第06版:船舶
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2019年6月12日 星期

借鉴罗罗经验发展智能船舶

集装箱船舶“美莉马士基”号和“美迪马士基”号。本报资料室供图

□ 李蓉茜

2019年,中国政府积极推进智能船舶建造和智能航运发展,国务院相关部委紧锣密鼓出台各项政策。4月19日,工信部组织召开“船舶工业智能化转型推进工作电视电话会”,指出船舶工业智能化转型工作以智能船舶和智能制造“双轮”驱动。5月16日,交通运输部等七部委发布《智能航运发展指导意见》,提出到2020年年底,基本完成中国智能航运发展顶层设计,到2050年形成高质量智能航运体系。顶层试图通过设计引导,引领产业向智能化发展。

事实上,随着近年来智能船舶技术的不断发展,船舶智能化已经成为全球航运发展的大势所趋。智能船舶是指利用传感器、通信、互联网等技术手段实现智能感知,并通过自动控制技术和大数据以及人工智能技术来实现智能化运行。与智能制造如出一辙,智能船舶即是船舶自动化与信息技术的相融合。

智能船舶的发展不是一蹴而就的,是一个循序渐进的过程,其技术应用从低到高可分为感知阶段、辅助决策阶段、自主决策阶段与自动物流阶段。当前智能船舶的发展正处于由感知向辅助决策的过渡阶段。

在智能船舶研究领域,4月份刚刚完成收购罗尔斯—罗伊斯(罗罗)船舶业务的康士伯格无疑是目前走在最前列的企业。康士伯格是全球智能船舶领域的领导者之一,但是其收购的罗罗是全球智能船舶领域的毫无争议的领导者。过去几年中,罗罗将智能感知、船桥系统控制中心和健康管理解决方案结合在一起,研究开发智能船舶。

智能感知借力谷歌

在船舶智能感知技术上,罗罗与谷歌合作,利用后者的云机器学习引擎,进一步训练其基于人工智能的感知系统,用于探测、识别和跟踪船舶在海上可能遇到的各种物体,用以提升现有船舶的安全性。

谷歌云机器学习引擎采用基于神经网络的机器智能软件,机器学习是一套算法、工具和技术,能够模拟人类学习来解决具体问题。目前,经过充分训练的机器学习模型能够比人类更快更好地进行预测分析。

罗罗通过结合大量传感器、自动识别系统以及雷达等现有船舶系统形成感知系统,并创建了多样化船舶数据集。借力谷歌云机器学习引擎创建的定制机器学习模型,罗罗可以更好阐释其多样化船舶数据集。与此同时,罗罗利用自身在船舶领域的专长来准备数据,确保数据的相关性和充足数量以训练机器学习模型。作为机器学习过程的一部分,机器学习模型的预测能力将在船舶实际应用中进行评估,从而得到进一步优化。经机器学习模型优化的感知系统获得了智能性,可提升船舶的安全性、方便性和作业效率,让船员更加全面地了解船舶周围环境。

控制中心颠覆传统

在智能船舶的集中控制系统上,罗罗曾多年倾力研究。智能船舶的技术重点在于控制系统,而控制系统的核心在于综合桥楼控制系统(IBS)。国际海事组织对IBS的定义为:它是船舶导航与控制的集成系统,通过系统设备及子系统间的相互联通,集中显示和使用来自传感器和数据接口的信息,它的目的是提高船舶航行的自动化程度和经济性,提高船员操作和管理效率,保证船舶和船上全体人员的安全。

罗罗与其合作方,在集中控制系统的研究方面已经取得一系列成果,如颠覆传统船桥样式设计的Unified Bridge船桥系统的实际应用,和“未来操作者体验概念”船桥系统的不断深入研究以及自动无人驾驶货船岸基控制中心运营版本的亮相。

Unified Bridge船桥系统是一种颠覆传统船桥样式的设计,该系统通过简化各种船载系统的控制器、面板和显示器,让操作者轻松驾驭船上的各种操控作业,包括发动机运行和货物搬运等。

“未来操作者体验概念”船桥系统仍处于研究阶段,随着研究的深入,罗罗披露了与智能船舶相连的岸基控制中心运营版本,展示了一个7-14人的小型岸基监测与控制中心,船员通过交互式智能屏幕、语音识别系统、全息图景和无人机监测,实时监测与控制全球范围内的船队运营。

健康管理提升效率

2018年,罗罗为船舶设备健康管理推出开创性解决方案(健康管理解决方案),旨在强化客户管理和维护船舶设备与系统。健康管理解决方案系罗罗智能船舶产品开发研究的一部分。

健康管理解决方案将船舶数据与谷歌的云机器学习技术融为一体,使得船舶运营者对船载设备装置的运行健康和性能有更深入的洞察。

在健康管理解决方案帮助下,运营者能够对船舶最关键组件的维护作出更明智的决策,在提高船舶使用效率的同时规避异常情况的发生。一方面,帮助运营者了解船舶设备状态,减少计划内停租维护系数,从而提高船舶的使用效率;另一方面,可以在早期阶段探测设备关键任务组件的异常,帮助船员采取预防措施避免事故和非计划停租,显著提升船舶安全性。

借鉴罗罗在智能船舶领域研究开发的经验和做法,中国航运企业亟需与信息产业巨头深入合作,在智能传感系统、集中控制系统以及设备健康管理等领域加强基础研究,引导或参与国际标准的制定,争取领先优势。

全球航运业的整体性低迷已经持续十年有余,在危机中,航运企业始终在不遗余力寻找转机。当下恰逢自动化与信息化融合的革命性时代开端,在顶层的政策引领下,中国航运企业应以更深远的眼光、更宽广的胸怀,学习信息技术、拥抱信息产业,使得古老的航运业重焕勃勃生机。


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