據(jù)羅爾斯·羅伊斯公司預計，世界第一艘完全無人駕駛船舶將在2020年實現(xiàn)商業(yè)運營，而完全自動航行的無人遠洋貨輪科乎，將在10-15年內(nèi)成為一種常態(tài)。

近年來贼急，人工智能飛速發(fā)展茅茂，人類在海、陸竿裂、空三界的交通運輸領域正在經(jīng)歷一場自動化變革玉吁。無人機、無人車等一些列無人駕駛交通工具陸續(xù)進入人們的視野腻异。而對于傳統(tǒng)的海運行業(yè)來說进副，無人船卻遲遲未“露面”。

去年铣修，羅爾斯·羅伊斯公司公布了一項由其引領的“高級無人駕駛船舶應用開發(fā)計劃”(AAWA)項目遣抄，就像蘋果公司用智能手機重新定義手機行業(yè)一樣，羅羅公司期待用無人船重新定義船舶行業(yè)杭喊。

無人船優(yōu)勢明顯

隨著近年來大數(shù)據(jù)庵臼、云計算慎间、虛擬現(xiàn)實和人工智能技術的迅速發(fā)展，無人駕駛船舶的概念開始引起國際海事界的高度關注揽邀。2015年12月粗啼，中船集團在其智能船舶發(fā)展論壇上發(fā)布一項名為I-Dolphin的設計方案伏嬉。該設計方案以一艘載重量為3.88萬噸級散貨船為母船荷逞，利用大數(shù)據(jù)和信息技術，對船舶的總體性能及狀態(tài)進行實時監(jiān)測示祭、評估羞媳、分析悄济，從而為航行操控和航線選擇提供優(yōu)化解決方案，盡最大可能減少因人為操作失誤而引發(fā)的安全事故扼菠。

從目前中船集團對外公布的設計方案來看摄杂，這艘智能船不僅將配備常規(guī)船舶所必須的動力、操作與居住系統(tǒng)循榆，還將在船舶航行期間通過衛(wèi)星信號與岸上實現(xiàn)船舶航運狀態(tài)與設備運行狀況的實時通訊析恢，并通過專家系統(tǒng)對船舶的實際運行情況進行綜合分析，進而確定船舶的操作策略并判斷船上設備是否需要進行保養(yǎng)冯痢。中船集團專家表示氮昧，理論上I-Dolphin是一艘能夠自主“思考”的船舶框杜，無需船員操作即可實現(xiàn)自主航行浦楣。然而考慮到受目前通訊技術與自動化控制技術制約可能產(chǎn)生的額外風險，I-Dolphin上依然會配備足夠的船員咪辱，以便在船舶自動化系統(tǒng)發(fā)生故障時能夠控制船舶振劳。

與中船集團的I-Dolphin設計方案相比，羅爾斯·羅伊斯公司于去年3月發(fā)布的一項名為“智能化橋樓”的概念已經(jīng)在一艘名為“Stril Luna”號的海工船上成功運用油狂。目前該公司已經(jīng)在挪威完成了一項用于船舶的遠程導航虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的測試历恐。該系統(tǒng)通過安裝在船上的攝像頭與傳感器將船舶360°視野實時傳回控制中心，并通過三維動畫與虛擬現(xiàn)實技術在控制中心的顯示屏上展示給船舶操作者专筷，操作者可在岸上控制中心弱贼，通過操作手柄輕松實現(xiàn)包括發(fā)動機控制與貨物搬運在內(nèi)的各種船舶操作。從某種意義上來說槐骂，全球首艘無人船“Stril Luna”號已經(jīng)問世卓胶。

與有人駕駛的船舶相比，無人船的優(yōu)勢是顯而易見的肪躯。一方面鄙划，船上的絕大多數(shù)設備，如救生掀舷、消防药锯、防污染與生活設施很大程度上是為船上工作人員服務的都陵，這些設備不僅需要占據(jù)船上寶貴的空間，還將增加船東的營運成本怒随，特別是救生造轴、消防、防污染等設備在船舶正常營運中基本不會被利用彰你，但為了確保這些設備的有效性狰绪，船東每年都需支付不菲的維護保養(yǎng)費用。如果未來船舶能夠?qū)崿F(xiàn)無人駕駛蛋济，這些設備就可省卻棍鳖，由此產(chǎn)生的經(jīng)濟效益不言而喻。另一方面碗旅，隨著現(xiàn)代船舶性能的不斷提升渡处，由于船員疲勞與不良情緒而導致的操作性失誤已成為危害船舶航行安全的最主要因素。在無人船的設計方案中祟辟，船舶的操縱主要是通過專家決策系統(tǒng)與遠程遙控系統(tǒng)在勞動條件更好的岸上進行操作医瘫，從而從根本上減少人為因素對船舶航行安全的影響。

中船集團在其智能船發(fā)布會上宣稱中國制造的首艘智能船將于年內(nèi)問世旧困，而羅爾斯·羅伊斯公司高級副總裁Oskar Levander在阿姆斯特丹“自動航行科技研討會”上則認為至少在2020年左右才會有全尺寸的無人船在海上航行醇份。然而無論是采用人工智能方案還是遠程遙控方案，以先進的計算機吼具、數(shù)據(jù)傳輸與虛擬現(xiàn)實技術為依托的無人船僚纷，在問世前還需要翻越信息傳輸安全性、動力裝置穩(wěn)定性和遠程操縱可靠性三座大山拗盒。

第一座大山

信息傳輸能否安全

提升信息傳輸?shù)陌踩允菬o人船投入商業(yè)運營前所必須解決的問題怖竭。

未來的無人船上所運用的實時數(shù)據(jù)傳輸、人工智能與遠程控制技術等陡蝇，在給船舶駕駛帶來種種便利的同時也為海盜的搶劫提供了更多選擇茁螺。在去年3月的“RSA加密算法安全大會”上，Verizon RISK安全團隊披露了一個非常有趣的案例面塌。一群海盜在劫持了某航運企業(yè)的貨船后并沒有針對船上人員和船舶本身索要贖金烦猾，而是迅速找到目標集裝箱，搶走箱內(nèi)的貴重貨物后揚長而去嘱疑。

Verizon RISK安全團隊在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)卤舆，海盜在實施搶劫前已成功入侵這家企業(yè)的提單管理系統(tǒng)，對于船舶載運貨物的情況了如指掌呐蹂，并提前精確鎖定了搶劫目標唬垦。

從這個角度來看，未來的海盜可能無需再冒著被大浪卷入海底的風險登船搶劫，只需雇傭黑客通過攻擊智能船的控制系統(tǒng)即可成功控制船舶些吨。

信息與數(shù)據(jù)安全將是未來航運業(yè)發(fā)展過程中必須考慮的問題畸玲。目前人類在陸上互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的防范方面已積累了非常豐富的經(jīng)驗，未來的無人船控制系統(tǒng)完全可以借鑒這些經(jīng)驗以確保船舶數(shù)據(jù)傳輸過程中的安全林葬。然而不僅僅是船舶控制系統(tǒng)揭胶，未來航運企業(yè)的自身信息系統(tǒng)安全等級的提升也非常重要。不少航運企業(yè)早已配備了先進的網(wǎng)管系統(tǒng)鞍爱，可以在系統(tǒng)上實時查看貨物與船舶的狀態(tài)鹃觉，甚至船上某一具體設備的運轉(zhuǎn)狀況，然而目前這些系統(tǒng)大多處于“裸奔”狀態(tài)睹逃。

未來海盜如果無法破解無人船的控制系統(tǒng)盗扇，也可以攻擊航運企業(yè)的船隊管理系統(tǒng)，通過數(shù)據(jù)分析準確篩選出那些機械設備已存在故障的船舶沉填，以提高搶劫過程中登船的成功率疗隶。

第二座大山

動力裝置能否穩(wěn)定

提升船舶動力裝置運行的穩(wěn)定性也是未來無人船需要重點突破的技術障礙，持續(xù)穩(wěn)定的推進動力是船舶航行安全的重要保障翼闹。

在社會道路上行駛的無人車一旦發(fā)生事故可以方便地獲得維修保障斑鼻，但是海洋特有的惡劣環(huán)境決定了在海上航行的無人船一旦發(fā)生故障將很難獲得及時維修。因此無人船動力裝置的穩(wěn)定性就顯得尤為重要猎荠。

目前已在民用船舶上廣泛采用的低速柴油機動力裝置運動結(jié)構(gòu)復雜坚弱，低速穩(wěn)定性不高，在惡劣海況关摇、低速航行等特殊情況下依然需要船員手動進行操作荒叶，在設備發(fā)生故障的情況下更是如此。

從這個意義上來看牡泡，單臺柴油機動力裝置將難以滿足未來無人船對于動力裝置穩(wěn)定性的要求姥勤。

與單機單槳的常規(guī)貨船相比哮寨，采用雙機雙槳布置方案的船舶在動力裝置總體穩(wěn)定性與推進冗余度方面顯然更具優(yōu)勢尔产。然而低速柴油機的工作原理決定了其在負載突變的工況下難以穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。

采用不同類型的柴油機并車驅(qū)動推進器可能是一種適合未來無人船的動力布置方案瞎遗。此類船舶將采用不同類型的兩種主機聯(lián)合驅(qū)動推進器每此，在正常海況下使用經(jīng)濟性更好的低速二沖程柴油機驅(qū)動，而當主推進柴油機失效時可采用可靠性更高的四沖程柴油機作為應急動力裝置截纹，以確保船舶在航行過程中不至失去動力形维。

電力推進也是未來無人船可能選擇的動力布置方案之一，與柴油機直接驅(qū)動推進器的方案相比贬屹，電力推進的穩(wěn)定性與冗余度無疑更高塞秤，在技術上更容易實現(xiàn)遠程遙控。然而在目前人工成本尚可接受的大背景下月锅，與增加一套推進系統(tǒng)或采用電力推進所需支付的額外費用相比癌炒，船東顯然更傾向于雇傭船員進行操作泞当。

第三座大山

遠程操縱能否可靠

遠程操縱的可靠性也是未來無人船需要解決的關鍵技術問題。海上惡劣的環(huán)境條件與海水巨大的阻力決定了船舶的操縱遠不如汽車和飛機那樣靈活民珍，與早已實現(xiàn)一人駕駛的飛機襟士、火車和汽車相比，船舶是目前公認的人類最難駕馭的交通工具嚷量。目前已實現(xiàn)無人化的“Stril Luna”號是一艘能在惡劣海況下穿浪運行的海工船陋桂。這類船身瘦小靈活且配備了大功率推進系統(tǒng)與首尾輔助推進裝置的海工船本身操縱性能較強，因此比較容易實現(xiàn)遠程遙控蝶溶。而普通遠洋貨輪受經(jīng)濟方面的制約在操縱性方面遠不及設備先進的海工船嗜历，航行中的操作相對海工船而言復雜很多。因此大型船舶航行過程中對于船舶狀態(tài)的控制更多是根據(jù)船長的經(jīng)驗現(xiàn)場決策抖所，如采用遠程控制或人工智能的方式進行操作必然會增加船舶航行中的風險秸脱。

作為無人船概念前身的“無人機艙”與“一人橋樓”技術在遠洋運輸船舶上的實踐經(jīng)驗也充分說明了無人船概念的真正實現(xiàn)還需要相當長的時間。

“無人機艙”又稱“周期性無人值班機器處所”部蛇，是一種通過各類傳感摊唇、信號與控制系統(tǒng)取代輪機管理人員對船舶機艙內(nèi)設備的運行狀況進行自動監(jiān)測與控制的設計概念，目前已在大部分遠洋貨輪上廣泛采用涯鲁。盡管這類船舶的機艙設備已實現(xiàn)高度自動化巷查，然而船舶在大風浪與航道內(nèi)航行期間機艙依然容易發(fā)生需要輪機員人工排除的機械故障，船長通常都會傾向于安排人員在機艙值班用兵。

“一人橋樓”是一種駕駛臺的自動化設計理念神肖，主要通過電子集成技術將操作船舶的所有面板集中布置在駕駛員觸手可及的范圍內(nèi)，從而實現(xiàn)像駕駛汽車或者飛機那樣操縱船舶晴顷。然而駕駛船舶所需要的操作動作遠超過飛機和汽車排憨，實踐中很難依靠一個人獨立完成。為確保船舶航行安全狮善，幾乎所有配備“一人橋樓”的船舶在實踐中依然保持了兩人值班的管理制度翻粘。

然而，即使未來橫在無人船面前的信息傳輸安全性换募、動力裝置穩(wěn)定性以及遠程操縱可靠性“三座大山”被成功搬走潘羡。一向保守的航運業(yè)以及航運相關行業(yè)基于安全考慮，對于無人船的認可度也未必會有相應的提升洲稽。盡管無人船的設計方案可以在最大程度上降低人為因素的風險坎隶，但同時也給船舶帶來了更多未知的風險。與此同時蚂朽，與無人船配套的海事法規(guī)的出臺也是一個漫長的過程刮吧。

從這些方面來看，航運業(yè)在未來很長一段時間內(nèi)都難以實現(xiàn)“無人化”。然而杀捻，隨著船舶自動化水平的不斷提升琉历，船舶所需配員的逐漸減少依然是未來航運業(yè)的大勢所趨。

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