Zeabuz方案的“三船二岸”

2024-12-22 20:51 | 中国船检 船舷内外


2024年第一季度,人工智能航行技术供应商Zeabuz合作版图进一步拓展,包括与造船巨头达门造船、电动发动机制造商Evoy等,合作的内容均聚焦Zeabuz公司的自主航行解决方案。

自主航行方案

随着智能技术的发展,航运业的运行模式也在发生改变。为了推动水上交通出行的可持续发展,提高水上交通安全和通行效率,同时减少对环境的影响,位于挪威特隆赫姆的挪威科技大学(NTNU)开展了针对船舶自动驾驶技术的研究。NTNU自主船舶研究领域的卓越团队曾开发了世界上第一艘专为城市设计建造的自主渡轮的原型“Milliampere”。为了进一步促使技术商业化,Zeabuz公司应运而生。

Zeabuz公司成立于2019年,附属于NTNU海上自主作业系统先进研究中心。Zeabuz公司的目标是通过其研发的自主技术解决方案,结合电气化和智能运营理念,推动实现水上交通的可持续发展。Zeabuz成立后组建了一支由研究学者和企业家组成的高级别专家团队,旨在能为航运运营商提供更加灵活和适应性强的解决方案,引领水上交通行业的创新与发展。

Zeabuz自主航行解决方案提出了新的、更高效的船员配置,可提高运营效率,改善安全性,从根本上改变了未来的海上运营。该方案遵照船员相同的认知和操作行为,可实现观察、理解、计划、行动和推理。通过人机协作,为船上船员或岸上的操作人员提供支持。

Zeabuz智能航行(Zeabuz Smart Navigation)是Zeabuz用于船舶自主航行的产品系列。该产品系列面向不同细分市场的客户,其价值主张和技术均可符合客户需求。最重要的价值主张是简化船舶操作和提高安全性,最终通过自主和智能操作理念实现更精简的船员配置、远程操作和降低成本。精简船员可以有多种形式,并逐步发展来实现,例如,从船舶最低安全配员下支持或辅助船员操作,到允许降低船员认证要求、减少船员数量,以及在某些场景允许完全无船员操作。Zeabuz智能航行的一个主要特点是人机协作概念,这意味着自主系统与船上或远程控制中心(ROC)人员共同分担任务和责任。随着自主程度的提高,越来越多的任务和责任将转移到自主系统上,从而减少人工参与,提高操作效率。不过,在船上或远程操作中心,始终会有一名操作员监督系统操作,但实时参与任务与责任的程度会逐渐降低。

Zeabuz Smart Navigation/Zeabuz官网

经过5年的发展,如今的Zeabuz已发展成为一家在自主航行领域的知名企业,这离不开其与业界知名企业的深度合作以及重要资金的支持。其合作伙伴包括多家行业知名企业,例如挪威运输业最著名企业之一Torghatten、总部位于马来西亚的全球能源和技术公司Yinson GreenTec(YGT)、挪威研究理事会(Forskningsradet)、欧洲创新与技术研究所城市交通(EIT Urban Mobility)、知名船厂荷兰达门造船(Damen)、电动发动机制造商Evoy、挪威可再生能源公司Statkraft以及挪威海洋创业加速器公司Katapult Ocean等,资金方面,其获得了欧盟共同资助的支持。

三船二岸

Zeabuz的自主航行解决方案具体包括三个船载产品(ZeaWatch、ZeaMate和ZeaMaster)以及二个岸上配套产品(ZeaOps和ZeaROC),这些产品具有不同程度的自主性,可根据船舶、法规要求和客户需求进行定制。

ZeaWatch,下一代态势感知。借助先进的传感器融合算法和人工智能技术,ZeaWatch可探测和跟踪船舶周围的物体,提高对态势的感知能力,并为驾驶室船员提供航行建议。ZeaWatch优势包括可整合来自多个传感器源的信息,然后呈现准确信息并提供专业建议,可提高准确性并减少无序的情况;借助配置的态势感知和碰撞警告功能,ZeaWatch可使航行更安全;ZeaWatch可始终准确呈现周围环境,为船员提供持续保障;使用ZeaWatch,通过优化船员和减少燃料,可降低运营成本。

ZeaWatch的工作原理在于在船上安装多个不同的传感器,这些传感器可以收集船舶周围环境的数据,以获得最高的精确度。然后借助先进的传感器融合算法和人工智能技术,即通过ZeaWatch的软件整合来自不同传感器的所有数据,提出专业建议并显示在人机交互式界面上。交互界面会在可能发生碰撞时自动发出警告,让船员有充足的时间做出反应和操作,以提升航行安全。在船舶避碰方面,智能警报系统(碰撞警报)可监测到附近的所有物体,并及时通知操作人员。同时,ZeaWatch还能寻找最优避碰路线,提出航行建议以引导船舶安全前行。船舶避碰的最近会遇点(CPA)的可视化系统,会估算所有目标的CPA和抵达最近会遇点的时间(TCPA),并精确直观的显示出来,为决策赢得更多时间。

ZeaMate,数字“航行伴侣”。ZeaWatch为ZeaMate提供所需的态势感知基础,ZeaMate根据ZeaWatch提供的态势感知来规划和建议船舶航行路径,并在船上或远程人员的监督下执行预定路径,从而减少对驾驶台瞭望和航行信息的依赖。简单而言,使用ZeaMate可使建议变成行动。具体而言,ZeaMate通过与机载自动驾驶仪和/或动力定位(DP)系统集成,增加了自主航行运动控制功能。如此,就能自动执行ZeaWatch所提出的操作建议,既可征得操作员同意,也可自动执行,操作员只需在特殊情况下进行干预。ZeaMate采用了更复杂的动态航行规划算法,包括自主航迹跟踪、路径跟踪和避碰功能。通过DP集成,ZeaMate可实现基本的自主操作,实现码头到码头全流程操作,包括保持船位和低速操控(如靠泊)。此外,根据不同的航段、操作设置和当地法规,ZeaMate可减少船员人数或降低船员认证要求。通过与远程操作中心ZeaROC集成,可进一步向更高的自主性和远程操作过渡,从而提高运营效率。虽然自主航行系统会执行某些操作,但船上或岸上的操作员仍需对操作负全责。

ZeaMaster,数字“船长伴侣”。ZeaMaster为ZeaMate增加了高级别推理和风险意识审查能力,使船舶能够自主可控正常航行。与ZeaROC相结合,通 过Zeabuz独特的远程监督自主技术,远程操作人员可以同时监督多艘船舶并与之互动。在操作员监督下,由ZeaMaster自主航行系统执行大部分操作。它以ZeaMate的功能为基础,增加了完全自主的航行规划和执行功能,以及可确保自主可控运行的监督控制算法。ZeaMaster专为人机协作而设计,能够在自主水平不断提高的的情况下为自主系统和人类操作员分配任务和责任。在正常操作运行过程中,自主系统全权负责,只在必要时与操作员互动。根据航段的不同,这可能涵盖操作的所有阶段和模式,包括靠泊、航行运输、应变(应急反应程序)与其他船舶通信,以及乘客或所载货物的管理。实现这种高层次互动的关键功能是风险意识监督控制算法,该算法可确保船舶适应其运行,以应对特殊的突发事件或情况。例如通过降低航速、增加安全裕度或进入应急模式(如保持船位)。监管控制算法也会将运行状态、态势感知、任何警告/警报以及自主系统的行动计划传达给操作人员,作为战略决策支持。这样就能确保自主可控,直到操作人员能够建立态势感知并对操作进行高级控制。此外,ZeaMaster可根据不同的细分市场、监管发展和运营设置,在船上只配备少量或不配备经过认证的船员的情况下实现运营。这样就可以开发新的业务模型、运营结构和全新的细分市场。

ZeaOps,ZeaROC的基础。ZeaOps是用于集成操作、数据可视化和远程监控的后台解决方案,是ZeaROC的基础。它可以作为网络应用程序在任何平台上使用。ZeaOps具有可调整的用户界面,可提供相关的船舶实时数据(如船舶位置、速度和航迹、船上系统状态)和Zeabuz智能航行数据(如对附近其他物体的实时监测)。此外,ZeaOps可与其他供应商或物联网供应商合作,从其他系统中获取船载数据。云存储可确保在多个平台上随时随地进行访问。未来,根据可用数据带宽和客户要求,ZeaOps将支持感知传感器数据的实时流媒体传输,如摄像机内容、激光雷达点云和雷达图像。

ZeaROC,远程操作中心。ZeaROC可实现各种级别的自主性远程监控,它以ZeaOps的监控功能为基础,并增加了必要的技术,以实现ROC与远程监控自主船舶之间的双向交互。通过与ZeaMaster的整合,ZeaROC的主要特点是能够进行一对多操作,即由一名远程操作人员承担多艘船舶的主要责任,将具体任务和责任委托给船上的自主系统。这得益于创新的人机协作概念,即多艘自主可控的船舶仅依靠操作人员按需提供协助,操作人员主要通过向自主系统下达高级指令进行交互。这就从根本上降低了运营成本,为新的商业模式和细分市场提供了动力。除了高级远程交互外,设备齐全的ZeaROC还支持全手动远程控制,以满足极少数情况下的需求。根据不同的航段和操作设置,一套完整的ZeaROC装置可能包括与船上船员的双向交互、与乘客的双向通信、与所载货物的远程管理、与技术支持的直接通信或与应急响应的协调等功能。此外,ZeaROC还可与ZeaMate衔接,实现一对一的远程监控操作,从而逐步过渡到ZeaMaster提供的更高水平的自主操作。

值得一提的是,无论船舶使用了哪种传感器,Zeabuz的解决方案都可以与之兼容,并应用到船舶上。

创新驱动

多年来,Zeabuz不断推陈出新,其最新研发的人工智能航行技术不仅具备更高的精准度和稳定性,还融入了更多人性化设计,使得用户体验得到了极大的提升,技术成果得到了业界广泛认可。

在合作方面,2023年6月,Zeabuz开发的全球首艘零排放自主航行商用客运渡轮“MF Estelle”号在斯德哥尔摩的玛拉斯壮德正式举行了落成典礼和命名仪式,标志着该渡轮航线将正式开始运营。该轮配备了最先进的自主技术,前期船上会有一名船员。该轮由BrødreneAa建造,由挪威航运公司Torghatten运营。该船的正式投入运营,为Zeabuz技术的商业化之路铺设了坚实而稳固的基石,为其未来的广泛应用和市场推广奠定了坚实的基础。Zeabuz首席执行官Erik Dyrkoren表示:“我们的目标是利用Zeabuz自主解决方案,将城市水道作为虚拟桥梁,在城市中开辟捷径,从而彻底改变我们对交通的看法。我们与Torghatten的合作旨在以经济、可持续的方式连接城市,不仅是在斯德哥尔摩,而且是在全球拥有通航水域的众多城市。这项服务的推出标志着我们向实现这一愿景迈出了重要一步。”

“MF Estelle”号/Zeabuz官网

2023年7月,Zeabuz与YGT签署了谅解备忘录(MoU),根据该协议,Zeabuz和YGT将在东南亚推广自主航行技术,并为联合研发项目寻找机会。值得一提的是新加坡首艘全电动货船“Hydromover”号是由YGT推出,该项目是新加坡海事及港务管理局(MPA)和新加坡海事研究所(SMI)联合征集的港口船只电气化项目之一,还获得MPA海事创新与技术基金(MINT)和SMI基金的研发资助。2023年12月,Zeabuz与全球知名的造船和海事解决方案领导者达门造船建立了合作关系,双方将合作对Zeabuz的自主航行技术进行全面研究,旨在将Zeabuz的自主航行技术应用于达门的船舶上。双方合作研究内容将包括严格的测试、分析等。业界对自主和技术先进的解决方案的兴趣与日俱增,这凸显了先进知识合作伙伴之间开展合作的必要性。2024年1月,Zeabuz与电动发动机制造商Evoy建立合作,共同推出了一个革命性的想法,目标联合研发自主航行电动船。这些合作不仅为Zeabuz带来了更多的市场机会和资源支持,也为其未来的发展奠定了坚实的基础。

在奖项方面,2023年10月,Zeabuz获得欧洲最大的交通初创企业加速计划欧洲交通运输初创公司奖(The European Startup Prize for mobility-EUSP)。本次奖项是经过90多位评审员从收到的700份申请中筛选而出。EUSP是一项由欧盟发起的针对可持续移动出行初创企业的加速和投资计划,旨在支持和扩大整个欧洲的智能和可持续移动初创公司,现已举办至第五届。EUSP汇集了欧盟所有主要机构,包括欧洲议会、欧盟委员会、欧洲投资银行、欧洲气候基金会、EIT城市交通、欧洲铁路以及主要交通公司和科技巨头。2023年10月,Zeabuz获得了法国国家航道管理局(VNF)颁发的河流交通奖(River Mobility)。

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