南极科考、远洋运输、自主航行 无人船时代“启航” 三峡库区重庆段重要支流航道新增300余公里“水上高速”

2019-11-16

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  图为2017年通过船级社证的3.88万吨“大智”号智能货船受访者供图

  本报记者 陈 瑜

  英国东英吉利大学近日表示该校团队正与一家公司合作研发一种能在南极海域严酷环境下使用的无人驾驶船这有助为科学家分析海平面上升原因并获取更多重要数据。因为使用环境特殊该无人驾驶船引发社会广泛注意。

  中国船舶工业集团有限公司上海船舶研究设计院创新中心智能船部主任李鑫6日在接受科技日报记者采访时表示即使无人驾驶船已被用于南极环境但要让以远洋运输货船为代表的大型商船真正走向无人化还得等几十年。

  极地海域飞溅的海水易在船面结冰

  记者搜寻发现在第34次南极科考中珠海云洲智能科技有限公司的4艘无人船在南极自然条件最恶劣的区域之一——恩科斯堡岛周边海域完成了5平方公里海域多波束全覆盖海底地形测量为船舶航行与中国第5个南极科考站建设提供了基础空间地理信息数据支撑。

  在李鑫看来用于极地海域的无人船面临的一大挑战是船舶如何承受严寒环境考验。在气温低于零下50摄氏度的环境中飞溅的海水会在船体表面结冰。因为船上无人值守不能进行除冰作业大量的结冰会让船上设备及系统无法工作并影响船舶稳性因此需要大范围采用防冻化设计。

  报道称为解决这些问题英国的研究团队正在筛选一系列涂层材料以便让船体表面“不粘”飞溅的海水或雪花会从船体表面直接滑落而不造成影响。团队已在一个大型仓库中模拟南极环境测试这些材料。

  其实不仅是科考船运输船方面的无人探索也已开始。

  曾引起媒体高度注意的挪威“YARA Birkeland”号被认为是“海上特斯拉”。37英里航线的起始点为一处肥料生产工厂终点为拉维克港口。假如依靠路面货物运输需要汽车运输4000车次显然在人力成本高的北欧这并不经济。借助自身安装的GPS、雷达、摄像头与传感器“YARA Birkeland”号可自动穿梭于其他船只之间还能在到达终点时实现自行停靠。

  同样在芬兰一艘渡船也在进行无人化改造原因是两名老船员退休年轻人又不会驾驶这艘船。无人化改造成为必由之路。

  李鑫曾参加过国际海事组织有关无人船的几次讨论。他告诉记者目前无人船或者无人艇并没有严格定义多是用功能性的描述字眼“远程控制、自主航行、自主决策”来形容。“好比篮球、足球会有不同的功能但对球本身的材质、压力并不会有严格界定。”

  虽然界定不清但不可忽视的现实是继无人机、无人驾驶汽车后无人航运成为全球注意的热点。此前有专家预测未来全球无人航运市场规模将达到万亿美元级别。

  自主航行相关人工智能尚弱

  放眼全球目前很多国家都已进行与无人船相关的研究工作其目标大体一致都是为最终实现无人驾驶船舶做准备但研究着眼点略有差异。

  早在上世纪80年代日本就开始了船舶无人航行的研究但受限于当时的网络与信息技术没有真正实现船舶智能化也没有进行类似的针对智能船整体解决方案的研究而只是开发出一些智能系统与智能相关标准。

  韩国的智能船舶主要是由造船厂主导研究重点在于利用岸基资源对船上的数据进行采集、分析与评估。

  欧洲的智能船研究联合了多家单位其思路是围绕智能船舶的远程控制技术与无人自主航行的可行性进行研究工作。

  李鑫告诉记者在业内探讨中无人船被分为两个层面一是远程遥控另一个更高层面是无人自主换言之不需要人的干预。“无论是科考船还是运输船要实现对船只的远程遥控并非难事。从技术上来说最核心的是要解决网络安全与基于控制的船岸协同问题。”在李鑫看来要实现更高层面的完全无人自主还有更长的路要走。

  航行中的船舶受力复杂涉及前后左右上下六个维度的运动。但与无人自主直接相关的人工智能当下尚处于弱智能阶段要落地还有很远。李鑫举例说“YARA Birkeland”号下水后第一年仍需要有人驾驶与其他船只不同的是通过嵌在船舶里的机器模型机器会通过自我学习的方式获取驾驶技能预计到2020年才能执行完全自主操作。

  与国外相比我国的智能船舶的研究起步虽晚但也取得了一定的成绩。中国船舶工业集团之前启动的黎明工程项目计划以上海船舶研究设计院设计的绿色海豚系列3.88万吨系列散货船为基础由上海船舶研究设计院牵头多家单位参与旨在国内率先研发、建造一型具有国际先进水平的智能示范船舶。

  该项目首次尝试将“智能”概念应用于船舶领域是我国对智能船舶关键技术研究的初步探索。该型船“大智”号成为全球首艘获得船级社智能符号的船舶。

  在此基础上2016年12月工业与信息化部正式批复了高技术船舶科研项目——智能船舶1.0研发专项。预计11月底专项的第一艘示范船——招商40万吨矿砂船将被交付该船通过多种智能系统与应用为船舶营运提供更为安全、经济与高效的方案在现阶段这也被认为是对大型商船有效的辅助方式。

  大型商船无人化面临技术与法规制约

  除了科考在李鑫看来小型无人船有着广阔的应用场景。

  比如在我国200海里专属经济区每年禁渔期海事部门要专门开出巡逻船一走就是好几个月。假如在某些固定点布设无人小船巡逻进行远程执法取证可以大大降低执法成本。

  在海洋环境监测、海上搜救、防灾减灾等领域已经研制出了多型无人船试验样机。

  虽然前景被看好但李鑫说要对大型商船实现无人化在技术与实用上还存在问题。

  与无人驾驶汽车相比无人船在技术上与之有相通之处但因为航行方式与运行环境的不同在技术上也有其独特之处。

  无人驾驶船舶要进入航运面临诸多海事法规的限制。比如按照国际海事组织规定海上航行船舶要遵循〖海上航行避碰法则〗为此需要进行可靠性测试。

  国际海事组织之前表示预计在2020年前法规不会允许无人驾驶船只被投放下水航行也不会出台无人船立法。

  业内专家解释说船在开阔水域行驶可以不需要人真正操作但进入繁忙水道必须有人介入。按照国际劳工组织要求需要有足够人力来保障船只航行安全。真正的无人船首先涉及到减员问题而要修改该法律条款首先要证明不需要这么多人。此外现行法律对必须有多少相关设备才能满足航行要求做出了明确规定真正的无人船在船载设备方面会有变动可靠性如何应急情况下怎么办这些必须经过验证后才会被允许航行而到目前为止还没有真正的相关验证。

  中新社重庆12月17日电 重庆航运建设发展有限公司17日发布消息称随着重庆忠县东溪河航道整治利用工程顺利通过第三方检测验收三峡库区重庆段重要支流300多公里航道全面升级为高等级航道有效改善三峡库区的通航条件。

  高等级航道被称为“水上高速公路”即设计航道尺度(双线航宽×航深×弯曲半径)60×3×480米通航保证率为98%的航道。三峡库区重要支流是连接长江的主要交通通道但部分支流河段存在航道等级低、弯曲半径不足等现象航道条件无法满足目前航运需要。

  “近年来按照重庆市航道发展规划先后建设完成了三峡库区小江、梅溪河、抱龙河、汤溪河、磨刀溪、东溪河、嘉陵江与乌江部分河段的航道整治工程新增里程达302.3公里其中三级航道为300公里。”重庆航运建设发展有限公司董事长刘大川表示这不仅有效改善了库区重要支流航道的通航条件而且对促进库区实施乡村振兴与脱贫致富具有重要作用。

  在长江云阳段与三峡库区重要支流的小江流域52公里航道经过整治由等外级提升成为了高等级航道。据重庆云阳县港航管理处航道管理科科长庞增立介绍小江航道整治前辖区船舶以500吨至1000吨级为主整治后进出辖区船舶以2000吨至4000吨级为主最大船舶载重吨位达7000余吨形成与长江航道干支直达的格局。

  重庆航发司航道工程部副经理吴玉林称2019年重庆市还将启动鳊鱼溪、黛溪河、渠江等航道整治工程预计2020年基本完成。(完)

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