隨著通信、物聯網、大數據等技術的發展,人工智能的優越性已經超出了人們的想象。這點同樣適用于船舶領域。目前,國內外不斷在船舶數字化、智能化領域加大研究力度。為加強智能船舶服務能力建設,加速智能船舶相關方服務產品的研發,推動與科研機構、工業界、航運企業的全面合作與自主創新,中國船級社(CCS)專門成立了智能船舶工作組,致力開展智能船舶技術的研究、推進與推廣工作。CCS積極開展智能船舶規范、指南的編寫,開展智能船舶及系統的評估驗證,并參與國家課題研究。目前,已有包括散貨船、超大型集裝箱船、超大型礦砂船(VLOC)、超大型油船(VLCC)在內的多種船型申請了CCS智能船舶附加標志,并開工建造。
據統計,導致船舶海上事故的主要原因是決策和操作的過失、應急反應不當等人為因素,而智能船舶將顯著降低人為操作風險,提高安全性。日前,CCS智能船舶工作組組長蔡玉良在接受本報記者采訪時表示:“未來,在船舶行業基礎設施、管理水平、產業合作模式全面升級的狀況下,在全面降低船舶配員、緩解船企壓力、實現航運業全面轉型升級的過程中,智能船舶的發展前景十分廣闊?!?
智能船舶發展正當時
CCS勇挑重擔
前不久,著名音樂人高曉松對人工智能棋手Master連續橫掃棋壇職業高手一事發布微博說道:“作為自幼學棋,崇拜國手的業余棋手,看了Master 50:0 橫掃中日韓頂尖高手的對局,難過極了。為所有的大國手傷心,路已經走完了。多少代大師上下求索,求道求術,全被破解。未來一個8歲少年只要一部手機就可以戰勝九段,榮譽信仰灰飛煙滅。等有一天,機器做出了所有的音樂與詩歌,我們的路也會走完?!睕]錯,如今通信、物聯網、大數據、人工智能等技術的飛速發展,令人感慨。
近年來,大數據、人工智能等技術飛速發展,并與工業生產深度結合,為傳統工業的轉型升級帶來了新的契機。目前,業界所理解的智能船舶是指利用傳感、通信、物聯網等技術手段,自動感知和獲得船舶自身、海洋環境、物流、港口等方面的信息和數據,并基于計算機技術、自動控制技術、大數據技術、智能技術,在航行、管理、維護保養、貨物運輸等方面實現智能化運行的船舶。我國正在全面推進“互聯網+”、《中國制造2025》、“十三五”國際科技創新、“智慧交通”等戰略規劃,明確提出了“提高船舶智能化水平,培育智能船舶等戰略性新興產業,提升水上交通運輸數字化、網絡化、智能化水平”,針對船舶領域提出了精準的發展方向和工作要求。在此背景下,我國船舶工業正快速推進船舶數字化、智能化。
工業和信息化部分別于2015年和2016年組織開展了“智能船舶頂層規劃”、“智能船舶1.0”科研項目,示范船涵蓋超大型集裝箱船、VLOC、VLCC等三大主力船型。目前,該項目已經進入設計建造階段,智能航行、智能機艙、智能能效、智能集成平臺等系統正處于研發階段。作為上述2個項目的主要參與方,CCS負責提供相應的規范標準及評估驗證服務。
2017年3月31日,CCS與海航集團有限公司聯合國內外6家單位發起成立“無人貨物運輸船開發聯盟”,力爭到2021年,交付首艘無人貨物運輸船。為確保無人船舶的安全性、可靠性、穩定性,CCS已著手建立智能船/無人船評測中心,以滿足行業要求。
國際方面,對無人船法律、法規層面的相關研究工作已經提上日程。2017年2月27日,美國、挪威、丹麥、日本、韓國等9個國際海事組織(IMO)成員國向海安會提交了在無人船領域確定立法范圍的提案。此外,美國、英國、比利時和韓國等國家已啟動無人船的國內立法程序。據蔡玉良介紹,日前,CCS已向有關主管部門遞交了《關于建議開展無人船相關問題研究的報告》,建議從對航運模式的影響、法律法規、運營管理、規范標準等4個方面盡早啟動無人船相關技術和規則的研究。CCS希望積極發揮在智能船舶領域的技術積累和人才優勢,推動無人船的發展。
CCS加大科研投入力度
加快規范制定步伐
在智能船舶規范方面,CCS于2015年12月發布的全球第一份《智能船舶規范》是基于其近年來在智能船舶領域不斷積累的科研成果,并充分考慮了國內外有關智能船舶應用經驗和未來船舶智能化的發展方向編制而成的。同時,CCS積極開展智能船舶相關的船體全生命周期、船舶能效智能管理、船舶設備狀態監控和智能診斷、智能系統評估等關鍵技術研究,引導和規范船舶智能化的發展。
在船舶網絡安全方面,CCS通過對國內外相關標準的研究,完成了《船舶網絡空間系統要求及安全評估指南》的編制。該指南能滿足現階段船舶網絡系統要求及安全評估的需求,填補了船舶行業網絡系統要求和安全評估指南的國內空白,為智能船舶系統的研究提供了支撐。日前,CCS正在結合部分新造船項目開展船舶網絡空間安全評估,并在秦皇島依據該指南完成了某營運船舶的網絡空間安全評估。
在參與工信部2015年高技術船舶科研項目《智能船舶頂層設計及部分智能系統應用示范》中“全船能源智能化控制與管理系統研究”專題的研究中,CCS針對智能船舶市場需求、IMO“e-航?!奔按氨O控/報告/驗證(MRV)規則的發展趨勢,開展智能船舶頂層設計、能源智能化管控和機電設備管理等方面的研究,進一步提高船舶的安全、環保、經濟、舒適性及智能化水平,并實現智能系統的實船應用。通過示范工程的建設,提升遠洋船舶運輸的智能控制水平與管理水平,有效調控遠洋船舶運力和船隊結構,降低物流成本,減少船舶能耗,并減輕污染氣體排放。
此外,在參與工信部高技術船舶科研計劃項目“智能船舶1.0”研發專項全部9個子課題的過程中,CCS在智能船體總設計技術研究、智能系統總體技術及信息平臺開發、智能船舶仿真驗證評估技術研究、船舶綜合能效智能管理性與維護智能系統開發、船舶輔助自動駕駛系統開發、船岸一體通信系統研制等方面積極與相關單位開展聯合研究。
2017年6月28日,無人貨物運輸船開發聯盟成立大會暨第一次理事會在上海召開。該聯盟由海航科技集團和CCS推動,聯合國內外5家單位共同發起成立,并吸收多家全球知名的相關機構加入。無人貨物運輸船開發聯盟的成立將為解決低端造船產能過剩、環境污染、人為操作失誤、海上人才缺失等問題提供有效的解決方案。該聯盟將發揮成員單位的各自優勢,通過整合國內外先進技術,研制具備自主航行能力的無人貨物運輸船,并進行市場化推廣,從而推動智能航運的發展。
相關軟硬環境亟待改善
為無人船保駕護航
蔡玉良指出,無人船的發展涉及航運界的方方面面,除考慮船舶的數字化、智能化等關鍵技術外,還需考慮相應的硬件環境和軟環境,需要多方共同合作。在船舶技術方面,無論是采用自主航行方案還是遠程遙控方案,以物聯網、人工智能、自動控制、數據傳輸與虛擬現實等技術為依托的“無人船”,需要解決傳感器融合技術、控制算法技術、信息傳輸安全技術、動力裝置穩定性和可靠性等問題。在硬件環境方面,與無人船配套的如港口碼頭、軌道、物流等的基礎設施、技術手段、管理模式等需要同步升級。此外要建立無人船試驗區,以進行無人船相關技術的測試和驗證?!爸档靡惶岬氖?,CCS智能船舶/無人船測評中心正在策劃過程中,目的就是開展智能系統及無人船的監測評價方法研究,并形成測評能力,滿足業界需求,包括:智能船舶/無人船風險分析、智能船舶/無人船仿真平臺、智能船舶系統的功能驗證、硬件在環測試實驗室研究和建設、智能系統軟件安全及可靠性測試、智能船舶/無人船人為因素研究、大數據分析及人工智能在船舶領域應用研究?!辈逃窳颊f。
在軟環境方面,蔡玉良指出,無人船相關的法律法規面臨“升級換代”的需求。對于無人船的船舶運營、安全、防污染、海上權益與責任等方面而言,還需要配套的法律法規、規范標準的出臺,為無人船的發展保駕護航。
隨著智能技術的飛速發展,無人船無疑將成為未來航運發展的新趨勢。但無人船的發展充滿著挑戰,駕駛、監控等領域的新技術亟待探索;法律法規、國際公約層面的新要求呼之欲出;港口、航道等水陸基礎設施尚需完善;船舶無人化可能帶來的法律風險和安全風險也在逐漸顯現……在無人船發展的道路上,海事業面臨的挑戰是跨行業的,這期間,離不開主管部門、船企、船級社等部門的通力合作。蔡玉良表示,CCS對智能船舶的發展高度重視,希望積極發揮在智能船舶領域的優勢,深耕無人船關鍵技術和重點領域,為我國重大裝備的智能化貢獻力量。
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