世界最大规模水面无人艇完成“鲨群”协同演练

全球首艘无人货船效果图

　　除夕之夜，亿万电视观众通过2018年央视春晚，见证了一场海上盛宴。中国智造的代表――81条珠海本土制造的无人艇，当晚化身“海上舞者”，摆出“启航”二字，以酷炫的姿态穿过港珠澳大桥桥底，向全球华人致以新春祝福，启航新时代。

　　近日，在珠海万山群岛海域，珠海的无人艇首次实现了世界最大规模的水面无人艇“鲨群”协同演练，完成了56条无人艇群快速集结、队形保持、动态任务分配、队形自主变换、协同避障及容错控制等多项测试科目，一举超越2014年美国海军13条无人艇集群自主演练的纪录。更让人期待的是，中国研发的全球首艘无人货船(500吨级)预计明年上半年在珠海下水测试，下半年投入试运营，中国将率先开启“无人航运”的大门。

　　时光倒回到十年前，2008年北京奥运会。在青岛奥运帆船赛期间，作为气象应急装备，中国航天科工集团研制的“天象1号”无人艇提供了气象保障服务，无人艇首次出现在国内公众视野。

　　从2008年首次公开亮相，到明年全球首艘无人货船下水，中国无人船艇行业实现了从追随到引领的跨越，站在全球无人船艇发展的风口浪尖。

　　无人船艇成环保应急“先锋”

　　多年来，在全球范围内，无人艇关键核心技术大都掌握在美国、以色列等国的海军研究机构手中，对中国完全处于技术封锁状态。中国无人艇行业走的完全是一条自主研发之路，依靠自身积累，一步步摸索、前行。

　　全球范围内针对无人操作系统的研究，香港科技大学堪称“基地重镇”，涌现出一批以大疆创始人汪涛为代表的青年才俊。2008年，在香港科技大学读书期间，以张云飞为首的云洲创始团队，就开启了无人艇领域的探索研究，研制出了第一代水质监测无人船样机。

　　在此后一年半里，张云飞与创业伙伴辗转广东、云南、四川、北京等地进行市场调研，发现应用于环保领域的无人船(艇)市场空间巨大。“环保无人艇是一个极具蓝海价值的市场。”对于这个调研结果，张云飞感到十分兴奋，同时也更加坚定了自己的创业之路。2010年，张云飞在珠海高新区成立云洲科技，这是中国最早专注于无人艇领域的高科技企业。针对全球范围内无人艇研究的现状，结合自身实际，云洲为中国无人艇探索出了一条“运用突破+技术积累”的自主研发道路。

　　“发展无人艇，选择了环保领域的运用作为无人艇场景运用的突破口”。2013年，世界首条环境测量无人艇在珠海诞生，开始掌握自主航行这一无人艇关键核心技术，张云飞也因此获得全国创新创业大赛的总冠军。

　　随着环境测量无人艇获得广泛的应用， 随后张云飞带领团队组成一支应急小分队，这也成为国家环保部门唯一的无人艇应急小分队。这一支队伍，每当危机出现时便响应环保部门召唤奔赴事故现场，为环保、监测部门提供技术支援，配合每一次采样监测部门的指挥快速适应要求，出色完成水样采集监测任务。

　　2016年，云洲无人艇实现了中国首次无人艇公开水域全自主航行; 2017年，云洲无人艇还参与了地球“第三极”大科考，这是我国时隔40余年后再次启动的对青藏高原大规模综合性科学考察。

　　7月2日，在第四届中以科技创新投资大会上，云洲智能创始人、董事长兼CEO张云飞分享了以无人船艇为代表的水面机器人将颠覆海洋领域传统的作业方式，张云飞说，无人船艇的核心归根到底是人工智能技术。无人船从最小的几公斤到最大的几百吨，目前应用在环境监测、海防调查等领域。无人艇在不同领域得到广泛应用，如水上水下的探测设备，做水下的搜救;在纳木措色林措地区，调查冰川湖泊的成因及历史的演变，水质富营养化的分布探测;在中国南海做水深的探测等。

　　全球首艘无人货船明年投入试运营

　　继无人机、无人驾驶汽车之后，无人航运再次成为全球关注的热点。

　　在无人船技术日趋成熟的现状下，面向未来的无人航运大门也随之开启。据专家预测，未来全球无人航运市场规模将达到万亿美元级别。

　　2017年6月，海航集团联合中国船级社等机构在上海组建了无人货船开发联盟，宣布将在2021年实现首条8.7万吨大型无人货船下水航行。就在此前，全球范围内Google、Kongsberg、Royce-Rolls等科技领军企业，纷纷发布了在无人航运业中的行动纲要，不过基本都是计划十年内推出无人货船。

　　去年12月上海海事展期间，云洲携手中国船级社、珠海市政府和武汉理工大学，四方共同启动全球首艘投入商业运营的小型无人货船“筋斗云”项目，全球率先开启了无人驾驶货船研发之路。“筋斗云”规划为500吨级，船身长度50米，采用电力推进，续航能力可达500海里。目前研制顺利推进，预计明年上半年在珠海下水测试，下半年将在全球范围内率先实现商业试运营，真正开启“无人航运”之门。

　　“云洲进军无人航运行业，是基于自身多年在无人船艇领域的技术积累和领先优势。”云洲创始人张云飞博士介绍，早在2008年他就和创业伙伴们在求学期间就开始研发无人船， 截至目前，云洲已经拥有无人船艇专利近百项，约占全球总数的四分之一，其中自主航行、智能避障等核心技术被鉴定为国际领先。

　　就在启动500吨级无人货船项目的同时，云洲推出的7.5米安防巡逻无人艇获得中国船级社颁发的中国首张无人艇船型认可证书，这是中国无人船艇产业在标准化、规范化道路上迈出的坚实一步。

　　中国船级社副总裁孙峰表示，70%以上的海上事故是人为错误的结果，无人货船投入使用会大大减少这方面的概率。同时由于减少了人力，相应减少了营运成本，也更加环保。虽然智慧船舶只是近几年的事情，但中国起步比较早，技术整合能力比较强，跑得比较快。“目前处于第一梯队，我们希望做到第一。现在就是看谁跑得更快，谁的整合能力更强。”

　　不过海洋并不总是风平浪静，更多的时候是暗流涌动，一些海上突发问题将成为无人航运的重大挑战。比如海盗，在海上采用无人航运模式运输物资，没有海员在船舶上的监控巡逻，无人船舶将很容易被海盗等不法分子盯上，“顺手牵船”的可能性会越来越大。

　　传统的“镖局”在未来的无人航运时代凸显了其重要性，未来的无人航运除了无人货船主舰外，在一些危险海域还需要一些小型护卫艇伴航。云洲在发布无人航运计划同时，在2017年还干了一件非常重要的事，发布了军民两用的警戒巡逻无人艇，这也是世界目前性能最好的安防民用无人艇。除了军事用途，在安防领域，警戒巡逻无人艇扛上自动枪炮就可以打击海盗，架上水枪水炮还可以消防灭火。警戒巡逻无人艇的诞生，将成为无人航运时代对付海上突发状况的利器，为无人航运保驾护航;也将助力粤港澳大湾区打造具有国际先进水平的近海巡航监视和应急反应无人艇系统应用示范基地，提升海洋综合管控能力。

　　珠海市副市长卢晓凤说，显然无人船的到来远比想象的还要快得多，珠海市政府将协调各方为无人货船提供海岛间货物运输机会，推动无人货船率先在全球范围内实现商业运营;珠海将依靠在无人控制技术领域的优势成为中国无人船研发领域的中心，未来中国无人船市场格局或将发生重大变革。

　　军民融合珠海打造“国之重器”

　　在81条无人艇集体亮相央视春晚的过程中，云洲无人艇的关键技术优势展现得淋漓尽致。春晚演出的现场环境属于三级海况，既要满足队形整齐变换，又要避免彼此碰撞，难度和挑战是非常高的。

　　“这不仅仅是一场表演，这更是人类对未来海洋调查和海洋探索的一次致敬，尤其是海洋地球物理调查新型技术方法和作业手段的开端。在不久的将来，无人船将更高效地发挥自身技术特点和优势，逐步摆脱现有的‘船+任务载荷’传统作业模式，以新型载荷、新型作业方法、高密度集群协同等前所未有的方式改变整个行业，延伸到更多的行业应用中。”张云飞表示。

　　张云飞说，在春晚上首次展现的多艇协同技术，对现实海上作业具有非常重要的意义。随着环境的日益复杂和任务多样性，多艇协同技术适用于测绘、大尺度物理海洋同步观测、海洋调查、沉积环境调查等大面积海上作业，能够有效提升效率，节省工作时间。

　　如果说春晚上的无人艇编队尚有表演成分，那么近期在珠海万山海域开展的这场大规模的水面无人艇“多艇协同”技术测试就是一场“实战”。

　　面对浪涛汹涌、复杂多变的海况，56条无人艇群快速集结、队形保持、动态任务分配、队形自主变换、协同避障及容错控制等多项测试科目，首次实现了世界最大规模的水面无人艇“鲨群”协同演练，展示了中国无人艇在未来海上军事行动中大显身手的潜力。

　　张云飞介绍，全球范围内无人艇的运用研究主要还是集中在军事领域。“我们从民用无人艇入手，所积累和掌握的关键技术已经可以比肩国外的军方研究。例如在多艇协同上，美国海军曾出动13条水面巡逻无人艇进行蜂群作战测试，这是目前军事运用上公开的数量最多的一次无人艇协同;而云洲无人艇无论是春晚编队，还是万山海域‘鲨群’协同演练，数量之多远远领先。”

　　在国家“军民融合”战略指引下，珠海的无人艇企业也在无人艇领域致力打造守护祖国辽阔海疆的国之重器。2014年起，云洲先后参与了十几项国家级科研项目，推出了一系列军用无人艇工程样机。2016年，云洲无人艇实现了中国首次无人艇公开水域全自主航行、中国首次多艇协同演练、中国首次实战对抗演习，开发出“车船一体无人艇”(陆军)、“高速协同无人艇”(海军)等样机，实现了自主技术、协同技术、高性能艇设计技术等无人艇关键技术的突破。

　　珠海建亚洲首个无人船海上测试场

　　为了支持无人货船研发测试的需要，2018年2月，珠海市政府在万山群岛海域正式启动亚洲首个、世界最大的无人船海上测试场的建设。根据相关规划，万山无人船海上测试场一期调试测试场占海21.6平方公里、二期性能测试场占海750平方公里，总面积将达到771.6平方公里，建成后将成为世界上面积最大的无人船海上测试场。无人船测试场的建立，将为无人船艇研制提供安全、可靠、完整的研发测试环境，提供标准化的测试评价环境，提供无人船艇产业所需的测试认证服务。

　　无人船艇涉及的技术领域众多，人工智能为技术关键所在。在有人船舶与无人船舶共存水域，船舶交互、避碰规则信号等的建立具有重大意义。建立专业的测试场可为无人船艇自主航行、自主靠泊、通信导航、网络安全、自动化控制等关键技术提供测试验证的条件和配套专业测试的技术，将提高无人船艇测试覆盖率与测试效率，快速提高无人船艇技术可靠性。专家表示，无人船测试场，将是国家人工智能发展最佳的实践基地。

　　同时，测试场通过开展研发测试和认证测试业务，可积累大量数据为探索、建立无人船艇测试标准、无人船艇技术标准、无人船入级规范等提供依据。测试场中更建立应用示范区，设立无人船岛礁补给示范航线，将是无人驾驶船舶商业应用的探索、技术展示与交流的窗口。与此同时，船舶、人工智能、通信、交通与能源五大产业将在此融合，推动相关产业创新孵化，从而催生出“万亿级”产业链，带动产业落地。

　　总之，万山无人船海上测试场的建立，将有效促进无人航运在核心技术、标准规范、政策法规和商业场景上的发展。同时这四个维度在统一的测试场平台上，又是同步进行、互相推动的，从而加速了中国无人航运时代的到来。据介绍，在珠海启动无人船测试场项目后，青岛、大连、海南等地政府纷纷跟进，也相继启动无人船测试场的规划。