客户端 搜索

船舶智能航行技术可为跻身航运强国带来新机遇

保持第一方阵 争取先发优势

2022-07-21 13:37:18 来源:中国交通报 作者:张宝晨 -标准+

船舶智能航行技术虽然发展历程不长,但进展很快,可能引发航运业深刻变革,也会使世界造船和相关产业呈现新的竞争格局。总体来看,我国智能航运技术与产业化发展的预期较为乐观,相关论断可为相关政策制定、技术研发、资源配置和资本投入提供借鉴。如果抓住机遇,对我国航运、造船及相关产业转型升级,特别是对建设海洋强国、加快建设交通强国和建设航运强国具有重要意义。

发展智能航行技术基于多方面需要

船舶智能航行,包括辅助驾驶、遥控驾驶和自主驾驶三种主要形式。发展智能航行技术,基于多方面需要。

首先,是航运业转型升级和业态再造的需要。由于人力资源依赖性高、海员供给日趋下降、营运成本逐渐上升和污染控制压力不断加大,长期以来全球航运业一直面临迫切的转型升级压力。实现智能航行后,近期可通过辅助驾驶减轻船员劳动强度和提高避碰决策科学性,通过遥控驾驶实现部分船员工作陆地化和船上少人化,远期通过自主驾驶可以实现船上无人化,从而化解航运业面临的多重矛盾,也会带动港口、航保、监管和航运服务升级转型和航运业态再造。

其次,是提高造船和相关产业竞争力的需要。我国是造船大国,但高端产品制造能力不足,关键设备和高附加值系统长期依赖进口,自主研发总体长期处于“技术跟随与追赶”状态,制造业处于航运与海事技术产业链、价值链的低端,大而不强。发展智能船舶会有产业带动效应,从而促进相关产业技术进步和提高市场竞争力。

再次,是实施国家战略和实现航运科技自立自强的需要。海洋强国、交通强国和航运强国是买不来的,要实现强国目标就得依靠航运与海事科技自立自强。我国在传统航运与海事领域超越“技术跟随与追赶”阶段还需要较长时间,但船舶智能航行技术的兴起给我国带来全新机遇,让我国有机会在本世纪中叶之前在新“赛道”上跻身航运强国行列。

多国积极推动智能航行技术发展

欧盟经过十年来的努力,在沿海短途运输船舶、拖轮、渡轮以及内河船舶、船队的智能航行方面取得明显优势,最具代表性的成果是2021年11月完成处女航的全球首艘全电动智能航行集装箱船“雅苒伯克兰”(Yara Birkeland)。

设法保持海事技术优势,是欧洲的突出特点。欧盟持续立项支持MASS(水面智能航行船舶)研发,注重发挥多个国家及多个世界性技术领先企业的优势与促进合作和优势互补的生态打造,宣称2025年实现自主航行商船全球营运。

日本2014年就启动了智能船舶应用平台项目。2020年6月启动的“MEGURI2040”计划,汇集了航运、造船、船舶设备制造商等40余家企业,从技术、产业、生态等方面形成合力,建立了5个创新联盟,已完成5个船种的智能航行系统开发和实船测试。

韩国以争取造船优势为目标,政府主导并提供强大的财政支持,行业全面参与。2010年来启动了多个智能船舶项目。2020年,韩国政府投资1.3亿美元启动了智能航行船项目,计划用5年时间(2020—2025)突破智能航行、机械自动化、测试验证、规范标准等核心技术,在近海和远洋航线实现R1和R2遥控驾驶。

在俄罗斯联邦政府支持下,2019年3月起,俄罗斯Sitronics KT(Kronshtadt Technologies)牵头,联合航运、科技研发、卫星通信等公司和大学,开发了船舶智能航行系统和相关支持系统。在大量虚拟测试的基础上,于2021年5月开始智能航行系统海上自主航行试验测试。

我国初步实现技术自主

我国船舶智能航行技术研究起步较早。

中国船级社发布《智能船舶规范(2015)》给出智能航行定义。工信部2016年启动“智能船舶1.0”专项,将辅助决策作为重要研究内容,通过应用智能技术来弥补船员在监控、经验、决策等方面的客观不足。2017年武汉理工大学智能交通系统研究中心启动船舶安全辅助驾驶系统项目,并于次年应用于南京长江板桥汽渡。2017年交通运输部水运科学研究院开展无人化运输船发展模式及对水运业影响研究。2018年科技部发布国家重点研发计划有关船舶智能航行的项目指南。

2019年,交通运输部水运科学研究院牵头,大连海事大学、武汉理工大学等21家机构共同承担国家重点研发计划项目《基于船岸协同的船舶智能航行与控制关键技术》。经过3年努力,项目攻克了7项关键技术,开发完成了航行环境态势智能感知等11个系统和沿海船舶远程驾驶与监控等5个平台,成果集成应用于一艘沿海船和两艘内河船。

其中,沿海集装箱船“智飞号”115米长,载箱量316标箱,是目前世界上最大的智能航行集装箱船,实现了航线自主规划、航行环境与态势感知认知、自主循迹、自主避碰、遥控驾驶和自动靠离泊等多项功能。

当然,我国船舶智能航行技术发展也存在一些问题与不足:一是统筹国家航运业和船舶工业转型升级的产业发展目标和阶段任务清晰度与具象化不够,缺乏统领性任务专项,技术提升与拓展后劲严重不足;二是研究比较活跃,应用与示范滞后;三是远未形成有利于可持续发展的生态系统。

急需国家层面出台行动方案

近期,船舶智能航行技术研发与应用的基本趋势是,一艘船舶具备多种驾驶模式,根据环境条件选择不同的驾驶模式。如在开阔水域使用自主航行模式,在复杂水域使用辅助驾驶模式或遥控驾驶,在必要时恢复到人工驾驶模式。

之前,我们曾预判智能航行技术的应用是先沿海内河后远洋;现在来看,随着MASS CODE两年后出台的计划清晰化,可能会大幅缩短这个先与后的过程。

今年4月,IMO的MSC105次会议确定启动MASS CODE制定工作,将加速MASS合法化和广泛应用,也将为未来的MASS治理提供国际立法基础。这也将意味着MASS CODE必将由技术领先国家主导。

对我国而言,机遇与挑战并存。如果能及时克服问题与短板,可能会赢得竞争。否则,无法保持现有的第一方阵位置,也可能丧失先发优势和参与国际竞争的良机。

因此,为加快我国船舶智能航行技术发展,建议首先突破法规对船舶智能航行技术应用与示范的制约,突破担心技术不成熟法规不敢突破,法规不突破技术难提升、对航运企业吸引力不足的困境。急需在国家层面抓紧制定出台“中国智能航运2035行动方案”,明确产业发展目标和阶段任务,统领多部门行动,提供财政支持。

同时,调动航运企业积极性,以创新主体的身份参与到技术研发和应用;筑牢数据驱动和科学实验的基础,以大量的应用和丰富实验验证数据支撑技术进步和迭代升级。

(作者系中国航海学会常务副理事长)

编辑:耿嘉澍

审核:孙英利