雖然在安全、保險(xiǎn)和網(wǎng)絡(luò)安全方面的爭論激增，但支持自主航運(yùn)運(yùn)作而開展的高科技仍在向前邁進(jìn)。傳感器技術(shù)、數(shù)據(jù)分析和寬帶連接到岸的進(jìn)步從根本上改變了航運(yùn)業(yè)的工作方式。隨著這些技術(shù)發(fā)展的持續(xù)推進(jìn)，無人自主駕駛船舶真正投入營運(yùn)的日子也在步步臨近。

新技術(shù)帶來的新方向

“傳感器技術(shù)，數(shù)據(jù)分析和寬帶連接到岸的進(jìn)步從根本上改變了航運(yùn)業(yè)的工作方式。隨著業(yè)務(wù)數(shù)字化，它們變得更加自動(dòng)化?！弊鳛槭澜珙I(lǐng)先的船級社之一的DNV GL集團(tuán)技術(shù)與研究總監(jiān)Pierre·C·Sames博士表示。

世界各國政府正在考慮將無人自主航運(yùn)作為一種海運(yùn)更多貨物的方式，以遏制由于重型卡車交通引起的道路養(yǎng)護(hù)費(fèi)用的不斷上漲，更不用說空氣污染。挪威是率先探索這個(gè)問題的國家之一：挪威的分銷和運(yùn)輸公司需要能夠橋接該國的許多峽灣和海上通道，以減輕過境，成本是一個(gè)關(guān)鍵考慮因素。2016年，挪威政府機(jī)構(gòu)和行業(yè)組織建立了挪威自主船舶論壇（NFAS），以推廣無人航行的概念，為支持這些努力，挪威政府將特隆赫姆峽灣變成了無人自主駕駛船舶試驗(yàn)的試驗(yàn)區(qū)域。其他國家，特別是芬蘭和新加坡，也在追求類似的目標(biāo)。

DNV GL非常重視這一發(fā)展，其使命是確保使船舶自主運(yùn)行的技術(shù)將有利于人類社會(huì)和環(huán)境?！叭绻覀兛匆幌伦钚碌臒o人駕駛汽車技術(shù)的進(jìn)步，想到與船舶嘗試類似的想法不會(huì)太牽強(qiáng)。”Sames說。畢竟，水運(yùn)至少有一個(gè)很大的優(yōu)勢：流量少于道路，反應(yīng)時(shí)間通常更長。自動(dòng)化降低了人為錯(cuò)誤的可能性，此外，與在陸地上搬運(yùn)貨物相比，水路運(yùn)輸可以更便宜，更節(jié)能。

DNV GL已經(jīng)啟動(dòng)或參與了幾個(gè)自主運(yùn)營項(xiàng)目，其ReVolt項(xiàng)目就是一個(gè)例子：在這里，使用DNV GL概念船ReVolt的1：20比例模型，挪威科技大學(xué)（NTNU）的學(xué)生特隆赫姆正在研究先進(jìn)的控制系統(tǒng)和導(dǎo)航軟件如何能夠控制無人船，如何保證自主控制技術(shù)發(fā)展得足夠成熟，這樣的設(shè)計(jì)如何能夠在沿海水域的固定航線上作為支線船來建造和部署。

DNV GL參與的另一個(gè)項(xiàng)目是羅羅公司領(lǐng)導(dǎo)的先進(jìn)自主水運(yùn)應(yīng)用項(xiàng)目（AAWA）：該項(xiàng)目正在調(diào)查與商業(yè)發(fā)展相關(guān)的各種技術(shù)，安全、法律、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)問題，規(guī)模化無人航運(yùn)。Sames說：“在DNV GL，我們正在做很多工作來理解自主船系統(tǒng)帶來的潛在風(fēng)險(xiǎn)，以便為它們設(shè)定新的標(biāo)準(zhǔn)。我們正在努力開發(fā)能夠?qū)ξ磥頍o人船進(jìn)行測試和分類的要求。”在一個(gè)即將完工的項(xiàng)目中，羅羅公司將為挪威渡輪運(yùn)營商Fjord1的兩艘DNV GL級雙端電池動(dòng)力船提供自動(dòng)航行系統(tǒng)，計(jì)劃于今年投入使用。這些船只將在一位能夠隨時(shí)接管船只控制的人類船長的監(jiān)督下自主駕駛。其中一艘渡輪仍然需要人為控制的靠泊，但另一艘渡輪的設(shè)計(jì)是可以自動(dòng)停泊。

同樣，在Fjellstrand造船廠建造的由Automated Ships Ltd和KONGSBERG Group主導(dǎo)的挪威和英國財(cái)團(tuán)的無人離岸船舶Hronn也即將交付。這艘輕型全自動(dòng)化公務(wù)船將部署在海上設(shè)施的班輪服務(wù)中，但也可用于從研究到養(yǎng)魚作業(yè)等各種其他目的。此外，KONGSBERG集團(tuán)和挪威化肥公司Yara對外宣布了第一艘無人駕駛?cè)妱?dòng)集裝箱運(yùn)輸船Yara Birkelandwere的計(jì)劃。交付后，該船最初將作為一艘載人船運(yùn)營，于2020年開始在挪威的布列維克港和拉爾維克港之間自行行駛。

新技術(shù)引發(fā)的新挑戰(zhàn)

然而，sames已經(jīng)表達(dá)了謹(jǐn)慎的說法：盡管航空航天和汽車行業(yè)現(xiàn)有的專有技術(shù)可以進(jìn)行借鑒，但是有關(guān)船舶自主性方面的具體專業(yè)知識(shí)還沒有建立起來。另一個(gè)值得關(guān)注的問題是船載設(shè)備的操作可用性，因?yàn)闊o人駕駛的船只無法立即進(jìn)行修理：所有機(jī)械和電子部件的可靠性至關(guān)重要。此外，使用電池供電的無人船舶將消除發(fā)電系統(tǒng)中的運(yùn)動(dòng)部件，并使其更容易維護(hù)，sames指出。另一個(gè)問題是，目前還沒有規(guī)范使用無人船舶的法律框架。DNV GL正在制定一套規(guī)則，但為了避免與國際法有潛在的沖突，在國際海事組織制定并實(shí)施適當(dāng)法規(guī)之前，無人自主駕駛船舶將無法在國際水域運(yùn)營，這需要時(shí)間。

sames表示，對于深海領(lǐng)域而言，自主航運(yùn)目前不是一種選擇。這些船舶的行駛距離超出了電池推進(jìn)的范圍，他們需要訓(xùn)練有素的機(jī)組人員，他們可以對任何技術(shù)問題做出快速反應(yīng)。如果一艘無人船在大西洋存在技術(shù)問題，那么技術(shù)人員需要幾天才能到達(dá)并解決問題。這不安全或經(jīng)濟(jì)。然而，自動(dòng)化的進(jìn)步可能會(huì)以某種方式使所有細(xì)分行業(yè)受益，即使沒有完全自主的控制。一些船舶交通可以通過陸基虛擬駕駛臺(tái)遠(yuǎn)程控制，一艘船的船東可以同時(shí)監(jiān)督幾艘船。但最有可能的情況是，支持無人自主駕駛船舶操作的技術(shù)將成為操作的另一種選擇——意味著它們可以用于特定目的，而無需完全取代傳統(tǒng)的載人操作。因此，例如，自主導(dǎo)航和控制系統(tǒng)可以支持船員駕駛船只，從而提高安全性并優(yōu)化運(yùn)營效率。

他總結(jié)道，最有可能的情況是自主航運(yùn)將成為未來船舶運(yùn)營的另一種選擇。正如衛(wèi)星通信專家、Inmarsat海事部門主席Ronald Spithout所評論的那樣，有關(guān)無人自主駕駛船舶的想法引起了業(yè)界的廣泛爭論，仍然有許多挑戰(zhàn)必須克服，不僅需要技術(shù)，還需要解決監(jiān)管問題，以及需要回答這些船舶可行性的商業(yè)問題。

spithout觀察到，雖然看起來可能與直覺相反，但可能會(huì)使某些船舶系統(tǒng)的自動(dòng)化程度更高的技術(shù)進(jìn)步，將使人類海運(yùn)業(yè)工作人員的角色比以往任何時(shí)候都更重要。例如，AI輔助的機(jī)載機(jī)械健康監(jiān)測將通過允許領(lǐng)先一步的干預(yù)措施在故障發(fā)生前解決問題來降低故障率。這種數(shù)據(jù)分析和獲得岸上專家的即時(shí)支持將深刻改變輪機(jī)工程師的角色，使工作人員能夠采取更具戰(zhàn)略性的方式處理船舶操作問題。

Inmarsat集團(tuán)首席執(zhí)行官Rupert Pearce指出，數(shù)字化的真正影響和真正利益目前僅在海事部門內(nèi)部得到體現(xiàn)，但是對該行業(yè)開放的機(jī)會(huì)將是同樣巨大的，而且是出人意料的，就像在其他領(lǐng)域所看到的那樣。他觀察到，在最高級別上，衛(wèi)星通信提供了船舶和貨物位置和性能的更大程度的可見性，這反過來產(chǎn)生了可以與船東和管理者以及其他利益相關(guān)者的客戶共享這一有形指標(biāo)。

國際海事衛(wèi)星組織及其在挪威海事能力中心的合作伙伴設(shè)想，從船只到岸上的數(shù)據(jù)不斷流動(dòng)不僅提供了具體的、可衡量的收益，而且還與主要的內(nèi)部和外部利益相關(guān)者捕捉，分析和共享信息：豐富的數(shù)據(jù)反過來，可以提供必要的洞察機(jī)會(huì)，以開發(fā)新的工作方式和增加客戶價(jià)值主張的新方法。采用衛(wèi)星通信的一個(gè)越來越受歡迎的好處是能夠持續(xù)且經(jīng)濟(jì)高效地監(jiān)測船舶的主發(fā)動(dòng)機(jī)及其相關(guān)系統(tǒng)運(yùn)行情況，并通過此功能獲取實(shí)時(shí)船只性能數(shù)據(jù)。使用諸如通道規(guī)劃和天氣布線等應(yīng)用程序進(jìn)行最佳航行也有助于實(shí)現(xiàn)更有利的航行，而寬帶的更大可用性也將在橋接程序中發(fā)揮重要作用，無論是用于導(dǎo)航和態(tài)勢感知還是用于物理和網(wǎng)絡(luò)資產(chǎn)。不過，皮爾斯說，衛(wèi)星連接船舶的時(shí)代，甚至是遠(yuǎn)程操作船舶的時(shí)代，并不代表合格海員以及岸上同行的結(jié)局，但它確實(shí)表明了大規(guī)模的變化。他表示，衛(wèi)星連接現(xiàn)在正在成為一個(gè)差異化因素，可以為船東及其供應(yīng)商轉(zhuǎn)變海運(yùn)公司的商業(yè)機(jī)會(huì)和盈利能力。

看到整個(gè)行業(yè)正在如何進(jìn)行轉(zhuǎn)型的企業(yè)都明白，新技術(shù)帶來的直接收益，觸動(dòng)了他們今天的底線，但他們也認(rèn)識(shí)到，雖然未來很難預(yù)測，但擁抱數(shù)字化將使他們最適合利用衛(wèi)星連接船舶的新技術(shù)所帶來的優(yōu)勢。衛(wèi)星連接船舶的未來在于保證應(yīng)用程序觸發(fā)寬帶以支持未來無人自主駕駛船舶的高速網(wǎng)絡(luò)。為了單獨(dú)滿足法規(guī)、安全和安全需求，通信必須準(zhǔn)確，可擴(kuò)展并支持實(shí)現(xiàn)冗余所需的多個(gè)系統(tǒng)。寬帶連接支持實(shí)時(shí)決策，遠(yuǎn)程監(jiān)控/控制和自動(dòng)化流程，以支持無人自主駕駛船舶的出現(xiàn)。衛(wèi)星通信已被用于試驗(yàn)完整的無人自主駕駛船舶系統(tǒng)的行為，并考慮監(jiān)管、網(wǎng)絡(luò)安全和海員的各種因素。

Inmarsat參與AAWA計(jì)劃，該公司的職責(zé)是提供該項(xiàng)目的衛(wèi)星通信鏈路和平臺(tái)，這對遙控能力至關(guān)重要。船舶之間以及船舶與岸基控制中心之間的數(shù)據(jù)傳輸是遠(yuǎn)程控制和無人自主駕駛船舶研究的主要發(fā)展領(lǐng)域之一，也是AAWA的基本要素。該項(xiàng)目將建立在現(xiàn)有的船到船和船到岸通信平臺(tái)的基礎(chǔ)上，并致力于提高其支持遠(yuǎn)程控制功能的有效性。Inmarsat的Fleet Xpress服務(wù)通過公司的Global Xpress和L波段衛(wèi)星提供，這是世界上第一個(gè)混合Ka/L波段移動(dòng)衛(wèi)星系統(tǒng)，構(gòu)成了該系統(tǒng)的基礎(chǔ)。適用于自治船舶的網(wǎng)絡(luò)智能系統(tǒng)勞氏船級社在很早的階段便參與了自主航運(yùn)。2014年，該船級社和商業(yè)服務(wù)機(jī)構(gòu)與智能系統(tǒng)制造商CSSC SERI簽署了JDP協(xié)議，以開發(fā)SOMS系統(tǒng)，已經(jīng)將網(wǎng)絡(luò)智能系統(tǒng)安裝在散貨船Great Intelligence上。中船集團(tuán)隨后開始討論建造裝備該系統(tǒng)的船舶的可能性，上海商船設(shè)計(jì)研究院（SDARI）參與其中，并且勞氏船級社幫助制定了該系統(tǒng)規(guī)范。當(dāng)時(shí)，勞氏船級社已經(jīng)編寫了網(wǎng)絡(luò)支持的船舶指南，因此能夠在與多個(gè)行業(yè)利益相關(guān)者共同合作創(chuàng)建將成為市場上首個(gè)基于網(wǎng)絡(luò)的船舶程序時(shí)應(yīng)用這一指導(dǎo)。

雖然這項(xiàng)技術(shù)是新的，但勞氏船級社表示，當(dāng)缺乏規(guī)定性要求時(shí)，它已經(jīng)學(xué)會(huì)了如何批準(zhǔn)系統(tǒng)并將其與其他系統(tǒng)集成。由于應(yīng)用了勞氏船級社的ShipRight Procedure基于風(fēng)險(xiǎn)的方法學(xué)和軟件的新規(guī)則，并結(jié)合對如何應(yīng)用與軟件密集型系統(tǒng)集成有關(guān)的現(xiàn)有規(guī)則的理解，船級社能夠有效地與項(xiàng)目涉及的各方溝通。英國勞氏船級社（Lloyd’s Register）評論說，該行業(yè)一直有很多智慧的溝通，但它一直在集中精力開發(fā)智能解決方案，并推出了解決這些新領(lǐng)域的策略。該組織表示，與利益相關(guān)方合作非常幸運(yùn)，使其能夠制定解決這些新技術(shù)獨(dú)特風(fēng)險(xiǎn)的標(biāo)準(zhǔn)，使其策略行業(yè)可靠性，不僅基于領(lǐng)先的技術(shù)能力，還基于廣泛的，領(lǐng)先的經(jīng)驗(yàn)。跟蹤移動(dòng)資產(chǎn)以提高運(yùn)營效率和效率。隨著美國信息技術(shù)研究和咨詢公司Gartner預(yù)測的到2020年全球GDP將達(dá)到1.9萬億美元，越來越多的物聯(lián)網(wǎng)傳感器，系統(tǒng)和技術(shù)正在整個(gè)海事行業(yè)實(shí)施，以連接人員，設(shè)備和基礎(chǔ)設(shè)施，車輛和其他關(guān)鍵資產(chǎn)。但是，為了真正實(shí)現(xiàn)無處不在的連接性，運(yùn)營商應(yīng)用需要一個(gè)能夠隨時(shí)適應(yīng)不斷變化的網(wǎng)絡(luò)——一個(gè)隨其運(yùn)營而移動(dòng)的生動(dòng)網(wǎng)絡(luò)。

為了滿足這一需求，Rajant公司開發(fā)了Kinetic Mesh作為專用無線網(wǎng)絡(luò)，可以跟蹤移動(dòng)資產(chǎn)并提供他們所需的持續(xù)的移動(dòng)連接。運(yùn)輸和進(jìn)出港口需要多種運(yùn)營和安全功能：Rajant Kinetic Mesh網(wǎng)絡(luò)旨在幫助運(yùn)營商調(diào)動(dòng)所有這些：它使港口運(yùn)營商能夠滿足日益增長的需求，從而提高運(yùn)輸量——每天有11000個(gè)集裝箱進(jìn)出美國最繁忙的港口——同時(shí)通過提高態(tài)勢感知保護(hù)資產(chǎn)（全球視頻監(jiān)控市場預(yù)計(jì)在2016—2020年期間年復(fù)合增長率將超過22%）。Kinetic Mesh也使運(yùn)營商能夠利用自動(dòng)化技術(shù)的增加，預(yù)計(jì)將使港口生產(chǎn)力提高約30%。