科技日報
原標題：有兩顆動力“心臟”的智能船舶來了
“青港拖1”輪 山東港口供圖
◎?qū)嵙?xí)記者 宋迎迎
“青港拖1”輪擁有兩顆動力“心臟”，即采用“柴油+電力”雙驅(qū)動模式。除了柴油發(fā)動機推進系統(tǒng)，該船配備的電力推進系統(tǒng)同樣能提供最大靜水航速11.7節(jié)、最大續(xù)航力4.5小時的動力。通過自主研發(fā)的動力配置方案和轉(zhuǎn)換控制算法，操作者使用同一手柄可以操控兩套推進系統(tǒng)，純電力推進和柴油機推進兩種模式可實現(xiàn)一鍵無縫隙智能切換。
混合動力的汽車對于大家來說早已不陌生，但混合動力的船舶卻鮮有聽聞。前不久，全國首艘油電混合智能拖輪——“青港拖1”輪在山東港口青島港啟用，該船采用傳統(tǒng)柴油機推進和電力推進雙驅(qū)動模式，在純電力模式下可實現(xiàn)零油耗、零排放，創(chuàng)造了拖輪綠色作業(yè)的新模式，也為航運業(yè)技術(shù)創(chuàng)新提供了可復(fù)制、可推廣、可借鑒的經(jīng)驗。
雙驅(qū)動模式可實現(xiàn)一鍵切換
2022年12月30日，“青港拖1”輪從山東港口青島港前灣港區(qū)碼頭離港，正式啟用。該船長39米、型寬11.5米、型深5.3米，馬力為5200匹，采用“自由航行+助泊作業(yè)”兩種運行模式，主要用于協(xié)助進出山東港口青島港的大船靠泊、離泊和移泊。
“青港拖1”輪擁有兩顆動力“心臟”，即采用“柴油+電力”雙驅(qū)動模式。除了柴油發(fā)動機推進系統(tǒng)，該船配備的電力推進系統(tǒng)同樣能提供最大靜水航速11.7節(jié)、最大續(xù)航力4.5小時的動力。通過自主研發(fā)的動力配置方案和轉(zhuǎn)換控制算法，操作者使用同一手柄可以操控兩套推進系統(tǒng)，純電力推進和柴油機推進兩種模式可實現(xiàn)一鍵無縫隙智能切換。
“‘青港拖1’輪的柴油機推進系統(tǒng)配置2臺主柴油機，單機功率1920千瓦；電力推進系統(tǒng)共配置4套磷酸鐵鋰電池組，總?cè)萘繛?760千瓦時。該船的啟用，將有效解決傳統(tǒng)拖船在航行和作業(yè)過程中柴油主機低效能、高油耗、高排放的問題。”“青港拖1”輪船長李瑞峰介紹說，在絕大部分工況下，該船會優(yōu)先使用鋰電池推進模式作業(yè)，在滿電情況下可支持全船連續(xù)作業(yè)4.5小時。
據(jù)山東港口青島港輪駁有限公司副總經(jīng)理張雷介紹，“青港拖1”輪由山東港口青島港歷時18個月自主研發(fā)，造價約6000萬元，設(shè)計使用壽命為30年。
記者了解到，“青港拖1”輪已取得中國船級社授予的6個附加標志，分別為智能航行（N）、智能機艙（M）、智能能效（E）、智能集成平臺（I）、混合動力Hybrid、無人機艙AUT-0，并由此成為中國國內(nèi)首艘取得智能航行附加標志的全回轉(zhuǎn)拖輪、首艘取得混合動力Hybrid附加標志的全回轉(zhuǎn)拖輪、首艘取得4個智能附加標志的全回轉(zhuǎn)拖輪，以及中國國內(nèi)取得智能船舶附加標志最多的全回轉(zhuǎn)拖輪。
配備6套人工智能系統(tǒng)
1月9日凌晨，“青港拖1”輪接到作業(yè)任務(wù)，自鐮灣河基地出發(fā)，來到青島港前灣港區(qū)，與其他拖輪密切配合，連續(xù)作業(yè)5個多小時，協(xié)助礦船、集裝箱船舶完成安全靠離工作。早上7時許，“青港拖1”輪又行駛到青島港油港港區(qū)，投入到20萬噸級油船“伊蘭特”的靠泊作業(yè)中。
“‘青港拖1’輪主要在青島港前灣港區(qū)、油港港區(qū)、大港港區(qū)進行作業(yè)。港內(nèi)水域船舶通航密度大，航行風(fēng)險高，為此，船上配備了6套人工智能系統(tǒng)，能有效保障船上人員、設(shè)備與自身航行安全，提升港區(qū)航行、作業(yè)的安全性。”李瑞峰說。
記者了解到，“青港拖1”輪使用自主開發(fā)的港作拖輪智能化系統(tǒng)，該系統(tǒng)可提供4216個數(shù)據(jù)點的輔助決策邏輯及解決方案，使船舶的智能化管理成為現(xiàn)實。
“全船共有12568個傳感器、6套人工智能建模系統(tǒng)，敷設(shè)電纜45公里，為常規(guī)拖輪的3倍。”“青港拖1”輪總指導(dǎo)電氣工程師顏卓翁介紹，“青港拖1”輪搭載多元融合態(tài)勢感知輔助避碰、拖輪作業(yè)輔助航行、機艙“跑冒滴漏”監(jiān)測、振動監(jiān)測、噪聲監(jiān)測、智能巡檢等6項國內(nèi)首創(chuàng)人工智能系統(tǒng)，多項前沿技術(shù)首次在船舶上應(yīng)用。
以“青港拖1”輪搭載的多元融合態(tài)勢感知輔助避碰系統(tǒng)為例，該系統(tǒng)將微光補償高清攝像機、激光測距雷達、超聲波雷達進行深度融合，采用AI圖像處理、回波點云分布、雜波圖像抑制等多項技術(shù)與邊緣檢測算法相結(jié)合，實現(xiàn)了集檢測距離設(shè)定、高保真圖像呈現(xiàn)、距離精確顯示、夜間圖像增強等眾多功能于一身。
“多元融合態(tài)勢感知輔助避碰系統(tǒng)是符合港作拖輪工況的最先進輔助避碰系統(tǒng)，可對本船周邊的所有目標進行識別、測距并報警，確保‘青港拖1’輪安全行駛和作業(yè)。”顏卓翁告訴記者。
同時，配合布于全船的12568個傳感器，人工智能系統(tǒng)可隨時提取相關(guān)數(shù)據(jù)對船舶狀態(tài)進行實時監(jiān)控分析，在保障船舶與航行安全的同時，減少人員依賴，使全船配員可低至8人。
純電力模式下實現(xiàn)零排放
記者了解到，“青港拖1”輪船舶上層建筑一共有三層，每一層的前壁都是斜面設(shè)計，配合左右駕控臺滑道椅設(shè)計，能最大限度提高駕駛員視野，保證駕駛員在作業(yè)過程中進行安全觀測的舒適度。該船大桅采用變徑支撐設(shè)計，既簡潔美觀，又保證強度；船首甲板機械做到雙纜車雙錨機獨立操作，既互不影響使用，又互為備用。一層生活區(qū)內(nèi)則按照船檢規(guī)范最新要求，每名船員均設(shè)置單獨房間，配備必要起居設(shè)施，為船員提供舒適的休息環(huán)境；生活區(qū)內(nèi)還設(shè)置了直通集控室通道。
此外，綠色低碳是“青港拖1”輪最顯著的特征，在純電力模式下，該船可實現(xiàn)零油耗、零排放。“與傳統(tǒng)的燃油拖輪相比，‘青港拖1’輪每年可節(jié)約近227噸柴油，節(jié)省燃油費用120余萬元，減少二氧化碳排放700余噸。”李瑞峰介紹說。
自一體化改革發(fā)展以來，山東港口堅持自主創(chuàng)新，將智慧綠色港口建設(shè)作為驅(qū)動港口轉(zhuǎn)型發(fā)展的首要手段，“青港拖1”輪即是山東港口以科技實力強化智慧港口建設(shè)、完善綠色技術(shù)創(chuàng)新體系的重要成果。
“‘青港拖1’輪的啟用，為航運業(yè)創(chuàng)新發(fā)展提供了可復(fù)制、可推廣、可借鑒的經(jīng)驗，打造了拖輪智慧綠色發(fā)展新樣板。目前，我們正在規(guī)劃投用更多的油電混合智能拖輪，并將在新能源化、遙控化、無人化船舶方向繼續(xù)開展研究攻關(guān)，進一步推進綠色低碳港口建設(shè)。”張雷告訴記者。
(責編：羅知之、陳鍵)
圖片源于：人民網(wǎng)
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