近日,挪威船廠Vard宣布已将世界首艘純電動自主航行集裝箱船交付給船東挪威化肥生産商雅苒國際(Yara International)。此舉再次将人們的目光聚焦到了無人船的發展上,尤其是歐洲的無人船發展。
那麼,讓我們來一起來看看在自主航行技術領域早期的探索性項目都有哪些?項目主旨和試驗船型又有何不同呢?
AAWA項目
AAWA項目(2015~2017年),是将高等院校、船舶設計機構、設備制造商和船級社集合到一起(見表),共同探究實現自主航行技術應用所需解決的經濟、社會、法律、監管和技術問題,并為下一代高級船舶解決方案制定規範和初步設計方案。AAWA項目從芬蘭國家技術創新局獲得660萬歐元的研究資金。
2016年,羅爾斯羅伊斯發布《AAWA項目白皮書》,并規劃了到2035年的發展目标。規劃目标中預計2020年實現利用遠程支持和特定功能操作來逐漸減少船員;2025年實現近海無人船舶的遠程控制;2030年實現遠洋無人船舶的遠程控制;2035年實現遠洋船舶的自主航行。
AAWA項目探索取得了大量成果,羅爾斯羅伊斯決定将項目的成果在營運船舶上實現應用。該項目選用芬蘭國有輪渡運營商Finferries的2012年投入運營的車客渡船“Stella”号(總長64.4米,型寬12.7米)。根據資料,羅爾斯羅伊斯在“Stella”号船上安裝傳感器陣列,并在不同運營和天氣條件下進行一系列測試。在這過程中,“Stella”号船正常運營于芬蘭科波爾與豪特謝爾港之間。
Yara Birkeland項目
經曆早期探索後,肥料生産商Yara聯合康士伯格建造可完全自主航行船舶,而羅爾斯羅伊斯試圖把在AAWA項目中取得的成果應用在已投入運營船舶上。
Yara Birkeland項目(2017~2023年),發起方為Yara和康士伯格。“Yara Birkeland”号船是120TEU型敞口船,使用電池供能,設計航速6~10節。按照計劃,該船應在2020年交付,并在Yara的Porsgrunn工廠裝載貨物,運至Brevik(7海裡)或Larvik(30海裡)。整個航程均在挪威境内。
按照規劃,“Yara Birkeland”号船投運初期将配備船員,之後轉為遠程控制運行,最終完全自主運行。
5月,“Yara Birkeland”号船體部分由羅馬尼亞的Vard Braila船廠完成,并被拖至挪威的Vard Brattvaag船廠舾裝。在Vard Brattvaag船廠,該船将裝載各類控制和導航系統,并進行交付前的各種測試。
SVAN項目
SVAN項目(2018年),是由羅爾斯羅伊斯與Finferries聯合發起,以将AAWA研究項目的成果落地。SVAN項目的試驗船是1993年投入運營的車客渡船“Falco”号(總長53.8米,艏艉同型)。
2018年底,羅爾斯羅伊斯與Finferries在芬蘭圖爾庫市以南群島展示了全球首艘無人駕駛渡輪:“Falco”号船在帕爾加斯與瑙沃之間完成了無人駕駛航行,并在遙控操作下順利返航。Finferries岸上遙控操作中心設在距芬蘭圖爾庫市中心50公裡處,船長在此監控船舶的無人駕駛航行,并在必要時進行人工控制。
根據資料,“Falco”号船通過采用傳感器融合和人工智能技術來探測物體和避免沖撞,利用自動導航系統實現自動靠泊。在正式展示前,羅爾斯羅伊斯已經對“Falco”号船的試航進行了約400小時的監控。
遺憾的是,克拉克森相關信息顯示,“Falco”号船目前正呈閑置狀态。也有專業人士對SVAN項目成果持懷疑态度:“‘Falco’号船完成了無人駕駛試航行,隻說明自主駕駛是可能的。但這并不意味着,在決策周期内沒有船員的介入會使得船舶更安全。”
無疑,在自主航行研究中,羅爾斯羅伊斯是先驅,其研發的集成控制系統已經颠覆傳統,且借力谷歌的雲機器學習引擎訓練智能感知系統,通過因特爾芯片處理自主航行系統中的數據。前行至此,2019年4月,羅爾斯羅伊斯的船舶業務卻被康士伯格收購。
MUNIN項目
MUNIN項目(2012~2015年),是在自主航行船舶領域較早的合作項目之一,為歐盟聯合具有科學和工業背景的以Fraunhofer CML為首的8個合作夥伴共同發起。MUNIN項目,總預算為380萬歐元(其中290萬歐元資金來自歐盟),主攻自主航行技術概念的開發與研究,并從技術、經濟、法律等角度論證自主航行船舶的可行性。
MUNIN項目以散貨船“Automat Seaways”号為試驗船舶。在試驗中,裝載3.5萬噸紙漿的“Automat Seaways”号船,從瑞典哥德堡港出發,開往南非開普敦港,在開航40分鐘後切換為自主航行模式,引航員離開船(機艙中仍保留3人進行機械維護),單向航程持續1個月時間。
根據試驗,MUNIN項目散貨船在不改變船舶原有結構情況下,通過加裝自主航行和重油智能運行系統,經濟性顯著增加。根據測算,船舶在25年的生命周期内,可以增加約700萬美元收益。
ReVolt項目
ReVolt項目(約2014年),是由DNVGL發起的自主航行概念研究項目。“ReVolt”号船是100TEU型概念船,使用電池供能,航速為6節,在各段航程小于100海裡的路線上航行。
“ReVolt”号船有多種優勢,首先,由電池提供能量,需維護零部件數量減少;其次,平均航速低,節省燃料消耗;第三,船上無需船員,降低人為因素導緻的事故發生率。按試驗測算,如果該船服務期限為30年,則其生命周期内可節約3400萬美元成本。
Autoship項目
Autoship項目(2019—2023年),通過在不同環境下運營的2艘船舶上安裝和測試自主航行設施,加速新一代自主航行船舶發展,并為歐盟未來5年實現船舶自主航行制定商業化路線圖。Autoship項目獲“歐盟地平線2020研究與創新計劃”資助,預算資金為2960萬歐元(其中歐盟提供2100萬歐元),以康士伯格與挪威研究機構SINTEF及一些歐洲夥伴為合作研究方。
Autoship項目應需求選擇2艘船舶做試驗,其中為漁業養殖場運送飼料的船舶,将選用Eidsvaag航運旗下雜貨船“Eidsvaag Pioneer”号,裝備遠程控制操作和自主航行系統。“Eidsvaag Pioneer”号船在挪威沿海和脆弱的峽灣區作業,把魚類飼料運往養殖場。“Eidsvaag Pioneer”号船将被用于測試和進一步開發有關完全自主航行系統、智能輪機系統以及自主診斷、預測和操作調度的關鍵技術。此外,“Eidsvaag Pioneer”号船也将被用于測試和持續開發能夠顯著提升網絡安全性的技術,以及整合船舶到升級的電子基礎設施中的技術。
在港口間駁運貨物的船舶,将選擇比利時Blue Line物流旗下托盤穿梭駁船。該船将在歐洲的運河上作業,在大型集裝箱港口間駁運貨物。1艘自主運行駁船的年貨運量,與7500輛卡車的年貨運量相當,并将減輕陸上的擁堵和減少尾氣的排放。
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