智飞号控制与航行系统的海试进度

阶段1:
完成自动控制系统调试,包括改进的DP和AP系统;
已完成
完成态势感知系统各传感器调试,包括AIS、雷达、光学,毫米波和激光雷达待定
毫米波和激光雷达尚未测试,雷达还有调优空间
完成数据链路验证,船载数据中心和岸基数据中心完成联调
测试了现有的数据链路,稳定性不足以测试远程遥控

阶段2
完成DP/AP特定动作和控制接口调试
已完成
完成态势感知系统多传感器融合功能调试
已完成
完成自动靠泊拆解动作试验运行
已完成,最终达成直接靠岸的效果,无需设置安全距离
完成无控制权下No(开阔水域自主航行)系统的运行调试
进行中,测试水域难以达成会遇条件,动态障碍物较少,对感知和避碰的测试不利
完成无控制权下远程控制系统调试
需完善/升级现有网络链路

阶段3

自动靠泊
远程控制
开阔水域自主航行

我国自主研发智能航行船舶成功海试

http://paper.people.com.cn/rmrb/html/2021-09/15/nw.D110000renmrb_20210915_6-01.htm

我国自主研发智能航行船舶成功海试

《 人民日报 》( 2021年09月15日   第 01 版)

  9月14日,我国自主研发的智能航行300TEU集装箱商船“智飞”号,在山东青岛女岛海区成功开展海试。

  “智飞”号具有人工驾驶、远程遥控驾驶和无人自主航行3种驾驶模式,能够实现航行环境智能感知认知、自主循迹、航线自主规划、智能避碰、自动靠离泊和远程遥控驾驶,还配备船舶航行辅助系统,可在人工驾驶模式下为驾驶员提供信息、环境认知、安全预警等支持。

  张进刚  康照建摄影报道(人民视觉)

30家船企联手打造日本无人船陆上支持中心曝光

http://www.eworldship.com/html/2021/ship_inside_and_outside_0906/174541.html

30家船企联手打造日本无人船陆上支持中心曝光

日本无人船研发项目迈出重要一步,为无人船开发的陆上支持中心正式完成,即将进行无人集装箱船实船测试,目标在2025年以前实现无人船技术商业化。日本希望以此抢占先机,在未来无人船领域掌握主导权。

9月2日,日本邮船集团成员日本海洋科学公布了团队刚刚开发完成的最新成果——位于千叶市美滨区的陆上支持中心,这是无人船项目“DFFAS(Designing the Future of Full Autonomous Ship)”的一部分,目标是在2025年之前实现无人集装箱船技术商业化。

预计合作方将于2022年2月从东京湾至伊势湾,在拥挤海域进行长距离无人船航行实证实验。在示范测试中,一艘204TEU内航集装箱船“SUZAKU”号将配备“DFFAS”无人船操作系统,在东京湾和伊势湾之间进行390公里的往返航行,以证明该系统在拥挤水域的实用性。陆上支持中心将负责在测试期间对船舶进行远程监控,并在紧急情况下进行远程操作。

30家船企联手打造日本无人船陆上支持中心曝光

DFFAS系统将于11月安装在集装箱上,然后于12月将这两个特殊的集装箱放置在“SUZAKU”号船尾,船舶改装图纸由今治造船和日本造船联合(JMU)的合资企业“日本造船”负责提供,改装工作在三和船坞进行。陆上支持中心的综合信息管理系统由日本无线(JRC)设计。

30家船企联手打造日本无人船陆上支持中心曝光

陆上支持中心由一个综合展示区和一个应急响应区组成。综合展示区从船上和陆地上的各种来源收集信息,并在显示器上展示出来。在岸上的船长和轮机长可以通过查看显示器上的信息来检查船舶的运行状况并制定航线计划。应急响应区使岸上的船长能够在发生紧急情况时与船上的DFFAS系统相连接,此外还允许船长参与船上的DFFAS系统,船长可以获得与船舶相同的信息,例如船舶周围的图像和雷达等,并能够运城控制船舶。

借由这一支持中心,除了向来需要仰赖船员经验等的高效率航线规划能交由电脑设定以外,还可通过全球卫星定位系统(GPS)监视集装箱船位置,掌握航线上是否有潜在事故风险等。发生紧急状况时,可在专用设备的操控座位上切换成手动行驶,以避免发生事故等。

30家船企联手打造日本无人船陆上支持中心曝光

负责监管DFFAS项目的日本海洋科学导航技术组组长桑原悟表示:“DFFAS汇集了来自各公司和行业的专家以及研究人员的大量专业知识。在未来,我们将通过自主船舶核心技术的标准化,为整个行业的发展作出贡献,同时创造一个新的参与者可以加入竞争的环境。我们的目标是为日本的自主船舶制定一个宏伟的计划,并实现其在社会中的实际应用。”

据了解,DFFAS项目合作伙伴包括日本海洋科学、IKOUS、气象新闻公司(WNI)、EIZO、MTI、日本电信电话、NTT DOCOMO、NTT Communications、Japan Hamworthy、日本造船联合(JMU)、SKY Perfect JSAT Corporation、东京计器、Nabtesco Corporation、日本海运、日本邮船、日本无线、BEMAC、pluszero、古野电气、本田重工业、三菱综合研究所、横河电子机器等30家公司。

DFFAS项目由在无人船领域拥有丰富国际经验的众多专家开展开放式合作,目标是实现无人船支持的日本物流社会新时代。该项目将从事无人船实用化所必须的自动航行、陆上支援、远程操纵、通信线路等各系统的开发应用。

30家船企联手打造日本无人船陆上支持中心曝光

据国际船舶网了解,DFFAS项目是日本财团(Nippon Foundation)“无人船示范试验技术开发共同项目”的一部分。去年6月,日本财团选定了5个联盟参与这一无人船项目,并着手进行无人船示范试验。日本财团的项目汇集了航运、造船、船舶设备制造商等40余家日本企业,船型涉及大型渡船、集装箱船、客船等不同主题,日本希望以此抢占先机,在未来无人船领域掌握主导权。

该项目的5个联盟包括“智能渡船开发”、“无人航行船@横须贺市猿岛”、“以内航集装箱船和渡船为基础的无人化技术示范试验”、“无人航行船的未来创造”以及“水陆两用无人驾驶技术开发”。按照计划,日本财团将在2021财年(2021年4月至2022年3月)提供总额34亿日元(约合人民币2.24亿元),预计到2040年将有50%的内航船实现无人驾驶。

据了解,日本财团是一家日本民间团体,成立于1962年。自创立以来,日本财团便立足于民间,开展社会活动,主要涉及社会福祉、教育、文化,海事、船舶事业活动,以及海外人道支援、人才培养等三大领域。

三星重工完成自主船舶对向航行避碰测试

http://www.eworldship.com/html/2021/Shipyards_0907/174552.html

随着三星重工采用自主研发的自主船舶航行系统首次完成自主船舶对向航行避碰测试,韩国造船业在大型无人船研发领域又领先一步。

9月2日,在位于韩国西南端的新安郡可居岛附近海域,三星重工与木浦海洋大学成功对两艘对向行驶的自主航行船舶进行了避碰实证测试。这是全球首次成功采用船舶相互认知并自动避碰技术进行的海上实证测试,三星重工也由此成为世界上首家拥有大型船舶远程自主航行技术的造船企业。

全球首次!三星重工完成自主船舶对向航行避碰测试

木浦海洋大学“世界路”号教学实习船

全球首次!三星重工完成自主船舶对向航行避碰测试

“SAMSUNG T-8”号拖船

参与此次实证测试的两艘船分别是木浦海洋大学的9200吨级大型航海教学实习船“世界路”号和三星重工的300吨级拖船“SAMSUNG T-8”号。这两艘船搭载着三星重工自主开发的远程自主航海系统SAS(Samsung Autonomous Ship),进行了自主航行船舶之间避碰、ㄹ字型的多重经由点航线控制演示。

这两艘船在海上以最高14节的航速驶向各自指定的目的地,在自主航行过程中遇到对方迎面驶来的情况后,在最小会遇距离(DCPA) 1海里外安全躲避对方,并继续驶向原来设定的目的地。此外,在航迹交叉(Crossing Track)的情况下,这两艘船也表现出了稳定的变速及转向等自主航行性能。

全球首次!三星重工完成自主船舶对向航行避碰测试
全球首次!三星重工完成自主船舶对向航行避碰测试

同时,在距离此次实证测试海域300公里的三星重工大田陆上管制中心,对船舶航行情况进行了实时监控,并收集和分析了船舶航行数据。

三星重工自主开发的远程自主船舶系统SAS(Samsung Autonomous Ship)可以实时分析安装在船舶上的雷达、全球定位系统(GPS)、船舶自动识别系统(AIS, Automatic Identification System) 等航海通信设备的信号,并识别周边船舶及障碍物。该系统可根据船舶航行特点,对船舶碰撞危险度(CRI,Collision Risk Index) 进行评估,找出最佳避碰路径,并通过推进及转向装置自动控制,使船舶可以独自安全航行至目的地。

全球首次!三星重工完成自主船舶对向航行避碰测试

此外,通过应用全球首次适用于实船的船用360度全景式监控影像系统(Around View)和LTE/5G移动通信技术等,可以在远处的陆上控制中心直接俯瞰船舶的影像,对船舶实施远程控制。

以2022年实现SAS系统的商用化为目标,三星重工自2016年以来一直致力于研发远程自主航行技术。2019年12月,三星重工联合韩国最大的移动通信运营商SK电信,在其巨济造船厂附近海域成功进行了可以实施5G远程控制的长3.3米的模型船舶“Easy Go”号的试航,利用5G通信技术,提供了船舶自主远程航行技术商用化所需的研究环境。2020年10月,三星重工又在其巨济造船厂附近海域对长38米的“SAMSUNG T-8”号成功进行了远程自主航行测试,这也是韩国造船业界首次进行远程自主航行实船海上测试。

全球首次!三星重工完成自主船舶对向航行避碰测试

在此基础上,今年2月,三星重工与木浦海洋大学签订了智能自主航行船舶研发及实船海上测试的合作协议,通过分析此前积累的庞大自主航行数据,与木浦海洋大学的船舶最佳避碰航线研究及模拟课题等结合,在木浦-济州的实习航线上的部分区间,对与1000TEU级集装箱船大小相似的9200吨级“世界路”号自主航行技术成功进行了实船海上测试验证。

三星重工船舶海洋研究中心负责人金贤祖表示:“此次实证测试是全球首次在实际海浪、海风、海流等海上环境下,对两艘对向行驶的自主航行船舶的动向进行综合分析,并自行解决避碰问题的大型实船自主航行技术演示。这标志着SAS系统已经非常接近实现商用化的目标,今后成为自主航行船舶主要航海设备的可能性很高。”

三星重工技术开发本部部长郑浩贤强调:“在未来船舶时代即将来临这一重要转型时期,三星重工在业界率先掌握大型船舶远程自主航行技术,具有重大意义。在全球造船、海运业界,三星重工的远程自主航行技术将占有重要地位。”(王楚)

关于视情维护

这个脱胎于工业4.0的技术飘在空中已经很久了,转一篇文章梳理一下,关于大数据的价值挖掘和应用,这是个基础。

What is predictive maintenance?

Predictive maintenance uses historical, available data to foresee when equipment failure is likely to occur so that you can proactively address that potential failure with maintenance. This maximizes efficiency and reduces downtime.

Predictive maintenance vs preventive maintenance: What’s the difference?

Let’s be clear: predictive maintenance is different than preventive maintenance.

Preventive maintenance generally involves inspecting a machine or piece of equipment and doing some sort of maintenance on it. It’s usually performed on the basis of time (for example, seasonal HVAC inspections) or usage (for example, rotating a vehicle’s tires at 25000 miles).

Predictive maintenance, on the other hand, can be continuously monitored and acted on when conditions fall out of optimal parameters.

Why predictive maintenance now?

What’s driving this move to predictive maintenance is the Industry 4.0 revolution. The Internet of Things (IoT) is one of the main enablers of Industry 4.0, as it allows machine-to-machine connection and communication where it was not possible or practical before. IoT sensors that are attached to industrial machinery generate data which is then captured, collected, and analyzed.

The collected data is the jumping off point for predictive maintenance. The data that’s needed for predictive maintenance is time-series data, meaning it’s collected at specific, discrete times. With that information in hand, you can start to build out machine learning models to predict when machines are likely to fail.

TimescaleDB: relational database for time-series data

https://docs.timescale.com/timescaledb/latest/tutorials/nyc-taxi-cab/

处理传感器数据已经在各个领域积累了很多经验,面对智能航运相关的运行数据爆发,一些基础的技术准备工作是必须的。

基于传统数据库形成的采集、存储、显示的技术线路,一来并不能产生多少数据价值,长期作为监测报警系统的一部分;而来这个技术线路对巨量的传感器数据并不友好,采集存储端资源压力大,数据挖掘端也无法获得合适的工具和性能。

之前一直观察着influxdb,今天再引入一个TimescaleDB,虽然两者都是开源的时序数据库,但是在基础功能上,influxdb的集群功能是另外授权的, TimescaleDB基于底层的Postgre实现高可用和集群,填补了这个商用必须的功能空白。也正是由于Postgre的存在,TimescaleDB从某种角度上来说更灵活了一些。

开始的链接给出了基于TimescaleDB的一些应用案例,诸如Time-series forecasting之类最基础也是大家最关心的数据挖掘都有完整的演示。

Forecast the remaining lifespan of an IoT device

Forecast the number of taxi or ride share drivers necessary for a big holiday evening

看起来就很有趣,值得一试。

国内DP供应商新增704所

中国船级社认可的DP控制系统,除去设计认可的两个,近几日从6个变成了7个,中国船舶重工集团公司第七〇四研究所取得了最新的一张DP控制系统型式认可证书。

再刨去国外的三个,国内有能力供应DP控制系统的厂商有:

中国船舶重工集团公司第七〇四研究所
哈尔滨船海智能装备科技有限公司
中国船舶重工集团公司第七0七研究所
海思特海事技术(上海)有限公司

DP作为自动控制的核心技术,也是下一代智能控制系统研发的基础,因此,具备DP控制系统的供货能力,算是MASS这类大型智能/远程遥控船舶开发控制系统的基础。

人机振荡与闭环控制

而且飞机本身是自动驾驶飞行的,不需要人实时进行操控,虽然经过卫星转发,卫星转发一般有1.3秒的延迟,延迟会导致人机震荡,我们叫PIO,但是因为它是自动飞行,不需要人实时驾驶,只要发个指令就可以让它改航,可以盘旋,可以爬升,不会由于延迟导致的PIO,所以有了卫星链路的中继,就可以远程对无人机进行指挥和操作。

王英勋,独家:专家披露驰援河南翼龙无人机的幕后真容

船舶的远程遥控也有同样的问题,这也是不能将船上的手操系统单纯的连接到岸基操作台的重要原因。与船舶姿态相关的控制过程需要在船端实现闭环控制,才能避免PIO的发生。

因此,船端配备成熟的自动控制系统,是实现船舶远程遥控的技术基础。这些原先设计给驾驶人员使用的自动系统,无论是DP还是AP,都需要在经过改进和增强后,为岸基远程控制提供全新的控制接口,使岸基驾驶员从实时控制的反馈中脱离,只需要关心逻辑性的指令和指令执行的结果即可,同时将由通信延迟带来的影响降低。

黄埔文冲开建全球首艘智能型无人系统母船

http://www.eworldship.com/html/2021/NewShipUnderConstrunction_0720/173060.html

7月20日,全球首艘智能型无人系统母船在广州开工。该船由中国船舶集团旗下中船黄埔文冲船舶有限公司(黄埔文冲)为南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海)建造。

该船拥有“i-ship(No,R1,M,I)”智能船级符号,有望成为全球首艘具有远程遥控和开阔水域自主航行功能的科考船,将为我国开展海洋科考、建设海洋强国、发展社会经济带来前所未有的利器。

黄埔文冲开建全球首艘智能型无人系统母船

国家卫星海洋应用中心主任蒋兴伟院士,南方海洋实验室主任陈大可院士、副主任王辉研究员,广东海事局副局长林奎,自然资源部南海局副局长陈怀北,中国船级社上海规范研究所主任孙武、广州分社副总经理周立伟,黄埔文冲公司党委书记、董事长向辉明,中国舰船研究设计中心副所长李维林,上海船舶设备研究所所长高晓敏,中山大学副校长邰忠智等出席。

黄埔文冲开建全球首艘智能型无人系统母船

蒋兴伟院士致词:智能型无人系统母船为海洋科考开辟了新的天地,期待其为我国海洋强国建设作出新的贡献。

黄埔文冲开建全球首艘智能型无人系统母船

陈大可院士致词:智能型无人系统母船是美丽的、全新的“海洋物种”,将使观测海洋的模式发生革命性的变化。期望参建各方齐心协力、敢为人先,优质高效安全完成好该船建造工作。

来自国家卫星海洋应用中心、南方海洋实验室、广东海事局、广州黄埔海事处、中国船级社、自然资源部南海局、中山大学、清华大学、珠海云洲智能科技有限公司、黄埔文冲公司、中国舰船研究设计中心、上海船舶设备研究所、上海佳船、武汉船舶设计研究院等单位的来宾参加活动。

智能型无人系统母船由中国舰船设计研究中心负责设计建造总承包,清华大学美术学院唐林涛教授团队负责外观总体设计,贯彻了“未来感”“无人系统保障”“绿色智能”三大设计理念。据了解,智能型无人系统母船所配备的重要设备国产化率高,其所携带的动力系统、推进系统、智能系统、调查作业支持系统等均为中国制造,核心技术自主可控。

黄埔文冲开建全球首艘智能型无人系统母船

▲  无人机、无人艇、无人潜器的跨域协同作业,将实现科考手段的革命性突破

黄埔文冲开建全球首艘智能型无人系统母船

▲  无人化、智能化大大提升了母船履行使命任务的能力,使在恶劣、危险等极端条件下进行科考任务成为可能

智能型无人系统母船长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2000吨,最大航速18节,经济航速为13节。该船拥有宽敞的甲板,可搭载数十台配置不同观测仪器的空、海、潜无人系统装备,在目标海区批量化布放,进行面向任务的自适应组网,实现对特定目标的立体动态观测,是南方海洋实验室“智能快速机动海洋立体观测系统(IMOSOS)”的水面支持平台。

黄埔文冲开建全球首艘智能型无人系统母船

该船于12月18日签订建造合同。因设计建造周期紧、系统复杂,在为确保该船按期开工、尽早投入我国海洋科考事业,船东方南方海洋实验室组织各参建单位多次召开专题会,不断优化改进船舶技术状态,及时沟通解决问题,在实际生产技术准备周期不足7个月的情况下,使该船在设计出图和物资订货方面达到连续开工要求。

当前,智能化、无人化科技浪潮席卷全球,已成为第四次工业革命的重要引擎。黄埔文冲将充分借鉴成功经验,创新技术工艺,努力将智能型无人系统母船建造成为国际领先的划时代的科考装备。公司将以此为契机,坚持自主研发、创新驱动,深化人工智能技术应用,为船舶工业智能化、无人化贡献“黄埔文冲”方案。

国际造船新公约规范标准工作机制办公室组织召开我国船舶行业参与IMO MASS立法工作研讨会

https://mp.weixin.qq.com/s/WiRpGz9o3V7oSdf03qcQCQ

2021年6月29日,我国船舶行业参与IMO MASS立法工作研讨会在上海召开,会议采用线上与线下相结合的方式举行。本次会议参与面较广,浙江海事局、中国船级社、上海船舶研究设计院、大连船舶重工集团有限公司、北京海兰信数据科技股份有限公司、大连海事大学及武汉理工大学等来自海事监管、船舶设计、建造、配套和海事院校的专家及国际造船新公约规范标准工作机制办公室的代表参加了会议。

会议由上海船舶研究设计院李路副院长主持。

会议邀请来自浙江海事局的李喆副科长就IMO MASS立法范围界定议题审议结果、我国参与MASS立法范围界定工作情况以及后续工作计划等三个方面通报了IMO框架下MASS议题审议进展;

上海船舶研究设计院的李鑫主任从船舶数字化和自主化等方面介绍了MASS需解决的问题,从协同机制、发展路线以及合作模式等方面提出了MASS议题应对建议,向与会专家分享了MASS议题技术发展的思考;

中国船级社的贺辞高工从ISO自主船舶(MASS)术语标准制定的背景及进展情况,标准的框架、总体概念和主要内容等方面介绍了ISO自主船舶术语标准。

随后与会专家就MASS规则制定的顺序和重点、国内现有成果如何推向国际以及我国船舶行业如何参与IMO MASS立法等问题进行了深入的交流和讨论。

经过讨论,会议形成了以下共识:

1

MASS或智能船舶是未来船舶、航海技术发展的方向,我国船舶行业应以积极态度参与到IMO MASS立法工作中,这是提升我国船舶行业在国际海事规则制定的话语权,实现弯道超车的绝佳机会;

2

MASS立法是个复杂且庞大的工程,建议应根据船型特点等梳理MASS规则制定路径,分阶段推进。鉴于未来很长一段时间内都会存在MASS与传统船舶共同航行的局面,因此首先应研究自主航行、自主避碰等方面的立法,保障航行安全;

3

目前国内智能船舶技术发展很快,但是智能场景应用相对滞后,建议推进我国智能船舶场景应用,鼓励智能船舶特定场景示范应用,以促进技术进步、装备完善,促进规则发展;

4
根据智能技术的发展情况,对于已成熟应用的智能技术可先行立法、制定规则,建议国内可先行研究制定相应的法规,从而对船舶设计、建造、配套提供引导和指引;

5

通过国外的标准制定情况可以看出国外的产业布局情况,以提出制定国际标准的方式开展技术布局,值得我国业界参考和借鉴;

6

无人技术在汽车、飞机等行业都有发展,建议横向对标,相互借鉴;

7

国内针对智能船舶已有多项团体标准发布,可以研究通过制定国际标准、向IMO提交提案等方式将国内已有成果推广至国际。

最后,与会专家一致认为我国船舶行业要参与IMO MASS立法首先应厘清MASS与传统船舶的本质区别,找准核心问题,再进行布局,并形成合力,参与MASS国际立法。

国际造船新公约规范标准工作机制办公室后续将跟进国际发展,与海事监管部门积极联络、融通互通,引导船舶行业主动参与国际规则制定,最大程度维护我国船舶行业的利益。