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目前的技術(shù)難點(diǎn)主要是智能感知、導航定位和自主巡航，其核心仍然是人工智能軟硬件技術(shù)，包括核心傳感器和智能算法。
■本報見(jiàn)習記者 田瑞穎 記者 沈春蕾
1912年，英國大型豪華客船泰坦尼克號因撞上大西洋的冰山而沉沒(méi)，造成1500多船員和旅客死亡。倘若泰坦尼克號客船擁有強大的自主航行智能系統，可自動(dòng)感知獲取船舶及其環(huán)境信息，自動(dòng)航行靠泊、報警、維修、啟動(dòng)應急方案，歷史的悲劇或被改寫(xiě)。
不久前，勞斯萊斯技術(shù)公司和芬蘭國有渡輪運營(yíng)商Finferries在芬蘭圖爾庫市南部的群島上展示了世界上第一艘完全自主運行的渡輪。近日，中國科學(xué)院合肥智能機械研究所副主任余道洋在接受《中國科學(xué)報》采訪(fǎng)時(shí)表示：“隨著(zhù)技術(shù)的成熟和資本的介入，無(wú)人駕駛船舶將是大勢所趨?！?/p>
無(wú)人駕駛船舶的時(shí)代，似乎離“靠岸”越來(lái)越近。然而，真正“靠岸”還需對核心智能技術(shù)、法規政策等困境進(jìn)行“破冰”。
顛覆船舶行業(yè)
無(wú)人駕駛船舶技術(shù)是指人工智能技術(shù)在船舶上的應用。隨著(zhù)傳感器和智能駕駛技術(shù)的突破，多國已開(kāi)始涉足無(wú)人駕駛船舶領(lǐng)域。2016年，羅爾斯·羅伊斯（又稱(chēng)勞斯萊斯）公司就發(fā)布了“高級無(wú)人駕駛船舶應用開(kāi)發(fā)計劃”（AAWA）。
“目前，美國、以色列、英國、法國、意大利和日本等發(fā)達國家在USV（無(wú)人水面艇）領(lǐng)域的技術(shù)水平較高?！庇嗟姥笳f(shuō)，“我國也已開(kāi)展相關(guān)研究，但船體智能化總體設計、關(guān)鍵部件、智能軟件和數學(xué)模型等方面的關(guān)鍵技術(shù)還較為薄弱，且無(wú)人水面艇主要集中于民用領(lǐng)域?！?/p>
據國際海事局（IMO）通過(guò)的《國際安全管理規則》（ISM－CODE）顯示，在所有的海上事故中，約80%是人為因素造成的。無(wú)人駕駛船舶技術(shù)的應用被認為將大幅提高船舶航行的安全性，降低船舶運營(yíng)成本。
除安全性外，船員成本也是船舶運營(yíng)中的一大難題。余道洋表示，長(cháng)江航道有70萬(wàn)艘船舶，其中1000噸以上的船舶占50%，僅長(cháng)江航道上船員缺口就達近萬(wàn)人。
智慧航海（青島）科技有限公司董事長(cháng)姜海鷹告訴《中國科學(xué)報》，目前船東們?yōu)榫S持航運低谷期的運營(yíng)，都在設法降低人員成本，這也是船舶為何越建越大的原因之一?！白灾骱叫羞\輸貨船的發(fā)展，是不可逆的趨勢，這對人員安全、成本、監管和環(huán)保等方面的改善，都是非常有必要的?！?/p>
此前，對即將在2020年實(shí)現完全自動(dòng)運營(yíng)的Yara Birkeland無(wú)人駕駛電動(dòng)集裝箱船，《華爾街日報》刊文稱(chēng)：“其運載能力相當于傳統貨船的3倍左右，由于不再需要燃料和船員，每年可以節約至多90%的運營(yíng)成本?！?/p>
仍需突破核心技術(shù)
2018年12月，工業(yè)和信息化部、交通運輸部、國防科工局聯(lián)合印發(fā)了《智能船舶發(fā)展行動(dòng)計劃（2019—2021年）》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《行動(dòng)計劃》），明確提出初步建立智能船舶規范標準體系，突破航行態(tài)勢智能感知、自動(dòng)靠離泊等核心技術(shù)等，“保持我國智能船舶發(fā)展與世界先進(jìn)水平同步”。
雖然世界主要造船國家正大力推進(jìn)智能船舶的研制與應用，但《行動(dòng)計劃》指出，全球智能船舶仍處于探索和發(fā)展的初級階段，智能感知等核心技術(shù)尚未突破。以亮相芬蘭的世界首艘完全自主運行的渡輪為例，其航行水域環(huán)境相對簡(jiǎn)單、水流平穩、航道交通流量較小，而真正的水域環(huán)境往往復雜多變且可能出現各種突發(fā)情況。
國際上無(wú)人船舶的關(guān)鍵技術(shù)被總結為“GNC”，即Guidance（自主巡航）、Navigation（導航定位）、Control（自動(dòng)控制），具體包括船體設計、自主巡航、導航定位、自動(dòng)控制、通信網(wǎng)絡(luò )、自主決策、傳感與感知、電源系統、動(dòng)力與推進(jìn)系統、人機交互系統等。
“目前的技術(shù)難點(diǎn)主要是智能感知、導航定位和自主巡航，其核心仍然是人工智能軟硬件技術(shù)，包括核心傳感器和智能算法?！庇嗟姥蟾嬖V《中國科學(xué)報》。
為應對復雜多變的海上環(huán)境，無(wú)人駕駛船舶對海上通信系統的高寬帶、低延時(shí)、低成本等提出了更高要求。一般而言，需要在船舶上配備北斗系統、公眾移動(dòng)通信系統、銥星系統、海事衛星系統等，以提高通信效率。然而，隨著(zhù)船岸通信量的增加，如何規避黑客攻擊、信息泄露等網(wǎng)絡(luò )安全問(wèn)題也接踵而至。
對此，余道洋認為，無(wú)人駕駛船舶的關(guān)鍵技術(shù)之一是系統冗余，需要具備多路通信信道，且相互獨立。此外，還需建立高可靠性和安全性的云系統以防范黑客攻擊，同時(shí)使其在沒(méi)有網(wǎng)絡(luò )的情況下也具備自主決策能力，例如長(cháng)時(shí)間沒(méi)有通信網(wǎng)絡(luò )將自主返航。
攻克關(guān)鍵技術(shù)離不開(kāi)資金的支持?！澳壳盁o(wú)人駕駛船舶缺少大型企業(yè)和資本的戰略性投資，因為資本還沒(méi)有看到短期內的巨大市場(chǎng)前景和市場(chǎng)容量?！庇嗟姥笳f(shuō)，“目前無(wú)人駕駛船舶的研究還需要國家和地方政府提供資金支持?！?/p>
加快推進(jìn)頂層設計
《行動(dòng)計劃》還指出，目前全球智能船舶的定義、分級分類(lèi)尚未統一，智能船舶標準體系、測試與驗證體系亟待建立，智能技術(shù)工程化應用十分有限，相關(guān)國際海事公約法規研究剛剛起步。
《國際海上人命安全公約》中規定“各船旗國要根據自己制定的最低配員規定為船舶配備合格船員”。此公約內容顯然不符合無(wú)人駕駛船舶的實(shí)際發(fā)展情況。
業(yè)內人士提出，交通運輸部應鼓勵有關(guān)研究部門(mén)提早開(kāi)展相關(guān)法規研究，提出法規修正提案，重點(diǎn)應開(kāi)展保障無(wú)人駕駛船舶的海上航行安全、船舶海上避碰規則、法律責任和保險等法規研究，提出修改建議案，提高我國在國際海事領(lǐng)域的話(huà)語(yǔ)權。
“無(wú)人駕駛船舶要想獲得海事部門(mén)的‘通行證’，還需要相應的技術(shù)規范和標準進(jìn)行指導?！庇嗟姥笳f(shuō)，無(wú)人船舶整機和關(guān)鍵部件目前沒(méi)有形成相應的技術(shù)規范和標準，因此要加快制定相關(guān)標準。
姜海鷹對此也表示，如何使無(wú)人駕駛船舶符合國內、國際規定，需要相關(guān)部門(mén)和國際海事相關(guān)組織盡快研究制定，“否則將制約智能航運的發(fā)展”。
“在現有技術(shù)標準和法規還沒(méi)有出臺的情況下，應在相關(guān)部門(mén)的領(lǐng)導下，加快測試場(chǎng)的建設和實(shí)驗船的運營(yíng)實(shí)驗，只有掌握大量的實(shí)驗數據，才能夠為技術(shù)、標準和法規的制定提供可靠的支撐，進(jìn)而投入自主航行運輸船舶的建造和經(jīng)營(yíng)?！?姜海鷹進(jìn)一步說(shuō)道。
受訪(fǎng)專(zhuān)家還表示，無(wú)人駕駛船舶技術(shù)的推進(jìn)還需加快人才培養，引進(jìn)智能船舶專(zhuān)業(yè)人才，增強后備人才培養；加強國際合作，利用全球創(chuàng )新資源，加快推進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈、創(chuàng )新鏈、價(jià)值鏈的全球配置，全面提升智能船舶發(fā)展能力。
