當無(wú)人船搭上5G快車(chē)

在烏鎮木心博物館邊潺潺的小河里，珠海云洲智能5G無(wú)人船在水面按照既定路線(xiàn)平穩航行，執行水質(zhì)采樣與在線(xiàn)監測任務(wù)……近日，第六屆世界互聯(lián)網(wǎng)大會(huì )在浙江桐鄉烏鎮啟幕。憑借在5G應用上的技術(shù)創(chuàng )新，云洲智能5G無(wú)人船首次亮相大會(huì )，成為烏鎮5G應用示范案例。

隨著(zhù)5G的腳步漸行漸近，一系列“5G+”解決方案層出不窮。作為智能制造的“杰出代表”，無(wú)人船如今也正搭上5G快車(chē)，開(kāi)啟智慧新航程。

水域監測成為熱門(mén)領(lǐng)域

提到5G，不少人可能更關(guān)注在消費者層面帶來(lái)的變化，實(shí)際上除了在消費者層面，無(wú)人駕駛等專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域更是5G未來(lái)應用場(chǎng)景的主要戰場(chǎng)。有專(zhuān)家表示，5G的網(wǎng)絡(luò )特點(diǎn)強調提升數據傳輸速率、增加終端設備連接密度和超可靠的低時(shí)延通信，這使得萬(wàn)物互聯(lián)將成為現實(shí)。

“我們的無(wú)人船應用了5G通信技術(shù)，結合云計算與大數據，為烏鎮主干河道搭建了移動(dòng)水質(zhì)監測平臺，打造‘智慧水環(huán)境大腦’?！痹诘诹鶎檬澜缁ヂ?lián)網(wǎng)大會(huì )上，云洲智能負責人介紹，該平臺可實(shí)現24小時(shí)在線(xiàn)監測多種水質(zhì)數據，并將海量數據上傳至云端，通過(guò)可視化平臺顯示實(shí)時(shí)數據、歷史濃度變化并進(jìn)行水質(zhì)數據分析。

“這也意味著(zhù)無(wú)人船不僅可以通過(guò)平臺遠程設置巡航路徑并定時(shí)定點(diǎn)執行巡河任務(wù)，一旦發(fā)生指標異常時(shí)，還可自動(dòng)啟動(dòng)巡河模式對污染源進(jìn)行追蹤溯源，可以說(shuō)是為烏鎮水生態(tài)環(huán)境保護‘枕戈待旦’?！痹撠撠熑吮硎?。

據了解，基于5G技術(shù)超高帶寬的特點(diǎn)，這種無(wú)人船能解決傳統水環(huán)境監測監管手段“覆蓋面不全，建設成本巨大，監管效果無(wú)法可視化”等問(wèn)題，為水域治理、安全監管等提供了智能化、無(wú)人化整體解決方案。

就在近日，天津大學(xué)與天津聯(lián)通共同研發(fā)的“海豚”號5G無(wú)人船首次發(fā)布，標志著(zhù)我國海洋環(huán)境智能立體監測技術(shù)發(fā)展進(jìn)入新階段。

近年來(lái)，天津大學(xué)與天津聯(lián)通一直致力于水務(wù)領(lǐng)域的信息化和智能化，雙方在5G智慧港口、河（湖）長(cháng)制等方面合作緊密，首創(chuàng )的5G無(wú)人機高清視頻比對技術(shù)已廣泛應用于智慧水務(wù)的多個(gè)領(lǐng)域。

智慧海洋作為智慧水務(wù)領(lǐng)域的重點(diǎn)，天津大學(xué)與天津聯(lián)通共同組建了科研團隊，在天津大學(xué)海洋科學(xué)與技術(shù)學(xué)院研究員張安民帶領(lǐng)下，針對海洋環(huán)境監測信息單一、監測數據量龐大、監測結果回傳慢等問(wèn)題，集中力量，融合創(chuàng )新，將大氣監測激光雷達、原位水質(zhì)分析儀等測試設備，與無(wú)人艇技術(shù)、5G技術(shù)相融合，可以一次性完成海底地形、船舶污染排放、水質(zhì)、過(guò)往船只等信息的采集、測量，通過(guò)5G網(wǎng)絡(luò )，實(shí)時(shí)將圖像、監測數據傳輸到監控中心，實(shí)現了海洋環(huán)境動(dòng)態(tài)數據的實(shí)時(shí)分析。本次發(fā)布的“海豚”號5G無(wú)人船，是業(yè)內首次嘗試基于5G的海洋環(huán)境多參數智能立體監測，標志著(zhù)5G技術(shù)已正式參與到智慧海洋建設。

自主航行，相關(guān)人工智能尚弱

放眼全球，目前很多國家都已開(kāi)展與無(wú)人船相關(guān)的研究工作，其目標大體一致，都是為最終實(shí)現無(wú)人駕駛船舶做準備，但研究著(zhù)眼點(diǎn)略有差異。

早在上世紀80年代，日本就開(kāi)始了船舶無(wú)人航行的研究，但受限于當時(shí)的網(wǎng)絡(luò )和信息技術(shù)，沒(méi)有真正實(shí)現船舶智能化，也沒(méi)有開(kāi)展類(lèi)似的針對智能船整體解決方案的研究，而只是開(kāi)發(fā)出一些智能系統和智能相關(guān)標準。

韓國的智能船舶主要是由造船廠(chǎng)主導，研究重點(diǎn)在于利用岸基資源，對船上的數據進(jìn)行采集、分析和評估。

歐洲的智能船研究聯(lián)合了多家單位，其思路是圍繞智能船舶的遠程控制技術(shù)和無(wú)人自主航行的可行性開(kāi)展研究工作。

在業(yè)內探討中，無(wú)人船被分為兩個(gè)層面，一是遠程遙控，另一個(gè)更高層面是無(wú)人自主，換言之不需要人的干預?！盁o(wú)論是科考船還是運輸船，要實(shí)現對船只的遠程遙控并非難事。從技術(shù)上來(lái)說(shuō)，最核心的是要解決網(wǎng)絡(luò )安全和基于控制的船岸協(xié)同問(wèn)題?！痹诶铞慰磥?lái)，要實(shí)現更高層面的完全無(wú)人自主，還有更長(cháng)的路要走。

航行中的船舶受力復雜，涉及前后左右上下六個(gè)維度的運動(dòng)。但與無(wú)人自主直接相關(guān)的人工智能，當下尚處于弱智能階段，要落地還有很遠?！癥ARA Birkeland”號下水后第一年，仍需要有人駕駛，與其他船只不同的是，通過(guò)嵌在船舶里的機器模型，機器會(huì )通過(guò)自我學(xué)習的方式獲取駕駛技能，預計到2020年才能執行完全自主操作。

與國外相比，我國的智能船舶的研究起步雖晚，但也取得了一定的成績(jì)。中國船舶工業(yè)集團之前啟動(dòng)的黎明工程項目計劃，以上海船舶研究設計院設計的綠色海豚系列3.88萬(wàn)噸系列散貨船為基礎，由上海船舶研究設計院牽頭，多家單位參與，旨在國內率先研發(fā)、建造一型具有國際先進(jìn)水平的智能示范船舶。

該項目首次嘗試將“智能”概念應用于船舶領(lǐng)域，是我國對智能船舶關(guān)鍵技術(shù)研究的初步探索。該型船“大智”號成為全球首艘獲得船級社智能符號的船舶。

在此基礎上，2016年12月，工業(yè)和信息化部正式批復了高技術(shù)船舶科研項目——智能船舶1.0研發(fā)專(zhuān)項。預計11月底，專(zhuān)項的第一艘示范船——招商40萬(wàn)噸礦砂船將被交付，該船通過(guò)多種智能系統和應用，為船舶營(yíng)運提供更為安全、經(jīng)濟和高效的方案，在現階段，這也被認為是對大型商船有效的輔助方式。

海上測試場(chǎng)打造發(fā)展“搖籃”

在日前舉行的2019中國海洋經(jīng)濟博覽會(huì )上，珠海萬(wàn)山無(wú)人船海上測試場(chǎng)首次亮相，受到行業(yè)人士廣泛關(guān)注，被譽(yù)為粵港澳大灣區海洋智能裝備發(fā)展的搖籃與加速器。

本次展會(huì )，萬(wàn)山無(wú)人船海上測試場(chǎng)集中展示了整體規劃布局、配套設備設施、測試環(huán)境等建設情況，同時(shí)展示了船舶虛擬測試系統，立體呈現測試場(chǎng)先進(jìn)完備、虛實(shí)結合的測試環(huán)境與條件。此外，還展示了萬(wàn)山海洋科創(chuàng )小鎮，以及正在籌備的首屆萬(wàn)山國際智能船艇公開(kāi)賽。

有學(xué)者表示，海洋經(jīng)濟發(fā)展離不開(kāi)自主船舶技術(shù)的發(fā)展，而其必須依托高水平的無(wú)人船海上測試場(chǎng)，因為只有在能夠建立實(shí)際應用場(chǎng)景數據的測試場(chǎng)中進(jìn)行測試，才能快速有效的推動(dòng)自主船舶技術(shù)轉換和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，才能率先建立行業(yè)法規標準，助力我國搶占自主船舶行業(yè)制高點(diǎn)，進(jìn)而推動(dòng)海洋經(jīng)濟發(fā)展，促進(jìn)海洋強國戰略建設。在此大背景下，萬(wàn)山無(wú)人船海上測試場(chǎng)應運而生。

萬(wàn)山無(wú)人船海上測試場(chǎng)位于珠海萬(wàn)山群島海域，測試海域面積共計771.6平方公里，是全球最大、亞洲首個(gè)無(wú)人船海上測試場(chǎng)，于2018年11月30日正式啟用，獲得全國首個(gè)中國船級社（CCS）頒發(fā)的測試場(chǎng)服務(wù)供應方認可證書(shū)。測試場(chǎng)采用虛實(shí)融合的測試手段，可提供高帶寬、低時(shí)延、遠距離、超視距的通信覆蓋，全天候、實(shí)時(shí)的海上目標感知和環(huán)境感知覆蓋，具有動(dòng)靜態(tài)、多目標、多場(chǎng)景的虛實(shí)結合測試及保障能力，岸基、船基、碼頭的全方位的指控與支持能力，打造面向無(wú)人船艇、智能船舶等海洋無(wú)人智能裝備的公共服務(wù)平臺。

一位參加海博會(huì )的海洋技術(shù)專(zhuān)家在接受采訪(fǎng)時(shí)表示，萬(wàn)山無(wú)人船海上測試場(chǎng)地處粵港澳大灣區核心區域，具有優(yōu)質(zhì)的自然測試環(huán)境，具備比較完善的測試條件，是亞洲首個(gè)、全球最大的海上測試場(chǎng)，也是全球首個(gè)經(jīng)船級社認證的無(wú)人船測試場(chǎng)，加之提供的全球首個(gè)虛擬+實(shí)船融合測試系統，可服務(wù)于廣東省內超萬(wàn)億產(chǎn)值的無(wú)人系統與海洋智能裝備產(chǎn)業(yè)，完全滿(mǎn)足粵港澳大灣區海洋智能裝備發(fā)展測試需求，成為首個(gè)面向技術(shù)研發(fā)、檢驗認證、標準制定、法規研究和產(chǎn)業(yè)協(xié)同創(chuàng )新的綜合性試驗場(chǎng)。

與此同時(shí)，中國（上海）自由貿易試驗區臨港新片區已經(jīng)把航運業(yè)作為重點(diǎn)推進(jìn)的產(chǎn)業(yè)，并作為參與國際競爭的突破口。目前，臨港新片區正在籌建無(wú)人船試驗場(chǎng)。日前，臨港海洋高新園區還與有關(guān)企業(yè)簽署了5000T智能電推海上風(fēng)電運輸船、“云圖海事”聯(lián)合實(shí)驗室項目合作協(xié)議。

相關(guān)人士介紹，臨港海洋高新園區將聚焦智能裝備及人工智能在大航海領(lǐng)域的應用，推進(jìn)智能航運體系建設，與優(yōu)秀高校資源、企事業(yè)單位合作，搭建產(chǎn)學(xué)研用平臺，推出多領(lǐng)域交叉合作項目。