中国船检杂志社2021-03-14 21:31:02
当前，数字技术的应用正在各行各业广泛展开，已广泛用于工业、安防、医疗、交通、金融、物流、教育、能源等领域，随着5G技术的应用及物联网(IOT)技术的发展，数字技术必将影响到我们生活的方方面面。在这种背景下，船级社为客户提供服务的方式也正在发生深刻变化。随着信息交换、数据价值以及分析应用的增长，那些看似还难以实现的服务，现正逐步变为现实。
数字技术在船舶检验中的应用
2019年初，船级社已开展船舶远程检验技术，验船师不必登临船舶，取而代之的是由专属远程验船师团队通过在线连接或视频直播链接，可以根据客户和船员提供的文件、图片、视频(直播或录播)及资料，为世界任何角落的船舶检验提供支持。
在产品认证领域，作为全球领先的检验、鉴定、测试和认证机构，SGS在2019年5月1日推出了自己的远程检验模式。通过其开发的SGS QiiQ远程检验移动App，客户可以与SGS检验专家建立连接，并在每个检验阶段获得专家远程、实时的指导，同时可以借助该 App远程见证检验流程。该远程检验移动App可安装于任何一款移动设备上(平板电脑、手机甚至是基于android或IOS运行的智能眼镜)，并连接至 Wi-Fi或3/4/5G网络即可。具体应用举例如图1所示。
图1 SGS QIIQ远程检验APP应用领域举例
在海事领域，据了解，目前广东海事局已采购部分专业厂家远程检验设备开展船舶安检/船舶现场监督、集装箱开箱检查、执法过程监督、大型船舶及海洋装备护航、海上抢险搜救等工作。
图2 智能眼镜用于产品检验
图3 智能眼镜用于产品检验
数字技术在船用产品检验领域的应用
1、数字技术在船用产品检验领域的实现路径
在专用网络或标准4G/5G网络条件下，通过开发相关信息化平台，将第一视角的智能眼镜(或手机、PAD等设备)获取的视听信息传递到专家端设备(如手机、电脑、PAD、大屏幕等)，指导前方工作人员按照后方专家端的要求开展检验/试验，并同通过实时视频、文字、图片、AR标记等多种方式，提升沟通效率。脱离网络时，第一视角本地记录工作流程，并在关键位置自动化打点留存关键数据。
图4 相关实现路径
2、数字技术应用于船用产品检验领域所需的软硬件条件
数字化远程检验系统一般包含中心Web服务器、分发转发服务器、存储回放服务器、设备端、Web业务服务器、Web客户端等功能模块，系统整体的系统架构如图5所示。
图5 远程检验技术系统框架图
1) 设备端包括前端设备端和后台设备端，前台设备端可以是智能可穿戴眼镜、智能手机、PAD等设备，专家端设备主要是台式机、智能手机、PAD或大屏幕等，设备端主要提供音视频和交互显示等功能。
2) 网页客户端，可以通过IE浏览器输入URL的方式使用客户端。
3) 网页业务服务器，负责具体的业务逻辑管理工作，可根据需要接入由第三方业务服务替换。
4) 中心网页服务器，主要提供私有协议和HTTP标准协议的信令翻译转发，可以与网页服务器或者第三方服务对接。
5) 流媒体转发服务器，主要负责媒体流的转发分发和设备接入等功能。
6) 流媒体存储服务器，主要负责录像文件和图片的预览、回放、下载等功能。
7) 数据库服务，使用Mysql数据库。
8) 平台可提供第三方安全网络接入，保证客户数据的完整性和安全性。第三方安全网络提供自有的安全存储服务和安全访问服务，由客户自行提供或开发。
3、数字技术应用于船用产品检验领域可实现的功能
1) 会话直播
会话直播部分包括音视频邀请、同意、拒绝，支持一台前端设备应对一个后台操作账户，一台眼镜应对多个后台操作账户的音视频直播，支持多分辨率的视频设置。会话过程可接入第三方客户端，如船东要求参加检验的项目，可同时在检验过程中接入船东端，实现对相关产品的共检。
2) 会话交互
可以实现远程控制视频的对焦、变焦，可以双向收发图片和文字、双向语音对讲、双向标记功能，支持前端设备远程或主动拍照上传功能。
3) 媒体存储及回放预览功能
在直播过程中把直播流实时存储为mp4文件，同时可以实现录像回放的播放、暂停、停止、拖动、音量等功能，支持多用户同时在线预览、播放、下载等功能。
4) 前端智能眼镜
配合专用远程视频直播软件，可提供低延时高清视频实时传输、支持网络抖动情况下的码流自适应调整、支持双向语音通话、支持标记共享功能，此外，还可支持远程遥控功能如支持远程遥控拍照、支持远程遥控变焦、对焦等功能。
5) 后台专家端
可以通过多画面浏览器同时观察多个智能眼镜回传的第一视角镜头，还可以通过实时音视频回传功能，对一线情况进行监控，并可以单独呼叫其中任何一台智能眼镜佩戴的现场工作人员，与其进行单独的双向语音互动。
6) AR标记共享
通过鼠标圈选标记区域，智能眼镜屏幕同步显示，清晰明确，方便远程指挥，提高沟通效率。后台的专家通过使用鼠标在直播画面中圈起需要推送给眼镜端的部位，标记即可同步显示在眼镜端，如在检验过程中对个别部位有疑问，可以通过AR标记提示现场需要关注的地方和部位。
图6 远程检验技术-AR标记功能展示图
4、船级社在行业数字化应用中发挥的作用
随着增强现实(AR)技术的进步，未来可望利用智能眼镜的增强现实功能将每种产品的检验试验程序要求及合格衡准实时地在现实的实时视频上进行提示，以指导试验人员，并自动根据检验试验结果判定是否合格，并对不合格的情况进行预警和提示。相关的技术同样也可以用于指导现场验船师开展相关现场检验工作。
远程检验，由于特定的环境验船师很难去现场，比如疫情高风险区或者其他特定场所，远程检验就可以发挥其特长，借助互联网和穿戴设备完成现场的检验(包括文档/报告，视频音频材料)的收集，验船师在办公室就可以通过视频进行指导和见证检验。目前，相关远程检验及后台支持技术也得到了极大发展，并有多家厂商实现方案及产品的供应，而且已在船舶及产品检验领域得到应用，技术上不存在任何障碍。去年，中国船级社已经发布《船舶远程检验指南》，并且逐步开展远程检验工作。
另外国家已经将数据作为新型生产要素写入文件，提出数据生产力概念，目前数据生产力正在发生一场核聚变，核聚变就是数据背后的传感器、各种摄像头、算例、云计算、边缘计算等连接起来构造成一个虚拟世界，在里面描述、预测、诊断、决策，从而使产业从规模经济走向数字经济。数据生产力的变革需要生产关系，即数据治理与之相适应，需要治理理念、治理原则、治理方式，以及如何以创新和发展为导向，去实现对数据生产者的激励，个人、企业、国家数据利益的动态权衡。
船级社作为船舶行业关键的一环，服务从审图、产品制造、新造船、营运等贯穿整个船舶行业生命周期，对筑起数据的“高速工作”的生态圈是具有天然优势的。俗话说：要致富先修路，船级社应该研究建立数据要素的范围和规范。从产品检验的角度看，数据要素范围要覆盖到其生命周期的关键数据包括船舶建造、运营、维修需要使用到的数据项。
以船舶柴油机为列，首先行业中数据的描述规则需要一致，柴油机才能作为一个元数据在行业内进行数据分享。
柴油机常用属性如下：
有了数据模型，还要建设提供数据共享的“高速公路”，当下区块链技术以高人气获得大家的认同，其数据确权、数据分布于各个源头，通过链式链接，将各个环节的数据交叉使用单位有效连接起来。
数据确权分工后，数据使用相关方针对使用场景建立应用数据模型，比如造船厂可以将船舶使用的柴油机的型号、规格、功率，用途等参数的模型发布，作为船用设备服务商或者产品厂可以通过制造厂的柴油机模型分析市场的需求情况。
船舶管理公司将设备保养数据确权，发布柴油机保养数据，如产品编号、证书编号、规格型号、功率、保养情况等，产品厂可以通过数据模型分析设备运行数据，提升产品质量。
船舶制造厂可以通过船级社的产品录获取市场的柴油机情况，然后通过产品厂的数据模型获取产品更详细的数据参数。
船东可以将设备保养的数据上联，产品厂可以通过产品的后期保养和运行情况，提升产品质量；以柴油机为例，有了这个元数据为基准，行业的相关方都基于这一标准进行数据共享，打通行业数据的壁垒。
随着5G的普及，将实现“信息物理融合”打造“工业互联网”，智能制造的数据互联将是基础建设的基石，中国船级社愿意联合行业建立数据交互标准，占领数据标准高地，共同推动船舶行业高质量发展。