在船头安装一台CCTV摄像头,本应是一项简单的工作。安装摄像头、接通电源、连接系统,然后继续下一项任务。
但船舶很少如此“配合”。
一艘300米长的巨轮或许是工程技术的奇迹,但对于无线电波而言,它却像一座漂浮的法拉第笼。
如果摄像头需要将数据传输到船尾,工作人员可能不得不将电缆穿过数百米的船体,进入那些原本从未设计用于容纳新设备的狭窄空间。
只要船舶一直依赖有线安全系统,人们就一直在寻找减少布线需求的方法。
Consilium Safety Group首席技术官Thobias Ernfridsson表示,这背后有充分的理由。
“电缆很昂贵。”他说,并列举了其中的原材料:塑料、铜、铝——每一种都意味着成本、重量和复杂性。
随后,他敲了敲手腕上的手表。
“更重要的是,安装电缆会消耗船东最看重的东西——运营时间。”
让船体成为“导线”
然而,船舶本身的结构恰恰构成了挑战。
钢制舱壁和厚重的隔舱会阻挡传统无线信号,使得通过空气实现可靠通信几乎不可能。
但事实证明,解决方案并不是与钢材对抗,而是让钢材为我们所用。
表面波技术正是这样一种方案。它不是让电磁波穿过空气传播,而是引导电磁波沿着船舶的金属外壳传输。
这一概念并不新鲜,但要让它在真实船舶上可靠运行,却一直难以实现。
传统系统要求使用洁净、裸露的金属部件,而对于一艘经历多年海上航行的船舶来说,这样的条件十分罕见。
一个关键突破来自总部位于首尔的Sunny Wave Tech。该公司的Aurora谐振器技术无论船体表面覆盖着什么,都能够可靠运行。
“即使船体已经涂漆、氧化或生锈,它仍然可以正常工作。”Ernfridsson说。
这正是Consilium发挥作用的地方——将这项科学技术转化为船上安全领域真正有用的解决方案。
Consilium与Samsung Heavy Industries和Sunny Wave合作,开发了新一代电池供电式烟雾和热探测器。这些设备通过无线方式与中央安全控制面板通信,并利用船舶自身的金属结构作为数据传输路径。
该系统已经获得美国船级社(ABS)的原则性批准(Approval in Principle,AiP),向正式认证迈出了重要一步。
“我们开发了专门适配这项技术的探测器。探测器一端通过无线数据传输,与另一端的安全控制面板连接,数据通过船舶结构传输,而不再需要电缆。”Ernfridsson说。
他补充道:
“目前我们从烟雾和热探测器开始,但未来也将开发能够进行无线通信的气体和火灾探测器。”
这些探测器能够与Consilium现有及新建的系统无缝配合,无需进行大规模重新布线即可完成安装。
它们还可以与第三方安全系统集成,为运营商升级或扩展探测基础设施提供更大的灵活性。
填补空白
这项技术无论对于新造船项目,还是对于船舶生命周期后期的改造,都具有价值。
“船舶越复杂,搭载的系统越多,这项解决方案的价值就越大。在大型LNG运输船上,每减少一米电缆,就意味着节省安装时间、降低重量,并增加货物装载能力。”Ernfridsson说。
对于已经投入运营的船舶,这项技术同样具有优势。
“船舶一旦投入使用,再增加电缆就像试图把意大利面穿过混凝土一样困难。”Ernfridsson说。
“当船舶已经在运营,而你又需要扩展系统、增加覆盖范围,或者在难以到达的位置安装设备时,这项技术可以让我们在这些位置之间传输数据,同时大幅减少对船舶运营的干扰。”
Ernfridsson认为,这套无线系统还有更大的潜力——它可以扩展Consilium现有的基础设施。
“你可以利用现有基础设施,让我们的电缆先覆盖船舶的一半,然后切换到无线通信,在无需新增电缆的情况下覆盖新的区域。”他说。
“我们可以填补这些空白,在不拆除舱壁的情况下,为特定货物增加临时监控,并扩展安全网络。最终结果是更低的安装成本、更快的升级速度,以及更长的正常运营时间。”
展望未来
Ernfridsson认为,这项技术未来还可能应用于车辆运输领域。
随着全球向电动交通转型的速度不断加快,汽车滚装运输船(Pure Car and Truck Carriers,PCTCs)需要同时装载数千辆电动汽车。
在多个封闭甲板上监测电池状态和火灾风险,已经成为船队运营商的首要任务之一。
“传统无线通信在开放式车辆甲板上运行得相当不错。”Ernfridsson说。
“真正的挑战出现在甲板之间需要进行通信的时候,因为坚固的金属甲板会让信号传输变得极其困难。”
通过将金属甲板本身作为信号传输路径,表面波技术有望让船舶更容易部署大量传感器,在运输过程中实时监测电动汽车的电池状态。
目前,这项技术正在进入大规模、严格的测试阶段。
Consilium及其合作伙伴需要证明系统能够承受恶劣的海上环境,包括温度变化、持续振动以及严格的电磁兼容性(EMC)要求,然后才能正式推向商业市场。
“我们需要在大型船舶上进行这些测试,部署更多探测器,并持续更长时间。”Ernfridsson说。
“不能丢失数据,不能有任何听不到的警报。”
“对我们而言,安全科技领域的领导力意味着在做出承诺之前,先证明可靠性。只有当系统能够在一个又一个充满盐分的海上小时里持续稳定运行,我们才会称它为值得信赖。”