现有船舶的智能化升级之路

曾晓光

中船重工经济研究中心海洋装备技术研究部部长

当前，船舶向智能化发展已成为一种必然趋势，国内外开展的针对智能船舶的研究也非常多，其中很多研究针对的是未来新建船舶。但是，目前市场上现有船舶数量庞大，如何做好现有船舶的升级工作也非常重要。

针对未来船舶的技术研发和现有船舶的智能化升级两项工作有一定的关联性，但是区别也非常明显，前者是为了满足未来的市场需求，而后者是为了满足现在的市场需求。现有船舶的智能化升级既然是为了满足现在的市场需求，就要充分考虑技术的可行性和经济的合理性，要能够给船东或者运营商创造切实的价值。因此，要以用户需求为出发点去逐步实现现有船舶的智能化升级。

从技术角度看，现阶段现有船舶智能化升级的主要工作还是基于自动化和信息化的升级改造。自动化主要是船上设备或系统的自动化，在这方面，随着船上设备自动化技术的不断发展，现有船舶已具备一定的基础，未来的升级主要还是部分设备或系统的替代或升级。因此，船舶的信息化是现有船舶智能化升级的重点。现有船舶的信息化升级对于提高船舶安全性、降低运营成本，以及满足未来的智能化运行都具有重要意义。

现有船舶的信息化升级或改造所涉及的第一个方面是解决设备层面的信息化问题。目前，在设备信息化方面已开展的工作比较多，现在也有较多的产品和技术适用于现有船舶。如瓦锡兰公司提出的“Virtual Engineering”的概念，其核心是运用大数据技术和先进的数据分析方法，提高设备的全生命周期性能，降低运行和维修成本。2015年，瓦锡兰公司和挪威奥斯陆Golar管理公司签署了一份为期5年的技术管理协议，为GolarLNG船队提供服务。这份服务协议包括发动机远程监测、维护计划、咨询服务、人员培训和备件部件等。除了上述服务，瓦锡兰还将提供一套基于状态监测的维护系统，能优化发动机性能，使瓦锡兰专业人员能监测和分析各种参数，在发动机全生命周期进行运营计划和维护方案的制定，从而进行有预见性的维护，延长运营时间，降低运营成本。

再如，ABB通过在船上加装传感器和先进的分析软件，并通过卫星链路将数据发送到岸上。通过对客户船舶上设备和系统的运行数据进行全天不间断地实时监测和分析，从而能够进行快速的远程故障诊断，识别船舶设备潜在问题，提供预防性维护建议，规划最佳航线，帮助客户提高决策的科学性进而提升船舶的整体性能和运营效率。

现有船舶的信息化升级或改造所涉及的第二个方面是解决全船信息互联互通问题。如果只是设备实现了信息化，而没有解决全船信息互联互通的问题，那么船上都将是一个一个的信息孤岛，无法将数据信息进行融合分析，也无法真正发挥数据信息的价值。在这方面，重点工作就是全船信息集成平台的开发与应用，目前已有一些产品和技术开发工作在进行，相关成果都可以应用在现有船舶上。如国际海事组织推动的e-航海就是一个船舶信息集成平台，在这个平台上，船舶自动识别系统（AIS）、电子海图显示和信息系统（ECDIS）、综合船桥系统（IBS）和综合航行系统（INS）、自动雷达标绘（ARPA）、无线电及卫星导航系统、船舶远程识别和跟踪（LRIT）、船舶交通管理系统（VTS）、无线数字数据通讯网络和全球海上遇险和安全系统（GMDSS）等都将融入。

日本邮船子公司Kinkai Yusen Kaisha拥有和经营的“Hidaka”号

再如日本开发的“智能船舶应用平台”，该平台结合常见的船载监控系统，如主机遥控、压载水管理、船载电力管理、电子海图等，利用远程数据传输技术，可以存储船舶监控系统运行数据，并向智能船舶各种应用系统提供接口的统一数据交互平台，实现气象导航、纵倾优化、主机监测、状态监测、能效管理、远程维护等功能。

日本邮船和MTI之前也开发过一种船舶信息管理系统（SIMS），可以收集、监测和共享船岸之间的详细数据，这些数据包括远洋船舶运行状况和性能信息。在2017年9月，日本邮船、MTI公司、日本电报电话公司（NTT）和日本电报电话公司（NTT）数据公司这四家公司开始合作，利用NTT公司的边缘计算技术通过融合SIMS系统，开发了新一代船载物联网平台。2018年2月初，日本邮船、MTI公司、NTT公司和NTT数据公司在沿海船舶上进行了下一代船载物联网平台的概念证明实验，该测试是在日本邮船子公司Kinkai Yusen Kaisha拥有和经营的沿海船舶“Hidaka”号上进行的。

另外，从长远来看，现有船舶要想实现智能化运行，船岸实时通信和岸基中心建设也是必不可少的。这项内容虽然与船舶自身的智能化升级改造关系不是很紧密，但是要实现未来船舶的自主航行等功能，却是不可或缺的。在这方面，欧洲的很多企业和机构开展的大量有意义的探索，如欧洲航天局（ESA）近年牵头完成了甚高频数据交换系统中大部分的卫星部分的技术特性讨论和制定，推动了海事通信技术发展；再如罗罗公司在芬兰的图尔库开设了一所尖端技术研究机构，以开发罗罗及其合作伙伴所需要的自主船舶相关技术，该中心已于2018年1月25日正式启动运行。新的研发中心使罗罗公司及其合作伙伴能够集中力量研发自主船舶，并开发陆基控制中心。

最后，笔者还是想强调，现有船舶的智能化升级一定要在满足经济合理性前提下开展，现阶段重点是船舶信息化的升级，其中又以实现全船信息的互联互通最为重要。有了信息化，就有了数据，有了数据，就可以对船舶航线进行优化，对船舶能效进行管理，以及对船舶设备进行故障预警等等，从而提高船舶运行安全性与经济性，为船东或运营商带来收益，使其有意愿、有动力对现有船舶进行智能化升级。