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415今日，國內自主研發(fā)的首艘具備自主航行功能的 “筋斗云0號” 貨船首航儀式在珠海東澳島舉行。上午9點，裝載島上特產的“筋斗云0號”正式啟航，駛向港珠澳大橋1號碼頭，成功完成首次自主貨船貨物運載。
據了解，“筋斗云0號”自主貨船由云航智能研發(fā)，此次首航前已完成多次遠程遙控和自主航行試驗，這次首航為我國首次自主航行貨船貨物運載試驗。中國工程院院士嚴新平表示：““筋斗云0號”是推動智能船舶技術進步和產業(yè)發(fā)展的重要平臺，此次成功實現載運貨物的自主航行首航，正式開啟了自主航行的探索和實踐，以其推動智能航運發(fā)展進程，共同迎接智能航運時代的到來?！?
設計兼顧研發(fā)可持續(xù)性和系統可遷移性
“筋斗云0號”自主貨船按照中國船級社《沿海小船入級與建造規(guī)范》要求設計和建造，并將按照IMO《MASS臨時試航導則》展開評估和測試的自主航行貨船?！敖疃吩?號”在設計時充分考慮研發(fā)的可持續(xù)性和系統的可遷移性，船體參照“國際拖曳協會”推薦的KVLCC2線型，完整保留母船水動力特性和操縱性，船舶直線穩(wěn)定性和回轉性和原船高度一致。
船體設計考慮到貨船的推進系統特性，采用了常規(guī)定距螺旋槳推進和流線型普通舵操縱，其運動和動力特征具有高度非線性，作為欠驅動系統，其控制的維度高、惰性明顯。鑒于其在船體結構、水動力特性、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可以借助雷諾系數和傅汝德系數快速轉換控制參數，在傳統貨運船舶可快速推廣應用，具有極高的研究與開發(fā)價值。
“筋斗云0號”從設計階段就充分考慮自主航行系統部署的需求，采用數字化控制技術和電氣化推進系統，整船具備遠程監(jiān)控和報警功能，是典型的數字化船舶。自主航行系統的構建充分借鑒了“網絡控制系統NCS”、“信息物理系統CPS”、“分布式計算DCS”等領域的成熟經驗和技術，構建了以平臺為基礎，以算法為支撐的系統，可以進行船端的“感知”、“決策”和“控制”，同時利用“數字孿生技術”在岸基控制中心實時監(jiān)督和控制船舶，最終將實現IMO 海上水面自主船（MASS）四個等級的自主航行。接下來，項目組將在該系統的支持下開展多船會遇避碰、自主靠離泊試驗，進而實現內河自主航行示范。
“筋斗云”項目將逐步開展商用示范
隨著智能船舶標準、測試與驗證體系的逐步建立，以自主航行為核心的智能船舶技術與產業(yè)發(fā)展正式進入快車道?！敖疃吩?號”貨船首航成功，對國內乃至全球自主船舶技術發(fā)展具有重要的里程碑意義，將成為國內外船舶自主航行及遠程控制技術探索和應用實踐的典范，推動自主船舶技術發(fā)展和產業(yè)落地。中國船級社科創(chuàng)試驗中心主任蔡玉良表示：“筋斗云0號”的成功首航，對于船舶自主航行技術的研發(fā)、測試、規(guī)范標準制定有著極其重要的開創(chuàng)性意義。
2017年12月，中國船級社、武漢理工大學、珠海市政府和云洲智能在上海國際海事展上聯合發(fā)起“筋斗云”號小型無人貨船項目。隨后，由專注于船舶智能航行系統研發(fā)的云航智能，展開沿海貨船自主航行的需求論證和評估，考慮到陸島補給等短途運輸需求，最終確定建造“筋斗云0號”作為初代試驗和示范運行平臺。2019年11月，“筋斗云0號”下水交付，12月完成“筋斗云0號”遠程遙控和自主航行試驗，并在上海海事展上發(fā)布自主航行技術成果，實現了自主貨船遠程遙控、自主循跡、會遇避碰和遙控靠離泊，引起業(yè)界廣泛關注。
云洲智能董事長張云飛透露，“筋斗云0號”除利用珠海萬山無人船海上測試場展開自主航行技術開發(fā)、試驗驗證外，還將利用大灣區(qū)地緣優(yōu)勢逐步開展自主航行示范，積極探索自主航行船舶在運輸補給及海洋領域的商業(yè)應用，并與船級社、海事、航海保障等單位開展深度合作，探索面向自主航行船舶的規(guī)范標準的建立，共同推動我國智能船舶事業(yè)的快速發(fā)展。
船舶自主航行有著至關重要的戰(zhàn)略意義，通過減少駕駛員直至實現無人自主航行，可實現船舶設計建造的革命性突破，同樣載重能力下節(jié)約超過20%的建造成本，20%的運營成本，減少15%的燃油消耗并大幅度降低排放。對于萬億美元的船舶、航運市場而言，空間巨大。目前，全球多個國家正在積極推動智能航運研究，計劃于未來10年內實現無人自主船實際運營。早在2017年國際海事組織(IMO)海上安全委員會第98次會議(MSC 98)，則將“自主無人船舶”納入為新增議題。
回顧國內，近兩年，從2018年12月工信部等三部委發(fā)布《智能船舶發(fā)展行動計劃(2019—2021年)》，到2019年5月七部委聯合印發(fā)《智能航運發(fā)展指導意見》，7月發(fā)布《數字交通發(fā)展規(guī)劃綱要》，組織實施國家重點科研計劃《基于船岸協同的船舶智能航行與控制關鍵技術》項目，無一不預示著中國正在加快規(guī)劃部署智能航運未來發(fā)展。
作者：趙家云
