波音飛機空難對船舶自動化駕駛的警示

齊建偉

（青島引航站，山東 青島 266005）

1 航海與航空歷史發展淵源

隨著更加開放、包容的世界環境發展趨勢，航海與航空在人類歷史發展過程中，尤其經濟文化交流中起著至關重要的作用，是人類通過自身努力脫離賴以生存的陸地而形成的兩種交通方式。航海運輸具有大規模性，航空運輸具有快捷性。航海的發展歷史久遠，在中國，距今7000 年前的新石器時代晚期，中華民族的祖先就已經利用原始舟筏在海上航行。而飛機則是要脫離地面，克服地球引力，必須有自身動力，不比海上航行的船舶可以依靠風力，因此真正意義上的飛機僅僅起始于20世紀初期美國萊特兄弟研發出依靠自身動力飛行的飛行器，距今不過僅僅100 多年。許多航空專業詞匯源于航海專業詞匯，航空歷史發展雖然短暫，雖然晚于航海，但是因其便利性，在眾多資本的支持下，其自動化程度已經遠超過航海，在自動駕駛方面航空已經達到了非常先進的水平。因此航海與航空兩種運輸模式相輔相成，互為彌補的同時在駕駛技術方面也是互相影響著對方，不可否認的是未來航海與航空自動化程度會越來越高，最終的智能化交通格局將是一次偉大的顛覆性的革命，將會推動人類發展進入新紀元。

2 回顧波音空難及致因

2.1 令人心痛的兩次空難

2018年10月29日，新加坡獅航一架波音737MAX-8 客機墜毀，導致189 人遇難。2019 年03 月10 日，埃塞俄比亞航空公司的一架波音737MAX-8 客機墜毀，導致157 人遇難。

2.2 事故原因揭秘

民用航空領域的自動化駕駛已經普及了幾十年，追蹤這兩起空難事故初期調查結果，初步認為事故原因是由于波音公司2017 年開始交付的737MAX 系列中加裝的一套智能系統－機動特性增強系統（MCAS）所致，飛機自動化駕駛系統中的這個智能化功能故障。飛機有兩套攻角傳感器，其中任何一套故障，系統便會傾向于使用最惡劣的往往是最不可靠的數據做指引，以自動俯沖方式獲得加速，按照最大攻角來觸發，觸發之后自動推桿10 秒鐘，然后改平，而飛行員往往要自己發現飛機在俯沖，才發現機翼被A 程序動過了，而且A 程序在飛行員已經關閉自動駕駛儀認為自己在完全控制飛機時仍然在后臺運行，并且A 程序做事是認真負責到底的，每隔5 秒鐘再次自動讓飛機進行俯沖，最終展開人機大戰的結局是機毀人亡。

3 飛機與船舶自動化駕駛發展歷程

3.1 交通工具的自動化發展之路

駕駛技術的發展路徑是人工駕駛、半自動化駕駛、爾后全自動駕駛，直至發展到智能駕駛技術，智能駕駛是加入了人一樣的智慧程序，根據條件不同作出各種不同的反應與應對方案，其具有智慧的自行判斷能力，是自動化駕駛的更高層面。

自動化駕駛有其先進性，但是自動化駕駛只能處理其所設定的、設計者所預想到的各種情況，然而外界環境千變萬化，機器本身也有其故障率，內外部環境與條件錯綜復雜，一旦遇到此類情況，自動化系統能否做出正確的處理呢？

3.2 飛機自動化駕駛的發展

以現在的技術水平，雖然飛機可以自動完成降落，前提是在沒有任何特殊情況下才有保證。為了保證飛行安全，在飛機降落實踐過程中，不采用計算機進行自動控制，而轉由飛行員來操縱降落，飛行員可以實現對自動駕駛儀和領航模式的控制。但是伴隨科技進步，人工智能發展迅猛，機器被賦予了更高的自主能力，有了對抗制造他們的人類的傾向，這可是一把雙刃劍，當出現緊急情況時，自動化駕駛系統不再是我們的支持者，反而是不達目的不罷休的死亡威脅。

飛機自動化駕駛技術通過大量資金、人力、物力的干預發展至今尚且不能做到完全的智能化無人駕駛，現在僅僅是智能化飛機駕駛的雛形，只是智能化飛機駕駛的發展初期階段，就會出現如此悲慘的空難事故，這不得不給相關科技研發、安全技術監管等部門敲響警鐘，安全如何保障一直是駕駛行為中的重中之重。

3.3 船舶自動化駕駛的發展

船舶的自動化駕駛發展了很多年，自動操舵系統便是初期的船舶自動化駕駛系統，由于其精度及其外界情況的原因，我們有法律約束，狹水道航行等情況下必須轉換成人工操舵。放眼現在的航海界，有很多科技工作者為了船舶的無人化操作、全自動化駕駛夜以繼日地忙碌著，這的確是時代發展的必然。人工智能能否完全取代引航員的進出港操縱呢？在追求安全高效、環境保護和經濟效益的今天，這些能否完全保障呢？港口水域外界情況千變萬化，天氣、海況、交通流、泊位狀況、各種水上漂浮物等一切的判斷，人工智能能否完全勝任呢？

3.4 船舶自動化駕駛的現狀

當前我國的無人駕駛船舶技術在海洋勘察探索和環境檢測方面執行著重要的作用，對我國的航海業與造船業有著重要的影響與社會意義，為船舶自動化駕駛的下一步發展奠定了堅實的基礎。當然，放眼全球，目前無人駕駛船舶技術還有很多不足，比如在船舶自動航行的時候仍然需要很多的人為方面的干預，人們既要接受岸基控制中心的控制，還要保證較高的可靠性。現在的自動航行技術還必須在天氣良好和海況較好的情況下才能使用，這樣的話當然就大大的限制了無人自動駕駛的適用范圍。所以我們需要一種由多傳感器技術融合性地使用，我們可以將雷達和衛星圖像、傳感器數據、GPS數據等相融合，來使用到無人駕駛船舶的技術中。如果這種方式能夠成功的應用，那么將會很大程度地減少使用人工的程度，這種無人駕駛技術也會很大程度地提升船舶進行各種海上完成任務有效的成功性。

目前開展智能船舶研究并且進入實船應用的國家有美國、英國、丹麥、日本、澳大利亞等國家，我國也在智能船舶駕駛領域積極探索，對于智能船舶的研發也同樣熱情高漲，并獲得了業界的廣泛稱贊，不論是“大智”輪、“明遠”輪、“明卓”輪，還是“凱征”輪、“新海遼”輪，都擁有支撐全船智能系統的網絡和信息平臺，可實現船舶航行輔助自動駕駛及決策、航線航速優化、開闊水域自動避碰、智能貨物/液貨管理、綜合能效管理、設備運行維護、船岸一體通信等功能。中國船級社也于近期出臺了2020 版《智能船舶規范》，無疑將引領智能船舶走向深入發展之路。

4 船舶自動化駕駛的優點

4.1 節省大量人力和經濟支出

隨著船員勞動力成本的增加，船員工資待遇的支出對于船舶運營商來說是一項重要的開支，由于船員工作崗位的特殊性，以及陸地崗位工資薪酬的提高，很多船員棄船上岸，選擇船員職業的年輕人也越來越少，船員職業的高薪已經失去了往日的誘惑力，歐、美、日等發達國家船員數量減少尤為嚴重，船舶自動化駕駛能夠逐步解決世界范圍內的船員招聘難的問題，隨著經濟全球化進程的加速，航運在全球貿易中所占比例尤顯突出，自動化駕駛優勢愈發明顯。

4.2 船舶自動化駕駛能夠降低海上交通事故

避免人為失誤，通過程序計算適配出最佳避碰方案，即使船舶發生海難事故，也能夠最大限度地降低損失，降低了船員生命威脅。

5 船舶自動化駕駛技術的反思

5.1 人機協作而非機器代替人

當船舶航行過程中突遇緊急或者其他特殊情況時，人工能夠快速接管船舶的指揮權，解除自動駕駛狀態，且自動駕駛系統應當徹底停止工作，只保留其他信息收集、整理、顯示等功能，由人工根據自身判斷進行下一步措施，由人工協作處理此類特殊情況。智能化駕駛技術發展方向是增強人的技能，幫助人類提高效率，而并非完全代替人類活動。

5.2 人工智能技術的發展應該是輔助人類作出正確的決策

人工智能的程序可以在某些專業領域超過人類，比如阿爾法狗圍棋方面、圖像識別方面、故障預測方面等，但這并不意味著在實際的船舶駕駛活動中，人工智能作出的判斷能夠完全代替人類在復雜環境狀況下，憑借自身經驗，甚至是直覺快速做出正確判斷的能力。

6 船舶自動化駕駛的未來

我們不可否認的是科技的進步是歷史發展的潮流與趨勢，不可逆大勢而為之，但是科技發展的基準在哪里，就跟人類發展至今我們有一個道德的標準，在法律約束著我們日常生產生活時，我們還有道德的標準來做出最終裁決，也就是我們的紅線。同樣的道理，人工智能的科技發展之路如何在使用過程中為我所用，幫助人類實現更加廣闊的目標，而不是完全取代人類活動，值得我們去深思。如果我們航海人能夠防患于未然，在不斷發展的無人化智能駕駛面前，不忘主觀能動的重要性，在船舶操縱中充分利用合理的自動化儀器儀表數據，暫時屏蔽掉不為我用的人工智能對船舶的主導權，充分發揮人為對應急情況的靈活應變能力，不斷探索保證船舶安全之路。

人的智能是任何自動化裝置甚至智能機器（intelligent machine）所無法比擬的，在當前科學技術發展水平下，船舶運營中一些最困難、最復雜的控制任務如應急、避碰、靠離泊等還得依靠人工操作完成，然而為了研制完成同樣任務的自動控制裝置如自動避碰系統、自動靠離泊控制器等，人的操作經驗及由此獲得的船舶運行數據是最寶貴的信息來源。

智能船舶駕駛還有相當長的路要走，不能單純從效率、經濟等方面考量，更應從安全、有效、可靠等方面去評估，智能船舶駕駛確實是百年大計，任重道遠。

7 總結

區塊鏈、虛擬現實、物聯網技術的推廣，大數據產業的發展，人工智能上升到國家發展戰略，5G 網絡技術商用，指日可待的6G 技術應用前瞻，無疑為助力智能化船舶發展之路插上騰飛的翅膀。回顧航海發展歷史，每一次航海安全法規的推出與航海規范化的進步，背后都是血淋淋的事故教訓，譬如泰坦尼克號的沉沒才加速推出了《國際海上人命安全公約》。勇敢面對一次次的慘痛教訓，不能掩飾其自動化駕駛技術的不利之處，我們必須大膽正視發展過程中的弊端與不足，不斷探索安全至上的自動化智能駕駛技術，為人類交通事業推向新的制高點。希望這兩次飛機空難教訓讓我們能夠警醒，能夠正確理解自動化與智能化技術的局限性，在利用其長處的同時，也要由人類牢牢掌握自己發展的命運。