智能船舶：引爆航运造船业新革命

近年来,中国对智能船舶的研发加快，2015年年底，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。

近期，关于智能船舶的消息层出不穷，智能船舶研制俨然成为热点中的热点。在5月30日至6月2日举办的2017年挪威国际海事展上，DNVGL与日本邮船发布了海事数据中心项目的首批研究成果；世界上最大的矿业集团必和必拓日前透露，正在寻找技术上的合作伙伴，研发一种巨型的自动航行货船，用于包括铁矿石和煤炭在内的各类矿产的远洋运输；而根据中国船舶工业经济与市场研究中心6月13日发布的消息，日本航运业正大力研发无人驾驶船，计划在2025年打造大型无人驾驶船队。

 业内人士表示，日本、韩国、中国、欧洲等国家和地区对智能船舶的研发正如火如荼，总体来说，各方对智能船舶的研发还处于较初级的阶段，只是有的在一两个方面走得更远些。智能船舶最终能智能到什么程度，将对航运业的未来产生什么样的影响，现在还没有明确答案，但智能船舶乃大势所趋则是毋庸置疑的，同样毋庸置疑的是，智能船舶在远洋大货量运输中实现还有很长的路要走。“初级阶段”的玩法？DNVGL与日本邮船联合开展的海事数据中心项目于2015年11月启动，并且得到了曼公司的支持。自项目启动以来，日本邮船旗下的4艘集装箱船已持续将运营数据传输至DNVGL的Veracity数据平台。基于这些运营数据，研究团队创建了一个与实船相对应的“数字化双胞胎”，实现了船舶性能监测、基于状态的维护检验等功能。

而日本造船厂和航运公司联手开发的无人驾驶船，将安装以人工智能技术为基础的自动航行系统，利用物联网等技术，及时收集和分析与海域天气、危险障碍物和货物有关的数据，并根据这些数据规划最节省燃料、最安全和航程最短的航线。

中船重工经济研究中心海洋装备技术研究部研究主管曾晓光表示，现在，中国、日本、韩国、欧洲都开展了多个有关智能船舶的项目，中国的相关研究处于设备综合控制到半自动化航行监管的过渡阶段。“远洋智能船舶方面，各个国家和地区的研究进展相差不大，但从目前发布的消息来看，对近海智能船舶的研究，欧洲要走得更快些。”曾晓光说，欧洲在船舶配套上的优势是形成这一格局的重要原因。

据了解，当前有多家欧洲企业正在政府的支持下合作推进无人船的研发，争取在未来3年内在波罗的海实现完全遥控船舶运营，到2025年实现自主控制的商业海上运输。这一项目名为“企业自主控制海洋生态系统”，其创始合作伙伴包括ABB、卡哥特科、爱立信、MeyerTurku船厂、罗·罗公司、Tieto以及瓦锡兰等。参与该项目的企业已经开始研发能够实现自主海上运输的船舶、软件和解决方案。此外，罗·罗公司于2015年开展了“高级无人船舶应用开发计划”项目，还将和瑞典渡船公司StenaLineAB合作研发首套船舶智能感知系统，与麦基嘉联手研发智能集装箱船航行及货物系统。目前，罗·罗公司已在“Stella”号渡船上进行了各种操作环境和气候条件下的一系列传感器阵列测试，并预计在今年晚些时候其智能感知技术获得概念批复并投入商用生产。

在日本，对智能船舶的研发已经被列为该国船舶界未来5年发展的重点。除日本邮船与DNVDL的合作项目外，2012年12月，包括日本船舶配套协会和日本船级社（NK）等在内的29家单位还联合开展了“智能船舶应用平台”项目研究；2017年5月，由商船三井、三井造船、国家海事研究所、港口和航空技术协会、东京海洋大学、NK、日本船舶技术研究协会，以及（三井造船）昭岛实验室等联合开展的自主远洋运输系统技术概念项目，入选日本的“FY2017交通运输研究和技术推广计划”。此外，由NK主导制定的多项智能船舶相关标准已成为国际标准。日本政府则将在即将推出的国家复兴战略中加入无人驾驶船的开发。日本航运业希望依靠政府支持，帮助日本在无人驾驶船开发中占据领先优势，引领未来国际标准。

在韩国，现代重工是智能船舶研发的先导者。2016年，在以前合作研发的基础上，现代重工宣布与英特尔、SK航运、微软等企业合作开发智能船舶。根据计划，到2019年，其研发的航运服务软件将被部署至智能船舶，以实现船员获得远程医疗服务，进行压载舱检查，对重要设备进行维护，航运信息自动化报告等功能。

中国对智能船舶的研发在近年来加快。2015年年底，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。该项目由上海船舶研究设计院牵头，中国船舶工业系统工程研究院、中船黄埔文冲船舶有限公司、中船动力研究院有限公司、沪东重机有限公司等单位参加。该船建成后将实现全船信息共享、自主评估与决策、船岸一体化、远程支持和服务等。2016年，“智能船舶顶层设计及部分智能系统示范应用”被工业和信息化部批准立项，示范船为中国远洋海运集团有限公司的13500TEU集装箱船。今年3月，海航科技物流集团有限公司、中国船级社（CCS）、中国船舶工业集团公司第七○八研究所、美国船级社（ABS）、DNVGL、中国船舶重工集团公司第七一一研究所等6家单位联合发起了“无人货物运输船开发联盟”筹建工作。

曾晓光认为，目前还没有真正意义上的智能船舶，尤其是远洋智能船舶。对于当前智能船舶在技术上已不存在问题的说法，他表示不能同意。“整船级的智能化船舶设计开发，还有许多关键技术有待突破，比如设备的控制理论、算法，高速实时通信，数据的采集、处理、分析技术等。”他说，智能船舶的研制和应用涉及很多方面，像通信方面的、气象预告方面的、信息共享方面的，因此，不仅需要船舶行业努力，更需要跨行业、跨专业协同推进。还有很长的路走？今年5月，挪威Yara与康士伯海事宣布将共同打造全球首艘纯电动自动驾驶集装箱船，并定于2018年下半年启航。上海国际航运研究中心信息化研究室主任徐凯表示，从公开的消息来看，这艘船的运量应该只在200TEU上下，航线短，主要航行于挪威北部特隆赫姆峡湾，环境风平浪静，因此，其自动驾驶技术难度相对较小。“不可否认，智能船舶是船舶发展的大趋势。未来，像这种标志性的事件将不时出现，但智能船舶大范围应用于远洋运输，从而改变航运业面貌，还有很长的路要走。”徐凯说。

InmarsatMaritime公司负责人近日在2017年SMART4SEA会议暨颁奖典礼上介绍了马士基“Triple-E”级超大型集装箱船充分利用大数据的例子。据介绍，“Triple-E”级超大型集装箱船的船舶主控制系统配备了2800个传感器，主机机舱配备了200个传感器，以测量温度、压力和运转情况，并将数据传输给马士基位于孟买的全球航行中心，这一数据每个月达109GB。徐凯表示，马士基“Triple-E”级超大型集装箱船显然智能化水平较高，当然与目前所说的高等级智能船舶还有差距，除了通过物联网技术获取丰富的传感数据，还有更多的工作应当聚焦在数据的分析及应用上。“但智能船舶的发展轨迹应该就是这样：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，绝不可能一蹴而就。”他说，这一过程可能需要15到30年时间。

“智能船舶的前景确实看起来十分美好，但目前还需要解决不少难题。”徐凯表示，首先是技术方面的。智能化设备和系统能否承担在任何条件、任何环境下驾驶和管理船舶的能力？“比如，普通船舶在遇到意外事件时，可以依靠船长丰富的经验以及现有的规则来处理，而智能设备能完全取代船长吗？”他举例说：“船舶远洋航行时，遇到突发的机舱事故，需要轮机长的维修经验和适当的维修备件，在无人条件下如何实现智能故障诊断、备件3D打印、机器人辅助维修？这些问题都有待解决。”“集装箱的配载是集装箱船航行过程中的一个重要问题。如果遇到大的风浪，船长可能作出扔掉特定区域一定数量集装箱的决定，智能船舶可以做到吗？”“远洋智能船舶的航行极大程度上依赖通信的畅通，如果出现通信失联的情况，智能船舶将如何‘自处’？要知道远洋船舶航行的时间长、环境复杂，且不是在任意海域都具有抛锚固定条件并无法及时接受救助。”徐凯认为，这就要求智能船舶一定要足够“智能”，甚至具有“智慧”特征，否则将面临巨大的风险。其次是信息提供方面。智能船舶航行依赖于外部众多的信息提供方，涉及港口、海事部门、船管公司、通信商、设备商，甚至气象服务商等。如同电力驱动汽车需要充电桩一样，智能船舶也需要大量的配套信息服务。如何保证这些纷繁的信息充分、全面、准确、及时，将是一个巨大的挑战。再次是法律方面的。“发展智能船舶，目前关于船舶适航的海事公约和法规显然需要修改，船舶引航、边检、检疫等涉及国家主权的法律也需作出调整。”“还有法律责任厘清方面，如在航行途中发生事故甚至违法事件，由于智能船舶的‘自主’功能涉及系统提供商和信息提供商较多，到时候由谁负责、如何理赔等将成为难题。”徐凯表示。给航运业带来什么？困难确实存在，发展智能船舶是大势所趋却成为业界共识，其原因主要集中在以下几点。一是可以减少船员的使用，这不仅可降低船舶的运营成本，更重要和更长远的好处是解决航运作为一个职业，难以吸引到年轻人的难题：远程控制和自动驾驶方便航海职位向陆上呼叫和操作中心转移，对年轻人更有吸引力，这无疑将为航运业输送急需的“新鲜血液”。二是使得船舶更加安全，这一安全不仅体现在智能化操作较人工操作更能减少失误，而且体现在无人船舶能避免被海盗挟持的风险。

曾晓光表示，以海洋运输装备制造企业主导的在智能船舶方面的创新已成为当前船海界研发的热点和前沿。虽然智能船舶的造价和信息获得成本将使船东付出更多的费用，但未来成本的下降应是可预期的。现在世界上展开的智能船舶项目也多有航运企业参与，如马士基、日本邮船、中远海运、招商局集团等，由此可见，有实力的航运企业均想在这一领域占据先机。有消息称，挪威湾目前已成为无人驾驶船舶技术测试的“乐园”。在这里，一些企业和机构进行包括导航、防碰撞、操作安全和风险管控系统等在内的多项无人驾驶船舶技术测试。

一部分乐观人士认为，作为智能船舶的最高阶段，无人驾驶船舶相比无人驾驶汽车，应会更早实现。因为无人驾驶汽车面临更为复杂的行驶环境，道路上的人员、汽车以及道路旁的建筑密度大，稍有差池就会出现严重后果，而无人驾驶船舶航行的海洋环境却单一得多，障碍物也少得多，对人命安全的威胁更小。由此来看，业内对无人驾驶船舶的接受会比无人驾驶汽车来得更快。届时，古老航运业的格局及“气质”将被极大改变。