發(fā)展智能船舶，智能是手段而非目的
—— 訪珠海云洲智能科技有限公司創(chuàng)始人、董事長張云飛先生

本刊記者 薛龍玉

近年來，船舶智能化逐漸成為全球航運發(fā)展的一大趨勢，我國也越來越重視智能船舶的研發(fā)建造。作為國內(nèi)無人船艇開創(chuàng)者，珠海云洲智能科技有限公司建設(shè)了國內(nèi)首個無人船研發(fā)測試基地——香山海洋科技港，參與完成南極科考等重大項目以及國內(nèi)無人船艇現(xiàn)有7項標(biāo)準(zhǔn)的制定；同時，與珠海市人民政府、武漢理工大學(xué)、中國船級社共同推動建設(shè)全球最大、亞洲首個無人船海上測試場——珠海萬山無人船海上測試場，研發(fā)出了我國首艘具備自主航行功能的“筋斗云0號”貨船。在接受本刊專訪時，云洲智能創(chuàng)始人兼董事長張云飛先生向我們分享了公司成就背后的故事，以及云洲智能專業(yè)團隊對國內(nèi)外智能船舶、自主航運發(fā)展問題的深度解讀。

進軍無人船艇，初因環(huán)保結(jié)緣

云洲智能創(chuàng)立于2010年，是世界領(lǐng)先的水面機器人公司，是中國第一家專注于無人船艇研發(fā)、生產(chǎn)、銷售與提供行業(yè)解決方案為一體的高科技企業(yè)。作為中國無人船艇領(lǐng)域的開創(chuàng)者，云洲智能始終圍繞“人工智能+海洋”戰(zhàn)略，堅持自主創(chuàng)新，勇闖科技探索“無人區(qū)”，掌握無人船艇自主航行、智能避障、集群協(xié)同、人機交互、組網(wǎng)通信、高性能傳感器、系統(tǒng)集成、平臺設(shè)計等多項自主核心關(guān)鍵技術(shù)，并處于全球領(lǐng)先水平，擁有專利300多項，獲得了中國專利獎、環(huán)境保護科學(xué)技術(shù)獎、國家海洋科學(xué)技術(shù)獎特等獎、海洋工程科學(xué)技術(shù)獎特等獎等諸多獎項。

經(jīng)過多年的探索與發(fā)展，如今云洲智能在無人船艇領(lǐng)域已經(jīng)碩果累累，那么最初它是如何與智能船結(jié)緣的呢？“2008年，央視上一則講述江河污染嚴(yán)峻現(xiàn)狀的報道啟發(fā)了云洲智能的初創(chuàng)團隊，隨著國家越來越重視生態(tài)環(huán)境保護，對環(huán)境保護的投入有可能逐年加大。團隊用一年半時間輾轉(zhuǎn)全國各大水系調(diào)研后，發(fā)現(xiàn)環(huán)保行業(yè)的從業(yè)者有不少是需要在污染濃度高的地方開展工作，危險重重，強度不小，效率低下，而無人船恰可帶來變革?！睆堅骑w回憶道。以環(huán)境保護作為切入口，云洲智能研制出了世界上第一艘環(huán)境監(jiān)測無人船，成功將無人船艇應(yīng)用場景落地?，F(xiàn)在，云洲智能的無人艇版圖已經(jīng)從小船拓展到大船，應(yīng)用場景從內(nèi)河走向海洋，承載著中國人的海洋強國夢，開創(chuàng)了中國無人船艇時代。

2015年，中國船級社發(fā)布了全球首部《智能船舶規(guī)范》，引起了廣泛關(guān)注，其中模塊化的概念和云洲智能的發(fā)展思路不謀而合。張云飛坦言：“我們當(dāng)時也正在為推出智能航行等模塊化的產(chǎn)品而進行調(diào)研。在調(diào)研過程中我們發(fā)現(xiàn)，航運業(yè)是一個萬億級的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，目前面臨著諸多挑戰(zhàn)，例如船員短缺、成本激增、海盜猖獗等，與此同時海事主管部門對船舶安全和環(huán)保要求的不斷提高，也迫使船東謀求轉(zhuǎn)型升級。在了解市場需求和規(guī)模，評估了我們的技術(shù)儲備之后，我們決定進軍智能船舶和智能航運行業(yè)?！?/p>

公司的第一個智能船項目是“筋斗云”號島礁自主貨運船。珠海是一個百島之市，岸島補給需求復(fù)雜多變，船東希望開發(fā)出一款智能化程度高、靈活性好、經(jīng)濟性佳的貨運船舶。在中國船級社和武漢理工大學(xué)的支持下，云洲智能完成了需求論證分析、方案設(shè)計、項目可行性分析，并于2017年12月在上海海事展上聯(lián)合珠海市政府、中國船級社和武漢理工大學(xué)共同啟動了“筋斗云”號項目，開啟了智能航運的征程。2019年11月15日，我國自主研發(fā)的首艘具備自主航行功能的“筋斗云0號”貨船在珠海完成貨物運載首航。

發(fā)展智能船舶的多重意義

作為全球各國競相角逐的熱點領(lǐng)域，智能船舶和自主航運的發(fā)展確實能夠幫助海事行業(yè)解決當(dāng)前正面臨的一些棘手問題。海事行業(yè)涉及的面非常廣，其中比較核心的有造船、航運、海事監(jiān)管等部門。在張云飛看來，發(fā)展智能船舶和自主航運的意義主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

一是解放船員。船員的工作Difficult（困難）、Dirty（骯臟）、Dull（無聊）、Desolate（孤寂）、Dangerous（危險），智能船舶可以將船員從這樣的生活中解放出來，海上船員可以變成岸上船員，一些對航海充滿向往但又無法忍受海上工作環(huán)境的人士也可以重新選擇自己熱愛的職業(yè)。

二是保護環(huán)境。環(huán)境問題日益嚴(yán)重，綠色航運也逐漸成為航運業(yè)的一個新的主題。智能船舶在能效管理上可以做得更好，而少人化和無人化則會使船舶的固液氣排放更少，從而使船舶更加環(huán)保節(jié)能。

三是融入萬物互聯(lián)。萬物互聯(lián)（IoE）將人、流程、數(shù)據(jù)和事物結(jié)合一起使得網(wǎng)絡(luò)連接變得更加相關(guān)，更有價值。萬物互聯(lián)將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成信息，從而可帶來更加豐富的體驗和前所未有的經(jīng)濟發(fā)展機遇。船舶作為萬物互聯(lián)上的一個重要節(jié)點，通過智能化的升級，融入這張大網(wǎng)，不僅可使航運業(yè)變得更為便捷，同時還可以為其他行業(yè)提供各種數(shù)據(jù)支持。

張云飛指出，船員短缺與船員的“過客化”日益嚴(yán)重、運營成本的日益高漲和低迷的運價之間的矛盾日益加劇、船舶運營和海事監(jiān)管之間的鴻溝日益擴大已成為全球航運業(yè)面臨的主要問題。而智能船舶和智能航運的出現(xiàn)，能夠提供一種有效的解決方案。由于船員工作環(huán)境艱苦，從事船員職業(yè)的人越來越少，很多船員在經(jīng)歷了幾年的海上漂泊之后由于各種原因放棄了船員的職業(yè)生涯。智能船舶發(fā)展到高級階段，船上船員大量減少甚至沒有船員，船舶駕駛和設(shè)備維護的工作從船上轉(zhuǎn)到岸基和碼頭，這必將吸引大量的駕駛/輪機人員重回航運業(yè)。由于在船船員大幅減少，甚至出現(xiàn)無人駕駛船舶，船員的總體工資開銷會大幅減少，而少人化和智能化也會提升船舶各方面的性能，從而進一步降低運營成本，能夠有效的提高盈利能力。在自主航運時代，海事監(jiān)管部門會在船舶設(shè)計的初期就提出安全監(jiān)管要求，船東、設(shè)計部門、智能船舶設(shè)備提供商、海事安全監(jiān)管部門等各利益相關(guān)方之間的融合會更加緊密，海事安全監(jiān)管將會更加緊密地貫穿船舶從設(shè)計到拆解的全生命周期。

智能船舶行業(yè)尚有困難亟需克服

如上所述，發(fā)展智能船舶和自主航運將惠及多個領(lǐng)域，未來可期，不過這也是一個循序漸進的過程，會面臨許多困難和挑戰(zhàn)。關(guān)于全球智能船舶的發(fā)展現(xiàn)狀，張云飛表示，全球智能船舶發(fā)展的高地主要是歐洲和亞洲。前者是傳統(tǒng)的海事中心和航運中心，而后者是新興的航運中心和造船中心。具體而言，主要是歐洲的英國、芬蘭、挪威、丹麥、瑞典以及亞洲的中、日、韓。歐洲作為傳統(tǒng)的航運/海事的領(lǐng)導(dǎo)者，有望繼續(xù)引領(lǐng)航運未來的發(fā)展。

歐洲是船用設(shè)備領(lǐng)域的世界霸主。在主要的船用設(shè)備上如主機、發(fā)電機、各類船用電子導(dǎo)航設(shè)備等領(lǐng)域占據(jù)最多的市場份額。近年來，這些設(shè)備商也在積極地推進船用設(shè)備的數(shù)字化和智能化，一些傳統(tǒng)的船舶設(shè)備巨頭已經(jīng)開發(fā)了面向智能船舶/無人船的自主航行設(shè)備和智能船舶用設(shè)備。同時，歐洲也是目前海事/航運規(guī)則的主要制定者。國際海事組織、國際海事衛(wèi)星組織等和航運/海事相關(guān)的協(xié)會和組織的總部大多都在歐洲，他們制定了目前國際海事/航運業(yè)的規(guī)則，影響力巨大。而且，歐洲依然是一個航運中心，他們擁有世界航運巨頭，這些巨頭是無人航運的擁躉，為無人船項目的研究提供了資金和示范應(yīng)用場景。歐洲的項目，早期以較為容易控制的場景——渡輪作為突破，取得了較好的效果。綜合而言，歐洲的無人船發(fā)展體系最為完備，除了技術(shù)以外，他們一開始就注重法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)，同時考慮無人船的經(jīng)濟性、可持續(xù)性，是一套體系化的發(fā)展思路。

圖1 “筋斗云0號”貨船穿越港珠澳大橋

圖2 無人艇為港珠澳大橋做水下“體檢”

日、韓造船業(yè)和航運業(yè)發(fā)達，同時他們生產(chǎn)的船用設(shè)備在世界舞臺上占有一席之地。為了謀求發(fā)展，他們采取舉國體制，組成產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，集合了產(chǎn)業(yè)鏈的力量發(fā)展無人船，積極參與智能船舶相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的研究和制定，希望在船舶智能化、無人化的浪潮中占領(lǐng)先機，將來能夠在智能船舶的訂單上取得優(yōu)勢。

目前，我國的智能船舶行業(yè)取得了一系列行業(yè)公認(rèn)的成就，智能船舶產(chǎn)業(yè)已經(jīng)逐步由技術(shù)導(dǎo)向和政策導(dǎo)向轉(zhuǎn)向市場導(dǎo)向，但與此同時，也有業(yè)內(nèi)人士指出，我們還面臨著諸多的挑戰(zhàn)和困難。首先，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的建設(shè)嚴(yán)重滯后。標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、公約和法規(guī)是指導(dǎo)水面船舶設(shè)計、生產(chǎn)、檢驗、認(rèn)證、運營的主要依據(jù)。在傳統(tǒng)船舶行業(yè)，這些文本較為完備，為行業(yè)的規(guī)范、健康發(fā)展提供了有力保障。而智能船舶屬于新生事物，目前與之對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、公約和法規(guī)等極不健全，市場亟需這些文本的出臺。

其次，技術(shù)需要繼續(xù)突破。一些自主程度較低的智能船舶的商業(yè)應(yīng)用開始蓬勃發(fā)展，但自主程度較高的智能船舶項目尚在試驗階段，距離商業(yè)應(yīng)用存在一定距離。

再次，對自主航運體系的研究和建設(shè)相對滯后。與智能船舶本身技術(shù)相比，關(guān)于自主航運體系的研究還太少。智能船舶并不是獨立運行的個體，而是航運體系中的一個重要環(huán)節(jié)。智能船舶與航運體系如航標(biāo)、航道、交管、港口碼頭乃至物流的對接，是智能船舶發(fā)揮商業(yè)價值的重要基礎(chǔ)，但目前相關(guān)的研究和建設(shè)尚未正式啟動。

最后，產(chǎn)業(yè)界的協(xié)同尚不如歐洲、日韓等國。我國無人船產(chǎn)業(yè)雖然成立了一些聯(lián)盟，如無人貨物運輸船開發(fā)聯(lián)盟，中國無人船產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展聯(lián)盟等，但聯(lián)盟主要以項目為主體推進工作，在產(chǎn)業(yè)生態(tài)建設(shè)層面略顯欠缺。

圖3 ME40小型全自動測繪無人船

無人船商業(yè)化運營，標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)建設(shè)是關(guān)鍵

大型無人船的商業(yè)化運營一直是行業(yè)討論的熱點話題，談及此，張云飛直言：“大型無人船的發(fā)展是一個必然趨勢。”100年前，泰坦尼克號上有500名船員，當(dāng)今最大的“海洋綠洲”號郵輪才20多名船員。從500名船員到20名船員用了一個世紀(jì)，從20名船員到10名再到2名甚至到?jīng)]有在船船員，用的時間肯定會大大縮短。但由于航運業(yè)的高度國際化，大型無人船要走向商用，除了技術(shù)的進步之外，還需要各國的海事界共同協(xié)商，制定新的規(guī)則，而這肯定是一個漫長的過程。

許多業(yè)界專家認(rèn)為大型無人船要實現(xiàn)真正的商業(yè)化運營還需要一段時間，這個觀點張云飛也贊同，但是他認(rèn)為主要問題一方面是技術(shù)，另一方面是相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、法律法規(guī)的建設(shè)?！帮L(fēng)險永遠(yuǎn)存在，安全監(jiān)管的目的不是把風(fēng)險降低為零，而是將風(fēng)險控制在可以接受的范圍內(nèi)。標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、法律法規(guī)制等是安全監(jiān)管的依據(jù)，在這些基礎(chǔ)尚未制定的時候，要推廣商業(yè)運營存在諸多問題，例如如何獲得海事部門的適航認(rèn)可、如何進行船舶配員的設(shè)置、如何購買保險、出現(xiàn)事故責(zé)任如何認(rèn)定等等。只有把這些問題都解決了，真正的商業(yè)化運營才能實現(xiàn)。當(dāng)然，我們也可以在示范區(qū)進行先行先試，通過實踐總結(jié)經(jīng)驗和教訓(xùn)，完善相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、法律法規(guī)。”

測試與驗證能力建設(shè)也是智能船舶發(fā)展的重要一環(huán)，無人船要實現(xiàn)商業(yè)運營也離不開前期的測試與驗證。2018年，我國首個無人船海上測試場在珠海萬山正式啟用，2019年，國內(nèi)首個無人船研發(fā)測試基地——香山海洋科技港也正式建成，作為這兩個項目的聯(lián)合發(fā)起方，云洲智能對它們的重要作用有著深刻的認(rèn)知。

張云飛指出，這兩大測試基地在我國海上無人系統(tǒng)與智能裝備產(chǎn)業(yè)的發(fā)展中將發(fā)揮如下重要作用：一是解決無人船研發(fā)、測試、檢驗、試航、示范運營等各個階段的需求，實現(xiàn)研發(fā)規(guī)范化、測試標(biāo)準(zhǔn)化、試驗流程化、試航常態(tài)化，提升測試效率進而提高研發(fā)效率，為探索、建立無人船測試標(biāo)準(zhǔn)、無人船技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、無人船航運法規(guī)、運營模式提供必要的條件。

二是推動無人系統(tǒng)與智能裝備產(chǎn)業(yè)工程、科學(xué)人才以及產(chǎn)業(yè)人才的聚集，促進產(chǎn)業(yè)的協(xié)同發(fā)展。無人系統(tǒng)與智能裝備產(chǎn)業(yè)作為一個新興產(chǎn)業(yè)，急缺大量專業(yè)的技術(shù)人才、法律人才、管理人才，需要盡快匯聚上下游的資源，形成協(xié)同創(chuàng)新，共同開展技術(shù)研究與交流，打造產(chǎn)業(yè)的生態(tài)鏈。而這兩個測試研發(fā)基地正好可以起到生態(tài)鏈孵化平臺的作用。

三是推廣應(yīng)用示范，推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展。兩個測試研發(fā)基地可作為海洋無人系統(tǒng)新技術(shù)、新產(chǎn)品、新業(yè)態(tài)、新模式展示發(fā)布和交流合作的主要窗口，通過示范的先導(dǎo)作用，推動技術(shù)改進、完善安全監(jiān)管措施、帶動市場推廣。

創(chuàng)新領(lǐng)航未來

在張云飛眼中，智能是手段而非目的，安全、經(jīng)濟、環(huán)保、高效才是發(fā)展智能裝備的目的。目前，云洲智能的產(chǎn)品線已經(jīng)覆蓋了環(huán)保、海洋調(diào)查、安全巡邏、風(fēng)電運維、科技文旅等多個層面，為這些不同領(lǐng)域提供著經(jīng)濟、高效的服務(wù)。云洲無人船艇已在第34次南極科考、青藏高原冰川湖泊科考、南海島礁調(diào)查、天津港爆炸應(yīng)急處置、江蘇響水爆炸應(yīng)急處置、長江入河排污口排查整治等國家重大任務(wù)中發(fā)揮關(guān)鍵作用，在精度、效率、成本等各方面大放異彩，獲得了相關(guān)部門及各級領(lǐng)導(dǎo)的高度認(rèn)可，迅速培育激活需求市場，帶動行業(yè)興起。云洲無人船艇獲取的大量精準(zhǔn)數(shù)據(jù)以及寶貴實操經(jīng)驗，有效填補了行業(yè)空白。云洲智能還參與規(guī)劃編制中國現(xiàn)有的全部7項行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，推動了產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，以技術(shù)創(chuàng)新助推海洋強國戰(zhàn)略。

“創(chuàng)新領(lǐng)航未來”是云洲智能的發(fā)展理念，他們一直密切關(guān)注著前沿技術(shù)動態(tài)。張云飛表示：“感知、認(rèn)知、決策是智能技術(shù)的核心。感知主要依賴于更好的傳感器，認(rèn)知可以通過大數(shù)據(jù)、機器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)融合，決策則基于各種算法和高性能計算，這些相關(guān)的技術(shù)我們一直都在關(guān)注?！?/p>

“人類的未來在太空和海洋，然而目前人類對太空的了解遠(yuǎn)比海洋多得多，占據(jù)地球地表面積70.78%的廣闊海洋，如同一個空白的數(shù)據(jù)庫，未知而神秘。復(fù)雜、多變、高危的海洋環(huán)境人類無法生存，規(guī)?；暮Ｑ筇剿?、開發(fā)與經(jīng)營只能依靠無人設(shè)備來承擔(dān)?！睆堅骑w感慨道。“中國是海洋大國，但是海洋關(guān)鍵核心設(shè)備、高端儀器的國產(chǎn)化率很低，云洲智能堅持深耕無人船艇+海洋應(yīng)用，打造更多國之重器，讓無人船艇替代人力積極探索海洋這個未來的大農(nóng)場、大礦場、大工廠，推動海洋經(jīng)濟發(fā)展，踐行海洋強國戰(zhàn)略?！?/p>