雖然離真正的無(wú)人船成為現實(shí)還有很長(cháng)的路要走,但圍繞航運業(yè)未來(lái)進(jìn)行的每一次討論都在重申“無(wú)人航運”話(huà)題,無(wú)人船無(wú)例外的再次成為今年德國漢堡海事展的焦點(diǎn)。
談到無(wú)人航運,就不得不提無(wú)人船。無(wú)人船是船舶行業(yè)的未來(lái),具有如同智能手機一樣的顛覆性。這也意味著(zhù),所有和船有關(guān)的行業(yè),包括船舶設計、船舶建造、船舶營(yíng)運、船舶交易等的業(yè)務(wù)模式和格局都將發(fā)生翻天覆地的變化。數百萬(wàn)船員將棄船上岸,數十萬(wàn)艘船將更新?lián)Q代,無(wú)人船無(wú)疑將掀起船舶行業(yè)的巨浪。
什么是無(wú)人船?
近年來(lái),伴隨著(zhù)大數據、云計算、虛擬現實(shí)、人工智能技術(shù)以及區塊鏈等新技術(shù)迅猛發(fā)展,無(wú)人車(chē)、無(wú)人機、無(wú)人超市、無(wú)人船等被推到了聚光燈前,愈發(fā)受到社會(huì )廣泛關(guān)注。而出現無(wú)人船熱之前,業(yè)界提到更多的則是智能船舶。
智能船舶是個(gè)相對寬泛的概念,并且在不斷發(fā)展中,甚至目前對智能船舶的定義也還存在爭議。對于“智能船舶”,中國船級社有過(guò)四點(diǎn)明確定義:一是具有感知能力,也就是具有能夠感知船舶自身以及周?chē)h(huán)境信息的能力;二是具有記憶和思維能力,即具有存儲感知信息及管理知識的能力,并且能夠對信息進(jìn)行分析、計算、比較、判斷、聯(lián)想、決策等;三是具有學(xué)習和自適應的能力,即通過(guò)專(zhuān)家知識以及與環(huán)境的相互作用,不斷地學(xué)習積累知識并適應環(huán)境變化;四是行為決策能力,即對自身狀況及外部環(huán)境做出反應,形成決策并指導船岸人員,甚至控制船舶。
智能船舶的發(fā)展是一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程。最初階段為互聯(lián)互通,實(shí)現對船舶的遠程監測。第二個(gè)階段為系統整合,通過(guò)制定統一的船舶數據標準,逐步將多源異構系統整合為單一集成系統,實(shí)現平臺化管理。第三個(gè)階段,通過(guò)遠程通信手段,實(shí)現對被控制船舶的操控。最終,利用高度復雜的軟件技術(shù)、控制算法,實(shí)現自主操作。第三階段的遠程控制,第四階段的自主操控,是無(wú)人智能船所具備的特點(diǎn)。通過(guò)各個(gè)階段技術(shù)的進(jìn)步和完善,最終實(shí)現不需要人在船舶上操控,就能實(shí)現船舶按照預設任務(wù)在水面上自主航行。
無(wú)人船研發(fā)如火如荼
最近幾年,業(yè)界對無(wú)人船的研究進(jìn)行的如火如荼。比如,2017年6月28日,由海航科技集團發(fā)起的無(wú)人貨物運輸船開(kāi)發(fā)聯(lián)盟成立大會(huì )暨第一次理事會(huì )在上海隆重召開(kāi);歐洲企業(yè)合作推進(jìn)無(wú)人船研發(fā);羅羅公布無(wú)人船未來(lái)愿景;羅羅與Tampere技術(shù)大學(xué)合作研發(fā)無(wú)人船技術(shù);芬蘭計劃于2025年實(shí)現自主航運;芬蘭VTT研發(fā)無(wú)人船導航系統;必和必拓欲打造“無(wú)人”散貨船船隊;日本出臺無(wú)人船實(shí)施規劃;無(wú)人商用船舶遠程測試成功;IMO將把自動(dòng)船舶事項列入今后會(huì )議議程;歐洲正在研究無(wú)人船運營(yíng)法規;全球首家無(wú)人船公司誕生等等。
然而,大家心里都明白,距離實(shí)現它,還存有較遠距離。這是因為,每當我們行至顛覆性轉變的路口時(shí),便會(huì )不自覺(jué)的急于探索其顛覆性技術(shù)或現象本身,卻忽略了一個(gè)最重要的環(huán)節——“搭橋修路”。在本次漢堡海事展期間,MSC德國首席信息官兼首席信息官Hubert Hoffmann一語(yǔ)驚醒夢(mèng)中人——技術(shù)本身不是提出挑戰,而是改變我們的思維方式。
那么,新的思維是什么呢?展會(huì )期間,與會(huì )者就以下觀(guān)點(diǎn)達成了基本共識。
1. 創(chuàng )新和有遠見(jiàn)的技術(shù)已不再是業(yè)界需要解決的唯一問(wèn)題。
2. 研究連接顛覆性技術(shù)的差距才是當下該優(yōu)先解決的問(wèn)題!
3. 找到“痛點(diǎn)”,對癥下藥
相較傳統船舶,無(wú)人船能夠通過(guò)精準、快速的專(zhuān)家決策系統進(jìn)行自主航行,并在足夠智能化的基礎上,作出突發(fā)應急反應,從而從根本上減少人為因素對船舶航行安全的影響,有效保障人船貨的安全。航海生活艱苦枯燥、單調易疲勞、弱光和逆光等各種不利條件,易導致船員對航道風(fēng)險的忽視和誤判,人為安全隱患難以消除。根據相關(guān)統計數據,與人為操作相關(guān)的安全事故占比達到62%。
上海航運和金融產(chǎn)業(yè)基地執行主席張兵華接受采訪(fǎng)時(shí)表示,船舶一旦遇險,就面臨著(zhù)重大的生命和財產(chǎn)損失,并往往伴隨著(zhù)天文數字的環(huán)境污染損失。無(wú)人船理念就是為解決一直困擾航運業(yè)的主要痛點(diǎn):降低船員勞動(dòng)強度,人工智能輔助決策減少人為失誤,并基于此降低航運企業(yè)的運營(yíng)成本。
事實(shí)上,在無(wú)人船技術(shù)領(lǐng)域,相關(guān)研究探索已經(jīng)在進(jìn)行之中。普遍的技術(shù)概念為“遠程遙控”,即通過(guò)數據通訊和遠程遙控系統在操作環(huán)境更好的岸上進(jìn)行輔助操作,羅爾斯羅伊斯公司的無(wú)人船研發(fā)理念便基于此。在這種技術(shù)要求下,無(wú)人船需要有基站信號全覆蓋,但目前來(lái)看,存在一定困難。
對此,張兵華解釋稱(chēng),在船舶遠程遙控技術(shù)下,實(shí)時(shí)遙控視頻數據傳輸量非常大,可高達每秒數百兆,但衛星數據傳輸速率很低,上傳速率只有1M/s,而且信號不太穩定;實(shí)時(shí)視頻數據量也是巨大,每天可達5T,而衛星通訊費用每月5G數據量的費用至少上千美元,對處于低迷的航運業(yè)而言,這項成本是難以承受的。此外,航運業(yè)是全球化的行業(yè),岸基信號基站可滿(mǎn)足數據傳輸速率的要求,但傳輸距離有限,船舶航行范圍受限。船舶通訊物聯(lián)網(wǎng)成為解決無(wú)人遙控船的解決方案,但布網(wǎng)成本高、時(shí)間長(cháng),信號覆蓋率尚難以保證。
據介紹,目前的遠程遙控船舶依舊是利用雷達技術(shù),通過(guò)電磁波獲得信息,再反映到中控系統,人為輔助船舶航行。但電磁波容易受到信號干擾,雷達可感知目標的距離、速度和方向也會(huì )相對受限。
為破解這些尷尬,在參考無(wú)人車(chē)“自主駕駛”技術(shù)的基礎上,邁潤智能科技依靠黑芝麻智能科技在圖像和視頻信號識別的全球領(lǐng)先技術(shù),探索開(kāi)發(fā)了一套船舶智能感知平臺系統?;谠撓到y,理論上,傳統船舶可實(shí)現“自主航行”,并可成為名副其實(shí)的“無(wú)人船”。
視覺(jué)感知技術(shù)是黑芝麻智能科技核心技術(shù)之一,涵蓋了光學(xué)、傳感器控制、圖像處理、機器視覺(jué)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )高速計算等。黑芝麻智能科技的靈魂人物單記章早前主創(chuàng )的OminiVison,OminiVison是最早也是最具規模的一家研發(fā)手機攝像頭技術(shù)的企業(yè),至今仍占據市場(chǎng)的主導地位。
法規需要“升級換代”
建造和控制“新幽靈船”的技術(shù)已經(jīng)有了,更有挑戰性的其實(shí)是監管問(wèn)題。目前,對于這樣的船只是否允許出海、如何進(jìn)行保險、出現事故時(shí)由誰(shuí)來(lái)負責,全球航運管理規定并不清晰。
目前,歐洲至少還有兩個(gè)組織正在探索如何改變法規,明確這些問(wèn)題。其一是歐洲無(wú)人駕駛水運系統安全和管理組織(SARUMS),由瑞典牽頭,另有六個(gè)國家參與;在英國,自動(dòng)水運系統管理工作組(MASRW )也在進(jìn)行類(lèi)似努力。它們的目標是當《國際海上生命安全公約》下次修訂時(shí)能有實(shí)質(zhì)性的“升級換代”。此外,無(wú)人船安全運營(yíng)也將納入IMO議程。IACS成員也在積極探索,例如中國船級社于2017年底發(fā)布了首部《無(wú)人水面艇檢驗指南》等。
人仍然是中心
哪怕船只可以自主航行,陸地上仍然必須有人,好在出現異常時(shí)接管控制權。不同的船只需要雇傭不同數量的監控和操作人員。遠洋貨輪一般無(wú)需太多人力監控,一名“船長(cháng)”可以同時(shí)監控多艘船只。而在擁擠的航線(xiàn)上行進(jìn)的輪船,或者離海岸近的,以及進(jìn)港或出港的時(shí)候,可能需要多名專(zhuān)業(yè)人員更多的關(guān)注。因此,遠程控制或自動(dòng)駕駛船舶所有相關(guān)技術(shù)里,一個(gè)重要部分就是遠程控制系統和控制中心的設置。研究人員根據航空、核能源、太空探索,還有制造海員訓練模擬器的經(jīng)驗,琢磨如何設計這樣的中心,其裝配不僅要考慮到人機工程學(xué),還要考慮操作便利性和實(shí)用性。前面提到的勞斯萊斯U nifiedB ridge艦橋可以說(shuō)是“先鋒”,相對傳統船舶艦橋,它進(jìn)行了徹底的重新設計。2014年8月,其第一代產(chǎn)品裝在鉆井平臺船S trilLuna上出海,此后該系統引入了拖船、超大型游艇、極地研究船,甚至一種新型的郵輪上。
無(wú)人航運數年內見(jiàn)分曉
隨著(zhù)智能技術(shù)的快速發(fā)展,無(wú)人貨物運輸船將會(huì )成為未來(lái)航運發(fā)展的新趨勢。航運業(yè)正經(jīng)歷根本性的變化,更多的變化仍在孕育之中。向無(wú)人船的轉變,無(wú)疑將徹底改變全球航運模式,并創(chuàng )造出新的業(yè)態(tài)。專(zhuān)家:2030年,無(wú)人駕駛遠洋貨船將司空見(jiàn)慣
在建造和操作無(wú)人駕駛船舶方面,肯定不只有一種方式。有的可能不需要任何員工,看上去跟現有船只設計截然不同;有的則是自動(dòng)駕駛和遠程控制混合操作——在遠洋公海時(shí)自動(dòng)駕駛,需要更高級操作時(shí)回歸遠程控制;還有一些船舶,比如郵輪,則可能一直需要人類(lèi)員工,哪怕只是為了給客戶(hù)提供服務(wù)、安全和保障。但它們的共同點(diǎn)則是擁有更好的情境感知技術(shù),更加安全。
第一艘投入商用的智能船將主要使用現有技術(shù)。這艘船可能往來(lái)于單一“船旗國”沿海水域,可能是渡輪、拖船,或其他沿海船型,在非常有限的區域航行。
實(shí)際上,試航就在眼前。去年底,挪威航海和濱海管理部分開(kāi)放了特隆赫姆灣一處地點(diǎn),允許進(jìn)行相關(guān)測試,這是世界首例。目前多家公司正在那里測駛無(wú)人駕駛船舶導航、防碰撞系統、操作安全和風(fēng)險管控項目。有專(zhuān)家預測,“新幽靈船”2020年就會(huì )出現。到2025年,一些航運公司就會(huì )在公海運營(yíng)遠程控制船。再過(guò)5年,無(wú)人駕駛遠洋貨船將司空見(jiàn)慣。
40%海員:無(wú)人駕駛船在20年內將成為現實(shí)
在Nautilus聯(lián)盟對20多個(gè)航海工會(huì )的近千名海事專(zhuān)業(yè)人員的調查中,40%的海員認為,商業(yè)上可行的無(wú)人駕駛船舶將在未來(lái)20年內廣泛使用。
在調查中,44%的人希望智能船舶可以在人類(lèi)的密切監控下航行。23%的人希望獲得稍微高一些的操作權,他們希望人類(lèi)繼續操縱船舶,減少船舶自主駕駛。但是,希望完全自主操縱船舶的人并不多。只有6%的人希望船舶擁有完全自主的駕駛系統,無(wú)需人類(lèi)操作。
此外,80%海員認為,實(shí)現自動(dòng)化的最佳途徑是在載人操作的同時(shí)謹慎引入智能系統。然只有16%的受訪(fǎng)者希望未來(lái)船舶操縱不使用自動(dòng)化技術(shù)。這表明,海員們更加喜歡混合操作方式,即訓練有素的海員通過(guò)操縱電子系統來(lái)駕駛。
有趣的是,如果船東用海員駕駛比用自動(dòng)船/無(wú)人船/遠程駕駛船費成本高,他們會(huì )不會(huì )放棄使用海員。89%的人同意這種說(shuō)法。
馬士基CEO:有生之年無(wú)人船時(shí)代不會(huì )到來(lái)
全球最大班輪公司馬士基集團首席執行官施索仁(Soren Skou)表示,當前業(yè)內積極推進(jìn)的船舶自動(dòng)化,短期內不太可能導致集裝箱船上船員減少。
隨著(zhù)當前技術(shù)的不斷發(fā)展,與20年前相比,馬士基航運公司的船員已經(jīng)減半,同時(shí)也降低了該公司的工資成本。
盡管如此,但據彭博社報道,現年53歲的馬士基集團首席執行官施索仁認為,船上勞動(dòng)力已達最低水平,目前已經(jīng)沒(méi)有更多的空間來(lái)縮減人力成本。他表示:“盡管當前技術(shù)飛速發(fā)展,我并不認為一艘長(cháng)400多米、重20萬(wàn)噸的集裝箱船上將允許船公司不配備任何船員。在我有生之年,我并不認為集裝箱船無(wú)人駕駛是效率趨勢下的產(chǎn)物?!?/span>