国外无人船舶研究现状论文

智能船舶发展趋势分析 —以海海事巡逻艇为例 目录 摘要 3 一、智能船舶发展趋势概况 4 1.发展智能船舶的原因 4 2.智能船舶是什么 4 3.智能船舶功能模块 4 4.智能船舶关键技术 4 5.目前的技术和难点 6 6.国际上的先进成果 6 7.总论 7 二、海事巡逻船介绍 7 三、海事巡逻船的智能化 9 1.通讯与识别 1 0 2.安全与自动航行 1 1 3.船舶动力 1 3摘要船舶作为海上重要交通工具，其智能化成为世界各国关注的重点。本文概括了智能船舶的特点，总结已有成就并指出问题和和可能的改进措施和思路。就我国广阔的海域和现有的技术基础，探索海事巡逻艇在通讯与识别、安全与自动航行和动力方面可能解决的措施和方法。 关键词：智能船舶海事巡逻艇船舶智能化e航海一．智能船舶概况     1.发展智能船舶的原因 近年来由于智能船舶概念的兴起以及智能船舶技术的日益发展，船舶智能化已经成为全球航运的大势所趋。出于通过船舶智能化降低船舶控制和管理难度，减少人为误操作，提高设备及船舶营运的安全，优化船舶航行，控制燃油消耗、降低成本，提高收益等目的，目前智能船舶的研究已在全球范围内开展。[] 2.智能船舶是什么 2015年12月1日，由中国船级社（CCS）编制的《智能船舶规范》正式对外发布，其中定义：“智能船舶指利用传感器、通信、互联网等技术手段，自动感知信息和数据，并通过自动控制技术和大数据处理分析技术来实现智能化运行。”智能船舶以“大数据”为基础，运用实时数据传输和汇集、大容量计算、数字建模、远程控制等先进的信息化技术，实现船舶智能化的感知、判断分析以及决策和控制，从而更好地保证船舶的航行安全及运营效率智能船舶也是《中国制造2025》中明确重点发展的领域，代表了船舶未来的发展方向，关乎航运业的转型升级。[] 3.智能船舶功能模块 中国船级社发布的《智能船舶规范》将智能船舶分为六大功能模块：智能航行、智能船体、智能机舱、智能能效管理、智能货物管理和智能集成平台。 4.智能船舶中的关键技术   （1）信息感知技术 船舶信息感知是指船舶能够基于各种传感设备、传感网络和信息处理设备，获取船舶自身和周围环境的各种信息，使船舶能够更安全、可靠航行的一种技术手段。 （2）通信导航技术 通信技术是用于实现船舶上各系统和设备之间，以及船舶与岸站、船舶与航标之间的信息交互。常用的通信方式主要包括：VHF（甚高频）、海事专网、海事卫星、移动通信网络（手机网络）等。导航技术是用于指导船舶从指定航线的一点运动到另一点，通常包括定位、目的地选择、路径计算和路径指导等过程。船舶常用的导航技术包括早期的无线电导航和现在广泛使用的卫星导航。北斗卫星导航系统为我国船舶导航领域提供了新的发展契机。 （3）能效控制技术 2007年，世界海运船舶排放CO2达亿吨，其中国际海运排放CO2约亿吨，分别占当年全球CO2排放总量的和。为提高船舶能效、减少船舶温室气体排放（节能减排），国际海事组织（IMO）提出EEDI（新造船设计能效指数）、EEOI（船舶营运能效指数）等评价标。智能船舶的发展应顺应“绿色船舶”的发展潮流，分析通航环境、装载量、吃水、主机功率（转速）等因素与船舶营运能效指数EEOI之间的内在关系，在保证船舶安全和营运效率的前提下，通过优化控制船舶航速、装载量、吃水、航线等，以最大限度降低EEOI指数。 （4）航线规划技术 航线规划是指船舶根据航行水域交通流控制信息、前方航道船舶密度情况、公司船期信息、航道水流分布信息、航道航行难易信息，智能实时选择船舶在航道内的位置和航道，以优化航线，达到安全高效、绿色环保的目的。目前常用的航线规划方法包括：线性规划方法、混合整数规划模型、遗传算法、模拟退火、粒子群优化算法等智能算法 （5）状态监测与故障诊断技术 状态监测技术是以监测设备振动发展趋势为手段的设备运行状态预报技术，通过了解设备的健康状况，判断设备是处于稳定状态或正在恶化。未来船舶故障诊断可考虑以大数据为基础，运用多尺度分析方法来构建设备状态监测系统。故障诊断技术就是在船舶机械设备运行中或基本不拆卸设备的情况下，掌握设备的运行状况，根据对被诊断对象测试所取得的有用信息进行分析处理，判断被诊断对象的状态是否处于异常状态或故障状态，判断劣化状态发生的部位或零部件，并判定产生故障的原因，以及预测状态劣化的发展趋势等。 （6）遇险预警救助技术 水上交通事故时有发生，尤其是碰撞和搁浅事故，往往造成严重的经济损失和人员伤亡。无论是在海上还是内河水域，船舶碰撞是最为常见的水上交通事故类型，在所有的水上交通事故中占很大的比例。船舶遇险预警与搜救技术能够有效的降低事故的发生率以及降低事故的损失。 （7）自主航行技术 《智能船舶规范》中定义，智能航行系指利用计算机技术、控制技术等对感知和获得的信息进行分析和处理，对船舶航路和航速进行设计和优化；可行时，借助岸基支持中心，船舶能在开阔水域、狭窄水道、复杂环境条件下自动避碰，实现自主航行。[] 5.目前技术发展的成果和难点 虽然GPS、AIS、电子海图、VHF 等无线电设备和导航设备等都广泛应用在现代船舶上，同时，基于各种自动化设备的综合桥楼系统、集成控制系统和机舱监测报警系统等自动化系统都已普遍应用，且技术成熟，但是，距离上述智能船舶对智能化的要求还有不少差距。无论是尚有技术难度的船-岸大容量通信技术、大数据分析技术、智能决策技术，还是现有数据的融合及转化，还是为了长远考虑必须规划和整理的相关标准，都是摆在造船人面前的艰巨任务。 建议结合E-航海、E-内河的规划，基于已有的技术和基础设施，加快关键技术的研究，扩展现有设备的智能化功能。 6.当前国际上取得的先进成果 2012 年，由德国 Fraunhofer CML、挪威 MARINTEK、瑞典查尔姆斯理工大学等 8 家研究机构共同合作的“MUNIN” 项目（基于智能化网络的海洋无人航行）[28]，首次以无人散货轮为对象开展大型无人船的研究。 挪威船级社（DNV）在船体结构监测，舰船性能管理、船体集成管理等方面都持续进行研究，建立数字化船体模型，开发了相应的工具，可为世界各国航运公司提供系统监控及报告、高质量和综合性的视觉信息、全生命周期信息、通过3D 结构模型实现清晰通信等技术服务。 作为全球最大的船舶设备供应商之一，英国的罗尔斯·罗伊斯公司最近几年提出了自动船舶（Autonomous Ship），机器人船舶（Robotic Ship），无人船舶（Unmanned Ship），船舶智能化（ShipIntelligence）等概念。2013 年，罗尔斯·罗伊斯公司开展无人驾驶货船（ robotic cargo ship）项目的研究，这种无人驾驶货船可以从全息控制室实现全部操作，并可以航行到世界各地。罗罗公司认为，智能船舶的下一步发展应该着眼于远程遥控和无人驾驶。该公司在2014年就开始开发名为“未来操作体验概念”(Future Operator Experience Concept)的岸基遥控系统。2016年3月，该公司又与芬兰国家技术研究中心(VTT)、阿尔托大学和坦佩雷大学人机互动研究中心结成合作伙伴，拟于2020年前推出成型产品。通过与VTT进行技术合作，罗罗公司够有效评估远程遥控自动化船舶的设计方案。[] 7.总论 总体来说，部分智能船舶相关技术理论较为成熟（环境感知技术、通信导航技术、状态监测与故障诊断技术等），已经得到实际应用，但有些技术理论缺少在真实环境下的验证（能效控制技术、航线规划技术、安全预警技术、自主航行技术等），因此，智能船舶总体仍处于快速发展阶段，还未完全成熟。随着船舶技术、信息技术的发展，以及“大数据”的智能应用，正推动着智能船舶的加速出现。船舶智能化的发展将是决定未来船舶行业发展方向的重要因素；除了信息感知、通信导航、能效管理等关键技术，自动停泊、离岸，自动维修，自动清洗，自动更换设备部件，自我防护等同样将会趋于智能化发展；随着船舶智能化相关技术的不断发展，最终可实现由智能系统设备逐步转变为会思考的智能船舶，促进船舶安全、高效航行。并为我国航运带来新的发展机遇。 二、海事巡逻船的介绍 我国是海洋和航运大国，是国际海事组织A类理事国，在和平开发和利用海洋资源、履行国际公约中发挥着重要作用。但是由于历史原因，，我国水上交通安全监督管理能力还不适应经济发展需要，与我国海洋大国和航运大国的地位极不相符。20001年，《中国海事发展纲要》提出，到2005年，中国海事将要把1000海里内的国际航线和海上设施等纳入监管范围，50海里内重要干线航道和重要港口附近的应急到达时间不大于3小时。实现这一目标的要求存在于多方面，其中一个重要原因即为具有远航能力的现代化的海事巡逻船。 海事巡逻船在海事巡航执法等诸多方面中发挥着关键作用，其任务主要包括：1、执行海上巡逻、监管、警戒、护航、交通疏导2、执法取证：处理和调查一切海上事故的必须交通工具，维护水上秩序 3、应急搜救：承担水上搜寻救助组织和海上应急值班工作，协调和指导的有关工作。 海事巡逻船上应配备的光电跟踪取证系统能够良好实现海上取证，有效地进行海上内交通事故调查和处理、搜寻和水域污染检测等活动。海上取证不似陆地证据那般固化，会随时间和海流、风向的变化而变化甚至消灭。及时准确的海上取证极为重要。因此，该系统在海事巡逻船得以应用。 海事巡逻船还有一个特殊舱室——多功能厅。此厅类似于会议室，不同的是该亭内具备巨屏显示器以及安装电脑和各种电子设备的操作台。此厅不仅用于召集紧急会议，更可以通过以太网络系统，实现现场指挥部用特殊频点甚至高频无线通话与渔政、海关船舶通信联络；也可以通过船上海事卫星系统接入全国海事网，甚至接入国际海事组织。 海事巡逻船能保证我国领海的安全，帮助我国实现海上透明化的宏伟目标。而其更智能化是海事巡逻船的发展趋势，也是我们应努力的方向。三、 海事巡逻船的智能化       基于海事巡逻船的特点及现有技术基础，实现有限度的海事巡逻船的的智能化是必要且可行的。海事巡逻船的任务及功能有其特殊性，不同于其他船种。其主要任务类型包括巡逻护航、监管执法、搜救指挥、污染防治业务和维护国家安全和利益。[5]根据《国家水上交通安全和救助系统布局规》制定的监管目标，巡逻船要能在12h之内到达离岸200 n mile内的任何水域，在90min之内到达离岸50nmile内的重点水域。该任务需求对船舶航速提出明显需求，但考虑到节省燃油，船舶日常巡航是低速航行的，仅在需要时才迅速提高航速，因而要求船舶在中低速和高速的状态下都能有较低的耗油率。同时，考虑到重大海难大多发生在恶劣海况下，要求船舶有优良的操纵性和适航性、较大的续航力和结构强度及先进的通信指挥和救援设备。表一归纳了海事履职的主要任务与船舶主要性能的相关性其中船舶生存能力主要指船舶稳性和抗沉性[6]。针对以上对海事巡逻船的规范和要求，本文将讨论海事巡逻船在解决通讯与识别、安全和自动航行及动力方面可能的措施及思路。   1.通讯与识别     船舶间通讯主要通过卫星通讯和地面通信，关于海事巡逻船队间的通信，可以考虑移动自组网技术。自组网是指一组带有无线接收装置的移动节点组成的一个多跳临时性的自治系统。主要应用在没有网络基础设施支持的环境中或现有网络不能满足移动性机动性等要求的情况下。自组网一般采用按需路由策略，按需路由认为在动态变化的自组网环境中，没有必要维护去往其他节点的路由，仅在没有去往的节点陆游的时候才“按需”进行路由发现，拓扑结构和路由表内容是按需建立。通过上述部署可以实现编队间的实时数据交流。 关于船舶的识别，上世纪年代后期，美国、日本及西欧国家开发了基智能交通系统（ITS）现在己经趋于成熟，为该领域的发展指明了方向。船舶交通服务系统(VTS）最早在欧洲建立，起初应用于内陆水域，目前已经被沿海各国普遍应用。 对于海事巡逻船来说，它的主要执法对象既包括强制安装AIS系统的大型船舶，也包括相关水域的小型船只。基于相关情况，本文主要提出基于VTS+AIS模式（船舶交通管理系统船舶自动识别系统）和基于GPS+GIS+GPRS/CDMA系统的两种识别方式。 VTS是通过前端的雷达和后端的综合信息处理系统，将船舶的位置、速度、方向等信息显示在显示器上，并以此来实现交通流的组织、助航等服务的电子系统。这对组合的优势 在于，能够最大程度地发挥雷达和的互补作用，对于大型（等强制要求安装终端设备的船舶而言，基本上能够实现全覆盖。但船载设备设备的费用相对来说较高，因此安装的成本太大，而砂石运输船等小型船舶又属于非船舶，没有强制安装终端的要求，因此，这套方案对于小型船舶而言，不易于推广实施。 GPS+GIS+GPRS/CDMA系统定位精度比较高，分辨率可以达到15米，速度测量精度可以达到米秒；能够更准确地把握周边信息，通过地图将船位置信息标注到海图上，实现对船舶的监控和管理，对沿海、内河这些移动、联通网络覆盖率高的区域，更有利于实现对船舶安全航行提供助航服务；更有利于实时通信，在移动、联通网络覆盖范围内，网络传输的速度较快，传输的准确率较高，也实现了网络化通信的目标；经济实用，性价比高，这也是与其他种船舶监控方式相比的最大优势。一些小型施工船，强制其安装价格昂贵的设备，将会给这些船舶带来巨大的经济压力。而基于的方案能够充分利用公共通信服务网络，网络通信费用较低，船载终端的成本更加低廉，不会像设备那样增加船方更多的经济负担，比较有利于推广。 由于可以通过技术的手段来转换GPS信息与AIS信息的数据格式，因此，小船的数据信息在系统可以实现集成显示。2.安全和自动航行 智能船舶的航行对通讯的安全性和设备的可靠性提出了很高的要求。对于通讯，一般来说，一个完整的安全模型应由以下五部分组成：安全管理、入侵检测、安全保护、安全恢复、安全响应。评价一个网络安全的程度应当遵循“木桶原则”，即以最低网络安全程度作为判断的依据。因此，一个安全无漏洞的系统，应当从各个方面来加强网络安全，应当构建一个多层的安全保护网。在实现定位功能和数据传输方面，选取了信号稳定、成本较低的GPS定位系统，以及GPRS网络系统，突出了节约经费的思路；在小船监控系统应用于管理方面，通过对新系统的研究，找到了将小船AIS目标融合到目标中的途径，迎合了系统集成化的趋势；在网络架构方面，对VTS安全网络进行了较为认真的分析研究，提出了一个四层安全架 构，体现了网络安全的理念。  智能船舶的自动航行需要一系列软硬件支持，现有的一人桥楼和无人机舱的技术并不稳定，通常在实践过程中并不能发挥应有的作用。智能船舶在算法设计上系统应采用变论域模糊控制通过实时控制舵角输出实现船舶航向的精确控制。目前以专家系统、模糊控制、神经网络等控制算法为核心的第四代自动舵系统。目前比较常见的船舶航向控制系统主要由上位机、航向控制器、舵伺服系统等部分组成其中上位机作为数据参数的发送端,主要实现航向控制值的设定及当前船舶所受扰动量的输入;航向控制器则在结合相关数据的基础上经过智能算法运算实现控制舵角值的输出;最后由舵伺服系统实现舵机控制及当前舵角反馈,以此实现船舶航向智能控制。智能船舶的避碰功能也是船舶航行过程中需要考虑的重要问题。不同船型有不同的回转半径，不同速度下有不同的转弯角速度。要想真正实现船舶避碰ARPA功能，每种船型的数学模型是不一样的。如果是运输船舶，不同（装载量），其特性也不一样的。换言之，船舶避碰 ARPA 软件还要具有“不断学习”的能力，以适应海事巡逻船巡逻执法的需要。与传统的“ARPA 功能”相比，新型导航雷达要与“船舶能效管理系统”有接口关系，实现自身船型特性数据的输入和实时修正。 与传统的“观察”相比，新型导航雷达要与“船舶气象仪”及其他气象设备有接口关系，获得实现天气、海浪等气象特性数据的自动输入和实时修正。根据目标的大小需要变换量程，或者需要调节增益，新型导航雷达本身能够实现自动调节。另外，借助岸基支持中心，也能遥控实现自动调节。 现代导航雷达显示器能够与“电子海图显示与信息系统（ECDIS）”和 “船舶自动识别系统（AIS）进行融合。这样的雷达画面，就是智能船舶的实时场景。与传统的“融合观察”相比，新型导航雷达能够与对外通信系统或情报系统有接口关系，能够将“实时场景”传输到岸基支持中心，以便实现岸基互动，更好的维护我国利益，实现海事巡逻船的预定功能。   [if !supportLists]3. [endif] 船舶动力 海事巡逻艇对速度有着明确的要求，要求其在指定时间内到达出事海域，同时要求起能实现长时间巡航。这就对海事巡逻艇的动力装置的性能，尤其是速度和可靠性提出了要求。当前船舶动力系统种类可分为：柴油机动力系统和燃气轮动力系统，前者优点是：安全可靠，经济实惠启动迅速功率范围大部分负载运转性能好效率可观技术比较成熟，而目前市场上半数以上船舶使用的就是这一系统；而后者具有质量轻功率大、尺寸小、环保等优良特性，但同时也有油耗高、对燃料要求高的缺点。目前国内船舶动力系统的发展趋势：双燃料单缸输出功率大的常规智能型柴油机动力系统、电力动力系统（采用交流变频技术，易于布置，节能，噪声小，易实现自动化控制）、和混合动力系统（可靠性高，常用于军船和大型远洋商船）。 在船舶汽轮机调速过程中经常采用PID控制器，这主要是由于PID算法具有结构简单、容易实现的特点，利于实现对动力系统的智能控制。但在常规PID算法需要人工试凑，不利于实现船舶的智能化。要对其进行智能化改造，采用基于模糊神经网络的模糊型PID控制器。参考文献：   [1].国内外智能船舶发展概述【OL】.江苏省机械工业网.2017-07-11/2017-12-06 [2].《智能船舶规范简介》【J】.船舶工程,2016-09-15:01-02 [3].李雨.智能船舶现状与发展趋势【OL】.互联网.2016-12-14/2017-12-06 [4].梁云芳，谢俊元，陈虎，季寒，吴鸿程《智能船舶的发展研究》【J】.中国会议论文.2017-07-01/2017-12-06 [5].杨立波，王旺，邓爱民.《海事巡逻船型船及性能指标研究》【J】.《船海工程》 2013(2) [6].赵福波，谢新连，李猛.《海事巡逻船优化选型数学建模》【J】.中国航海20 16（1）

搭载了多台无人系统装备、为无人控制、下水能达到2000吨、拥有智能系统核心技术、具有远程遥控等新突破。

随着5G时代的到来，很多新型产业也加入了5G技术领域，5G的到来让一切的数据变得更快传输更加便捷。不止天上飞的航空无人机、还是地上跑的无人车，都广受关注。如今在航海轮船的产业中也运用到了5G技术，运用该技术也在现阶段慢慢实现了无人驾驶技术，因而无人船也出现了。那么无人船的出现是否就代表着它能够有很好的发展前景呢？

无人船的应用分为军用和民用两种，应用的范围还是比较小的。无人船在军用方面是美国率先使用无人船进行试验，因为试验的任务相对较危险，所以使用的就是无人遥控艇来试验执行，也因此出现了无人船，但在那时候的无人船技术还是比较落后的，所以那时的无人船还是没有受到过多的关注。但也并不代表着它因此落寞、被人遗忘了。

在这些年，因为科技的发展，技术的革新，人工智能的出现、5G时代的到来，无人船也在此出现在了人们的生活中。军用无人艇也能执行更多复杂的任务了，也正因为此无人艇就有了更大的军用价值了，因此无人艇在军用方面有了很大的发展前景。

无人船在过去几年里的发展前景

在近几年国内的无人艇市场的占有率已经超过了95%，销售量也在不断增长，因为近年来，无人船在很多方面都做出了很大的贡献，例如在抗洪抢险方面，能够保证救援人员的安全，同时也易于勘测到险情，能够更好地判断出前面的情况。

我国无人船当前处在于研发初期以及使用初期，技术还未完全承成熟，在当下也只有少数的企业能够做到大规模生产，在我国的无人船产品主要应用于民用领域，无人船近些年来在国内的销售价格大约在15万，在2015年我国无人船产品的销售量为245艘，市场规模为3798万元。同比2014年的1152万元增长了。在2016年就达到了10660万元。

无人船未来的发展前景及展望

无人船在民用现阶段大部分用于科研调查、环境勘测、航海货运以及抗洪抢险方面，但是目前我国在货运方面还暂时未使用无人货运，因为目前我国在无人船的领域方面的技术还不太成熟。但笔者认为无人货运是一个很好的发展领域，因为货运在现阶段来说是最多的，因为国际之间的交流更多了，因而进出口货物数量在不断地增长，进出口的数量增多，使得现阶段开发无人船在货运方面的发展有了很大的推动性。

无人船现阶段因为国内技术还未完全成熟，所以在之前的发展上有着一定的阻碍，但在未来，相信在更多新兴科技技术的支持下无人船的发展会越来越好。

智能化浪潮是未来发展新潮，也是不可阻挡的趋势，在逐步向着科技时代方面发展前进，想必无人船在这样一个环境背景下一定能够发展得越来越好，同样也因为技术的发展，让先进的技术与当下的无人船结合，能够让无人船得到最好的发展，拥有更好的前景。

能型无人系统母船是一艘概念超前、世界领先的科考船，其所配备的重要设备国产化率高，动力系统、推进系统、智能系统、调查作业支持系统等核心要素均为我国自主研制

近日，在时隔40余年后，我国再次对地球“第三极”青藏高原进行大规模综合性科学考察。在这次举世关注的“国家行动”中，无人船凭借其不凡的身手，再次进入公众的视野。

据相关报道，以往对高原湖泊进行科考，通常采用橡皮艇，但往往遭遇意想不到的风浪，危及科考人员的安全，而科考无人艇船的使用就可以避免这些危险。不仅如此，无人船还可以实现数据采集的自动化，行进过程中即可获取测量数据。

除了科考，近年来，以无人艇船为代表的智能船舶还在环境监测、区域巡航等领域频频“抛头露面”，相关的国内外研究成果也是层出不穷。那么，无人船发展现状如何，未来又将如何走向，会带来怎样的变革……记者就此采访了中国船级社(CCS)智能船舶工作组组长蔡玉良。

智能化步伐加速

早在上世纪60年代，远程控制的无人艇船队就广泛用于军事领域。近年来，随着自动控制、物联网、大数据等技术的快速发展，与船舶有关的环境感知技术、通信导航技术等也得到广泛的应用，为智能船/无人船的开发提供了广阔的技术可行性。

放眼国际，丹麦启动无人船研发项目，挪威开辟无人船试验区，韩国开发了无人船通用技术平台，荷兰正研发利用“浮动自驾无人船”实现载人和货运……

在法律法规层面，相关的研究工作也已提上议事日程。今年2月，美国、挪威、丹麦等9个IMO成员国向海上安全委员会提交了在无人船领域确定立法范围的方案。此外，美国、英国等国已启动无人船的国内立法程序。

在国内，我国正在全面推进的“互联网+”“中国制造2025”“智慧交通”等战略规划明确提出了“提高船舶智能化水平，培育智能船舶等战略性新兴产业，提升水上交通运输数字化、网络化、智能化水平”的发展方向和工作要求。

战略路径清晰，我国船舶工业届推进船舶数字化、智能化步伐正加速——

据蔡玉良介绍，工信部于2015、2016年分别组织开展了“智能船舶顶层规划”“智能船舶”科研项目，示范船涵盖超大型集装箱船、超大型矿砂船、超大型原油船三大主力船型，目前项目已进入设计建造阶段;

2015年，CCS发布全球第一份《智能船舶规范》，对智能船舶应具备的各项功能提出了具体要求;

中船集团黎明项目38800DWT智能散货船计划在今年年底交付，该船为国内首艘智能示范船，能实现机舱辅助决策、船舶健康管理等功能;

今年3月，海航科技集团与CCS联合国内外六家单位发起成立“无人货物运输船开发联盟”，力争在2021年交付首艘无人货物运输船;4月，大连因泰集团发起智能船舶军民融合项目，拟在京杭运河建造一艘无人概念货船。

经济与安全的潜在优势

蔡玉良认为，对于经济性和安全性的追求是无人船技术大行其道的重要原因。

目前船舶行业仍处于结构调整升级、化解产能过剩阶段，船东对于“智能、绿色、安全、高效”船型的渴求十分强烈，无人船将满足市场越来越高的降成本需求，带来行业在基础设施、管理水平、产业合作模式上的全面升级。

一方面，船上的绝大多数设备，如救生、消防、防污染与生活设施很大程度上是为船上工作人员服务的。在没有船员的情况下，这些设备将不再需要，既减少船舶重量又降低能耗，从而实现船舶建造及运营成本的减少及船舶载货能力的提升。罗罗公司认为，这些因素加上重量和空气阻力的减少将带来12%至15%的燃料节约。

此外，从技术角度来看，整合船舶、港口等实时动态数据有利于优化物流和供应链，提高运输效率。

另一方面，导致船舶海上事故的主要原因是决策和操作过失、应急反应不当等人为因素。德国安联保险2012年发布的报告就曾指出，75%—96%的海上事故是人为错误的结果。而在无人船的设计方案中，船舶的操纵主要是通过专家决策系统与远程遥控系统在劳动条件更好的岸上进行操作，从而从根本上减少人为因素对船舶航行安全的影响。

带来颠覆性影响

罗罗集团船舶总裁Mikael Makinen曾表示，“无人驾驶船舶是船舶行业的未来。智能船舶具有如同智能手机一样的颠覆性，将彻底改变船舶设计和运营的格局。”

蔡玉良也持相同看法，“不仅如此，无人船将对现有的航运模式、法律法规、运营管理和规范标准都产生极大影响”。

从航运模式来看，首先无人船将助力新兴船舶业务的崛起，如船岸一体通信、货物监管控制、在线货运服务等，而远程和自动驾驶营运的数据收集将创造新的商机和市场;其次，无人船通过信息传输进行遥控操作或指令传达，船舶的风险防控重心将转移至网络安全方面;从配套环节上看，无人船相关技术发展，会促进港口、海事等方面信息的聚集，主要表现为物流信息高度融合、海事监管及航路信息智能化;此外，由于没有船员，传统的船舶责任和保险规则也将有所变化。

可以预见，随着无人船的兴起，现行的部分海事法律法规也需要调整以适应新的业态。蔡玉良认为，这主要是涉及几个方面：一是船舶安全法律法规，其中包括《国际海上人命安全公约》(SOLAS)中关于构造、救生设备、消防船舶配员、信号与报警方面的要求，《国际海上避碰规则》(COLREG)中瞭望航行决等策、灯光信号交互及涉及设计到船员的部分条款，还需考虑常规船与无人船在灯光、信号等方面的交互问题;二是船员管理法规，包括《海员培训、发证和值班标准国际公约》(STCW)、《国际劳工公约》和《船舶最低安全配员规则》中关于船员定义及相关要求、安全配员等要求;三是海上权益与责任法律法规中涉及船长责任、海难救助、法律主体和保险责任等内容。

在运营管理方面，无人船航行过程中没有船员对船舶进行日常的维护保养不再依靠船上人员的操作与经验，因此对船舶系统的可靠性提出较高的要求，同时需要构建设备健康管理体系而依靠系统的可靠性及岸上的远程管理、运维保障;鉴于无人船的相关系统高度集成，以及与岸基网联化、协同化的特性，船旗国、港口国、海关、边防等机构对无人船的登轮监管模式将从以登轮执法为主，转向以自动获取信息的方式进行远程执法;港口与航道需要增加适应无人船运行的基础设施，并调整管理机制。

标准规范方面，针对无人船的特点，有待研究出与之相适应的基础技术标准、安全标准、管理标准、检验评价标准等。

需要全方位支持

伫立在智能化风口，无人船发展前景可期。同时，作为航运业界的一项系统工程，其面临的挑战也是跨专业跨领域的。蔡玉良认为，面对这些问题，需要主管机关、船企、船级社、科研、设计、港口等部门的通力协作。

他建议，开展航运管理及船舶运营模式研究，加快航运企业为适应无人船操作与管理的升级。在关注传统船舶安全问题的同时，研究因船岸一体化给船舶安全带来的新风险。此外，需重点关注在共享经济背景下无人船引发的新业态。

对于无人船涉及的广泛而多层次的海事法律法规体系，蔡玉良建议，秉持“鼓励科技创新热情”和“保障安全有序的谨慎”两种态度结合的原则，对现有海事法律法规开展适用性研究，并根据国际、国内船舶航运特点，有针对性地制定无人船的运营监管政策。

结合无人船具备的高度信息集成、实时共享等特点，蔡玉良建议将智能船/无人船的运营融入大物流循环中，提高物流效率。具体来讲，开发向物流商实时提供舱位预定、货物状态等关键信息的技术，确保交易及货运流程信息的实时性、可靠性，建立基于无人船运营模式的货运信用体系。

在无人船研发的实验阶段，蔡玉良认为，在适宜航区建立一个无人船试验区是极为必要的。他建议，试验区的设立需综合考虑气象、水文条件、信号强度、通航密度等水域情况，构建船舶运营的监督管理模拟环境，重点选择示范效应强的航线。

走向成熟尚需合力推动

在近日举行的2017世界交通运输大会上，与会专家几乎无一例外地将“未来交通”的筹码押在“无人驾驶”上。而对航运业而言，“人工智能+船舶”同样被寄予厚望。

与有人驾驶的船舶相比，“无人船”的优势是显而易见的。第一，能够更有效地利用船舶空间;第二，能够更有效地利用船员技能;第三，能够更有效地利用燃料。这些对无人驾驶船取得长期竞争优势至关重要。从全球物流链上讲，对世界范围内的船舶进行实时远程监控同时，会将船舶更加紧密地整合到物流或供应链中，让全球企业能着力发挥整个船队的最大效率，实现节支增收。

然而，绝不是一个技术或一个交通工具便可包打天下。目前的人工智能驾驶一辆货船出海，完全没问题，但是还不足以操纵在海上面临更多复杂状况的集装箱船。搬走横亘在无人船面前的信息传输安全性、动力装置稳定性以及远程操纵可靠性“三座大山”，以及出台与无人船配套的海事法规也是一个漫长的过程。

长期来看，航运业正经历根本性的变化，更多的变化仍在孕育之中。无人船的出现只是一个时间问题，然而走向成熟、大规模投入商业使用还需要各方协调、合力推动。正如有专家表示，只有人工智能发展到与人脑可以比拟的“强智能”水平，人类才能完全放手将交通运输交给人工智能。

延伸阅读

两大巨头完成全球首次商船远程操作

原本预计无人驾驶远程商船将在2020年前投入运营，如今看来这个时间可能还会更早。

日前，罗尔斯罗伊斯公司与马士基集团旗下拖轮公司Svitzer共同宣布在丹麦哥本哈根港成功完成了全球首次商船远程操作。

据悉，参与此次远程操作试验的拖船“Svitzer Hermod”号，船长28米，2016年由土耳其Sanmar船厂建造，采用Robert Allan的船舶设计，配有罗罗的动力定位系统。远程控制系统就是与动力定位系统相连的，由该船的船长在Svitzer公司总部的远程操作基地进行控制，安全的进行了多次操作。该船停泊在码头旁，先是驶离码头，然后360度掉头，朝Svitzer总部方向航行，然后再次入船坞。

船上的动力系统采用2台MTU 16V4000 M63柴油机，单台功率2000千瓦/1800转。船上还配有各种传感器，使用先进的软件组合各种不同的数据，数据能可靠和安全地传送至岸基的远程操作中心，使船长能充分掌握拖船及周围环境，易于船长远程操作不同的系统部件。

全程参与演示过程的罗罗船舶业务总裁Mikael Makinen表示，“此次全球首次船舶远程操作实验的成功具有历史意义，多年来，我们一直坚信并且预言无人驾驶远程商船将在2020年前投入运营。在Svitzer公司丰富的运营经验和我们专业技术的独特组合下，我们比预期提前实现了目标。”

Svitzer公司首席技术官Kristian Brauner指出，“作为世界上最大的拖轮公司，我们一直积极致力于参加无人船项目，开发革新的方式来改善拖船作业的安全和效率，使客户和船员受益。客户反馈、运营成本、环保影响、船舶效率将继续是我们前进的动力。”

据了解，罗罗公司和Svitzer公司已经签署了协议，将继续进行船舶远程操作和无人驾驶测试。

罗罗船舶工程技术总裁KevinDaffey透露，罗罗和Svitzer公司还将再进行为期18个月的试验，进行一些拖船作业的无人操作。“我们有许多完全自动驾驶的拖船想法，甚至没有轮机舱也能工作，此次的‘Svitzer Hermod’号只是展示了一些核心技术。”

据了解，此次展示期间，拖船上仍配备了船长和船员，以确保系统出现故障时保证拖船安全。