11月22日，中國船級社（簡稱CCS）在北外灘國際航運論壇開幕期間，發(fā)布了《智能船舶發(fā)展展望2022》。發(fā)展智能船舶是建設(shè)智慧交通的內(nèi)在要求，我國對船舶智能化給予了高度關(guān)注，CCS多年致力于此領(lǐng)域的跟蹤研究，并在今年對智能船舶的發(fā)展動向進行了簡要總結(jié)，對其未來發(fā)展進行了展望。
《智能船舶發(fā)展展望2022》通過跟蹤國內(nèi)外現(xiàn)有智能船舶發(fā)展現(xiàn)狀，研究分析船舶的數(shù)字化、智能化技術(shù)發(fā)展路徑與趨勢，基于對相關(guān)法規(guī)規(guī)范標準以及共性和專有技術(shù)的綜合分析，解讀智能船舶發(fā)展的關(guān)鍵要素，對其未來發(fā)展趨勢進行預(yù)判及展望，為船舶智能化發(fā)展提供重要參考。
智能船舶成為船舶工業(yè)發(fā)展新趨勢
目前，全球2/3以上的國際貿(mào)易貨運量、中國約90%的進出口貨運量都是通過海上運輸完成的。海運聯(lián)通世界，推動海運裝備技術(shù)創(chuàng)新，意義重大。
習近平主席在第二屆聯(lián)合國全球可持續(xù)交通大會發(fā)表主旨講話時指出，“當今世界正在經(jīng)歷新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革，數(shù)字經(jīng)濟、人工智能等新技術(shù)、新業(yè)態(tài)已成為實現(xiàn)經(jīng)濟社會發(fā)展的強大技術(shù)支撐。要大力發(fā)展智慧交通和智慧物流，推動大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、區(qū)塊鏈等新技術(shù)與交通行業(yè)深度融合，使人享其行、物暢其流。”
近年來，在物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能(AI)等新科技浪潮的推動下，以數(shù)字化為基礎(chǔ)、自主化為目標的漸進式船舶智能化已成為船舶工業(yè)發(fā)展的新趨勢、新熱點，世界主要造船和航運國家紛紛加大了智能船舶研發(fā)與應(yīng)用的投入力度。
2018年，工業(yè)和信息化部等三部委聯(lián)合印發(fā)了《智能船舶發(fā)展行動計劃》，大力推動協(xié)同創(chuàng)新，積極探索產(chǎn)業(yè)新業(yè)態(tài)和新模式，支撐智能航運建設(shè)，促進船舶工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。
2019年，交通運輸部等七部委聯(lián)合發(fā)布《智能航運發(fā)展指導意見》，明確將于2050年形成高質(zhì)量智能航運體系。
2022年，工業(yè)和信息化部等五部委聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于加快內(nèi)河船舶綠色智能發(fā)展的實施意見》提出了加快推進智能技術(shù)研發(fā)應(yīng)用、提升綠色智能船舶產(chǎn)業(yè)水平、建立健全綠色智能船舶產(chǎn)業(yè)生態(tài)等項重點任務(wù)。
可以預(yù)見，智能功能的引入將提高船舶運營安全、優(yōu)化操作、降本增效、節(jié)能減排、降低船員工作強度、提高船舶運營的透明度，提升船舶安全性、經(jīng)濟性、環(huán)保性，助力航運業(yè)可持續(xù)發(fā)展。
船舶智能化是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，其發(fā)展是一個循序漸進的過程。隨著智能船舶技術(shù)的研究與探索，船舶的智能功能從局部應(yīng)用向全船應(yīng)用拓展，智能水平由輔助決策向自主操作發(fā)展。
“一個平臺+N個智能應(yīng)用”架構(gòu)引導下的國內(nèi)實踐探索
目前，現(xiàn)有海事公約規(guī)范體系是以船長和船員在船為前提制定的，公約規(guī)則、規(guī)范標準體系對智能船舶技術(shù)發(fā)展的順應(yīng)性變革，將改變船長和船員的法律地位及其法律責任，促進未來國際航運業(yè)的發(fā)展與重構(gòu)，并深刻改變航運這一傳統(tǒng)行業(yè)。
國際海事組織(IMO)、國際標準化組織(ISO)等國際組織為適應(yīng)船舶智能化的發(fā)展，紛紛將其列為重要議題，逐步推出導則、規(guī)范及標準。我國交通運輸部海事局起草了《船舶自主航行試驗技術(shù)與檢驗暫行規(guī)則》并公開征求意見，旨在明確船舶開展自主航行相關(guān)試驗的技術(shù)和檢驗要求。
2015年，CCS發(fā)布了全球首部智能船舶規(guī)范，構(gòu)建了“一個平臺+N個智能應(yīng)用”的智能船舶技術(shù)架構(gòu)。英國勞氏船級社(LR)、日本船級社(NK)、挪威船級社(DNV)等船級社陸續(xù)發(fā)布了智能船舶相關(guān)的規(guī)范或指南。
CCS提出的“一個平臺+N個智能應(yīng)用”的構(gòu)架以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，以集成平臺支撐智能應(yīng)用為技術(shù)路徑，通過采集/獲取、存儲、整合、處理、交互、共享與展現(xiàn)船舶數(shù)據(jù)，實現(xiàn)船舶航行規(guī)劃、設(shè)備健康評估與視情維護、能效管理等輔助決策應(yīng)用。具備輔助決策能力的智能應(yīng)用在散貨船、油船、集裝箱三大主流船型得到了廣泛應(yīng)用，并拓展到極地科考船、疏浚工程船、汽車運輸船、拖輪等船型。截至2022年10月，累計已有86艘船舶獲得CCS智能船舶附加標志，共26型智能產(chǎn)品獲得CCS產(chǎn)品型式認可。
在多船型圍繞輔助決策積極開展工程實踐的基礎(chǔ)上，“智飛”號和“珠海云”號為代表的船舶以實現(xiàn)遠程操作和自主航行為目標，圍繞航行態(tài)勢感知認知、航線規(guī)劃、自主避碰和遠程控制等關(guān)鍵技術(shù)開展系列研究攻關(guān)，“珠海云”號科考母船申請并獲得了CCS開闊水域自主航行和遠程控制的附加標志。
相輔相成的智能化關(guān)鍵技術(shù)
CCS發(fā)布的《智能船舶規(guī)范》將智能船舶定義為：利用傳感器、通信、物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)手段，自動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)，并基于計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)和大數(shù)據(jù)處理和分析技術(shù)，在船舶航行、管理、維護保養(yǎng)、貨物運輸?shù)确矫鎸崿F(xiàn)智能化運行的船舶，以使船舶更加安全、更加環(huán)保、更加經(jīng)濟和更加高效。IMO將其稱為海上自主水面船舶(Maritime Autonomous Surface Ships, MASS)，系指在不同程度上可以獨立于人員干預(yù)運行的船舶。
《智能船舶發(fā)展展望2022》解讀了相輔相成的船舶智能化關(guān)鍵技術(shù)，列舉了10項共性技術(shù)，8項專有技術(shù)和4項安全技術(shù)，提出智能船舶的發(fā)展以物聯(lián)網(wǎng)、信息融合等共性技術(shù)為基礎(chǔ)，力求智能船舶在航線規(guī)劃、自主避碰等專有技術(shù)方面實現(xiàn)發(fā)展中的突破，同時以風險管理、測試驗證等安全技術(shù)作為發(fā)展的支撐保障。
——共性技術(shù)奠定發(fā)展基礎(chǔ)。包括物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、信息融合技術(shù)、人工智能技術(shù)、數(shù)據(jù)管理技術(shù)、互操作技術(shù)、船舶通信技術(shù)、數(shù)字化技術(shù)、基于模型的系統(tǒng)工程技術(shù)、仿真模擬技術(shù)、人機交互技術(shù)。
——專有技術(shù)實現(xiàn)發(fā)展突破。包括航行規(guī)劃技術(shù)、自主避碰技術(shù)、自動靠離泊技術(shù)、遠程控制技術(shù)、船岸協(xié)同技術(shù)、視情維護技術(shù)、智能船體技術(shù)、智能能效技術(shù)。
——安全技術(shù)守護發(fā)展前行。包括風險管理、測試驗證、網(wǎng)絡(luò)安全、應(yīng)急響應(yīng)。
智能船舶未來發(fā)展的趨勢與挑戰(zhàn)
《智能船舶發(fā)展展望2022》面向可期的未來前景，研判了智能船舶未來發(fā)展的趨勢與挑戰(zhàn)，從六個方面探討了船舶智能化技術(shù)對于航運業(yè)發(fā)展的實質(zhì)意義與實現(xiàn)路徑。
——法規(guī)標準引領(lǐng)發(fā)展之路。智能船舶技術(shù)應(yīng)用，特別是遙控操作、自主駕駛顛覆了船舶駕駛模式，與之配套法律法規(guī)制修訂是智能船舶發(fā)展過程中需要解決的問題。法規(guī)的制定需要與時俱進，并以整體性的方式構(gòu)建，兼顧優(yōu)先解決事項，明確責任與義務(wù)、可追溯性以及數(shù)據(jù)治理等問題。
——數(shù)據(jù)驅(qū)動運營優(yōu)化之路。通過使用機器學習或算法增強數(shù)據(jù)處理、分析能力，對船舶自身狀態(tài)數(shù)據(jù)以及外部環(huán)境數(shù)據(jù)進行挖掘分析，融合物流、港口、航保、運價、油價等多因素，在航線自主規(guī)劃、設(shè)備健康診斷、能效監(jiān)測與優(yōu)化控制、溫室氣體減排、貨物狀態(tài)監(jiān)控與優(yōu)化配載等方面，為船舶運營提供最優(yōu)方案。
——智能航行人機共融之路。自主航行技術(shù)研發(fā)是當下和未來的主攻方向，自主航行是一個循序漸進的發(fā)展過程：輔助決策 —自主控制、減少配員—無人操作、人在船上—人在岸上、全程監(jiān)視—必要時干預(yù)等。利用人工智能技術(shù)實現(xiàn)船舶在開闊水域或特定航線、特定貨物等特定場景下有條件的自主航行是未來切實可行的發(fā)展道路。
——測試驗證虛實融合之路。目前，以虛擬仿真為初試、模型測試為中試和實船驗證為終試的閉環(huán)的智能船舶綜合測試驗證方法體系已在業(yè)界基本達成了共識，這也促進智能船舶的認證體系發(fā)生了根本性變革。
——船舶網(wǎng)絡(luò)韌性防護之路。船舶網(wǎng)絡(luò)安全將成為影響船舶智能化持續(xù)安全可靠發(fā)展的重要因素。提升智能船舶信息網(wǎng)絡(luò)安全，是強化智能船舶檢驗與測試技術(shù)創(chuàng)新，保障智能船舶技術(shù)產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)、安全發(fā)展的必經(jīng)之路。船舶網(wǎng)絡(luò)安全貫穿船舶全生命周期，應(yīng)以識別、保護、檢測、響應(yīng)及恢復(fù)為手段，不斷提升船舶網(wǎng)絡(luò)韌性。
——行業(yè)生態(tài)橫縱協(xié)同之路。智能船舶以數(shù)據(jù)為紐帶，縱向貫穿船舶工業(yè)上下游產(chǎn)業(yè)鏈，橫向連接行業(yè)生態(tài)價值鏈。打造航運上下游橫縱聯(lián)合的行業(yè)生態(tài)，是智能船舶技術(shù)發(fā)展必須的環(huán)境與條件。船舶智能化發(fā)展應(yīng)以創(chuàng)新驅(qū)動為引領(lǐng)，促進技術(shù)融合、產(chǎn)業(yè)融合，構(gòu)建數(shù)據(jù)共享共用機制，充分挖掘數(shù)據(jù)價值，打造產(chǎn)業(yè)協(xié)同的研發(fā)生態(tài)。
來源：中國水運報
