（批準時間：2021年 批準部門：遼寧省教育廳 主任：左毅）
海事大數據與航運通用人工智能協同創新中心（以下簡稱“協創中心”）始創于2016年，前身是智能船舶技術實驗室。在2018年通過海外人才引進，依托海外高層次引進人才創新團隊組建了校級“海事大數據與人工智能應用工程中心”，并在2019年獲批遼寧省興遼英才計劃高水平創新創業團隊。數年勵精圖治，團隊成員不斷完善科研方向，力爭技術轉型，于2021年并成功獲批遼寧省教育廳高等學校協創中心。與此同時，協創中心成員也完成新老交替。
航運業作為交通運輸業的第一支柱產業，不僅是國民經濟的基礎，還在社會文明建設與發展中起到重要的支撐作用。在進入科技革命和產業革新的協同創新新階段，尤其需要與“物聯網+”、“大數據+”、“云計算+”、“智能+”相結合，從傳統的航運管理發展成為自主化、網絡化、數字化、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=海事大數據+航運通用人工智能”的協同創新模式（見圖1）。
圖1 航運智慧交通的計算范式及協同創新模式
現在，航運業的信息化已然成為世界各航運大國的主要發展趨勢。航運信息化指利用計算機技術、通信技術等現代化信息技術和知識為航企及其相關的航運活動提供技術支持和發展動力的應用過程。近年，隨著大數據和人工智能技術的興起，航運專家系統又在嘗試把這兩個領域的高新技術應用于航運領域，智能航運目前正在成為各國航運業智能應用發展的新熱點。因此，在新時代的信息化航運專家系統中，核心科技是海事大數據和面向航運的通用人工智能。
綜上所述，創新決勝未來，改革關乎國運。本中心將堅持科技創新和制度創新“雙輪驅動”，以問題為導向，以需求為牽引，在實踐載體、制度安排、政策保障、環境營造上下功夫，在創新主體、創新基礎、創新資源、創新環境等方面持續用力，強化國家戰略科技力量，提升國家創新體系整體效能。
本中心針對智能船舶的自主航行關鍵技術及其與岸基交互支持技術、節能減排技術三者實時協同作業時產生的信息多源性、數據異構性、通信延遲性、環境時變性等問題，進行“船-岸-網”一體化框架下的理論研究、技術研發及平臺構建（見圖2）。第一，在船舶自主航行方面，針對欠驅動性、強非線性、高時滯性等問題，提出了基于狀態反饋ADP優化控制，突破海洋自主航行器在路徑優化、避碰避障、精準靠離泊控制、容錯控制等方面的關鍵科學問題。第二，在多無人船協同控制方面，針對通信帶寬限制、通信環境惡劣等問題，提出了基于深度強化學習的最優分布式協同優化等解決方案，突破海洋自主航行器在危險超前感知、集群決策與協同控制、隊形保持與切換等方面的關鍵技術瓶頸。第三，在岸基支持方面，針對信息多源性、數據異構性等特點，提出終端智能及基于寬度學習的增量算法等方案，解決傳統數據交換及信息交互模式下產生的高延遲、慢響應等問題，并通過岸基數字孿生與增強現實的結合技術，為岸基側及在航船舶側提供安全預警、能耗評估與決策支持。最終實現“船-岸-網”三位一體系統化的高智能、高精度、高容錯、低帶寬、低能耗的無人船自主控制系統的整體優化目標。最終形成海洋航行器自主航行關鍵技術的理論創新體系，構建體系化和標準化的無人船裝備及平臺, 研發無人船樣機。
圖2 本中心的主要研究方向和技術路線
（1）無人船舶的智能控制理論與自主航行關鍵技術
研究方向包括：構建復雜環境下考慮局部避碰與全局路徑最優方法；設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和操縱控制理論技術體系。研究成果包括：承擔國家自然科學基金重點項目1項、面上項目2項、青年基金3項，獲遼寧省自然科學二等獎 1 項、在IEEE匯刊等頂級期刊上發表論文30余篇，高被引論文7篇，授權專利5項。
（2）多無人船協同優化控制理論與能耗優化關鍵技術
研究方向包括：建立新型分布式協同任務分配與路徑規劃方法；設計新型分布式自適應動態規劃狀態反饋體系；構建新型分布式自適應動態規劃輸出反饋體系結構。研究成果包括：承擔國家自然科學基金重點項目1項、面上項目2項、青年基金3項，獲中國海洋工程咨詢協會自然科學一等獎1項、教育部高等學校自然科學二等獎1項、在IEEE匯刊等頂級期刊上發表論文30余篇，高被引論文8篇，授權專利8項。
（3）船舶的邊緣智能技術與數字孿生系統
研究方向包括：建立終端智能技術的三層框架實現船載智能感知；研究多因素干擾信息下航行安全動態監測數據的融合；構建基于增強現實的孿生數字可視化平臺。研究成果包括：承擔國家自然科學基金聯合基金項目1項、青年基金1項，獲批遼寧省興遼英才計劃高水平創新創業團隊，在國際期刊上發表論文10余篇，其中高被引論文1篇，授權專利3項，海外發明專利1項，軟著12項，成果應用轉化1項。
（4）岸基的船舶綜合管理智能決策平臺
研究方向包括：研究多船復雜群體的路徑優化問題及非信息對稱的動態非零和博弈；構建船舶能耗優化決策支持系統，建立船舶油耗評估范式及油耗預測模型；采用PaaS架構研發基于航運通用人工智能的海事大數據能效管理平臺。研究成果包括：承擔國家自然科學基金應急管理項目1項、大連市科技創新基金重點項目1項，獲中國造船工程學會科技進步二等獎1項，在國際期刊上發表論文10余篇，授權專利5項，海外發明專利1項，軟著12項，成果應用轉化1項。
負責人左毅于2018年歸國，受聘于大連海事大學海外高層次引進人才計劃（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，遼寧省高等學校協同創新中心學術帶頭人，海事大數據與航運通用人工智能協同創新中心主任。負責人分別于2009年和2012年在名古屋大學信息科學學院獲得碩士和博士學位，博士研究課題獲得名古屋大學杰出博士生研究獎；于2012年-2014年，在關西大學數據挖掘研究所任博士后研究員；于2014-2017年，在名古屋大學任助理教授，負責日本文部科學省官產學項目的科技轉化管理工作；同時，還兼任名古屋大學信息科學學院助理研究員，以及關西大學社會網絡與戰略研究機構附屬研究員。主要從事人工智能、機器學習和數據科學相關的研究，發表論文100余篇，其中包括IEEE匯刊, Nature子刊，Expert Syst. Appl., Entropy, ICDM, ECAI, SMC, ICONIP 等機器學習和數據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優秀會議論文；主持和參加了多項國家級課題，包括日本學術振興會青年基金1項和重點項目1項，國家自然科學基金重點項目2 項、聯合基金項目1項，以及產學合作項目等；授權海外發明專利2項、國內發明專利24項，軟件著作權12項；以第一完成人獲中國造船工程學會科技進步二等獎。
（1）在科研創新和實驗設施方面，中心形成了穩定且具有特色的研究方向，相關研究獲批國家級重點重大項目5項，發表SCI期刊論文100余篇（高被引論文15篇），獲省部科技獎勵4項。獲批科研經費總額2500余萬元，擁有實驗室總面積約1300平方米，實驗設備及平臺資產原值1700余萬元。
（2）在團隊建設和人才培養方面，核心成員獲批中組部高層次人才1人、省部級人才4人、國家一級學會及地市級人才6人；2019年獲批校級“海事大數據與人工智能應用工程中心”、2020年獲批遼寧省興遼英才計劃高水平創新創業團隊“智能船舶控制理論與關鍵技術創新團隊”、2021年獲批組建省級協同創新中心“海事大數據與航運通用人工智能協同創新中心”。
（3）在知識產權和技術轉化方面，核心成員具有自主知識產權，共授權發明專利30余項（海外發明專利2項，獲大連市專利獎1項）、軟著30余項。實現技術轉化2項，過去3年幫助企業實現直接經濟效益2136.23余萬元，新增利稅79.08萬元。
協創中心的骨干成員是海外高層次引進人才創新團隊，現有成員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、大數據、航海科學技術、運籌學與物流管理等交叉學科的學術骨干，還匯集了航運智能化、船舶數字化等業界精英。目前，已經形成了一支年齡、職稱、學歷、知識和產業背景結構合理，具有較強協同創新能力的高水平科研平臺。
另外，科研組織結構由學術帶頭人、首席科學家和骨干研究人才組成。設立了技術顧問團和技術委員會，顧問團和技術委員會負責指導中心的方向性決策、監督及協調機構。并設立科研管理、能力建設、財務管理和資產管理等崗位，負責相應的中心事務管理。科研組織管理實行“國內機構+國外專家”雙軌立體合作模式。充分發揮中心國家特聘專家入選者澳門大學陳俊龍教授、美國阿拉巴馬大學肖楊教授以及其他首席科學家（清華大學宋士吉教授、遼寧工業大學佟紹成教授）與海內外學術界聯系的廣泛優勢，搭建“應用研究+產業轉化”雙向渠道，在基礎研究、科技創新、成果轉化等方面解決海事及航運領域的共性關鍵問題，并在才隊伍培養、建設等方面展開長期深入合作，共同推進科技創新及產業革新，為本中心的發展奠定深厚的科研及實踐基礎。
左毅，[email protected]，18098863271
（以上數據更新時間為2024年12月）
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