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【视频】船舶智能驾驶台概念设计
未来的海洋与船舶会是啥样?随着智能设备与无线通信技术的发展完善,海上互联互通成为可能,智能化船舶将开启中国海洋经济新时代。
21日,中国(宁波)船舶与海洋电子装备及海洋新材料产业发展论坛在宁波举行。围绕我国船舶与海洋电子装备产业结构调整、海洋新材料新技术研究和应用、智能船舶的发展等主题,中国工程院院士、中国造船工程学会专家以及高校教授学者等展开了研讨。当天还成立了中国(宁波)海洋电子装备产业联盟。
“智能船舶的出现,将彻底颠覆现有的航运技术和管理体系,是现代航运的划时代革命。”中国电科三十六所党委书记、中电科(宁波)海洋电子研究院有限公司总经理吴奇敏在论坛上大胆预言。
据了解,智能船舶是指利用传感器、通信、物联网、互联网等技术手段,自动感知和获得船舶自身、海洋环境、物流、港口等方面的信息和数据,并基于计算机技术、自动控制技术和大数据处理和分析技术,在船舶航行、管理、维护保养、货物运输等方面实现智能化运行的船舶。它的出现,具有使航运业态更安全、更环保、更经济和可靠的优势。
通过构建智能船舶,从而推动海洋业务进入智慧化时代,对此,吴奇敏满怀信心:“尤其是从多人操控到一人操控,从仅需少部分船员到岸上远程操控,从远程遥控到自主驾驶,可打造智能船舶自主航行的飞跃。”
除了自主航行、远程遥控等主要关键技术以外,一些细节部分同样可以智能化。吴奇敏举例,未来的船舶可以通过自动靠泊、离岸,自主维修,自动清洗,自动更换设备部件,自我防护(针对海盗等),自动补给等,更充分地实现智能。
在智能船舶建造过程中,技术应用尤为关键。吴奇敏介绍,智能船舶技术应用可分三到四个阶段:在第一阶段,通过大量传感器获得船舶相应的信号和设备运行信息,实现船舶航行“感知”能力。此后,再将收集到的船舶运行信息进行大数据分析,给出设备运行情况的预测,提供人工决策参考,便进入了智能系统具有“辅助决策”能力的第二阶段。接下来的第三阶段,船舶和岸基对接的实现,就可以使船舶具备“自主决策”、自主航行、自主靠泊的能力,从而为智能船舶迈入“自动物流”的第四阶段打下基础。
而这样的技术突破,在吴奇敏看来,也将会是船舶产业的机会。因为,船舶的智能化改造和制造,将带来千亿乃至万亿的直接和关联经济增值,是船舶相关行业技术和经济进步的又一个时代春天。
智能船舶发展的同时期,一些新的需求也逐渐被关注。中国工程院院士、中国电科三十六所首席科学家杨小牛,给出了发展岸海通信的新思考:鉴于传统通信业务主要用于应急通信和关键业务通信,对船上人员的日常生活通信关注不多,未来岸海通信将以人为本,重点发展船上人员日常生活的网络通信应用技术与产业。“舰船上的人员生活单一,更需要微信类网络社交应用,零自费、跨平台沟通业务值得关注。”杨小牛说。
他强调,海面舰船需要在紧急情况下保证可靠的通信手段,除了传统的单边带无线电话或卫星电话,传统岸海通信应用也亟待革新。
附:CCS《智能船舶规范》六大功能模块要求)
CCS《智能船舶规范》,并于2016 年3 月1 日正式生效。
CCS智能船舶规范对智能船舶的定义如下:智能船舶系指利用传感器、通信、物联网、互联网等技术手段,自动感知和获得船舶自身、海洋环境、物流、港口等方面的信息和数据,并基于计算机技术、自动控制技术和大数据处理和分析技术,在船舶航行、管理、维护保养、货物运输等方面实现智能化运行的船舶。智能船舶分为六大功能模块:智能航行、智能船体、智能机舱、智能能效管理、智能货物管理和智能集成平台。当船舶的各项功能均符合CCS智能船舶规范要求时,可授予智能船舶附加标志:
i-Ship (Nx, Hx, Mx, Ex, Cx, Ix)括号内的字母是智能船舶的功能标志,其与智能船舶功能模块的对应如下:
N-- 智能航行功能标志;
H-- 智能船体功能标志;
M-- 智能机舱功能标志;
E-- 智能能效管理功能标志;
C--智能货物管理功能标志;
I--智能集成平台功能标志;
x--可选功能补充标志。
当船舶具有某一智能功能,即可单独授予相关的智能功能标志。
智能船舶规范对各项智能船舶功能模块的要求如下:
1、智能航行
规范要求智能航行应具有以下基本功能:
■ 对气象、经济性和物流信息进行分析处理;
■ 基于分析结果对船舶航路和航速进行设计和优化。除基本功能外,智能航行还可具有开阔水域自主航行功能,或者具有自动靠离码头、在狭窄水道,复杂环境下的高级自主航行能力,作为智能航行的补充智能功能。
2、智能船体
规范要求智能船体应具有以下基本功能:
■ 建立并维护船体数据库;
■ 基于船体数据库数据,对船体全生命周期内的安全和结构维修保养提供辅助决策。除基本功能外,智能船体还可根据船体相关数据的自动采集与监测,提供船舶操纵的辅助决策作为智能船体的补充智能功能。
3、智能机舱
规范要求智能机舱应具有以下基本功能:
■ 对机舱内的主机、辅机、轴系的运行状态进行监测;
■ 根据状态监测系统收集的数据,对机械设备的运行状态和健康状况进行分析和评估;
■ 根据分析与评估结果,提出纠正建议,为船舶操作提供辅助的决策建议。
除基本功能外,还可根据机械设备运行状态和健康状况的分析和评估结果,制定相应的视情维护计划,作为智能机舱的补充功能。
4、智能能效
规范要求智能能效应具有以下基本功能:
■ 对船舶航行状态、耗能状况的在线监测与数据的自动采集;
■ 根据采集的数据,对船舶能效状况、航行及装载状态等进行评估;
■ 通过大数据分析、数值分析及优化技术,为船舶提供数据评估分析结果和辅助决策建议。除基本功能外,还可通过航速优化、基于纵倾优化的最佳配载等解决方案,实现船舶能效实时监控、智能评估及优化,作为智能能效的补充功能。
5、智能货物管理
规范要求智能货物管理应具有以下基本功能:
■ 实现货舱以及货物的监测报警和辅助决策;
■ 实现货物保护系统的监测报警和辅助决策;
■ 通过对货物、货舱和货物保护系统参数的采集和处理分析,进行货物的优化配载。除基本功能外,智能货物管理系统还可具有自动装卸货作为其补充功能。
6、智能集成平台
规范要求智能集成平台应具有以下基本功能:
■ 至少集成了智能航行、智能机舱、智能能效管理三个系统的数据。
■ 应具备开放性,能够整合现有船上信息管理系统及后续新增系统,实现对船舶的全面监控与智能化管理;
■ 通过统计分析、综合评估,实现自动化、标准化的分析报告;
■ 通过用户设定,为航行、安全、经济性等相关指标提供综合预报预警;
■ 利用船舶历史运行状态及相关参数,为船舶操作及管理方案提供趋势预测;
■ 支持良好的辅助决策,提高船舶性能,并减少人为因素的失误。能够根据评估及预测结果,为事故响应、风险反应规划、环境保护措施、事故察觉和预防、经济性能提升、资源管理和通信等提供综合的管理及操作方案;
■ 能够实现船岸数据交互。
此外,规范中还对各项智能功能所对应的计算机系统和软件开发、送审资料、试验检验及人员配备作出明确要求。考虑到智能船舶技术的不断发展,规范对新技术的应用作出原则要求:当采用新技术的系统和设备经风险评估和试验证明能够达到CCS规范要求的同等安全水平,这些系统和设备的设计可偏离CCS的规范要求。同时给出了风险评估方法和新技术批准的依据。
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