當無人船搭上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)行水質采樣與在線監(jiān)測任務……近日，第六屆世界互聯(lián)網(wǎng)大會在浙江桐鄉(xiāng)烏鎮(zhèn)啟幕。憑借在5G應用上的技術創(chuàng)新，云洲智能5G無人船首次亮相大會，成為烏鎮(zhèn)5G應用示范案例。

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)測成為熱門領域

提到5G，不少人可能更關注在消費者層面帶來的變化，實際上除了在消費者層面，無人駕駛等專業(yè)領域更是5G未來應用場景的主要戰(zhàn)場。有專家表示，5G的網(wǎng)絡特點強調提升數(shù)據(jù)傳輸速率、增加終端設備連接密度和超可靠的低時延通信，這使得萬物互聯(lián)將成為現(xiàn)實。

“我們的無人船應用了5G通信技術，結合云計算與大數(shù)據(jù)，為烏鎮(zhèn)主干河道搭建了移動水質監(jiān)測平臺，打造‘智慧水環(huán)境大腦’?！痹诘诹鶎檬澜缁ヂ?lián)網(wǎng)大會上，云洲智能負責人介紹，該平臺可實現(xiàn)24小時在線監(jiān)測多種水質數(shù)據(jù)，并將海量數(shù)據(jù)上傳至云端，通過可視化平臺顯示實時數(shù)據(jù)、歷史濃度變化并進行水質數(shù)據(jù)分析。

“這也意味著無人船不僅可以通過平臺遠程設置巡航路徑并定時定點執(zhí)行巡河任務，一旦發(fā)生指標異常時，還可自動啟動巡河模式對污染源進行追蹤溯源，可以說是為烏鎮(zhèn)水生態(tài)環(huán)境保護‘枕戈待旦’。”該負責人表示。

據(jù)了解，基于5G技術超高帶寬的特點，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，天津大學與天津聯(lián)通共同研發(fā)的“海豚”號5G無人船首次發(fā)布，標志著我國海洋環(huán)境智能立體監(jiān)測技術發(fā)展進入新階段。

近年來，天津大學與天津聯(lián)通一直致力于水務領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無人機高清視頻比對技術已廣泛應用于智慧水務的多個領域。

智慧海洋作為智慧水務領域的重點，天津大學與天津聯(lián)通共同組建了科研團隊，在天津大學海洋科學與技術學院研究員張安民帶領下，針對海洋環(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、原位水質分析儀等測試設備，與無人艇技術、5G技術相融合，可以一次性完成海底地形、船舶污染排放、水質、過往船只等信息的采集、測量，通過5G網(wǎng)絡，實時將圖像、監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，實現(xiàn)了海洋環(huán)境動態(tài)數(shù)據(jù)的實時分析。本次發(fā)布的“海豚”號5G無人船，是業(yè)內首次嘗試基于5G的海洋環(huán)境多參數(shù)智能立體監(jiān)測，標志著5G技術已正式參與到智慧海洋建設。

自主航行，相關人工智能尚弱

放眼全球，目前很多國家都已開展與無人船相關的研究工作，其目標大體一致，都是為最終實現(xiàn)無人駕駛船舶做準備，但研究著眼點略有差異。

早在上世紀80年代，日本就開始了船舶無人航行的研究，但受限于當時的網(wǎng)絡和信息技術，沒有真正實現(xiàn)船舶智能化，也沒有開展類似的針對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)和智能相關標準。

韓國的智能船舶主要是由造船廠主導，研究重點在于利用岸基資源，對船上的數(shù)據(jù)進行采集、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和無人自主航行的可行性開展研究工作。

在業(yè)內探討中，無人船被分為兩個層面，一是遠程遙控，另一個更高層面是無人自主，換言之不需要人的干預?！盁o論是科考船還是運輸船，要實現(xiàn)對船只的遠程遙控并非難事。從技術上來說，最核心的是要解決網(wǎng)絡安全和基于控制的船岸協(xié)同問題?！痹诶铞慰磥恚獙崿F(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雜，涉及前后左右上下六個維度的運動。但與無人自主直接相關的人工智能，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，通過嵌在船舶里的機器模型，機器會通過自我學習的方式獲取駕駛技能，預計到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)集團之前啟動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”概念應用于船舶領域，是我國對智能船舶關鍵技術研究的初步探索。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船舶科研項目——智能船舶1.0研發(fā)專項。預計11月底，專項的第一艘示范船——招商40萬噸礦砂船將被交付，該船通過多種智能系統(tǒng)和應用，為船舶營運提供更為安全、經濟和高效的方案，在現(xiàn)階段，這也被認為是對大型商船有效的輔助方式。

海上測試場打造發(fā)展“搖籃”

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

本次展會，萬山無人船海上測試場集中展示了整體規(guī)劃布局、配套設備設施、測試環(huán)境等建設情況，同時展示了船舶虛擬測試系統(tǒng)，立體呈現(xiàn)測試場先進完備、虛實結合的測試環(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。

有學者表示，海洋經濟發(fā)展離不開自主船舶技術的發(fā)展，而其必須依托高水平的無人船海上測試場，因為只有在能夠建立實際應用場景數(shù)據(jù)的測試場中進行測試，才能快速有效的推動自主船舶技術轉換和產業(yè)發(fā)展，才能率先建立行業(yè)法規(guī)標準，助力我國搶占自主船舶行業(yè)制高點，進而推動海洋經濟發(fā)展，促進海洋強國戰(zhàn)略建設。在此大背景下，萬山無人船海上測試場應運而生。

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771.6平方公里，是全球最大、亞洲首個無人船海上測試場，于2018年11月30日正式啟用，獲得全國首個中國船級社（CCS）頒發(fā)的測試場服務供應方認可證書。測試場采用虛實融合的測試手段，可提供高帶寬、低時延、遠距離、超視距的通信覆蓋，全天候、實時的海上目標感知和環(huán)境感知覆蓋，具有動靜態(tài)、多目標、多場景的虛實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，打造面向無人船艇、智能船舶等海洋無人智能裝備的公共服務平臺。

一位參加海博會的海洋技術專家在接受采訪時表示，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)質的自然測試環(huán)境，具備比較完善的測試條件，是亞洲首個、全球最大的海上測試場，也是全球首個經船級社認證的無人船測試場，加之提供的全球首個虛擬+實船融合測試系統(tǒng)，可服務于廣東省內超萬億產值的無人系統(tǒng)與海洋智能裝備產業(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，成為首個面向技術研發(fā)、檢驗認證、標準制定、法規(guī)研究和產業(yè)協(xié)同創(chuàng)新的綜合性試驗場。

與此同時，中國（上海）自由貿易試驗區(qū)臨港新片區(qū)已經把航運業(yè)作為重點推進的產業(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場。日前，臨港海洋高新園區(qū)還與有關企業(yè)簽署了5000T智能電推海上風電運輸船、“云圖海事”聯(lián)合實驗室項目合作協(xié)議。

相關人士介紹，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域的應用，推進智能航運體系建設，與優(yōu)秀高校資源、企事業(yè)單位合作，搭建產學研用平臺，推出多領域交叉合作項目。