BUFF叠加！智慧母船“珠海云”有点东西在身上

出品｜网易新闻

导语：今年1月，被众多外媒描述成“超级航母”的中国首艘智能型无人系统科考船“珠海云”号成功海试。有着“海洋科研新物种”名号的“珠海云”究竟有何奥秘？一起来看！

一、极具未来感，有点东西在身上

88.5米长、10.5米型宽、2100吨标排的“珠海云”号在我国近年来建造的众多海洋科考船里并非最出众的一款。但从颜值上看，“珠海云”可谓当前中国造船史最独特、最具设计感的一型船舶。

此次一改过去船舶设计与建造中折线、断线与直线的形态组合，“珠海云”采用了有机曲线的连续性与流动性完成了从船体整体到细节的曲线面闭合，外板曲面达到80%以上，颇具未来感。这也使“珠海云”不再是一头冰冷的机器，更被设计建造团队赋予了作为人类探究海洋的“柔软有机体”的人文价值与生态伦理。

独特的赋形也给建造团队带来难题：为改善船只重心增加稳定性、控制排水量以降低船舶功耗，实现“珠海云”甲板以上复杂线型与结构独特外观设计等因素，设计建造团队选取铝镁合金（5083铝合金）——MIG焊（熔化极惰性气体保护焊）搭建船舶上层建筑，从原材料偏差到装配、焊接、校正整个过程控制提出具体的技术要求，精准解决加工精度、装配工序，破解铝合金焊接、造型等工艺技术难题，使高颜值的“珠海云”成功从绘图板走向船台。独特的全封闭艏楼外形也给“珠海云”更强的抗浪稳定性和更大的室内作业空间。

二、秀外慧中，卷起新浪潮

除了靓丽的外形，“珠海云”还有一颗不平凡的“大脑”——首次试航即检测了自主航行性能，智能船舶第一次连续12个小时自主航行，其间成功实现避障，规划路径自主操作。

1.眼观六路，耳听八方

由于自动驾驶船舶须结合船只重量和特殊的动力模式，在海洋变幻莫测的自然环境下准确预测看似毫无规则的船只动作路径，分析并选择最佳航路。为此，“珠海云”在硬件上配备了雷达、船舶自动识别系统（由VHF通信机、GPS定位仪与船载显示器及传感器等相连接的通信控制器组成，能自动交换船位、航速、航向、船名、呼号等信息）、视觉传感器等传感设备实时感知航行时的内外环境。

2.最强大脑，切实可靠

在软件上，“珠海云”同样做足了功课：研发团队提出一种基于传感器信息反馈的自注意力机制船舶目标识别方法；并通过现有主流算法和人工势场法在航线智能优化方面的优势，设计出海上船舶航线智能化算法，让“珠海云”能根据岸基信息变化实时规划出兼顾安全、经济和效率的最优航线。这也极大解放船舶上工作人员，而能安心专注于科考活动中。

3.安全航行，“云在线”双保险

除了“AI”驾驶，“珠海云”还配备有船舶远程遥控驾驶系统，主要由岸端信息遥测系统、岸端远程操控系统和船端遥控指令响应系统构成。驾驶员在岸基实时遥控船舶；或在运控中心提前设定艏向、航速、航迹点等，为“珠海云”提前规划出一条安全航路。

为验证这些系统，我国曾在珠海万山建设了亚洲首个无人船艇海上测试场，为包括“珠海云”在内的智能船舶提供多维度测试场景，助力“珠海云”成为世界首艘申请“i-ship（智能化程度从低到高依次为N0，R1，M，I级，I级可为航行、安全、经济性等提供综合预报预警、趋势预测、辅助决策）”智能船舶符号的船舶。

三、不仅“头脑不简单”，更要“四肢也发达”

航渡之余，“珠海云”要将大把精力放在观测作业上。为保证定点观测时采样设备获取到的数据资料不发生“刻舟求剑”类的偏差，需要具备高精度的动力定位能力：即克服船舶大惯性与六自由度的运动特性带来影响，实现不用锚系而自动保持海上浮动。

为实现这一目标，“珠海云”启用灵巧有力的“四肢”——全电推进、全回转式吊舱推进系统。这套时髦的混动系统由两台1710千瓦柴油发电机带动的1140千瓦发电机的柴油发电机组－直流母排电力推进系统；采用两台1950千瓦——总轴马力约合5304马力的全回转式吊舱推进器的动力输出方式。

与传统轴系推进系统相比，它可有效降低船舶振动和噪声，改善作业舒适性，减少对科考设备的噪声辐射干扰。在低速段工作时更节能减排、动力负载更小；而在最大营运航速时有更好的速度稳定性，使“珠海云”号进行漂泊、定点观测时能更快进入状态在航行中全电回转式吊舱推进器可根据船舶状态和海况360°全向输出推进以抵抗外界环境载荷，全速时转弯半径可减少30%左右，离靠岸时间可以减少约20%，提高了恶劣气候和紧急条件下操作性、安全性。

配合船体底部减摇鳍与舭龙骨，“珠海云”以2000吨级排水量体型实现了不亚于4000吨级以上船舶的航行稳定性与操控性：具备在6级风、1节流、4级海况条件下保持良好定位和艏向能力；在4级海况，满足漂泊连续调查作业需求，可实现两套无人装备同时回收；在5级海况，满足无人系统的应急回收；7级海况、10级风力下仍能安全航行。

四、五洋捉鳖，大网已撒

“珠海云”作为海洋科考“新物种”，同时也是智能敏捷海洋立体观测系统的搭载平台。如果把“珠海云”视为一头生物，那它搭载的数十台探空仪、无人机、小型无人艇、水下潜航器、浮标装置等无人探测设备就是它五洋捉鳖的双臂，可让“珠海云”不必顶着风浪、不必拘泥于自身空间执行海洋测绘、海洋观测及部分调查取样等综合性海洋调查任务，在4级海况下或12级台风情况下仍能分别通过无人探测设备实施走航、定点、拖曳观测。

负责控制这些探测设备的“广域异构智能组网协同控制器”与“ 高可靠广域跨介质组网通信数据链”就是“珠海云”的大脑与神经。它使“珠海云”能同时接入控制32艘无人艇、3架无人机、3个水下潜器，根据不同任务面快速展开海洋立体观测网，实现跨域协同、快速机动、高时空分辨率立体同步数据获取。甚至可以接入调查作业系统等外部系统，成为移动的公共服务资源平台。

在众多技艺加持下，“珠海云”将较传统海洋科考船更高效：比如获取海底高精度和高分辨率形貌信息，加速对我国与全球未知海床精细化探测，探究全球海洋动力系统和能量平衡中刻画更高精度的海洋次中尺度旋涡立体图像。让“珠海云”成为探索海洋科学前沿以及海洋防灾减灾、海洋环境监测、海上搜救、海洋水下考古、海上风电场维护等应用领域提供智慧高效工具。

结语：

“珠海云”建成后，将使我国船舶工业抢占国际海洋智能装备的制高点，更将不断提升我国乃至全人类对海洋的探索与利用水平。正如我国众多海洋科研工作者所希冀：“愿你以珠海云之名，光大一代代人的海洋强国梦”。

参考文献：

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