今日，國(guó)內(nèi)自主研發(fā)的首艘具備自主航行功能的 “筋斗云0號(hào)” 貨船首航儀式在珠海東澳島舉行。上午9點(diǎn)，裝載島上特產(chǎn)的“筋斗云0號(hào)”正式啟航，駛向港珠澳大橋1號(hào)碼頭，成功完成首次自主貨船貨物運(yùn)載。

據(jù)了解，“筋斗云0號(hào)”自主貨船由云航智能研發(fā)，此次首航前已完成多次遠(yuǎn)程遙控和自主航行試驗(yàn)，這次首航為我國(guó)首次自主航行貨船貨物運(yùn)載試驗(yàn)。中國(guó)工程院院士嚴(yán)新平表示：““筋斗云0號(hào)”是推動(dòng)智能船舶技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要平臺(tái)，此次成功實(shí)現(xiàn)載運(yùn)貨物的自主航行首航，正式開(kāi)啟了自主航行的探索和實(shí)踐，以其推動(dòng)智能航運(yùn)發(fā)展進(jìn)程，共同迎接智能航運(yùn)時(shí)代的到來(lái)。”

         設(shè)計(jì)兼顧研發(fā)可持續(xù)性和系統(tǒng)可遷移性

“筋斗云0號(hào)”自主貨船按照中國(guó)船級(jí)社《沿海小船入級(jí)與建造規(guī)范》要求設(shè)計(jì)和建造，并將按照IMO《MASS臨時(shí)試航導(dǎo)則》展開(kāi)評(píng)估和測(cè)試的自主航行貨船�！敖疃吩�0號(hào)”在設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮研發(fā)的可持續(xù)性和系統(tǒng)的可遷移性，船體參照“國(guó)際拖曳協(xié)會(huì)”推薦的KVLCC2線型，完整保留母船水動(dòng)力特性和操縱性，船舶直線穩(wěn)定性和回轉(zhuǎn)性和原船高度一致。

船體設(shè)計(jì)考慮到貨船的推進(jìn)系統(tǒng)特性，采用了常規(guī)定距螺旋槳推進(jìn)和流線型普通舵操縱，其運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力特征具有高度非線性，作為欠驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其控制的維度高、惰性明顯。鑒于其在船體結(jié)構(gòu)、水動(dòng)力特性、操縱性等方面與常規(guī)貨船一致，該船配備的自主航行系統(tǒng)可以借助雷諾系數(shù)和傅汝德系數(shù)快速轉(zhuǎn)換控制參數(shù)，在傳統(tǒng)貨運(yùn)船舶可快速推廣應(yīng)用，具有極高的研究與開(kāi)發(fā)價(jià)值。

“筋斗云0號(hào)”從設(shè)計(jì)階段就充分考慮自主航行系統(tǒng)部署的需求，采用數(shù)字化控制技術(shù)和電氣化推進(jìn)系統(tǒng)，整船具備遠(yuǎn)程監(jiān)控和報(bào)警功能，是典型的數(shù)字化船舶。自主航行系統(tǒng)的構(gòu)建充分借鑒了“網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)NCS”、“信息物理系統(tǒng)CPS”、“分布式計(jì)算DCS”等領(lǐng)域的成熟經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)，構(gòu)建了以平臺(tái)為基礎(chǔ)，以算法為支撐的系統(tǒng)，可以進(jìn)行船端的“感知”、“決策”和“控制”，同時(shí)利用“數(shù)字孿生技術(shù)”在岸基控制中心實(shí)時(shí)監(jiān)督和控制船舶，最終將實(shí)現(xiàn)IMO 海上水面自主船（MASS）四個(gè)等級(jí)的自主航行。接下來(lái)，項(xiàng)目組將在該系統(tǒng)的支持下開(kāi)展多船會(huì)遇避碰、自主靠離泊試驗(yàn)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)內(nèi)河自主航行示范。

“筋斗云”項(xiàng)目將逐步開(kāi)展商用示范

隨著智能船舶標(biāo)準(zhǔn)、測(cè)試與驗(yàn)證體系的逐步建立，以自主航行為核心的智能船舶技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展正式進(jìn)入快車(chē)道�！敖疃吩�0號(hào)”貨船首航成功，對(duì)國(guó)內(nèi)乃至全球自主船舶技術(shù)發(fā)展具有重要的里程碑意義，將成為國(guó)內(nèi)外船舶自主航行及遠(yuǎn)程控制技術(shù)探索和應(yīng)用實(shí)踐的典范，推動(dòng)自主船舶技術(shù)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)落地。中國(guó)船級(jí)社科創(chuàng)試驗(yàn)中心主任蔡玉良表示：“筋斗云0號(hào)”的成功首航，對(duì)于船舶自主航行技術(shù)的研發(fā)、測(cè)試、規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)制定有著極其重要的開(kāi)創(chuàng)性意義。

2017年12月，中國(guó)船級(jí)社、武漢理工大學(xué)、珠海市政府和云洲智能在上海國(guó)際海事展上聯(lián)合發(fā)起“筋斗云”號(hào)小型無(wú)人貨船項(xiàng)目。隨后，由專注于船舶智能航行系統(tǒng)研發(fā)的云航智能，展開(kāi)沿海貨船自主航行的需求論證和評(píng)估，考慮到陸島補(bǔ)給等短途運(yùn)輸需求，最終確定建造“筋斗云0號(hào)”作為初代試驗(yàn)和示范運(yùn)行平臺(tái)。2019年11月，“筋斗云0號(hào)”下水交付，12月完成“筋斗云0號(hào)”遠(yuǎn)程遙控和自主航行試驗(yàn)，并在上海海事展上發(fā)布自主航行技術(shù)成果，實(shí)現(xiàn)了自主貨船遠(yuǎn)程遙控、自主循跡、會(huì)遇避碰和遙控靠離泊，引起業(yè)界廣泛關(guān)注。

云洲智能董事長(zhǎng)張?jiān)骑w透露，“筋斗云0號(hào)”除利用珠海萬(wàn)山無(wú)人船海上測(cè)試場(chǎng)展開(kāi)自主航行技術(shù)開(kāi)發(fā)、試驗(yàn)驗(yàn)證外，還將利用大灣區(qū)地緣優(yōu)勢(shì)逐步開(kāi)展自主航行示范，積極探索自主航行船舶在運(yùn)輸補(bǔ)給及海洋領(lǐng)域的商業(yè)應(yīng)用，并與船級(jí)社、海事、航海保障等單位開(kāi)展深度合作，探索面向自主航行船舶的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的建立，共同推動(dòng)我國(guó)智能船舶事業(yè)的快速發(fā)展。

船舶自主航行有著至關(guān)重要的戰(zhàn)略意義，通過(guò)減少駕駛員直至實(shí)現(xiàn)無(wú)人自主航行，可實(shí)現(xiàn)船舶設(shè)計(jì)建造的革命性突破，同樣載重能力下節(jié)約超過(guò)20%的建造成本，20%的運(yùn)營(yíng)成本，減少15%的燃油消耗并大幅度降低排放。對(duì)于萬(wàn)億美元的船舶、航運(yùn)市場(chǎng)而言，空間巨大。目前，全球多個(gè)國(guó)家正在積極推動(dòng)智能航運(yùn)研究，計(jì)劃于未來(lái)10年內(nèi)實(shí)現(xiàn)無(wú)人自主船實(shí)際運(yùn)營(yíng)。早在2017年國(guó)際海事組織(IMO)海上安全委員會(huì)第98次會(huì)議(MSC 98)，則將“自主無(wú)人船舶”納入為新增議題。

回顧國(guó)內(nèi)，近兩年，從2018年12月工信部等三部委發(fā)布《智能船舶發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃(2019—2021年)》，到2019年5月七部委聯(lián)合印發(fā)《智能航運(yùn)發(fā)展指導(dǎo)意見(jiàn)》，7月發(fā)布《數(shù)字交通發(fā)展規(guī)劃綱要》，組織實(shí)施國(guó)家重點(diǎn)科研計(jì)劃《基于船岸協(xié)同的船舶智能航行與控制關(guān)鍵技術(shù)》項(xiàng)目，無(wú)一不預(yù)示著中國(guó)正在加快規(guī)劃部署智能航運(yùn)未來(lái)發(fā)展。

作者：趙家云