
歐盟智能船舶發展路線圖
2024-12-07 19:55:25
來源:中國船檢
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國際船舶網
我有話要說
面對歐盟內部海上運輸量大幅增加、環保要求不斷提高以及船員短缺等挑戰,船舶的智能化發展成為歐盟應對這些挑戰的不二選擇。此外,鑒于自身地理環境特殊性、市場規模及產業模式等因素,歐盟制定了一條具有自身特色的智能船舶發展路徑。
路徑選擇
近年來,歐盟一直以在聯盟層面為其智能船舶發展提供政策引導與資金支持,歐盟多國一直將技術要素作為智能船舶產業發展的核心競爭力,長期以高技術企業作為引領,旨在保持技術層面的領先優勢。
政策引導與資金支持。歐盟一直積極推動智能船舶技術的研發,并通過一系列政策和項目支持智能船舶的發展,以保持其在全球船舶工業中的領先地位。早在2007年,歐盟啟動了第七個科研框架計劃(FP7),計劃周期6年(2007年—2013年),總預算為505.21億歐元。該計劃是當時世界上最大的官方重大科技合作計劃,其研究以國際前沿和競爭性科技難點為主要內容,具有研究水平高、涉及領域廣、投資力度大、參與國家多等特點。該計劃孕育了歐盟首個極具代表性的智能船舶研究項目MUNIN項目。
2014年,歐盟推出了歐盟第八個科研框架計劃“地平線2020”(Horizon 2020,FP8),該計劃為當時歐盟史上規模最大的科技研究與創新計劃,計劃周期6年(2014年—2020年),預算接近800億歐元,旨在通過投資研究和創新解決方案來增強歐洲在全球的競爭力。Horizon 2020強調創新、商業化和最大化項目成果的市場影響力,在具體實施方面,Horizon 2020提供了3種支持工具:研究與創新行動(歐盟委員會向參與者提供100%的資助)、創新行動(提供70%至100%的資助)、協調與支持行動(提供100%的資助)。這些工具旨在建立新知識、探索新技術的可行性,并將創新想法轉化為具有商業潛力的產品和服務。Horizon 2020不僅促進了科學研究和技術發展,還通過其跨學科和跨領域的合作機會,提升了歐洲在全球范圍內的科研影響力和創新能力。
2021年,歐盟推出了歐盟第九個科研框架計劃“歐洲地平線”(Horizon Europe,FP9), 計劃周期6年(2021年—2027年),預算再創新高,達約955億歐元。該計劃旨在通過促進科學研究、技術發展和國際合作來應對全球挑戰,并推動歐盟的可持續增長和競爭力。Horizon Europe在前幾輪框架計劃成功經驗的基礎上,引入了一些新的元素和改進措施,在結構、重點和預算上做出了調整。此外,Horizon Europe不僅關注科學研究和技術發展,還致力于通過開放科學政策、擴大合作可能性和簡化規則來增強研究與創新的影響力和吸引力。在政策層面,Horizon Europe采取了“自上而下”的政策導向方式,通過戰略規劃過程確保利益相關者和社會的參與,并與成員國活動保持一致。歐盟第八和第九科研框架計劃孕育了一系列智能航運及智能船舶相關的項目,包括AUTOSHIP項目、AEGIS項目、NOVIMAR項目以及MOSES項目等。
跨領域合作,中小型企業參與度高。首先在組織模式方面,鑒于歐盟獨特的地理環境因素,其項目的組織模式呈現出跨國、跨領域特性。在項目參與方方面,除了大部分項目主要由知名企業和學術界主導的特性外,歐盟海事界的一些中小型企業也積極參與其中,且一些專業性較強的中小型企業可憑借其技術優勢以及與工業界、學術界的合作關系,在大型項目中承擔起關鍵技術的研究。而這一特性也正好符合歐盟科研框架計劃所倡導的。
局部智能到全局智能,側重小型船。在技術研發方面,企業的主導與參與,將更側重從自身優勢出發,再向全局發展。此外,歐盟的知名船舶配套企業已發展為歐盟智能船舶研發的一大亮點,他們具有十分強大的科研能力和創新能力,為歐盟的智能船舶發展提供了有力保障,包括康士伯海事、瓦錫蘭、ABB等。例如萬眾矚目的全球首艘無人駕駛集裝箱船“Yara Birkeland”號便是康士伯海事與雅苒國際集團(Yara International)的聯合開發項目,該船已于2021年成功交付。該船的最大亮點是使用純電動和無人駕駛技術,通過節省的燃料和船員成本測算,每一次航行可節省約90%的運營成本。在船型方面,鑒于自身需求,歐盟更側重于內河水域小型短途運輸船舶的智能化研究。
重點項目
多年來,歐盟關于智能船舶研究的幾個具有代表性的重大項目包括MUNIN項目、AUTOSHIP項目、AEGIS項目等,這些項目也清晰展現了歐盟的智能船舶發展路線。
1、MUNIN項目:定義智能船舶概念,評估無人駕駛商用船舶可行性
該項目的目標是建立有關商業無人船舶的技術概念,并探討其在技術、經濟和法律法規上的可行性。
2012年9月,MUNIN項目(Maritime Unmanned Navigation through Intelligence in Networks)正式啟動,項目周期3年(至2015年8月),旨在開發智能化和網絡支持的海上無人航行系統,并評估運行無人駕駛商用船舶的可行性。MUNIN項目的核心目標是開發一種至少在航行的部分時間里實現完全無人化的船舶,并探索其短期商業潛力以支持傳統航運的技術進步。該項目由德國Frauenhofer研究所牽頭,涉及來自德國、挪威、瑞典、冰島及愛爾蘭的8家合作伙伴,包括德國MarineSoft公司、挪威科技工業研究所(SINTEF)和瑞典查爾姆斯理工大學等。
MUNIN項目屬于歐盟第七個科研框架計劃的一部分,總預算為380萬歐元,其中290萬歐元來自歐盟。
MUNIN項目的研究內容包括開發先進的傳感器模塊、自主航行系統、自主機器和檢測控制系統,以及岸控中心,用于持續監控和控制無人化操作的船舶。該項目的研究對象是一艘國際水域航行的大型干散貨船,這種類型的船舶因其貨物需求較低、適合慢速航行且通常進行長距離連續遠海航行,因此對MUNIN概念具有很高的吸引力。MUNIN項目的成果顯示,無人船可以顯著降低碰撞和擱淺風險,減少發動機和其他系統故障的風險,降低火災和爆炸的風險。該項目為歐盟后續的智能船舶研究奠定了基礎。
2、AUTOSHIP項目:加速新一代自主船舶的發展
AUTOSHIP項目示意圖/AUTOSHIP官網
該項目通過在不同環境下運營的2艘不同類型船舶上安裝和測試自主航行設施,加速新一代自主航行船舶的發展。
2019年,由歐盟資助的AUTOSHIP項目(Autonomous Shipping Initiativefor European Waters)正式啟動,周期為4年(至2023年),旨在加快歐盟向下一代自主船舶的過渡。該項目由歐洲最大的獨立公共資金和創新咨詢公司的意大利分公司CiaotechS.r.l.公司牽頭,聯合康士伯等來自5個歐洲國家的10個合作伙伴共同完成。
AUTOSHIP項目獲得歐盟科研框架計劃HORIZON 2020的資助,項目預算資金為2960萬歐元,其中歐盟提供2100萬歐元。AUTOSHIP項目計劃建造并運營2艘不同類型的遠程和自主船舶及其所需的岸基控制和運營基礎設施,以展示自主船舶在短途海運和內河水運情況下的運營能力,其重點是貨物運輸。這2艘船舶都將達到并超過7級技術成熟度水平。
AUTOSHIP項目已在歐洲中北部地區進行了兩個示范測試,首先是內河水運的演示測試,2023年6月,Blue Line Logistics公司的內河駁船“Zulu04”號成功完成了一系列演示測試,該船的遠程和自主操作演示證明,對于內河航道而言,實現駁船自動化是陸基貨物運輸的一種安全、可行而且更為環保的替代方案。其次是短途海運的演示測試,2023年5月,Eidsvaag公司的沿海貨船“Eidsvaag Pioner”號在挪威西北海 的Kristiansund海岸成功完成了一系列遠程操控和自主航行技術的演示,這是AUTOSHIP項目的首次演示,是自主航運進程中的一個關鍵里程碑。這次巡航測試被評為截止當時最復雜的海上自主航行之一。在本次演示期間,測試了自動靠離泊、態勢感知系統、自主航行系統、智能機械、連接和網絡安全系統、遠程操控中心和動力定位系統等技術。此次演示證明,眾多遠程和自主技術可以整合在一起,使貨船能夠在現實環境中實現常規操作。
AUTOSHIP項目的兩次演示測試不僅展示了其開發的兩艘船舶在這些場景中的操作能力,還通過測試特定故障場景并考慮可能的惡意攻擊,驗證了船上安全性和可靠性,該項目為歐盟域內自主航運的商業化提供了路線圖。
3、AEGIS項目:開發更有競爭力的水路運輸系統
AEGIS項目/AEGIS官網
2020年6月,歐盟資助的AEGIS項目(Advanced,efficient and green intermodal systems)正式宣告啟動,周期3年(至2023年),目標是設計歐洲下一代可持續的、極具競爭力的水運物流系統,該系統由更多自主船舶和貨物處理自動化組成,標準化貨運單元和數字連接是該系統的關鍵要素。
AEGIS項目由8個歐盟成員國的10個組織組成財團共同開展,涉及來自挪威、丹麥、芬蘭和德國等多個國家或地區和組織。AEGIS項目總資金為750萬歐元,全部由歐盟地平線2020提供。
AEGIS項目通過利用先進的技術和數據分析來優化運輸路線和成本,確保貨物安全、高效和準時交付。此外,AEGIS項目還致力于實現自主船舶與自動化港口的融合,以提高水路運輸的靈活性和競爭力。AEGIS項目通過3個與歐洲地區高度相關的使用案例驗證了其設計的水運物流系統是一個靈活、互聯和以用戶為中心的水運物流系統。第一個案例,由北海集裝箱運輸公司與特隆赫姆港合作完成,該案例中利用小型貨運專線,使用沿海集裝箱船實現農村和城市目的地的最后一公里配送。第二個案例,由丹麥航運和物流公司DFDS牽頭,使用零排放小型船舶和自主船舶,將貨物以最少周轉時間和最小運營代價運送到最終目的地。第三個案例,由奧爾堡港與弗丁堡港合作領導,將研究現有港口如何利用自動化來促進貨物從陸路卡車運輸向海運遷移。
AEGIS項目通過技術創新和跨領域合作,為歐洲的運輸系統、公共安全以及環境保護帶來了顯著的成果,同時也為其他地區提供了可借鑒的經驗。
4、其他項目
除了上述3個重大項目外,歐盟還開展了若干其他項目作為補充和支撐,例如:
2014年啟動的ReVolt項目,該項目為自主航行概念研究項目,目標是打造一艘100TEU的概念船,該船使用電池供能,航速為6節,準備在航程小于100海里的路線上航行。
2017年啟動的NOVIMAR項目,周期為4年,旨在開發一種新的水上運輸概念,稱為“船舶列車”,即由一艘配備船員的領航船和若干艘低配員或無人的跟隨船組成,這些船只通過領航-跟隨控制策略協同工作,這種方式不僅可以減少人力成本,還能在狹窄水域中替代大型船舶完成多種資源運輸。
2020年啟動的MOSES項目,周期為3年,旨在增強歐洲供應鏈中的近海短程集裝箱運輸體系的魯棒性。該項目提出利用自主航行的支線集裝箱船舶減少大型集裝箱船舶的進港時間和頻率,在海上實現貨物的過駁作業,實現集裝箱貨物效率的提升。
這些項目共同為歐盟的船舶智能化研究提供了支撐。

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