南沙技术让船舶航行更加“聪明
在“工业4.0”和“中国制造2025”发展大背景下，船舶智能化已成为必然趋势。去年底，全球首艘智能船舶“大智”轮在上海发布。该船由中船黄埔文冲船舶有限公司建造。在其背后，为其提供智能化技术支持的是一个位于南沙的科研团队——广州中国科学院沈阳自动化研究所分所(简称“广州沈自所分所”)物联网技术与应用研发中心。该团队运用信息化技术，让船舶航行更加“聪明”。近日，记者走进该所物联网研究中心实验室，探寻智能船舶技术的奥秘。
在广州沈自所分所物联网研发中心成立的广东省船载设备互联与信息智能应用工程技术研究中心实验室一角，陈列着十来块形态各异的无线模块，小的不过一指宽，却有着颇为精细的设计。这正是船舶中物联网技术的应用基础。
“就目前来看，智能船舶发展需要解决的问题主要是信息化，这首先要实现数据集成，在获取到所有信息的情况下做统一决策，这样才是最优的。”广州沈自所分所物联网技术与应用研发中心主任肖金超表示，现在的船舶虽然组装了各种设备，但各个系统其实还处于“信息孤岛”的状态。
为了实现信息集成，广州沈自所分所提出“智能船集成化网络统一架构及应用解决方案”，在集成化网络统一架构的基础上广泛集成了该所研发的各类应用系统。按照这套方案的设计，首先将通过融合网络把船舶上每一个控制单元或者系统连接起来，在船上布置一个光纤环网，并用无线网做全船覆盖。在这个网络架构的基础上，设计搭载船舶设备管理系统，将所有的设备通过物联网连接起来。
相比传统船舶驾驶室的配置，这套管理系统的操作台显得十分简洁。“一般而言，船舶驾驶室里会有大大小小的显示屏，船长进行操作时比较复杂。”肖金超介绍，他们希望这些系统可以得到重新配置，把所有的子系统放到同一个服务器上，让船上的驾驶人员更快地了解全船信息，便于做出决策。
此外，通过基础网络设计搭建的船舶内部通讯网络、船载综合电视网络系统等也将为船员的海上生活带来便利。
“我们的研究是从无线通信设备起步的。”肖金超博士向记者介绍，早在十几年前，他们便开始研究无线传感器网络技术。而物联网研发中心研发出来的历代无线模块成为搭建这个无线网络的基础节点，无线数据在通过模块在网络中相互传输，构成物联网数据流动的一个基本环节。
肖金超介绍，实验室研发的无线模块、适配器及网关在内的产品为化工厂等流程工业领域带来了更多价格低廉而高效的选择，目前这些物联网技术的研究也主要运用于工业层面。而船舶，也是工业物联网技术的一个重要应用领域。
据介绍，广州沈自所分所研发的船舶设备管理系统部分单元已在中交广州航道局“浚海5”和“浚海6”、中交天津航道局“天鲸号”等疏浚船上得到应用;全方位船舶内部通讯系统、船载综合电视网络系统则在中船新型饱和潜水支持船、中外运航运有限公司的“高雄”轮和“基隆”轮、长江航道局6000方自航耙吸挖泥船等船舶上进行了应用。
在肖金超看来，融合网络、实现设备互联只是智能船舶的基础，而针对一些特殊船型的作业系统进行优化设计更能进一步体现智能化。为此，广州沈自所分所先后研发了冷藏集装箱船智能功率平衡系统、沥青船智能温度控制系统等，对这些特殊船型进行能效优化。“我们最近在跟造船厂谈一个智能疏浚船项目，计划针对不同的工况设定相应的施工功率输出，以此节省油耗。”
肖金超介绍，智能船舶的最终发展形态将是实现无人驾驶。记者了解到，在无人船关键技术研发方面，广州沈自所分所去年拿下了三个省市级项目，分别就无人船信息采集、能源系统、航规划等进行设计研究。
该所目前正在跟工信部提项目，计划联合中船黄埔文冲船舶有限公司、中国船舶工业系统工程研究院、长江航道局等多家单位，建造一艘150吨的疏浚作业船的无人辅助船，在“无人驾驶船”技术研发领域持续深耕。
物联网技术的普遍应用是船舶智能化发展的一个基本方向。一般认为，智能船舶以“大数据”为基础，运用先进的信息化技术，如实时数据传输和汇集、大计算容量、数字建模能力、远程控制、传感器等，实现船舶智能化的、判断分析，以及决策和控制，从而更好地船舶的航行安全和效率，大幅度减少甚至杜绝人为因素造成的事故，避免与货主的纠纷等。(记者余丽颖 摄影李夏同)