智能船舶：引爆航運(yùn)造船業(yè)新革命

近年來(lái),中國(guó)對(duì)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(biāo)志著我國(guó)首艘智能船舶進(jìn)入設(shè)計(jì)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(guó)際海事展上，DNVGL與日本郵船發(fā)布了海事數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目的首批研究成果；世界上最大的礦業(yè)集團(tuán)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(nèi)的各類礦產(chǎn)的遠(yuǎn)洋運(yùn)輸；而根據(jù)中國(guó)船舶工業(yè)經(jīng)濟(jì)與市場(chǎng)研究中心6月13日發(fā)布的消息，日本航運(yùn)業(yè)正大力研發(fā)無(wú)人駕駛船，計(jì)劃在2025年打造大型無(wú)人駕駛船隊(duì)。

 業(yè)內(nèi)人士表示，日本、韓國(guó)、中國(guó)、歐洲等國(guó)家和地區(qū)對(duì)智能船舶的研發(fā)正如火如荼，總體來(lái)說(shuō)，各方對(duì)智能船舶的研發(fā)還處于較初級(jí)的階段，只是有的在一兩個(gè)方面走得更遠(yuǎn)些。智能船舶最終能智能到什么程度，將對(duì)航運(yùn)業(yè)的未來(lái)產(chǎn)生什么樣的影響，現(xiàn)在還沒(méi)有明確答案，但智能船舶乃大勢(shì)所趨則是毋庸置疑的，同樣毋庸置疑的是，智能船舶在遠(yuǎn)洋大貨量運(yùn)輸中實(shí)現(xiàn)還有很長(zhǎng)的路要走?！俺跫?jí)階段”的玩法？DNVGL與日本郵船聯(lián)合開(kāi)展的海事數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目于2015年11月啟動(dòng)，并且得到了曼公司的支持。自項(xiàng)目啟動(dòng)以來(lái)，日本郵船旗下的4艘集裝箱船已持續(xù)將運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)傳輸至DNVGL的Veracity數(shù)據(jù)平臺(tái)。基于這些運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)，研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建了一個(gè)與實(shí)船相對(duì)應(yīng)的“數(shù)字化雙胞胎”，實(shí)現(xiàn)了船舶性能監(jiān)測(cè)、基于狀態(tài)的維護(hù)檢驗(yàn)等功能。

而日本造船廠和航運(yùn)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(chǔ)的自動(dòng)航行系統(tǒng)，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(xiǎn)障礙物和貨物有關(guān)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(jì)研究中心海洋裝備技術(shù)研究部研究主管曾曉光表示，現(xiàn)在，中國(guó)、日本、韓國(guó)、歐洲都開(kāi)展了多個(gè)有關(guān)智能船舶的項(xiàng)目，中國(guó)的相關(guān)研究處于設(shè)備綜合控制到半自動(dòng)化航行監(jiān)管的過(guò)渡階段?！斑h(yuǎn)洋智能船舶方面，各個(gè)國(guó)家和地區(qū)的研究進(jìn)展相差不大，但從目前發(fā)布的消息來(lái)看，對(duì)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(shì)是形成這一格局的重要原因。

據(jù)了解，當(dāng)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(zhēng)取在未來(lái)3年內(nèi)在波羅的海實(shí)現(xiàn)完全遙控船舶運(yùn)營(yíng)，到2025年實(shí)現(xiàn)自主控制的商業(yè)海上運(yùn)輸。這一項(xiàng)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(ài)立信、MeyerTurku船廠、羅·羅公司、Tieto以及瓦錫蘭等。參與該項(xiàng)目的企業(yè)已經(jīng)開(kāi)始研發(fā)能夠?qū)崿F(xiàn)自主海上運(yùn)輸?shù)拇啊④浖徒鉀Q方案。此外，羅·羅公司于2015年開(kāi)展了“高級(jí)無(wú)人船舶應(yīng)用開(kāi)發(fā)計(jì)劃”項(xiàng)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(hào)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(cè)試，并預(yù)計(jì)在今年晚些時(shí)候其智能感知技術(shù)獲得概念批復(fù)并投入商用生產(chǎn)。

在日本，對(duì)智能船舶的研發(fā)已經(jīng)被列為該國(guó)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(xiàng)目外，2012年12月，包括日本船舶配套協(xié)會(huì)和日本船級(jí)社（NK）等在內(nèi)的29家單位還聯(lián)合開(kāi)展了“智能船舶應(yīng)用平臺(tái)”項(xiàng)目研究；2017年5月，由商船三井、三井造船、國(guó)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(yàn)室等聯(lián)合開(kāi)展的自主遠(yuǎn)洋運(yùn)輸系統(tǒng)技術(shù)概念項(xiàng)目，入選日本的“FY2017交通運(yùn)輸研究和技術(shù)推廣計(jì)劃”。此外，由NK主導(dǎo)制定的多項(xiàng)智能船舶相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)已成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。日本政府則將在即將推出的國(guó)家復(fù)興戰(zhàn)略中加入無(wú)人駕駛船的開(kāi)發(fā)。日本航運(yùn)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(jù)領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，引領(lǐng)未來(lái)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。

在韓國(guó)，現(xiàn)代重工是智能船舶研發(fā)的先導(dǎo)者。2016年，在以前合作研發(fā)的基礎(chǔ)上，現(xiàn)代重工宣布與英特爾、SK航運(yùn)、微軟等企業(yè)合作開(kāi)發(fā)智能船舶。根據(jù)計(jì)劃，到2019年，其研發(fā)的航運(yùn)服務(wù)軟件將被部署至智能船舶，以實(shí)現(xiàn)船員獲得遠(yuǎn)程醫(yī)療服務(wù)，進(jìn)行壓載艙檢查，對(duì)重要設(shè)備進(jìn)行維護(hù)，航運(yùn)信息自動(dòng)化報(bào)告等功能。

中國(guó)對(duì)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(biāo)志著我國(guó)首艘智能船舶進(jìn)入設(shè)計(jì)建造階段。該項(xiàng)目由上海船舶研究設(shè)計(jì)院牽頭，中國(guó)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(dòng)力研究院有限公司、滬東重機(jī)有限公司等單位參加。該船建成后將實(shí)現(xiàn)全船信息共享、自主評(píng)估與決策、船岸一體化、遠(yuǎn)程支持和服務(wù)等。2016年，“智能船舶頂層設(shè)計(jì)及部分智能系統(tǒng)示范應(yīng)用”被工業(yè)和信息化部批準(zhǔn)立項(xiàng)，示范船為中國(guó)遠(yuǎn)洋海運(yùn)集團(tuán)有限公司的13500TEU集裝箱船。今年3月，海航科技物流集團(tuán)有限公司、中國(guó)船級(jí)社（CCS）、中國(guó)船舶工業(yè)集團(tuán)公司第七○八研究所、美國(guó)船級(jí)社（ABS）、DNVGL、中國(guó)船舶重工集團(tuán)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(yùn)輸船開(kāi)發(fā)聯(lián)盟”籌建工作。

曾曉光認(rèn)為，目前還沒(méi)有真正意義上的智能船舶，尤其是遠(yuǎn)洋智能船舶。對(duì)于當(dāng)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。“整船級(jí)的智能化船舶設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)，還有許多關(guān)鍵技術(shù)有待突破，比如設(shè)備的控制理論、算法，高速實(shí)時(shí)通信，數(shù)據(jù)的采集、處理、分析技術(shù)等?！彼f(shuō)，智能船舶的研制和應(yīng)用涉及很多方面，像通信方面的、氣象預(yù)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(jìn)。還有很長(zhǎng)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(guó)際航運(yùn)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(yùn)量應(yīng)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(fēng)平浪靜，因此，其自動(dòng)駕駛技術(shù)難度相對(duì)較小。“不可否認(rèn)，智能船舶是船舶發(fā)展的大趨勢(shì)。未來(lái)，像這種標(biāo)志性的事件將不時(shí)出現(xiàn)，但智能船舶大范圍應(yīng)用于遠(yuǎn)洋運(yùn)輸，從而改變航運(yùn)業(yè)面貌，還有很長(zhǎng)的路要走?！毙靹P說(shuō)。

InmarsatMaritime公司負(fù)責(zé)人近日在2017年SMART4SEA會(huì)議暨頒獎(jiǎng)典禮上介紹了馬士基“Triple-E”級(jí)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(jí)超大型集裝箱船的船舶主控制系統(tǒng)配備了2800個(gè)傳感器，主機(jī)機(jī)艙配備了200個(gè)傳感器，以測(cè)量溫度、壓力和運(yùn)轉(zhuǎn)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(gè)月達(dá)109GB。徐凱表示，馬士基“Triple-E”級(jí)超大型集裝箱船顯然智能化水平較高，當(dāng)然與目前所說(shuō)的高等級(jí)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(shù)據(jù)，還有更多的工作應(yīng)當(dāng)聚焦在數(shù)據(jù)的分析及應(yīng)用上?！暗悄艽暗陌l(fā)展軌跡應(yīng)該就是這樣：循序漸進(jìn)。從部分智能到全部智能，從內(nèi)河到遠(yuǎn)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。”徐凱表示，首先是技術(shù)方面的。智能化設(shè)備和系統(tǒng)能否承擔(dān)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(zhǎng)豐富的經(jīng)驗(yàn)以及現(xiàn)有的規(guī)則來(lái)處理，而智能設(shè)備能完全取代船長(zhǎng)嗎？”他舉例說(shuō)：“船舶遠(yuǎn)洋航行時(shí)，遇到突發(fā)的機(jī)艙事故，需要輪機(jī)長(zhǎng)的維修經(jīng)驗(yàn)和適當(dāng)?shù)木S修備件，在無(wú)人條件下如何實(shí)現(xiàn)智能故障診斷、備件3D打印、機(jī)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(zhǎng)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(yuǎn)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(yuǎn)洋船舶航行的時(shí)間長(zhǎng)、環(huán)境復(fù)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(rèn)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(xiǎn)。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(shè)備商，甚至氣象服務(wù)商等。如同電力驅(qū)動(dòng)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(wù)。如何保證這些紛繁的信息充分、全面、準(zhǔn)確、及時(shí)，將是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。再次是法律方面的。“發(fā)展智能船舶，目前關(guān)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(guó)家主權(quán)的法律也需作出調(diào)整?！薄斑€有法律責(zé)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(shí)候由誰(shuí)負(fù)責(zé)、如何理賠等將成為難題?！毙靹P表示。給航運(yùn)業(yè)帶來(lái)什么？困難確實(shí)存在，發(fā)展智能船舶是大勢(shì)所趨卻成為業(yè)界共識(shí)，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(yùn)營(yíng)成本，更重要和更長(zhǎng)遠(yuǎn)的好處是解決航運(yùn)作為一個(gè)職業(yè)，難以吸引到年輕人的難題：遠(yuǎn)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(zhuǎn)移，對(duì)年輕人更有吸引力，這無(wú)疑將為航運(yùn)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(wú)人船舶能避免被海盜挾持的風(fēng)險(xiǎn)。

曾曉光表示，以海洋運(yùn)輸裝備制造企業(yè)主導(dǎo)的在智能船舶方面的創(chuàng)新已成為當(dāng)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(fèi)用，但未來(lái)成本的下降應(yīng)是可預(yù)期的?，F(xiàn)在世界上展開(kāi)的智能船舶項(xiàng)目也多有航運(yùn)企業(yè)參與，如馬士基、日本郵船、中遠(yuǎn)海運(yùn)、招商局集團(tuán)等，由此可見(jiàn)，有實(shí)力的航運(yùn)企業(yè)均想在這一領(lǐng)域占據(jù)先機(jī)。有消息稱，挪威灣目前已成為無(wú)人駕駛船舶技術(shù)測(cè)試的“樂(lè)園”。在這里，一些企業(yè)和機(jī)構(gòu)進(jìn)行包括導(dǎo)航、防碰撞、操作安全和風(fēng)險(xiǎn)管控系統(tǒng)等在內(nèi)的多項(xiàng)無(wú)人駕駛船舶技術(shù)測(cè)試。

一部分樂(lè)觀人士認(rèn)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，應(yīng)會(huì)更早實(shí)現(xiàn)。因?yàn)闊o(wú)人駕駛汽車面臨更為復(fù)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(huì)出現(xiàn)嚴(yán)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(duì)人命安全的威脅更小。由此來(lái)看，業(yè)內(nèi)對(duì)無(wú)人駕駛船舶的接受會(huì)比無(wú)人駕駛汽車來(lái)得更快。屆時(shí)，古老航運(yùn)業(yè)的格局及“氣質(zhì)”將被極大改變。