近年來,隨著計算機(jī)科技的飛速發(fā)展,，人工智能在船舶與海洋工程領(lǐng)域的應(yīng)用，已然成為時下熱門的課題,。無人駕駛船舶,、智能水下機(jī)器人、無人飛機(jī)等,，高度智能化的設(shè)備,，正逐步被運(yùn)用在海洋工程的各個領(lǐng)域。國內(nèi)外多家船公司,、海工業(yè)主,、船級社以及多個國家的主管機(jī)關(guān)都在探索全新的船舶運(yùn)營模式和檢驗?zāi)Ｊ健?/p>

　　為了適應(yīng)智能船舶的發(fā)展趨勢，中國船級社(CCS)成立了智能檢驗項目組,，致力于開發(fā)現(xiàn)代化的高科技檢驗新技術(shù),。經(jīng)過前期的調(diào)研和探索，我們發(fā)現(xiàn)在船舶,、海工領(lǐng)域利用無人機(jī)執(zhí)行檢驗有以下三大優(yōu)點(diǎn)：

　　一是降低運(yùn)營成本,。以一艘330米長的30萬噸超大型油輪為例，要完成一次全船結(jié)構(gòu)檢驗,，對于船東而言,，至少先要承擔(dān)一筆上百萬的腳手架搭建費(fèi)用,，以及約2周的腳手架施工時間。如果利用無人機(jī)執(zhí)行此項工作,，不僅可以在幾天內(nèi)完成對船舶結(jié)構(gòu)的檢驗工作,，而且還可以為船東節(jié)省大筆財務(wù)成本。

　　二是提高檢驗效率,、保障檢驗質(zhì)量,。同樣以30萬噸超大型油輪為例，船舶型深30米,，設(shè)有17個貨油艙和10個壓載艙,，僅僅把這些艙室簡單走一遍，上上下下的攀爬高度就大約有800米,，差不多等于爬了2遍東方明珠,，更別說對每個艙室的每個區(qū)域進(jìn)行詳細(xì)的近觀檢查了。真正的檢驗工作可能只占總工作量的3～4成,，大量的精力都被花費(fèi)在體力勞動上,。

　　但是，如果我們利用無人機(jī)執(zhí)行檢驗,，可以大幅度地降低檢驗人員的勞動強(qiáng)度,，將更多的注意力集中在檢驗工作上，提高檢驗質(zhì)量的同時,，整個檢驗過程還能夠被無人機(jī)完整地記錄下來,，可以讓不在現(xiàn)場的人員直觀了解現(xiàn)場實(shí)際情況，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程技術(shù)指導(dǎo)工作,。

　　三是保障人員安全,，降低事故風(fēng)險。利用無人機(jī)可以以便捷的方式對那些難以接近的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)檢查,，從而降低高空作業(yè)風(fēng)險,，保障人員安全。

　　由此可見,，將無人機(jī)技術(shù)應(yīng)用到現(xiàn)場檢驗中是非常有價值的,。2016年10月,CCS首次在現(xiàn)場嘗試使用無人機(jī)對船舶進(jìn)行近觀檢驗。發(fā)現(xiàn)普通的無人機(jī)很難適應(yīng)船上的復(fù)雜環(huán)境,，幾乎無法做到穩(wěn)定飛行,，更別說進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)采集了。其主要原因是現(xiàn)有的無人機(jī)適合在開闊的環(huán)境下飛行,，通過利用GPS信號,、電子羅盤和視覺傳感器進(jìn)行定位，并控制自身的飛行姿態(tài),。然而,，一旦進(jìn)入到船舶貨艙這類封閉處所,，GPS信號就會丟失，電子羅盤會受到周邊設(shè)備和鋼結(jié)構(gòu)的干擾,，黑暗的環(huán)境和單一的涂層顏色也讓視覺傳感器無法正常工作,。同時，由于無人機(jī)在飛行過程中一直處于高頻振動狀態(tài),，在光線相對昏暗的環(huán)境下想要拍攝一張清晰的照片或視頻也是比較困難的,。

　　于是，CCS針對首次試飛所遇到的問題,，聯(lián)合國內(nèi)專業(yè)機(jī)構(gòu)開發(fā)了全新的無人機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)和控制系統(tǒng),，優(yōu)化了供電系統(tǒng)和照明系統(tǒng)的整體設(shè)計。

　　經(jīng)過多次在船廠和碼頭的現(xiàn)場試飛,，CCS開發(fā)的無人機(jī)樣機(jī)已經(jīng)基本可以實(shí)現(xiàn)在復(fù)雜環(huán)境中的穩(wěn)定飛行和圖像數(shù)據(jù)采集功能,。

　　在這里值得一提的是，能夠利用無人機(jī)在船上拍攝一張清晰的船體結(jié)構(gòu)照片或一段視頻,，對CCS而言具有里程碑式的意義,。這意味著,，CCS的無人機(jī)已經(jīng)可以承擔(dān)常規(guī)的目視檢查工作,，通過查看所采集的圖像信息，去判斷船體結(jié)構(gòu)是否存在缺陷,、艙室內(nèi)涂層狀況是否良好,，還能便捷的近距離觀察一些平時無法接近的結(jié)構(gòu)或區(qū)域。

　　我們還可以利用圖像分析,、比對技術(shù),，直接獲取涂層破壞的比例以及結(jié)構(gòu)損壞的具體尺寸。

　　2017年11月,，根據(jù)之前的研發(fā)工作以及試飛經(jīng)驗,，CCS編寫了《無人機(jī)檢驗應(yīng)用指南》，制定了無人機(jī)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),，以及對無人機(jī)在現(xiàn)場檢驗應(yīng)用時的要求和注意事項提出了指導(dǎo)意見。

　　CCS綜合考慮了目前主管機(jī)關(guān)法定要求,、船級社規(guī)范規(guī)定,、船舶與海上設(shè)施安全運(yùn)營管理體系的接受程度，以現(xiàn)有無人機(jī)技術(shù)和數(shù)據(jù)采集,、分析系統(tǒng)技術(shù)為參考,，結(jié)合現(xiàn)場檢驗過程中的實(shí)際情況，從無人機(jī)執(zhí)行檢驗的有效性,、可操作性和安全性三個方面編寫指南,。

　　指南主要由無人機(jī)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),、數(shù)據(jù)信息采集以及船舶和海工現(xiàn)場檢驗應(yīng)用四個方面組成，從無人機(jī)的安全性能,、檢驗人員資質(zhì)要求,，數(shù)據(jù)信息采集和保存、現(xiàn)場檢驗條件,、檢驗前準(zhǔn)備和安全事項等多個方面給出了較為詳細(xì)的指導(dǎo)意見和建議,。

　　CCS在開發(fā)無人機(jī)檢驗技術(shù)的同時，也在探索將其它檢驗新技術(shù)與無人機(jī)技術(shù)相融合,，從而建立系統(tǒng)性的智能檢驗平臺,。

　　2017年6月，CCS首次在船上嘗試使用VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),，該項技術(shù)可以為船東提供更為直觀的船舶管理平臺,。與此同時，項目組還完成了雙目視覺導(dǎo)航定位系統(tǒng)的原型設(shè)計,，該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)在低光照環(huán)境下識別出船舶結(jié)構(gòu)特征,，實(shí)現(xiàn)自主導(dǎo)航和定位功能。另外,，CCS也在嘗試將這兩項技術(shù)與無人機(jī)技術(shù)相結(jié)合,，最終可實(shí)現(xiàn)無人機(jī)遠(yuǎn)程自主飛行并將所采集的實(shí)船信息通過VR虛擬技術(shù)平臺展現(xiàn)。

　　接下來,，CCS項目組還將利用現(xiàn)有無人機(jī)檢驗技術(shù)為基礎(chǔ)平臺,，開發(fā)多功能的數(shù)據(jù)采集模塊，并結(jié)合全船檢驗需求搭建人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,，建立在船舶整個運(yùn)營期間可以進(jìn)行自主檢驗,、自主判斷的智能決策系統(tǒng)，最終將智能檢驗平臺融入到CCS智能船舶的集中平臺中去,，從而實(shí)現(xiàn)船舶的智能化運(yùn)營,。

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