從應(yīng)對疫情看加快水運科技發(fā)展的趨勢與需求

高峰 趙旭 胡克 于濱

摘 要：2020年突如其來的新冠病毒肺炎疫情引起了一系列社會運轉(zhuǎn)模式調(diào)整和人們行為模式改變，也給水運行業(yè)帶來影響，由于隔離是最有效的預(yù)防和控制手段，因此實現(xiàn)非接觸、無人化和智能化航運的優(yōu)勢就體現(xiàn)出來，將加快推動傳統(tǒng)港口水運作業(yè)模式的變革。如今，隨著人工智能、大數(shù)據(jù)等新興技術(shù)的快速發(fā)展，為水運港航行業(yè)的創(chuàng)新變革提供了技術(shù)上的保障，面對疫情這類危機和特殊時期也將為其快速加快研發(fā)帶來契機和推動作用，勢必加速這一未來趨勢早日實現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：疫情;水運;安全;發(fā)展

這個2020年的新年伊始注定是一個不平凡的開局，自新型肺炎疫情爆發(fā)至今，作為重大公共事件，每一個消息都密切牽動著人心。國際社會對我國疫情反應(yīng)也各不相同，但世衛(wèi)組織的更加重要，這將對中國外貿(mào)和海運物流等造成影響。伴隨人類社會的發(fā)展歷程，瘟疫始終如影隨形，總是在人們毫無防備之時來個突然襲擊，破壞和挑戰(zhàn)我們的心理與科技乃至意志。但另一方面，如同自然災(zāi)害一樣，也能從很多方面促成人們的反思與技術(shù)進(jìn)步，甚至推動社會發(fā)展與改變文明的走向。

科技進(jìn)步使人類對災(zāi)害和危機的認(rèn)知能力得到顯著提升，組織有效的應(yīng)對措施則成為人類災(zāi)害管理知識體系中的一部分[1]。交通水運行業(yè)一直以來積極深入實施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，努力增強自主創(chuàng)新能力，建設(shè)創(chuàng)新型國家，水運科技進(jìn)步日新月異，科技實力伴隨交通水運的發(fā)展同步壯大，為我國綜合國力的提升提供了重要支撐[2]。目前，新型冠狀病毒的流行，為有效切斷病毒傳播途徑，遏制疫情蔓延勢頭，水運碼頭封閉、船舶停運、操作人員隔離休假等等，往往是極端情況下采用的常用手段和措施，其對行業(yè)影響正在逐步顯現(xiàn)。由此也聯(lián)想到疫情的發(fā)生對于未來水運技術(shù)的發(fā)展、特別是應(yīng)對危機時的需求，本文談一些觀點，以拋磚引玉。

1 對水運行業(yè)的當(dāng)前影響

全球市場情緒受影響，全球股票市場恐慌性拋售增多（日韓歐美股市和布倫特原油價格均受挫）。中國主要城市/地區(qū)之間以及與其他國家的交通運輸均受到壓力。如各郵輪公司已經(jīng)相繼宣布暫停 2020 年1月底/2月初從中國母港出發(fā)的郵輪航次，在郵輪市場在經(jīng)歷前2017和2018年的快速發(fā)展后，2019年投入中國市場的郵輪運營計劃調(diào)整明顯，然而2020 年開年不利，取消航次占全球郵輪運力的 4.1%[3]。此次疫情還可能會波及中國及亞洲其他地區(qū)的港口，根據(jù)克拉克森研究數(shù)據(jù)顯示（見圖1），過去一年中中國大陸的港口被全球船隊掛靠共計約 280，000 次，占全球港口掛靠數(shù)量的 7%。其中散貨船和集裝箱船在中國水域的時間占全球活動時間的份額最高，分別達(dá)到10%和9%。目前整體來看，疫情對以全球海運為主的港口 1-2 月貨物吞吐量影響中性偏負(fù)面，但對全年影響相對較小，除非中國被世界衛(wèi)生組織限制國際貿(mào)易，則對航運和港口企業(yè)影響將較為直接[4]。

同時，受疫情影響更為明顯的內(nèi)河運輸格局有可能發(fā)生改變，特別是長江航運，由于此次疫情的發(fā)源于黃金水道的中間湖北省，其省內(nèi)港口內(nèi)貿(mào)貨物吞吐量占長江內(nèi)河的8.2%，其中武漢港口內(nèi)貿(mào)貨物吞吐量占據(jù)全省近30%[5]。由此可見，這次疫情所采取的防疫措施勢必對該區(qū)域的內(nèi)貿(mào)水運行業(yè)帶來沉重打擊，進(jìn)而導(dǎo)致整個長江內(nèi)河運輸格局隨之發(fā)生改變。

2 發(fā)展趨勢

作為重大公共事件，特殊時期為抗擊疫情的所采取的所有措施，必然引起了一系列社會運轉(zhuǎn)模式調(diào)整和人們的行為模式改變[6]，如同我們經(jīng)常提到的防災(zāi)減災(zāi)一樣，疫情發(fā)展也將會給水運技術(shù)的發(fā)展需求帶來哪些趨勢展望呢？ 由于隔離是最有效的預(yù)防和控制手段，因此實現(xiàn)無人船、無人碼頭等智能航運的優(yōu)勢就體現(xiàn)出來，隔離在家辦公或者異地調(diào)度的遠(yuǎn)程控制無疑在此時將發(fā)揮顯著優(yōu)勢。歷經(jīng)十七年的時光穿梭，當(dāng)年的非典SARS，推動了電子商務(wù)的崛起，開啟了一個嶄新的時代，間接帶動第三方支付、現(xiàn)代物流乃至團(tuán)購、外賣等一眾行業(yè)的壯大。如今，時代已經(jīng)步入2020年，面對SARI隔離依舊是首選方，但快速發(fā)展的經(jīng)濟(jì)社會運轉(zhuǎn)體系下，長時間的隔離勢必造成各行各業(yè)的影響，特別是國際貿(mào)易與航運物流，從這層面上本次疫情將加快推動傳統(tǒng)港口水運作業(yè)模式的變革，即無人船、無人碼頭等一些列水運智能化技術(shù)的快速應(yīng)用。如今，人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等新興技術(shù)的飛速發(fā)展又為水運港航行業(yè)的變革提供了技術(shù)上的保障，近幾年探索頗多的智慧交通、智能水運在與傳統(tǒng)港口水運模式相比，將發(fā)揮諸多優(yōu)勢，面對疫情這類危機和特殊時期也定將為其快速加快研發(fā)帶來契機和推動作用，勢必加速這一未來趨勢早日實現(xiàn)。

2.1 非接觸化趨勢

非接觸化這一詞最早用在軍事領(lǐng)域，體現(xiàn)的是一種作戰(zhàn)樣式的未來趨勢。而在民用領(lǐng)域，隨著全球高端技術(shù)的發(fā)展，安全和便捷的需求越來越高，這也促使了技術(shù)的發(fā)展，更多的體現(xiàn)在一種不同于傳統(tǒng)測試方式的創(chuàng)新技術(shù)，如非接觸式IC卡、非接觸式傳感器等等。疫區(qū)隔離狀態(tài)下的安全生產(chǎn)重在防患于未然，對于需要各個環(huán)節(jié)都需要對接溝通的港口水運行業(yè)來說，其防疫安全隱患就在不可避免的存在人員間的接觸，包括船員、碼頭工作人員、船檢、引航、貨運代理等等，甚至?xí)l繁的與國外人員接觸，這會讓所有參與人員暴露在極其危險的境況之下。同時，這也意味著除非關(guān)閉港口、封船停運……否則難以實現(xiàn)隔離，這無疑增大了疫情控制的難度。

實現(xiàn)人與人間的非接觸是應(yīng)對疫情狀態(tài)下的終極追求，支撐的是各種創(chuàng)新技術(shù)、甚至顛覆性技術(shù)。信息技術(shù)、通訊技術(shù)、無人技術(shù)、人工智能技術(shù)就是改變傳統(tǒng)水運形態(tài)的顛覆性技術(shù)，值得加大投入、深入研究和持續(xù)研究。從人類命運共同體的角度看，航運涉及區(qū)域間乃至全球的互通，水運行業(yè)更應(yīng)盡最大努力避免人員的接觸所導(dǎo)致大規(guī)模疫情擴散。在這種特殊時期，更應(yīng)強調(diào)非接觸，通過更精準(zhǔn)的操作達(dá)到目標(biāo)運輸?shù)哪康摹?/p>

2.2 無人化趨勢

如今無人駕駛汽車的概念已經(jīng)為大家熟悉，無人駕駛的遠(yuǎn)洋散貨船、集裝箱船等馳騁在大洋上的效果圖也逐漸開始進(jìn)入人們視野（如圖2），距離其大規(guī)模應(yīng)用的實現(xiàn)也是指日可待。隨著自主無人技術(shù)的快速發(fā)展，無人船滿載貨物跨洋而來并抵達(dá)目的港口，引航靠泊以及系纜裝卸等作業(yè)如果也是由機器人實現(xiàn)的自動化控制，又是一番什么樣的景象呢？這樣全過程實現(xiàn)無人化，是否在抗擊疫情擴散的特殊時期發(fā)揮其獨特優(yōu)勢呢？水運交通的無人化既包括航行船舶、進(jìn)出港引航、靠離泊作業(yè)、也包含運輸終端碼頭以及裝卸物流等一系列過程。船舶實現(xiàn)自主航行技術(shù)、可靠的衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)、惡劣環(huán)境下結(jié)構(gòu)材料耐用性技術(shù)、高續(xù)航力機動推進(jìn)技術(shù)、數(shù)據(jù)保密技術(shù)、信息通訊技術(shù)、人工智能技術(shù)等等，都將在這一領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。毋容置疑的是，無人化在未來航運上將越來越承擔(dān)重要角色，是未來發(fā)展的趨勢。

這方面，歐洲企業(yè)在船舶行業(yè)擁有傳統(tǒng)技術(shù)優(yōu)勢，也是最先拓展無人船舶業(yè)務(wù)發(fā)展的，自主控制無人船真正實現(xiàn)徹底的無人化，其目標(biāo)將是在2025年實現(xiàn)商船海上運輸?shù)淖灾骺刂?。我國的無人船研發(fā)也緊隨其后，全球首個有關(guān)無人船的行業(yè)規(guī)范，即中國船級社（CCS）在積極適應(yīng)國際發(fā)展形勢推進(jìn)我國的智能船舶標(biāo)準(zhǔn)體系建立，于2015年12月發(fā)布《智能船舶規(guī)范》（2015），并在運行不足五年的2019年12月發(fā)布了《智能船舶規(guī)范》（2020）……中國無人船開發(fā)聯(lián)盟于2017年成立，16家開發(fā)聯(lián)盟成員單位共同建立了無人船研究開發(fā)技術(shù)體系[7]。無人船可能會徹底改變船舶設(shè)計與運營格局，并影響全球航運的監(jiān)控與運作。

隨著全自動無人作業(yè)碼頭技術(shù)的逐步完善，從船舶智能引航、碼頭自動化系靠泊輔助裝置、搭配協(xié)作機器人、AGV等自動化設(shè)備，將船舶從海上、進(jìn)港、靠離泊到實現(xiàn)貨物作業(yè)區(qū)100%無人化操作，極大提高貨物倉儲、發(fā)運效率，減少人力成本和作業(yè)差錯率，并大幅度提高項目的整體自動化程度、空間利用率及運行效率，這一點在應(yīng)對疫情等重大公共危機條件下無疑將顯得更為從容。

2.3 智能化趨勢

無人化背后的一項重要支撐技術(shù)即是人工智能，無人船航行、進(jìn)港、靠泊和碼頭裝卸作業(yè)等環(huán)節(jié)。無人航運、無人化碼頭的正常運行依靠的是人工智能技術(shù)的支持，是可以如同有人作業(yè)一般的秩序井然。基于大量模擬仿真和深度學(xué)習(xí)，智能技術(shù)能將各種應(yīng)變之策預(yù)置于系統(tǒng)，并使之具備自適應(yīng)性、自主學(xué)習(xí)更新的能力。

港口是基礎(chǔ)設(shè)施的一部分，但其戰(zhàn)略意義遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越一般的基礎(chǔ)設(shè)施，是綜合國力的重要組成部分。隨著當(dāng)今世界科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，各領(lǐng)域?qū)?chuàng)新技術(shù)應(yīng)用的不斷推進(jìn)，以云計算、大數(shù)據(jù)等為代表的新技術(shù)手段朝著規(guī)?；?、協(xié)同化和智能化方向快速發(fā)展，信息與自動化技術(shù)既是推動未來港口現(xiàn)代化、智能化的一項非常重要的內(nèi)容，也是重要的發(fā)展機遇，甚至成為港口未來發(fā)展走向的決定力量。在全球港口不斷向第五代港口邁進(jìn)，逐步加快升級創(chuàng)新的背景下，港口的智能化建設(shè)已被視為提升其核心競爭力的重要手段，也是其提高作業(yè)效率、降低成本的關(guān)鍵所在。此背景下，我國諸多港口紛紛嘗試將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、云計算技術(shù)、地理信息系統(tǒng)（GIS）等等信息技術(shù)應(yīng)用到港口生產(chǎn)中，一些智能化港口紛紛亮相投入運營，如圖3中的上海洋山港和青島港，在智能化碼頭運營管理方面走在了前列。

交通運輸部水運局于2017年出臺了《關(guān)于開展智慧港口示范工程的通知》，選取一批港口開展智慧港口示范工程建設(shè)，以帶動我國港口信息化、智能化水平的提升。同時，交通運輸部《智能航運發(fā)展指導(dǎo)意見》、工信部《智能船舶發(fā)展行動計劃（2019-2021）》、中國港口協(xié)會《AI賦能全局化智慧港口》行業(yè)藍(lán)皮書等，均已提出港口正在從自動化走向智能化，保持與世界先進(jìn)水平同步甚至超越。目前，國外在智能化港口系泊系統(tǒng)方面已經(jīng)作了大量工作，并且在實際港口碼頭中得以應(yīng)用。這方面歐洲走在了前列，如Cavotec公司的MoorMaster、TRELLEBORG公司的AutoMoor系統(tǒng)等，均為實現(xiàn)智能化系泊作業(yè)提供了創(chuàng)新解決方案，如圖4所示[8]。類似系統(tǒng)在船靠船的海上過駁作業(yè)實施過程中取得了良好的使用效果，國外也進(jìn)行了大量的測試研究工作。 智能化船舶、無人化港口理貨作業(yè)都已成為現(xiàn)實，解決了由遠(yuǎn)洋至港口、由碼頭到堆場到后方的智能技術(shù)，那么在這一趨勢下利用智能化自動控制技術(shù)保證船舶系靠泊作業(yè)安全以代替多年來的傳統(tǒng)帶纜方式也已經(jīng)成為可能，由船到碼頭的這最后一段實現(xiàn)智能化也是必然所驅(qū)。實現(xiàn)水運全過程的智能化是大勢所趨，中國的智能港航發(fā)展是一個不可逆的趨勢，將給整個港口與航運業(yè)帶來顛覆性的變革，我們也應(yīng)抓住這一次歷史機遇！

3 結(jié)語

隨著“交通強國水運篇”的徐徐展開，適應(yīng)未來的水運科技現(xiàn)代化已經(jīng)成為交通強國建設(shè)的核心篇章，我國水運業(yè)正通過不斷地自主創(chuàng)新，突破和掌握核心關(guān)鍵技術(shù)，應(yīng)對不斷提升的安全需求持續(xù)推動行業(yè)科技進(jìn)步，全力支撐國家建設(shè)發(fā)展的核心競爭力，定能從容面對未來一切挑戰(zhàn)?？v觀人類歷史文明的發(fā)展歷程，所有的變革皆因時勢所趨，而所有變革均會促成和加速人類的科技進(jìn)步，且隨之中推進(jìn)了一系列行業(yè)模式的轉(zhuǎn)變，進(jìn)而引領(lǐng)了新的發(fā)展方向。眾志成城，相信全國人民團(tuán)結(jié)一心，定將消滅新型冠狀病毒SARI，而經(jīng)歷過這樣一場與人類生存與百姓生活密切相關(guān)的考驗，雖然面臨較多技術(shù)挑戰(zhàn)，但是這次疫情無疑推動了其發(fā)展，也正帶給水運行業(yè)在某一種層面上對科技創(chuàng)新必要性的充分期待與需求。

參考文獻(xiàn)：

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基金項目：中央級科研院所基本科研業(yè)務(wù)費資助項目（TKS180402）