AI已经开始彻底改变船长在船上的操控与反应方式。过去,船长完全依赖直觉、传统导航和机械仪表。如今,随着AI逐步融入新型船艇技术,船长们在各种船载系统中都有了部署AI的新选择——从系统监控、导航工具,到摄像头与安全监测,乃至更多领域。
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新的AI工具能够识别水中的潜在危险、选择最佳航线、预测水线上下环境的变化等等。本质上,AI辅助的游艇驾驶可以——也必将——在船舶操作中为船长分担部分负担。最基础的AI辅助驾驶,是通过融合摄像头、雷达、GPS和传感器信息,形成关于船舶自身及其周围区域更全面的数据集。其目标是让驾驶变得更安全、高效、轻松且精准。但要做到这一点,也需要操作者以一种前所未有的方式,交出部分控制权。
AI驱动的危险探测
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Sea.AI Watchkeeper瞭望者系统
危险探测是AI辅助驾驶中最具前景的解决方案之一。传统导航方法依赖于船长的视线,以及已生产数十年的成熟机械与数字仪表。而AI解决方案则通过持续监测环境,识别障碍物、浮标、游泳者、水下物体或其他危险,从而增强视觉能力。它借助360度摄像头和增强视觉技术(如FLIR红外热成像、热成像等)来实现。这样一来,即使在低能见度条件下,船长也能更容易地发现航行区域内的潜在危险。即便船长肉眼看不到危险,AI监控系统也能提前发出警报。
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Sea.AI Watchkeeper瞭望者系统
例如,SEA.AIWatchkeeper是一款基于AI的摄像头系统,旨在为船长提供持续监控。它通过提供船长原本无法探测到的信息,来提升白天和夜间的安全性与态势感知能力。该系统不仅适用于商用船舶,也适用于摩托艇和帆船。Watchkeeper可以探测各类物体,如漂浮碎片、浮标、游泳者,以及因波浪、天气或光线而未必可见的其他船只。白天和黄昏时段,RGB摄像头通过评估周围区域来保障安全航行;热成像摄像头则在视线受阻时提供增强的夜视能力。它的关键优势在于能够轻松集成到多家主流厂商现有的导航显示屏中。
智能避碰与“保护气泡”
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佳明 AuoPilot系统
除了安全监控,AI还被证明能够主动避免碰撞。避碰技术可在船只周围形成一个“保护气泡”。系统持续监测船只与周围任何物体之间的距离,一旦有物体越过特定阈值,就会发出警报。更先进的系统甚至可以与船的舵机和推进系统联动,在船长介入之前(或无需船长指令)自动采取修正措施。本质上,避碰系统就像自动驾驶仪,但多了额外的AI辅助。
例如,佳明(Garmin)配备SmartTrack的自动驾驶仪采用九轴固态姿态航向参考系统(AHRS),帮助船只保持稳定航向,并在波涛汹涌的水域中主动抵消俯仰和横摇。系统会持续自动调整舵角,防止航向偏离,减少航向误差,同时最大程度地减少多余的转向和动力消耗。最终,乘客能享受更平稳的航行,减少不必要的船体晃动。当与 Garmin Fantom雷达配合使用时,该系统还能利用雷达信息监测附近物体。一旦探测到物体,数据便会传入系统,供船长做出相应响应。
自主停靠
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Avikus自主停靠系统演示
停靠通常被认为是游艇驾驶中最具挑战性的任务之一,尤其是在天气或水流影响船体运动时。基于AI的自主停靠系统通过自动化或为船长提供精准引导来解决这一问题。系统会综合考虑风速、水流方向以及船只的动力学特性等因素。
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Avikus Neuboat控制系统
例如,韩国HD现代集团旗下Avikus的AI NEUBOAT停靠辅助系统利用先进感知技术,提升了低速操控的安全性和效率。在停靠过程中,系统能够探测、分析并应用障碍物识别、距离计算和运动信息,从而为船长提供辅助或部分自动化操作。系统会考虑风、水流等环境因素,抵消它们对船体运动的影响,使船长能够更轻松、更安全地操控船只,获得更强的控制力和精准度。
现代重工子公司Avikus智能导航和靠泊解决方案NeuBoatDock
Avikus Neuboat Dock II泊船辅助系统提供完整的360度全景视野,具备云台变焦功能、动态物体探测,以及一个“虚拟保险杠”,在船长操控时提供可感知的安全边界。其他主流厂商,如宾士域(Brunswick)公司,旗下船用电子公司Simrad也开发了类似系统——Simrad AutoCaptain(船舶自动驾驶系统),这是全球首套完全自主停靠系统,可在无需操作员输入的情况下完成船只停靠(如下水视频所示)。
AI导航与航线优化
AI的融入为海上导航开创了全新维度。现在,航线可以根据不断变化的因素进行优化,如船只交通拥堵、天气变化、潮汐影响的水深等等。这不仅让航行更安全,也更具经济性。
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Furuno的 VR导航系统
Furuno公司正将基于AI的概念融入导航系统,其创新包括VR导航系统(3D鸟瞰视图),通过创建船舶及其环境的实时三维透视,优化航线规划和态势感知。该功能将海图数据、雷达信息、AIS目标、碰撞风险区等关键信息整合到一个界面中,方便船长分析。系统还可以调整高度、角度和缩放级别,使操作者能够从多个视角评估交通流、风险和最佳航线,在拥挤水域导航时尤为实用。目前这一概念主要应用于商船,因为大型船舶在繁忙水域存在安全风险,但更小的系统已经开始加装到超级游艇、游艇和日间巡航艇上。
预测性天气与波浪分析
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天气是游艇航行中最不可预测的因素之一,但AI技术如今为船长提供了更好的实时数据,以便更准确地预判环境变化。通过分析历史数据和当前数据,AI软件能够以惊人的精度预测天气趋势、天气模式以及波浪高度。这给了船长更多提前量来改变航线或为变化的条件做好准备。
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PredictWind通过其 AI Polars服务,利用AI技术提供高精度的天气和水况预测。系统通过传感器和PredictWind DataHub等设备,收集所安装船只的实时信息。作为回报,PredictWind训练软件理解船只在各种天气条件下的表现。该系统直接接入船只的仪表,PredictWind开始追踪船只的实时数据,从而生成一个与船只性能特征和操作风格相匹配的优化“船用极线图”。
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例如,通过向机器学习极线图提供数据,风速、波高和周期,以及夜间谨慎航行等行为变化都会被纳入考量。系统基于历史数据和实时输入,逐渐了解其水域和船只特性。在拥有基线数据集后,PredictWind利用其天气路由系统,根据预测数据以及船只已知的性能能力和倾向,推荐最优航线。用户还可使用相关的移动端和桌面端应用程序,获取风、雨、锚地等多类相关数据。
AI技术正在为游艇体验开辟一片新天地。这些先进的系统让传统导航变得更智能、更灵敏,帮助船只和船长避开危险与碰撞,安全高效地完成停靠,甚至提前预测天气与波浪动态。这套全新的数据体系,旨在为游艇使用者提供前所未有信息,从而保障安全。随着技术持续演进——而且演进速度会很快——AI必将迅速成为现代海上操作的核心基石。更安全的船只,更安全的船长,以及更美好的水上体验。
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