波音飛機(jī)空難對船舶自動化駕駛的警示

齊建偉

（青島引航站，山東 青島 266005）

1 航海與航空歷史發(fā)展淵源

隨著更加開放、包容的世界環(huán)境發(fā)展趨勢，航海與航空在人類歷史發(fā)展過程中，尤其經(jīng)濟(jì)文化交流中起著至關(guān)重要的作用，是人類通過自身努力脫離賴以生存的陸地而形成的兩種交通方式。航海運(yùn)輸具有大規(guī)模性，航空運(yùn)輸具有快捷性。航海的發(fā)展歷史久遠(yuǎn)，在中國，距今7000 年前的新石器時代晚期，中華民族的祖先就已經(jīng)利用原始舟筏在海上航行。而飛機(jī)則是要脫離地面，克服地球引力，必須有自身動力，不比海上航行的船舶可以依靠風(fēng)力，因此真正意義上的飛機(jī)僅僅起始于20世紀(jì)初期美國萊特兄弟研發(fā)出依靠自身動力飛行的飛行器，距今不過僅僅100 多年。許多航空專業(yè)詞匯源于航海專業(yè)詞匯，航空歷史發(fā)展雖然短暫，雖然晚于航海，但是因其便利性，在眾多資本的支持下，其自動化程度已經(jīng)遠(yuǎn)超過航海，在自動駕駛方面航空已經(jīng)達(dá)到了非常先進(jìn)的水平。因此航海與航空兩種運(yùn)輸模式相輔相成，互為彌補(bǔ)的同時在駕駛技術(shù)方面也是互相影響著對方，不可否認(rèn)的是未來航海與航空自動化程度會越來越高，最終的智能化交通格局將是一次偉大的顛覆性的革命，將會推動人類發(fā)展進(jìn)入新紀(jì)元。

2 回顧波音空難及致因

2.1 令人心痛的兩次空難

2018年10月29日，新加坡獅航一架波音737MAX-8 客機(jī)墜毀，導(dǎo)致189 人遇難。2019 年03 月10 日，埃塞俄比亞航空公司的一架波音737MAX-8 客機(jī)墜毀，導(dǎo)致157 人遇難。

2.2 事故原因揭秘

民用航空領(lǐng)域的自動化駕駛已經(jīng)普及了幾十年，追蹤這兩起空難事故初期調(diào)查結(jié)果，初步認(rèn)為事故原因是由于波音公司2017 年開始交付的737MAX 系列中加裝的一套智能系統(tǒng)－機(jī)動特性增強(qiáng)系統(tǒng)（MCAS）所致，飛機(jī)自動化駕駛系統(tǒng)中的這個智能化功能故障。飛機(jī)有兩套攻角傳感器，其中任何一套故障，系統(tǒng)便會傾向于使用最惡劣的往往是最不可靠的數(shù)據(jù)做指引，以自動俯沖方式獲得加速，按照最大攻角來觸發(fā)，觸發(fā)之后自動推桿10 秒鐘，然后改平，而飛行員往往要自己發(fā)現(xiàn)飛機(jī)在俯沖，才發(fā)現(xiàn)機(jī)翼被A 程序動過了，而且A 程序在飛行員已經(jīng)關(guān)閉自動駕駛儀認(rèn)為自己在完全控制飛機(jī)時仍然在后臺運(yùn)行，并且A 程序做事是認(rèn)真負(fù)責(zé)到底的，每隔5 秒鐘再次自動讓飛機(jī)進(jìn)行俯沖，最終展開人機(jī)大戰(zhàn)的結(jié)局是機(jī)毀人亡。

3 飛機(jī)與船舶自動化駕駛發(fā)展歷程

3.1 交通工具的自動化發(fā)展之路

駕駛技術(shù)的發(fā)展路徑是人工駕駛、半自動化駕駛、爾后全自動駕駛，直至發(fā)展到智能駕駛技術(shù)，智能駕駛是加入了人一樣的智慧程序，根據(jù)條件不同作出各種不同的反應(yīng)與應(yīng)對方案，其具有智慧的自行判斷能力，是自動化駕駛的更高層面。

自動化駕駛有其先進(jìn)性，但是自動化駕駛只能處理其所設(shè)定的、設(shè)計(jì)者所預(yù)想到的各種情況，然而外界環(huán)境千變?nèi)f化，機(jī)器本身也有其故障率，內(nèi)外部環(huán)境與條件錯綜復(fù)雜，一旦遇到此類情況，自動化系統(tǒng)能否做出正確的處理呢？

3.2 飛機(jī)自動化駕駛的發(fā)展

以現(xiàn)在的技術(shù)水平，雖然飛機(jī)可以自動完成降落，前提是在沒有任何特殊情況下才有保證。為了保證飛行安全，在飛機(jī)降落實(shí)踐過程中，不采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行自動控制，而轉(zhuǎn)由飛行員來操縱降落，飛行員可以實(shí)現(xiàn)對自動駕駛儀和領(lǐng)航模式的控制。但是伴隨科技進(jìn)步，人工智能發(fā)展迅猛，機(jī)器被賦予了更高的自主能力，有了對抗制造他們的人類的傾向，這可是一把雙刃劍，當(dāng)出現(xiàn)緊急情況時，自動化駕駛系統(tǒng)不再是我們的支持者，反而是不達(dá)目的不罷休的死亡威脅。

飛機(jī)自動化駕駛技術(shù)通過大量資金、人力、物力的干預(yù)發(fā)展至今尚且不能做到完全的智能化無人駕駛，現(xiàn)在僅僅是智能化飛機(jī)駕駛的雛形，只是智能化飛機(jī)駕駛的發(fā)展初期階段，就會出現(xiàn)如此悲慘的空難事故，這不得不給相關(guān)科技研發(fā)、安全技術(shù)監(jiān)管等部門敲響警鐘，安全如何保障一直是駕駛行為中的重中之重。

3.3 船舶自動化駕駛的發(fā)展

船舶的自動化駕駛發(fā)展了很多年，自動操舵系統(tǒng)便是初期的船舶自動化駕駛系統(tǒng)，由于其精度及其外界情況的原因，我們有法律約束，狹水道航行等情況下必須轉(zhuǎn)換成人工操舵。放眼現(xiàn)在的航海界，有很多科技工作者為了船舶的無人化操作、全自動化駕駛夜以繼日地忙碌著，這的確是時代發(fā)展的必然。人工智能能否完全取代引航員的進(jìn)出港操縱呢？在追求安全高效、環(huán)境保護(hù)和經(jīng)濟(jì)效益的今天，這些能否完全保障呢？港口水域外界情況千變?nèi)f化，天氣、海況、交通流、泊位狀況、各種水上漂浮物等一切的判斷，人工智能能否完全勝任呢？

3.4 船舶自動化駕駛的現(xiàn)狀

當(dāng)前我國的無人駕駛船舶技術(shù)在海洋勘察探索和環(huán)境檢測方面執(zhí)行著重要的作用，對我國的航海業(yè)與造船業(yè)有著重要的影響與社會意義，為船舶自動化駕駛的下一步發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。當(dāng)然，放眼全球，目前無人駕駛船舶技術(shù)還有很多不足，比如在船舶自動航行的時候仍然需要很多的人為方面的干預(yù)，人們既要接受岸基控制中心的控制，還要保證較高的可靠性?，F(xiàn)在的自動航行技術(shù)還必須在天氣良好和海況較好的情況下才能使用，這樣的話當(dāng)然就大大的限制了無人自動駕駛的適用范圍。所以我們需要一種由多傳感器技術(shù)融合性地使用，我們可以將雷達(dá)和衛(wèi)星圖像、傳感器數(shù)據(jù)、GPS數(shù)據(jù)等相融合，來使用到無人駕駛船舶的技術(shù)中。如果這種方式能夠成功的應(yīng)用，那么將會很大程度地減少使用人工的程度，這種無人駕駛技術(shù)也會很大程度地提升船舶進(jìn)行各種海上完成任務(wù)有效的成功性。

目前開展智能船舶研究并且進(jìn)入實(shí)船應(yīng)用的國家有美國、英國、丹麥、日本、澳大利亞等國家，我國也在智能船舶駕駛領(lǐng)域積極探索，對于智能船舶的研發(fā)也同樣熱情高漲，并獲得了業(yè)界的廣泛稱贊，不論是“大智”輪、“明遠(yuǎn)”輪、“明卓”輪，還是“凱征”輪、“新海遼”輪，都擁有支撐全船智能系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)和信息平臺，可實(shí)現(xiàn)船舶航行輔助自動駕駛及決策、航線航速優(yōu)化、開闊水域自動避碰、智能貨物/液貨管理、綜合能效管理、設(shè)備運(yùn)行維護(hù)、船岸一體通信等功能。中國船級社也于近期出臺了2020 版《智能船舶規(guī)范》，無疑將引領(lǐng)智能船舶走向深入發(fā)展之路。

4 船舶自動化駕駛的優(yōu)點(diǎn)

4.1 節(jié)省大量人力和經(jīng)濟(jì)支出

隨著船員勞動力成本的增加，船員工資待遇的支出對于船舶運(yùn)營商來說是一項(xiàng)重要的開支，由于船員工作崗位的特殊性，以及陸地崗位工資薪酬的提高，很多船員棄船上岸，選擇船員職業(yè)的年輕人也越來越少，船員職業(yè)的高薪已經(jīng)失去了往日的誘惑力，歐、美、日等發(fā)達(dá)國家船員數(shù)量減少尤為嚴(yán)重，船舶自動化駕駛能夠逐步解決世界范圍內(nèi)的船員招聘難的問題，隨著經(jīng)濟(jì)全球化進(jìn)程的加速，航運(yùn)在全球貿(mào)易中所占比例尤顯突出，自動化駕駛優(yōu)勢愈發(fā)明顯。

4.2 船舶自動化駕駛能夠降低海上交通事故

避免人為失誤，通過程序計(jì)算適配出最佳避碰方案，即使船舶發(fā)生海難事故，也能夠最大限度地降低損失，降低了船員生命威脅。

5 船舶自動化駕駛技術(shù)的反思

5.1 人機(jī)協(xié)作而非機(jī)器代替人

當(dāng)船舶航行過程中突遇緊急或者其他特殊情況時，人工能夠快速接管船舶的指揮權(quán)，解除自動駕駛狀態(tài)，且自動駕駛系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)徹底停止工作，只保留其他信息收集、整理、顯示等功能，由人工根據(jù)自身判斷進(jìn)行下一步措施，由人工協(xié)作處理此類特殊情況。智能化駕駛技術(shù)發(fā)展方向是增強(qiáng)人的技能，幫助人類提高效率，而并非完全代替人類活動。

5.2 人工智能技術(shù)的發(fā)展應(yīng)該是輔助人類作出正確的決策

人工智能的程序可以在某些專業(yè)領(lǐng)域超過人類，比如阿爾法狗圍棋方面、圖像識別方面、故障預(yù)測方面等，但這并不意味著在實(shí)際的船舶駕駛活動中，人工智能作出的判斷能夠完全代替人類在復(fù)雜環(huán)境狀況下，憑借自身經(jīng)驗(yàn)，甚至是直覺快速做出正確判斷的能力。

6 船舶自動化駕駛的未來

我們不可否認(rèn)的是科技的進(jìn)步是歷史發(fā)展的潮流與趨勢，不可逆大勢而為之，但是科技發(fā)展的基準(zhǔn)在哪里，就跟人類發(fā)展至今我們有一個道德的標(biāo)準(zhǔn)，在法律約束著我們?nèi)粘Ｉa(chǎn)生活時，我們還有道德的標(biāo)準(zhǔn)來做出最終裁決，也就是我們的紅線。同樣的道理，人工智能的科技發(fā)展之路如何在使用過程中為我所用，幫助人類實(shí)現(xiàn)更加廣闊的目標(biāo)，而不是完全取代人類活動，值得我們?nèi)ド钏肌Ｈ绻覀兒胶Ｈ四軌蚍阑加谖慈?，在不斷發(fā)展的無人化智能駕駛面前，不忘主觀能動的重要性，在船舶操縱中充分利用合理的自動化儀器儀表數(shù)據(jù)，暫時屏蔽掉不為我用的人工智能對船舶的主導(dǎo)權(quán)，充分發(fā)揮人為對應(yīng)急情況的靈活應(yīng)變能力，不斷探索保證船舶安全之路。

人的智能是任何自動化裝置甚至智能機(jī)器（intelligent machine）所無法比擬的，在當(dāng)前科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平下，船舶運(yùn)營中一些最困難、最復(fù)雜的控制任務(wù)如應(yīng)急、避碰、靠離泊等還得依靠人工操作完成，然而為了研制完成同樣任務(wù)的自動控制裝置如自動避碰系統(tǒng)、自動靠離泊控制器等，人的操作經(jīng)驗(yàn)及由此獲得的船舶運(yùn)行數(shù)據(jù)是最寶貴的信息來源。

智能船舶駕駛還有相當(dāng)長的路要走，不能單純從效率、經(jīng)濟(jì)等方面考量，更應(yīng)從安全、有效、可靠等方面去評估，智能船舶駕駛確實(shí)是百年大計(jì)，任重道遠(yuǎn)。

7 總結(jié)

區(qū)塊鏈、虛擬現(xiàn)實(shí)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的推廣，大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，人工智能上升到國家發(fā)展戰(zhàn)略，5G 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)商用，指日可待的6G 技術(shù)應(yīng)用前瞻，無疑為助力智能化船舶發(fā)展之路插上騰飛的翅膀?；仡櫤胶０l(fā)展歷史，每一次航海安全法規(guī)的推出與航海規(guī)范化的進(jìn)步，背后都是血淋淋的事故教訓(xùn)，譬如泰坦尼克號的沉沒才加速推出了《國際海上人命安全公約》。勇敢面對一次次的慘痛教訓(xùn)，不能掩飾其自動化駕駛技術(shù)的不利之處，我們必須大膽正視發(fā)展過程中的弊端與不足，不斷探索安全至上的自動化智能駕駛技術(shù)，為人類交通事業(yè)推向新的制高點(diǎn)。希望這兩次飛機(jī)空難教訓(xùn)讓我們能夠警醒，能夠正確理解自動化與智能化技術(shù)的局限性，在利用其長處的同時，也要由人類牢牢掌握自己發(fā)展的命運(yùn)。