發展智能船舶，智能是手段而非目的
—— 訪珠海云洲智能科技有限公司創始人、董事長張云飛先生

本刊記者 薛龍玉

近年來，船舶智能化逐漸成為全球航運發展的一大趨勢，我國也越來越重視智能船舶的研發建造。作為國內無人船艇開創者，珠海云洲智能科技有限公司建設了國內首個無人船研發測試基地——香山海洋科技港，參與完成南極科考等重大項目以及國內無人船艇現有7項標準的制定；同時，與珠海市人民政府、武漢理工大學、中國船級社共同推動建設全球最大、亞洲首個無人船海上測試場——珠海萬山無人船海上測試場，研發出了我國首艘具備自主航行功能的“筋斗云0號”貨船。在接受本刊專訪時，云洲智能創始人兼董事長張云飛先生向我們分享了公司成就背后的故事，以及云洲智能專業團隊對國內外智能船舶、自主航運發展問題的深度解讀。

進軍無人船艇，初因環保結緣

云洲智能創立于2010年，是世界領先的水面機器人公司，是中國第一家專注于無人船艇研發、生產、銷售與提供行業解決方案為一體的高科技企業。作為中國無人船艇領域的開創者，云洲智能始終圍繞“人工智能+海洋”戰略，堅持自主創新，勇闖科技探索“無人區”，掌握無人船艇自主航行、智能避障、集群協同、人機交互、組網通信、高性能傳感器、系統集成、平臺設計等多項自主核心關鍵技術，并處于全球領先水平，擁有專利300多項，獲得了中國專利獎、環境保護科學技術獎、國家海洋科學技術獎特等獎、海洋工程科學技術獎特等獎等諸多獎項。

經過多年的探索與發展，如今云洲智能在無人船艇領域已經碩果累累，那么最初它是如何與智能船結緣的呢？“2008年，央視上一則講述江河污染嚴峻現狀的報道啟發了云洲智能的初創團隊，隨著國家越來越重視生態環境保護，對環境保護的投入有可能逐年加大。團隊用一年半時間輾轉全國各大水系調研后，發現環保行業的從業者有不少是需要在污染濃度高的地方開展工作，危險重重，強度不小，效率低下，而無人船恰可帶來變革。”張云飛回憶道。以環境保護作為切入口，云洲智能研制出了世界上第一艘環境監測無人船，成功將無人船艇應用場景落地。現在，云洲智能的無人艇版圖已經從小船拓展到大船，應用場景從內河走向海洋，承載著中國人的海洋強國夢，開創了中國無人船艇時代。

2015年，中國船級社發布了全球首部《智能船舶規范》，引起了廣泛關注，其中模塊化的概念和云洲智能的發展思路不謀而合。張云飛坦言：“我們當時也正在為推出智能航行等模塊化的產品而進行調研。在調研過程中我們發現，航運業是一個萬億級的傳統產業，目前面臨著諸多挑戰，例如船員短缺、成本激增、海盜猖獗等，與此同時海事主管部門對船舶安全和環保要求的不斷提高，也迫使船東謀求轉型升級。在了解市場需求和規模，評估了我們的技術儲備之后，我們決定進軍智能船舶和智能航運行業。”

公司的第一個智能船項目是“筋斗云”號島礁自主貨運船。珠海是一個百島之市，岸島補給需求復雜多變，船東希望開發出一款智能化程度高、靈活性好、經濟性佳的貨運船舶。在中國船級社和武漢理工大學的支持下，云洲智能完成了需求論證分析、方案設計、項目可行性分析，并于2017年12月在上海海事展上聯合珠海市政府、中國船級社和武漢理工大學共同啟動了“筋斗云”號項目，開啟了智能航運的征程。2019年11月15日，我國自主研發的首艘具備自主航行功能的“筋斗云0號”貨船在珠海完成貨物運載首航。

發展智能船舶的多重意義

作為全球各國競相角逐的熱點領域，智能船舶和自主航運的發展確實能夠幫助海事行業解決當前正面臨的一些棘手問題。海事行業涉及的面非常廣，其中比較核心的有造船、航運、海事監管等部門。在張云飛看來，發展智能船舶和自主航運的意義主要體現在以下幾個方面：

一是解放船員。船員的工作Difficult（困難）、Dirty（骯臟）、Dull（無聊）、Desolate（孤寂）、Dangerous（危險），智能船舶可以將船員從這樣的生活中解放出來，海上船員可以變成岸上船員，一些對航海充滿向往但又無法忍受海上工作環境的人士也可以重新選擇自己熱愛的職業。

二是保護環境。環境問題日益嚴重，綠色航運也逐漸成為航運業的一個新的主題。智能船舶在能效管理上可以做得更好，而少人化和無人化則會使船舶的固液氣排放更少，從而使船舶更加環保節能。

三是融入萬物互聯。萬物互聯（IoE）將人、流程、數據和事物結合一起使得網絡連接變得更加相關，更有價值。萬物互聯將數據轉化成信息，從而可帶來更加豐富的體驗和前所未有的經濟發展機遇。船舶作為萬物互聯上的一個重要節點，通過智能化的升級，融入這張大網，不僅可使航運業變得更為便捷，同時還可以為其他行業提供各種數據支持。

張云飛指出，船員短缺與船員的“過客化”日益嚴重、運營成本的日益高漲和低迷的運價之間的矛盾日益加劇、船舶運營和海事監管之間的鴻溝日益擴大已成為全球航運業面臨的主要問題。而智能船舶和智能航運的出現，能夠提供一種有效的解決方案。由于船員工作環境艱苦，從事船員職業的人越來越少，很多船員在經歷了幾年的海上漂泊之后由于各種原因放棄了船員的職業生涯。智能船舶發展到高級階段，船上船員大量減少甚至沒有船員，船舶駕駛和設備維護的工作從船上轉到岸基和碼頭，這必將吸引大量的駕駛/輪機人員重回航運業。由于在船船員大幅減少，甚至出現無人駕駛船舶，船員的總體工資開銷會大幅減少，而少人化和智能化也會提升船舶各方面的性能，從而進一步降低運營成本，能夠有效的提高盈利能力。在自主航運時代，海事監管部門會在船舶設計的初期就提出安全監管要求，船東、設計部門、智能船舶設備提供商、海事安全監管部門等各利益相關方之間的融合會更加緊密，海事安全監管將會更加緊密地貫穿船舶從設計到拆解的全生命周期。

智能船舶行業尚有困難亟需克服

如上所述，發展智能船舶和自主航運將惠及多個領域，未來可期，不過這也是一個循序漸進的過程，會面臨許多困難和挑戰。關于全球智能船舶的發展現狀，張云飛表示，全球智能船舶發展的高地主要是歐洲和亞洲。前者是傳統的海事中心和航運中心，而后者是新興的航運中心和造船中心。具體而言，主要是歐洲的英國、芬蘭、挪威、丹麥、瑞典以及亞洲的中、日、韓。歐洲作為傳統的航運/海事的領導者，有望繼續引領航運未來的發展。

歐洲是船用設備領域的世界霸主。在主要的船用設備上如主機、發電機、各類船用電子導航設備等領域占據最多的市場份額。近年來，這些設備商也在積極地推進船用設備的數字化和智能化，一些傳統的船舶設備巨頭已經開發了面向智能船舶/無人船的自主航行設備和智能船舶用設備。同時，歐洲也是目前海事/航運規則的主要制定者。國際海事組織、國際海事衛星組織等和航運/海事相關的協會和組織的總部大多都在歐洲，他們制定了目前國際海事/航運業的規則，影響力巨大。而且，歐洲依然是一個航運中心，他們擁有世界航運巨頭，這些巨頭是無人航運的擁躉，為無人船項目的研究提供了資金和示范應用場景。歐洲的項目，早期以較為容易控制的場景——渡輪作為突破，取得了較好的效果。綜合而言，歐洲的無人船發展體系最為完備，除了技術以外，他們一開始就注重法規和標準，同時考慮無人船的經濟性、可持續性，是一套體系化的發展思路。

圖1 “筋斗云0號”貨船穿越港珠澳大橋

圖2 無人艇為港珠澳大橋做水下“體檢”

日、韓造船業和航運業發達，同時他們生產的船用設備在世界舞臺上占有一席之地。為了謀求發展，他們采取舉國體制，組成產業聯盟，集合了產業鏈的力量發展無人船，積極參與智能船舶相關標準的研究和制定，希望在船舶智能化、無人化的浪潮中占領先機，將來能夠在智能船舶的訂單上取得優勢。

目前，我國的智能船舶行業取得了一系列行業公認的成就，智能船舶產業已經逐步由技術導向和政策導向轉向市場導向，但與此同時，也有業內人士指出，我們還面臨著諸多的挑戰和困難。首先，標準規范的建設嚴重滯后。標準、規范、公約和法規是指導水面船舶設計、生產、檢驗、認證、運營的主要依據。在傳統船舶行業，這些文本較為完備，為行業的規范、健康發展提供了有力保障。而智能船舶屬于新生事物，目前與之對應的標準、規范、公約和法規等極不健全，市場亟需這些文本的出臺。

其次，技術需要繼續突破。一些自主程度較低的智能船舶的商業應用開始蓬勃發展，但自主程度較高的智能船舶項目尚在試驗階段，距離商業應用存在一定距離。

再次，對自主航運體系的研究和建設相對滯后。與智能船舶本身技術相比，關于自主航運體系的研究還太少。智能船舶并不是獨立運行的個體，而是航運體系中的一個重要環節。智能船舶與航運體系如航標、航道、交管、港口碼頭乃至物流的對接，是智能船舶發揮商業價值的重要基礎，但目前相關的研究和建設尚未正式啟動。

最后，產業界的協同尚不如歐洲、日韓等國。我國無人船產業雖然成立了一些聯盟，如無人貨物運輸船開發聯盟，中國無人船產業創新發展聯盟等，但聯盟主要以項目為主體推進工作，在產業生態建設層面略顯欠缺。

圖3 ME40小型全自動測繪無人船

無人船商業化運營，標準法規建設是關鍵

大型無人船的商業化運營一直是行業討論的熱點話題，談及此，張云飛直言：“大型無人船的發展是一個必然趨勢。”100年前，泰坦尼克號上有500名船員，當今最大的“海洋綠洲”號郵輪才20多名船員。從500名船員到20名船員用了一個世紀，從20名船員到10名再到2名甚至到沒有在船船員，用的時間肯定會大大縮短。但由于航運業的高度國際化，大型無人船要走向商用，除了技術的進步之外，還需要各國的海事界共同協商，制定新的規則，而這肯定是一個漫長的過程。

許多業界專家認為大型無人船要實現真正的商業化運營還需要一段時間，這個觀點張云飛也贊同，但是他認為主要問題一方面是技術，另一方面是相關標準、規范、法律法規的建設。“風險永遠存在，安全監管的目的不是把風險降低為零，而是將風險控制在可以接受的范圍內。標準、規范、法律法規制等是安全監管的依據，在這些基礎尚未制定的時候，要推廣商業運營存在諸多問題，例如如何獲得海事部門的適航認可、如何進行船舶配員的設置、如何購買保險、出現事故責任如何認定等等。只有把這些問題都解決了，真正的商業化運營才能實現。當然，我們也可以在示范區進行先行先試，通過實踐總結經驗和教訓，完善相關的標準、規范、法律法規。”

測試與驗證能力建設也是智能船舶發展的重要一環，無人船要實現商業運營也離不開前期的測試與驗證。2018年，我國首個無人船海上測試場在珠海萬山正式啟用，2019年，國內首個無人船研發測試基地——香山海洋科技港也正式建成，作為這兩個項目的聯合發起方，云洲智能對它們的重要作用有著深刻的認知。

張云飛指出，這兩大測試基地在我國海上無人系統與智能裝備產業的發展中將發揮如下重要作用：一是解決無人船研發、測試、檢驗、試航、示范運營等各個階段的需求，實現研發規范化、測試標準化、試驗流程化、試航常態化，提升測試效率進而提高研發效率，為探索、建立無人船測試標準、無人船技術標準、無人船航運法規、運營模式提供必要的條件。

二是推動無人系統與智能裝備產業工程、科學人才以及產業人才的聚集，促進產業的協同發展。無人系統與智能裝備產業作為一個新興產業，急缺大量專業的技術人才、法律人才、管理人才，需要盡快匯聚上下游的資源，形成協同創新，共同開展技術研究與交流，打造產業的生態鏈。而這兩個測試研發基地正好可以起到生態鏈孵化平臺的作用。

三是推廣應用示范，推動產業發展。兩個測試研發基地可作為海洋無人系統新技術、新產品、新業態、新模式展示發布和交流合作的主要窗口，通過示范的先導作用，推動技術改進、完善安全監管措施、帶動市場推廣。

創新領航未來

在張云飛眼中，智能是手段而非目的，安全、經濟、環保、高效才是發展智能裝備的目的。目前，云洲智能的產品線已經覆蓋了環保、海洋調查、安全巡邏、風電運維、科技文旅等多個層面，為這些不同領域提供著經濟、高效的服務。云洲無人船艇已在第34次南極科考、青藏高原冰川湖泊科考、南海島礁調查、天津港爆炸應急處置、江蘇響水爆炸應急處置、長江入河排污口排查整治等國家重大任務中發揮關鍵作用，在精度、效率、成本等各方面大放異彩，獲得了相關部門及各級領導的高度認可，迅速培育激活需求市場，帶動行業興起。云洲無人船艇獲取的大量精準數據以及寶貴實操經驗，有效填補了行業空白。云洲智能還參與規劃編制中國現有的全部7項行業標準，推動了產業快速發展，以技術創新助推海洋強國戰略。

“創新領航未來”是云洲智能的發展理念，他們一直密切關注著前沿技術動態。張云飛表示：“感知、認知、決策是智能技術的核心。感知主要依賴于更好的傳感器，認知可以通過大數據、機器學習、數據融合，決策則基于各種算法和高性能計算，這些相關的技術我們一直都在關注。”

“人類的未來在太空和海洋，然而目前人類對太空的了解遠比海洋多得多，占據地球地表面積70.78%的廣闊海洋，如同一個空白的數據庫，未知而神秘。復雜、多變、高危的海洋環境人類無法生存，規模化的海洋探索、開發與經營只能依靠無人設備來承擔。”張云飛感慨道。“中國是海洋大國，但是海洋關鍵核心設備、高端儀器的國產化率很低，云洲智能堅持深耕無人船艇+海洋應用，打造更多國之重器，讓無人船艇替代人力積極探索海洋這個未來的大農場、大礦場、大工廠，推動海洋經濟發展，踐行海洋強國戰略。”