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船舶自主化:自主航运的愿景

2018-12-27 08:51:56
来源: 编辑: 兴发娱乐 我有话要说

现在临近2018年底,正好为我们提供了一个很好的机会,来回顾一下即将过去的一年我们业界在自主航运方面所做的一些努力和进展!我们知道许多主要参与者如罗罗公司和瓦锡兰都已接受自主航运的发展,也催生了正在推动技术创新发展的多个新战略、愿景和项目。我们现在面临的不再是技术能否实现下一步的问题,而是技术如何用于实现自主航运,以及航运业需要做些什么来确保自主运营的安全性和有效性。

近年来,自主航运发展迅猛。以芬兰为例,在2017年决定支持一项名为“One Sea”的计划,该计划的目标是到2025年开始实施自主海洋生态系统。此外,ÄlyVESI—Smart City Ferries已开始实施一个最终为自主船舶等级要求提供基础的项目。

从目前正在进行的众多开发项目中,我们将看到具有不同自主化和自主水平的原型船。

这些原型船最终将致力于研发建造出适用于航运业日常运营的实用性自主船舶。

最近结束的造船工程学会(SNAME)会议对自主航运很感兴趣,会上探讨了稳性的重要性——对任何船舶都是至关重要的因素。接下来将研究不断发展的自主航运法规、设计和技术。这些关键领域都需要合作才能产生出最佳结果。

规范

总体而言,自主航运的技术边界不像法规那么广泛。然而,改变这种情况的工作已经开始。海上安全委员会第99届会议于2018年5月举行,该会议正式开始处理监管范围界定,并将在接下来的四届会议期间继续进行,直至2020年中期。该委员会还注重安全、保安和无害环境海上自主水面船舶(MASS)运营。人们将海上自主水面船舶(MASS)定义为一种在不同程度上可以独立于人类交互作用的船舶。

目前关于船舶稳性的国际海事规则主要是在船舶适用于SOLAS公约第II-1章“建造—结构、分舱和稳性以及机电设备”的基础上制定的。但是,在稳性方面,建造安全船舶的一些要求仍适用于双层底无人自主船。

自主航运还须应对这样一个事实,即技术发展的速度超过了全球监管发展的速度,正如2020年限硫令所花费的时间一样。许多国家监管机构鼓励航运业在国内水域试验自主或远程操控的船舶运营,这是一项积极举措。这使得许多国家在初始试验阶段制定了自己的法规。但是,从长远来看,不同国家之间需要开展合作,以确保法规制定的一致性。

高级自主水上应用倡议

已经进行研究的一个例子是AAWA倡议,即高级自主水上应用倡议。

从2015年2月至2017年6月,自主船舶联合产业和学术研究项目从芬兰技术和创新资助机构获得了650万欧元的资金。该项目旨在分析与自主船舶运营相关的不同科学挑战;技术需求、风险、激励措施和法规/责任。正是通过这一举措,才能开发船舶导航、机械和所有船上操作系统的自主和远程遥控。罗罗公司和其他行业领军企业,包括NAPA、DNV-GL集团、Deltamarin和Inmarsat牵头该项目,而且研究合作伙伴包括阿尔托大学、坦佩雷理工大学、ÅboAkademi大学和VTT芬兰技术研究中心。

AAWA倡议的第一阶段得出结论:可能将远程和自主化解决方案相结合。然而,如前所述,想让船舶自主化,但仍需要做很多工作以确保其可靠性。

例如,在没有船员的情况下,自主船舶可以降低人为错误的风险,但是会产生新的风险类型,这意味着船舶需要像现有船舶一样安全,甚至更加安全。仍需要大量工作来利用新技术或改进技术来应对风险。AAWA倡议中涉及的一个主要难点就是海上态势感知和自主导航。目前,无论船舶是否配备数字传感器,目前都使用一双肉眼和耳朵作为决策和操作的主要传感器。

这意味着一个合理的起点是分析当前广泛的船上传感器产品组合,以评估它们是否适用于自主化——如果已经有合适的产品,为什么要专注于开发新产品?

下一步怎么做?需要更深入地分析技术解决方案,以了解新风险、法律挑战和参与自主运营的利益相关者。最终,变革是可能的,但需要政治支持,需要解决责任问题。

该倡议的行动催生了一种清晰认识,即无论船舶是否实现自主化,稳性仍然至关重要。

自主船舶稳性解决方案

无论是有人驾驶船还是自主船舶,船舶稳性仍是设计过程的关键部分。要想在岸上做出更多决策,设计师将需要开始了解传感器、大数据和人工智能等新技术。航海专业人员也可考虑使用新工具和监测稳性、纵向强度和运动的软件。对他们来说,重要的是要超越当前的船舶设计流程,并考虑自主运营的影响。

稳性计算机通常处理多达200个传感器源的数据,由于船舶自主化导致使用的传感器数量显著增加,因此也会产生更大的影响。这将营造更好的情景数据和正在处理的预测,并有可能增加对天气、卸货和其他技术领域的监测。NAPA Fleet Intelligence是一个使得船上软件帮助监控和改善船舶绩效的范例。然后可以使用基于云技术的软件从岸上分析;这加大了海上航线天气预报的比重,可优化船舶绩效,并提高了货物和船舶的安全性。所有这些都是实现自主船舶或远程遥控船舶的最终功能目标和过程。这种船上技术有助于开发自主化和监控船舶报告的发展。

稳性计算机也将成为提供稳性解决方案的基础,并根据这些传感器提供的数据自动制定计划——再次强调了船上也许不再需要负责船舶稳性计算的驾驶员和船员的事实。但是,另外,计算机的不同场景可以通过云传输到岸上,将决策权交给岸基团队。

设计

随着技术方面不断取得进展,自主船舶的原始设计仍处于起步阶段。然而,造船工程师正在考虑多种因素和研究,以了解它将如何影响船舶的稳性和安全性。例如,自主船舶设计不需要考虑船员空间、控制室和驾驶台,但必须进行调整以适应自主化操作和替代推进系统。造船工程师还需要确保自主船舶符合目标,这就是为什么开发主要集中在较小的船舶而非从客船着手,这是因为相关风险较小。

新的设计需求也在不断涌现;不在于船舶本身,这一点着重于设计陆基控制船舶运营中心的要求,因为这些可能与正常的船队运营中心略有不同。这再次凸显了自主航运业需要时间来确定最佳运营实践。

下一步呢?

现在,随着研究和模拟转向现有和新解决方案的试验,自主航运的未来正在缓慢而坚定地发展。稳性解决方案将成为运营自主船舶这一庞大网络的一部分,解决方案提供商以及航运公司仍需努力提高决策层面的自主化水平和智能水平,以期实现完全机器控制的船舶。 最终,自主航运将开始重新定义海运业。

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