當(dāng)無人船搭上5G快車

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

隨著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”，無人船如今也正搭上5G快車，開啟智慧新航程。

水域監(jiān)測成為熱門領(lǐng)域

提到5G，不少人可能更關(guān)注在消費(fèi)者層面帶來的變化，實(shí)際上除了在消費(fèi)者層面，無人駕駛等專業(yè)領(lǐng)域更是5G未來應(yīng)用場景的主要戰(zhàn)場。有專家表示，5G的網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)強(qiáng)調(diào)提升數(shù)據(jù)傳輸速率、增加終端設(shè)備連接密度和超可靠的低時(shí)延通信，這使得萬物互聯(lián)將成為現(xiàn)實(shí)。

“我們的無人船應(yīng)用了5G通信技術(shù)，結(jié)合云計(jì)算與大數(shù)據(jù)，為烏鎮(zhèn)主干河道搭建了移動(dòng)水質(zhì)監(jiān)測平臺(tái)，打造‘智慧水環(huán)境大腦’。”在第六屆世界互聯(lián)網(wǎng)大會(huì)上，云洲智能負(fù)責(zé)人介紹，該平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)24小時(shí)在線監(jiān)測多種水質(zhì)數(shù)據(jù)，并將海量數(shù)據(jù)上傳至云端，通過可視化平臺(tái)顯示實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、歷史濃度變化并進(jìn)行水質(zhì)數(shù)據(jù)分析。

“這也意味著無人船不僅可以通過平臺(tái)遠(yuǎn)程設(shè)置巡航路徑并定時(shí)定點(diǎn)執(zhí)行巡河任務(wù)，一旦發(fā)生指標(biāo)異常時(shí)，還可自動(dòng)啟動(dòng)巡河模式對(duì)污染源進(jìn)行追蹤溯源，可以說是為烏鎮(zhèn)水生態(tài)環(huán)境保護(hù)‘枕戈待旦’。”該負(fù)責(zé)人表示。

據(jù)了解，基于5G技術(shù)超高帶寬的特點(diǎn)，這種無人船能解決傳統(tǒng)水環(huán)境監(jiān)測監(jiān)管手段“覆蓋面不全，建設(shè)成本巨大，監(jiān)管效果無法可視化”等問題，為水域治理、安全監(jiān)管等提供了智能化、無人化整體解決方案。

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

近年來，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）長制等方面合作緊密，首創(chuàng)的5G無人機(jī)高清視頻比對(duì)技術(shù)已廣泛應(yīng)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(tuán)隊(duì)，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(duì)海洋環(huán)境監(jiān)測信息單一、監(jiān)測數(shù)據(jù)量龐大、監(jiān)測結(jié)果回傳慢等問題，集中力量，融合創(chuàng)新，將大氣監(jiān)測激光雷達(dá)、原位水質(zhì)分析儀等測試設(shè)備，與無人艇技術(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)、過往船只等信息的采集、測量，通過5G網(wǎng)絡(luò)，實(shí)時(shí)將圖像、監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，實(shí)現(xiàn)了海洋環(huán)境動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)分析。本次發(fā)布的“海豚”號(hào)5G無人船，是業(yè)內(nèi)首次嘗試基于5G的海洋環(huán)境多參數(shù)智能立體監(jiān)測，標(biāo)志著5G技術(shù)已正式參與到智慧海洋建設(shè)。

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展與無人船相關(guān)的研究工作，其目標(biāo)大體一致，都是為最終實(shí)現(xiàn)無人駕駛船舶做準(zhǔn)備，但研究著眼點(diǎn)略有差異。

早在上世紀(jì)80年代，日本就開始了船舶無人航行的研究，但受限于當(dāng)時(shí)的網(wǎng)絡(luò)和信息技術(shù)，沒有真正實(shí)現(xiàn)船舶智能化，也沒有開展類似的針對(duì)智能船整體解決方案的研究，而只是開發(fā)出一些智能系統(tǒng)和智能相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

韓國的智能船舶主要是由造船廠主導(dǎo)，研究重點(diǎn)在于利用岸基資源，對(duì)船上的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、分析和評(píng)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(yuǎn)程控制技術(shù)和無人自主航行的可行性開展研究工作。

在業(yè)內(nèi)探討中，無人船被分為兩個(gè)層面，一是遠(yuǎn)程遙控，另一個(gè)更高層面是無人自主，換言之不需要人的干預(yù)。“無論是科考船還是運(yùn)輸船，要實(shí)現(xiàn)對(duì)船只的遠(yuǎn)程遙控并非難事。從技術(shù)上來說，最核心的是要解決網(wǎng)絡(luò)安全和基于控制的船岸協(xié)同問題。”在李鑫看來，要實(shí)現(xiàn)更高層面的完全無人自主，還有更長的路要走。

航行中的船舶受力復(fù)雜，涉及前后左右上下六個(gè)維度的運(yùn)動(dòng)。但與無人自主直接相關(guān)的人工智能，當(dāng)下尚處于弱智能階段，要落地還有很遠(yuǎn)。“YARA Birkeland”號(hào)下水后第一年，仍需要有人駕駛，與其他船只不同的是，通過嵌在船舶里的機(jī)器模型，機(jī)器會(huì)通過自我學(xué)習(xí)的方式獲取駕駛技能，預(yù)計(jì)到2020年才能執(zhí)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。中國船舶工業(yè)集團(tuán)之前啟動(dòng)的黎明工程項(xiàng)目計(jì)劃，以上海船舶研究設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)的綠色海豚系列3.88萬噸系列散貨船為基礎(chǔ)，由上海船舶研究設(shè)計(jì)院牽頭，多家單位參與，旨在國內(nèi)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(xiàng)目首次嘗試將“智能”概念應(yīng)用于船舶領(lǐng)域，是我國對(duì)智能船舶關(guān)鍵技術(shù)研究的初步探索。該型船“大智”號(hào)成為全球首艘獲得船級(jí)社智能符號(hào)的船舶。

在此基礎(chǔ)上，2016年12月，工業(yè)和信息化部正式批復(fù)了高技術(shù)船舶科研項(xiàng)目——智能船舶1.0研發(fā)專項(xiàng)。預(yù)計(jì)11月底，專項(xiàng)的第一艘示范船——招商40萬噸礦砂船將被交付，該船通過多種智能系統(tǒng)和應(yīng)用，為船舶營運(yùn)提供更為安全、經(jīng)濟(jì)和高效的方案，在現(xiàn)階段，這也被認(rèn)為是對(duì)大型商船有效的輔助方式。

海上測試場打造發(fā)展“搖籃”

在日前舉行的2019中國海洋經(jīng)濟(jì)博覽會(huì)上，珠海萬山無人船海上測試場首次亮相，受到行業(yè)人士廣泛關(guān)注，被譽(yù)為粵港澳大灣區(qū)海洋智能裝備發(fā)展的搖籃與加速器。

本次展會(huì)，萬山無人船海上測試場集中展示了整體規(guī)劃布局、配套設(shè)備設(shè)施、測試環(huán)境等建設(shè)情況，同時(shí)展示了船舶虛擬測試系統(tǒng)，立體呈現(xiàn)測試場先進(jìn)完備、虛實(shí)結(jié)合的測試環(huán)境與條件。此外，還展示了萬山海洋科創(chuàng)小鎮(zhèn)，以及正在籌備的首屆萬山國際智能船艇公開賽。

有學(xué)者表示，海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展離不開自主船舶技術(shù)的發(fā)展，而其必須依托高水平的無人船海上測試場，因?yàn)橹挥性谀軌蚪?shí)際應(yīng)用場景數(shù)據(jù)的測試場中進(jìn)行測試，才能快速有效的推動(dòng)自主船舶技術(shù)轉(zhuǎn)換和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，才能率先建立行業(yè)法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)，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(jì)發(fā)展，促進(jìn)海洋強(qiáng)國戰(zhàn)略建設(shè)。在此大背景下，萬山無人船海上測試場應(yīng)運(yùn)而生。

萬山無人船海上測試場位于珠海萬山群島海域，測試海域面積共計(jì)771.6平方公里，是全球最大、亞洲首個(gè)無人船海上測試場，于2018年11月30日正式啟用，獲得全國首個(gè)中國船級(jí)社（CCS）頒發(fā)的測試場服務(wù)供應(yīng)方認(rèn)可證書。測試場采用虛實(shí)融合的測試手段，可提供高帶寬、低時(shí)延、遠(yuǎn)距離、超視距的通信覆蓋，全天候、實(shí)時(shí)的海上目標(biāo)感知和環(huán)境感知覆蓋，具有動(dòng)靜態(tài)、多目標(biāo)、多場景的虛實(shí)結(jié)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，打造面向無人船艇、智能船舶等海洋無人智能裝備的公共服務(wù)平臺(tái)。

一位參加海博會(huì)的海洋技術(shù)專家在接受采訪時(shí)表示，萬山無人船海上測試場地處粵港澳大灣區(qū)核心區(qū)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，也是全球首個(gè)經(jīng)船級(jí)社認(rèn)證的無人船測試場，加之提供的全球首個(gè)虛擬+實(shí)船融合測試系統(tǒng)，可服務(wù)于廣東省內(nèi)超萬億產(chǎn)值的無人系統(tǒng)與海洋智能裝備產(chǎn)業(yè)，完全滿足粵港澳大灣區(qū)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(yàn)認(rèn)證、標(biāo)準(zhǔn)制定、法規(guī)研究和產(chǎn)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新的綜合性試驗(yàn)場。

與此同時(shí)，中國（上海）自由貿(mào)易試驗(yàn)區(qū)臨港新片區(qū)已經(jīng)把航運(yùn)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(qū)正在籌建無人船試驗(yàn)場。日前，臨港海洋高新園區(qū)還與有關(guān)企業(yè)簽署了5000T智能電推海上風(fēng)電運(yùn)輸船、“云圖海事”聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目合作協(xié)議。

相關(guān)人士介紹，臨港海洋高新園區(qū)將聚焦智能裝備及人工智能在大航海領(lǐng)域的應(yīng)用，推進(jìn)智能航運(yùn)體系建設(shè)，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(tái)，推出多領(lǐng)域交叉合作項(xiàng)目。