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目前的技術(shù)難點主要是智能感知、導(dǎo)航定位和自主巡航，其核心仍然是人工智能軟硬件技術(shù)，包括核心傳感器和智能算法。

■本報見習(xí)記者 田瑞穎 記者 沈春蕾

1912年，英國大型豪華客船泰坦尼克號因撞上大西洋的冰山而沉沒，造成1500多船員和旅客死亡。倘若泰坦尼克號客船擁有強大的自主航行智能系統(tǒng)，可自動感知獲取船舶及其環(huán)境信息，自動航行靠泊、報警、維修、啟動應(yīng)急方案，歷史的悲劇或被改寫。

不久前，勞斯萊斯技術(shù)公司和芬蘭國有渡輪運營商Finferries在芬蘭圖爾庫市南部的群島上展示了世界上第一艘完全自主運行的渡輪。近日，中國科學(xué)院合肥智能機械研究所副主任余道洋在接受《中國科學(xué)報》采訪時表示：“隨著技術(shù)的成熟和資本的介入，無人駕駛船舶將是大勢所趨?！?/p>

無人駕駛船舶的時代，似乎離“靠岸”越來越近。然而，真正“靠岸”還需對核心智能技術(shù)、法規(guī)政策等困境進行“破冰”。

顛覆船舶行業(yè)

無人駕駛船舶技術(shù)是指人工智能技術(shù)在船舶上的應(yīng)用。隨著傳感器和智能駕駛技術(shù)的突破，多國已開始涉足無人駕駛船舶領(lǐng)域。2016年，羅爾斯·羅伊斯（又稱勞斯萊斯）公司就發(fā)布了“高級無人駕駛船舶應(yīng)用開發(fā)計劃”（AAWA）。

“目前，美國、以色列、英國、法國、意大利和日本等發(fā)達國家在USV（無人水面艇）領(lǐng)域的技術(shù)水平較高。”余道洋說，“我國也已開展相關(guān)研究，但船體智能化總體設(shè)計、關(guān)鍵部件、智能軟件和數(shù)學(xué)模型等方面的關(guān)鍵技術(shù)還較為薄弱，且無人水面艇主要集中于民用領(lǐng)域?！?/p>

據(jù)國際海事局（IMO）通過的《國際安全管理規(guī)則》（ISM－CODE）顯示，在所有的海上事故中，約80%是人為因素造成的。無人駕駛船舶技術(shù)的應(yīng)用被認為將大幅提高船舶航行的安全性，降低船舶運營成本。

除安全性外，船員成本也是船舶運營中的一大難題。余道洋表示，長江航道有70萬艘船舶，其中1000噸以上的船舶占50%，僅長江航道上船員缺口就達近萬人。

智慧航海（青島）科技有限公司董事長姜海鷹告訴《中國科學(xué)報》，目前船東們?yōu)榫S持航運低谷期的運營，都在設(shè)法降低人員成本，這也是船舶為何越建越大的原因之一。“自主航行運輸貨船的發(fā)展，是不可逆的趨勢，這對人員安全、成本、監(jiān)管和環(huán)保等方面的改善，都是非常有必要的?！?/p>

此前，對即將在2020年實現(xiàn)完全自動運營的Yara Birkeland無人駕駛電動集裝箱船，《華爾街日報》刊文稱：“其運載能力相當(dāng)于傳統(tǒng)貨船的3倍左右，由于不再需要燃料和船員，每年可以節(jié)約至多90%的運營成本?！?/p>

仍需突破核心技術(shù)

2018年12月，工業(yè)和信息化部、交通運輸部、國防科工局聯(lián)合印發(fā)了《智能船舶發(fā)展行動計劃（2019—2021年）》（以下簡稱《行動計劃》），明確提出初步建立智能船舶規(guī)范標(biāo)準體系，突破航行態(tài)勢智能感知、自動靠離泊等核心技術(shù)等，“保持我國智能船舶發(fā)展與世界先進水平同步”。

雖然世界主要造船國家正大力推進智能船舶的研制與應(yīng)用，但《行動計劃》指出，全球智能船舶仍處于探索和發(fā)展的初級階段，智能感知等核心技術(shù)尚未突破。以亮相芬蘭的世界首艘完全自主運行的渡輪為例，其航行水域環(huán)境相對簡單、水流平穩(wěn)、航道交通流量較小，而真正的水域環(huán)境往往復(fù)雜多變且可能出現(xiàn)各種突發(fā)情況。

國際上無人船舶的關(guān)鍵技術(shù)被總結(jié)為“GNC”，即Guidance（自主巡航）、Navigation（導(dǎo)航定位）、Control（自動控制），具體包括船體設(shè)計、自主巡航、導(dǎo)航定位、自動控制、通信網(wǎng)絡(luò)、自主決策、傳感與感知、電源系統(tǒng)、動力與推進系統(tǒng)、人機交互系統(tǒng)等。

“目前的技術(shù)難點主要是智能感知、導(dǎo)航定位和自主巡航，其核心仍然是人工智能軟硬件技術(shù)，包括核心傳感器和智能算法?！庇嗟姥蟾嬖V《中國科學(xué)報》。

為應(yīng)對復(fù)雜多變的海上環(huán)境，無人駕駛船舶對海上通信系統(tǒng)的高寬帶、低延時、低成本等提出了更高要求。一般而言，需要在船舶上配備北斗系統(tǒng)、公眾移動通信系統(tǒng)、銥星系統(tǒng)、海事衛(wèi)星系統(tǒng)等，以提高通信效率。然而，隨著船岸通信量的增加，如何規(guī)避黑客攻擊、信息泄露等網(wǎng)絡(luò)安全問題也接踵而至。

對此，余道洋認為，無人駕駛船舶的關(guān)鍵技術(shù)之一是系統(tǒng)冗余，需要具備多路通信信道，且相互獨立。此外，還需建立高可靠性和安全性的云系統(tǒng)以防范黑客攻擊，同時使其在沒有網(wǎng)絡(luò)的情況下也具備自主決策能力，例如長時間沒有通信網(wǎng)絡(luò)將自主返航。

攻克關(guān)鍵技術(shù)離不開資金的支持。“目前無人駕駛船舶缺少大型企業(yè)和資本的戰(zhàn)略性投資，因為資本還沒有看到短期內(nèi)的巨大市場前景和市場容量。”余道洋說，“目前無人駕駛船舶的研究還需要國家和地方政府提供資金支持?！?/p>

加快推進頂層設(shè)計

《行動計劃》還指出，目前全球智能船舶的定義、分級分類尚未統(tǒng)一，智能船舶標(biāo)準體系、測試與驗證體系亟待建立，智能技術(shù)工程化應(yīng)用十分有限，相關(guān)國際海事公約法規(guī)研究剛剛起步。

《國際海上人命安全公約》中規(guī)定“各船旗國要根據(jù)自己制定的最低配員規(guī)定為船舶配備合格船員”。此公約內(nèi)容顯然不符合無人駕駛船舶的實際發(fā)展情況。

業(yè)內(nèi)人士提出，交通運輸部應(yīng)鼓勵有關(guān)研究部門提早開展相關(guān)法規(guī)研究，提出法規(guī)修正提案，重點應(yīng)開展保障無人駕駛船舶的海上航行安全、船舶海上避碰規(guī)則、法律責(zé)任和保險等法規(guī)研究，提出修改建議案，提高我國在國際海事領(lǐng)域的話語權(quán)。

“無人駕駛船舶要想獲得海事部門的‘通行證’，還需要相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準進行指導(dǎo)?！庇嗟姥笳f，無人船舶整機和關(guān)鍵部件目前沒有形成相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準，因此要加快制定相關(guān)標(biāo)準。

姜海鷹對此也表示，如何使無人駕駛船舶符合國內(nèi)、國際規(guī)定，需要相關(guān)部門和國際海事相關(guān)組織盡快研究制定，“否則將制約智能航運的發(fā)展”。

“在現(xiàn)有技術(shù)標(biāo)準和法規(guī)還沒有出臺的情況下，應(yīng)在相關(guān)部門的領(lǐng)導(dǎo)下，加快測試場的建設(shè)和實驗船的運營實驗，只有掌握大量的實驗數(shù)據(jù)，才能夠為技術(shù)、標(biāo)準和法規(guī)的制定提供可靠的支撐，進而投入自主航行運輸船舶的建造和經(jīng)營。” 姜海鷹進一步說道。

受訪專家還表示，無人駕駛船舶技術(shù)的推進還需加快人才培養(yǎng)，引進智能船舶專業(yè)人才，增強后備人才培養(yǎng)；加強國際合作，利用全球創(chuàng)新資源，加快推進產(chǎn)業(yè)鏈、創(chuàng)新鏈、價值鏈的全球配置，全面提升智能船舶發(fā)展能力。