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劳斯莱斯的野心:远洋无人船以及背后的黑科技

2017/01/30 21:59      虎嗅网   数字人免费试用


   午夜时分,北大西洋。

  一艘巨大的集装箱货船收到最新的天气预报:风暴就在前方。为了摆脱糟糕的天气,确保及时到达目的地,巨轮静静地改变了航向和航速,并把修正后的航线发给船主和即将停靠的港口。当这艘船终于接近码头时,又修正了一次航向,这次是为了避开船首右舷的渔船。

  这是跨大西洋航运中普通的一天;然而却又是完全不同的一天。因为,这艘货船上一个人也没有——“船长”实际上坐在世界另一端的运营控制中心。在那里,技术人员通过卫星数据链路监控和控制货船,但大部分情况下,这艘船都是自主航行。

  尽管这种无人船还没有航行在大海上,但它的出现只是一个时间问题。劳斯莱斯预计,第一艘完全无人驾驶船舶将在几年内实现商业运营,初期可能是一艘港口拖船或渡轮,穿梭于河口或者峡湾的口岸执行短距离的汽车运输工作。

  而完全自动航行的无人远洋货轮,将在10-15年内成为一种常态。

  无人驾驶船舶,是人工智能和数字通信技术最新的受益者。电子传感器、通信和计算机的发展进步,产生了一系列无人驾驶的设想,包括:无人车、无人机、无人直升机、无人火车,乃至这次要讲的无人船。全世界的公司和研究机构,正在努力把想法变成现实。

  为此,劳斯莱斯在芬兰构建了一个合作项目:AAWA,高级自主水运应用。参与者正努力在十年之内,为船舶研发出远程控制或者完全自主化的驾驶技术。

  探索者不止劳斯莱斯。欧盟的MUNIN(海上智能无人驾驶航行网络)项目,由位于汉堡的Fraunhofer海运物流和服务中心领导。这个项目正在从技术、经济和法律三个方面,对在公开海域运行一艘无人驾驶船舶进行可行性评估。

  此外,国际船舶认证组织DNV GL的研究人员,正在探索使用无人驾驶的电动船舶,沿挪威长长的海岸线运输货物的可行性。中国海事局和武汉理工大学合作推进无人多功能海事船舶的研究和开发项目,目的是研究自动驾驶船舶在商业和军事领域的用途。

  为什么全球都对无人船如此关注?

  这很容易解释:无人驾驶的船舶更安全、更有效率、更便宜。位于德国慕尼黑的安联保险2012年发布报告称:75%-96%的海上事故是人为错误的结果,而且往往都是疲劳导致。远程控制和自主控制船舶将减少这种错误的发生,降低船员受伤甚至死亡的风险,当然也降低了船舶自身所面临的风险。

  海盗也不再是个威胁。无人驾驶船舶的造型,让海盗很难在大海上登船;即便海盗登船,也很难进入操控系统。电脑可以让船舶抛锚停船或者以低航速前进,让海军舰船可以很容易的赶来增援。而且,重新夺回船舶也更容易,没有船员被扣押为人质,海盗手上没有高价筹码。

  远程控制和无人驾驶船舶的另一个优点,是拥有更大的货物运载量和更低的风阻。因为没有人类船员,所以不需要甲板室、宿舍以及通风、加热、排污系统,这让船舶更轻、更时尚同时减少燃料消耗、减少操作和建设成本。

  当然,智能船舶还能解决海上专业人才越来越短缺的困局。随着船舶越来越复杂,对船员的要求越来越高;而航海事业本身吸引力越来越小,一次远航就意味着几个星期甚至几个月远离家乡。而远程控制和无人驾驶技术,可以重新吸引高素质的年轻人进入海运行业。

  构建这种未来船舶的技术条件已经具备。更大的挑战来自于,监管机构是否允许这种船舶出海运营。目前,全球航运规则对无人船还没有清楚的规定,例如是否允许无人船航行、如何保险以及如何判定发生事故时的责任人等等。

  与劳斯莱斯的AAWA项目一道,欧洲至少还有两个团体正在研究修改法规以明确这些问题。其中一个是SARUMS(欧洲无人海事系统的安全和规章)小组,由瑞典和其他六个国家共同组成。另一个是英国的海上自治系统监管工作组。

  他们的目的是确保《国际海上生命安全公约》在下一次更新迭代时,能够反映新技术的发展。监管者显然最关心无人船到底有多安全,工程师们正在融合相关技术,避免所有可能的危险。

  无人驾驶船舶的关键能力,是能够感知并传达其周围正在发生的状况,从而可以执行复杂操作、避免沿途的碰撞,顺利导航抵达目的地。劳斯莱斯正致力于情境感知系统:将来自高清可见光和红外摄像机的图像与激光雷达和雷达测量相结合,提供船舶周围环境的详细图像。

  然后,这个信息可以传回远程操控中心,交给有经验的船长判断;或者直接由无人船上的计算机进行处理,并决定下一步该干什么。

  远程指挥的船长或者无人船的自主导航系统,还能利用很多来源的信息:来自卫星导航的修正信息、天气情况、其它船只的位置及身份广播等。使用多个来源的数据和电子辅助,已经是今天船员们日常活动的一部分。用于监测船舶主要机械情况,确保发动机和其他关键机械部件正常运行的系统,早已经在船上协助确定导航方案。

  未来,嵌入在船舶关键系统深处的传感器将提供更多的数据,监控范围覆盖主发动机、起重机和其他甲板机械、螺旋桨和船首推进器、发电机、燃料过滤装置等等。这些信息将有助于确定这些系统是否正常、有效地工作。当关键部件即将发生故障时,可以呼叫下一个港口安排预防性维护,如果需要的话还能派遣人员在航行途中登船维修。

  对于无人船来说,把船体收集到的数据及时送达上岸是至关重要的。所以,这种创博需要恒定的实时通讯链路。公海船舶使用多年的卫星通讯,服务已经非常好。特别是,AAWA合作伙伴Inmarsat在2015年8月发射了第三颗Global Xpress卫星,未来可以为几乎任何地方的无人船,提供来自太空的高速宽带连接。

  防止这些数据流和无人船系统遭遇黑客入侵至关重要。谁也不想让麻烦制造者改变船只的航路,或者撞上什么东西。安全无小事,但是劳斯莱斯有信心做好。

  即使无人船可以完全自主航行,也必须有一个岸上的人对其负责。不同类型的船舶,或处于航行的不

  同阶段的船舶,可能需要非常不同的监督和控制水平。远在大海上的货船,通常需要很少的人力监督,一个船长同时监督许多船只。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。

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