「中國智造」全球首艘自主航行科研船交付
「新紅專」輪兼具遠程遙控等功能 智能化程度領先世界
全球首艘具有自主航行、遠程控制和自主操作功能的科研及實訓船——大連海事大學「新紅專」輪，8日在大連中遠海運重工碼頭命名交付。作為海上移動的智能船舶試驗驗證平台，「新紅專」輪核心系統100%為中國設計製造，配置智能航行、智能機艙、智能能效、智能船體、智能平台以及智能實訓系統，其智能化程度達到世界領先水平。未來，該船將為國家開展智能航運基礎性、前沿性、關鍵性技術研究提供重要支撐。◆文/圖：香港文匯報記者 宋偉 大連報道
「新紅專」輪由大連海事大學總體研發，上海船舶設計研究所設計，大連中遠海運重工負責總體建造、安裝和調試，上海船舶運輸科學研究所負責智能系統研製，是全球首艘具備遠程遙控、自主航行、智能避碰、自動靠離泊、航行環境動態感知、智能能效管理、船體全生命周期管理等功能的教學實訓智能船。
「超強大腦」決策系統航路
與汽車的自動駕駛相比，船舶自主航行的研發難度要高出數個量級。大連中遠海運重工總經理饒洪華說，船舶在海上會受到風、浪和洋流影響，「路況」更加複雜，這就要求自動駕駛船能夠自主識別、自主避碰，做到隨機應變。
「新紅專」輪排水量不足1,500噸，身材雖小卻擁有「超強大腦」。大連中遠海運重工技術中心副經理王樹山介紹，普通船只有約500個檢測控制點，而自動駕駛船有15,000多個，達到普通船的30倍。「去協調、整合這樣一個複雜而龐大的船舶系統，也是我們第一次接受這樣的挑戰。」
項目技術經理孫鋒表示，「新紅專」輪配置的船舶感知系統、決策系統、控制系統、自動收纜裝置和靠離泊感知裝置，可以實現態勢感知及融合、避碰決策、航行控制等功能，實現船舶開闊水域自主避碰、自動靠離泊等功能。「感知系統實現多源目標信息融合的感知策略。12海里以上目標使用雷達感知；6-12海里以雷達為主，AIS為信息補充；3-6海里以雷達為主，AIS、視覺為信息補充；3海里內以雷達、AIS、視覺三種手段融合。目標跟蹤成功率優於98%。」
「超強大腦」還可以決策系統航路、設計和優化航速，構建具備可靠性、具有可解釋性的自主避碰決策技術。「主動安全功能，避碰決策時間不大於1,500ms，避碰路徑的規劃大於6海里。」孫鋒說。
開放數據接口助研發測試
「這艘船我們構建了開放性的智能平台底座，可以實現一個智能平台+多個智能功能的系統框架。另外，這個智能平台還具備完全開放的數據接口，為將來我們國家搭載新型智能設備、智能系統的研發和測試做好基礎準備。」
登上「新紅專」輪，香港文匯報記者發現，除了甲板上密布的天線和監測裝置，船尾留有的敞開性結構空間也顯得與眾不同。孫鋒表示，船尾預留有兩個實驗集裝箱位置及平台空間，未來可搭載無人艇、無人機和其他科研儀器設備，用於科學研究工作。
「不久前，『新紅專』輪展開了國內第一次專門為驗證智能系統進行的船舶試航，試航結果達到了預期目的。」大連海事大學智能研究與實訓兩用船駐廠首席代表王國峰說，無論是遠程遙控還是岸基支持，「新紅專」輪在具體的智能系統架構方面做了很多創新，不僅達到國際前沿水平，也為今後的科研奠定了良好基礎。
「新紅專」輪基本參數
船長 69.83米
船寬 10.9米
型深 5米
設計吃水 3.5米
最高航速 18.5節
排水量 1,480噸
推進器 2個1,500kW全電力吊艙
發電機組 3台1,520 kW柴電機組
續航力 2,500海里
配員 50人
整理：香港文匯報記者 宋偉
智能系統面面觀
▶智能感知系統：以雷達、AIS、視覺等多手段融合，水下配置聲吶等探測設備，實現航行環境360度及水下環境全方位感知。
▶智能決策系統：可實現最優的航路航速規劃，構建具備可靠性、具有可解釋性自主避碰決策技術，包括航行風險評估、會遇態勢辨識、局部路徑規劃、緊迫局面緊急避讓等功能。可實現船舶在複雜水域多船自動避碰決策及主動安全功能。
▶遠程遙控功能：已完成實船遠程遙控測試，未來將於岸基控制站進行船岸協同的遠程遙控功能測試。
▶智能平台系統：構建了開放型船岸協同智能平台數據底座，實現「1個智能平台+多個智能功能」的多智能系統框架，使駕駛、輪機、電氣深度融合，實現對船舶信息的全面監控與智能化管理。
▶智能能效系統：對船舶航行狀態、能效及耗能狀況可視化顯示，並提供評估、報警和報告，為船舶能效管理提供輔助決策依據。
▶智能機艙：可實現機艙綜合檢測報警，智能主機監測，智能電力系統監測，輔助設備監測等，實現狀態監測與故障診斷、提供輔助決策，以達到智能運維的功能。
▶數字孿生場景重建：該船實訓室內部通過數字孿生技術，實現虛擬數字環境，能達到虛實融合的沉浸式教學實訓效果。
▶船體監測系統：包括應力傳感監測和振動傳感監測，可實時監測船舶結構的應力、振動、外載荷等數據，進行統計分析提供輔助決策功能，實現對船舶結構狀態實時監管。
▶全生命周期管理系統：構建三維可視化船舶結構界面，對船舶全生命周期內的結構變化進行評估管理和風險預警。
整理：香港文匯報記者 宋偉
