10年之后智能船舶纵横江河大海

吕龙德

智能船舶无疑是船舶业今年炙手可热的话题。自从现代重工2011年推出世界第一艘智能船后，随着大数据和智能技术广泛使用，众多船舶企业纷纷加入智能船舶研发行列，智能船舶技术为此日臻成熟和完善，且向全自动化无人船跨越。虽然现阶段智能船舶研发还处于初级阶段，或者说只实现了局部的智能化，但频频传出的科研成果足以让人笃信智能船舶就是船舶行业的未来。在挪威Yara与康士伯海事宣布全球首艘纯电动自动驾驶集装箱船于明年启航后，更是有人预言：作为智能船舶最终方向的无人远洋货船将在10年后成为常态。也就是说，到那时一艘艘无人船将像“幽灵”般游弋在江河大海上，世界航运真正迎来船舶智能时代。这看似天方夜谭的梦想真的会照进如今仍在挣扎的船舶业现实吗？在当今这个变化比想法更要快的年代里，答案是完全可能。

如火如荼抢先机

智能船舶指基于先进的感知技术、处理分析以及控制技术，能够具备辅助决策、远程控制、智能控制的船舶。英国劳氏船级社将其分为四代，而第一、二、三代是有人驾驶的智能船，第四代则是全自动的无人船。当前，为了抢占先机，日、韩及欧美许多国家都极其重视包括无人船在内的智能船舶研发，不仅政府资金政策上予以支持，而且众多船级社和研究院所及航运、造船、船配等企业积极投身其中，呈现了一派方兴未艾的景象。

在日本，智能船舶已经上升为未来5年发展重点。2012年，日本船舶配套协会和日本船级社等29家单位联合开展“智能船舶应用平台”项目研究。2015年，DNVGL与日本邮船联合启动海事数据中心项目，并创建了 “数字化双胞胎”。2017年，由商船三井、港口和航空技术协会、日本船舶技术研究协会等联合开展的自主远洋运输系统技术概念项目入选了日本“FY2017交通运输研究和技术推广计划”。 此外，日本造船厂和航运公司还联手开发无人驾驶船，计划在2025年打造大型无人驾驶船队。

智能船舶是韩国造船业的重点发展方向 。2016年，韩国政府发布《造船产业竞争力强化方案》，提出投资350亿韩元支持智能船舶相关核心技术开发，随后又宣布投资7万亿韩元支持智能船舶等新产业。同年，韓国海洋水产部启动了“Smart Navigation” 智能航海研发项目，总投资达1.14亿美元。韩国三大船厂也高度重视智能船舶研发，其中现代重工代表了韩国智能船舶研发的最前沿，不仅研发时间最长，而且成果最丰富。该公司日前推出了全球首个综合智能船舶解决方案，而它正在研发的智能船舶二期配套技术和设备更是成为韩国“第四次产业革命”最具代表性新技术之一。

放眼欧洲，丹麦启动无人船研发项目，挪威开辟无人船试验区，荷兰正研发利用“浮动自驾无人船”实现载人和货运……目前，一个叫“企业自主控制海洋生态系统”的研发项目正在欧洲掀起，参与者包括ABB、卡哥特科、爱立信、MeyerTur ku船厂、Tieto及瓦锡兰等著名企业。在这一轮欧洲探索中又以英国罗·罗公司投入最大、进展最快。2015年，该公司开展了“高级无人船舶应用开发计划”项目。2016年，罗·罗公司首次披露了无人驾驶货船岸基控制中心运营版本，展示了“无人航运”概念。目前，该公司已在“Stella”号渡船上进行了传感器阵列测试，与马士基集团旗下Svitzer完成了全球首次拖船远程遥控操作试验。

回过头来看国内，不仅国家工信部组织开展了“智能船舶1.0”等科研项目，而且各大企业机构争先介入智能船舶开发。2013年，中船系统研究院与美国国家科学基金会IMS中心联合成立“海洋装备信息智能管理与应用技术创新中心”，以推动相关核心技术和产品的研发。2015年，中国船级社发布《智能船舶规范》，对智能船舶应具备的各项功能提出了具体要求。同年，38800吨智能船实船建造合同签订，标志着我国首艘智能船舶进入设计建造阶段。今年 6月，由海航科技集团发起的无人货物运输船开发联盟成立，将集合国内外先进技术研制无人货物运输船。7月，我国无人船技术与系统联合重点实验室成立，不仅研究无人船舶设计建造技术，还将开展有关法规和标准研究。

大数据时代的“必争地”

毋庸置疑，船舶智能化已是造船航运界的共识了。中船重工经济研究中心海洋装备技术研究部主管曾晓光说：“以海洋运输装备制造企业主导的智能船舶创新已成为当前船海界研发热点和前沿。”广州中船文冲船坞有限公司技术部副经理肖文伟也表示，虽然无人船何时实现值得探讨，但智能代替非智能是必然的。可以毫不夸张地说，智能船舶决定船舶工业的未来命脉，各大造船国家和造船企业必定将其视为“必争之地”并展开撕杀，而掌握先机和主动权则是选择了有利的制高地。

船舶的发展方向无非是更经济、更安全和更环保。智能船是打破信息孤岛来促进船-岸-人信息流通融合的根本性变革，具备了非智能船舶无法比肩的优势。概括而言，有人智能船可在降低船舶控制和管理难度及人员操作失误率、提高设备及船舶营运安全、优化船舶航行、控制燃油消耗、减少船员及成本等方面发挥更大作用，而无人船的好处更是令人无可挑剔：一是可减少人员错误操作发生、避免船员伤亡和降低船舶风险。据德国慕尼黑安联保险报告称：75%～96%的海上事故往往是人员决策和操作过失、应急反应不当、疲劳驾驶等因素所致。而无人船主要是通过专家决策系统与远程遥控系统转到岸上进行操作，可根本上减少人为因素对船舶航行安全的影响。二是拥有更大货物运载量，大幅降低营运成本。因为不需要船员及为其服务的甲板室、宿舍、救生、消防及通风、加热、排污系统等设施，这就使得船舶更加轻便和流畅，达到充分载货目的，从而减少燃料消耗和碳排放。据测算，一艘无人船至少可节省12%～15%的燃料。最主要的是，此举可省去庞大的船员人工及其生活必需品支出、服务设施购置安装费和维护费，而这些费用占到总费用的44%以上。三是进一步缩减海盗威胁。目前，世界海盗依旧猖獗，至今索马里海盗仍劫持近50名人质。无人船的船型设计注定海盗很难登船，即使登船也很难进入操控系统。地上运营中心可随时让船舶抛锚或原地打转，使海军舰船可以很容易赶来增援。另外，没有扣押人质，海盗手上就少了勒索高昂赎金的筹码，所以重新夺回船舶也更容易。四是有效解决海上专业人才短缺的困局。随着船舶越来越复杂，船员不但要求越来越高，而且需求增长，但现实是船员工作生活环境艰苦导致越来越没有吸引力，很多人都不愿干这行，使得此类人力资源日益稀缺。当工作转移到陆地运营中心后，无人船的远程控制和无人驾驶技术无疑会重新吸引高素质人员进入海运行业。五是无人船整合了船舶、港口等实时动态数据，有利于优化全球物流和供应链，可推动多领域企业协同作用，从而最大限度提高船队运输效率。endprint

总之，由于核心技术相对成熟和经济价值日益凸显，切入智能船甚至无人船是时候了 。

技术并非最大难题

于无人船而言，业内普遍认为，信息传输安全性、动力装置稳定性及远程操纵可靠性就是技术层面的“三座大山”。无人驾驶船首先要能感知并传输其周围正在发生的状况，以执行复杂操作、避免碰撞，顺利导航抵达目的地；其次要能利用很多来源的信息；最后也是最关键的，要能实现航、停、修等全面自动化。这正如上海船舶研究设计院开发部副主任李鑫所说：“能够做到自动靠泊、自动离港，无人船就能够实现了。”事实上，这些技术目前业已或正在攻克。罗·罗公司不久前成功展示了远程操控研发成果——小型岸基监测与控制中心：船员通过交互式智能屏幕、语音识别系统、全息图和无人机监测实时监测与控制全球范围内的船队运营。有人曾对智能系统的感知应变能力表示质疑，但看过柯洁的人机对弈后便会晓得突发情况下机器替代人员操作是何其轻易。由此可见，开发无人船在技术上几乎不会有很大障碍和困难。

但是，更大的挑战来源于法理上，即监管机构是否允许无人船出海运营。国际航运公会发言人西蒙·本纳特说，根据国际法，无人驾驶船属于非法。也就是说，无人船要投入使用，就需要彻底改变现行的国际海事法规，但一向保守的航运业及相关行业基于安全考虑，对无人船的认可度将难以短期内有根本性提升，更别说修改和出台与无人船相配套的新海事法规。中国船级社智能船舶工作组组长蔡玉良认为，無人船对现行海事法律法规的影响主要涉及五方面：一是船舶安全法律法规，包括《国际海上人命安全公约》、《国际海上避碰规则》等；二是船员管理法规，包括《海员培训、发证和值班标准国际公约》、《国际劳工公约》和《船舶最低安全配员规则》等；三是海上权益与责任法律法规中涉及船长责任、海难救助、法律主体和保险责任等内容；四是运营管理上对船舶系统可靠性、岸上远程管理和运维保障、远程执法等方面都要进行重新介定，甚至有关船舶引航、边检、检疫等涉及国家主权的法律也需作出调整；五是必须研究出与无人船相适应的基础技术标准、安全标准、管理标准、检验评价标准。

优势下该怎么做？

当前，世界各地船企都在智能船舶项目上较劲，谁都不想输在起跑线上。曾晓光主管表示，我国有关智能船舶的研究还处于设备综合控制到半自动化航行监管的过渡阶段。尽管如此，我国智能船舶产业发展呈现了政策倾斜和科研推进的良好氛围，正享受着《中国制造2025》、《关于促进大数据发展的行动纲要》和《新一代人工智能发展规划》等重要政策，发展“大数据”已上升为国家核心战略，推进智能船舶发展成为重点。与此同时，我国的信息技术和大数据产业有着雄厚的基础，发展程度并不比日韩差，某些方面甚至超过日韩，信息化与工业化融合蓬勃发展，云计算、大数据等信息技术得以广泛应用。正如肖文伟副经理说，虽然我国智能船舶研究整体上还处于起步跟跑阶段，但随着国家对“上天下海”的重视，包括推出造船强国、智慧海洋等方略，必然会推动我国迈向并跑甚至领跑行列。面对难得优势，我们要做的不仅是继续加快开发有人智能船，更要未雨绸缪地抢占无人船领域。

我们需要认识到，智能船舶涉及的不仅是技术问题，是信息问题，更是监管甚至更大的社会问题，所以发展智能船舶需要政府、科研院所、企业等多方携手合作，而船企无疑首当其冲。上海国际航运研究中心信息化研究室主任徐凯说：“智能船舶的发展轨迹应该是循序渐进，从部分智能到全部智能，从内河到远洋，从小船到大船，从少人驾驶到无人驾驶。”具体来说，可按照以下办法展开：首先，国家层面要做好智能船舶领域的顶层设计和规划，引导推进相关技术研发，并要开展监管公约研究，争取国际话语权；其次，要先船后岸。这是因为高端船舶、高端系统更多由国外船东采购，其接受信息化会相对更快一些；第三，要先智能系统后智能船舶。这个系统是买不来的，需要自己去建。可建立具备船舶感知、分析、评估、预测、决策、控制、管理、远程支持等能力的人工智能体系，形成集自感知、自评估、自预测、自组织、自重构于一体的智能船舶；第四，要以智能服务中心建设带动全产业链智能体系，这里面涉及到船舶的设计、生产、制造、使用、维护、售后、物流各个环节，需要尽快打通；第五，可通过产业联盟等形式跨阶段全面推进无人船研发，为迎接无人船时代到来创造领先优势。

最后，以业内乐观看法结尾：由于海洋环境单一障碍少，相比陆上驾驶更容易，因此无人船会比无人车更早实现。智能船舶究竟会掀起怎样的大风浪，而中国船舶业又在这场颠覆性革命中扮演什么角色？让我们拭目以待！endprint