挪威和我国一样,也是国际海事组织的 A类理事国,在海事装备设计制造、航运先进技术研发应用等方面具有较强的产业优势,自主船舶发展也走在了国际前列,推出了一些国际行业广泛关注的自主船舶项目。本文主要对挪威的一些自主船舶项目进展情况进行概述。
Yara Birkeland是一艘全电动的自主集装箱船,船长80米,船宽15米,装载能力120TEU,用于Yara公司货物的运输,主要关键技术由康士伯海事开发,如实现远程操作中心的操作监控、自主航行系统、电力推进、电池和控制系统等。
当前,Yara Birkeland每周有几次航行,船舶配员进行了减配,船上共有3名船员,由远程控制中心监视和操作,实现了自主进出港和自主靠离泊,正在逐步向无人驾驶的航行过渡。该船系统制造商仍在进行系统设备改进,以求实现更多的远程和自主功能,在船上实施新功能之前,将会对其进行系统的测试和评估。
该船日常航行在挪威的Grenland港和Brevik港之间,两港间的航程约为8海里。航行水域全程在VTS的交通组织管控下,交通流主要为商业船舶和个人休闲船。航行过程中需要通过水流较大的狭窄通道。
自主船舶新增了很多定义,Fallback state是其中之一,在当前IMO制定中的MASS规则的定义为:当具有自主或远程控制功能的 MASS 无法保持在设定的自主或远程控制的运行范围内时,可通过后备响应进入的设计状态。比如,一艘MASS船舶的自主航行下的风力限制为5级,在风力超过5级,则需要进入相应的后备状态,以保证船舶安全。一般可能会有不止一种预定义的后备状态,以解决在船舶设计阶段发现或评估出的可能导致船舶偏离其运行状态的故障或情况。
后备状态的设定将取决于其脱离正常操作的具体情况,在进行操作分析后在可用后备状态选项中进行选择。Yara Birkeland根据航线上任务阶段和故障类型的组合定义后备状态,设置了两种进入回退状态的情况:
1) 对于船上系统有能力自主检测到的情况,系统可以根据程序让船舶进入后备状态。
2) 远程控制中心的操作人员给出指令,进入后备状态。
Yara Birkeland是由一家名为的masterly的合资公司负责远程操作中心(ROC)运营,ROC配备了几个工作站,能够同时监视和控制几艘船舶,这家公司还负责Asko AutoBarge、Reach Remote等船舶的远程控制。如下图是该ROC中2个航行操作工作站、1个工程师维护工作站。
该船通过一套通信技术连接到ROC,带宽、延迟、安全性和经济成本是评估和选择通信和连接技术的重要因素。
挪威政府从Yara Birkeland项目一开始就积极参与,在船上或ROC中引入新功能/系统之前,挪威海事局(NMA)从早期阶段开始参与了该船各审批步骤,以为其提供最终的批准。
ASKO是挪威一家在奥斯陆峡湾经营物流业务的公司,旗下有两艘滚装渡轮Marit 和Therese,各具有16辆挂车装载能力,所停靠的码头为全自动,与船舶自主靠离泊过程同步。两艘滚装渡轮每天都在运行,单个航次航行的距离约为6海里,航行区域多是线路和时间较为固定的客运渡轮以及游船。
该项目与Yara Birkeland应用了同一远程控制中心,挪威政府方面参与也类似,船上人员配置共3人。目前,两艘渡轮已经实现了自动靠离泊、自主穿越和自主系泊。船上也配置了自主避碰系统,包括态势感知(包括感知融合)、避碰计算 (检测碰撞风险并提供避碰决策)和具有增强现实的用户界面等,该系统正处于海事部门测试评估阶段。
ASKO渡轮Therese
运行区域
Ocean Challenger是挪威正在建造中自主船舶,预计于2024年底交付,经过测试期后,将于2025年投入使用,主要用于水下机器人(ROV)的作业,为水下巡检任务提供服务。该船长24米,宽7.5米,将配备混合动力柴油-电力推进系统和电池组,使无人驾驶船可以在不充电或加油的情况下在海上运行长达30天。
Ocean Challenger将不配置人员在船,由位于挪威Haugesund的远程操作中心操控。按照挪威海事局的指南文件,该船的后备状态选项包括原地保持、 拖带、锚泊固定,在正常操作期间,至少有两种后备状态可用。
Reach Remote项目由两艘无人驾驶、远程操作的无人水面艇和一个远程操作中心组成。无人水面艇配备了一个全尺寸的ROV,可以远程操作中心进行远程操作,能够使用各种船体安装的测量设备进行测量操作,执行调查作业、海底检查和维护工作。
两艘水面艇已于2024年春季从船厂交付,海上试航和远程操作测试将在交付后立即进行,预计在2024年第四季度进行商业远程操作。无人艇运行区域计划在北海水域,在油田和风电场以及海底调查。后备状态方面,水面艇共预定义了五个选项,包括系统功能降低返回、原地待命、转移至安全水域、可控下的漂流、锚泊,不同的后备状态进入和恢复的情况不同。
该项目的远程控制中心(ROC)与Yara Birkeland相同,同时还可以由集装箱式的ROC提供远程操作服务。ROC的人员要求持有挪威主管机关所要求及批准的资格,包括一名船舶主管、一名操作员和一名技术员。
Lavik-Oppedal ferry是挪威国内的一个客滚渡轮项目,用于在Lavik和Oppedal的交通,该渡轮将按照挪威客船法规建造,考虑到替代设计原则和等效的情况,配置多项自主船舶功能。按计划,该轮将首先获得客船证书,然后逐步引入更多自动化,最终减少船员。目前处于初步审批阶段,挪威主管部门参与了该轮的评估。
参考文献:
MSC 108/INF.16-Ongoing MASS projects in Norway
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供稿 | 王永更
编辑 | 罗轶童
校核 | 沈家强 董贻意 李东林