自动驾驶技术加持 智能化拖轮实现精准感知、平稳控制

“高度智能化拖轮的自动智能准感知平制自动驾驶技术相当于汽车自动驾驶的L3级别，也就是驾驶技术加持能做到在有人监管的条件下自动驾驶。”天津港轮驳有限公司副总经理孙波对科技日报记者说，化拖“与传统拖轮相比，轮实智能化拖轮‘感得更准，现精控得更稳’。稳控”

日前，自动智能准感知平制全球首艘具备自主伴航功能的驾驶技术加持高度智能化拖轮“津港轮36”和作为陪试船的姊妹船“津港轮37”在天津港正式投产启用。该成果所涉及的化拖感知、规控、轮实人机交互等核心算法软件全部为自主研发。现精

安全性和效率均得到提升

港作拖轮是稳控大型船舶进出港口的重要助手。“大型船舶在靠泊或离泊时，自动智能准感知平制由于自身尺寸和动力的驾驶技术加持限制，往往难以独立完成这些操作。化拖”孙波介绍，此时需要有拖轮进行伴航，在特定位置迎接大型船舶，接近、伴随，直至并靠大型船舶，为其提供安全高效的进出港靠离协助服务。

控制拖轮进行伴航是个技术含量比较高的“活儿”。任何疏忽都会成为不安全因素，甚至导致港口安全事件。

传统拖轮进行伴航作业时，人为操作会存在一些安全隐患。操作人员在进行伴航作业时要时刻关注船舶周围的安全情况，如航路上的障碍物、目标船的态势变化、目标船的外板结构等。这些操作会受操作员自身视野盲区、驾驶技术和经验等因素的影响，导致伴航作业潜藏安全风险。

天津港吞吐量的持续增长，以及全球船舶大型化的发展趋势，对港作拖轮提出越来越高的要求。“港作拖轮不仅要提升安全性，还要提高工作效率。这就需要探索新技术。”孙波说。

据了解，此次投产的两艘高度智能化拖轮是天津港第二代津港智能拖轮。全船长34.6米、宽11.2米、型深5.22米、设计吃水3.92米、设计航速12.5节，配备多项行业创新技术，具备行业最领先的自主伴航能力。

“自主伴航是指在有人监控状态下、由系统自主锁定并自主操控船舶接近目标、伴随目标，直至并靠目标的行为。”孙波介绍，这种基于港口拖轮重要作业场景下的自动驾驶技术研发，在国际尚属首次实现，具有较大工程意义。

“可自主伴航的智能拖轮拥有先进的融合感知功能。可替代人眼去‘看’，替代人耳去‘听’。”中国船级社传播智能技术与安全实验室主任马吉林说，“智能拖轮可自主控向控距控速，兼具智能避碰能力，可实现航路优化、近距离防碰撞，辅助安全航行。”

孙波补充说：“智能拖轮在判断拖轮与大型货轮之间的距离时，可以将误差控制在分米级。”同时，智能拖轮拥有AUTO-0无人机舱，可灵敏感知设备数据，进行自主故障分析、风险预警、辅助决策，实现船与船、船与岸互联互通。

“智能拖轮稳定性研究比智能驾驶汽车稳定性研究更具挑战性。”孙波解释，“受海水水流影响，行驶在海水中的拖轮面临的‘路况’要比汽车复杂得多。通过智能控制系统，我们实现了精准控船。”值得一提的是，智能拖轮的智能感知系统、智能控制系统所使用的软件，包括感知算法软件、控船软件、人机交互软件等，100%为自主研发。

智能化拖轮应用前景广阔

马吉林介绍，试验期间，“津港轮36”智能拖轮在姊妹船“津港轮37”的配合下，分别对自主伴航系统的功能安全、感知性能、规控性能以及自主伴航全流程验证开展了共计四类34项试验。结果显示，智能拖轮系统硬件运行稳定可靠，安全机制完整有效，目标感知准确、跟踪稳定，规控精准无超调、自适应性强，人机交互软件稳定易用、界面友好，预期指标得到全面验证。

“高度智能化拖轮自主伴航试验由天津港集团联合中国船级社、科研高校、造船方等合作完成，试验所取得的成果在拖轮领域尚属首次。”马吉林介绍，“这些技术成果不仅可以提升拖轮伴航的安全性，还能让拖轮的作业效率提升10%左右。”

“高度智能化拖轮特别有利于提升大型船舶靠离泊效率、中转效率。”孙波举例说，比如远航码头、液化天然气码头（LNG码头），进出船舶都是30万吨级，智能拖轮伴航在这些码头显示出明显优势。

此次自主伴航实验取得成功，为以后智能拖轮建造提供了可行性方案，为拖轮的无人驾驶提供了更多技术支撑。“未来我们将向整体协同智能发展，进一步提升智能拖轮伴航作业的安全性。”马吉林表示。

为做好天津港拖轮智慧航行范例的行业监管和法律支撑，天津海事部门还将以科研项目前期成果为依托，推动天津港水域通航管理、智能作业能力提升以及智慧航行研究实践，并逐步建立拖轮智慧航行实操手册和风险风控与应用措施指南，不断完善国际海事组织（IMO）运行案例支撑架构。

此外，天津港轮驳公司与中国船级社天津分社、北疆海事局共同签署了《天津港拖轮智慧航行示范工作室合作意向书》，开启港作拖轮智能航行应用新阶段，加快建设全球首家拖轮智慧航行示范区，为我国智能航运发展提供可复制、可参考的口岸海上监管创新范例。