颠覆船舶行业!无人船掀起巨浪

2017-02-03 09:29 | 国际船舶网 船市观察


放在2016年之前,说起无人船,很多人依然还觉得是一件很遥远的事情,但是过去的一年里,人工智能和数字通信技术以及无人机、无人车技术的快速发展让无人船的到来可能远比之前预测的要早的多。有一点可以确定,首艘无人商船将在2020年面世,而无人远洋货船将在10-15年内成为一种常态。

无人船是船舶行业的未来,具有如同智能手机一样的颠覆性。这也意味着,所有和船有关的行业,包括船舶设计、船舶建造、船舶营运、船舶交易等的业务模式和格局都将发生翻天覆地的变化。数百万船员将弃船上岸,数十万艘船将更新换代,无人船无疑将掀起船舶行业的巨浪。

更安全、更高效、更节省成本

为什么全球都对无人船如此关注?这很容易解释:无人驾驶的船舶更安全、更有效率、更节省成本。位于德国慕尼黑的安联保险2012年发布报告称:75%-96%的海上事故是人为错误的结果,而且往往都是疲劳导致。远程控制和自主控制船舶将减少这种错误的发生,降低船员受伤甚至死亡的风险,当然也降低了船舶自身所面临的风险。

海盗也不再是个威胁。无人船的船型设计让海盗很难登船;即便登船也很难进入操控系统。电脑可以让船舶抛锚停船或者以低航速前进,让海军舰船可以很容易的赶来增援。而且,重新夺回船舶也更容易,没有船员被扣押为人质,海盗手上就没有高价筹码。因此,对于海盗来说抢劫无人舶既无法获得高昂的赎金又存在巨大风险,得不偿失。

无人舶的另一个优点是拥有更大的货物运载量和更低的风阻。因为没有船员,所以不需要甲板室、宿舍以及通风、加热、排污系统,这让船舶更轻的同时减少燃料消耗、减少操作和建造成本。

当然,智能船舶还能解决海上专业人才越来越短缺的困局。随着船舶越来越复杂,对船员的要求越来越高;从事航海工作越来越没有吸引力,在发达国家,愿意干这份工作的人越来越少,因为要离开家人几周甚至几个月。传统船舶要求船员拥有很高的学历,掌握精深技术,智能船舶将工作转移到了陆地运营中心,而远程控制和无人驾驶技术,可以重新吸引高素质的年轻人进入海运行业。

将彻底改变船舶设计和运营的格局

无人驾驶船是人工智能和数字通信技术最新的受益者。电子传感器、通信和计算机的发展进步,产生了一系列无人驾驶的设想,包括无人车、无人机、无人火车和无人船。全世界的公司和研究机构,正在努力把想法变成现实。

2016年4月,罗尔斯罗伊斯公布了由其引领的“高级无人驾驶船舶应用开发计划” (AAWA)项目。罗罗船舶业务总裁Mikael Makinen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。”

图尔库大学经济学院协作研究中心开发经理Jouni Saarni表示:“遥控与无人驾驶船舶可能会重新定义船舶行业以及业内参与者的角色,包括航运公司、船厂和船舶设备供应商。”

对全球船舶进行持续实时的远程监会将船舶更加紧密地整合到物流或供应链中,让全球航运公司能着力发挥整个船队的最大效率,实现节支增收。这会潜在地催生全新的船舶业务,如在线货运服务市场、更加高效的资产组合和租赁,以及新型联盟等。在这些新业务中,有些是针对市场上现有参与者的支持性业务,而其他一些将具备更大的颠覆性——让新的参与者进入本行业,像Uber、Spotify和Airbnb等其他行业的参与者一样潜在地抢夺显著的市场份额。

构建无人船的技术条件已经具备

无人驾驶船舶的关键能力是能够感知并传输其周围正在发生的状况,从而可以执行复杂操作、避免碰撞,顺利导航抵达目的地。罗尔斯罗伊斯正致力于情境感知系统的研发:将来自高清可见光和红外摄像机的图像与激光雷达和雷达测量相结合,提供船舶周围环境的详细图像。然后将信息传回远程操控中心,交给有经验的船长判断;或者直接由无人船上的计算机进行处理,并决定下一步该干什么。

远程指挥的船长或者无人船的自主导航系统,还能利用很多来源的信息:包括来自卫星导航的修正信息、天气情况、其它船的位置等。使用多个来源的数据和电子辅助,已经是今天船员们日常活动的一部分。用于监测船舶主要设备运营情况,确保发动机和其他关键机械部件正常运行的系统早已经在船上协助确定导航方案。

未来,嵌入在船舶关键系统深处的传感器将提供更多的数据,监控范围覆盖主机、起重机和其他甲板机械、螺旋桨和船首推进器、发电机、燃料过滤装置等等。这些信息将有助于确定这些系统是否正常、有效地工作。当关键部件发生故障时,可以呼叫下一个港口安排预防性维护,如果需要的话还能派遣人员在航行途中登船维修。

对于无人船来说,把船体收集到的数据及时送达上岸是至关重要的。所以,这种船舶需要恒定的实时通讯链路。公海船舶使用多年的卫星通讯服务已经非常好。特别是AAWA合作伙伴Inmarsat在2015年8月发射了第三颗Global Xpress卫星,未来可以为几乎任何地方的无人船,提供来自太空的高速宽带连接。

罗罗已经研发远程操控中心

图:罗罗研发的未来无人船“遥控”中心亮相

即使无人船可以完全自主航行,也必须有一个岸上的人对其负责。不同类型的船舶,或处于航行的不同阶段的船舶,可能需要非常不同的监督和控制水平。远在大海上的货船,通常需要很少的人力监督,一个船长同时监督许多船只。而在拥挤的航道运行的船只,例如靠近海岸,或驶入驶出港口期间,将需要船长给予非常充分的关注。

所以,还得开发一个可靠的远程控制系统。基于在航空、核能和空间探索以及水手模拟培训系统搭建等工作中获得的经验,罗罗一直在研究远程控制系统以及配套的远程控制中心,这不仅需要考虑到人体工程学,还要考虑到易用性和实用性。

建设远程操控中心,罗罗并非毫无经验。罗罗的工程师此前已经设计了Unified Bridge船桥,这是一种完全颠覆传统船桥样式的设计,可以为船员提供舒适、干净、安全的工作环境。2014年迄今,Unified Bridge已应用于拖船、大型游艇、极地研究船等不同船型。

2016年4月,罗罗首次披露了无人驾驶货船岸基控制中心运营版本,再次展示了其未来“无人航运”概念。根据罗罗公司披露的图片与视频,该公司提供的版本展示了一个7-14人的小型岸基监测与控制中心,船员通过交互式智能屏幕、语音识别系统、全息图和无人机监测,实时监测与控制全球范围内的船队运营,包括船上及船舶周围发生的事情。

欧洲正在研究无人船运营法规

构建这种未来船舶的技术条件已经具备。更大的挑战来自于,监管机构是否允许这种船舶出海运营。目前,全球航运规则对无人船还没有清楚的规定,例如是否允许无人船航行、如何保险以及如何判定发生事故时的责任人等等。

据了解,欧洲至少还有两个机构正在研究修改法规以明确这些问题。它们都是AAWA项目的成员。其中一个是SARUMS(欧洲无人驾驶海事系统安全与监管机构),由7个国家共同组成,瑞典是主导国。另一个是英国的海事无人驾驶监管工作小组(Maritime Autonomous Systems Regulatory Working Group)也在从事相似的工作。他们的目的是确保《国际海上生命安全公约》在下一次更新迭代时,能够反映新技术的发展。监管者显然最关心无人船到底有多安全,工程师们正在融合相关技术,避免所有可能的危险。

10-15年内远洋无人船成为一种常态

无人船的出现只是一个时间问题。罗罗预计,第一艘完全无人驾驶船舶将在几年内实现商业运营,初期可能是一艘港口拖船或渡轮,而完全自动航行的无人远洋货船,将在10-15年内成为一种常态。

为此,罗罗在芬兰建立了一个合作项目AAWA(高级自主水运应用)。该项目参与者希望真正实现船舶的远程控制或完全自动化,并争取十年内在沿海水域成功应用。

与此同时,欧盟开展MUNIN(海上无人驾驶智能网络导航)项目,由位于汉堡的Fraunhofer海运物流和服务中心领导。该项目正从技术、经济和法律三个方面,对在海上运行一艘无人驾驶商用船舶的可行性进行评估。

此外,DNV GL正在研发电动无人驾驶船沿挪威海岸线运输货物的可行性。中国海事局和武汉理工大学合作推进无人多功能海事船舶的研究和开发项目,目的是研究自动驾驶船舶在商业和军事领域的用途。

事实上,首艘无人船投入测试已经为期不远。挪威海事局和挪威海岸管理局签署了一项协议,允许在特隆赫姆峡湾进行相关海试,这是世界上第一个被指定用于测试自主航行船舶的地方。同时,芬兰海洋工业协会、交通和通信部和Tekes(芬兰创新资助局)都已加入罗罗和其他公司的计划之中,用以推动在波罗的海展开无人海洋运输的探索。

再过三年,无人船将会出现在人们面前。到2025年,一些前瞻的航运公司将在海上运营完全无人驾驶的远洋船舶,然后再过五年,无人船将随处可见。

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。向无人船的转变,无疑将彻底改变全球供应链的运作,并创造出新的服务。正如同Uber、Spotify和Airbnb对各自领域所做的那样,无人船必将带来整个运输行业的颠覆。

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关键词: 无人船


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