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
◎實習記者 宋迎迎
“青港拖1”輪擁有兩顆動力“心臟”，即采用“柴油+電力”雙驅動模式。除了柴油發動機推進系統，該船配備的電力推進系統同樣能提供最大靜水航速11.7節、最大續航力4.5小時的動力。通過自主研發的動力配置方案和轉換控制算法，操作者使用同一手柄可以操控兩套推進系統，純電力推進和柴油機推進兩種模式可實現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，該船采用傳統柴油機推進和電力推進雙驅動模式，在純電力模式下可實現零油耗、零排放，創造了拖輪綠色作業的新模式，也為航運業技術創新提供了可復制、可推廣、可借鑒的經驗。
雙驅動模式可實現一鍵切換
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”兩種運行模式，主要用于協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”雙驅動模式。除了柴油發動機推進系統，該船配備的電力推進系統同樣能提供最大靜水航速11.7節、最大續航力4.5小時的動力。通過自主研發的動力配置方案和轉換控制算法，操作者使用同一手柄可以操控兩套推進系統，純電力推進和柴油機推進兩種模式可實現一鍵無縫隙智能切換。
“‘青港拖1’輪的柴油機推進系統配置2臺主柴油機，單機功率1920千瓦；電力推進系統共配置4套磷酸鐵鋰電池組，總容量為2760千瓦時。該船的啟用，將有效解決傳統拖船在航行和作業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，該船會優先使用鋰電池推進模式作業，在滿電情況下可支持全船連續作業4.5小時。
據山東港口青島港輪駁有限公司副總經理張雷介紹，“青港拖1”輪由山東港口青島港歷時18個月自主研發，造價約6000萬元，設計使用壽命為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首艘取得智能航行附加標志的全回轉拖輪、首艘取得混合動力Hybrid附加標志的全回轉拖輪、首艘取得4個智能附加標志的全回轉拖輪，以及中國國內取得智能船舶附加標志最多的全回轉拖輪。
配備6套人工智能系統
1月9日凌晨，“青港拖1”輪接到作業任務，自鐮灣河基地出發，來到青島港前灣港區，與其他拖輪密切配合，連續作業5個多小時，協助礦船、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，投入到20萬噸級油船“伊蘭特”的靠泊作業中。
“‘青港拖1’輪主要在青島港前灣港區、油港港區、大港港區進行作業。港內水域船舶通航密度大，航行風險高，為此，船上配備了6套人工智能系統，能有效保障船上人員、設備與自身航行安全，提升港區航行、作業的安全性。”李瑞峰說。
記者了解到，“青港拖1”輪使用自主開發的港作拖輪智能化系統，該系統可提供4216個數據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實。
“全船共有12568個傳感器、6套人工智能建模系統，敷設電纜45公里，為常規拖輪的3倍。”“青港拖1”輪總指導電氣工程師顏卓翁介紹，“青港拖1”輪搭載多元融合態勢感知輔助避碰、拖輪作業輔助航行、機艙“跑冒滴漏”監測、振動監測、噪聲監測、智能巡檢等6項國內首創人工智能系統，多項前沿技術首次在船舶上應用。
以“青港拖1”輪搭載的多元融合態勢感知輔助避碰系統為例，該系統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與邊緣檢測算法相結合，實現了集檢測距離設定、高保真圖像呈現、距離精確顯示、夜間圖像增強等眾多功能于一身。
“多元融合態勢感知輔助避碰系統是符合港作拖輪工況的最先進輔助避碰系統，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。”顏卓翁告訴記者。
同時，配合布于全船的12568個傳感器，人工智能系統可隨時提取相關數據對船舶狀態進行實時監控分析，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計，配合左右駕控臺滑道椅設計，能最大限度提高駕駛員視野，保證駕駛員在作業過程中進行安全觀測的舒適度。該船大桅采用變徑支撐設計，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。一層生活區內則按照船檢規范最新要求，每名船員均設置單獨房間，配備必要起居設施，為船員提供舒適的休息環境；生活區內還設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，該船可實現零油耗、零排放。“與傳統的燃油拖輪相比，‘青港拖1’輪每年可節約近227噸柴油，節省燃油費用120余萬元，減少二氧化碳排放700余噸。”李瑞峰介紹說。
自一體化改革發展以來，山東港口堅持自主創新，將智慧綠色港口建設作為驅動港口轉型發展的首要手段，“青港拖1”輪即是山東港口以科技實力強化智慧港口建設、完善綠色技術創新體系的重要成果。
“‘青港拖1’輪的啟用，為航運業創新發展提供了可復制、可推廣、可借鑒的經驗，打造了拖輪智慧綠色發展新樣板。目前，我們正在規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開展研究攻關，進一步推進綠色低碳港口建設。”張雷告訴記者。
(責編：羅知之、陳鍵)
圖片源于：人民網
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