10年之后智能船舶縱橫江河大海

呂龍德

智能船舶無疑是船舶業(yè)今年炙手可熱的話題。自從現(xiàn)代重工2011年推出世界第一艘智能船后，隨著大數(shù)據(jù)和智能技術(shù)廣泛使用，眾多船舶企業(yè)紛紛加入智能船舶研發(fā)行列，智能船舶技術(shù)為此日臻成熟和完善，且向全自動(dòng)化無人船跨越。雖然現(xiàn)階段智能船舶研發(fā)還處于初級(jí)階段，或者說只實(shí)現(xiàn)了局部的智能化，但頻頻傳出的科研成果足以讓人篤信智能船舶就是船舶行業(yè)的未來。在挪威Yara與康士伯海事宣布全球首艘純電動(dòng)自動(dòng)駕駛集裝箱船于明年啟航后，更是有人預(yù)言：作為智能船舶最終方向的無人遠(yuǎn)洋貨船將在10年后成為常態(tài)。也就是說，到那時(shí)一艘艘無人船將像“幽靈”般游弋在江河大海上，世界航運(yùn)真正迎來船舶智能時(shí)代。這看似天方夜譚的夢(mèng)想真的會(huì)照進(jìn)如今仍在掙扎的船舶業(yè)現(xiàn)實(shí)嗎？在當(dāng)今這個(gè)變化比想法更要快的年代里，答案是完全可能。

如火如荼搶先機(jī)

智能船舶指基于先進(jìn)的感知技術(shù)、處理分析以及控制技術(shù)，能夠具備輔助決策、遠(yuǎn)程控制、智能控制的船舶。英國勞氏船級(jí)社將其分為四代，而第一、二、三代是有人駕駛的智能船，第四代則是全自動(dòng)的無人船。當(dāng)前，為了搶占先機(jī)，日、韓及歐美許多國家都極其重視包括無人船在內(nèi)的智能船舶研發(fā)，不僅政府資金政策上予以支持，而且眾多船級(jí)社和研究院所及航運(yùn)、造船、船配等企業(yè)積極投身其中，呈現(xiàn)了一派方興未艾的景象。

在日本，智能船舶已經(jīng)上升為未來5年發(fā)展重點(diǎn)。2012年，日本船舶配套協(xié)會(huì)和日本船級(jí)社等29家單位聯(lián)合開展“智能船舶應(yīng)用平臺(tái)”項(xiàng)目研究。2015年，DNVGL與日本郵船聯(lián)合啟動(dòng)海事數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目，并創(chuàng)建了 “數(shù)字化雙胞胎”。2017年，由商船三井、港口和航空技術(shù)協(xié)會(huì)、日本船舶技術(shù)研究協(xié)會(huì)等聯(lián)合開展的自主遠(yuǎn)洋運(yùn)輸系統(tǒng)技術(shù)概念項(xiàng)目入選了日本“FY2017交通運(yùn)輸研究和技術(shù)推廣計(jì)劃”。 此外，日本造船廠和航運(yùn)公司還聯(lián)手開發(fā)無人駕駛船，計(jì)劃在2025年打造大型無人駕駛船隊(duì)。

智能船舶是韓國造船業(yè)的重點(diǎn)發(fā)展方向 。2016年，韓國政府發(fā)布《造船產(chǎn)業(yè)競爭力強(qiáng)化方案》，提出投資350億韓元支持智能船舶相關(guān)核心技術(shù)開發(fā)，隨后又宣布投資7萬億韓元支持智能船舶等新產(chǎn)業(yè)。同年，韓國海洋水產(chǎn)部啟動(dòng)了“Smart Navigation” 智能航海研發(fā)項(xiàng)目，總投資達(dá)1.14億美元。韓國三大船廠也高度重視智能船舶研發(fā)，其中現(xiàn)代重工代表了韓國智能船舶研發(fā)的最前沿，不僅研發(fā)時(shí)間最長，而且成果最豐富。該公司日前推出了全球首個(gè)綜合智能船舶解決方案，而它正在研發(fā)的智能船舶二期配套技術(shù)和設(shè)備更是成為韓國“第四次產(chǎn)業(yè)革命”最具代表性新技術(shù)之一。

放眼歐洲，丹麥啟動(dòng)無人船研發(fā)項(xiàng)目，挪威開辟無人船試驗(yàn)區(qū)，荷蘭正研發(fā)利用“浮動(dòng)自駕無人船”實(shí)現(xiàn)載人和貨運(yùn)……目前，一個(gè)叫“企業(yè)自主控制海洋生態(tài)系統(tǒng)”的研發(fā)項(xiàng)目正在歐洲掀起，參與者包括ABB、卡哥特科、愛立信、MeyerTur ku船廠、Tieto及瓦錫蘭等著名企業(yè)。在這一輪歐洲探索中又以英國羅·羅公司投入最大、進(jìn)展最快。2015年，該公司開展了“高級(jí)無人船舶應(yīng)用開發(fā)計(jì)劃”項(xiàng)目。2016年，羅·羅公司首次披露了無人駕駛貨船岸基控制中心運(yùn)營版本，展示了“無人航運(yùn)”概念。目前，該公司已在“Stella”號(hào)渡船上進(jìn)行了傳感器陣列測(cè)試，與馬士基集團(tuán)旗下Svitzer完成了全球首次拖船遠(yuǎn)程遙控操作試驗(yàn)。

回過頭來看國內(nèi)，不僅國家工信部組織開展了“智能船舶1.0”等科研項(xiàng)目，而且各大企業(yè)機(jī)構(gòu)爭先介入智能船舶開發(fā)。2013年，中船系統(tǒng)研究院與美國國家科學(xué)基金會(huì)IMS中心聯(lián)合成立“海洋裝備信息智能管理與應(yīng)用技術(shù)創(chuàng)新中心”，以推動(dòng)相關(guān)核心技術(shù)和產(chǎn)品的研發(fā)。2015年，中國船級(jí)社發(fā)布《智能船舶規(guī)范》，對(duì)智能船舶應(yīng)具備的各項(xiàng)功能提出了具體要求。同年，38800噸智能船實(shí)船建造合同簽訂，標(biāo)志著我國首艘智能船舶進(jìn)入設(shè)計(jì)建造階段。今年 6月，由海航科技集團(tuán)發(fā)起的無人貨物運(yùn)輸船開發(fā)聯(lián)盟成立，將集合國內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)研制無人貨物運(yùn)輸船。7月，我國無人船技術(shù)與系統(tǒng)聯(lián)合重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室成立，不僅研究無人船舶設(shè)計(jì)建造技術(shù)，還將開展有關(guān)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)研究。

大數(shù)據(jù)時(shí)代的“必爭地”

毋庸置疑，船舶智能化已是造船航運(yùn)界的共識(shí)了。中船重工經(jīng)濟(jì)研究中心海洋裝備技術(shù)研究部主管曾曉光說：“以海洋運(yùn)輸裝備制造企業(yè)主導(dǎo)的智能船舶創(chuàng)新已成為當(dāng)前船海界研發(fā)熱點(diǎn)和前沿?！睆V州中船文沖船塢有限公司技術(shù)部副經(jīng)理肖文偉也表示，雖然無人船何時(shí)實(shí)現(xiàn)值得探討，但智能代替非智能是必然的。可以毫不夸張地說，智能船舶決定船舶工業(yè)的未來命脈，各大造船國家和造船企業(yè)必定將其視為“必爭之地”并展開撕殺，而掌握先機(jī)和主動(dòng)權(quán)則是選擇了有利的制高地。

船舶的發(fā)展方向無非是更經(jīng)濟(jì)、更安全和更環(huán)保。智能船是打破信息孤島來促進(jìn)船-岸-人信息流通融合的根本性變革，具備了非智能船舶無法比肩的優(yōu)勢(shì)。概括而言，有人智能船可在降低船舶控制和管理難度及人員操作失誤率、提高設(shè)備及船舶營運(yùn)安全、優(yōu)化船舶航行、控制燃油消耗、減少船員及成本等方面發(fā)揮更大作用，而無人船的好處更是令人無可挑剔：一是可減少人員錯(cuò)誤操作發(fā)生、避免船員傷亡和降低船舶風(fēng)險(xiǎn)。據(jù)德國慕尼黑安聯(lián)保險(xiǎn)報(bào)告稱：75%～96%的海上事故往往是人員決策和操作過失、應(yīng)急反應(yīng)不當(dāng)、疲勞駕駛等因素所致。而無人船主要是通過專家決策系統(tǒng)與遠(yuǎn)程遙控系統(tǒng)轉(zhuǎn)到岸上進(jìn)行操作，可根本上減少人為因素對(duì)船舶航行安全的影響。二是擁有更大貨物運(yùn)載量，大幅降低營運(yùn)成本。因?yàn)椴恍枰瑔T及為其服務(wù)的甲板室、宿舍、救生、消防及通風(fēng)、加熱、排污系統(tǒng)等設(shè)施，這就使得船舶更加輕便和流暢，達(dá)到充分載貨目的，從而減少燃料消耗和碳排放。據(jù)測(cè)算，一艘無人船至少可節(jié)省12%～15%的燃料。最主要的是，此舉可省去龐大的船員人工及其生活必需品支出、服務(wù)設(shè)施購置安裝費(fèi)和維護(hù)費(fèi)，而這些費(fèi)用占到總費(fèi)用的44%以上。三是進(jìn)一步縮減海盜威脅。目前，世界海盜依舊猖獗，至今索馬里海盜仍劫持近50名人質(zhì)。無人船的船型設(shè)計(jì)注定海盜很難登船，即使登船也很難進(jìn)入操控系統(tǒng)。地上運(yùn)營中心可隨時(shí)讓船舶拋錨或原地打轉(zhuǎn)，使海軍艦船可以很容易趕來增援。另外，沒有扣押人質(zhì)，海盜手上就少了勒索高昂贖金的籌碼，所以重新奪回船舶也更容易。四是有效解決海上專業(yè)人才短缺的困局。隨著船舶越來越復(fù)雜，船員不但要求越來越高，而且需求增長，但現(xiàn)實(shí)是船員工作生活環(huán)境艱苦導(dǎo)致越來越?jīng)]有吸引力，很多人都不愿干這行，使得此類人力資源日益稀缺。當(dāng)工作轉(zhuǎn)移到陸地運(yùn)營中心后，無人船的遠(yuǎn)程控制和無人駕駛技術(shù)無疑會(huì)重新吸引高素質(zhì)人員進(jìn)入海運(yùn)行業(yè)。五是無人船整合了船舶、港口等實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，有利于優(yōu)化全球物流和供應(yīng)鏈，可推動(dòng)多領(lǐng)域企業(yè)協(xié)同作用，從而最大限度提高船隊(duì)運(yùn)輸效率。endprint

總之，由于核心技術(shù)相對(duì)成熟和經(jīng)濟(jì)價(jià)值日益凸顯，切入智能船甚至無人船是時(shí)候了 。

技術(shù)并非最大難題

于無人船而言，業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為，信息傳輸安全性、動(dòng)力裝置穩(wěn)定性及遠(yuǎn)程操縱可靠性就是技術(shù)層面的“三座大山”。無人駕駛船首先要能感知并傳輸其周圍正在發(fā)生的狀況，以執(zhí)行復(fù)雜操作、避免碰撞，順利導(dǎo)航抵達(dá)目的地；其次要能利用很多來源的信息；最后也是最關(guān)鍵的，要能實(shí)現(xiàn)航、停、修等全面自動(dòng)化。這正如上海船舶研究設(shè)計(jì)院開發(fā)部副主任李鑫所說：“能夠做到自動(dòng)靠泊、自動(dòng)離港，無人船就能夠?qū)崿F(xiàn)了。”事實(shí)上，這些技術(shù)目前業(yè)已或正在攻克。羅·羅公司不久前成功展示了遠(yuǎn)程操控研發(fā)成果——小型岸基監(jiān)測(cè)與控制中心：船員通過交互式智能屏幕、語音識(shí)別系統(tǒng)、全息圖和無人機(jī)監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制全球范圍內(nèi)的船隊(duì)運(yùn)營。有人曾對(duì)智能系統(tǒng)的感知應(yīng)變能力表示質(zhì)疑，但看過柯潔的人機(jī)對(duì)弈后便會(huì)曉得突發(fā)情況下機(jī)器替代人員操作是何其輕易。由此可見，開發(fā)無人船在技術(shù)上幾乎不會(huì)有很大障礙和困難。

但是，更大的挑戰(zhàn)來源于法理上，即監(jiān)管機(jī)構(gòu)是否允許無人船出海運(yùn)營。國際航運(yùn)公會(huì)發(fā)言人西蒙·本納特說，根據(jù)國際法，無人駕駛船屬于非法。也就是說，無人船要投入使用，就需要徹底改變現(xiàn)行的國際海事法規(guī)，但一向保守的航運(yùn)業(yè)及相關(guān)行業(yè)基于安全考慮，對(duì)無人船的認(rèn)可度將難以短期內(nèi)有根本性提升，更別說修改和出臺(tái)與無人船相配套的新海事法規(guī)。中國船級(jí)社智能船舶工作組組長蔡玉良認(rèn)為，無人船對(duì)現(xiàn)行海事法律法規(guī)的影響主要涉及五方面：一是船舶安全法律法規(guī)，包括《國際海上人命安全公約》、《國際海上避碰規(guī)則》等；二是船員管理法規(guī)，包括《海員培訓(xùn)、發(fā)證和值班標(biāo)準(zhǔn)國際公約》、《國際勞工公約》和《船舶最低安全配員規(guī)則》等；三是海上權(quán)益與責(zé)任法律法規(guī)中涉及船長責(zé)任、海難救助、法律主體和保險(xiǎn)責(zé)任等內(nèi)容；四是運(yùn)營管理上對(duì)船舶系統(tǒng)可靠性、岸上遠(yuǎn)程管理和運(yùn)維保障、遠(yuǎn)程執(zhí)法等方面都要進(jìn)行重新介定，甚至有關(guān)船舶引航、邊檢、檢疫等涉及國家主權(quán)的法律也需作出調(diào)整；五是必須研究出與無人船相適應(yīng)的基礎(chǔ)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、安全標(biāo)準(zhǔn)、管理標(biāo)準(zhǔn)、檢驗(yàn)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

優(yōu)勢(shì)下該怎么做？

當(dāng)前，世界各地船企都在智能船舶項(xiàng)目上較勁，誰都不想輸在起跑線上。曾曉光主管表示，我國有關(guān)智能船舶的研究還處于設(shè)備綜合控制到半自動(dòng)化航行監(jiān)管的過渡階段。盡管如此，我國智能船舶產(chǎn)業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)了政策傾斜和科研推進(jìn)的良好氛圍，正享受著《中國制造2025》、《關(guān)于促進(jìn)大數(shù)據(jù)發(fā)展的行動(dòng)綱要》和《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》等重要政策，發(fā)展“大數(shù)據(jù)”已上升為國家核心戰(zhàn)略，推進(jìn)智能船舶發(fā)展成為重點(diǎn)。與此同時(shí)，我國的信息技術(shù)和大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)有著雄厚的基礎(chǔ)，發(fā)展程度并不比日韓差，某些方面甚至超過日韓，信息化與工業(yè)化融合蓬勃發(fā)展，云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等信息技術(shù)得以廣泛應(yīng)用。正如肖文偉副經(jīng)理說，雖然我國智能船舶研究整體上還處于起步跟跑階段，但隨著國家對(duì)“上天下?！钡闹匾暎ㄍ瞥鲈齑瑥?qiáng)國、智慧海洋等方略，必然會(huì)推動(dòng)我國邁向并跑甚至領(lǐng)跑行列。面對(duì)難得優(yōu)勢(shì)，我們要做的不僅是繼續(xù)加快開發(fā)有人智能船，更要未雨綢繆地?fù)屨紵o人船領(lǐng)域。

我們需要認(rèn)識(shí)到，智能船舶涉及的不僅是技術(shù)問題，是信息問題，更是監(jiān)管甚至更大的社會(huì)問題，所以發(fā)展智能船舶需要政府、科研院所、企業(yè)等多方攜手合作，而船企無疑首當(dāng)其沖。上海國際航運(yùn)研究中心信息化研究室主任徐凱說：“智能船舶的發(fā)展軌跡應(yīng)該是循序漸進(jìn)，從部分智能到全部智能，從內(nèi)河到遠(yuǎn)洋，從小船到大船，從少人駕駛到無人駕駛?！本唧w來說，可按照以下辦法展開：首先，國家層面要做好智能船舶領(lǐng)域的頂層設(shè)計(jì)和規(guī)劃，引導(dǎo)推進(jìn)相關(guān)技術(shù)研發(fā)，并要開展監(jiān)管公約研究，爭取國際話語權(quán)；其次，要先船后岸。這是因?yàn)楦叨舜?、高端系統(tǒng)更多由國外船東采購，其接受信息化會(huì)相對(duì)更快一些；第三，要先智能系統(tǒng)后智能船舶。這個(gè)系統(tǒng)是買不來的，需要自己去建。可建立具備船舶感知、分析、評(píng)估、預(yù)測(cè)、決策、控制、管理、遠(yuǎn)程支持等能力的人工智能體系，形成集自感知、自評(píng)估、自預(yù)測(cè)、自組織、自重構(gòu)于一體的智能船舶；第四，要以智能服務(wù)中心建設(shè)帶動(dòng)全產(chǎn)業(yè)鏈智能體系，這里面涉及到船舶的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、制造、使用、維護(hù)、售后、物流各個(gè)環(huán)節(jié)，需要盡快打通；第五，可通過產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟等形式跨階段全面推進(jìn)無人船研發(fā)，為迎接無人船時(shí)代到來創(chuàng)造領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。

最后，以業(yè)內(nèi)樂觀看法結(jié)尾：由于海洋環(huán)境單一障礙少，相比陸上駕駛更容易，因此無人船會(huì)比無人車更早實(shí)現(xiàn)。智能船舶究竟會(huì)掀起怎樣的大風(fēng)浪，而中國船舶業(yè)又在這場顛覆性革命中扮演什么角色？讓我們拭目以待！endprint