隨著人工智能、物聯(lián)網、大數(shù)據等技術迅速發(fā)展和廣泛應用,智能船舶艇作為智能船舶的重要組成部分,已成為船舶新業(yè)態(tài)的典型代表和必然趨勢,對建設交通強國具有重要的戰(zhàn)略意義,未來智能船舶將會沿著從“僅需少量船員”到“岸上遠程操控”再到“完全自動化駕駛”的路徑發(fā)展,自主航行智能船舶是智能船舶發(fā)展的終極目標。 2018年12月,交通運輸部等三部門聯(lián)合印發(fā)《智能船舶發(fā)展行動計劃2019-2021年)》,2019年5月,交通運輸部等七部門聯(lián)合發(fā)布《智能航運發(fā)展指導意見》。 智能船舶技術的發(fā)展和應用,勢必對海事監(jiān)管產生影響、甚至根本性變革,作為水上交通安全監(jiān)督管理的主管機關,如何推動實施協(xié)調海事監(jiān)管與智能船舶的發(fā)展,促進智能船舶乃至智能航運的發(fā)展,為未來智能船舶的安全運行保駕護航,是當下海事面臨的機遇與挑戰(zhàn)。 一、智能船舶應用前景趨勢分析 (一)存在需要攻關的技術難點 船舶運動控制系統(tǒng)具有非線性、干擾、不確定性等特點,智能船舶在一些極端情況下或者在復雜、不確定性環(huán)境下,仍然能力缺乏甚至無能為力,如自動舵受風、浪、流干擾等原因無法滿足需求,也無法自主完成停泊、進出港等操作,需要通過智能算法解決復雜的智能船舶運動控制問題。 (二)輔助駕駛作為智能船舶自主航行的過渡狀態(tài)將長期存在 智能船舶在國內外試驗、應用剛起步,智能船舶各方面的技術研發(fā)都必須經過長期的試驗、完善之后才能決定其是否能投入運營。比較現(xiàn)實的步驟是對常規(guī)船改造,利用輔助駕駛設備使船舶按照預設航線航行,實現(xiàn)機艙設備的駕駛室遙控以及全船其他重要設備、重要處所的設備狀態(tài)監(jiān)控、報警,在特定航行區(qū)域實現(xiàn)船舶的無人自動駕駛,有效地降低船員工作強度。 (三)北斗衛(wèi)星系統(tǒng)是智能船舶通信應用必由之路 加快智能船舶的發(fā)展,其通信方式的發(fā)展是不容忽視的,當前大多數(shù)依賴國際海事衛(wèi)星、美國 GPS 衛(wèi)星導航系統(tǒng),關鍵技術掌握在他國手中。北斗應用已經被廣泛應用于各行各業(yè),尤其在蜂窩移動通信網絡無法涉及到的地區(qū)。因此,推動北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)在智能船舶領域的應用,將配備數(shù)據采集裝置的智能船舶數(shù)據,通過處理經北斗系統(tǒng)返回給岸基平臺,平臺對數(shù)據做解析處理后在人機交互界面顯示,完成數(shù)據監(jiān)測。 (四)智能船舶是船舶更加智能還是岸基智能化需要進一步觀察 智能船舶對控制算法的要求很高,安全航行和避免碰撞對遠程和自動駕駛船舶非常重要,這將決定船舶在接收到傳感信號后如何做出反應、采取何種行動;岸基通訊和互聯(lián)網非常重要,自動船舶仍然需要來自岸上的指令,要保證岸上操作人員和船舶的溝通,這種溝通是雙向、精確、具有延展性的,并且由多種系統(tǒng)支持。 (五)智能船舶與無人機相互配合完成相關作業(yè) 智能船舶搭載無人機可發(fā)揮智能船舶的續(xù)航能力較高,執(zhí)行任務時間較長優(yōu)勢,解決無人機制空時間相對較短,受氣況影響較大的不足,并能為無人機提供數(shù)據中繼服務,有效保障信息的實時回傳。 二、智能船舶發(fā)展對海事監(jiān)管的影響分析 隨著智能船舶的發(fā)展,遠程控制和自主航行船舶將重新定義海運行業(yè),在海事監(jiān)管領域的影響也會隨之而來,甚至出現(xiàn)系統(tǒng)性和根本性的改變。主要從以下幾個方面進行影響分析: (一)船員管理方面 一是智能船舶的應用首先將使得船舶所需要配備的船員大幅度減少,甚至完全不需要船員在船; 二是少量“在船的船員”不是傳統(tǒng)意義上船員,而是兼具傳統(tǒng)航海、機電操作等基本技能和人工智能的綜合人才; 三是為處理船舶營運過程中發(fā)生的突發(fā)情況,需要強大的岸基支持設施以及岸基操控人員,這些人員也應被納入“船員”序列; 四是對針對無人自主航行船,沒有船員和岸基人員參與,不涉及船員監(jiān)管的情況,但其安全營運周期結束后是否需要人的參與,若需要,這類人也需要按“船員”考慮; 五是當前船舶配員是根據船舶的種類、噸位、航程、航行時間等因素考慮,對于遠程控制和自主航行船,配員依據將會變化,對船員職務的劃分和適任能力需要進行重新定義。 綜上可見,需要重新審視船舶配員規(guī)則、船上和岸基人員的適任標準,國際公約、法律法規(guī)要有相應修訂,滿足船員管理的執(zhí)法依據。 (二)航行過程方面 一是避碰要求會有很大變化,當前的避碰規(guī)則是基于船員操作、溝通為基礎的,船舶依托避碰規(guī)則進行有效避讓,在智能船舶環(huán)境下,避碰規(guī)則是不適用的。 二是助航服務的改變,常規(guī)船舶航行需要航標、海圖等航海保障,VTS及航行警通告等助航服務,智能船舶對服務的傳輸模式、技術方式、接收對象、信息交互等產生影響。 三是遠程控制或智能船舶產生的污染物將非常少,船舶防污染監(jiān)管將更加側重于船舶防污染設備運行情況的遠程監(jiān)控,設備意外情況發(fā)生時船舶或者岸基對該意外情況的智能或人工應急處置情況等。 (三)海事監(jiān)管方面 一是船舶監(jiān)督檢查內容改變,智能船舶相比常規(guī)船空間縮小、設備減配,傳統(tǒng)檢查項目減少,同時會增加遠程控制系統(tǒng)、防黑客入侵系統(tǒng)等數(shù)據和網絡安全的檢查內容,監(jiān)管重心也將向這些方面轉移。 二是船舶監(jiān)督檢查形式改變,由以往的登輪檢查,轉為遠程監(jiān)控為主、現(xiàn)場登輪為輔的形式,對于高度自主化的船舶通過聯(lián)網可隨時檢查,交互終端上直接查看船舶運行狀況。 三是船舶監(jiān)督檢查程序改變,對于智能船舶檢查將提前,發(fā)現(xiàn)重大缺陷后常規(guī)認知中的船舶滯留將會以禁止進港取代。 四是海事執(zhí)法人員適任要求改變,由于智能船舶大量采用了多領域、跨學科的科學技術,以目前的適任標準,執(zhí)法人員很難應對智能船舶監(jiān)管,適任能力標準會有根本性的改變。 五是口岸通關無人化發(fā)展,智能船舶不只是運載工具,還是物流體系中數(shù)據信息節(jié)點,相關數(shù)據直接傳輸,通關過程實現(xiàn)無人化參與,進出口岸申請、查驗等將以數(shù)據節(jié)點體現(xiàn),由傳統(tǒng)的審批操作轉為隨時監(jiān)控、關鍵節(jié)點管控。 三、適應和推動智能船舶發(fā)展應用的對策分析 作為水上交通安全主管機關,要準確把握當今世界航運與高新技術融合發(fā)展的方向,以改革創(chuàng)新為動力,以培育智能船舶新業(yè)態(tài)為主線,積極推動相關產業(yè)協(xié)同創(chuàng)新與發(fā)展,努力提高水上交通安全治理體系和治理能力,助力交通強國建設。提出如下建議: (一)在智能船舶發(fā)展規(guī)劃中發(fā)揮海事作為 全球智能船舶仍處于探索和發(fā)展的初級階段,海事部門應積極作為,做好頂層設計,加強統(tǒng)籌規(guī)劃,系統(tǒng)推進實施。一是應盡快明確智能船舶概念與分級分類,研究提出智能船舶技術發(fā)展體系框架和標準體系建設指南;二是加強智能船舶配套基礎設施研究,提出總體布局規(guī)劃方案,助力船舶工業(yè)與航運等相關行業(yè)協(xié)同創(chuàng)新和融合發(fā)展,系統(tǒng)提升船舶智能化水平;三是積極開展國外智能船舶政策與科研項目信息的收集與研究,密切跟蹤發(fā)展動態(tài),在IMO層面發(fā)出中國聲音;四是在已出臺的《智能船舶發(fā)展行動計劃(2O19-2O21年)》的基礎上,積極建言獻策,在后期詳盡的標準體系框架中融入海事元素,為標準化工作的開展貢獻海事智慧。 (二)建立和完善智能船舶技術規(guī)范體系 目前,國內外智能船舶的標準體系是空白,我國智能船舶技術正處于逐步了解和熟悉階段,考慮智能船舶技術和應用的前瞻性,應著手開展智能船舶技術規(guī)范研究工作,建立智能船舶發(fā)展規(guī)范標準體系,為智能船舶在船舶設計、建造和檢驗提供技術指導;在突破航行智能感知、自動靠離泊等核心技術前提下,形成覆蓋智能船舶自主航行、遠程監(jiān)控等重點方面的標準體系;大力開展智能船舶遠程監(jiān)控、自主航行等功能的典型場景試點示范,制定智能船舶試驗導則指南,初步形成智能船舶一體化的綜合測試與驗證能力,保持智能船舶發(fā)展與世界先進水平同步,并逐步引領智能船舶發(fā)展。 (三)加大智能船舶在海事領域中的應用 加大智能船舶在海事監(jiān)管領域的應用,打造智能船舶應用示范項目試點,并逐步在海事系統(tǒng)應用推廣,將海事監(jiān)管要素融入到智能船舶發(fā)展應用中,促進海事治理和智能船舶技術優(yōu)勢互補、共同發(fā)展。 一是在日常的海事執(zhí)法工作中,智能船舶可以完成港口巡邏、海上追蹤等任務,并能搭載視頻、定位等監(jiān)控設備,相比傳統(tǒng)海巡船,提升了水上交通安全監(jiān)管智能化水平; 二是智能船舶在克服海上搜救點多面廣線長等實際困難,為搜尋救助提供良好的技術保障。同時為救助人員提供安全保障系數(shù),在遇到載運毒害、?;浳锎鞍l(fā)生事故時,夠代替人在有毒環(huán)境下實現(xiàn)事故調查、取樣、泄露點堵漏及水下情況探摸和水面清污等工作; 三是在智能船舶起步應用階段,開展與智能船舶技術發(fā)展相匹配的交通組織系統(tǒng)智能化改造,確保能夠接收智能船舶和岸基控制中心航行數(shù)據信息,未來實現(xiàn)大交管中心與智能船舶、岸基控制中心同步分享船舶的各種技術參數(shù)和營運狀態(tài),保障智能船舶有序航行和進出港。 (四)大力推進智能示范項目建設 考慮到天津港自動化碼頭、復式航道E航海試點工程及智能船舶的發(fā)展基礎,建議: 一是推動建設智能船舶、智能航道與智慧港口協(xié)同發(fā)展的示范項目。鼓勵智能船舶領軍企業(yè)積極參與創(chuàng)新決策,引進先進的智能船舶、航道、碼頭技術進入天津港開展智能研究、測試和具體應用,在建立數(shù)據共享服務平臺基礎上,將天津轄區(qū)船舶和載貨信息、航道錨地通航信息及港口泊位作業(yè)狀態(tài)信息等進行整合,建立“新常態(tài)”下的船岸協(xié)作模式,精細化管理船舶進出港和作業(yè)動態(tài)。 二是夯實智能船舶發(fā)展的基礎設施建設。智能船舶離不開各項數(shù)據的支撐,建議在改建、新建港口碼頭時,充分考慮未來智能船舶和港口有效數(shù)據通信的聯(lián)通與對接。同時,開辟一定范圍的試驗水域,為智能船舶、智能航保、智能監(jiān)管等方面提供試驗服務保障,營造良好的試驗研究軟硬件環(huán)境。 三是建設與實景高度整合的數(shù)字孿生平臺。數(shù)字孿生技術是通過實體和數(shù)字虛擬之間的映射,及時、準確地在數(shù)字虛擬世界反映實體的狀態(tài)和行為。利用數(shù)字孿生技術,在數(shù)字虛擬空間對港口、航道、船舶進行仿真建造,為碼頭、航道、船舶嵌入足夠數(shù)量的傳感器并能實施傳輸數(shù)據信號,實現(xiàn)港口、航道、船舶等在虛擬空間的完整映射,實現(xiàn)實體場景虛擬空間展現(xiàn)。 |
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