智能船舶：引爆航運造船業(yè)新革命

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

近期，關于智能船舶的消息層出不窮，智能船舶研制儼然成為熱點中的熱點。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(shù)據(jù)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，正在尋找技術上的合作伙伴，研發(fā)一種巨型的自動航行貨船，用于包括鐵礦石和煤炭在內(nèi)的各類礦產(chǎn)的遠洋運輸；而根據(jù)中國船舶工業(yè)經(jīng)濟與市場研究中心6月13日發(fā)布的消息，日本航運業(yè)正大力研發(fā)無人駕駛船，計劃在2025年打造大型無人駕駛船隊。

 業(yè)內(nèi)人士表示，日本、韓國、中國、歐洲等國家和地區(qū)對智能船舶的研發(fā)正如火如荼，總體來說，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)的未來產(chǎn)生什么樣的影響，現(xiàn)在還沒有明確答案，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現(xiàn)還有很長的路要走?！俺跫夒A段”的玩法？DNVGL與日本郵船聯(lián)合開展的海事數(shù)據(jù)中心項目于2015年11月啟動，并且得到了曼公司的支持。自項目啟動以來，日本郵船旗下的4艘集裝箱船已持續(xù)將運營數(shù)據(jù)傳輸至DNVGL的Veracity數(shù)據(jù)平臺?；谶@些運營數(shù)據(jù)，研究團隊創(chuàng)建了一個與實船相對應的“數(shù)字化雙胞胎”，實現(xiàn)了船舶性能監(jiān)測、基于狀態(tài)的維護檢驗等功能。

而日本造船廠和航運公司聯(lián)手開發(fā)的無人駕駛船，將安裝以人工智能技術為基礎的自動航行系統(tǒng)，利用物聯(lián)網(wǎng)等技術，及時收集和分析與海域天氣、危險障礙物和貨物有關的數(shù)據(jù)，并根據(jù)這些數(shù)據(jù)規(guī)劃最節(jié)省燃料、最安全和航程最短的航線。

中船重工經(jīng)濟研究中心海洋裝備技術研究部研究主管曾曉光表示，現(xiàn)在，中國、日本、韓國、歐洲都開展了多個有關智能船舶的項目，中國的相關研究處于設備綜合控制到半自動化航行監(jiān)管的過渡階段。“遠洋智能船舶方面，各個國家和地區(qū)的研究進展相差不大，但從目前發(fā)布的消息來看，對近海智能船舶的研究，歐洲要走得更快些?！痹鴷怨庹f，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(jù)了解，當前有多家歐洲企業(yè)正在政府的支持下合作推進無人船的研發(fā)，爭取在未來3年內(nèi)在波羅的海實現(xiàn)完全遙控船舶運營，到2025年實現(xiàn)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(tǒng)”，其創(chuàng)始合作伙伴包括ABB、卡哥特科、愛立信、MeyerTurku船廠、羅·羅公司、Tieto以及瓦錫蘭等。參與該項目的企業(yè)已經(jīng)開始研發(fā)能夠實現(xiàn)自主海上運輸?shù)拇?、軟件和解決方案。此外，羅·羅公司于2015年開展了“高級無人船舶應用開發(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(tǒng)，與麥基嘉聯(lián)手研發(fā)智能集裝箱船航行及貨物系統(tǒng)。目前，羅·羅公司已在“Stella”號渡船上進行了各種操作環(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候其智能感知技術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5年發(fā)展的重點。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)會和日本船級社（NK）等在內(nèi)的29家單位還聯(lián)合開展了“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、港口和航空技術協(xié)會、東京海洋大學、NK、日本船舶技術研究協(xié)會，以及（三井造船）昭島實驗室等聯(lián)合開展的自主遠洋運輸系統(tǒng)技術概念項目，入選日本的“FY2017交通運輸研究和技術推廣計劃”。此外，由NK主導制定的多項智能船舶相關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(zhàn)略中加入無人駕駛船的開發(fā)。日本航運業(yè)希望依靠政府支持，幫助日本在無人駕駛船開發(fā)中占據(jù)領先優(yōu)勢，引領未來國際標準。

在韓國，現(xiàn)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(xiàn)代重工宣布與英特爾、SK航運、微軟等企業(yè)合作開發(fā)智能船舶。根據(jù)計劃，到2019年，其研發(fā)的航運服務軟件將被部署至智能船舶，以實現(xiàn)船員獲得遠程醫(yī)療服務，進行壓載艙檢查，對重要設備進行維護，航運信息自動化報告等功能。

中國對智能船舶的研發(fā)在近年來加快。2015年年底，38800噸智能船實船建造合同簽訂，標志著我國首艘智能船舶進入設計建造階段。該項目由上海船舶研究設計院牽頭，中國船舶工業(yè)系統(tǒng)工程研究院、中船黃埔文沖船舶有限公司、中船動力研究院有限公司、滬東重機有限公司等單位參加。該船建成后將實現(xiàn)全船信息共享、自主評估與決策、船岸一體化、遠程支持和服務等。2016年，“智能船舶頂層設計及部分智能系統(tǒng)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“無人貨物運輸船開發(fā)聯(lián)盟”籌建工作。

曾曉光認為，目前還沒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上已不存在問題的說法，他表示不能同意?！罢壍闹悄芑霸O計開發(fā)，還有許多關鍵技術有待突破，比如設備的控制理論、算法，高速實時通信，數(shù)據(jù)的采集、處理、分析技術等?！彼f，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)、跨專業(yè)協(xié)同推進。還有很長的路走？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自動駕駛集裝箱船，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，從公開的消息來看，這艘船的運量應該只在200TEU上下，航線短，主要航行于挪威北部特隆赫姆峽灣，環(huán)境風平浪靜，因此，其自動駕駛技術難度相對較小?！安豢煞裾J，智能船舶是船舶發(fā)展的大趨勢。未來，像這種標志性的事件將不時出現(xiàn)，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，還有很長的路要走?！毙靹P說。

InmarsatMaritime公司負責人近日在2017年SMART4SEA會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(shù)據(jù)的例子。據(jù)介紹，“Triple-E”級超大型集裝箱船的船舶主控制系統(tǒng)配備了2800個傳感器，主機機艙配備了200個傳感器，以測量溫度、壓力和運轉情況，并將數(shù)據(jù)傳輸給馬士基位于孟買的全球航行中心，這一數(shù)據(jù)每個月達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，當然與目前所說的高等級智能船舶還有差距，除了通過物聯(lián)網(wǎng)技術獲取豐富的傳感數(shù)據(jù)，還有更多的工作應當聚焦在數(shù)據(jù)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。從部分智能到全部智能，從內(nèi)河到遠洋，從小船到大船，從少人駕駛到無人駕駛，絕不可能一蹴而就?！彼f，這一過程可能需要15到30年時間。

“智能船舶的前景確實看起來十分美好，但目前還需要解決不少難題。”徐凱表示，首先是技術方面的。智能化設備和系統(tǒng)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，可以依靠船長豐富的經(jīng)驗以及現(xiàn)有的規(guī)則來處理，而智能設備能完全取代船長嗎？”他舉例說：“船舶遠洋航行時，遇到突發(fā)的機艙事故，需要輪機長的維修經(jīng)驗和適當?shù)木S修備件，在無人條件下如何實現(xiàn)智能故障診斷、備件3D打印、機器人輔助維修？這些問題都有待解決。”“集裝箱的配載是集裝箱船航行過程中的一個重要問題。如果遇到大的風浪，船長可能作出扔掉特定區(qū)域一定數(shù)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通信的暢通，如果出現(xiàn)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間長、環(huán)境復雜，且不是在任意海域都具有拋錨固定條件并無法及時接受救助?！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險。其次是信息提供方面。智能船舶航行依賴于外部眾多的信息提供方，涉及港口、海事部門、船管公司、通信商、設備商，甚至氣象服務商等。如同電力驅動汽車需要充電樁一樣，智能船舶也需要大量的配套信息服務。如何保證這些紛繁的信息充分、全面、準確、及時，將是一個巨大的挑戰(zhàn)。再次是法律方面的?！鞍l(fā)展智能船舶，目前關于船舶適航的海事公約和法規(guī)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(diào)整。”“還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(tǒng)提供商和信息提供商較多，到時候由誰負責、如何理賠等將成為難題?！毙靹P表示。給航運業(yè)帶來什么？困難確實存在，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。一是可以減少船員的使用，這不僅可降低船舶的運營成本，更重要和更長遠的好處是解決航運作為一個職業(yè)，難以吸引到年輕人的難題：遠程控制和自動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(xiàn)在智能化操作較人工操作更能減少失誤，而且體現(xiàn)在無人船舶能避免被海盜挾持的風險。

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)的熱點和前沿。雖然智能船舶的造價和信息獲得成本將使船東付出更多的費用，但未來成本的下降應是可預期的?，F(xiàn)在世界上展開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，有實力的航運企業(yè)均想在這一領域占據(jù)先機。有消息稱，挪威灣目前已成為無人駕駛船舶技術測試的“樂園”。在這里，一些企業(yè)和機構進行包括導航、防碰撞、操作安全和風險管控系統(tǒng)等在內(nèi)的多項無人駕駛船舶技術測試。

一部分樂觀人士認為，作為智能船舶的最高階段，無人駕駛船舶相比無人駕駛汽車，應會更早實現(xiàn)。因為無人駕駛汽車面臨更為復雜的行駛環(huán)境，道路上的人員、汽車以及道路旁的建筑密度大，稍有差池就會出現(xiàn)嚴重后果，而無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。由此來看，業(yè)內(nèi)對無人駕駛船舶的接受會比無人駕駛汽車來得更快。屆時，古老航運業(yè)的格局及“氣質”將被極大改變。