“無人”關(guān)前幾座山？

丁寶喜

雖然海上自主水面船的發(fā)展，引起了航運(yùn)界的極大的關(guān)注，很多自主船項(xiàng)目也都在進(jìn)行中，許多小型的無人艇也已經(jīng)初步應(yīng)用在安防、航測、環(huán)保等領(lǐng)域。但是，在真正的海上自主船的發(fā)展方面，仍然存在著諸多技術(shù)壁壘，阻礙著這一新興科技真正服務(wù)航運(yùn)界的步伐。

人工智能技術(shù)壁壘

人工智能是研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴(kuò)展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門新的技術(shù)科學(xué)。根據(jù)中科院自動(dòng)化研究所研究員王金橋的解釋，“人工智能的發(fā)展分為弱人工智能、強(qiáng)人工智能、超人工智能三個(gè)階段。其中，弱人工智能階段是指機(jī)器看起來智能，但并不真正擁有智能；只有在強(qiáng)人工智能階段，機(jī)器才能真正推理和解決問題，甚至具有自我意識(shí)；超人工智能階段的機(jī)器則在所有領(lǐng)域都比最聰明的人類更強(qiáng)”。

當(dāng)今時(shí)代，世界上主流科研集中在弱人工智能上，并且一般認(rèn)為這一研究領(lǐng)域已經(jīng)取得可觀的成就，例如智能機(jī)器人、無人機(jī)、智能家居、人臉識(shí)別系統(tǒng)等。強(qiáng)人工智能方面，雖然Alpha Go運(yùn)用最新的深度學(xué)習(xí)算法，可視為人工智能領(lǐng)域的重大突破，但以推理和決策能力為特征的技術(shù)仍處在瓶頸期，有待業(yè)界突破。而超人工智能則是強(qiáng)人工智能的下一發(fā)展階段，更是遙遙無期。

根據(jù)中國船級(jí)社發(fā)布的《智能船舶規(guī)范》，自主船舶的智能具有以下特點(diǎn)：一是具有感知能力；二是具有記憶和思維能力，即能夠存儲(chǔ)感知到的外部信息及由思維產(chǎn)生的知識(shí)，同時(shí)能夠利用已有的知識(shí)對(duì)信息進(jìn)行分析、計(jì)算、比較、判斷、聯(lián)想、決策；三是具有學(xué)習(xí)能力和自適應(yīng)能力，即通過與環(huán)境的相互作用，不斷學(xué)習(xí)積累知識(shí)，使自己能夠適應(yīng)環(huán)境變化 ；四是具有行為決策能力，即對(duì)外界的刺激做出反應(yīng)，形成決策并傳達(dá)相應(yīng)的信息。顯然，真正的海上水面自主船對(duì)人工智能技術(shù)的需求大部分屬于強(qiáng)人工智能的范疇。結(jié)合具體實(shí)例，現(xiàn)階段人工智能技術(shù)無法有效解決海上自主水面船發(fā)展的困境：

1、難以實(shí)現(xiàn)智能危險(xiǎn)識(shí)別和避碰決策。人工智能難以識(shí)別無人駕駛船舶與不按避碰規(guī)則顯示號(hào)燈號(hào)型和不配備AIS船載設(shè)備（或雖然配備AIS船載設(shè)備但不開啟AIS）的船舶的真實(shí)動(dòng)態(tài)和與之形成的碰撞危險(xiǎn)。

2、人工智能難以解決遵守《避碰規(guī)則》的無人駕駛船舶與不遵守《避碰規(guī)則》的船舶之間的避碰問題，正所謂“秀才遇到兵，有理講不清”。

圖1: 2011-2016事故原因分布圖

3、人工智能難以識(shí)別《避碰規(guī)則》第二條第2款所述的多船會(huì)遇等“特殊情況”形成的碰撞危險(xiǎn)，并按照“海員通常做法”進(jìn)行智能避碰決策和采取“最有助于避碰”的行動(dòng)。

4、人工智能難以“深入學(xué)習(xí)”《避碰規(guī)則》第二條第2款所述的有豐富航海經(jīng)驗(yàn)和避碰專家學(xué)者難以解釋清楚的“良好的船藝”。

綜上，人工智能技術(shù)的發(fā)展，是橫亙?cè)诤Ｉ献灾魉娲l(fā)展道路上的第一個(gè)技術(shù)壁壘。未來，海上自主水面船的能否發(fā)展成功，將很大程度上取決于強(qiáng)人工智能技術(shù)能否取得突破。

動(dòng)力裝置穩(wěn)定性

1、海上自主水面船對(duì)動(dòng)力裝置穩(wěn)定性要求高

機(jī)艙被稱為船舶的心臟，在傳統(tǒng)的船舶機(jī)艙中，燃油系統(tǒng)、滑油系統(tǒng)、控制空氣系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)、輔機(jī)系統(tǒng)和主動(dòng)力裝置系統(tǒng)是必不可少的。而主推進(jìn)動(dòng)力裝置的穩(wěn)定運(yùn)行，依賴于其他系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，對(duì)船舶安全有著至關(guān)重要的影響。除了客船和部分小型船舶外，大部分的遠(yuǎn)洋貨船只有一套主推進(jìn)裝置。由于燃油質(zhì)量、部件自然磨損、機(jī)械應(yīng)力、振動(dòng)以及材料疲勞強(qiáng)度的原因，主推進(jìn)裝置和輔助機(jī)械需要進(jìn)行定期維修。同時(shí)，系統(tǒng)的冗余增加了主推進(jìn)動(dòng)力裝置及各輔助系統(tǒng)的故障率。雖然，近年來，隨著材料工藝、造船工藝、計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)的進(jìn)步，船舶越來越先進(jìn)，船舶機(jī)械故障率有了大幅度的下降。但是，機(jī)械故障仍是導(dǎo)致海上事故的重要原因之一。根據(jù)圖2．1歐洲海事局的事故調(diào)查年鑒數(shù)據(jù)，從2011～2016年期間，機(jī)器故障導(dǎo)致的事故，占到了25%。

如果說把強(qiáng)人工智能機(jī)器人當(dāng)作海上自主水面船的大腦，動(dòng)力裝置則可視為其心臟。海上自主水面船的發(fā)展，除了需要解決大腦問題外，還需要解決心臟問題。傳統(tǒng)的船舶上，由于有專門的輪機(jī)部技術(shù)人員，除了可以通過日常巡檢解決發(fā)現(xiàn)小的機(jī)械故障，還可以通過吊缸、封缸等措施解決重大機(jī)械故障。與之相比，在海上自主水面船時(shí)代，船上由于幾乎或者沒有配備船員，機(jī)器設(shè)備的維修保養(yǎng)將是個(gè)難題。動(dòng)力裝置的穩(wěn)定性，是海上自主水面船發(fā)展路上的又一技術(shù)壁壘。

2、解決路徑

智能機(jī)艙：船舶智能機(jī)艙相關(guān)技術(shù)涉及眾多學(xué)科，如傳感器技術(shù)、人工智能技術(shù)、計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)等。根據(jù)中國船級(jí)社發(fā)布的《船舶智能機(jī)艙檢驗(yàn)指南》，智能機(jī)艙由機(jī)械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與健康評(píng)估系統(tǒng)、輔助決策系統(tǒng)和視情維護(hù)系統(tǒng)組成。未來海上自主面船，機(jī)艙智能化是個(gè)必然選擇。智能機(jī)艙，利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)、智能診斷技術(shù)，做到盡早發(fā)現(xiàn)、及時(shí)處理潛在故障，保證船舶在航行過程中的安全可靠以“大智”號(hào)為例，該船采用了WINGD的全球首臺(tái)W5X52型機(jī)。該型機(jī)是首臺(tái)滿足中國船級(jí)社CCS智能機(jī)艙入級(jí)符號(hào)要求的智能應(yīng)用機(jī)，能根據(jù)不同氣候、不同品質(zhì)燃油進(jìn)行自動(dòng)優(yōu)化，自動(dòng)平衡各缸壓力和輸出功率，延長維修間隔。

純電池推進(jìn)技術(shù)：機(jī)艙系統(tǒng)的冗余，是導(dǎo)致船舶機(jī)械事故的重要原因。除了加裝各種傳感器和控制系統(tǒng)外，通過改變傳統(tǒng)動(dòng)力裝置的形式也是一種提高安全性的方法。

圖2 國際海事衛(wèi)星通訊示意圖

純電池推進(jìn)技術(shù)，通過免除燃油系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)以及相關(guān)輔助機(jī)械的配備，直接將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，使得機(jī)艙較電力推進(jìn)船舶更為簡潔高效。傳統(tǒng)的鉛酸電池，能量密度低，十分笨重，對(duì)環(huán)境腐蝕性強(qiáng)，循環(huán)使用壽命短，自放電大，顯然不滿足未來海上自主水面船的技術(shù)要求；超級(jí)電容技術(shù)，雖然具有高電流容量、使用壽命長的特點(diǎn)，但低能量密度和高昂的價(jià)格，也限制了其廣泛應(yīng)用；而融合鉛酸蓄電池技術(shù)和超級(jí)電容技術(shù)于一體的超級(jí)蓄電池技術(shù)，仍舊不能解決低能量密度的缺點(diǎn)，應(yīng)用仍舊限于新能源汽車領(lǐng)域。針對(duì)上述情況，鋰電池技術(shù)，尤其引起業(yè)界極大關(guān)注的石墨烯電池，是未來海上自主水面船可靠電池推進(jìn)裝置的希望。

據(jù)介紹，石墨烯電池，利用鋰離子在石墨烯表面和電極之間快速大量穿梭運(yùn)動(dòng)的特性，開發(fā)出的一種新能源電池。石墨烯具有高電導(dǎo)率、超大比表面積、高化學(xué)穩(wěn)定性等優(yōu)異的物理和化學(xué)特性．不僅可以直接用作鋰離子電池負(fù)極材料，還可以與其它儲(chǔ)鋰材料復(fù)合，以提高電極材料的綜合性能。但是，現(xiàn)階段技術(shù)，仍未突破具有高比容量、高工作電壓、大比功率以及長循環(huán)壽命的石墨烯復(fù)合電極材料。

遠(yuǎn)程操縱可靠性

1、遠(yuǎn)程操縱存在延時(shí)性問題

根據(jù)Rolls-Royce 的AAWA項(xiàng)目展示，岸基控制中心在未來的海上自主水面船時(shí)代有著至關(guān)重要的作用。未來，海上自主水面船的控制、監(jiān)視以及遠(yuǎn)程診斷服務(wù)，依賴于岸基控制中心與身處大洋身處的海上自主水面船的順暢通訊。

現(xiàn)階段，遠(yuǎn)洋船舶與岸基總部的聯(lián)系，依靠的是國際海事衛(wèi)星的船舶C面站。圖2展示的是國際海事衛(wèi)星通訊環(huán)節(jié)。

船舶通過海事衛(wèi)星與岸基進(jìn)行通訊的基本流程是：首先，船載衛(wèi)星終端先海事衛(wèi)星發(fā)送通訊請(qǐng)求。等到衛(wèi)星通訊信道后，船舶C站將通訊數(shù)據(jù)上傳至海事衛(wèi)星。隨后，海事衛(wèi)星將接收到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)至陸地中繼站，中繼站通過處理后，再轉(zhuǎn)至岸基辦公室。反之，岸基通訊中心與船舶通訊亦是如此。船載設(shè)備產(chǎn)生的數(shù)據(jù)大小和上載速率不盡相同，以表1為例。

表1 船載設(shè)備數(shù)據(jù)大小及上載、壓縮速率

國際海事通訊衛(wèi)星的信道數(shù)量與寬度都有限制，綜合考慮數(shù)據(jù)上載、傳輸、下載、回傳、接收、信道排隊(duì)等環(huán)節(jié)，從船舶發(fā)出信號(hào)，到岸上控制中心給出指令，再到船舶接到指令采取行動(dòng)，整個(gè)過程至少需要150秒時(shí)間。海上自主水面船，集成各種先進(jìn)傳感器，隨之會(huì)產(chǎn)生海量數(shù)據(jù)。同時(shí)，由于免除了海員的配備，在惡劣海況下或者遭遇緊急情況需要做出緊急決策時(shí)，海上自主水面船與岸基控制中心的實(shí)時(shí)通訊顯得至關(guān)重要。綜上，如何破解緊通訊的延時(shí)問題，使得可靠控制海上自主水面船成為一個(gè)挑戰(zhàn)。

2、“大數(shù)據(jù)”對(duì)衛(wèi)星帶寬和可靠性是個(gè)考驗(yàn)

每一代海事衛(wèi)星系統(tǒng)都有帶寬限制，以第四代海事衛(wèi)星系統(tǒng)和第五代海事衛(wèi)星系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)為例：

第四代海事衛(wèi)星，每一顆衛(wèi)星支持1個(gè)全球波束、19個(gè)寬帶波束，193個(gè)窄點(diǎn)波束，每一個(gè)窄點(diǎn)波束一般含6～8個(gè)信道，最多25個(gè)信道；每個(gè)信道頻寬200kHz、支持492kbps傳輸寬帶，信道總數(shù)630個(gè)；

第五代衛(wèi)星系統(tǒng)使用Ka頻段，寬帶5GHz，采用多點(diǎn)波束和頻率復(fù)用技術(shù)，上下行傳輸速率達(dá)到5Mbps和50Mbps，能適用高清視頻傳輸?shù)男枰?/p>

海上自主水面船，不同的系統(tǒng)集成了不同數(shù)量的先進(jìn)傳感器，大量傳感器的使用會(huì)產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)。雖然，不重要的數(shù)據(jù)可通過滾動(dòng)記憶的方式定期擦除，以解決數(shù)據(jù)冗余問題。但是，如圖3所示，跟船舶航行安全、動(dòng)力裝置監(jiān)控、應(yīng)急救生、自動(dòng)避碰、遠(yuǎn)程監(jiān)控、遠(yuǎn)程控制、安全通信和遠(yuǎn)程維修等有關(guān)的數(shù)據(jù)，需要通過海事衛(wèi)星進(jìn)行通訊交互。

在海上自主水面船的初級(jí)階段，現(xiàn)階段的海事通訊衛(wèi)星系統(tǒng)或許能滿足信道和帶寬需求。但是，在未來大規(guī)模的海上自主水面船時(shí)代，海事衛(wèi)星通訊的數(shù)據(jù)堵塞的問題將不可避免。數(shù)據(jù)的堵塞，將會(huì)降低海上自主水面船的遠(yuǎn)程操縱的可靠性。如何突破海事衛(wèi)星系統(tǒng)的帶寬限制問題，是需要解決的另外一個(gè)技術(shù)問題。

圖3 未來海上自主水面船數(shù)據(jù)產(chǎn)生及交互示意圖

表2 常見的海事網(wǎng)絡(luò)攻擊形式

表3 容易遭受網(wǎng)絡(luò)攻擊的船載系統(tǒng)

信息傳輸安全性

隨著船舶智能化水平的提升，船舶的控制系統(tǒng)、通訊導(dǎo)航系統(tǒng)、信息管理系統(tǒng)及設(shè)備逐漸通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)互通互聯(lián)，船舶與外界聯(lián)系也日益頻繁。在通過互聯(lián)網(wǎng)與外界交換信息和數(shù)據(jù)的過程中，黑客利用船載設(shè)備軟件薄弱性這一特點(diǎn)，對(duì)船舶關(guān)鍵系統(tǒng)或者航運(yùn)公司進(jìn)行攻擊。根據(jù)英國勞氏船級(jí)社《2017年網(wǎng)絡(luò)完全簡報(bào)》，網(wǎng)絡(luò)黑客攻擊對(duì)航運(yùn)界的影響越來越大。報(bào)告列舉了以下具有代表性的事例：2010年，一海上石油平臺(tái)被工業(yè)控制惡意軟件關(guān)閉；2011年，伊朗國家航運(yùn)公司(IRISL)成為網(wǎng)絡(luò)攻擊的受害者，造成了巨大的損失，與運(yùn)費(fèi)、裝載時(shí)間表和貨物細(xì)節(jié)相關(guān)的數(shù)據(jù)被毀損，導(dǎo)致了財(cái)務(wù)損失近年來；2012年，惡意的虛假GPS信號(hào)影響了超過100艘遠(yuǎn)洋船舶；2014年，因GPS數(shù)據(jù)堵塞，美國一些港口不得不關(guān)閉；2017年，名為NotPetya的勒索軟件襲擊了馬士基航運(yùn)，導(dǎo)致其多處辦事機(jī)構(gòu)及部分業(yè)務(wù)板塊的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)出現(xiàn)故障，在線預(yù)訂等服務(wù)中斷，部分碼頭業(yè)務(wù)一度被迫關(guān)閉，造成了2．5億～3億美元的經(jīng)濟(jì)損失。

為評(píng)估航運(yùn)業(yè)網(wǎng)絡(luò)攻擊的性質(zhì)，評(píng)估哪些船舶和系統(tǒng)容易遭受攻擊，波羅的海航運(yùn)公會(huì)（BIMCO）和HIS Fairplay 網(wǎng)站聯(lián)合發(fā)起了海事網(wǎng)絡(luò)安全匿名調(diào)查。調(diào)查結(jié)果顯示，航運(yùn)業(yè)遭受的網(wǎng)絡(luò)攻擊形式主要有網(wǎng)絡(luò)釣魚、魚叉式網(wǎng)絡(luò)釣魚（針對(duì)特定人士或者機(jī)構(gòu)）、惡意軟件、應(yīng)用程序攻擊、暴力破解（窮舉密碼空間）、拒絕服務(wù)、協(xié)議攻擊、中間人攻擊、信息盜竊、已知漏洞和其他形式，每種攻擊形式在所占的具體比例詳見表4．2。

其中，惡意軟件、網(wǎng)絡(luò)釣魚（包括魚叉式）、信息盜竊和拒絕服務(wù)較為常見。至于哪些船舶系統(tǒng)容易遭受攻擊，報(bào)告指出，電子海圖顯示與信息系統(tǒng)（ECDIS）、航行數(shù)據(jù)記錄儀(VDR) 、綜合駕駛臺(tái)系統(tǒng)(IBS) 、定位系統(tǒng)(GPS)、 駕駛臺(tái)航行值班報(bào)警系統(tǒng)(BNWAS)、全球海上與安全系統(tǒng)(GMDSS)、貨物控制系統(tǒng)機(jī)艙監(jiān)視和控制系統(tǒng)比較容易遭受網(wǎng)絡(luò)攻擊，詳情見表3。

根據(jù)上文的分析，未來海上自主航行船會(huì)產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，其中關(guān)鍵數(shù)據(jù)會(huì)通過海事通訊衛(wèi)星傳輸?shù)桨渡峡刂浦行?，岸上控制中心再通過海事衛(wèi)星回傳至船舶端。黑客可能選擇在通訊期通訊環(huán)節(jié)中的任何一環(huán)對(duì)船舶或者岸基控制中心進(jìn)行多種形式的網(wǎng)絡(luò)攻擊。為確保未來海上自主水面船的安全，網(wǎng)絡(luò)安全問題必須得到解決。

1、傳統(tǒng)方法應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)

為有效的解決網(wǎng)絡(luò)安全問題，遵循傳統(tǒng)對(duì)抗黑客的技術(shù)的思路，對(duì)船載設(shè)備、岸基控制設(shè)備進(jìn)行網(wǎng)路安全認(rèn)證，對(duì)日常運(yùn)行操作進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和管理，是航運(yùn)界正在開展的工作。中國船級(jí)社（CCS）、英國勞氏船級(jí)社（LR）、美國船級(jí)社（ABS）、挪威-德國勞氏船級(jí)社（DNV-GL）等各大船級(jí)社，相繼頒布了各自的網(wǎng)絡(luò)安全規(guī)則和信息技術(shù)安全控制規(guī)范。以中國船級(jí)社為例，其頒布的《船舶網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)要求及安全評(píng)估指南》已于2017年7月20日開始生效。該指南針對(duì)船舶網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、船舶網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)產(chǎn)品安全評(píng)估過程的提出相關(guān)要求。此外，在2018年的3月26日，三星重工的智能船舶解決方案獲得美國船級(jí)社（ABS）網(wǎng)絡(luò)安全認(rèn)證，成為全球首家智能船舶網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)供應(yīng)商。三星重工的這一技術(shù)通過了美國船級(jí)社建議的16項(xiàng)測試項(xiàng)目的嚴(yán)格審查，包括物理安全（防盜、防火和防止其他外部威脅）、操作系統(tǒng)安全、訪問控制、安全控制和滲透測試，滿足美國船級(jí)社船舶和海洋工業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全規(guī)則和ISO27000系列信息技術(shù)安全控制實(shí)踐規(guī)范要求。獲得ABS的認(rèn)可意味著智能船舶運(yùn)營商目前可以使用三星重工的解決方案來保護(hù)船舶數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)和儲(chǔ)存，免受內(nèi)部和部網(wǎng)絡(luò)攻擊，幫助下一代船舶全面應(yīng)對(duì)。

在IMO層面，2017年7月份召開的海上安全委員會(huì)（MSC）第98次會(huì)議以技術(shù)通函的形式通過了《海事網(wǎng)路安全管理導(dǎo)則》（MSC-FAL．1/Circ．3），導(dǎo)則鼓勵(lì)各國政府確保不遲于2021年1月1日之后的首次年度符合證明審核時(shí)，在安全管理系統(tǒng)應(yīng)反映網(wǎng)絡(luò)風(fēng)險(xiǎn)管理相關(guān)內(nèi)容。

2、量子衛(wèi)星通訊技術(shù)

傳統(tǒng)的對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)黑客攻擊的方法，是目前比較行之有效的。但會(huì)陷入一種困境，黑客技術(shù)與反黑客技術(shù)交互超越。為解決這一困境，量子衛(wèi)星通訊技術(shù)可以為海上自主水面船信息傳輸安全提供一種新方案。

在經(jīng)典世界， 存儲(chǔ)源只能處于0 或1 狀態(tài)。而傳統(tǒng)的信息傳輸，是數(shù)據(jù)0和1編碼和解碼的過程。而黑客技術(shù)，也是根據(jù)這種原理開展。在傳統(tǒng)光通信中，一個(gè)光脈沖表達(dá)一比特信息，在這個(gè)一比特光脈沖中可能含有成千上萬個(gè)光子，把一路信號(hào)從其中分離出，而又做到不對(duì)光脈沖產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，原則上是完全可行的，由此可達(dá)到竊取信號(hào)用于竊聽的目的。但在量子世界，某一個(gè)存儲(chǔ)源可以處于兩個(gè)狀態(tài)的相關(guān)疊加。量子的不確定性，使密鑰完全隨機(jī)產(chǎn)生，保證了加密內(nèi)容不可破譯。在分發(fā)量子密鑰時(shí)，為了利用光子的量子性質(zhì)，一個(gè)比特的信息只由“一個(gè)”光子攜帶，而由于量子具有不可分割性，因此“分割”這一個(gè)光子是不可行的，也就是說分割這一個(gè)比特的信息也是不可行的，由此也就阻止了分流信號(hào)的竊聽方法。除了光量子的不可分割性的保證，編碼方式的事先約定，及在傳輸比特串中選取子串作為密鑰都降低了被竊聽的可能性，所以量子密碼通訊的保密度要比傳統(tǒng)的優(yōu)越。所以，量子通訊技術(shù)是解決未來信息傳輸安全的一項(xiàng)新技術(shù)。

但是，量子通訊技術(shù)的發(fā)展，也存在一些難題。首先，在量子通信的傳輸中，因?yàn)樾盘?hào)無法放大，遠(yuǎn)距離傳輸損耗過大、與環(huán)境的耦合會(huì)使糾纏品質(zhì)下降，所以距離受限。目前量子通信在傳輸速率和傳輸距離方面都存在一定的局限性，現(xiàn)有的技術(shù)條件下量子通信很難超過傳統(tǒng)通信方式的通信速率和通信距離，其百公里傳輸距離、Mb級(jí)別傳輸速率的通信效能還遠(yuǎn)不及光纖通信的效能。至2008年，歐盟正式開通了涵蓋8個(gè)用戶的量子密碼網(wǎng)絡(luò)體系，邁出了密鑰分配方案的重大一步。當(dāng)下，國外科學(xué)家已經(jīng)將光纖量子密鑰分配的通信距離擴(kuò)展到了300km 以上，最高傳輸速率超過1Mb。其次，在現(xiàn)有技術(shù)條件下，理論上的理想的量子通信協(xié)議還難以實(shí)現(xiàn)，其中單光子的生成以及量子控制等核心技術(shù)仍然不完善，因此其保密性還難以達(dá)到理論效果。

綜上，量子通訊技術(shù)未來能否取得突破，對(duì)海上自主水面船的信息傳輸安全有著重要的意義。

人工智能可靠性、動(dòng)力裝置穩(wěn)定性、遠(yuǎn)程操作可靠性和信息傳輸安全性是橫亙?cè)诤Ｉ献灾魉娲暗乃拇蠹夹g(shù)壁壘。在這些技術(shù)壁壘未能安全破除前，真正意義上的海上自主水面船時(shí)代無從談起。