平臺供應船無人操作問題分析和對策研究

鄧春林 戴霖 楊杰

摘 要：本文通過對平臺供應船的特點和無人操作進行了分析和研究，并針對平臺供應船的無人操作的難點提出相關對策。

關鍵詞：平臺供應船 無人船 操作問題

1.引言

2018年12月10日無人船行業領導者羅爾斯羅伊斯和芬蘭國有渡輪運營公司合作完成了全球首次載有80名乘客的無人船試航，在芬蘭帕拉寧和諾沃之間實現了自動航行；2018年11月30日中國全球最大無人船海上測試場宣布正式啟用，萬山海上測試場成功完成了全球最大的規模無人艇集群試驗；珠海云洲智能科技有限公司正計劃小型無人貨船‘筋斗云2019年投入商業運營；目前無人船已經實際投入到市場的較成熟的產品有海洋測量船和安防救援船等，但遠遠還不足以引起傳統航運模式的改變。

2.平臺供應船的特點

平臺供應船是海工支持船中為海上石油平臺設施提供補給、守護、消防等功能的特種船舶，在開采海上油氣資源時不可或缺，中海油服擁有數目最多將近50艘，再加上石化油服和中油海、救撈局的擁有的平臺供應船，其市場保有量相當可觀（準確的數字請查看資料），現階段典型的現代化平臺供應船多有以下特點：

（1）動力系統多以柴油電力驅動為主，一般由四臺或更多獨立的柴油發電機組輸出電力構成智能電站，自動檢測所需要的功率，自動啟停備用的發電機組。船首的管道側推和船尾主推進器均是電力推進，機艙為無人值守；駕駛臺設計多符合一人駕駛臺設計。

（2）配備動力定位系統，操縱靠離泊和平臺設施已能完全依靠動力定位系統，對船位的控制精度在差分GPS的幫助下已達到了分米級別了。

（3）船員配員方面，中國沿海的平臺供應船的實際配員均大于14人，但在歐洲北海海域20年以前平臺供應船七人配置是就已經很常見，機艙駕駛各兩人，甲板三個水手。

（4）航次航程較短，以服務中海油湛江分公司的期租船為例，每航次不超過15天，航程最遠不超過400海里；很多工區到基地距離只有幾十海里，甚至手機網絡信號可以覆蓋，可以參看中國近海油氣田分布圖。

3.平臺供應船無人操作可行性研究

根據現階段的無人船平臺供應船發展的趨勢和針對業界所擔心的問題，為盡快推進在平臺供應船上實行無人操作項目的落地，有必要對此進行詳細分析和提出對策；

（1）首先設計上的特點和傳統普通貨船相比較，決定了平臺供應船更容易實現無人船現階段的目標，動力系統的冗余設計很好的解決了穩定問題。平臺供應船的生產任務相對于其它的海工支持船來說，操作步驟稍簡單。

（2）船舶配備的動力定位系統現在可以拓展到全航程并對船舶的推進器全方位控制，其它系統的遙控操作應用均有成熟技術做支撐，平臺供應船的無人操作在技術上并不存在無法解決的難題。

（3）如果無人船技術能夠在平臺供應船能夠得到很好的應用，市場規?？梢缘玫胶芎玫亟鉀Q，由于前些年的大量的海工投機造船和油價暴跌，造成國內很多船廠到現在手頭還有積壓，保守估計在100條以上，雖然未來無人船設計和有人駕駛設計操作肯定有很大的差別但我認為可以抓緊時間利用這些非常昂貴的閑置資源，并且改裝的工作量也正好也給船廠方面提供了很多項目合作機會和訂單；全新無人平臺供應船的設計可以同步開展進行。

（4）目前無人船的測試或投入營運的普遍噸位較小，筋斗云號也只有500總噸級別，在平臺供應船這方面可以提高到3000總噸級別，為測試提供更多更豐富的產品線。

（5）海盜風險，對于目前平臺供應船作業水域國內工作水域治安情況良好，海盜風險低，無人平臺供應船設計要從源頭上去考慮反海盜措施，如怎么克服低速，低干舷海盜易于登輪的設計，控制信號的加密和反挾持等。

（6）測試時可以請求海事局船級社參加，可先演示證明無人操縱加有人值守的安全性及可靠穩定性，申請低于最低配員并只配備4名高級船員，機艙駕駛臺各兩人，負責在無人系統出故障時操控船舶，平臺供應船的冗余設計會使風險大大降低。海事局和船級社也可以在法規方面給予支持，并且參考具體的營運和測試過程來制定未來的無人海工供應船相關的法規。

（7）在離岸較遠的地方可使用信號傳輸用衛星通道，但是多數時候由于作業區域的優勢可以利用岸基的信號進行信號傳輸可以使成本更一步降低。

4.平臺供應船無人操作的難點及對策分析

具體分析一下現在的實際工作的平臺供應船在改裝成無人操作營運測試以后會碰到那些難題及應對方案 ，以岸基遙控的平臺供應船完成正常生產任務為例。

（1）靠離碼頭解纜帶纜，可以由碼頭工人操作，無人操作應設有自動絞纜機，靠泊期間根據張力傳感器大小自動調節張緊度；離碼頭前運維團隊應在離碼頭前完成檢修和正常保養。

（2）無人平臺供應船貨物系統的設計應符合平臺設施的貨物裝載要求，所有貨艙內貨物的裝載量應能正確顯示，甲板貨物出海后無人照料，出海以前就應由碼頭工人完成綁扎，裝載甲板也應重新設計，盡量使綁扎和松綁簡單有效，難題是送往平臺的貨物大小不一非標貨物會讓綁扎難度加大；壓載系統能依據穩性自動調節壓載。

（3）進出港航行，如果監管部門目前對無人設計應對港內復雜的操縱局面沒有信心，國內進出港航行部分可以交由叫備用的駕駛臺人員來完成，這里的設計肯定要包括自動駕駛模式和完全手動模式之間的自由切換。

（4）出港以后離開基地駛往平臺設施的航程應該是無人操作的重點，人工智能自動識別障礙物并應自動避碰，海事部門應以發通函、航警等方法通知來往船舶嚴格照規則行事，也應適當加大對平臺供應無人船的宣傳，使相關人員（包括漁民及水上養殖人員）提高對無人平臺供應船的接受度。

（5）接近平臺設施附近，建議把遙控的權利轉移給平臺設施方面，平臺設施和平臺供應船距離較近可以暫時不要依賴衛星信號，可以利用其它微波或其它低成本信號，平臺設施上有人操控就可，但是需要裝卸貨時就可以把在附近待命的無人平臺供應船遙控到指定的位置，按照目前海上的常規操縱就可以完成，碰到棘手的問題是貨物松綁、裝卸以及補給管線的連接，最簡單的和最經濟的解決是方案平臺設施上的工人在平臺供應船完成靠泊后，登上供應船甲板開始裝卸貨。

（6）如何解決作業人員上下的問題很重要，因為這里牽涉到平臺供應船另外一個功能：營救守護，即在平臺設施的工作人員發生危險以后可以快速撤離到平臺供應船上面來，現在解決的方法還是可以依靠平臺設施的吊車，將乘坐吊籠的人員吊至平臺供應船甲板，但是在平臺吊車失效以后如何轉移人員？我的觀點是利用平臺設施的快速救助艇，平臺供應船需要設計時考慮接收撤離人員的自動舷梯和登乘梯；也可以作為引水和運維人員的上下備選方式之一。

（7）改裝設計者還要考慮到平臺供應船的消防功能，即在平臺設施失火以后能提供消防服務，現在的平臺供應船已經能夠做到線控操作消防水龍，估計改造成遙控操作應該沒什么難度。

5.結論

無人或者智能操作其實更依靠大數據的積累和算法的提高，只有盡早讓平臺供應船無人操作投入實際營運測試，人工智能才能更多更早地收集人類在海上的駕駛行為習慣，為真正完全實行無人船自動駕駛打下基礎，我認為當下在國內平臺供應船上實行無人操作完全可行并值得推廣。