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劳斯莱斯跨界“下海” 无人驾驶货船2020年或启航

劳斯莱斯预测,在未来几年,会出现类似无人驾驶的商用船只。早期可能是港口拖船或渡船,主要是用于运过河口或峡湾的短途运输。而自主航行的无人远洋货轮,将在未来10到15年内航行于大洋之上。
发布时间:2017-02-10 10:09        来源:环球网        作者:环球网

“无人船”的出现只是时间问题。

劳斯莱斯预测,在未来几年,会出现类似无人驾驶的商用船只。早期可能是港口拖船或渡船,主要是用于运过河口或峡湾的短途运输。而自主航行的无人远洋货轮,将在未来10到15年内航行于大洋之上。

无人船的出现,得益于数字通信和人工智能的发展。电子传感器、通讯以及计算机处理技术的发展,激起了人们对一系列无人驾驶交通工具的兴趣,包括汽车、飞机、直升机、火车以及轮船。

全球范围内众多公司和研究机构正在努力将这些想法变成现实。

劳斯莱斯已经在芬兰开始了一个联合产业项目:高级全自动水运应用(Advanced Autonomous Waterborne Applications,简称 AAWA)。预计在 10 年内打造能远程操控或全自动化的近海船只。

欧盟的MUNIN(海上智能无人导航网络)项目,由位于汉堡的Fraunhofer(弗劳恩霍夫)海运物流服务中心主导。这个项目正在对无人船在公海航行的技术、经济和法律方面进行可行性评估。

DNV GL(国际船只认证机构)的研究人员,正在探索通过电动无人船在挪威狭长海岸线运输货物的可能性。中国海事局和武汉理工大学联合成立多功能海上无人船只研发项目,目的是研究无人船在商业和军事领域的用途。

  为什么人们对无人驾驶船感兴趣?

这很容易解释:无人船更安全、更高效、运输成本更低。

根据德国慕尼黑安联保险在2012年发布的一份报告,大约75%至96%的海上事故是由人为错误造成的,通常是疲劳导致。远程控制的无人船将会降低这类风险,降低船员的伤亡率,而船只本身面临的危险也会更少。

1、海盗带来的威胁会更少。

因为是无人船,海盗登船难度加大。即使海盗成功登船,他们也无法控制船只。事实上,远程控制中心可以控制船只抛锚停船,或通过低速航行,让海军舰船可以很容易的赶来增援。因为没有船员,所以海盗无法将任何人扣押为人质,而没有人质的海盗不堪一击。

2、无人船另一个好处是更大的货物运载量以及更小的风阻。

因为没有船员,现有船只的一些设备就可以移除,比如甲板室、船员居住舱、通风装置、供暖设备以及下水道系统。去掉这些装置后,船会更轻巧,油耗、操作和建造成本都会相应降低,也能为货船腾出更大空间。

3、解决海上专业人才稀缺的问题。

随着海上船只越来越多的机械设备,操作变得复杂,对船员要求也越来越高。同时,航海作为职业本身的的吸引力在不断降低,发达国家很少会有人愿意出海远航,数星期甚至数月无法与家人相见。而远程控制和无人船只技术的发展,可以吸引更多高素质的年轻人进入这个行业。

当前,建造这种无人船的技术条件已经具备,但挑战在于监管机构是否允许这种船舶出海运营。现在,国际航运条例对是否允许这些船只出海航行,如何投保以及如何判定发生事故时的责任人等等问题还没有清楚的规定。

和劳斯莱斯AAWA项目一样,欧洲还有另外两个项目团队正在研究修改法规以明确这些问题。

SARUMS(欧洲无人海事系统安全与监管机构)就是其中之一。它由瑞典等其他六个成员国组成。在英国,海上自治系统监管工作组也在进行相关方面的努力。他们的最终目标是确保《国际海上人命安全公约》——管理国际航行的条例——在下一次修改时,能够反映新技术的发展。

讨论这些问题的监管者,肯定想清楚地知道无人船到底有多安全。所以,工程师现在的工作是采用相关技术,付出最大努力,避免所有潜在危险的出现。

无人船的关键能力

对无人船来说,关键能力是能够感知和传达周围环境的能力,以便其在航行过程中避免碰撞,安全到达目的地。

劳斯莱斯正在研发的态势感知系统(situational-awareness systems),将来自高清可见光和红外摄像头的图像与激光雷达、雷达测量方式相结合,提供无人船周围环境的详细图像。这些信息会被传回远程操控中心——在那里,有经验的船长会进行判断,或传给无人船上的计算机处理,并采取下一步行动。

远程操控的船长或自动航行系统也可以利用其他信息源:来自卫星导航的信息,天气预报,其它船只对自己身份和位置的报告。现在,利用多数据源和电子辅助设备已经成为船员日常工作的一部分。标注其它船只位置、帮助做出导航决策、检测船只主要设备、以及确保发动机和其他机械部件运转良好的系统,都已经问世。

将来,安装在船只上的关键传感器会获得更多数据。比如说主引擎,起重机和其它甲板机械,螺旋桨和船首推进器,发电机,滤油器等等。这些信息会有助于判断这些系统是否良好、高效地运行。当关键零件发生故障时,可以在下一个停靠港安排预防性维修,如果有必要的话,可以安排维修人员到海上登船维修。

当然,对无人船而言,及时获得数据非常关键。因此,这类船只需要时刻保持实时通讯。远洋航行卫星通讯早已经实现,而且现在越来越好。

尤其是AAWA的合作伙伴——国际海事卫星组织(Inmarsat)在2015年8月份发射了第三代Global Xpress卫星,使得该公司有能力支持全球任何地方的宽带数据连接。因此,在未来,Inmarsat能够像现在做的一样,在太空为无人驾驶船提供高速的宽带连接。

保护数据流以及防止船只系统被黑客入侵当然也非常关键。你肯定不想谁让船只偏离航线,或者更甚者,让船只和其他东西相撞。

  远程操控中心

即使无人船实现自主航行,岸上也必须有一个人能够在需要时对其进行操控。不同类型的船或者是处于不同航行阶段的船,需要不同的监督和控制水平。

远洋货船通常需要很少的人力监控,一个船长同时监督多艘船只。而在拥挤的航道运行的船只,例如靠近海岸,或驶入驶出港口期间,将需要船长给予非常充分的关注。

因此,远程操控系统和控制中心就成为了其中一个重要的技术组成部分。基于从航空、核能、空间探索以及建造用于训练水手的模拟器所获得的经验,劳斯莱斯一直在研究远程控制系统以及配套的远程控制中心。他们的结构既要考虑人类工程学,又要方便使用,还要能够实时传输船只周围的环境。

建造这样一个远程操控中心,劳斯莱斯工程师利用在设计和建造Unified Bridge时获得的经验。Unified Bridge是对传统舰桥的重新设计,能够为船员提供更加舒适、整洁、安全的工作环境。

劳斯莱斯Unified Bridge的首次应用是在2014年8月,应用在Simon Møkster运输公司的Stril Luna船上。从那开始,Unified Bridge系统开始用于拖船、豪华游艇、极地科考船甚至新型游艇。

制造、运营无人船很难有单一方案。一些船只不需要任何人就能航行,它们与现有设计完全不同。还有一些船需要自动航行与远程控制相结合,在开放水域启用自动航行模式,如果需要更复杂的操作,船只会回到远程控制模式。

比如一些游轮,如果只是为了提供客户服务、保证安全、让客户安心,就需要配备船员。未来,有船员的船只所使用的很多技术会与无人船一样。换句话说,新技术会让船员对周边环境有更好的了解,提高安全性。

  2020年问世

当前,劳斯莱斯正在进行第一代高级智能轮船的初步设计。劳斯莱斯与大学研究员、船只设计者、设备制造商等合作,探索解决经济、社会、法律、监管及技术等方面的问题。

投入商用的第一代智能船将采用现有技术。智能船将在单一“船旗国”进行航行测试(“船旗国”,航海术语,指能够为船只航行提供法律依据的国家)。

测试船可能是渡船、拖船或者其它在固定海域航行的沿海船舶。测试时仍然有船员,但他们不会插手航行的工作。

事实上,无人船投入测试为期不远。

挪威海事管理机构和挪威海岸管理局已经签署协议,允许企业在特隆赫姆峡湾进行相关测试,这是世界上第一片允许测试无人船的海域。芬兰海洋产业协会、芬兰交通通信局、Tekes(芬兰创新资助机构)也与劳斯莱斯及其它企业合作,探索在波罗的海部署无人船的尝试。

到2020年,无人船将有望出现在人们面前。2025年,一些有前瞻性的航运公司,将在公海上运营完全无人驾驶的远洋船只。到2030年,远洋无人运输船就会普及。

无人船在航运行业将经历革命性的变化,而更多的变化也在酝酿中。无人船的发展,毫无疑问,将对全球供应链带来一场革命,创造新的服务,如更加高效的租赁和拼船服务,海上货物运送网络兴起,以及其它创新。

这些变化可能会引起市场动荡,就像当初Uber,Spotify和Airbnb在相应领域一样。因此,无人船绝对不会是唯一的“搅局者”。

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