产业动态｜无人驾驶船舶产业浅析
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一、无人驾驶船舶产业界定
无人驾驶船舶是在传统船舶制造产业基础上融入自动化、智能化以及互联网化等技术的新兴产业。相比较传统船舶，无人驾驶船舶在节能减排、人力成本以及船舶安全性等方面优势明显。按照智能化水平，无人驾驶船舶产业发展可划分为四个阶段：第一阶段，实现船用设备状态的远程监控和数据分析；第二阶段，利用云计算、物联网和大数据等技术，使船端和岸基建立实时通讯，为船舶定时提供安全、环保和能效优化建议，实现半自动化航行；第三阶段，在船舶数据分析基础上，加入港口物流信息，实现船、岸信息间的无缝连接，动态优化航行、船期和港口操作，提升船只运输效率；第四阶段，实现船只的全自主无人驾驶和港口自动化装卸与物流。
二、无人驾驶船舶关键技术体系
无人驾驶船舶整体技术相对庞大与复杂，可分为三大模块，分别是船只自主航行系统、海上无障碍通信系统和岸基支持系统。
（一）船只自主航行系统
船体是无人驾驶技术承载相对较多的模块，其技术群联合推动实现如下三大功能，智能感知、智能决策和精准执行，其涉及技术如下：
1、智能感知：包括船只外部感知及内部感知，其中外部感知技术主要涉及动态目标信息融合、船载摄像机稳定图像、海面小尺度目标物监测、海面目标模式识别、航行条件信息感知技术（包括海域的风速、风向、浪高、浪向、流速、流向和海上目标的距离、方位、速度、最近会遇距离、最近会遇时间等航行环境信息）；内部感知主要包括导航设备信息感知、货物信息感知、机舱设备信息感知等技术。
2、智能决策：主要由航线优化风险预警、智能决策、能效管理等多种技术集合而成，从而实现凭借外部航行环境信息、船舶内部信息以及岸基发送的支持信息综合集成来做出最佳的航行决策，并向执行机构发送控制指令以执行决策。
3、精准执行：通过船舶车钟、自动舵、减摇鳍、消防系统等传统设备，与船载机器人、船载无人机、防海盗系统等智能化设备的整体协作来实现，使智能决策中心所发送的指令可相对准确的执行。
（二）海上无障碍通信系统
海上无障碍通信系统是连接船只自主航行系统和岸基支持系统的桥梁，需要实时、及时地将船端采集信息发送到岸端，并将岸基遥测遥控指令发送至船端。因此，无人驾驶船舶对海上通信系统提出了高带宽、低延时等要求，其核心技术主要包括智能路由选择、船岸一体化信息集成与融合、数据智能压缩、海上通信传输以及信息安全维护等。
（三）岸基支持系统
岸基支持系统为无人驾驶船舶的安全性提供充分保障，负责远程监控船端自主航行系统，同时为智能决策模块提供信息支撑，由监控中心和信息支持中心两部分组成。监控中心主要涉及远程同步监控、船舶岸基遥控、大数据分析等技术；信息支持中心主要建立中长期气象海况预报，海面地图、海事安全以及港口泊位等数据库。
三、国内外无人驾驶船舶产业发展情况
无人驾驶船舶是船舶行业发展的新方向，影响着各国船舶工业在未来船舶市场的地位，正在逐渐成为挪威、英国、韩国、日本及中国等造船大国的战略必争领域。
在挪威，下游船舶应用领域的行业巨头加快布局无人驾驶船舶制造，政府搭建无人驾驶船舶测试场，双管齐下加速推动无人驾驶船舶新业态发展。2016年挪威农用化学品巨头（Yara International）和世界知名船舶自动化系统制造商康士伯海事（Kongsberg Maritime）联合开发无人驾驶船舶——Yara Birkeland号。Yara Birkeland号定位于农用化学品专用无人驾驶船舶，容量为100-150个集装箱，利用其自身安装的全球定位系统、雷达、摄像机和传感器等，实现在航道中自主避让其他船舶，并在到达终点时实现自行停靠，预计将于2018年开始投入使用。同年，挪威海事局和挪威海岸管理局在特隆赫姆峡湾建立了世界上第一个无人驾驶船舶海上测试场。目前Kongsberg Seatex、Rolls-Royce Marine、Marintek和Maritime Robotics等大型船舶公司已开始在该测试场开展导航、防碰撞系统、操作安全等方面的测试。
在英国，船舶领域百年巨头公司罗尔斯·罗伊斯公司聚焦无人驾驶船舶岸基遥控系统、感知系统开展技术攻关，并拟定战略计划预计2035年实现无人驾驶船舶整船制造。在无人驾驶船舶技术方面，公司在2014年着力开发名为“未来操作体验概念”的岸基遥控系统；2017年4月，与新加坡海工和船舶中心联合研发全球顶级的智能船舶基础性技术框架，例如智能传感技术、数字化模型技术以及集成建模技术等；与瑞典渡船公司Stena Line AB合作研发首套船舶智能感知系统。在整船制造方面，2016年与芬兰国家技术研究中心（VTT）、阿尔托大学和坦佩雷大学人机互动研究中心结成合作伙伴，启动“高级无人驾驶船舶应用开发计划”（AAWA），预计2020年实现利用远程支持和特定功能操作来逐渐减少对船员的任用；2025年实现近海无人船舶的远程控制；2030年实现远洋无人船舶的远程控制；2035年实现自主远洋无人船舶。该项目获得了芬兰技术与革新基金会的支持。
在韩国，政府为振兴景气度持续走低的造船业，大力推动智能船舶发展，以现代重工为代表的“三船巨头”抓紧布局无人驾驶船舶。2016年，韩国政府出台《造船产业竞争力强化方案》，提出投资约0.32亿美元支持智能船舶相关核心技术开发，智能船舶产业发展；同年韩国海洋水产部启动了“智能航海计划”，总投资1.14亿美元聚焦船舶的安全和高效运营，开展大数据、云计算、海洋监测与预报、航线实时规划、基于即时状态的设备维护、信息安全等方面的技术研究。企业层面，现代重工2017年与英特尔、SK航运、微软、大田创意经济与创新中心（DCCEI），蔚山创意经济与创新中心合作，联合开发智能船舶以及安全航运操作系统。
在日本，聚焦无人驾驶船舶开展“政产学研”协同创新。2014年，由日本船舶机械与设备协会（JSMEA）牵头，包括三菱重工、川崎重工、大发柴油机株式会社、东京计器株式会社、日本邮船、商船三井和日本船级社（NK）等27家造船、配套、航运和检验单位共同参与，启动“智能船舶应用平台项目”（SSAP），累计投入120万美元，用于支持建立船舶及岸上获取船舶设备数据的标准化方法，不断提高智能船舶的安全性与环保性。
我国无人驾驶船舶发展仍处于起步阶段。在政府方面，2016年中国船级社（CCS）发布《智能船舶规范》，指出智能船舶包含智能航行、智能船体、智能机舱、智能能效管理、智能货物管理和智能集成平台六大功能，并对不同等级的功能提出了相应的要求。在高校院所方面，大连海事大学积极开展无人驾驶船舶领域核心技术的研究，在智能航线设计及规划、无人驾驶船舶试验模拟器研发、传感器自动识别海上目标、货舱内无人实时监控、无人驾驶船舶智能避让与导航、无人驾驶船舶运营成本与核算等方面进行了积极探索；中国海事局和武汉理工大学合作进行“无人多功能海事船舶研究与开发项目”，致力于研发应用于商业和军事领域的自动驾驶船舶。在企业方面，2015年中国船舶工业集团公司发布“智能示范船i-DOLPHIN船型”，标志着全球真正意义上的首艘智能船舶进入设计建造阶段。
四、无人驾驶船舶产业发展趋势
一是无人驾驶船舶产业有望成为振兴传统船舶制造的热点。与无人驾驶汽车对传统汽车制造带来巨大冲击一样，无人驾驶船舶必将会对传统船舶设计和制造带来颠覆性的改变．可以预见，无人驾驶船舶的船型、内部结构、制造方式、所使用的材质等将与传统船舶有本质的区别，将以智能化为核心催生出一批新兴业态。
二是打造无人驾驶船舶测试场等测试场景，有望成为后发地区抢占无人驾驶船舶市场的关键举措。2018年伊始，珠海市政府、中国船级社、武汉理工大学和云洲智能等联合共建珠海万山无人船舶海上测试场，为无人船舶产业发展提供多功能固定、安全和全场景的综合性测试区域，引导我国无人船舶行业测试、检验和认证规范的建立，通过应用示范推动无人船舶产业、人才和资本等要素在珠海集聚发展。后发国家和地区紧抓产业变革趋势，通过打造应用场景等平台，可加快集聚新技术、信息、人才等创新要素，形成孕育新产业的创新生态，以此发展新业态，打造区域新动能。
END
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