無人船產(chǎn)業(yè)空間巨大,未來30至50年將實現(xiàn)超百億元的產(chǎn)業(yè)規(guī)模。在民用方面,無人船可替代人力船從事捕魚、打撈、油氣開采等工作。上海瀧洋船舶科技有限公司總經(jīng)理王成武指出,國內(nèi)和國外在無人船技術(shù)等方面基本處于同一水平線,產(chǎn)業(yè)機(jī)遇較大。
無人船技術(shù):智能控制與多傳感器集成
無人船的關(guān)鍵技術(shù)在于感知、導(dǎo)航和控制這三個方向。感知技術(shù)為無人船提供了眼睛和耳朵;導(dǎo)航技術(shù)用來接近或規(guī)避某些目標(biāo),相當(dāng)于航跡規(guī)劃或者是綜合避障;控制技術(shù)就是無人船的運(yùn)動姿態(tài)進(jìn)行航線、航向的控制。
其中,智能控制系統(tǒng)的性能,直接影響著無人船航行的操縱性、經(jīng)濟(jì)性和安全性。該系統(tǒng)總結(jié)了人的操舵規(guī)律,在測量中,自動控制無人船的航速與航向,使無人船精準(zhǔn)沿預(yù)定測線運(yùn)行,可克服各種干擾,使無人船自動、穩(wěn)定地運(yùn)行,是實現(xiàn)無人船自動作業(yè)和自動回歸的核心技術(shù)。
依靠智能控制技術(shù),無人船能借助螺旋槳的推力和舵機(jī)來實時調(diào)節(jié)航速和航向,實現(xiàn)自動按照預(yù)先設(shè)定的航線進(jìn)行精準(zhǔn)的走線、換線及回歸等功能。
除了智能控制,無人船的關(guān)鍵技術(shù)還有多傳感器集成與數(shù)據(jù)融合、遠(yuǎn)距離無線局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)通訊與實時多?刂萍夹g(shù)。
例如,在多傳感器集成方面,無人船通常會設(shè)計有一個可兼容多傳感器的船載控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)可根據(jù)用戶需求靈活的搭載GNSS接收機(jī)、測深儀、ADCP(聲學(xué)多普勒流速剖面儀)、電子羅盤、水質(zhì)采樣和在線監(jiān)測儀等多種傳感器設(shè)備。
在測繪、水文、環(huán)保領(lǐng)域,無人船可提供多項應(yīng)用服務(wù)
無人船市場:主要用途與應(yīng)用領(lǐng)域
簡單來說,無人船按用途可分為軍用、民用兩類。軍事上,二戰(zhàn)時可用來掃雷、反恐、反潛、海上情報偵查等。民用上,則主要是用于測繪、水文、環(huán)保。目前,在國內(nèi)民用無人船市場,市面上已開發(fā)出測繪型、水文型和水資源型三大系列無人船。
早在上世紀(jì)60年代,遠(yuǎn)程控制的無人艇船隊就廣泛用于軍事領(lǐng)域。近年來,隨著自動控制、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的快速發(fā)展,與船舶有關(guān)的環(huán)境感知技術(shù)、通信導(dǎo)航技術(shù)等也得到廣泛的應(yīng)用,為無人船開發(fā)提供了廣闊的技術(shù)可行性。
如今,無人船以無人化、集成化、自動化與智能化的信息獲取方式,一方面為相關(guān)職能部門提供水下地形地貌測量、大壩安全監(jiān)測等多項應(yīng)用服務(wù)功能。另一方面,可為相關(guān)部門科學(xué)決策提供詳盡、準(zhǔn)確的基礎(chǔ)資料。
眼下,國內(nèi)無人船的主要用途與應(yīng)用領(lǐng)域包括:高精度水下地形測繪、大壩堤防安全檢測、水文信息自動化監(jiān)測、水環(huán)境自動監(jiān)測、災(zāi)害應(yīng)急服務(wù)。
從用途舉例的話,無人船可實現(xiàn)水質(zhì)在線分布的測繪,通過這些數(shù)據(jù)比較和分析,可看出污染擴(kuò)散的情況,并把污染源追蹤出來,配合探測設(shè)備,找出水底的“暗管”,最終查出污染企業(yè)。
而從應(yīng)用領(lǐng)域舉例的話,在傳統(tǒng)水文測量和水環(huán)境監(jiān)測中,多是依靠燃油船進(jìn)行,船體較大,復(fù)雜水域有些不能前往。有些河道較窄水流較急,人也到不了,作業(yè)起來比較危險。無人船就能大顯身手了。傳統(tǒng)方式是在較污濁的水里取一點水樣,拿回實驗室分析。這種取樣必須是人能去到的地方,不一定具備代表性。而無人智能船是選擇幾個關(guān)鍵點,在走航的過程中取回整條河的參數(shù),是一個實時的過程。
無人船測繪:應(yīng)用方式與我國的優(yōu)勢
在我國,無人船最重要的應(yīng)用是在測繪領(lǐng)域。這個應(yīng)用其實很早之前就有,大概十年之前,東海航海保障中心就曾利用遙控艇綁著測量水深的設(shè)備去危險水域探測,可以說是無人船測繪的開端。經(jīng)過這么多年的發(fā)展,無人船測繪行業(yè)已十分成熟。
無人船測繪有三種應(yīng)用方式:第一,可遠(yuǎn)程控制測繪,比如現(xiàn)在坐在房間里就可用控制臺加電臺的方式來控制它,有點像遙控船;第二,可定向測繪,即無人船沿著在地圖上軌跡點進(jìn)行作業(yè);第三,可自主測繪,即操作者在地圖上劃定區(qū)域,無人船可自主選擇最佳測繪方式,還可自主避障。
另外,不得不提的是,目前國內(nèi)無人船測繪,有一個得天獨厚的優(yōu)勢。那就是,世界上80%的定線制航道在中國,而只有定線制航道,才有反復(fù)測繪的必要。
無人船產(chǎn)業(yè):我國的發(fā)展優(yōu)勢
而對于無人船產(chǎn)業(yè)的未來,業(yè)界人士也應(yīng)該充滿信心。這是因為,目前我國在無人船所需的關(guān)鍵技術(shù)方面的研究,已非常深入。
例如,在無人船智能控制理論和技術(shù)方面,盡管我國的發(fā)展的歷史不長,在智能控制理論應(yīng)用方面也才剛剛開始。但是,我國自控界在智能控制理論研究方面的成果已達(dá)國際水平。如上海交通大學(xué)的人機(jī)協(xié)同、華中科技大學(xué)的集群控制及中國船舶重工集團(tuán)公司等,都在無人船方面提出了很多關(guān)鍵方法和策略,如中船重工704所就研制了能在橫搖過程中,保持探頭穩(wěn)定性的穩(wěn)定平臺,大大提高了監(jiān)測精度。
另外,目前我們國家有世界上最大的海上智能船測試場,也有最大的示范縣,如珠海的萬山和青島的即墨。我國在無人船的一些技術(shù)方面,比如全船數(shù)字孿生、航行數(shù)字孿生、視覺增強(qiáng)、全船智能測試系統(tǒng)、全船測試場等,都是世界領(lǐng)先。這些優(yōu)勢一旦用好了,我國一定會世界上最大的無人船領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)集群。
本公司出品的研究報告首先介紹了中國無人船行業(yè)市場發(fā)展環(huán)境、無人船行業(yè)整體運(yùn)行態(tài)勢等,接著分析了中國無人船行業(yè)市場運(yùn)行的現(xiàn)狀,然后介紹了無人船行業(yè)市場競爭格局。隨后,報告對無人船行業(yè)做了重點企業(yè)經(jīng)營狀況分析,最后分析了中國無人船行業(yè)發(fā)展趨勢與投資預(yù)測。您若想對無人船行業(yè)產(chǎn)業(yè)有個系統(tǒng)的了解或者想投資中國無人船行業(yè),本報告是您不可或缺的重要工具。
本研究報告數(shù)據(jù)主要采用國家統(tǒng)計數(shù)據(jù),海關(guān)總署,問卷調(diào)查數(shù)據(jù),商務(wù)部采集數(shù)據(jù)等無人船。其中宏觀經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)主要來自國家統(tǒng)計局,部分行業(yè)統(tǒng)計數(shù)據(jù)主要來自國家統(tǒng)計局及市場調(diào)研數(shù)據(jù),企業(yè)數(shù)據(jù)主要來自于國統(tǒng)計局規(guī)模企業(yè)統(tǒng)計無人船及證券交易所等,價格數(shù)據(jù)主要來自于各類市場監(jiān)測無人船。