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无人驾驶船舶:来日可期
2014-08-29 浏览次数:0
日前英国罗尔斯·罗伊斯公司宣布的一项计划可能令其变为现实。作为全球最大的发动机制造商和船舶设备供应商之一,罗·罗公司确信,无人驾驶船舶终有一天会取代人工驾驶船舶,并准备在10年内将第一艘无人驾驶货船投入使用。
  
10年内,无人驾驶船舶将在全球航行。
    日前英国罗尔斯·罗伊斯公司宣布的一项计划可能令其变为现实。作为全球最大的发动机制造商和船舶设备供应商之一,罗·罗公司确信,无人驾驶船舶终有一天会取代人工驾驶船舶,并准备在10年内将第一艘无人驾驶货船投入使用。目前,该计划项目处于概念设计阶段。
    业内人士表示,虽然无人驾驶船舶发展还存在一系列技术、社会、法律障碍及其他不确定性,但无人驾驶船舶应该是未来船舶的发展目标和方向,因为人类终归要将自己从航海中无处不在的危险和繁重的劳动中解脱出来。智能机器替代船员之日,将是无人驾驶船舶真正应用于市场之时。按目前技术瞬息万变的发展速度,这一天的到来并非十分遥远。

    呼之欲出

   埃萨·约基奥伊内恩是罗·罗公司负责开发无人驾驶货船远程遥控系统的负责人。他介绍说,正在研发的这种遥控系统可用于驾驶各种货船,包括载重量高达60万吨的大型货船。“船身各部位安装摄像头,用以采集全景图像,包括从船上方拍摄的周边鸟瞰画面。船长只需稳坐岸上某处,就能通过稳定的通信系统,接收传感器发回的实时数据。”他说,“远程遥控系统项目团队现已开发出一套先进的驾驶台全方位模拟系统,用以培训未来船长遥控船舶的技能。这套培训系统采用了复杂的数学模式,模拟海上船舶的周边环境以及船舶对控制指令的反应。”
    从事无人驾驶船舶和无人驾驶船舶开发系统代理业务的北京大洋经略科技有限公司总经理张禄林在接受记者采访时表示,遥控驾驶甚至自动驾驶,都不是无人驾驶船舶的全部。无人驾驶船舶涵盖的技术领域非常广泛,除了传统船舶技术,还涉及多传感器智能监控系统、自动避碰系统、高可靠高冗余数据传输系统、机电系统自动故障检测系统、自动导航系统、可靠电子海图系统、智能机器人系统、水下机器人系统、防海盗系统技术,甚至现在最热门的物联网和大数据等技术。
    总的来讲,无人驾驶船舶技术中的重点和难点是智能技术与控制技术。对于无人驾驶船舶来说,智能是最基本的特点。该型船舶必须能够自主进行环境探测、目标识别、自主避障、路径自主规划等。而控制技术也是核心技术之一,对指令的反应是否灵敏等是决定无人驾驶船舶能否成功航行的关键。
    目前,无人驾驶技术已经被成功运用于飞机和汽车,而将其运用于大型商业船舶还没有先例。计划开展无人驾驶商船项目的罗·罗公司认为,从技术方面来看,无人驾驶商船 已没有太大障碍,将操控船舶的工作转移到岸上,指日可待。到那时,船舶将不再需要船员或减少对船员的使用,配置将得以大大简化。其完全不同于传统船舶的配置和运营方式将彻底改变人类的航海格局。

   “蓄谋”已久

    其实,人类对无人驾驶船舶的向往与研究由来已久。无人艇在第二次世界大战时就已出现,到1990年,大规模的无人艇项目层出不穷,随后,有更多的无人驾驶船舶应用于军用和民用领域。
    张禄林向记者介绍,军用舰船和科考船应该是最适合无人驾驶的两个方向。首先,由于军用舰船和科考船的航行环境恶劣,船员面临的风险更大,用无人驾驶船舶可减少在人员方面的伤亡。其次,军用舰船和科考船大多不在繁忙的主航道航行,对其他船舶的影响小。再次,这些军用舰船和科考船大多体型较小,有时是作为主船的附属船,围绕主船活动,完成某些特定的任务,比较适合无人驾驶。“因此,目前在用的无人驾驶船舶多为军用舰船和科考船,这与无人飞机的发展趋势基本一致。”他说。
当前,无人驾驶船舶正朝着智能化、体系化、标准化等方向发展。军用无人艇已被世界许多国家的海军用来执行各种任务,还有越来越多的无人艇被应用在海洋科学考察、海洋测绘、海洋巡逻、海洋事故监测及救援、海洋石油开采等领域。今年3月,一艘2200立方米的无人驾驶液化天然气(LNG)驳船获得美国船级社批准建造,将用于美国沿海水域船对船的LNG转运或LNG散装运输。这些无人驾驶船舶在智能化控制、远程视频通信、目标探测以及排除海上障碍等方面取得了长足的进步。随着无人驾驶船舶技术的快速发展及应用领域的不断扩大,对规模更大、复杂度和安全要求更高的无人驾驶远洋货船的研制越来越成为可能。
    记者了解到,对于无人驾驶船舶的研究,我国尚处于起步阶段,很多关键领域都是空白,在真正意义上的自主航行智能水面无人船舶技术研究领域,与欧美有着非常明显的差距。我国现在主要有某通信修理厂、沈阳航天新光集团有限公司、哈尔滨工程大学在做这方面的研究。沈阳新光公司曾研制成功中国第一艘无人驾驶海上探测船“天象一”号,为北京奥运会的青岛奥帆赛提供气象保障服务,这也是世界上首次应用无人船进行气象探测。“天象一”号无人船总长6.5米,船体用碳纤维制成,应用了包括智能驾驶、雷达搜索、卫星应用、图像处理与传输等在内的诸多国际前沿技术。其研制成功填补了我国水面无人驾驶船舶领域的一项空白,为今后我国进一步研制高性能无人驾驶船舶创造了条件。

   终将实现

    由于相对于传统船舶,无人驾驶船舶的优势显而易见。因此不少人确信,在技术到位的情况下,无人驾驶船舶时代的来临只是时间问题。
    罗·罗公司海洋革新工程负责人奥斯卡·莱潘德认为,无人驾驶船舶在增强安全性、节能降本方面的优势是传统船舶无法比拟的。他表示,无人驾驶船舶可以通过设置电脑程序,在遇到问题时自行及时应对,因此在与其他船舶或暗礁有碰撞危险,或遇到巨浪或暴风雨时,远程操控反而比人员操控更加安全。而在应对海盗时,无人驾驶船舶也更有“战斗力”,因为没有可让海盗勒索赎金的人质对象,而且即使海盗登上了船,也无法改变远程操纵的船舶方向。此外,无人驾驶船舶能显著降低运营成本。无人驾驶船舶将实现轻量化,降低能耗;从前用作驾驶台、船员休息区、食品仓库等的空间可以用来运载更多的货物;减少甚至不需要船员,则将大大降低人力成本和各种生活用品费用,而据测算,远洋货运中44%的成本支出与船员有关。
    对于这种说法,张禄林表示,无人驾驶船舶确实具有降低人工成本、节能降耗、减少事故的优点。但是究竟能带来多大好处,还存在很大不确定性。“以谷歌研制的无人驾驶汽车为例,其在投入使用初期也需要有人在车上应对紧急情况。虽然无人驾驶船舶的设计目标是‘零船员’,但恐怕未来的无人驾驶船舶在相当长的时间内还无法实现‘零船员’的目标。”他认为,如果不能做到“零船员”,那么在人工方面降低的费用将很有限。因为为20个船员准备设施的费用并不比为10个船员准备的高出多少。至于自动驾驶船舶能否降低事故,目前并没有定论。人确实会因多次重复的操作产生疲劳,从而导致注意力不集中并引发事故。但是对于复杂的问题,人具有更强的逻辑判断能力和分析处理能力,更能进行正确的应对,从而避免事故的发生。
    此外,无人驾驶船舶未来应用的一大障碍还在于复杂的国际航海规则。目前国际航海法规对远洋货船上的船员人数有严格要求,规定其不能低于一定标准。各国海域是否允许无人驾驶船舶行驶,也是一个悬案。
    但这些在无人驾驶船舶的拥趸者看来都不是问题。他们认为,随着科技的加速发展,特别是无人驾驶车应用经验的积累,社会对无人驾驶船舶的接受度必将上升,部分地区和国家政府或许将更愿意批准无人驾驶船舶运行。他们设想,无人驾驶船舶可以先在地区领海运营,在应用初期用于运输散装货物或不会污染海洋环境的非危险货物,然后逐步扩大航行区域、运载货物范围,从而实现人类的航海“革命”。
    据了解,无人驾驶船舶已吸引不少国家和机构投入大量资金进行研究和开发。目前,美国、欧洲、日韩等国家和地区都在开展较大的无人驾驶船项目。在过去的两年中,欧盟投资480万美元开发了一个“海上智能航行”合作项目,以验证无人驾驶大型船舶的可操作性。美国近年来研制的军用无人驾驶船舶也已具备相当高的技术水平,其技术在优化升级后完全可以用于商业领域。业内人士呼吁,在这新一轮的研发热潮中,我国必须迎头赶上,否则将在可能到来的航海“革命”中丧失机会。
关键词:船舶

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