智能船舶：引爆航運造船業(yè)新革命

近年來(lái),中國對智能船舶的研發(fā)加快，2015年年底，38800噸智能船實(shí)船建造合同簽訂，標志著(zhù)我國首艘智能船舶進(jìn)入設計建造階段。

近期，關(guān)于智能船舶的消息層出不窮，智能船舶研制儼然成為熱點(diǎn)中的熱點(diǎn)。在5月30日至6月2日舉辦的2017年挪威國際海事展上，DNVGL與日本郵船發(fā)布了海事數據中心項目的首批研究成果；世界上最大的礦業(yè)集團必和必拓日前透露，正在尋找技術(shù)上的合作伙伴，研發(fā)一種巨型的自動(dòng)航行貨船，用于包括鐵礦石和煤炭在內的各類(lèi)礦產(chǎn)的遠洋運輸；而根據中國船舶工業(yè)經(jīng)濟與市場(chǎng)研究中心6月13日發(fā)布的消息，日本航運業(yè)正大力研發(fā)無(wú)人駕駛船，計劃在2025年打造大型無(wú)人駕駛船隊。

 業(yè)內人士表示，日本、韓國、中國、歐洲等國家和地區對智能船舶的研發(fā)正如火如荼，總體來(lái)說(shuō)，各方對智能船舶的研發(fā)還處于較初級的階段，只是有的在一兩個(gè)方面走得更遠些。智能船舶最終能智能到什么程度，將對航運業(yè)的未來(lái)產(chǎn)生什么樣的影響，現在還沒(méi)有明確答案，但智能船舶乃大勢所趨則是毋庸置疑的，同樣毋庸置疑的是，智能船舶在遠洋大貨量運輸中實(shí)現還有很長(cháng)的路要走?！俺跫夒A段”的玩法？DNVGL與日本郵船聯(lián)合開(kāi)展的海事數據中心項目于2015年11月啟動(dòng)，并且得到了曼公司的支持。自項目啟動(dòng)以來(lái)，日本郵船旗下的4艘集裝箱船已持續將運營(yíng)數據傳輸至DNVGL的Veracity數據平臺?；谶@些運營(yíng)數據，研究團隊創(chuàng )建了一個(gè)與實(shí)船相對應的“數字化雙胞胎”，實(shí)現了船舶性能監測、基于狀態(tài)的維護檢驗等功能。

而日本造船廠(chǎng)和航運公司聯(lián)手開(kāi)發(fā)的無(wú)人駕駛船，將安裝以人工智能技術(shù)為基礎的自動(dòng)航行系統，利用物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，及時(shí)收集和分析與海域天氣、危險障礙物和貨物有關(guān)的數據，并根據這些數據規劃最節省燃料、最安全和航程最短的航線(xiàn)。

中船重工經(jīng)濟研究中心海洋裝備技術(shù)研究部研究主管曾曉光表示，現在，中國、日本、韓國、歐洲都開(kāi)展了多個(gè)有關(guān)智能船舶的項目，中國的相關(guān)研究處于設備綜合控制到半自動(dòng)化航行監管的過(guò)渡階段?！斑h洋智能船舶方面，各個(gè)國家和地區的研究進(jìn)展相差不大，但從目前發(fā)布的消息來(lái)看，對近海智能船舶的研究，歐洲要走得更快些?！痹鴷怨庹f(shuō)，歐洲在船舶配套上的優(yōu)勢是形成這一格局的重要原因。

據了解，當前有多家歐洲企業(yè)正在政府的支持下合作推進(jìn)無(wú)人船的研發(fā)，爭取在未來(lái)3年內在波羅的海實(shí)現完全遙控船舶運營(yíng)，到2025年實(shí)現自主控制的商業(yè)海上運輸。這一項目名為“企業(yè)自主控制海洋生態(tài)系統”，其創(chuàng )始合作伙伴包括ABB、卡哥特科、愛(ài)立信、MeyerTurku船廠(chǎng)、羅·羅公司、Tieto以及瓦錫蘭等。參與該項目的企業(yè)已經(jīng)開(kāi)始研發(fā)能夠實(shí)現自主海上運輸的船舶、軟件和解決方案。此外，羅·羅公司于2015年開(kāi)展了“高級無(wú)人船舶應用開(kāi)發(fā)計劃”項目，還將和瑞典渡船公司StenaLineAB合作研發(fā)首套船舶智能感知系統，與麥基嘉聯(lián)手研發(fā)智能集裝箱船航行及貨物系統。目前，羅·羅公司已在“Stella”號渡船上進(jìn)行了各種操作環(huán)境和氣候條件下的一系列傳感器陣列測試，并預計在今年晚些時(shí)候其智能感知技術(shù)獲得概念批復并投入商用生產(chǎn)。

在日本，對智能船舶的研發(fā)已經(jīng)被列為該國船舶界未來(lái)5年發(fā)展的重點(diǎn)。除日本郵船與DNVDL的合作項目外，2012年12月，包括日本船舶配套協(xié)會(huì )和日本船級社（NK）等在內的29家單位還聯(lián)合開(kāi)展了“智能船舶應用平臺”項目研究；2017年5月，由商船三井、三井造船、國家海事研究所、港口和航空技術(shù)協(xié)會(huì )、東京海洋大學(xué)、NK、日本船舶技術(shù)研究協(xié)會(huì )，以及（三井造船）昭島實(shí)驗室等聯(lián)合開(kāi)展的自主遠洋運輸系統技術(shù)概念項目，入選日本的“FY2017交通運輸研究和技術(shù)推廣計劃”。此外，由NK主導制定的多項智能船舶相關(guān)標準已成為國際標準。日本政府則將在即將推出的國家復興戰略中加入無(wú)人駕駛船的開(kāi)發(fā)。日本航運業(yè)希望依靠政府支持，幫助日本在無(wú)人駕駛船開(kāi)發(fā)中占據領(lǐng)先優(yōu)勢，引領(lǐng)未來(lái)國際標準。

在韓國，現代重工是智能船舶研發(fā)的先導者。2016年，在以前合作研發(fā)的基礎上，現代重工宣布與英特爾、SK航運、微軟等企業(yè)合作開(kāi)發(fā)智能船舶。根據計劃，到2019年，其研發(fā)的航運服務(wù)軟件將被部署至智能船舶，以實(shí)現船員獲得遠程醫療服務(wù)，進(jìn)行壓載艙檢查，對重要設備進(jìn)行維護，航運信息自動(dòng)化報告等功能。

中國對智能船舶的研發(fā)在近年來(lái)加快。2015年年底，38800噸智能船實(shí)船建造合同簽訂，標志著(zhù)我國首艘智能船舶進(jìn)入設計建造階段。該項目由上海船舶研究設計院牽頭，中國船舶工業(yè)系統工程研究院、中船黃埔文沖船舶有限公司、中船動(dòng)力研究院有限公司、滬東重機有限公司等單位參加。該船建成后將實(shí)現全船信息共享、自主評估與決策、船岸一體化、遠程支持和服務(wù)等。2016年，“智能船舶頂層設計及部分智能系統示范應用”被工業(yè)和信息化部批準立項，示范船為中國遠洋海運集團有限公司的13500TEU集裝箱船。今年3月，海航科技物流集團有限公司、中國船級社（CCS）、中國船舶工業(yè)集團公司第七○八研究所、美國船級社（ABS）、DNVGL、中國船舶重工集團公司第七一一研究所等6家單位聯(lián)合發(fā)起了“無(wú)人貨物運輸船開(kāi)發(fā)聯(lián)盟”籌建工作。

曾曉光認為，目前還沒(méi)有真正意義上的智能船舶，尤其是遠洋智能船舶。對于當前智能船舶在技術(shù)上已不存在問(wèn)題的說(shuō)法，他表示不能同意?！罢壍闹悄芑霸O計開(kāi)發(fā)，還有許多關(guān)鍵技術(shù)有待突破，比如設備的控制理論、算法，高速實(shí)時(shí)通信，數據的采集、處理、分析技術(shù)等?！彼f(shuō)，智能船舶的研制和應用涉及很多方面，像通信方面的、氣象預告方面的、信息共享方面的，因此，不僅需要船舶行業(yè)努力，更需要跨行業(yè)、跨專(zhuān)業(yè)協(xié)同推進(jìn)。還有很長(cháng)的路走？今年5月，挪威Yara與康士伯海事宣布將共同打造全球首艘純電動(dòng)自動(dòng)駕駛集裝箱船，并定于2018年下半年啟航。上海國際航運研究中心信息化研究室主任徐凱表示，從公開(kāi)的消息來(lái)看，這艘船的運量應該只在200TEU上下，航線(xiàn)短，主要航行于挪威北部特隆赫姆峽灣，環(huán)境風(fēng)平浪靜，因此，其自動(dòng)駕駛技術(shù)難度相對較小?！安豢煞裾J，智能船舶是船舶發(fā)展的大趨勢。未來(lái)，像這種標志性的事件將不時(shí)出現，但智能船舶大范圍應用于遠洋運輸，從而改變航運業(yè)面貌，還有很長(cháng)的路要走?！毙靹P說(shuō)。

InmarsatMaritime公司負責人近日在2017年SMART4SEA會(huì )議暨頒獎典禮上介紹了馬士基“Triple-E”級超大型集裝箱船充分利用大數據的例子。據介紹，“Triple-E”級超大型集裝箱船的船舶主控制系統配備了2800個(gè)傳感器，主機機艙配備了200個(gè)傳感器，以測量溫度、壓力和運轉情況，并將數據傳輸給馬士基位于孟買(mǎi)的全球航行中心，這一數據每個(gè)月達109GB。徐凱表示，馬士基“Triple-E”級超大型集裝箱船顯然智能化水平較高，當然與目前所說(shuō)的高等級智能船舶還有差距，除了通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)獲取豐富的傳感數據，還有更多的工作應當聚焦在數據的分析及應用上?！暗悄艽暗陌l(fā)展軌跡應該就是這樣：循序漸進(jìn)。從部分智能到全部智能，從內河到遠洋，從小船到大船，從少人駕駛到無(wú)人駕駛，絕不可能一蹴而就?！彼f(shuō)，這一過(guò)程可能需要15到30年時(shí)間。

“智能船舶的前景確實(shí)看起來(lái)十分美好，但目前還需要解決不少難題?！毙靹P表示，首先是技術(shù)方面的。智能化設備和系統能否承擔在任何條件、任何環(huán)境下駕駛和管理船舶的能力？“比如，普通船舶在遇到意外事件時(shí)，可以依靠船長(cháng)豐富的經(jīng)驗以及現有的規則來(lái)處理，而智能設備能完全取代船長(cháng)嗎？”他舉例說(shuō)：“船舶遠洋航行時(shí)，遇到突發(fā)的機艙事故，需要輪機長(cháng)的維修經(jīng)驗和適當的維修備件，在無(wú)人條件下如何實(shí)現智能故障診斷、備件3D打印、機器人輔助維修？這些問(wèn)題都有待解決?！薄凹b箱的配載是集裝箱船航行過(guò)程中的一個(gè)重要問(wèn)題。如果遇到大的風(fēng)浪，船長(cháng)可能作出扔掉特定區域一定數量集裝箱的決定，智能船舶可以做到嗎？”“遠洋智能船舶的航行極大程度上依賴(lài)通信的暢通，如果出現通信失聯(lián)的情況，智能船舶將如何‘自處’？要知道遠洋船舶航行的時(shí)間長(cháng)、環(huán)境復雜，且不是在任意海域都具有拋錨固定條件并無(wú)法及時(shí)接受救助?！毙靹P認為，這就要求智能船舶一定要足夠“智能”，甚至具有“智慧”特征，否則將面臨巨大的風(fēng)險。其次是信息提供方面。智能船舶航行依賴(lài)于外部眾多的信息提供方，涉及港口、海事部門(mén)、船管公司、通信商、設備商，甚至氣象服務(wù)商等。如同電力驅動(dòng)汽車(chē)需要充電樁一樣，智能船舶也需要大量的配套信息服務(wù)。如何保證這些紛繁的信息充分、全面、準確、及時(shí)，將是一個(gè)巨大的挑戰。再次是法律方面的?！鞍l(fā)展智能船舶，目前關(guān)于船舶適航的海事公約和法規顯然需要修改，船舶引航、邊檢、檢疫等涉及國家主權的法律也需作出調整?！薄斑€有法律責任厘清方面，如在航行途中發(fā)生事故甚至違法事件，由于智能船舶的‘自主’功能涉及系統提供商和信息提供商較多，到時(shí)候由誰(shuí)負責、如何理賠等將成為難題?！毙靹P表示。給航運業(yè)帶來(lái)什么？困難確實(shí)存在，發(fā)展智能船舶是大勢所趨卻成為業(yè)界共識，其原因主要集中在以下幾點(diǎn)。一是可以減少船員的使用，這不僅可降低船舶的運營(yíng)成本，更重要和更長(cháng)遠的好處是解決航運作為一個(gè)職業(yè)，難以吸引到年輕人的難題：遠程控制和自動(dòng)駕駛方便航海職位向陸上呼叫和操作中心轉移，對年輕人更有吸引力，這無(wú)疑將為航運業(yè)輸送急需的“新鮮血液”。二是使得船舶更加安全，這一安全不僅體現在智能化操作較人工操作更能減少失誤，而且體現在無(wú)人船舶能避免被海盜挾持的風(fēng)險。

曾曉光表示，以海洋運輸裝備制造企業(yè)主導的在智能船舶方面的創(chuàng )新已成為當前船海界研發(fā)的熱點(diǎn)和前沿。雖然智能船舶的造價(jià)和信息獲得成本將使船東付出更多的費用，但未來(lái)成本的下降應是可預期的?，F在世界上展開(kāi)的智能船舶項目也多有航運企業(yè)參與，如馬士基、日本郵船、中遠海運、招商局集團等，由此可見(jiàn)，有實(shí)力的航運企業(yè)均想在這一領(lǐng)域占據先機。有消息稱(chēng)，挪威灣目前已成為無(wú)人駕駛船舶技術(shù)測試的“樂(lè )園”。在這里，一些企業(yè)和機構進(jìn)行包括導航、防碰撞、操作安全和風(fēng)險管控系統等在內的多項無(wú)人駕駛船舶技術(shù)測試。

一部分樂(lè )觀(guān)人士認為，作為智能船舶的最高階段，無(wú)人駕駛船舶相比無(wú)人駕駛汽車(chē)，應會(huì )更早實(shí)現。因為無(wú)人駕駛汽車(chē)面臨更為復雜的行駛環(huán)境，道路上的人員、汽車(chē)以及道路旁的建筑密度大，稍有差池就會(huì )出現嚴重后果，而無(wú)人駕駛船舶航行的海洋環(huán)境卻單一得多，障礙物也少得多，對人命安全的威脅更小。由此來(lái)看，業(yè)內對無(wú)人駕駛船舶的接受會(huì )比無(wú)人駕駛汽車(chē)來(lái)得更快。屆時(shí)，古老航運業(yè)的格局及“氣質(zhì)”將被極大改變。