近年來(lái),隨著計(jì)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(shí)下熱門的課題。無(wú)人駕駛船舶,、智能水下機(jī)器人,、無(wú)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(gè)領(lǐng)域。國(guó)內(nèi)外多家船公司,、海工業(yè)主,、船級(jí)社以及多個(gè)國(guó)家的主管機(jī)關(guān)都在探索全新的船舶運(yùn)營(yíng)模式和檢驗(yàn)?zāi)Ｊ健?/p>

　　為了適應(yīng)智能船舶的發(fā)展趨勢(shì)，中國(guó)船級(jí)社(CCS)成立了智能檢驗(yàn)項(xiàng)目組,，致力于開(kāi)發(fā)現(xiàn)代化的高科技檢驗(yàn)新技術(shù),。經(jīng)過(guò)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(wú)人機(jī)執(zhí)行檢驗(yàn)有以下三大優(yōu)點(diǎn)：

　　一是降低運(yùn)營(yíng)成本,。以一艘330米長(zhǎng)的30萬(wàn)噸超大型油輪為例，要完成一次全船結(jié)構(gòu)檢驗(yàn),，對(duì)于船東而言,，至少先要承擔(dān)一筆上百萬(wàn)的腳手架搭建費(fèi)用，以及約2周的腳手架施工時(shí)間,。如果利用無(wú)人機(jī)執(zhí)行此項(xiàng)工作,，不僅可以在幾天內(nèi)完成對(duì)船舶結(jié)構(gòu)的檢驗(yàn)工作，而且還可以為船東節(jié)省大筆財(cái)務(wù)成本,。

　　二是提高檢驗(yàn)效率,、保障檢驗(yàn)質(zhì)量。同樣以30萬(wàn)噸超大型油輪為例,，船舶型深30米,，設(shè)有17個(gè)貨油艙和10個(gè)壓載艙，僅僅把這些艙室簡(jiǎn)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(shuō)對(duì)每個(gè)艙室的每個(gè)區(qū)域進(jìn)行詳細(xì)的近觀檢查了,。真正的檢驗(yàn)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(dòng)上,。

　　但是，如果我們利用無(wú)人機(jī)執(zhí)行檢驗(yàn),，可以大幅度地降低檢驗(yàn)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度,，將更多的注意力集中在檢驗(yàn)工作上，提高檢驗(yàn)質(zhì)量的同時(shí),，整個(gè)檢驗(yàn)過(guò)程還能夠被無(wú)人機(jī)完整地記錄下來(lái),，可以讓不在現(xiàn)場(chǎng)的人員直觀了解現(xiàn)場(chǎng)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(xiǎn)。利用無(wú)人機(jī)可以以便捷的方式對(duì)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(xiǎn),，保障人員安全。

　　由此可見(jiàn),，將無(wú)人機(jī)技術(shù)應(yīng)用到現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)中是非常有價(jià)值的,。2016年10月,CCS首次在現(xiàn)場(chǎng)嘗試使用無(wú)人機(jī)對(duì)船舶進(jìn)行近觀檢驗(yàn)。發(fā)現(xiàn)普通的無(wú)人機(jī)很難適應(yīng)船上的復(fù)雜環(huán)境,，幾乎無(wú)法做到穩(wěn)定飛行,，更別說(shuō)進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)采集了。其主要原因是現(xiàn)有的無(wú)人機(jī)適合在開(kāi)闊的環(huán)境下飛行,，通過(guò)利用GPS信號(hào)、電子羅盤和視覺(jué)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(hào)就會(huì)丟失,，電子羅盤會(huì)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(jué)傳感器無(wú)法正常工作,。同時(shí),，由于無(wú)人機(jī)在飛行過(guò)程中一直處于高頻振動(dòng)狀態(tài)，在光線相對(duì)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(duì)首次試飛所遇到的問(wèn)題，聯(lián)合國(guó)內(nèi)專業(yè)機(jī)構(gòu)開(kāi)發(fā)了全新的無(wú)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(jì),。

　　經(jīng)過(guò)多次在船廠和碼頭的現(xiàn)場(chǎng)試飛，CCS開(kāi)發(fā)的無(wú)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(wú)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(duì)CCS而言具有里程碑式的意義。這意味著,，CCS的無(wú)人機(jī)已經(jīng)可以承擔(dān)常規(guī)的目視檢查工作,，通過(guò)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(shí)無(wú)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(duì)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(yàn),，CCS編寫了《無(wú)人機(jī)檢驗(yàn)應(yīng)用指南》，制定了無(wú)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(duì)無(wú)人機(jī)在現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)應(yīng)用時(shí)的要求和注意事項(xiàng)提出了指導(dǎo)意見(jiàn)。

　　CCS綜合考慮了目前主管機(jī)關(guān)法定要求,、船級(jí)社規(guī)范規(guī)定、船舶與海上設(shè)施安全運(yùn)營(yíng)管理體系的接受程度,，以現(xiàn)有無(wú)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(chǎng)檢驗(yàn)過(guò)程中的實(shí)際情況,，從無(wú)人機(jī)執(zhí)行檢驗(yàn)的有效性,、可操作性和安全性三個(gè)方面編寫指南,。

　　指南主要由無(wú)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(chǎng)檢驗(yàn)應(yīng)用四個(gè)方面組成，從無(wú)人機(jī)的安全性能,、檢驗(yàn)人員資質(zhì)要求,，數(shù)據(jù)信息采集和保存、現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)條件,、檢驗(yàn)前準(zhǔn)備和安全事項(xiàng)等多個(gè)方面給出了較為詳細(xì)的指導(dǎo)意見(jiàn)和建議,。

　　CCS在開(kāi)發(fā)無(wú)人機(jī)檢驗(yàn)技術(shù)的同時(shí)，也在探索將其它檢驗(yàn)新技術(shù)與無(wú)人機(jī)技術(shù)相融合,，從而建立系統(tǒng)性的智能檢驗(yàn)平臺(tái),。

　　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(xiàng)技術(shù)可以為船東提供更為直觀的船舶管理平臺(tái),。與此同時(shí)，項(xiàng)目組還完成了雙目視覺(jué)導(dǎo)航定位系統(tǒng)的原型設(shè)計(jì),，該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)在低光照環(huán)境下識(shí)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(xiàng)技術(shù)與無(wú)人機(jī)技術(shù)相結(jié)合,，最終可實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)遠(yuǎn)程自主飛行并將所采集的實(shí)船信息通過(guò)VR虛擬技術(shù)平臺(tái)展現(xiàn),。

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

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