全球首艘智能VLCC智能系統(tǒng)揭秘

CCS大連分社 劉 學(xué)

2019 年6月22日， 全球首艘智能30.8萬噸級VLCC“凱征”輪在大連順利交付運營，備受業(yè)界矚目。該輪為中船重工大船集團(tuán)為招商輪船建造。作為國家工業(yè)與信息化部立項的高技術(shù)船舶研究重大專項—智能船舶的實船示范項目，其由中船重工大船集團(tuán)、中國船級社、招商輪船、上海船舶研究設(shè)計院、中國船舶工業(yè)系統(tǒng)工程研究院、上海船舶運輸科學(xué)研究所、北京海蘭信數(shù)據(jù)科技股份有限公司、704所、708所等多家單位參研，入中國船級社（CCS）單一船級，獲得CCS授予的智能船舶附加標(biāo)志i-Ship（N,M,Et,C,I），是截至目前全球首艘獲得智能船舶附加標(biāo)志的VLCC。該輪的橫空出世，是典型的業(yè)界協(xié)同創(chuàng)新的結(jié)果，它的成功為智能船舶的發(fā)展起到了很好的示范效應(yīng)。

“凱征”輪是國內(nèi)自主研發(fā)的第六代節(jié)能環(huán)保型VLCC，采用艉機(jī)艉槳設(shè)計，螺旋槳前部安裝前置預(yù)旋導(dǎo)輪，有效地增加了節(jié)能效果。該輪主要船舶參數(shù)如下：

總長332.68米，型寬60米，型深30米，設(shè)計吃水20.5米，結(jié)構(gòu)吃水21.8米，總噸162629，凈噸101960，載重噸307568.90噸，設(shè)計航速15.7節(jié)，主機(jī)功率24720千瓦，續(xù)航能力達(dá)24000海里。

為滿足項目船舶科研及智能規(guī)范和指南相關(guān)要求，示范船項目在符合常規(guī)所有VLCC油輪適用的公約、規(guī)范和相關(guān)要求前提下，還設(shè)置了網(wǎng)絡(luò)、信息兩個平臺系統(tǒng)，以及智能航行、機(jī)艙運維、能效管理、智能液貨、船岸一體通訊五個應(yīng)用模塊，各個平臺和應(yīng)用模塊主要實現(xiàn)的功能如下:

1、網(wǎng)絡(luò)平臺

為了滿足智能船舶上的應(yīng)用程序要求，網(wǎng)絡(luò)平臺采用萬兆級以太網(wǎng)技術(shù)，以先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為其它智能應(yīng)用提供一個高性能、可擴(kuò)展的平臺，具有網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的高交換性能，可提供多媒體的數(shù)據(jù)支持能力。

2、信息平臺

作為滿足各個智能系統(tǒng)應(yīng)用兼容性、開放性和安全性要求的基礎(chǔ)，解決了全船信息的集成與融合、智能思維搭建問題。主要完成了后臺服務(wù)端的數(shù)據(jù)計算與分發(fā)，前臺應(yīng)用集成與數(shù)據(jù)顯示的功能和工作。

3、智能航行

通過數(shù)據(jù)通信設(shè)備，獲取船舶航線海區(qū)的氣象海況信息，結(jié)合船舶油耗、航速、時間等要求，在保證船舶、人員和貨物安全的條件下，設(shè)計和優(yōu)化航路、航速，并通過信息采集，對本船與其它船舶間避碰提供輔助決策建議。

4、機(jī)艙運維

提供對主要設(shè)備（主機(jī)、發(fā)電機(jī)、鍋爐、推進(jìn)軸、部分重要風(fēng)機(jī)、泵組等）運行過程的健康狀態(tài)評估、健康狀態(tài)分析、健康事件處理、健康檔案與管理等，可根據(jù)上述情況為船舶操作者提供輔助決策建議。

5、能效管理

可實現(xiàn)船舶能效智能監(jiān)測、能效/能耗實時分析與智能評估、節(jié)能減排輔助決策和輔助能效管理等。為船舶提供監(jiān)測、分析、節(jié)能、報告等服務(wù)。在船舶不同縱傾條件下，生成相應(yīng)的最佳配載方案。智能能效系統(tǒng)作為船東和船員的一種管理工具，通過系統(tǒng)提供的信息，達(dá)到使船舶以更經(jīng)濟(jì)、更環(huán)保方式運營的目的。

6、智能液貨

將液貨系統(tǒng)與相關(guān)輔助系統(tǒng)集成化，通過監(jiān)測、計算、分析，為貨艙和貨物保護(hù)提供輔助決策建議，指導(dǎo)整個系統(tǒng)的有效運行。

7、船岸一體通訊

在原有FBB/VSAT配置的基礎(chǔ)上，增加了3G/4G/WIFI等通訊設(shè)備，建立了船岸、船船的間接和直接通信鏈路，具備安全防護(hù)及數(shù)據(jù)加密處理能力。對智能平臺上傳的數(shù)據(jù)具有輕量化處理和壓縮功能。

除上述設(shè)備、模塊各自達(dá)到的智能功能之外，智能船舶通過不同系統(tǒng)數(shù)據(jù)的采集、通訊、整合，還實現(xiàn)了不同系統(tǒng)數(shù)據(jù)間的綜合分析和應(yīng)用，使船舶操作者可以方便快捷地在一個工作終端核查其關(guān)注的各項信息，在設(shè)備異?；驁缶瘯r，結(jié)合智能系統(tǒng)給出輔助決策建議，更便捷和有針對性地對發(fā)生的問題進(jìn)行處理和解決，并可以通過智能系統(tǒng)自動生成一些原本需要人工手填的文件資料。同時，通過船岸傳輸，也使岸基管理人員實時了解到船舶的各項運營參數(shù)，并在必要時為船上人員提供技術(shù)支持。智能系統(tǒng)作為船東和船員的一種輔助監(jiān)控、分析、管理工具，可以不斷促進(jìn)船舶達(dá)到更加經(jīng)濟(jì)、更加環(huán)保方式運營的目的。

作為智能船舶重大研究專項的參研單位之一，中國船級社（CCS）全周期參與了“凱征”輪的設(shè)計建造檢驗過程，借助之前長期的相關(guān)技術(shù)積累，以及其它曾授予智能船舶附加標(biāo)志的船舶建造檢驗經(jīng)驗，由系統(tǒng)超大型油輪總項目組協(xié)調(diào)，組織科創(chuàng)中心、智能工作組、能效工作組、船舶審圖中心、產(chǎn)品審圖中心、轄區(qū)建造入級處等多個部門一同協(xié)作，為該項目的順利開展和最終圓滿交付提供了強(qiáng)有力和全方位的支持與保障。

在項目設(shè)計初期，針對船舶制造廠等客戶對于CCS智能船舶規(guī)范要求不了解、不熟悉的狀況，CCS積極組織專家進(jìn)行了規(guī)范要求的宣貫和講解。在部分智能系統(tǒng)檢驗指南的制定和頒布時，充分與各個參研單位和客戶進(jìn)行研討和交流，吸納了很多優(yōu)質(zhì)和合理建議，在保證前瞻性的基礎(chǔ)上進(jìn)一步增強(qiáng)了標(biāo)準(zhǔn)要求的適用性。

項目建造推進(jìn)過程中，中國船級社系統(tǒng)專家、現(xiàn)場項目組在建造各方參與的智能系統(tǒng)多次技術(shù)交底會、協(xié)調(diào)會、評審會上，就CCS曾在其它船上發(fā)現(xiàn)的智能系統(tǒng)相關(guān)問題進(jìn)行了梳理和介紹，并給出了預(yù)防性建議措施。根據(jù)建造現(xiàn)場的實際情況，還為船舶制造廠提供了智能系統(tǒng)/設(shè)備的現(xiàn)場檢驗關(guān)注點和預(yù)計難點講解，有效保證了船廠的施工建造質(zhì)量和生產(chǎn)調(diào)試計劃周期。結(jié)合各方智能船舶相關(guān)經(jīng)驗不足，首次接觸的情況，CCS系統(tǒng)內(nèi)多地聯(lián)動，協(xié)助參研和供貨單位及時解決了智能系統(tǒng)的多個圖紙審核、產(chǎn)品檢驗取證等問題。

為更好地確保航行安全并為客戶提供更好的服務(wù)，在船舶建造調(diào)試階段，中國船級社組織系統(tǒng)專家，按照中國船級社《船舶網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)要求及安全評估指南》等要求，對“凱征”輪智能示范船安裝部署的智能網(wǎng)絡(luò)平臺和各子系統(tǒng)及關(guān)鍵設(shè)備，進(jìn)行了實船的網(wǎng)絡(luò)風(fēng)險評估分析。在智能相關(guān)系統(tǒng)安裝和調(diào)試檢驗階段，應(yīng)船東公司的申請和需求，中國船級社還委托專業(yè)的風(fēng)險評估公司與現(xiàn)場檢驗部門配合，一起對該輪的智能系統(tǒng)和導(dǎo)航、操舵相關(guān)設(shè)備進(jìn)行了風(fēng)險評估分析和實船的測試驗證，識別了潛在風(fēng)險隱患，并判析了風(fēng)險劃分等級，提出了相關(guān)建議措施，為客戶提供了強(qiáng)有力的技術(shù)服務(wù)保障。

“凱征”輪的成功交付，不僅在智能船舶的發(fā)展歷程中有著重要意義，也標(biāo)志著中國開啟了全球智能船舶和航運嶄新的一頁。此次示范應(yīng)用船所得到的實踐數(shù)據(jù)和相關(guān)經(jīng)驗積累，將為智能船舶后續(xù)進(jìn)一步的升級和發(fā)展，提供寶貴的經(jīng)驗和有利的技術(shù)支撐。