全球智能船舶及規(guī)范發(fā)展動(dòng)向

上海國際航運(yùn)研究中心 郭勝童 徐 凱 彭宜薔

在智能船舶的定義和規(guī)范方面，我國走在了世界前列，并且體系更為全面。

近年來，無人交通工具創(chuàng)新浪潮風(fēng)起云涌。在船舶領(lǐng)域，也出現(xiàn)了對無人駕駛船舶相關(guān)技術(shù)的研發(fā)熱潮。由于船舶無人化不僅要求實(shí)現(xiàn)無人航行，還需要實(shí)現(xiàn)機(jī)艙無人運(yùn)維、貨物無人監(jiān)管、無人維修等一系列問題，無法一蹴而就，但其所代表的船舶智能化發(fā)展趨勢卻不可逆轉(zhuǎn)。根據(jù)上海國際航運(yùn)研究中心最新發(fā)布的《2018版全球港航信息化發(fā)展報(bào)告》顯示，中國、日本、韓國、歐洲等國家和地區(qū)對智能船舶的研發(fā)不斷加快，各大船級社也在積極參與研發(fā)，并且爭相發(fā)布關(guān)于智能船舶規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，助推這一趨勢發(fā)展。

關(guān)于智能船舶的詮釋

在智能船舶的定義和規(guī)范方面，我國走在了世界前列，并且體系更為全面。2017年12月，中國船舶工業(yè)集團(tuán)公司研制的iDolphin 38800噸智能散貨船“大智”輪獲得中國船級社（CCS）和勞氏船級社（LR）授予的智能船符號，成為首艘通過船級社認(rèn)證的智能船舶，也成為了我國智能船舶發(fā)展的里程碑事件。

雖然，智能船舶迄今還沒有統(tǒng)一的定義，但各船級社都有自己的闡述。如中國船級社所描繪的智能船舶是指利用傳感、通信、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)手段，自動(dòng)感知和獲得船舶自身、海洋環(huán)境、物流、港口等方面的信息和數(shù)據(jù)，并基于計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、智能技術(shù)，在航行、管理、維護(hù)保養(yǎng)、貨物運(yùn)輸?shù)确矫鎸?shí)現(xiàn)智能化運(yùn)行的船舶，以使船舶更加安全、更加環(huán)保、更加經(jīng)濟(jì)、更加可靠。

DNV GL在其發(fā)布的“未來航運(yùn)業(yè)”報(bào)告中提出“智能互聯(lián)船舶”（the connected ship）這一新的概念，是指通過傳感器技術(shù)、監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)合船岸無縫連接以及決策支持工具，將創(chuàng)建一個(gè)以數(shù)據(jù)為中心、響應(yīng)迅速的全球船舶運(yùn)輸集成網(wǎng)絡(luò)。隨著傳感器和通信技術(shù)的發(fā)展，遠(yuǎn)程操作甚至無人駕駛船舶將成為現(xiàn)實(shí)，更多的船上進(jìn)行的活動(dòng)轉(zhuǎn)移到岸基中心。

智能船舶發(fā)展情況

作為船舶工業(yè)和信息科技的交叉領(lǐng)域，中國、歐洲和日本在智能船舶研發(fā)上突飛猛進(jìn)，已經(jīng)取得了一些進(jìn)展。

1、云洲智能無人船研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目落戶青島藍(lán)谷。2016年底，珠海云洲智能科技有限公司投資的云洲智能無人船研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目落戶青島藍(lán)谷。該項(xiàng)目計(jì)劃一期投資1.5億元，設(shè)立智能化研究院，建立專業(yè)實(shí)驗(yàn)室，引進(jìn)高層次人才團(tuán)隊(duì)，利用無人船自主控制和系統(tǒng)集成方面的技術(shù)，打造海洋智能裝備、海洋無人系統(tǒng)公共服務(wù)平臺及聯(lián)合測試和演示中心。

云洲智能無人船研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目落戶青島藍(lán)谷

2017年12月，羅爾斯-羅伊斯首個(gè)智能船舶體驗(yàn)空間正式開放

2、羅爾斯-羅伊斯開放智能船舶體驗(yàn)空間。2017年12月，羅爾斯-羅伊斯首個(gè)智能船舶體驗(yàn)空間正式開放。該體驗(yàn)空間分為兩個(gè)區(qū)域—“智能分析空間合作營地”和“船隊(duì)管理指揮空間”將展示羅爾斯-羅伊斯幫助客戶管理船隊(duì)的一系列數(shù)字化產(chǎn)品，還設(shè)有一處工作空間，允許羅爾斯-羅伊斯與客戶聯(lián)合開發(fā)最新智能船舶方案，以滿足客戶的個(gè)性化需求。

表1 各國船級社研究智能船舶主要案例

表2 CCS智能船舶規(guī)范主要功能內(nèi)容

3、商船三井與Rolls-Royce共同開展船舶智能識別系統(tǒng)應(yīng)用測試。2018年1月，商船三井與Rolls-Royce共同開展船舶智能識別系統(tǒng)的測試工作，首先在三井公司的客運(yùn)輪渡上安裝測試。Rolls-Royce的智能感知技術(shù)是由各種傳感器的數(shù)據(jù)與現(xiàn)有船舶系統(tǒng)（如AIS和雷達(dá)）的信息進(jìn)行融合而來的，為船員提供周圍環(huán)境更詳細(xì)信息。

4、海蘭信攜手揚(yáng)子江船業(yè)進(jìn)行智能船舶應(yīng)用研究。2018年3月，海蘭信和揚(yáng)子江船業(yè)簽署《基于智能船與智能裝備的合作協(xié)議》，合力推動(dòng)智能船裝備標(biāo)準(zhǔn)制定、獲得權(quán)威船級社證書。海蘭信以船舶綜合導(dǎo)航系統(tǒng)（INS）為基礎(chǔ)研發(fā)出智能航行系統(tǒng)、以船舶遠(yuǎn)程監(jiān)控管理系統(tǒng)為基礎(chǔ)研發(fā)出船岸通信、數(shù)據(jù)中心和數(shù)據(jù)挖掘及管理應(yīng)用的信息集成平臺今年完成交付，實(shí)現(xiàn)在40萬噸VLOC上的首次智能化應(yīng)用。

5、挪威Yara集團(tuán)啟動(dòng)電力推進(jìn)的零排放無人船舶項(xiàng)目。2018年4月，挪威Yara集團(tuán)以及Marin Teknikk公司聯(lián)手開展了全球首個(gè)采用電力推進(jìn)的零排放無人船舶項(xiàng)目。該項(xiàng)目試驗(yàn)船舶“YARA Birkeland”號利用自身安裝的全球定位系統(tǒng)、雷達(dá)、攝像機(jī)和傳感器等，能夠在航道中實(shí)現(xiàn)自行避讓其他船舶。船上還配有一套自動(dòng)停泊系統(tǒng)，使船舶的停泊和起航都無需人力介入。該船除了不用配備船員之外，船上還采用電池作為動(dòng)力，設(shè)計(jì)也不需要壓載水艙。

6、馬士基試驗(yàn)AI情景感知技 術(shù) 應(yīng) 用。2018年4月， 馬 士基航運(yùn)與總部位于波士頓的Sea Machines Robotics公司合作，在其新建造的冰級集裝箱船上試驗(yàn)了AI情景感知技術(shù)。該裝置利用集裝箱船上的計(jì)算機(jī)視覺、光檢測和測距（激光雷達(dá)）以及感知軟件來改善海上情景感知、目標(biāo)識別和跟蹤能力。該系統(tǒng)使用先進(jìn)的傳感器從船舶的環(huán)境中收集源源不斷的信息，識別和追蹤潛在的問題，并在駕駛艙內(nèi)顯示結(jié)果。該技術(shù)的研究是為未來自動(dòng)防撞系統(tǒng)提供研究基礎(chǔ)。

挪威Yara集團(tuán)啟動(dòng)電力推進(jìn)的零排放無人船舶項(xiàng)目

7、韓國航企開展智能船舶4.0服務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施。2018年5月，韓國大宇造船、Naver Business Platform（NBP）及英特爾韓國公司（Intel Korea）進(jìn)行合作，共同建立智能船舶4.0服務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施（Smart Ship 4.0 Service Infrastructure）。智能船舶4.0將不再以設(shè)備管理控制為中心，而是構(gòu)建基于云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，實(shí)時(shí)收集數(shù)據(jù)并基于數(shù)據(jù)分析來管理船舶的架構(gòu)體系。據(jù)此，船東和航運(yùn)公司可以基于收集的數(shù)據(jù)保障船舶處于最佳航行狀態(tài)，同時(shí)還能對船舶進(jìn)行高效的診斷和維護(hù)保養(yǎng)。

船級社發(fā)布智能船舶規(guī)范

隨著智能船舶研究的熱度不斷提升，各大船級社紛紛發(fā)布了關(guān)于智能船舶規(guī)范文件，但是，對于智能船舶認(rèn)證思路卻各不相同。中國船級社將智能船舶的功能分為智能航行、智能船體、智能機(jī)艙、智能能效管理、智能貨物管理和智能集成平臺六大板塊；而美國船級社（ABS）是通過對傳感器、自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)、推進(jìn)和輔助系統(tǒng)等方面的考核來評判；英國勞氏船級社在其入門級智能船舶指導(dǎo)文件中提到船舶自動(dòng)化的程度，是從AL1-AL6，分為六個(gè)等級，并從設(shè)計(jì)到營運(yùn)，針對每個(gè)等級的特征進(jìn)行了準(zhǔn)確的規(guī)定；日本船級社（NK）明確船舶智能化和無人化的操作和職責(zé)，劃分船員操作與智能操作的區(qū)別。

《全球港航信息化發(fā)展報(bào)告》指出，2017年以來，各大船級社聯(lián)手造船企業(yè)、船舶管理公司以及船舶研究所等機(jī)構(gòu)，不斷地探索智能船舶領(lǐng)域中新規(guī)則的制定、新技術(shù)的應(yīng)用和新趨勢的走向，在智能船舶發(fā)展的初級階段取得值得肯定的成果，對未來智能船舶的進(jìn)一步研究奠定了基礎(chǔ)。然而發(fā)展必然會(huì)產(chǎn)生問題，尤其是智能船舶的認(rèn)定規(guī)則不統(tǒng)一、法律制定脫節(jié)、智能化設(shè)備和系統(tǒng)不夠完善等問題。因此，智能船舶的發(fā)展仍然有很長的路要走，我們想要走的快一點(diǎn)，就需要各方求同存異，通力合作。

中國船級社對智能船舶的認(rèn)定標(biāo)準(zhǔn)解析

2015年，中國船級社發(fā)布全球首部《智能船舶規(guī)范》，涵蓋了智能船舶從設(shè)計(jì)、建造到運(yùn)營全生命周期的規(guī)范。2017年，其發(fā)布了與《智能船舶規(guī)范》配套的《智能集成平臺檢驗(yàn)指南》《船舶智能機(jī)艙檢驗(yàn)指南》《船舶智能能效管理檢驗(yàn)指南》《船舶網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)要求與安全評估指南》等系列技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)文件，對智能船舶的各項(xiàng)功能提出了明確的技術(shù)要求，尤其對系統(tǒng)相關(guān)的產(chǎn)品認(rèn)可、圖紙審查、建造檢驗(yàn)及營運(yùn)檢驗(yàn)等環(huán)節(jié)進(jìn)行了詳細(xì)規(guī)定。

2015年，中國船級社發(fā)布全球首部《智能船舶規(guī)范》

CCS智能船舶分為六大功能模塊：智能航行、智能船體、智能機(jī)艙、智能能效管理、智能貨物管理和智能集成平臺。當(dāng)船舶的各項(xiàng)功能均符合CCS智能船舶規(guī)范要求時(shí)，可授予智能船舶附加標(biāo)志：

括號內(nèi)的字母是智能船舶的功能標(biāo)志，其與智能船舶功能模塊的對應(yīng)如下：

N—智能航行功能標(biāo)志；H—智能船體功能標(biāo)志；

M—智能機(jī)艙功能標(biāo)志；E—智能能效管理功能標(biāo)志；

C—智能貨物管理功能標(biāo)志；I—智能集成平臺功能標(biāo)志；

x—可選功能補(bǔ)充標(biāo)志；

當(dāng)船舶具有某一智能功能，即可單獨(dú)授予相關(guān)的智能功能標(biāo)志。

除了上述主要功能，規(guī)范還對各項(xiàng)智能功能對應(yīng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、送審圖紙資料、建造與運(yùn)營檢驗(yàn)及人員配備做出了明確規(guī)定。同時(shí)，考慮到未來技術(shù)的不斷發(fā)展，通過開放式的編寫方式，便于以后不斷納入新的功能，細(xì)化技術(shù)要求，逐步完善智能船舶規(guī)范法規(guī)。

從目前智能船研發(fā)進(jìn)展可以看出，船舶智能化水平還處在提升船舶感知能力的階段。從全局來看，船舶智能化仍存在很多的問題需要關(guān)切和探討，包括船舶外部數(shù)據(jù)環(huán)境支持、港口智能船舶管理規(guī)范、智能船舶運(yùn)營規(guī)范（特別是船員配額的問題）、高可用的通信導(dǎo)航服務(wù)、信息安全問題、法律責(zé)任問題等等。智能船舶發(fā)展任重道遠(yuǎn)。