understanding of Singapore’s requirements in areas including battery specifications, digital and cyber systems, training requirements and development of local capability. These participants will be working directly with MPA and its researchers over the next two to six months to optimise and validate their e-HC designs, depending on their current maturity and readiness.

6.         The remaining five proposals were submitted by CAEV+ Consortium[2], China Everbright Environment Group Limited, Cyan Renewables Consortium[3], and Gennal Engineering Pte Ltd. MPA will work with these participants, together with the various IHLs and RIs, to further develop their e-HC designs. The scope of enhancements will include optimisation of the vessel hull and electrical systems design, the design of fire-resilient battery room, and cyber health monitoring system, to strengthen the vessels’ energy efficiency and safety. Similarly, these designs can be progressively implemented for demand aggregation from the industry.   

Other initiatives to support the harbour craft sector  

7.         MPA had recently announced the three vessel charging concepts to be piloted in Singapore following the call for proposal in August 2023 to develop, operate, and maintain e-HC charging points in Singapore. Insights from the data collected during the pilot will contribute toward the development of a national e-HC charging infrastructure masterplan, implementation plan, and national standards for e-HC charging infrastructure. MPA is also working with Enterprise Singapore, industry stakeholders and academia to develop a Technical Reference (TR) for e-HC charging. The draft TR is estimated to be ready for public consultation in 2Q 2024. 

8.         In October 2023, MPA invited financial institutions and intermediaries to submit financing and insurance solutions through an EOI to help early movers with the higher upfront cost of owning e-HCs. The EOI closed on 19 December 2023 and MPA is currently evaluating the proposals submitted. These solutions will address the current gaps in the financing and insurance landscape, support the rollout of these new vessel designs and grow the maritime finance and insurance market.   

  9.      For biofuels, blends of up to B50 are already commercially available. MPA is working with industry to develop the standards for up to B100. New harbour craft from 2030 would have the choice for their engines to be B100 biofuel capable or be compatible with net zero fuels such as hydrogen when it is more readily available. 

<End of Release>


[1] The consortium comprises Lita Ocean and SeaTech Solutions.

[2] The consortium comprises Contemporary Amperex Electric Vessel Technology Co. Ltd. (CAEV), Contemporary Amperex Technology Co. Ltd. (CATL), Guangdong SINOWAY Composite Materials Co. Ltd, YUET HING Marine Supplies Co. Ltd, and Seastel Marine System Shanghai) Co. Ltd.

[3] The consortium comprises Bureau Veritas Marine, PSA Marine, Strategic Marine, and technology providers SeaCabbie, Sea Forrest and Victory Petroleum.

“人知道的,‘智飞’号都知道”——我国首艘自主航行300TEU集装箱船研发纪实

“人知道的,‘智飞’号都知道”——我国首艘自主航行300TEU集装箱船研发纪实-中国科技网 (stdaily.com)

智飞号

我国首艘自主航行300TEU集装箱船“智飞”号。智慧航海(青岛)科技有限公司供图

3海里外,“智飞”号迎面驶来。

“不会真撞上来吧?”靶船上,记者不禁捏了把汗。

同行的十多位船舶行业专家、院士,也都紧盯着它——我国首艘自主航行300TEU(标准箱)集装箱船的一举一动。

2海里、1.5海里、1海里……“转向了!”大家齐声欢呼。

没有人操控,“智飞”号自动转向,从靶船左舷安全驶过。

这是不久前发生在山东青岛鳌山湾畔的一幕。作为全球最大的实现常规商业运行的智能船舶,“智飞”号在这里完成了阶段性成果演示。

“此前,它已连续运行近两年,往返于青岛港至董家口港区,累计航次近600次。”中国航海学会常务副理事长张宝晨1月18日告诉科技日报记者,这一成绩在智能航运领域无出其右,标志着我国在船舶自主航行研发与应用领域走在世界前列。

打通数据堵点,让“大脑”更聪明

总长110米、型宽15米、8000吨排水量,虽然是集装箱船里的“小弟”,但与汽车相比,“智飞”号依然是庞然大物。

体积越大,操控越难,船长的预判能力越重要。

要想让“智飞”号智能驾驶系统成为一位经验丰富的“船长”,就需要将视觉感知、障碍识别、安全操控等技术融合至系统内,并不断积累各类障碍、各级海况、各种场景等数据,来训练、验证、迭代系统。

“研发船用智能驾驶系统是‘无人区’,国内国外均无经验可循。”负责研制该船的智慧航海(青岛)科技有限公司(以下简称“智航科技”)感知研发部部长高杰介绍,在大家千方百计完成系统研发时,数据却出了问题。

“智飞”号最初选择的是一家知名的国外雷达品牌。但意想不到的是,该雷达数据接口不对用户开放,数据无法输出。没有数据,智能驾驶系统应用无从谈起。

研发团队又与多家国外品牌沟通,均无功而返,只能回过头来在国内找。他们先后找了七八家雷达企业,却没有一家满足要求。

怎么办?只能与相关企业一起研制改进现有雷达。

换用国产雷达之初的挫败感,高杰记忆犹新:“船长直接说数据不能用。海上明明什么也没有,雷达却检测出很多目标,浪大一点都被当作障碍物。”

随后的一年多时间里,研发团队与雷达企业技术人员吃住在一起,通过不断海试实测与设备参数调整,提升数据的有效性。

为了实现对目标的稳定跟踪,在雷达信号受到干扰或遮挡时,船舶自动识别系统实时“补位”报告目标位置数据;在雷达难以分辨疑似目标时,船载摄像头自动调整角度和视野补充信息。

“团队还专门开发出波浪主动抑制系列算法,清洗掉因自身误差或电磁干扰产生的错误数据,弥补雷达测量精度的不足。”高杰告诉记者,“总之,一切努力都是为了实现这样的目标——人知道的,‘智飞’号都知道。”

随着设备的不断优化更新,输送给智能驾驶系统的数据质量越来越高,“智飞”号的“大脑”也变得越来越聪明。

自主选择链路,多线“牵牢”信号

长远来看,智能驾驶还要与航运保障、海事监管、码头装卸等环节联动,才能整体提升航运的效率和水平。

而实现这一切的前提是可靠通信。通信不可靠,就谈不上智能驾驶,更不用说船岸协同。

研发团队发现,由于海洋环境的特殊性,无论是采用航路沿岸4G/5G通信还是卫星通信,任何单一方式都无法避免信号丢失。

信号丢失意味着失联,自主航行船舶将面临风险。

智航科技副总经理杨宗伟打比方道:“就像你在移动的汽车里打电话,不知不觉间已有多个基站不间断为你服务。但是这在移动的船上很难做到,因为电信运营商在近岸的基站覆盖存在很多盲区,基站切换时会出现信号延迟、中断、丢失。”

电信、移动、联通三家运营商相继被引入,和团队一起完善基站覆盖、调整天线朝向、优化网络信号,确保航路每一处都在某家运营商基站的“管辖范围”。

运营商先后派人随船进行信号测试。无论严冬酷暑、狂风暴雨、白天黑夜,都有人坚守在船上。冬天穿两层羽绒服,夏天光着胳膊,风浪大时紧贴舷窗……

有的测试工程师担心被晃吐,干脆不吃早饭,一天测试下来,因为低血糖昏倒在船上。

历时近四年,技术人员不断尝试整合各种通信方式,寻找通信链路数据量、资费的最优配比。

大家一步步试出最终的融合通信方案:在船端配备多套4G/5G终端设备、卫星通信设备,配备不同运营商流量卡4张,卫星系统采用亚太卫星和鑫诺卫星的组合,配以不同流量的套餐。

实际航行中,“智飞”号根据情况自主切换不同通信链路。“就像汽车导航规划路线时,遇到拥堵会推荐新路线,但需要人点一下。‘智飞’号才会自主选择最佳链路。”杨宗伟介绍。

以前,每当“智飞”号进入“信号黑洞”,船上警报不断。融合通信方案落地后,警报声再未响起。如同飞机起飞和落地,“靠离泊”是安全航行的最重要环节。依靠稳定、高效的信号保障,现在船舶十分钟左右就可自动“停车入库”或启动出港。

突破电池技术,探索绿色航运

绿色低碳转型,是航运产业发展方向,就好比电动车替代燃油车一样。“智飞”号大胆地迈出了这一步。

“使用纯电推进具有多重优势,尤其是在船舶智能化方面。”智航科技副总经理朱慎超介绍,纯电可进一步缩短设备响应时间,提高船舶控制精度,对智能驾驶意义重大。

船用电池充电模式主要有两种。一种是利用码头电源充电,即船舶停靠在码头进行客货装载时完成充电,这需要改造码头;另一种是利用船上发电机充电,既灵活方便,又可以边航行边回收多余电能。

从便利角度出发,研发团队首选了后一种方案,联合电池企业重点攻关满足该方案需求的电池技术。

内阻大、散热难是动力电池普遍面临的技术难点,团队首先从结构设计入手加以解决。朱慎超告诉记者:“常见的电池多是方形叠片结构,我们通过采用圆柱形卷绕结构有效破解了这些难点。”

给电池扩容是另外一个难点。

反复试验、不断调配、优化再优化,最终团队找到了“独家秘方”——通过电池正负极材料、电解液、隔膜等原材料的合适配比,将电池单体容量提升至80安时和90安时,远超传统的50安时。

“仅此一项,预计一天可为‘智飞’号节约运营成本一万元。”朱慎超说,团队还首创出18道锂离子动力电池生产工艺。通过简化工艺流程,电池的生产效率提高至一般圆柱形电池的3—4倍,质量控制水平也大幅提升,成为国内唯一一家通过德国莱茵TüV认证的圆柱形电池。

“党的二十大报告明确提出,加快建设海洋强国。”张宝晨向记者表示,“智能化、绿色化是产业发展的大趋势,也是当今国际海事技术的竞争焦点。‘智飞’号的智能化、绿色化创新实践,将助推中国智能船舶乘风破浪、向海图强!”

责任编辑: 李梦一

向业界再讲中国智能“船”说 ——世界首艘自主航行“智艇1”号诞生小记

向业界再讲中国智能“船”说 ——世界首艘自主航行“智艇1”号诞生小记 (qq.com)

潜心攻坚 从无到有

智能游艇自主开发工作,与一般船舶研发、设计、建造的管理方式不同,想要掌控好这样一项“麻雀虽小、五脏俱全”的全球首创工程,必须具备一个强劲的“CPU”,而“智艇1”号项目组扮演的就是这样的角色。

路是人走出来的,但是负重前行的路,充满荆棘的路,并不好走。“智艇1”号是从“0”到“1”的工程,项目组在自主开发的过程中遇到了数不尽的困难。比如,国内许多相关规范规则不完善,供应链不健全等等。在研发设计的过程中,项目组成员不单单要完成项目的各项开发设计工作,还需要与船级社和主管部门进行多方协调,还要逐步优化国内游艇设计的大环境。

“智艇1”号选择的是混合动力系统,更有利于碳减排,但国内游艇上还未使用过这样的系统,没有可以参考的经验,这就大大地增加了设计难度。另外,常规船型的混合动力装置安装在减速齿轮箱上,可以节省空间,而国内并没有可以用在游艇上的相似设备,导致其设计和施工难度极大。图片

迎着困难上,就是项目组的信条。轮机主管郭锦程倾心探索和研究混合动力系统在游艇领域的应用,查阅了大量资料,与许多厂家以及其他专业进行沟通、讨论,不断尝试将可能的方案应用到设计中。经过无数次试验和修改,他终于想出了一个创新方案,将混合动力装置放置在主机和减速齿轮箱之间。这样既有空间上的优化,又使得混合动力装置的功能不受影响。

虽然有些问题解决了,但是更多的技术难题依然非常棘手,相关资源又非常匮乏。勇士是不会被困难打倒的,但是要付出百倍努力的。项目组成员在“黑暗”中艰苦摸索、艰难前行。彩虹总在风雨后,他们逐渐看到了越来越多的胜利曙光。

几个月艰难的研发,项目立项建议书终于通过了专家的评审。为“智艇1”号项目的研发、研制工作推进,奠定了坚实的基础。可是后面的路,必然会有更多挑战,更艰难的战斗。项目组做好了各种准备,蓄势待发。

昼夜赶工  成功下水

“智艇1”号签订建造合同伊始,就受到了2022年3月份疫情爆发的影响,项目组原有的工作状态被打破了,然而并未因此被打乱工作节奏。大家采用居家远程办公的方法,通力协作,加班加点,确保详细设计图纸的节点。

舾装主管张波感染了新冠肺炎,而且腰疼难耐,可是他依然带病工作,开会、协调一次也没拉下,哪怕半夜十一、二点也在线及时答复相关技术问题。

“我们项目组很多同事也感染了,大家都知道,这样不仅同事的工作量会倍增,而且还会影响项目进度,所以都说自己没事,而是坚持在线工作。”张波说。

领导千叮咛、万嘱咐大家身体第一,但是项目组里“阳”的,依然坚守岗位,赶进度、坚持拼的成员不在少数。图片图片

经过昼夜赶工,2022年4月28日“智艇1”号顺利开工。可是,又马上遇到一个新的难点——采购设备。由于国外新冠疫情非常严重,进口设备延迟交付,国内又因新疫情封闭管控,设备也延迟交付。采购设备变得十分艰难。

如何破解这个难题?项目组通过多次集中讨论,决定尽量选取有进口设备库存的供应商和抓紧国产设备的技术协议谈判、设备订货等措施,终于完成了进口主机、进口齿轮箱、进口静音发电机组、混合动力系统、通导系统、航行态势增强感知等13项设备的采购和验收,有力保障了项目建造节点。

林林总总的问题总想带节奏,延迟建造进度,项目组根本不给它们这样的机会,总是把问题想在前,一个一个排除,为建造顺利推进铺平道路。

项目组每周与英辉南方造船、外高桥造船工程管理、九院、广州翼翔工程等单位,召开联合周生产视频会,协调计划进度,细化外观和内装设计方案、型线设计方案、螺旋桨设计方案、模型试验航速预报以及建造策划、系泊及航行试验大纲等专家评审会,还有增加尾侧推器、智能系统方案、驾控台布置、内装工程技术等大量技术协调会,研讨各种各样的问题,破解各种各样的技术难题。在确保进度和质量的前提下,高效推进游艇的建造。

自2022年8月1日总攻之日起,项目经理徐旭敏每周带领各专业负责人赴英辉南方造船,各专业相关设计人员就关键技术问题展开了深入的交流讨论,并开展了实地技术探讨,加强对船体建造精度,电缆管系及设备系统安装合理性,内装工程高标准施工的管控和空船重量重心的控制。

不分昼夜、坚持不懈的努力,终于迎来了激动人心的时刻。2022年11月8日,“智艇1”号在广州顺利下水。

不遗余力 倾情奉献

“智艇1”号下水后,项目组工作重心也从设计、施工配合,转移到了各系统的调试和测试中。倾斜试验、空船称重、常规动力系统测试、混动系统以及自主航行和自主靠离泊等智能系统,都是对项目组的一次次精细作风的检验和坚强意志的考验。图片

2023年3月该艇在珠海进行智能航行实船测试期间,停靠在海事局水泥码头,由于海况非常糟糕,晚上潮差高达2-3米,若不及时收放缆绳,“智艇1”号将会受到严重碰撞,导致艇身及内部重要系统受损,后果不堪设想。

项目副总指挥杨博当机立断,迅速将所有测试人员分成3个临时工作小组,每天进行两班倒模式,随时观察海水涨、落潮情况,及时调整缆绳长度,日夜守护游艇,以防国有资产受损。

晚上未轮到值班的测试人员,就打地铺凑合睡觉,有的测试人员因晕船非常不适,整夜无法休息。有一天晚上12点,全船突然断电。“一定是什么地方发生了故障,必须尽快搞清楚。”船体主管张文斌和内装主管孙大虎毫不犹豫地冒着危险,爬上了落差两米的岸边,检查各项岸电装置,然后又胆战心惊地爬回艇上,检查各大设备以及连接岸电的装置。

时间一分分过去,他们终于发现是连接岸电的插头出现了故障,马上进行排除。第二天凌晨,杨博虽然一夜未眠,但是他安排身体不适的测试人员先行离艇返沪,自己留下来坚持带艇返航。

参加测试的英辉船厂谢光能主任非常感动地说:“在双方合作的一年里,我深切感受到了贵团队在技术上的专业性,可是本次试航更是让我看到贵团队从上到下的相互支持,每一位项目组成员都在积极为实现目标不遗余力地贡献力量。你们项目组团队的协作、奉献精神让我深感敬佩。”图片

2023年11月27日,备受关注的“智艇1”号产品发布会在广州南沙成功举行。项目组成员百感交集。这不仅代表数月来的辛勤付出获得了回报,更是中国船舶集团实施新兴海洋经济装备产业发展战略,提升高端游艇研制能力,培育游艇市场,打造“中船智艇”品牌等方面,迈出的具有里程碑意义的一步。

《探索交通》向海图强—「珠海云」智能型无人系统科考母船

《探索交通》向海图强—「珠海云」智能型无人系统科考母船_综艺_央视网(cctv.com)

正片解析:向海图强—“珠海云”智能型无人系统科考母船

正片解析:向海图强—“珠海云”智能型无人系统科考母船 (qq.com)

(坐标:中国·珠海三一海工码头)
2023年10月30日,全球首艘具有远程遥控和开阔水域自主航行功能的海洋级科考船“珠海云”即将从码头出发,开启一场为期约20天的自主航行长航程科考航次,从珠海出发至大连,经上海后最终返回珠海。中午12点18分,一切准备就绪,汽笛响起,“珠海云”正式起航。

全球首艘智能型无人系统科考母船

“珠海云”隶属于南方海洋实验室,船长88.5米,型宽14.0米,型深6.1米,设计吃水3.7米,设计排水量约2100吨,最大航速18节,经济航速为13节,作为全新的“智能型”无人系统支持母船,“珠海云”在设计时就采用全新的表达,将智能型科考船的独特性外化,仿佛海豚跃出水面的动感瞬间,充分体现人与海洋和谐共生的全新生态伦理关系,是一种具有未来感、科幻世界中的“海洋新物种”

船舶宽敞的甲板可搭载数十台配置不同观测仪器的空、海、潜无人系统装备,能在目标海区批量化布放,实现智能敏捷的海洋立体动态观测,这一特点使得“珠海云”成为全球首艘智能型无人系统科考母船

中国第一艘满足中国船级社《智能船舶规范》(2020)远程遥控和自主航行技术要求的远洋船舶且配备的重要设备均为我国自主研制

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中国船级社科研试验中心主任 蔡玉良

中国船级社是国际船级社协会的会员之一,所以中国船级社签发的证书整个行业是认可的,中国船级社作为规范标准的提供者,早在2015年就发布了全球首部的《智能船舶规范》,包括(智能)集成平台、智能航行、智能机舱、智能能效等若干个功能,从15年到现在,不断的在更新完善扩充技术条款,明确了功能要求和技术层面的要求。
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中国船级社上海规范研究所智能研究部主任 孙武

中国船级社的规范比较早,我们确定的目标是让船舶更加安全、更加环保、更加经济、更加高效,那我们在定义智能船舶的时候,我们也是用的这个概念,就是叫“智能化”的概念,就是说我们有这些智能技术在船上应用,首先是预测,再给出决策建议,最后再操作,执行控制,那么这些智能特点它并不一定都有,它可能有一部分功能,所以智能船舶它发展方式和方向是很多的,它是一个复杂的系统。

尽管船舶智能化已经进入持续探索发展阶段,但相关技术方案尚未成熟、工程实践尚欠广泛应用,关于智能船舶的定义、术语、分级分类、技术架构尚未统一。中国船级社(CCS)发布的《智能船舶规范》将智能船舶定义为:利用传感器、通信、物联网、互联网等技术手段,自动感知和获得船舶自身、海洋环境、物流、港口等方面的信息和数据,并基于计算机技术、自动控制技术和大数据处理和分析技术,在船舶航行、管理、维护保养、货物运输等方面实现智能化运行的船舶,以使船舶更加安全、更加环保、更加经济和更加高效。IMO将其称为海上自主水面船舶(Maritime Autonomous Surface Ships,MASS),系指在不同程度上可以独立于人员干预运行的船舶。
2015年,中国船级社发布了全球首部智能船舶规范,该规范构建了“一个平台+N个智能应用”的智能船舶技术架构。英国劳氏船级社(LR)、日本船级社(NK)、挪威船级社(DNV)等船级社陆续发布了智能船舶相关的规范或指南。这些文件规范和支撑了智能船舶的发展。
“珠海云”拥有最多的智能船级符号“i-ship(No,R1,M,I)”,特别是开阔水域自主航行的附加标志属于开创性的,而开展这一次的复杂水域长航程试验,则是在实船运行方面积累宝贵经验,10月30日下午,“珠海云”驶离狭窄水域,进入具备测试自主航行技术条件的开阔水域,船舶航行控制权切换至自主航行系统,正式吹响全球范围内首次在技术产品经船级社认证后进入实船应用的号角。,时长00:25

中国船舶集团第七O四研究所系统总体部副主任 殷非

其实自主航行是分为开阔水域自主航行和狭窄水域自主航行,我们目前也是按照中国船级社的规范的规划,在码头区域或者是在航道区域的话,其实是属于这个狭窄水域自主航行的范畴,那么在我们驶出近海的航道,进入到大洋上进行航行的时候,我们可以把它定义为开阔水域自主航行。
船舶自主航行一词来源于国际海事组织(IMO)在2017年召开的第98届海上安全委员会(MSC 98),目前已经发布了《海上自主水面船舶试验临时导则》。世界主要航运国家海事主管当局也在法律法规方面进行了积极的探索。欧洲部分国家和地区对区域性法规的制定进行了尝试。我国交通运输部海事局起草了《船舶自主航行试验技术与检验暂行规则》并对外征求意见,旨在明确船舶开展自主航行相关试验的技术和检验要求。自主航行系统的作用相当于船舶“大脑”,借助先进的感知设备耳听六路,眼观八方,获取各种航行环境信息,将这些处理后形成决策动作,与发挥“四肢”作用的动力系统共同配合,让船舶安全平稳的行驶在海洋中。
值得注意的是,“珠海云”所搭载的这一整套核心设备几乎都来自于中国本土

自主航行系统与远程遥控系统由中国船舶第704研究所开发,取得了全球首张CCS型式认可证书动力系统所采用的吊舱推进器打破国外公司长达几十年的垄断,实现了自主创新2MW以上吊舱推进器的首次实船应用

“珠海云”的这一次选择,是国产设备从研发走向实际场景的一次破冰,更说明了决定者的魄力。,时长00:43

南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海)首席工程师 周宁总归要给国产化设备提供实际的应用场景的,作为船东来说,我们既然拥有了这么一个好的船,我们希望它的优点长处能够得到充分的发挥,那么国产这一块,比如像吊舱,他们研发了13年,没有人敢用,那么我当时敢用的基于两点,调研的过程当中,听到他们做台架实验做了2000多个小时,我认为他们的实验已经做得充分了;再一个就是我两台推进器不可能同时出问题,即便是在海上它一台出问题,我还有一台不至于船舶完全失去动力。
在前面3天的时间里,船舶先后遇到超五级海况风浪、夜间航行、多船会遇等复杂情形,在国产化设备的支撑下,“珠海云”平安渡过。11月3日中午,外面阳光明媚,看似平静的气氛下,“珠海云”却即将面对一个更为复杂的挑战——处于狭窄水域和开阔水域交界地带的中国第一大群岛舟山群岛,发达的沿海经济促使沿海水域格外忙碌,各种商船、渔船、渔网以及海面漂浮物等,对于自主航行系统来说是一场极大的考验。,时长00:32

中国船舶集团第七O四研究所系统总体部工程师 张程

现在的话是我们自主航行过程当中所遇到的一个经典避碰场面,黑色代表的是本船位置,绿色代表的是周围的那些船舶,现在的话我本船要按照我设定的好的航线自主航行,那么就因为有两条船在我就是航线上附近,会对我造成一个紧迫局面,所以我为了能够一方面能按照航线航行,另一方面避开这两条船,所以我现在在进行一个紧急的追越。

图1图2

通过系统的界面(如图1)我们在周围6海里范围内能看到几十艘船舶,然而因为距离过远,肉眼可见的船寥寥无几(如图2),这是海洋航行与道路交通的不同之处,受航行环境与航行工具特点限制,船舶航行时需要在遵守相关规则标准之外,更要尽可能避免频繁做出动作,以免造成不必要的燃油消耗,因此需要系统像拥有丰富实践经验的船长一样能够灵活应对复杂的航行环境,驾驶室里,工程师们就实际场景与船长沟通交流,为后续的技术迭代积累经验。

热烈的讨论每天都在进行,自海上自主航行科考的那一天开始,持续而又繁琐的研究与讨论工作便是常态,早在本次试验前,自主航行产品就已经进行了数十种仿真测试和实船测试。

(此场景会遇态势为右舷交叉相遇,目标船距离本船8.2海里,最近会遇距离为0.06海里,会遇时间为20分钟)

由于安全性、经济性的原因,实际海试难以模拟全部避碰场景。通过海量的、复杂的包括危险的船舶避碰场景构建和仿真测试,可以有效判定避碰算法、控制指令是否合理、有效。“珠海云”的仿真验证全部在中国船级社进行,基于《国际海上避碰规则》构建了会遇、追越等典型测试场景库,重点对系统的合规性和安全性进行了验证,帮助系统改进提升,保障了自主航行的安全性。作为船舶行业的独立第三方机构,船级社也参与和见证了此次长距离自主航行的航次,为这个航次实践增添了权威色彩。

中国科考船迭代11月4日上午,经过6天的航行,船舶抵达了大连,“珠海云”去程的表现完美诠释了作为第五代科考船所具备的智能化特质
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中国科学院院士 

南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海)主任 陈大可

第一代的科考船其实不是真正的科考船;第二代就是真正为科考来打造的专业的船了,专业化的程度就比较高;第三代在我们看来自动化的程度就比较高了;第四代,如果用一个词来说应该就是信息化;第五代就是智能化,不仅仅是科考船,所有的其他船舶应该都是朝这个方向走。

海洋是生命的起源,在海洋的探索和开发中,船舶载着人类的智慧出发,带回了事关社会进步的巨大能量,也带回了更多未知的难题,想要进一步了解海洋,船舶技术的发展是研究者们走向蔚蓝的武器,11月18日下午,历经20天航行,“珠海云”返回码头,创造了中国自主航行长航程航次的新纪录

船长黄继明:现在我宣布,

“珠海云”本次自主航行长航程试验圆满结束,时长00:22

中国船舶集团第七O四研究所系统总体部副主任 殷非

本次自主航行试验不仅是我们国家第一次开展千海里以上的长航程试验,在国际上也是经过船级社认证后的产品第一次投入实船的使用,充分验证了我们国家自主航行产品的技术水平和产品的能力,在我们国家自主航行发展的历程上具有里程碑的意义。
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中国船舶集团第七O四研究所智能系统科副科长 刘彬

本次3000海里长航程试验,我们从珠海出发,整个航行过程都非常的复杂,也都非常的典型,例如舟山群岛和黄渤海是典型的船多、渔网也特别多,珠江口和长江口是典型的船特别多,在面对如此复杂的航行场景,我们的自主航行系统在历时200个小时的过程中,完成了100多次的自动避碰,记录了所有的航行场景,为我们产品的迭代升级和我国自主航行技术进步积累了丰富的实践经验。

海洋强国战略高度

纵观历史,任何大国的崛起必然伴随海洋化进程,中国在推进现代化的历程中,需要不断调整自己的海洋战略,智能船舶的发展将成为加速建设海洋强国的神兵利器
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中国科学院院士 

南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海)主任 陈大可

可以从几个层面来考虑,第一个是经济的层面,我们国家也是个航运大国,船舶和水运行业的智能化是必须要做的一个事情;第二从科技科学发展的层面上来考虑,像智能船它是完全可以改变我们现有的海洋观测的一个模式,极大的提高效率,大家都想跃跃欲试,想要用这个船来做一些以前敢想不敢做的事情,所以从这两个方面来说,我们肯定要走这样一条路。
中国的船舶正在迎来新的时代,竞争促使人们不断提升技术,开发新的产品,在很多尖端领域,中国已切入全速奔跑模式,面对前所未有的机遇,中国人拥有足够的自信应对前方未知的挑战,描绘出海洋事业一番新的局面,未来的日子里,“珠海云”也将发挥引领带动作用,带着中国海洋人向海图强的希冀和梦想,一路劈波斩浪,纵横深蓝万里。