当无人船搭上5G快车
在乌镇木心博物馆边潺潺的小河里，珠海云洲智能5G无人船在水面按照既定路线平稳航行，执行水质采样与在线监测任务……近日，第六届世界互联网大会在浙江桐乡乌镇启幕。凭借在5G应用上的技术创新，云洲智能5G无人船首次亮相大会，成为乌镇5G应用示范案例。
随着5G的脚步渐行渐近，一系列“5G+”解决方案层出不穷。作为智能制造的“杰出代表”，无人船如今也正搭上5G快车，开启智慧新航程。
水域监测成为热门领域
提到5G，不少人可能更关注在消费者层面带来的变化，实际上除了在消费者层面，无人驾驶等专业领域更是5G未来应用场景的主要战场。有专家表示，5G的网络特点强调提升数据传输速率、增加终端设备连接密度和超可靠的低时延通信，这使得万物互联将成为现实。
“我们的无人船应用了5G通信技术，结合云计算与大数据，为乌镇主干河道搭建了移动水质监测平台，打造‘智慧水环境大脑’。”在第六届世界互联网大会上，云洲智能负责人介绍，该平台可实现24小时在线监测多种水质数据，并将海量数据上传至云端，通过可视化平台显示实时数据、历史浓度变化并进行水质数据分析。
“这也意味着无人船不仅可以通过平台远程设置巡航路径并定时定点执行巡河任务，一旦发生指标异常时，还可自动启动巡河模式对污染源进行追踪溯源，可以说是为乌镇水生态环境保护‘枕戈待旦’。”该负责人表示。
据了解，基于5G技术超高带宽的特点，这种无人船能解决传统水环境监测监管手段“覆盖面不全，建设成本巨大，监管效果无法可视化”等问题，为水域治理、安全监管等提供了智能化、无人化整体解决方案。
就在近日，天津大学与天津联通共同研发的“海豚”号5G无人船首次发布，标志着我国海洋环境智能立体监测技术发展进入新阶段。
近年来，天津大学与天津联通一直致力于水务领域的信息化和智能化，双方在5G智慧港口、河（湖）长制等方面合作紧密，首创的5G无人机高清视频比对技术已广泛应用于智慧水务的多个领域。
智慧海洋作为智慧水务领域的重点，天津大学与天津联通共同组建了科研团队，在天津大学海洋科学与技术学院研究员张安民带领下，针对海洋环境监测信息单一、监测数据量庞大、监测结果回传慢等问题，集中力量，融合创新，将大气监测激光雷达、原位水质分析仪等测试设备，与无人艇技术、5G技术相融合，可以一次性完成海底地形、船舶污染排放、水质、过往船只等信息的采集、测量，通过5G网络，实时将图像、监测数据传输到监控中心，实现了海洋环境动态数据的实时分析。本次发布的“海豚”号5G无人船，是业内首次尝试基于5G的海洋环境多参数智能立体监测，标志着5G技术已正式参与到智慧海洋建设。
自主航行，相关人工智能尚弱
放眼全球，目前很多国家都已开展与无人船相关的研究工作，其目标大体一致，都是为最终实现无人驾驶船舶做准备，但研究着眼点略有差异。
早在上世纪80年代，日本就开始了船舶无人航行的研究，但受限于当时的网络和信息技术，没有真正实现船舶智能化，也没有开展类似的针对智能船整体解决方案的研究，而只是开发出一些智能系统和智能相关标准。
韩国的智能船舶主要是由造船厂主导，研究重点在于利用岸基资源，对船上的数据进行采集、分析和评估。
欧洲的智能船研究联合了多家单位，其思路是围绕智能船舶的远程控制技术和无人自主航行的可行性开展研究工作。
在业内探讨中，无人船被分为两个层面，一是远程遥控，另一个更高层面是无人自主，换言之不需要人的干预。“无论是科考船还是运输船，要实现对船只的远程遥控并非难事。从技术上来说，最核心的是要解决网络安全和基于控制的船岸协同问题。”在李鑫看来，要实现更高层面的完全无人自主，还有更长的路要走。
航行中的船舶受力复杂，涉及前后左右上下六个维度的运动。但与无人自主直接相关的人工智能，当下尚处于弱智能阶段，要落地还有很远。“YARA Birkeland”号下水后第一年，仍需要有人驾驶，与其他船只不同的是，通过嵌在船舶里的机器模型，机器会通过自我学习的方式获取驾驶技能，预计到2020年才能执行完全自主操作。
与国外相比，我国的智能船舶的研究起步虽晚，但也取得了一定的成绩。中国船舶工业集团之前启动的黎明工程项目计划，以上海船舶研究设计院设计的绿色海豚系列3.88万吨系列散货船为基础，由上海船舶研究设计院牵头，多家单位参与，旨在国内率先研发、建造一型具有国际先进水平的智能示范船舶。
该项目首次尝试将“智能”概念应用于船舶领域，是我国对智能船舶关键技术研究的初步探索。该型船“大智”号成为全球首艘获得船级社智能符号的船舶。
在此基础上，2016年12月，工业和信息化部正式批复了高技术船舶科研项目——智能船舶1.0研发专项。预计11月底，专项的第一艘示范船——招商40万吨矿砂船将被交付，该船通过多种智能系统和应用，为船舶营运提供更为安全、经济和高效的方案，在现阶段，这也被认为是对大型商船有效的辅助方式。
海上测试场打造发展“摇篮”
在日前举行的2019中国海洋经济博览会上，珠海万山无人船海上测试场首次亮相，受到行业人士广泛关注，被誉为粤港澳大湾区海洋智能装备发展的摇篮与加速器。
本次展会，万山无人船海上测试场集中展示了整体规划布局、配套设备设施、测试环境等建设情况，同时展示了船舶虚拟测试系统，立体呈现测试场先进完备、虚实结合的测试环境与条件。此外，还展示了万山海洋科创小镇，以及正在筹备的首届万山国际智能船艇公开赛。
有学者表示，海洋经济发展离不开自主船舶技术的发展，而其必须依托高水平的无人船海上测试场，因为只有在能够建立实际应用场景数据的测试场中进行测试，才能快速有效的推动自主船舶技术转换和产业发展，才能率先建立行业法规标准，助力我国抢占自主船舶行业制高点，进而推动海洋经济发展，促进海洋强国战略建设。在此大背景下，万山无人船海上测试场应运而生。
万山无人船海上测试场位于珠海万山群岛海域，测试海域面积共计771.6平方公里，是全球最大、亚洲首个无人船海上测试场，于2018年11月30日正式启用，获得全国首个中国船级社（CCS）颁发的测试场服务供应方认可证书。测试场采用虚实融合的测试手段，可提供高带宽、低时延、远距离、超视距的通信覆盖，全天候、实时的海上目标感知和环境感知覆盖，具有动静态、多目标、多场景的虚实结合测试及保障能力，岸基、船基、码头的全方位的指控与支持能力，打造面向无人船艇、智能船舶等海洋无人智能装备的公共服务平台。
一位参加海博会的海洋技术专家在接受采访时表示，万山无人船海上测试场地处粤港澳大湾区核心区域，具有优质的自然测试环境，具备比较完善的测试条件，是亚洲首个、全球最大的海上测试场，也是全球首个经船级社认证的无人船测试场，加之提供的全球首个虚拟+实船融合测试系统，可服务于广东省内超万亿产值的无人系统与海洋智能装备产业，完全满足粤港澳大湾区海洋智能装备发展测试需求，成为首个面向技术研发、检验认证、标准制定、法规研究和产业协同创新的综合性试验场。
与此同时，中国（上海）自由贸易试验区临港新片区已经把航运业作为重点推进的产业，并作为参与国际竞争的突破口。目前，临港新片区正在筹建无人船试验场。日前，临港海洋高新园区还与有关企业签署了5000T智能电推海上风电运输船、“云图海事”联合实验室项目合作协议。
相关人士介绍，临港海洋高新园区将聚焦智能装备及人工智能在大航海领域的应用，推进智能航运体系建设，与优秀高校资源、企事业单位合作，搭建产学研用平台，推出多领域交叉合作项目。
