無人駕駛船舶的進展與現實意義

張玉泉 孫世虎

摘? 要：日新月異的科學技術不僅推動了人類的進步，為生產生活提供了諸多的便利條件，還誕生出了多種現代化技術，如無人系統技術、人工智能技術、自動化控制技術、遠程控制技術等，這些技術手段的實踐和應用，將會使人類社會創(chuàng)造出無限的奇跡。針對此，本文以交通領域中的船舶行業(yè)為例，對無人駕駛船舶所具有的重要價值進行探究和分析。

關鍵詞：船舶? 無人駕駛? 科學技術? 進展

中圖分類號：U664? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2020）09（a）-0073-03

Abstract： The rapid development of science and technology not only promotes the progress of human beings， but also provides a lot of convenient conditions for production and life， and also produces a variety of modern technologies， such as unmanned system technology， artificial intelligence technology， automatic control technology， remote control technology and so on. The practice and application of these technical means will make human society create infinite miracles. In view of this， this paper takes the shipping industry in the field of transportation as an example to explore and analyze the important value of unmanned ships.

Key Words： Ship; Pilotless; Science and technology; Progress

船舶并非是某種船只的別稱，而是各種船只的總稱，是一種能夠航行或停在水域上進行運輸或作業(yè)的交通工具，對各國經濟效益的提升和自身的發(fā)展有著不可估量的作用。近年來，隨著科學技術與信息化技術的發(fā)展，人們對智能化、數字化等技術手段研制出的產品有著濃厚的興趣，尤其是無人機、無人艇等智能機器的出現，更是讓人類產生打開“無人技術”這扇神秘大門的欲望。正因如此，無人駕駛船舶逐漸受到世界各地的推崇和研究，而這一舉措的實施，將會使船舶行業(yè)進入嶄新的天地。

1? 基本概念

人類對無人駕駛船舶的向往和研究早在二戰(zhàn)時期就已經初露鋒芒，應運而生的無人艇和相關的研制技術就是最好的證明。到了20世紀90年代，大規(guī)模的無人艇項目開始如雨后春筍般不斷涌現，并隨著時間的推移被應用到軍用和民用兩大領域中。當前，盡管無人駕駛船舶發(fā)展還存在著各種爭議和諸多的不確定性，但其依然是船舶行業(yè)未來發(fā)展道路上的風向標，只有對無人駕駛船舶進行透徹的研究與合理的應用，才能夠真正解放勞動力，使船舶駕駛人員與工作人員的基本權益得到保證。通過調查了解到，無人駕駛船舶的發(fā)展與多個技術領域有著緊密的聯系，其中不僅包括傳統的船舶技術，現代化的人工智能技術和控制技術，還囊括了多項系統，如水下機器人系統、自動導航系統、機電系統自動故障檢測系統等。因此，研究人員在進行無人駕駛船舶的研究工作時，除了要合理運用相關的技術手段和系統外，還要重點掌握存在的重點與難點問題。唯有此，才能夠加快無人駕駛船舶的發(fā)展腳步，使其為水上交通事業(yè)貢獻出無窮的價值。

2? 國內外研究進展

無人駕駛船舶自提出初期就受到了世界各地的廣泛關注，許多國外航海領域較為知名的大型企業(yè)和研究機構已經著手于各項研究之中，比如說我們熟知的Yara International、Kongsberg、Fraunhofer CML等企業(yè)及研究機構，并且在研究過程中獲得了較為優(yōu)秀的成績。這些企業(yè)和研究機構對無人駕駛船舶的研究，標志著無人駕駛技術和船舶行業(yè)進入新的階段。例如，Yara International與Kongsberg公司聯合研發(fā)的自動行業(yè)貨船，在電氣技術和自主控制系統的作用下，不僅可以減少對空氣的污染，而且能夠提高貨船的行業(yè)速率，保證航行安全。

韓國現代重工集團于2016年宣布與微軟、英特爾、SK航運等大型企業(yè)簽訂合作條款，其目的是打造智能化的船舶生態(tài)系統，并計劃在2019年將“船舶服務軟件”應用于智能船上。這一舉措的提出和具體應用，將會為無人駕駛船舶的發(fā)展提供無限的動力。

以英國普利茅斯大學為首的多家研究機構利用風能和太陽能共同研制并開發(fā)出一艘名為“五月花”的無人駕駛三體帆船，并于2020年重走1620年“五月花”號從英國普利茅斯到達大西洋彼岸的航程，其目的是紀念“五月花”號起航400周年。據了解，該艘無人駕駛三體帆船的動力支持除了有太陽能和風能外，還包含遠程遙控或自控設備，能夠保證帆船的順利、安全航行。普利茅斯大學對無人駕駛船舶的研究與應用，將會是智能船舶行業(yè)發(fā)展的里程碑。

中國在2015年發(fā)布的《智能船舶規(guī)范》文件于2016年3月初正式生效，文件中的有關內容涉及了各個領域，如智能航行、智能船體、智能貨物管理等，并且這些領域都有著各自的意義和用途?！吨悄艽耙?guī)范》文件的提出和具體應用，對于中國船舶事業(yè)的發(fā)展來說，將會起到推波助瀾的作用，而無人駕駛船舶的應用與實施，也會在不久的將來得以實現。根據很多業(yè)內人士表示，由于海洋運輸的特殊性，無人駕駛船只更容易融入市場，甚至會比無人駕駛汽車更容易實現規(guī)?；纳虡I(yè)?？梢哉f它的商業(yè)價值是巨大的，以羅爾斯? 羅伊斯公司為首的各大公司，正在加快進度研發(fā)無人駕駛船只技術，他們立足糾正現有無人駕駛船只的缺陷，推動其更早地投入市場，發(fā)揮其價值。

3? 無人駕駛船舶所具有的現實意義

3.1 節(jié)省人力

相比于其他職業(yè)來說，航海工作具有周期性長、危險性高、遠離陸地等特點。在這些因素的影響下，使得人們對船員工作心生恐懼，大多抱著敬而遠之的態(tài)度。在這種情況下，航海員工的數量將會持續(xù)減少，航海員工的匱乏會使海運企業(yè)的發(fā)展受到影響，嚴重時還會波及到國家經濟的發(fā)展，若是對無人駕駛船舶進行合理的運用，既可以減少人力的輸出，降低成本支出，又能夠保證航海工作的安全性與實效性。

3.2 節(jié)能減耗

傳統的船舶行業(yè)中，為保證貨輪的順利航行，需要在其內部設置駕駛臺、船員休息區(qū)、食品倉庫等，這樣雖然能夠為船員提供一定的保障，但卻增加了貨輪的壓力，降低了其運行速率。此外，運行速率的減慢會加大燃料的損耗，而燃料的快速損耗會加快碳排放，導致周圍的海域和環(huán)境遭到破壞。如果將無人駕駛技術應用于船舶的航行中，不僅可以減少基礎設施的設置，緩解船體的壓力，而且可以提高貨輪的航行效率，達到節(jié)省燃料，保護周圍環(huán)境的目的。

3.3 減少事故

2009年4月16日，甬江口濃霧，“江甬6”輪進口后駛入出口航道，隨后與出口船“隆騰6”碰撞，此事件不僅導致“江甬6”輪沉沒，還造成1名船員死亡;2010年8月31日，一艘砂石船“樺馳8”輪冒險橫越蝦峙門航道時，與一艘出港的VLCC發(fā)生碰撞，導致“樺馳8”輪沉沒，6人失蹤;2015年8月13日，從上海駛往寧波的“興航099”貨輪，當其航行到甬江寶達碼頭對開水域時，由于柴油箱塑料材質液位計松動脫落，導致柴油濺射到主機增壓泵引發(fā)火災……通過上述案例不難看出，在航海過程中出現事故的主要原因與船員自身有著莫大的關系，他們的擅自做主、違規(guī)操作等意識和行為造成眾多安全事故的發(fā)生，嚴重影響了企業(yè)的發(fā)展和其他成員的人身安全。從另一個方面也可以看到這個問題，根據“安聯保險”的數據得知，有75%海洋事故是因為人的原因導致的，疲勞駕駛在其中占有重要的比例，在海洋中，人更容易出現疲勞的狀況，人體在疲勞的轉態(tài)下，難以集中注意力，就會導致上述事故發(fā)生的幾率。若是用無人駕駛技術代替人工操作，有助于減少人員傷亡，提高駕駛的安全性與穩(wěn)定性。就算是在航行過程中遇到撞船、觸礁、惡劣天氣等危險情況，也能夠將傷害降到最低。這是因為無人駕駛船只所要識別的目標更遠，更容易發(fā)現危險源，面對惡劣天氣時更加直觀，而且一般這種船只裝有先進的人工智能的相關設備，可以通過數據分析，巧妙避開危險，進而減少事故的發(fā)生。

3.4 探索未知海洋世界

大海深不可測，人受到自身身體條件的制約，必須借助外力才能到達海底深處，對于海溝等這些人類探索尚未明晰的區(qū)域就需要無人駕駛技術的扶持，幫助人類對他們進行先行一步的探索。對于大海表面也是一個道理，大海波瀾壯闊，可以用無邊無際來形容，有些地方受到地理環(huán)境的影響，不適合人類出沒，在好奇心的指引下，人類對未知的海洋世界進行進一步探索，這時無人駕駛船舶就可以發(fā)揮作用，代替人類去那些自然條件惡劣的海域進行探索，挖掘其資源，為人類服務。而且無人駕駛船舶靈活，輕便等特點，讓其更容易進入人類無法企及的海域，幫助人類一探究竟。

3.5 提高經濟效益

海洋是重要的水路交通樞紐，國際貿易很多需要海洋運輸，海洋運輸與陸地運輸、航天運輸相比，不可預測的風險更高，船體運輸空間有限，致使海洋運輸成本也偏高，將無人駕駛船舶投入到運輸業(yè)，不僅會減少人工操作成本，而且能夠節(jié)約船體空間，承擔更多的貨運業(yè)務，進而提高水路運輸效益，提升運輸的質量。

4? 結語

綜上所述，盡管無人駕駛船舶所具有的性能還在研究和探索階段，并且需要各個國家的水上條文和法律法規(guī)做支撐，但只要對無人駕駛技術及其他技術和系統進行深入的研究，對無人駕駛船舶進行反復地測試，就能夠在未來的某一天實現無人駕駛船舶正式投用的夢想，達到無需船員也能夠順利完成貨物運輸的既定目標。

參考文獻

[1] 張國棟，馬文彬，左偉.無人駕駛船舶的發(fā)展及航海教育探析[J].中國科技博覽，2019（8）：99-103.

[2] 卜慶濱，張戴暉，于家根.我國無人駕駛船舶發(fā)展中的主要問題及對策[J].水運管理，2017，39（11）：11-13，17.

[3] 高宗江，張英俊，孫培廷，等.無人駕駛船舶研究綜述[J].大連海事大學學報，2017，43（2）：1-7.

[4] 真摯.無人駕駛船舶的潛力與風險[J].海運情報，2018（8）：30-31.

[5] 胡以懷， 柯赟， 蔣佳煒，等. 未來智能船舶推進系統的選型[J]. 船舶工程， 2019，41（3）：14-21.

[6] 戰(zhàn)翌婷. 大數據支持下船舶智能運維的實現[J]. 上海海事大學學報， 2019， 40（2）：62-66.