（批準(zhǔn)時間：2021年 批準(zhǔn)部門：遼寧省教育廳 主任：左毅）
海事大數(shù)據(jù)與航運通用人工智能協(xié)同創(chuàng)新中心（以下簡稱“協(xié)創(chuàng)中心”）始創(chuàng)于2016年，前身是智能船舶技術(shù)實驗室。在2018年通過海外人才引進(jìn)，依托海外高層次引進(jìn)人才創(chuàng)新團(tuán)隊組建了校級“海事大數(shù)據(jù)與人工智能應(yīng)用工程中心”，并在2019年獲批遼寧省興遼英才計劃高水平創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊。數(shù)年勵精圖治，團(tuán)隊成員不斷完善科研方向，力爭技術(shù)轉(zhuǎn)型，于2021年并成功獲批遼寧省教育廳高等學(xué)校協(xié)創(chuàng)中心。與此同時，協(xié)創(chuàng)中心成員也完成新老交替。
航運業(yè)作為交通運輸業(yè)的第一支柱產(chǎn)業(yè)，不僅是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，還在社會文明建設(shè)與發(fā)展中起到重要的支撐作用。在進(jìn)入科技革命和產(chǎn)業(yè)革新的協(xié)同創(chuàng)新新階段，尤其需要與“物聯(lián)網(wǎng)+”、“大數(shù)據(jù)+”、“云計算+”、“智能+”相結(jié)合，從傳統(tǒng)的航運管理發(fā)展成為自主化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、智能化的船舶綜合管理智能一體化平臺。因此，面向航運的智慧交通新計算范式是“航運智慧交通=海事大數(shù)據(jù)+航運通用人工智能”的協(xié)同創(chuàng)新模式（見圖1）。
圖1 航運智慧交通的計算范式及協(xié)同創(chuàng)新模式
現(xiàn)在，航運業(yè)的信息化已然成為世界各航運大國的主要發(fā)展趨勢。航運信息化指利用計算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)等現(xiàn)代化信息技術(shù)和知識為航企及其相關(guān)的航運活動提供技術(shù)支持和發(fā)展動力的應(yīng)用過程。近年，隨著大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)的興起，航運專家系統(tǒng)又在嘗試把這兩個領(lǐng)域的高新技術(shù)應(yīng)用于航運領(lǐng)域，智能航運目前正在成為各國航運業(yè)智能應(yīng)用發(fā)展的新熱點。因此，在新時代的信息化航運專家系統(tǒng)中，核心科技是海事大數(shù)據(jù)和面向航運的通用人工智能。
綜上所述，創(chuàng)新決勝未來，改革關(guān)乎國運。本中心將堅持科技創(chuàng)新和制度創(chuàng)新“雙輪驅(qū)動”，以問題為導(dǎo)向，以需求為牽引，在實踐載體、制度安排、政策保障、環(huán)境營造上下功夫，在創(chuàng)新主體、創(chuàng)新基礎(chǔ)、創(chuàng)新資源、創(chuàng)新環(huán)境等方面持續(xù)用力，強(qiáng)化國家戰(zhàn)略科技力量，提升國家創(chuàng)新體系整體效能。
本中心針對智能船舶的自主航行關(guān)鍵技術(shù)及其與岸基交互支持技術(shù)、節(jié)能減排技術(shù)三者實時協(xié)同作業(yè)時產(chǎn)生的信息多源性、數(shù)據(jù)異構(gòu)性、通信延遲性、環(huán)境時變性等問題，進(jìn)行“船-岸-網(wǎng)”一體化框架下的理論研究、技術(shù)研發(fā)及平臺構(gòu)建（見圖2）。第一，在船舶自主航行方面，針對欠驅(qū)動性、強(qiáng)非線性、高時滯性等問題，提出了基于狀態(tài)反饋ADP優(yōu)化控制，突破海洋自主航行器在路徑優(yōu)化、避碰避障、精準(zhǔn)靠離泊控制、容錯控制等方面的關(guān)鍵科學(xué)問題。第二，在多無人船協(xié)同控制方面，針對通信帶寬限制、通信環(huán)境惡劣等問題，提出了基于深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)的最優(yōu)分布式協(xié)同優(yōu)化等解決方案，突破海洋自主航行器在危險超前感知、集群決策與協(xié)同控制、隊形保持與切換等方面的關(guān)鍵技術(shù)瓶頸。第三，在岸基支持方面，針對信息多源性、數(shù)據(jù)異構(gòu)性等特點，提出終端智能及基于寬度學(xué)習(xí)的增量算法等方案，解決傳統(tǒng)數(shù)據(jù)交換及信息交互模式下產(chǎn)生的高延遲、慢響應(yīng)等問題，并通過岸基數(shù)字孿生與增強(qiáng)現(xiàn)實的結(jié)合技術(shù)，為岸基側(cè)及在航船舶側(cè)提供安全預(yù)警、能耗評估與決策支持。最終實現(xiàn)“船-岸-網(wǎng)”三位一體系統(tǒng)化的高智能、高精度、高容錯、低帶寬、低能耗的無人船自主控制系統(tǒng)的整體優(yōu)化目標(biāo)。最終形成海洋航行器自主航行關(guān)鍵技術(shù)的理論創(chuàng)新體系，構(gòu)建體系化和標(biāo)準(zhǔn)化的無人船裝備及平臺, 研發(fā)無人船樣機(jī)。
圖2 本中心的主要研究方向和技術(shù)路線
（1）無人船舶的智能控制理論與自主航行關(guān)鍵技術(shù)
研究方向包括：構(gòu)建復(fù)雜環(huán)境下考慮局部避碰與全局路徑最優(yōu)方法；設(shè)計高精度的路徑跟蹤控制器和靠泊控制器；建立無人船抗干擾制導(dǎo)和操縱控制理論技術(shù)體系。研究成果包括：承擔(dān)國家自然科學(xué)基金重點項目1項、面上項目2項、青年基金3項，獲遼寧省自然科學(xué)二等獎 1 項、在IEEE匯刊等頂級期刊上發(fā)表論文30余篇，高被引論文7篇，授權(quán)專利5項。
（2）多無人船協(xié)同優(yōu)化控制理論與能耗優(yōu)化關(guān)鍵技術(shù)
研究方向包括：建立新型分布式協(xié)同任務(wù)分配與路徑規(guī)劃方法；設(shè)計新型分布式自適應(yīng)動態(tài)規(guī)劃狀態(tài)反饋體系；構(gòu)建新型分布式自適應(yīng)動態(tài)規(guī)劃輸出反饋體系結(jié)構(gòu)。研究成果包括：承擔(dān)國家自然科學(xué)基金重點項目1項、面上項目2項、青年基金3項，獲中國海洋工程咨詢協(xié)會自然科學(xué)一等獎1項、教育部高等學(xué)校自然科學(xué)二等獎1項、在IEEE匯刊等頂級期刊上發(fā)表論文30余篇，高被引論文8篇，授權(quán)專利8項。
（3）船舶的邊緣智能技術(shù)與數(shù)字孿生系統(tǒng)
研究方向包括：建立終端智能技術(shù)的三層框架實現(xiàn)船載智能感知；研究多因素干擾信息下航行安全動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)的融合；構(gòu)建基于增強(qiáng)現(xiàn)實的孿生數(shù)字可視化平臺。研究成果包括：承擔(dān)國家自然科學(xué)基金聯(lián)合基金項目1項、青年基金1項，獲批遼寧省興遼英才計劃高水平創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊，在國際期刊上發(fā)表論文10余篇，其中高被引論文1篇，授權(quán)專利3項，海外發(fā)明專利1項，軟著12項，成果應(yīng)用轉(zhuǎn)化1項。
（4）岸基的船舶綜合管理智能決策平臺
研究方向包括：研究多船復(fù)雜群體的路徑優(yōu)化問題及非信息對稱的動態(tài)非零和博弈；構(gòu)建船舶能耗優(yōu)化決策支持系統(tǒng)，建立船舶油耗評估范式及油耗預(yù)測模型；采用PaaS架構(gòu)研發(fā)基于航運通用人工智能的海事大數(shù)據(jù)能效管理平臺。研究成果包括：承擔(dān)國家自然科學(xué)基金應(yīng)急管理項目1項、大連市科技創(chuàng)新基金重點項目1項，獲中國造船工程學(xué)會科技進(jìn)步二等獎1項，在國際期刊上發(fā)表論文10余篇，授權(quán)專利5項，海外發(fā)明專利1項，軟著12項，成果應(yīng)用轉(zhuǎn)化1項。
負(fù)責(zé)人左毅于2018年歸國，受聘于大連海事大學(xué)海外高層次引進(jìn)人才計劃（特聘教授），先后獲批遼寧省首批興遼英才計劃青年拔尖人才，大連市高層次人才支持計劃杰出青年科技人才，遼寧省高等學(xué)校協(xié)同創(chuàng)新中心學(xué)術(shù)帶頭人，海事大數(shù)據(jù)與航運通用人工智能協(xié)同創(chuàng)新中心主任。負(fù)責(zé)人分別于2009年和2012年在名古屋大學(xué)信息科學(xué)學(xué)院獲得碩士和博士學(xué)位，博士研究課題獲得名古屋大學(xué)杰出博士生研究獎；于2012年-2014年，在關(guān)西大學(xué)數(shù)據(jù)挖掘研究所任博士后研究員；于2014-2017年，在名古屋大學(xué)任助理教授，負(fù)責(zé)日本文部科學(xué)省官產(chǎn)學(xué)項目的科技轉(zhuǎn)化管理工作；同時，還兼任名古屋大學(xué)信息科學(xué)學(xué)院助理研究員，以及關(guān)西大學(xué)社會網(wǎng)絡(luò)與戰(zhàn)略研究機(jī)構(gòu)附屬研究員。主要從事人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)和數(shù)據(jù)科學(xué)相關(guān)的研究，發(fā)表論文100余篇，其中包括IEEE匯刊, Nature子刊，Expert Syst. Appl., Entropy, ICDM, ECAI, SMC, ICONIP 等機(jī)器學(xué)習(xí)和數(shù)據(jù)挖掘的國際一流期刊和會議論文，研究成果入選IEEE SMC 2014和IEEE SPAC 2021優(yōu)秀會議論文；主持和參加了多項國家級課題，包括日本學(xué)術(shù)振興會青年基金1項和重點項目1項，國家自然科學(xué)基金重點項目2 項、聯(lián)合基金項目1項，以及產(chǎn)學(xué)合作項目等；授權(quán)海外發(fā)明專利2項、國內(nèi)發(fā)明專利24項，軟件著作權(quán)12項；以第一完成人獲中國造船工程學(xué)會科技進(jìn)步二等獎。
（1）在科研創(chuàng)新和實驗設(shè)施方面，中心形成了穩(wěn)定且具有特色的研究方向，相關(guān)研究獲批國家級重點重大項目5項，發(fā)表SCI期刊論文100余篇（高被引論文15篇），獲省部科技獎勵4項。獲批科研經(jīng)費總額2500余萬元，擁有實驗室總面積約1300平方米，實驗設(shè)備及平臺資產(chǎn)原值1700余萬元。
（2）在團(tuán)隊建設(shè)和人才培養(yǎng)方面，核心成員獲批中組部高層次人才1人、省部級人才4人、國家一級學(xué)會及地市級人才6人；2019年獲批校級“海事大數(shù)據(jù)與人工智能應(yīng)用工程中心”、2020年獲批遼寧省興遼英才計劃高水平創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊“智能船舶控制理論與關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新團(tuán)隊”、2021年獲批組建省級協(xié)同創(chuàng)新中心“海事大數(shù)據(jù)與航運通用人工智能協(xié)同創(chuàng)新中心”。
（3）在知識產(chǎn)權(quán)和技術(shù)轉(zhuǎn)化方面，核心成員具有自主知識產(chǎn)權(quán)，共授權(quán)發(fā)明專利30余項（海外發(fā)明專利2項，獲大連市專利獎1項）、軟著30余項。實現(xiàn)技術(shù)轉(zhuǎn)化2項，過去3年幫助企業(yè)實現(xiàn)直接經(jīng)濟(jì)效益2136.23余萬元，新增利稅79.08萬元。
協(xié)創(chuàng)中心的骨干成員是海外高層次引進(jìn)人才創(chuàng)新團(tuán)隊，現(xiàn)有成員28人（核心成員15人），包括國家特聘專家講座教授2名、教授5名、副教授9名、講師8名、博士后2名、以及高級工程師2名。匯集了交通運輸工程、智能船舶控制理論與工程、人工智能、大數(shù)據(jù)、航海科學(xué)技術(shù)、運籌學(xué)與物流管理等交叉學(xué)科的學(xué)術(shù)骨干，還匯集了航運智能化、船舶數(shù)字化等業(yè)界精英。目前，已經(jīng)形成了一支年齡、職稱、學(xué)歷、知識和產(chǎn)業(yè)背景結(jié)構(gòu)合理，具有較強(qiáng)協(xié)同創(chuàng)新能力的高水平科研平臺。
另外，科研組織結(jié)構(gòu)由學(xué)術(shù)帶頭人、首席科學(xué)家和骨干研究人才組成。設(shè)立了技術(shù)顧問團(tuán)和技術(shù)委員會，顧問團(tuán)和技術(shù)委員會負(fù)責(zé)指導(dǎo)中心的方向性決策、監(jiān)督及協(xié)調(diào)機(jī)構(gòu)。并設(shè)立科研管理、能力建設(shè)、財務(wù)管理和資產(chǎn)管理等崗位，負(fù)責(zé)相應(yīng)的中心事務(wù)管理。科研組織管理實行“國內(nèi)機(jī)構(gòu)+國外專家”雙軌立體合作模式。充分發(fā)揮中心國家特聘專家入選者澳門大學(xué)陳俊龍教授、美國阿拉巴馬大學(xué)肖楊教授以及其他首席科學(xué)家（清華大學(xué)宋士吉教授、遼寧工業(yè)大學(xué)佟紹成教授）與海內(nèi)外學(xué)術(shù)界聯(lián)系的廣泛優(yōu)勢，搭建“應(yīng)用研究+產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化”雙向渠道，在基礎(chǔ)研究、科技創(chuàng)新、成果轉(zhuǎn)化等方面解決海事及航運領(lǐng)域的共性關(guān)鍵問題，并在才隊伍培養(yǎng)、建設(shè)等方面展開長期深入合作，共同推進(jìn)科技創(chuàng)新及產(chǎn)業(yè)革新，為本中心的發(fā)展奠定深厚的科研及實踐基礎(chǔ)。
左毅，[email protected]，18098863271
（以上數(shù)據(jù)更新時間為2024年12月）
English
