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无人驾驶船只变革船运行业

时间:2024-02-04

       如果劳斯莱斯能研发成功,那么很快一些商用船只将实现无人驾驶。

       北大西洋的午夜,一艘大型集装箱货轮收到了前方有风暴的报告。船只绕开危险区域,船主以及港务长被告知船只已改变航线。看起来很平常,但事实上船上一个人也没有。这艘船由位于世界另一侧的运营中心控制,其余的时间都由船自己来控。

        虽然此类船只还有些遥远,但我们预测再过几年类似船只将会投入商用,甚至未来无人驾驶远洋货轮在全世界的海洋航行将得到普及。远程控制船只以及自动驾驶船只,都是数字连接技术与智能技术的受益者。许多企业和研究人员正在努力实现这些梦想。比如劳斯莱斯在芬兰启动的名为“高级自动水运应用”(AAWA)的项目。项目参与者希望能够在2020年之前开发出针对在沿海水域航行的远程控制船只或者完全自动驾驶船只的技术。不只我们,欧盟和国际船只认证组织DNV GL也在进行相关研究。中国海事局和武汉理工大学也在开展研发项目,让无人驾驶船只应用于中国自己的商业海事和军事海事。那么,这些研究是怎样的?为什么如此让人期待?听我从专业的角度解释一下。

        大家之所以对无人驾驶船只如此感兴趣,原因很简单:首先,这种船更安全、更高效、运营成本更低。远程控制船只与自动驾驶船只将降低人为疲劳引起的错误风险和船员伤亡风险,还可以避免船只受损;其次,可以降低海盗给船只和船员带来的威胁。因为在公海上登上无人驾驶船只很困难,也没有船员作为人质换取赎金,因此无人驾驶船只的攻占价值大大降低;再次,可以有更大的载货量和更小的风阻。由于船只上无需船员,现有船只的某些设置可以剔除;最后,可以缓解具备海事技能的人才缺口,使航海工作对年轻人来说更具吸引力。

        虽然已具备建一定的技术基础,但是当下的全球航运监管制度中尚未规定是否应该批准无人驾驶船只运营、如何购买保险,以及一旦发生事故到底该由谁负责。除AAWA项目成员外,在欧洲,至少还有两个机构正在想办法改变监管制度。其中一个叫作欧洲无人驾驶海事系统安全与监管机构(Safety and Regulations for European Unmanned Maritime Systems,SARUMS),由7个国家组成,瑞典是主导国。英国的海事自动系统监管工作组(Maritime Autonomous Systems Regulatory Working Group)也在从事相似的工作。他们的最终目标是确保《国际海上人命安全公约》的下一次修改能够反映这些技术发展。工程师现在面临的挑战是整合相关技术,尽可能避开所有潜在风险。对远程控制和自动操作技术发展而言,最关键的是船只感知周围情况和通信的能力,只有具备这些能力,它才能顺利抵达目的地。劳斯莱斯正在开发态势感知系统,它可以为船只提供即时、详细的环境图像。信息可以传回远程控制中心,也可以供船上的计算机使用。船只的远程指挥官或自动驾驶导航系统还可以使用许多其他信息,比如卫星导航信息。现在,测绘其他船只、协助制定导航决策、监控船只主机并确保引擎及其他关键机构组件正常运行的系统已经存在了。

        未来,我们可以从传感器获取更多数据,这些传感器被嵌入到船只的关键系统中。这些信息可以帮助我们判断系统是否在以最高效率正常运转,如果有必要,甚至在海上航行时就可以派人去维修。当然,对自动驾驶船或远程控制船来说,将数据及时传到海岸很关键。因此,这些船需要实时、连续的通信连接。此外,保护数据流和船只连接系统不受黑客攻击也很关键。不仅如此,即使船只完全自动行驶,陆地上也需要人监控,一旦遇到情况,可以马上干预。所以远程控制系统和控制中心的发展是技术关键。我和劳斯莱斯的同事根据以往经验,正在研究如何设计这种控制中心。为了建造这样的远程运营中心,劳斯莱斯还将借鉴设计和打造综合船桥系统时的经验。综合船桥系统是对传统船桥的重新设计,为船员提供了一个更舒适、更整洁、更安全的工作环境。2014年,劳斯莱斯的综合船桥系统首次在Stril Luna船上投入使用。自此之后,综合船桥系统被广泛应用。

        制造和运营无人驾驶船似乎不只有一种方案。我认为,未来,有船员的船只也会使用一些无人驾驶船使用的技术。这些新技术可以提高安全性,虽然暂时还没有实例。目前,劳斯莱斯正忙于第一代先进智能船的具体参数和外观的设计。当第一艘智能船投入商用不久后,这类船只就会投入测试。挪威海事管理局和挪威海岸管理局已签署协议,允许企业在特隆赫姆峡湾进行测试,这是世界上第一片允许测试无人驾驶船只的海域。与此同时,芬兰海洋产业协会芬兰交通通信部、芬兰国家技术创新局也与劳斯莱斯及其他企业合作,在波罗的海开发和探索无人驾驶船只运输。

        我们可以期待无人驾驶船只在2020年之前出现,在2030得到普及。这些船只代表了传统船运行业的重大变革,不过也可能发生其他变革。从船载船员到由陆上技术人员远程控制的转变,将变革全球供应链的运营:创造新服务,制定出更高效的船舶租赁和联营计划,出现海上货物交付在线市场,以及其他适合数字化连通时代的智慧创新内容。

作者: Oskar Levander                    

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