關(guān)于自動(dòng)駕駛在無人貨船中的分析和介紹

當(dāng)你打開Shipmap.org這個(gè)網(wǎng)站，會(huì)彈出一張世界地圖，上面有無數(shù)個(gè)密密麻麻運(yùn)動(dòng)中的小光點(diǎn)，但你知道這些小光點(diǎn)代表了什么嗎？

中國是世界上第二大貿(mào)易進(jìn)口國，你中午吃的米飯、車?yán)飫偧訚M的汽油、甚至是桌上的熱帶水果，都很有可能依靠這些小光點(diǎn)運(yùn)送。

圖片來源：Shipmap.org截圖

是的，這些光點(diǎn)代表了成千上萬艘載有數(shù)百萬個(gè)集裝箱的船只，有些載了最基礎(chǔ)的石油、天然氣、鋼鐵，有些則是普通人民賴以生活的稻米、大豆等。它們隨著這些船，跨越整片大洋，被運(yùn)往需要的國家。目前海運(yùn)已經(jīng)占據(jù)了世界貿(mào)易總次數(shù)的90％，所以別看飛機(jī)運(yùn)送快捷，車輛運(yùn)送方便，在海運(yùn)面前，它們的體量都有點(diǎn)微不足道。

在這片繁榮的世界貿(mào)易中，沒有航運(yùn)，洲際貿(mào)易、原材料的大宗運(yùn)輸以及負(fù)擔(dān)得起的食品和制成品的進(jìn)/出口根本不可能。它們?nèi)?65天無時(shí)無刻都在運(yùn)送著人類所需要的糧食及物資。但國際航運(yùn)走的是“水路”，面對(duì)的是人類未知的大海，在充滿敵意的大海上行駛，什么事都有可能發(fā)生，所以航運(yùn)路上也不總是順利的，甚至可以說危險(xiǎn)程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于陸運(yùn)及空運(yùn)。

圖片來源：pixabay

海上的情況總是千變?nèi)f化，難以捉摸。據(jù)統(tǒng)計(jì)，危險(xiǎn)的海洋條件導(dǎo)致過去10年的航運(yùn)損失總計(jì)1,129次，且大部分是人為失誤造成的。它們有時(shí)候會(huì)遇到臺(tái)風(fēng)、巨浪，還有海上常有的冰山、觸礁、橋梁、碼頭，船只內(nèi)部也經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)各種各樣的問題，船上失火、聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)斷掉等。

還有夜間航行環(huán)境，面對(duì)漆黑一片的海洋，即使船上有遠(yuǎn)照燈，人類的肉眼也很難察覺那些潛在的危險(xiǎn)。而這些問題一旦發(fā)生，對(duì)于整艘船及船員都是毀滅性的打擊，船被損壞漂流在距離陸地幾百海里的大洋中，這種場景在電影中經(jīng)常出現(xiàn)，而結(jié)局一般都不會(huì)好到哪里去。

圖片來源：Rolls-Royce公司

想提高航行安全跟運(yùn)送效率？羅爾斯?羅伊斯公司聯(lián)合英特爾打造了一個(gè)航行智能感知系統(tǒng)（IA），該系統(tǒng)可以有效減少人為失誤甚至實(shí)現(xiàn)“無人駕駛”貨船，它由高清攝像機(jī)、激光雷達(dá)、雷達(dá)跟熱感成像等一系列傳感器組成，全部歸中央程序監(jiān)督。就這點(diǎn)來講其實(shí)跟無人駕駛汽車有些類似，但規(guī)模比汽車要大得多，因?yàn)榇淮钶d的LIDAR往往需要探查幾公里外的物體，攝像機(jī)也要求看清水面上以及水下的東西，應(yīng)用的環(huán)境也絕對(duì)比汽車更惡劣。

圖片來源：pixabay

大家一定熟知泰坦尼克號(hào)，它就是因?yàn)闆]有及時(shí)發(fā)現(xiàn)前方冰山而導(dǎo)致相撞，永遠(yuǎn)沉沒在大西洋里。其實(shí)每年都有大量的冰山從北極飄向北冰洋或大西洋，當(dāng)貨船全速行駛在航道上，你必須及時(shí)發(fā)現(xiàn)并繞開隨時(shí)可能出現(xiàn)的冰山。

這放在白天還好，晚上想及時(shí)發(fā)現(xiàn)冰山可沒那么容易，要知道輪船調(diào)轉(zhuǎn)方向比汽車遲鈍的多的多，每年因撞上障礙物而暫停運(yùn)營的貨船比比皆是。借助這個(gè)系統(tǒng)貨船能查探到遠(yuǎn)方幾公里外的冰山跟暗礁，并計(jì)算最合適的航道。還能將上述這些傳感器跟衛(wèi)星數(shù)據(jù)、天氣預(yù)報(bào)結(jié)合起來，讓船只即使在夜間，惡劣天氣條件，也能精準(zhǔn)識(shí)別。

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由于組合了多個(gè)來源的數(shù)據(jù)，所以在擁擠的港口或水道等近距離航行中尤其有用，它能清楚了解周圍環(huán)境，可以識(shí)別繁忙的港口并對(duì)附近的船只進(jìn)行分類，無論是游艇、游輪、油輪還是拖船，及時(shí)向船員發(fā)送警報(bào)并且精準(zhǔn)避開。在沒有這個(gè)系統(tǒng)之前，它通常必須得有船員在碼頭或者船周圍用對(duì)講機(jī)進(jìn)行交流，告知船長即將發(fā)生的危險(xiǎn)，而有了這個(gè)智能感知系統(tǒng)，船長就能獲得更加準(zhǔn)確的數(shù)字信息，也可以與碼頭中的人員共享以提高安全性，這在入港泊位時(shí)就特別有用。

圖片來源：Rolls-Royce公司

想讓這個(gè)系統(tǒng)順利的運(yùn)行，最大的挑戰(zhàn)就是如何處理這些無時(shí)無刻都在產(chǎn)生的巨量數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)通常來自船各種各樣的精密傳感器，并且還要求視覺、位置傳感器以及高分辨率的攝像機(jī)數(shù)據(jù)融合且實(shí)時(shí)處理。大規(guī)模對(duì)大圖像的實(shí)時(shí)推斷是困難的，必須采用深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來檢測遠(yuǎn)處的物體，并且必須進(jìn)行視頻編碼和解碼。憑借可視化云，AI，分析和無數(shù)其他應(yīng)用程序的多功能性，對(duì)處理器的能力要求很高。

圖片來源：Rolls-Royce公司

為此，羅爾斯·羅伊斯公司正在將英特爾技術(shù)整合到他們的船舶智能*平臺(tái)中，其中英特爾至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器為該智能感知系統(tǒng)提供了此類極端計(jì)算所需的靈活性和處理能力。它將用于船舶本身以及陸地?cái)?shù)據(jù)中心，船上的幾臺(tái)服務(wù)器級(jí)計(jì)算機(jī)將在本地運(yùn)行機(jī)器學(xué)習(xí)和推理工作負(fù)載，以獲得實(shí)時(shí)結(jié)果。

長期在海上航行，這些船產(chǎn)生的數(shù)據(jù)是巨大的，即使經(jīng)過壓縮，每艘船捕獲的數(shù)據(jù)也可以達(dá)到每天1TB或每月航行的30-40TB，這使得存儲(chǔ)成為智能解決方案的關(guān)鍵組成部分。這些生成的所有數(shù)據(jù)都存儲(chǔ)在“黑匣子”（類似于飛機(jī)的飛行數(shù)據(jù)記錄器）中，因?yàn)楹Ｉ系膶?duì)外網(wǎng)絡(luò)通常不會(huì)太好，所以重要數(shù)據(jù)都會(huì)隨時(shí)保存起來，以防發(fā)生潛在事故并進(jìn)行未來的培訓(xùn)和分析。該公司目前使用英特爾3DNAND SSD進(jìn)行船舶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，并正在評(píng)估英特爾Optane固態(tài)硬盤以供將來使用。

圖片來源：Rolls-Royce公司

目前，羅爾斯·羅伊斯公司和全球拖船運(yùn)營商Svitzer 已經(jīng)在哥本哈根港成功展示了世界上第一艘遠(yuǎn)程操作的商用船，近期在日本的一次測試中，他們展示了這些船只已經(jīng)能夠在夜間探明周邊環(huán)境，光是這一點(diǎn)，人眼遠(yuǎn)無法匹敵?？梢灶A(yù)見的是，隨著人們的需求增加，海運(yùn)貿(mào)易也將繼續(xù)擴(kuò)大，屆時(shí)運(yùn)用了更智能的航行船只，無論是在經(jīng)費(fèi)還是安全性上，都將具備更加強(qiáng)大的競爭力。