三星重工完成自主船舶对向航行避碰测试

http://www.eworldship.com/html/2021/Shipyards_0907/174552.html

随着三星重工采用自主研发的自主船舶航行系统首次完成自主船舶对向航行避碰测试,韩国造船业在大型无人船研发领域又领先一步。

9月2日,在位于韩国西南端的新安郡可居岛附近海域,三星重工与木浦海洋大学成功对两艘对向行驶的自主航行船舶进行了避碰实证测试。这是全球首次成功采用船舶相互认知并自动避碰技术进行的海上实证测试,三星重工也由此成为世界上首家拥有大型船舶远程自主航行技术的造船企业。

全球首次!三星重工完成自主船舶对向航行避碰测试

木浦海洋大学“世界路”号教学实习船

全球首次!三星重工完成自主船舶对向航行避碰测试

“SAMSUNG T-8”号拖船

参与此次实证测试的两艘船分别是木浦海洋大学的9200吨级大型航海教学实习船“世界路”号和三星重工的300吨级拖船“SAMSUNG T-8”号。这两艘船搭载着三星重工自主开发的远程自主航海系统SAS(Samsung Autonomous Ship),进行了自主航行船舶之间避碰、ㄹ字型的多重经由点航线控制演示。

这两艘船在海上以最高14节的航速驶向各自指定的目的地,在自主航行过程中遇到对方迎面驶来的情况后,在最小会遇距离(DCPA) 1海里外安全躲避对方,并继续驶向原来设定的目的地。此外,在航迹交叉(Crossing Track)的情况下,这两艘船也表现出了稳定的变速及转向等自主航行性能。

全球首次!三星重工完成自主船舶对向航行避碰测试
全球首次!三星重工完成自主船舶对向航行避碰测试

同时,在距离此次实证测试海域300公里的三星重工大田陆上管制中心,对船舶航行情况进行了实时监控,并收集和分析了船舶航行数据。

三星重工自主开发的远程自主船舶系统SAS(Samsung Autonomous Ship)可以实时分析安装在船舶上的雷达、全球定位系统(GPS)、船舶自动识别系统(AIS, Automatic Identification System) 等航海通信设备的信号,并识别周边船舶及障碍物。该系统可根据船舶航行特点,对船舶碰撞危险度(CRI,Collision Risk Index) 进行评估,找出最佳避碰路径,并通过推进及转向装置自动控制,使船舶可以独自安全航行至目的地。

全球首次!三星重工完成自主船舶对向航行避碰测试

此外,通过应用全球首次适用于实船的船用360度全景式监控影像系统(Around View)和LTE/5G移动通信技术等,可以在远处的陆上控制中心直接俯瞰船舶的影像,对船舶实施远程控制。

以2022年实现SAS系统的商用化为目标,三星重工自2016年以来一直致力于研发远程自主航行技术。2019年12月,三星重工联合韩国最大的移动通信运营商SK电信,在其巨济造船厂附近海域成功进行了可以实施5G远程控制的长3.3米的模型船舶“Easy Go”号的试航,利用5G通信技术,提供了船舶自主远程航行技术商用化所需的研究环境。2020年10月,三星重工又在其巨济造船厂附近海域对长38米的“SAMSUNG T-8”号成功进行了远程自主航行测试,这也是韩国造船业界首次进行远程自主航行实船海上测试。

全球首次!三星重工完成自主船舶对向航行避碰测试

在此基础上,今年2月,三星重工与木浦海洋大学签订了智能自主航行船舶研发及实船海上测试的合作协议,通过分析此前积累的庞大自主航行数据,与木浦海洋大学的船舶最佳避碰航线研究及模拟课题等结合,在木浦-济州的实习航线上的部分区间,对与1000TEU级集装箱船大小相似的9200吨级“世界路”号自主航行技术成功进行了实船海上测试验证。

三星重工船舶海洋研究中心负责人金贤祖表示:“此次实证测试是全球首次在实际海浪、海风、海流等海上环境下,对两艘对向行驶的自主航行船舶的动向进行综合分析,并自行解决避碰问题的大型实船自主航行技术演示。这标志着SAS系统已经非常接近实现商用化的目标,今后成为自主航行船舶主要航海设备的可能性很高。”

三星重工技术开发本部部长郑浩贤强调:“在未来船舶时代即将来临这一重要转型时期,三星重工在业界率先掌握大型船舶远程自主航行技术,具有重大意义。在全球造船、海运业界,三星重工的远程自主航行技术将占有重要地位。”(王楚)

关于视情维护

这个脱胎于工业4.0的技术飘在空中已经很久了,转一篇文章梳理一下,关于大数据的价值挖掘和应用,这是个基础。

What is predictive maintenance?

Predictive maintenance uses historical, available data to foresee when equipment failure is likely to occur so that you can proactively address that potential failure with maintenance. This maximizes efficiency and reduces downtime.

Predictive maintenance vs preventive maintenance: What’s the difference?

Let’s be clear: predictive maintenance is different than preventive maintenance.

Preventive maintenance generally involves inspecting a machine or piece of equipment and doing some sort of maintenance on it. It’s usually performed on the basis of time (for example, seasonal HVAC inspections) or usage (for example, rotating a vehicle’s tires at 25000 miles).

Predictive maintenance, on the other hand, can be continuously monitored and acted on when conditions fall out of optimal parameters.

Why predictive maintenance now?

What’s driving this move to predictive maintenance is the Industry 4.0 revolution. The Internet of Things (IoT) is one of the main enablers of Industry 4.0, as it allows machine-to-machine connection and communication where it was not possible or practical before. IoT sensors that are attached to industrial machinery generate data which is then captured, collected, and analyzed.

The collected data is the jumping off point for predictive maintenance. The data that’s needed for predictive maintenance is time-series data, meaning it’s collected at specific, discrete times. With that information in hand, you can start to build out machine learning models to predict when machines are likely to fail.

TimescaleDB: relational database for time-series data

https://docs.timescale.com/timescaledb/latest/tutorials/nyc-taxi-cab/

处理传感器数据已经在各个领域积累了很多经验,面对智能航运相关的运行数据爆发,一些基础的技术准备工作是必须的。

基于传统数据库形成的采集、存储、显示的技术线路,一来并不能产生多少数据价值,长期作为监测报警系统的一部分;而来这个技术线路对巨量的传感器数据并不友好,采集存储端资源压力大,数据挖掘端也无法获得合适的工具和性能。

之前一直观察着influxdb,今天再引入一个TimescaleDB,虽然两者都是开源的时序数据库,但是在基础功能上,influxdb的集群功能是另外授权的, TimescaleDB基于底层的Postgre实现高可用和集群,填补了这个商用必须的功能空白。也正是由于Postgre的存在,TimescaleDB从某种角度上来说更灵活了一些。

开始的链接给出了基于TimescaleDB的一些应用案例,诸如Time-series forecasting之类最基础也是大家最关心的数据挖掘都有完整的演示。

Forecast the remaining lifespan of an IoT device

Forecast the number of taxi or ride share drivers necessary for a big holiday evening

看起来就很有趣,值得一试。

国内DP供应商新增704所

中国船级社认可的DP控制系统,除去设计认可的两个,近几日从6个变成了7个,中国船舶重工集团公司第七〇四研究所取得了最新的一张DP控制系统型式认可证书。

再刨去国外的三个,国内有能力供应DP控制系统的厂商有:

中国船舶重工集团公司第七〇四研究所
哈尔滨船海智能装备科技有限公司
中国船舶重工集团公司第七0七研究所
海思特海事技术(上海)有限公司

DP作为自动控制的核心技术,也是下一代智能控制系统研发的基础,因此,具备DP控制系统的供货能力,算是MASS这类大型智能/远程遥控船舶开发控制系统的基础。

人机振荡与闭环控制

而且飞机本身是自动驾驶飞行的,不需要人实时进行操控,虽然经过卫星转发,卫星转发一般有1.3秒的延迟,延迟会导致人机震荡,我们叫PIO,但是因为它是自动飞行,不需要人实时驾驶,只要发个指令就可以让它改航,可以盘旋,可以爬升,不会由于延迟导致的PIO,所以有了卫星链路的中继,就可以远程对无人机进行指挥和操作。

王英勋,独家:专家披露驰援河南翼龙无人机的幕后真容

船舶的远程遥控也有同样的问题,这也是不能将船上的手操系统单纯的连接到岸基操作台的重要原因。与船舶姿态相关的控制过程需要在船端实现闭环控制,才能避免PIO的发生。

因此,船端配备成熟的自动控制系统,是实现船舶远程遥控的技术基础。这些原先设计给驾驶人员使用的自动系统,无论是DP还是AP,都需要在经过改进和增强后,为岸基远程控制提供全新的控制接口,使岸基驾驶员从实时控制的反馈中脱离,只需要关心逻辑性的指令和指令执行的结果即可,同时将由通信延迟带来的影响降低。

黄埔文冲开建全球首艘智能型无人系统母船

http://www.eworldship.com/html/2021/NewShipUnderConstrunction_0720/173060.html

7月20日,全球首艘智能型无人系统母船在广州开工。该船由中国船舶集团旗下中船黄埔文冲船舶有限公司(黄埔文冲)为南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海)建造。

该船拥有“i-ship(No,R1,M,I)”智能船级符号,有望成为全球首艘具有远程遥控和开阔水域自主航行功能的科考船,将为我国开展海洋科考、建设海洋强国、发展社会经济带来前所未有的利器。

黄埔文冲开建全球首艘智能型无人系统母船

国家卫星海洋应用中心主任蒋兴伟院士,南方海洋实验室主任陈大可院士、副主任王辉研究员,广东海事局副局长林奎,自然资源部南海局副局长陈怀北,中国船级社上海规范研究所主任孙武、广州分社副总经理周立伟,黄埔文冲公司党委书记、董事长向辉明,中国舰船研究设计中心副所长李维林,上海船舶设备研究所所长高晓敏,中山大学副校长邰忠智等出席。

黄埔文冲开建全球首艘智能型无人系统母船

蒋兴伟院士致词:智能型无人系统母船为海洋科考开辟了新的天地,期待其为我国海洋强国建设作出新的贡献。

黄埔文冲开建全球首艘智能型无人系统母船

陈大可院士致词:智能型无人系统母船是美丽的、全新的“海洋物种”,将使观测海洋的模式发生革命性的变化。期望参建各方齐心协力、敢为人先,优质高效安全完成好该船建造工作。

来自国家卫星海洋应用中心、南方海洋实验室、广东海事局、广州黄埔海事处、中国船级社、自然资源部南海局、中山大学、清华大学、珠海云洲智能科技有限公司、黄埔文冲公司、中国舰船研究设计中心、上海船舶设备研究所、上海佳船、武汉船舶设计研究院等单位的来宾参加活动。

智能型无人系统母船由中国舰船设计研究中心负责设计建造总承包,清华大学美术学院唐林涛教授团队负责外观总体设计,贯彻了“未来感”“无人系统保障”“绿色智能”三大设计理念。据了解,智能型无人系统母船所配备的重要设备国产化率高,其所携带的动力系统、推进系统、智能系统、调查作业支持系统等均为中国制造,核心技术自主可控。

黄埔文冲开建全球首艘智能型无人系统母船

▲  无人机、无人艇、无人潜器的跨域协同作业,将实现科考手段的革命性突破

黄埔文冲开建全球首艘智能型无人系统母船

▲  无人化、智能化大大提升了母船履行使命任务的能力,使在恶劣、危险等极端条件下进行科考任务成为可能

智能型无人系统母船长88.5米,型宽14.0米,型深6.1米,设计吃水3.7米,设计排水量约2000吨,最大航速18节,经济航速为13节。该船拥有宽敞的甲板,可搭载数十台配置不同观测仪器的空、海、潜无人系统装备,在目标海区批量化布放,进行面向任务的自适应组网,实现对特定目标的立体动态观测,是南方海洋实验室“智能快速机动海洋立体观测系统(IMOSOS)”的水面支持平台。

黄埔文冲开建全球首艘智能型无人系统母船

该船于12月18日签订建造合同。因设计建造周期紧、系统复杂,在为确保该船按期开工、尽早投入我国海洋科考事业,船东方南方海洋实验室组织各参建单位多次召开专题会,不断优化改进船舶技术状态,及时沟通解决问题,在实际生产技术准备周期不足7个月的情况下,使该船在设计出图和物资订货方面达到连续开工要求。

当前,智能化、无人化科技浪潮席卷全球,已成为第四次工业革命的重要引擎。黄埔文冲将充分借鉴成功经验,创新技术工艺,努力将智能型无人系统母船建造成为国际领先的划时代的科考装备。公司将以此为契机,坚持自主研发、创新驱动,深化人工智能技术应用,为船舶工业智能化、无人化贡献“黄埔文冲”方案。

国际造船新公约规范标准工作机制办公室组织召开我国船舶行业参与IMO MASS立法工作研讨会

https://mp.weixin.qq.com/s/WiRpGz9o3V7oSdf03qcQCQ

2021年6月29日,我国船舶行业参与IMO MASS立法工作研讨会在上海召开,会议采用线上与线下相结合的方式举行。本次会议参与面较广,浙江海事局、中国船级社、上海船舶研究设计院、大连船舶重工集团有限公司、北京海兰信数据科技股份有限公司、大连海事大学及武汉理工大学等来自海事监管、船舶设计、建造、配套和海事院校的专家及国际造船新公约规范标准工作机制办公室的代表参加了会议。

会议由上海船舶研究设计院李路副院长主持。

会议邀请来自浙江海事局的李喆副科长就IMO MASS立法范围界定议题审议结果、我国参与MASS立法范围界定工作情况以及后续工作计划等三个方面通报了IMO框架下MASS议题审议进展;

上海船舶研究设计院的李鑫主任从船舶数字化和自主化等方面介绍了MASS需解决的问题,从协同机制、发展路线以及合作模式等方面提出了MASS议题应对建议,向与会专家分享了MASS议题技术发展的思考;

中国船级社的贺辞高工从ISO自主船舶(MASS)术语标准制定的背景及进展情况,标准的框架、总体概念和主要内容等方面介绍了ISO自主船舶术语标准。

随后与会专家就MASS规则制定的顺序和重点、国内现有成果如何推向国际以及我国船舶行业如何参与IMO MASS立法等问题进行了深入的交流和讨论。

经过讨论,会议形成了以下共识:

1

MASS或智能船舶是未来船舶、航海技术发展的方向,我国船舶行业应以积极态度参与到IMO MASS立法工作中,这是提升我国船舶行业在国际海事规则制定的话语权,实现弯道超车的绝佳机会;

2

MASS立法是个复杂且庞大的工程,建议应根据船型特点等梳理MASS规则制定路径,分阶段推进。鉴于未来很长一段时间内都会存在MASS与传统船舶共同航行的局面,因此首先应研究自主航行、自主避碰等方面的立法,保障航行安全;

3

目前国内智能船舶技术发展很快,但是智能场景应用相对滞后,建议推进我国智能船舶场景应用,鼓励智能船舶特定场景示范应用,以促进技术进步、装备完善,促进规则发展;

4
根据智能技术的发展情况,对于已成熟应用的智能技术可先行立法、制定规则,建议国内可先行研究制定相应的法规,从而对船舶设计、建造、配套提供引导和指引;

5

通过国外的标准制定情况可以看出国外的产业布局情况,以提出制定国际标准的方式开展技术布局,值得我国业界参考和借鉴;

6

无人技术在汽车、飞机等行业都有发展,建议横向对标,相互借鉴;

7

国内针对智能船舶已有多项团体标准发布,可以研究通过制定国际标准、向IMO提交提案等方式将国内已有成果推广至国际。

最后,与会专家一致认为我国船舶行业要参与IMO MASS立法首先应厘清MASS与传统船舶的本质区别,找准核心问题,再进行布局,并形成合力,参与MASS国际立法。

国际造船新公约规范标准工作机制办公室后续将跟进国际发展,与海事监管部门积极联络、融通互通,引导船舶行业主动参与国际规则制定,最大程度维护我国船舶行业的利益。

国内首艘智能航行集装箱船顺利出坞

http://www.eworldship.com/html/2021/NewShipUnderConstrunction_0701/172417.html

6月29日,我国首艘自主航行集装箱船“智飞”号在青岛造船厂顺利出坞,驶向位于青岛蓝谷附近海域的我国首个智能船舶测试场,按照计划,“智飞”号将在青岛海上船舶智能航行实验测试场完成项目实船智能航行测试后交付运营。

据了解,300TEU智能集装箱商船“智飞”号是我国首艘具有无人驾驶智能航行能力、满足自主航行测试需要的沿海集装箱运输船,也是目前在建的全球吨位最大的智能航行船舶。作为国家重点研发计划项目的系列成果落地船,“智飞”号的建造对我国探索、掌握船舶智能航行自主技术具有重要意义。

“智飞”号由交通运输部水运科学研究院作为技术牵头单位,青岛蓝谷智慧航海(青岛)科技有限公司负责投资建设,由上海佳豪船舶设计院设计,该船总长117.15米,型宽17.32米,型深9.9米,设计航速12节,续航力4500海里。

“智飞”号将配置我国自主研发的智能航行系统,具有人工驾驶、远程遥控驾驶和无人自主航行三种驾驶模式,能够实现航行环境智能感知认知、自主循迹、航线自主规划、智能避碰、自动靠离泊和远程遥控驾驶。通过5G、卫星通信等多网多模通信系统,可以与港口、航运、海事、航保等岸基生产、服务、调度控制、监管等机构、设施实现协同。

2019年3月,由交通运输部水运科学研究院牵头申报的国家重点研发计划项目“综合交通运输与智能交通”重点专项12.1“基于船岸协同的船舶智能航行与控制关键技术”项目正式立项。项目组以交通运输部水运科学研究所为牵头单位,联合4所重点大学、6家一流科研院所、6家国家级水路交通技术业务骨干单位、4家创新型高技术企业,合计21个机构共同组成,从产学研用各方面汇集了我国航运、造船、人工智能科技等相关领域最具优势的科研团队。项目旨在解决综合交通运输与智能交通的重大共性关键技术难题,着眼于智能航运新技术发展和新业态构建,解决船舶智能航行与控制技术前沿的基础科学难题和重大共性关键技术问题。

2019年12月,智慧航海(青岛)科技有限公司与青岛造船厂有限公司签订建造合同,国家重点研发计划项目“基于船岸协同的船舶智能航行与控制关键技术”科研成果集中应用的示范船300TEU集装箱船“智飞”号正式启动。2020年5月15日,“智飞”号正式开工。 

国内首艘智能航行集装箱船顺利出坞
国内首艘智能航行集装箱船顺利出坞

“智飞”号将配置我国自主研发的智能航行系统,将是青岛海上船舶智能航行测试场开展系统性测试的首个集成性样本,对我国探索、掌握船舶智能航行自主技术和打造青岛智能航运综合示范区具有重要的意义。

“智飞号”集成并安装了有交通运输部水运科学研究院、智慧航海(青岛)科技有限公司等多家科研机构和企业完全自主研发的自主航行系统,采用中船重工第七〇四所研发的大容量直流综合电力推进系统,首次在同一船舶上实现直流化、智能化两大技术跨越。智慧航海(青岛)科技有限公司致力于突破船舶智能航行与控制领域的基础科学难题和重大共性关键技术,为国内乃至全球智能航运产业发展做出“青岛探索”,为海洋强国建设贡献青岛力量。

青岛智能航运技术创新与综合实验基地于2018年5月落户青岛蓝谷。根据科技部国家重点研发计划,青岛智能航运技术创新与综合实验基地将实施“三船”建造计划,“智飞”号是“三船”建造计划中的第一条实验船。去年5月,国内首艘无人驾驶自主航行系统试验船“智腾”号在蓝谷下水测试航行,为此次300TEU自主航行集装箱实验船“智飞”号的建造提供了依据和支撑。作为验证国家重点研发计划项目“基于船岸协同的船舶智能航行与控制关键技术”成果的综合性实验平台,“智飞”号建成后将在青岛沿海智能船舶测试场开展实景测试,之后将投入到附近的商业航线运营,并持续验证船舶智能航行新技术的安全性和稳定性。后续,还计划建造500TEU和800TEU智能集装箱实验船,并持续验证国内沿海航线和远洋航线船舶智能航行新技术的安全性和稳定性。

“智飞”号作为国家重点研发计划“基于船岸协同的船舶智能航行与控制关键技术”项目的系列成果落地船,对我国探索、掌握船舶智能航行自主技术和打造青岛智能航运综合示范区具有重要的意义。对于我国智能船舶建造的相关标准法规制订具有指导意义,将为我国未来智能船舶和智能航运的发展提供重要经验。

国内首艘智能航行集装箱船顺利出坞

据悉,“智飞号”作为该项目研发成果的示范应用是目前投入商业运营的世界最大的自主航行集装箱船。该船将由山东港口航运集团运营,率先在山东港口青岛港实现智能船舶与青岛港无人化码头船岸协同作业。届时将通过该船完成绿色动力、船岸移动通信网络、智慧引航、船拖一体化、集装箱货物无人化调度管理等实验科目,同时,也将为自主航行集成系统的技术标准和无人驾驶船舶海事监管相关法规等提供实船认证支撑。

海上主水面船舶的监管范围界定(MASS)

https://mp.weixin.qq.com/s/W8_1vrv5qKdhmcpbKVOTIQ

海上主水面船舶的监管范围界定(MASS)

会议成立MASS工作组,指示其考虑MASS监管范围界定(RSE)的结论,识别出各公约规则间的共性偏差以及 MASS未来工作的优先级,并向MSC委员会提交工作组报告。

1. MASS监管范围界定的结论

MASS工作组报告中认可了各成员国牵头承担MASS法规梳理工作得出的结论,但各成员国在法规梳理过程中对MASS的运营环境、控制条件及船员的作用等假设条件并不一致,因此法规梳理的结论仅能作为今后MASS立法的参考。

2. 各公约规则间的共性偏差

MASS工作组根据RSE的结论,识别出11项公约规则间的共性偏差(见表1),并将其中4项定为高优先级事项。

表1  各公约规则间的共性偏差

表1中所列的共性偏差的性质并不相同。其中一些属于关键和基本的问题,可能涉及MASS的操作,而另一些则更多地涉及技术方面的问题。这些共性偏差的理解若不能在各成员国间达成一致,将会影响未来MASS的发展。

部分共性偏差涉及的是如何在监管框架内安全有效地实施MASS操作的核心,被视为高优先级事项,包括:船长、船员及责任人员的定义、远程控制站/中心、远程操作人员视为船员以及术语,需要在后续工作中进一步明确。

3.  MASS未来工作的优先级

MASS工作组识别出的未来工作的高优先级项目包括:

(1)考虑制订一项新的规则(MASS Code)

工作组认为修订SOLAS等现有IMO文书容易造成MASS与传统船舶的履约混淆,因此以GBS的方法制定一项新的规则(MASS Code)是解决这一问题的最佳途径。同时,在MASS运营的早期,制定MASS临时指南有利于保证MASS操作的安全、保安及环保。

(2)审查术语和定义

工作组认为在开展MASS立法工作之前需要就MASS的术语和定义达成一致,包括重新审议MASS自主等级。

(3)审议高优先级共性偏差

工作组认为需要对识别出的高优先级共性偏差进行审议,达成一致。

(4) 现有公约规则审议可能的顺序

工作组将MSC职权范围的IMO公约及规则考虑其对MASS操作的影响程度、存在的共性偏差等因素分为高、中、低三个优先级。将SOLAS的10个章节、避碰规则、载重线公约、FSS规则、IBC规则、IGC规则等列为高优先级。为今后修订现有公约规则提供顺序参考。

同时,MASS工作组一致认为,今后关于MASS的任何工作都必须在提出新产出的提案并予以核准后再开展。因此,MASS工作组建议MSC邀请成员国就MASS的未来工作提交新产出提案。

会议通过了MASS工作组的报告,认为MSC已完成了其职权范围内的MASS监管范围界定工作。

对于如何解决IMO立法框架内的MASS相关问题,会议要求各成员国向MSC104提交新的提案。

对于需协调MSC、LEG以及FAL三个委员会,开展MASS立法的相关工作。会议同意完成MASS监管范围界定工作之后建立三个委员会间的联合工作组,但该联合工作组的建立仍需提交新产出提案,并得到三个委员会的同意和批准。