無人船時代即將到來的曙光

雖然在安全、保險和網絡安全方面的爭論激增，但支持自主航運運作而開展的高科技仍在向前邁進。傳感器技術、數據分析和寬帶連接到岸的進步從根本上改變了航運業的工作方式。隨著這些技術發展的持續推進，無人自主駕駛船舶真正投入營運的日子也在步步臨近。

新技術帶來的新方向

“傳感器技術，數據分析和寬帶連接到岸的進步從根本上改變了航運業的工作方式。隨著業務數字化，它們變得更加自動化?！弊鳛槭澜珙I先的船級社之一的DNV GL集團技術與研究總監Pierre·C·Sames博士表示。

世界各國政府正在考慮將無人自主航運作為一種海運更多貨物的方式，以遏制由于重型卡車交通引起的道路養護費用的不斷上漲，更不用說空氣污染。挪威是率先探索這個問題的國家之一：挪威的分銷和運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，成本是一個關鍵考慮因素。2016年，挪威政府機構和行業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的試驗區域。其他國家，特別是芬蘭和新加坡，也在追求類似的目標。

DNV GL非常重視這一發展，其使命是確保使船舶自主運行的技術將有利于人類社會和環境?！叭绻覀兛匆幌伦钚碌臒o人駕駛汽車技術的進步，想到與船舶嘗試類似的想法不會太牽強?！盨ames說。畢竟，水運至少有一個很大的優勢：流量少于道路，反應時間通常更長。自動化降低了人為錯誤的可能性，此外，與在陸地上搬運貨物相比，水路運輸可以更便宜，更節能。

DNV GL已經啟動或參與了幾個自主運營項目，其ReVolt項目就是一個例子：在這里，使用DNV GL概念船ReVolt的1：20比例模型，挪威科技大學（NTNU）的學生特隆赫姆正在研究先進的控制系統和導航軟件如何能夠控制無人船，如何保證自主控制技術發展得足夠成熟，這樣的設計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參與的另一個項目是羅羅公司領導的先進自主水運應用項目（AAWA）：該項目正在調查與商業發展相關的各種技術，安全、法律、經濟和社會問題，規?；療o人航運。Sames說：“在DNV GL，我們正在做很多工作來理解自主船系統帶來的潛在風險，以便為它們設定新的標準。我們正在努力開發能夠對未來無人船進行測試和分類的要求?！痹谝粋€即將完工的項目中，羅羅公司將為挪威渡輪運營商Fjord1的兩艘DNV GL級雙端電池動力船提供自動航行系統，計劃于今年投入使用。這些船只將在一位能夠隨時接管船只控制的人類船長的監督下自主駕駛。其中一艘渡輪仍然需要人為控制的靠泊，但另一艘渡輪的設計是可以自動停泊。

同樣，在Fjellstrand造船廠建造的由Automated Ships Ltd和KONGSBERG Group主導的挪威和英國財團的無人離岸船舶Hronn也即將交付。這艘輕型全自動化公務船將部署在海上設施的班輪服務中，但也可用于從研究到養魚作業等各種其他目的。此外，KONGSBERG集團和挪威化肥公司Yara對外宣布了第一艘無人駕駛全電動集裝箱運輸船Yara Birkelandwere的計劃。交付后，該船最初將作為一艘載人船運營，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。

新技術引發的新挑戰

然而，sames已經表達了謹慎的說法：盡管航空航天和汽車行業現有的專有技術可以進行借鑒，但是有關船舶自主性方面的具體專業知識還沒有建立起來。另一個值得關注的問題是船載設備的操作可用性，因為無人駕駛的船只無法立即進行修理：所有機械和電子部件的可靠性至關重要。此外，使用電池供電的無人船舶將消除發電系統中的運動部件，并使其更容易維護，sames指出。另一個問題是，目前還沒有規范使用無人船舶的法律框架。DNV GL正在制定一套規則，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施適當法規之前，無人自主駕駛船舶將無法在國際水域運營，這需要時間。

sames表示，對于深海領域而言，自主航運目前不是一種選擇。這些船舶的行駛距離超出了電池推進的范圍，他們需要訓練有素的機組人員，他們可以對任何技術問題做出快速反應。如果一艘無人船在大西洋存在技術問題，那么技術人員需要幾天才能到達并解決問題。這不安全或經濟。然而，自動化的進步可能會以某種方式使所有細分行業受益，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遠程控制，一艘船的船東可以同時監督幾艘船。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的載人操作。因此，例如，自主導航和控制系統可以支持船員駕駛船只，從而提高安全性并優化運營效率。

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

spithout觀察到，雖然看起來可能與直覺相反，但可能會使某些船舶系統的自動化程度更高的技術進步，將使人類海運業工作人員的角色比以往任何時候都更重要。例如，AI輔助的機載機械健康監測將通過允許領先一步的干預措施在故障發生前解決問題來降低故障率。這種數據分析和獲得岸上專家的即時支持將深刻改變輪機工程師的角色，使工作人員能夠采取更具戰略性的方式處理船舶操作問題。

Inmarsat集團首席執行官Rupert Pearce指出，數字化的真正影響和真正利益目前僅在海事部門內部得到體現，但是對該行業開放的機會將是同樣巨大的，而且是出人意料的，就像在其他領域所看到的那樣。他觀察到，在最高級別上，衛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，這反過來產生了可以與船東和管理者以及其他利益相關者的客戶共享這一有形指標。

國際海事衛星組織及其在挪威海事能力中心的合作伙伴設想，從船只到岸上的數據不斷流動不僅提供了具體的、可衡量的收益，而且還與主要的內部和外部利益相關者捕捉，分析和共享信息：豐富的數據反過來，可以提供必要的洞察機會，以開發新的工作方式和增加客戶價值主張的新方法。采用衛星通信的一個越來越受歡迎的好處是能夠持續且經濟高效地監測船舶的主發動機及其相關系統運行情況，并通過此功能獲取實時船只性能數據。使用諸如通道規劃和天氣布線等應用程序進行最佳航行也有助于實現更有利的航行，而寬帶的更大可用性也將在橋接程序中發揮重要作用，無論是用于導航和態勢感知還是用于物理和網絡資產。不過，皮爾斯說，衛星連接船舶的時代，甚至是遠程操作船舶的時代，并不代表合格海員以及岸上同行的結局，但它確實表明了大規模的變化。他表示，衛星連接現在正在成為一個差異化因素，可以為船東及其供應商轉變海運公司的商業機會和盈利能力。

看到整個行業正在如何進行轉型的企業都明白，新技術帶來的直接收益，觸動了他們今天的底線，但他們也認識到，雖然未來很難預測，但擁抱數字化將使他們最適合利用衛星連接船舶的新技術所帶來的優勢。衛星連接船舶的未來在于保證應用程序觸發寬帶以支持未來無人自主駕駛船舶的高速網絡。為了單獨滿足法規、安全和安全需求，通信必須準確，可擴展并支持實現冗余所需的多個系統。寬帶連接支持實時決策，遠程監控/控制和自動化流程，以支持無人自主駕駛船舶的出現。衛星通信已被用于試驗完整的無人自主駕駛船舶系統的行為，并考慮監管、網絡安全和海員的各種因素。

Inmarsat參與AAWA計劃，該公司的職責是提供該項目的衛星通信鏈路和平臺，這對遙控能力至關重要。船舶之間以及船舶與岸基控制中心之間的數據傳輸是遠程控制和無人自主駕駛船舶研究的主要發展領域之一，也是AAWA的基本要素。該項目將建立在現有的船到船和船到岸通信平臺的基礎上，并致力于提高其支持遠程控制功能的有效性。Inmarsat的Fleet Xpress服務通過公司的Global Xpress和L波段衛星提供，這是世界上第一個混合Ka/L波段移動衛星系統，構成了該系統的基礎。適用于自治船舶的網絡智能系統勞氏船級社在很早的階段便參與了自主航運。2014年，該船級社和商業服務機構與智能系統制造商CSSC SERI簽署了JDP協議，以開發SOMS系統，已經將網絡智能系統安裝在散貨船Great Intelligence上。中船集團隨后開始討論建造裝備該系統的船舶的可能性，上海商船設計研究院（SDARI）參與其中，并且勞氏船級社幫助制定了該系統規范。當時，勞氏船級社已經編寫了網絡支持的船舶指南，因此能夠在與多個行業利益相關者共同合作創建將成為市場上首個基于網絡的船舶程序時應用這一指導。

雖然這項技術是新的，但勞氏船級社表示，當缺乏規定性要求時，它已經學會了如何批準系統并將其與其他系統集成。由于應用了勞氏船級社的ShipRight Procedure基于風險的方法學和軟件的新規則，并結合對如何應用與軟件密集型系統集成有關的現有規則的理解，船級社能夠有效地與項目涉及的各方溝通。英國勞氏船級社（Lloyd’s Register）評論說，該行業一直有很多智慧的溝通，但它一直在集中精力開發智能解決方案，并推出了解決這些新領域的策略。該組織表示，與利益相關方合作非常幸運，使其能夠制定解決這些新技術獨特風險的標準，使其策略行業可靠性，不僅基于領先的技術能力，還基于廣泛的，領先的經驗。跟蹤移動資產以提高運營效率和效率。隨著美國信息技術研究和咨詢公司Gartner預測的到2020年全球GDP將達到1.9萬億美元，越來越多的物聯網傳感器，系統和技術正在整個海事行業實施，以連接人員，設備和基礎設施，車輛和其他關鍵資產。但是，為了真正實現無處不在的連接性，運營商應用需要一個能夠隨時適應不斷變化的網絡——一個隨其運營而移動的生動網絡。

為了滿足這一需求，Rajant公司開發了Kinetic Mesh作為專用無線網絡，可以跟蹤移動資產并提供他們所需的持續的移動連接。運輸和進出港口需要多種運營和安全功能：Rajant Kinetic Mesh網絡旨在幫助運營商調動所有這些：它使港口運營商能夠滿足日益增長的需求，從而提高運輸量——每天有11000個集裝箱進出美國最繁忙的港口——同時通過提高態勢感知保護資產（全球視頻監控市場預計在2016—2020年期間年復合增長率將超過22%）。Kinetic Mesh也使運營商能夠利用自動化技術的增加，預計將使港口生產力提高約30%。