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劳斯莱斯的野心:远洋无人船以及背后的黑科技
时间:2020-01-05  来源:www.oaled.com

老虎嗅闻:无人驾驶也在颠覆古代航运业。如果无人驾驶远洋船舶研制成功,不仅可以降低人为操作造成的事故率,还可以减少风阻和成本,同时避免海盗造成的损失。技术总是先于规则的制定。是否可以允许未来的无人海洋船舶进入海洋,如何判断负责人等,需要加以改进。

午夜,北大西洋。

一艘巨大的集装箱船收到了最新的天气预报:风暴即将来临。为了摆脱恶劣天气并确保及时到达目的地,巨轮悄然改变航向和速度,并将修正后的路线发送给船主和停靠港口。当船终于靠近码头时,它再次修改了航线,这次是为了避开船头右舷的渔船。

这是跨大西洋航运的平常日子;但这是完全不同的一天。因为这艘货船上没有人 - “船长”实际上坐在世界另一边的作战控制中心。在那里,技术人员通过卫星数据链接监视和控制货船,但在大多数情况下,船舶是自主的。

虽然无人驾驶的船没有在海上航行,但其外观只是时间问题。劳斯莱斯预计第一艘完全无人驾驶的船将在几年内实现商业化。起初,它可能是一个港口拖船或渡轮穿过河口或峡湾的港口进行短途汽车运输。

完全自行式的无人驾驶海洋货轮将在10 - 15年内成为正常状态。

无人驾驶船是人工智能和数字通信技术的最新受益者。电子传感器,通信和计算机的进步产生了一系列无人驾驶的想法,包括:无人驾驶车辆,无人驾驶飞机,无人驾驶直升机,无人驾驶列车,甚至是无人驾驶船只。世界各地的公司和研究机构正在努力将想法变为现实。

为此,罗尔斯罗伊斯公司在芬兰建立了一个合作项目:AAWA,一种先进的自动水运应用程序。参与者正在努力在十年内为船舶开发遥控或全自动驾驶技术。

探险家不仅仅是劳斯莱斯。欧盟的MUNIN(智能无人驾驶导航网络)项目由汉堡的弗劳恩霍夫海事物流和服务中心领导。该项目正在技术,经济和法律方面对公海无人船的运行进行可行性评估。

此外,国际船舶认证机构DNV GL的研究人员正在探索使用无人电动船在挪威长长的海岸线上运输货物的可行性。中国海事局和武汉理工大学联合推进无人多用途海上船舶研发项目,旨在研究自治船舶在商业和军事领域的应用。

为什么世界如此关注无人驾驶船?

这很容易解释:无人驾驶船舶更安全,更高效,更便宜。根据安联保险公司在德国慕尼黑发布的一份报告,75%-96%的海上事故是人为错误造成的,往往是疲劳造成的。船舶的远程控制和自动控制将减少此类错误的发生,降低船员受伤或甚至死亡的风险,当然还可降低船舶本身面临的风险。

海盗不再是威胁。无人驾驶船的形状使海盗很难在海上登船;即使海盗登上船,也很难进入控制系统。计算机可以允许船只以低速锚定或停止,使海军舰艇能够轻松加固。而且,重新夺回船只更容易。没有船员被扣为人质,海盗没有高价筹码。

遥控和无人驾驶船舶的另一个优点是更大的载货能力和更低的风阻。由于没有人员,不需要甲板室,宿舍,通风,供暖和污水系统,这使得船舶更轻,更时尚,同时降低了燃料消耗和运营和建设成本。

当然,智能船舶也可以解决日益增加的海上专业人员短缺的困境。随着船舶变得越来越复杂,对船员的要求越来越高;虽然海运行业本身的吸引力越来越小,但航程意味着离开家几周甚至几个月。远程控制和无人驾驶技术可以使高质量的年轻人重新融入海运业。

建造这样一艘未来船舶的技术条件已经到位。更大的挑战来自监管机构是否允许此类船舶出海。目前,全球航运规则对无人驾驶船舶没有明确规定,例如是否允许无人驾驶船舶航行,如何投保,以及如何确定事故责任人。

与罗尔斯罗伊斯的AAWA项目一起,至少欧洲的另外两个团体正在研究法规的变化以澄清这些问题。其中之一是SARUMS(欧洲无人海事系统安全和法规)小组,由瑞典和其他六个国家组成。另一个是英国海事自治监管工作组。

它们的目的是确保《国际海上生命安全公约》在下一次更新迭代中反映新技术的发展。监管机构显然最关心的是无人驾驶船的安全性,工程师正在合并该技术以避免所有可能的危险。

无人驾驶船的关键能力是能够感知和传达周围发生的事情,以便它可以执行复杂的操作,避免沿途发生碰撞,并平稳地导航到目的地。罗尔斯罗伊斯正致力于建立一种态势感知系统,该系统将高清晰度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,以提供船舶周围环境的详细图像。

然后,该信息可以传递回遥控中心,由经验丰富的船长进行判断;或直接通过无人驾驶船上的计算机决定下一步该做什么。

远程指挥的指挥官或无人驾驶船的自主导航系统也可以使用来自许多来源的信息:来自卫星导航的校正信息,天气状况,其他船只的位置以及身份广播。使用多种数据来源和电子援助已成为今天船员日常活动的一部分。用于监控船舶的主要机械状况并确保发动机和其他关键机械部件的正确操作的系统已经帮助确定船上的导航计划。

在未来,嵌入船舶关键系统深处的传感器将提供更多数据,涵盖主发动机,起重机和其他甲板机械,螺旋桨和船首推进器,发电机,燃油滤清器装置等。此信息将有助于确定这些系统是否正常有效地运行。当关键部件即将发生故障时,您可以拨打下一个端口来安排预防性维护,并在必要时派遣人员登船进行维护。

对于无人驾驶船舶,船体收集的数据及时送到岸上至关重要。因此,这种博客需要一个恒定的实时通信链接。公海船只使用卫星通信多年,服务非常好。特别是,AAWA合作伙伴Inmarsat于2015年8月发射了第三颗全球Xpress卫星,该卫星将在未来的几乎任何地方提供从太空到无人舰艇的高速宽带连接。

防止这些数据流和无人驾驶船舶系统遭受黑客攻击至关重要。没有人愿意让麻烦制造者改变船的航向或打击某些东西。安全不是小事,但罗尔斯罗伊斯有信心做得好。

即使无人驾驶的船只能完全自主航行,也必须有一个人对岸上的人负责。不同类型的船舶或处于不同航行阶段的船舶可能需要非常不同的监督和控制水平。远离海洋的货船通常只需要很少的人力监督,一名船长同时监督许多船只。在拥挤的水道上运行的船只,例如靠近海岸或进入港口,将要求船长给予足够的重视。

因此,有必要开发一种可靠的遥控系统。基于他在航空,核能和太空探索以及水手模拟训练系统建设方面的经验,Leslie一直在研究远程控制系统和支持远程控制中心,这些中心不仅要考虑人机工程学,还要考虑易于使用和实用性。

建立一个远程控制中心,劳斯莱斯并非没有经验。此前,罗尔斯罗伊斯公司的工程师设计了统一桥,这是一种完全颠覆性的传统船桥式设计,为船员提供舒适,清洁和安全的工作环境。自2014年以来,统一桥已应用于不同类型的船舶,如拖船,大型游艇和极地研究船。

建立和运营不同类型的无人驾驶船舶很难有统一的时间表。一些无人驾驶的船只可以在没有任何船员的情况下操作,看起来与当前的船完全不同。其他人依靠自主控制和人工遥控,开放水域的自主导航以及需要高级控制时的远程控制的组合。

例如,游轮总是需要船员,因为它们也为船上的游客提供服务和安全保障。但是在未来,无论是否有船员,船舶都应使用相同的技术。因为新技术可以让人们在甲板上更安全。

目前,劳斯莱斯正在设计第一代先进智能船舶,需要解决的问题包括经济、社会、法律、监管和技术等方面。第一艘投入商业运营的智能船最初可能是港口拖船或渡轮,尽管他们不会干预导航工作,但仍可能载有船员。

无人驾驶飞船的发射距离不远。挪威海事局和挪威海岸管理局签署了一项协议,允许在特隆赫姆峡湾进行试航,这是世界上第一个指定用于测试自主船只的地方。与此同时,芬兰海洋工业协会、交通运输部和Tekes(芬兰创新赠款机构)也加入了劳斯莱斯和其他公司的计划,以促进波罗的海无人海上运输的探索。

再过三年,无人驾驶的船只将出现在人们面前。到2025年,一些远见卓识的航运公司将在公海运营完全无人驾驶的远洋船只。再过五年,无人驾驶的船只将无处不在。

从长远来看,航运业正经历着根本性的变化,更多的变化仍在孕育之中。向无人船的过渡无疑将彻底改变全球供应链的运作,创造新的服务。这将给该行业带来干扰,就像Uber、Spotify和Airbnb在各自领域所做的那样。

这艘船不仅能乘风破浪,还能掀起新的波浪。