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海上“特斯拉”领航无人船时代

新闻来源:中国船检    浏览量:431 王思佳 编辑整理 2018-08-22
        8月15日,“Yara Birkeland”号项目的合作伙伴挪威康士伯海事(Kongsberg Maritime)对外宣布,全球最大的化肥制造商挪威Yara集团已与VARD签署了价值2.5亿挪威克朗(约合2960万美元)的建造合同,计划在2020年年初交付。这意味着全球首艘无人货船取得实质性的进展,航运业无人船时代的到来正式进入倒计时。
        全球首艘
        全自动趋势正在盛行,无人风正吹向各式交通工具,继私人车辆与公交车等陆运之后,海运也正式加入战局。
        Yara Birkelan为电动船舶,将按照现代化标准进行小型化,容量为100-150个集装箱,但它的到来可能是全球航运业的巨大转折点。该船最初将被投放到挪威南部一条长37英里(约合59.5公里)的航线上,用于肥料的运送。
        Yara Birkeland的造价约为普通船只造价的三倍,但由于采用纯电动和无人驾驶设计,通过节省燃料和机组人员成本,每年将节省高达90%的运营成本。
        在2020年以前,Yara Birkeland将首先由船上的船员进行远程操作,然后才逐步过渡到完全自主的运作。那时候,无人驾驶船舶的管理规则预计将部署到位。
        一旦法规到位,公司将计划建造更大的船只,可以工作更长的路线。由于产能过剩和速度下降,全球航运业多年来一直在挣扎,导致大型企业的利润下滑甚至破产。在就业方面,无人驾驶船舶的影响可能比无人驾驶货运卡车的影响要小。无人驾驶卡车可以使成千上万的人在美国失去工作,但几十年来船上的相关船员需求已经下降了。许多集装箱船,包括载有超过10000个集装箱的船只,只需有30名或更少的船员。——Yara执行官
        Yara是世界上最大的矿物化肥生产商,在全球 50 多个国家进行化肥生产与销售,年营业额达 620 亿克朗。而在挪威的 Herøya 港口到 Brevik 港口之间,为了原物料运输、物流的稳定,Yara 每年有 40,000 趟的陆上货运往返两地,除了在人口密集地区产生不少空气污染妨害居民健康,也可能在都市马路行驶造成交通意外。因此,Yara提出全自动、零污染的海上运输 Yara Birkeland 计划,用更环保、更低人力消耗的货运方式来提升物流效率。
        2017年5月,Yara宣布与科技公司Kongsberg建立合作伙伴关系,开发全球首艘无人驾驶电动集装箱船。
        模型的初步测试是成功的,证明了概念和技术。在SINTEF Ocean的测试标志着发展的一个重要里程碑。这艘船对于整个海运业来说都是重要的,Yara的主创性和努力值得赞扬。Yara Birkeland是为实现国家和国际环境影响目标作出重大贡献的开始,并将成为海运运输的全球里程碑。——Kongsberg总裁兼首席执行官
        Yara Birkeland 使用全自动海上货运技术,离港、靠港全都靠船上的位置与距离传感器搞定,完全无需人力介入。只要在货船上装妥定位及传感器,即可在远程使用极少人力监控整个海上货运过程。不像传统燃料排放大量二氧化碳与燃烧废料,Yara 采电池发电,为零碳排放的全电力动能,除了船只航行本身,对环境几乎不会造成影响。加上目前船只航线在水流相对稳定的区域,也几乎可以排除安全问题。
        在技术层面,Yara 找上同在挪威、擅长高科技系统的 Kongsberg Gruppen(康斯堡航天防卫)协助开发,毕竟无人操控系统不在 Yara 的范畴之内。从传感器、远距与无人操控到全电能动力等关键科技皆由 Kongsberg 进行研究与开发,使用军事等级的研发技术(Kongsberg 主要负责航运、防卫武器甚至坦克瞄准系统的开发)来增加整个无人航程的安全与稳定性。
        透过将陆地运输改成海上运输,Yara Birkeland 计划达到“降低国内与国际间的环保冲击”的目标,此新概念大体来说也是海上 运输的一大步。
        什么是无人船?
        提到无人船,不得不说智能船舶。
        近年来,伴随着大数据、云计算、虚拟现实、人工智能技术以及区块链等新技术迅猛发展,无人车、无人机、无人超市、无人船等被推到了聚光灯前,愈发受到社会广泛关注。而出现无人船热之前,业界提到更多的则是智能船舶。
        智能船舶是个相对宽泛的概念,并且在不断发展中,甚至目前对智能船舶的定义也还存在争议。对于“智能船舶”,中国船级社有过四点明确定义:一是具有感知能力,也就是具有能够感知船舶自身以及周围环境信息的能力;二是具有记忆和思维能力,即具有存储感知信息及管理知识的能力,并且能够对信息进行分析、计算、比较、判断、联想、决策等;三是具有学习和自适应的能力,即通过专家知识以及与环境的相互作用,不断地学习积累知识并适应环境变化;四是行为决策能力,即对自身状况及外部环境做出反应,形成决策并指导船岸人员,甚至控制船舶。
        智能船舶的发展是一个循序渐进的过程。最初阶段为互联互通,实现对船舶的远程监测。第二个阶段为系统整合,通过制定统一的船舶数据标准,逐步将多源异构系统整合为单一集成系统,实现平台化管理。
        第三个阶段,通过远程通信手段,实现对被控制船舶的操控。最终,利用高度复杂的软件技术、控制算法,实现自主操作。第三阶段的远程控制,第四阶段的自主操控,是无人智能船所具备的特点。通过各个阶段技术的进步和完善,最终实现不需要人在船舶上操控,就能实现船舶按照预设任务在水面上自主航行。
        无人船优势
        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船既无法获得高昂的赎金又存在巨大风险,得不偿失。
        无人船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。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。
        然而无论是采用人工智能方案还是远程遥控方案,以先进的计算机、数据传输与虚拟现实技术为依托的“无人船”,在问世前还需要翻越信息传输安全性、动力装置稳定性和远程操纵可靠性“三座大山”。
        随着智能技术的快速发展,无人货物运输船将会成为未来航运发展的新趋势。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航运模式,并创造出新的业态。
        业界动态
        全球首家无人船公司诞生。挪威航运巨头威尔森集团(Wilhelmsen)和康士伯计划联手建立全球首家无人船航运公司——“Massterly”,新公司设在挪威吕萨克,并将于2018年8月全面投入运营。两家公司计划通过新公司为无人船提供完整的价值链服务,涵盖设计、开发、控制系统、物流服务和船舶运营。新公司将建立陆基控制中心,来监测和运营挪威和其他国家的无人船。
        康士伯收购罗罗商船业务。7月,康士伯与罗罗公司达成协议,将收购罗罗商用船舶业务,价格约为5亿英镑(约合6.6614亿美元)。罗罗表示,商用船舶业务的企业价值为5亿英镑,其净收入约为3.5亿至4亿英镑。不过,最终的收购价格将根据罗罗商用船舶在交易完成时的现金、债务和营运资本决定。康士伯将通过新股权和新债券贷款为罗罗商用船舶业务的收购提供资金。收购价格将在交易完成后以现金支付。
        2025年实现!欧洲企业合作推进无人船研发。欧洲企业正在政府的支持下合作推进自主控制无人船的研发进程,争取在未来三年内在波罗的海实现完全遥控船舶运营,到2025年实现自主控制的商业海上运输。
芬兰计划于2025年实现自主航运。芬兰国家技术创新局于2016年宣布推出一个“新商业生态系统”,汇聚了自主技术领导者以及信息与通信技术(ICT)行业中的新创公司,以研发自主航运解决方案。目标是在2025年,提供全球首批无人海事产品、服务和一个“极具活力的生态系统”。其具体规划如下:计划2017年在波罗的海试验区以合作的方式实现船舶远程遥控监控。在2020年通过自主设计实现完全远程控制船(载人)以及特别批准的无人远程控制船舶。在2023年逐步提升无人自主船舶的自主控制程度。2025年将通过全尺寸测试验证实现波罗的海无人自主商业海上交通。
        芬兰VTT研发无人船导航系统。芬兰VTT技术研究中心正在研发一种新的操舵技术,用于未来远程监测和控制的无人驾驶船。据悉,这种称为Apilot的新技术将设计用于导航系统和船舶驾驶仪,帮助船舶进行无人驾驶。未来的船舶将主要由人工智能控制,但这些无人自动驾驶的船舶仍需要岸基专业人员进行监测和控制,这也为无人船导航系统带来了新的挑战。
        必和必拓欲打造“无人”散货船船队。全球最大的矿业集团——澳大利亚必和必拓(BHP Billiton)正在研发超大型自动航行“无人”散货船,将用于运输铁矿石和煤炭等各类矿产。必和必拓期望这项技术可以在10年之内实现,该计划一旦实现,全球海运市场必将会迎来一场翻天覆地的变革。 
        日本出台无人船实施规划。2017年5月16日,商船三井航运公司(MOL)宣布,其与三井造船株式会社的联合项目——开发自主远洋运输系统的技术概念,已入选日本国土、基础设施、交通和旅游省(MLIT)的“FY2017交通运输研究和技术推广计划”。该项目的研发将去除不必要的航程,降低物流成本,实现与其他运输方式的无缝连接,改变海洋运输的工作方式,减少船员的工作量以及海上事故的发生,并减少对环境的影响。另根据中国船舶工业经济与市场研究中心的消息,日本航运业正大力研发无人驾驶船,计划在2025年打造出大型无人驾驶船队。
        无人商用船舶远程测试成功。2017年6月20日,罗罗(Rolls-Royce)与马士基集团旗下的拖轮公司斯维泽Svitzer 共同宣布,其在丹麦哥本哈根港成功的进行了世界上第一次对商用船只进行遥控操作展示。
        无人货运船开发联盟在沪成立。2017年6月,本着共同的认识和愿景,由海航科技物流集团与中国船级社(CCS)共同推动,国内外六家单位联合发起了“无人货物运输船开发联盟”的筹建工作。该联盟是国内首个无人船联盟,该世界级联盟同时也是未来航运发展的组织者和引领者,技术产品规则规范的建立者和推动者。
        IMO将把自动船舶事项列入今后会议议程。继挪威海事局(NMA)倡议后,国际海事组织IMO现正将自动驾驶船舶(autonomousships)问题列入到议程。在最近召开的IMO海安委(MSC)第98届会议期间考虑了挪威、丹麦、爱沙尼亚、芬兰、日本、荷兰、韩国、英国和美国的提案后提出该事项。
        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。
        对无人船的思考维度
        除了以上所提到的无人船以外,最近几年,无人船的信息不绝于耳。比如,2017年6月28日,由海航科技集团发起的无人货物运输船开发联盟成立大会暨第一次理事会在上海隆重召开。2025年实现欧洲企业合作推进无人船研发。罗罗公布无人船未来愿景。罗罗与Tampere技术大学合作研发无人船技术。芬兰计划于2025年实现自主航运。芬兰VTT研发无人船导航系统。必和必拓欲打造“无人”散货船船队。日本出台无人船实施规划。无人商用船舶远程测试成功。IMO将把自动船舶事项列入今后会议议程。欧洲正在研究无人船运营法规。这么多信息扑面而来,应该如何认识?
        首先,无人船逐步替代传统船舶是大势所趋。船岸工资差已经越来越小,不足以弥补船上工作的艰辛和孤单。船东经营压力使得其很难对船员提高工资水平。船员所得税虽经多年的争取,但是仍然没能得到推行。船员的获得感越来越小。从根本上来讲,航海的不确定性越来越小,稀缺性越来越弱,使得航海这项工作无法获得更多的溢价。船员在付出辛劳后仍然无法获得满意的收入,这是难以改变的现状。船员短缺现象会越来越普遍。应对船员短缺的办法,包括通过航海日宣传海员这个职业,也包括招募我国中心部地区、菲律宾、孟加拉等国家的船员,但这些方案并不能根本解决问题。无人船恰好给出了解决途径。而且,无人船肯定更为经济,机器替代劳动力的过程中,都伴随着成本的下降和效率的提升。这些都是船东所欢迎的。
        其次,无人船的技术解决方案尚未定型。无数公司致力于无人船领域,从不同的技术路径来给无人船助力,这必将是一个技术和资本的长期角力。这既需要具有爆发力,还需要具有耐力,哪个技术最终能够胜出不得而知。任何一项新兴领域的创新,都是“九死一生”的探险。激烈竞争的过程中,最适用的技术将脱颖而出。因此,现阶段讨论智能船舶的技术方案为时过早,船舶智能化还是岸基智能化并不确定,这需要无数公司在与现实的磨合过程中“小步快走”,不断迭代出一个可行的路径来。
        第三,对现有船舶资产的替代需要时间。新技术的逐步流行并成熟,需要一个过程。一个明显的阻碍,就是现有的船舶资产十分庞大,总体的平均船龄也不超过10年,要让这些船退出市场,最佳的方式是随着其不断老化和拆解过程中,用无人船逐步替代。无人船大规模替代现有运行良好的船舶很困难,现有船东不会那么激进,没有搞无人船的船东则会强烈反对。新旧势力的博弈,既取决于新技术是不是足够好,还取决于旧势力是不是足够强大。为应对海运业近些年的低迷,2万多标箱的集装箱船不断下水,需要等待这些新资产渐渐老去。如果20年后,无人船占据整个航运市场运力供给量的30%,无人船占据新造船市场的70%,那么无人船就算是功德圆满。
        第四,规则重建需要博弈。随着无人船的逐步到来,对海上航行规则的改变产生了巨大的需求。可以想见,SOLAS公约将会随着船上船员的不断减少而发生巨大变化,无人船在航行中产生的权责利也需要重新界定,这都需要去挑战运行了几百年的海上航行规则。这些规则的保守势力十分强大,新兴力量也只有集聚了足够的力量,才具有挑战行规的实力。规则的改变,是无数的博弈和利益权衡,这都需要时间,并非一蹴而就的事情。现在首先要考虑的是,无人船真正对传统船舶产生了较强的压力,才会有足够的动力去改规则。
        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。
        发展障碍:不在技术而在监管
        知名法律评论员认为,任何与无人驾驶船舶相关的国际法出台,至少还需要7年时间。专家们在伦敦国际航运周期间的一次小组讨论中称,无人船的主要障碍不在于技术,而是监管。国际船级社协会(IACS)主席Knut Ørbeck-Nilssen对于大型无人驾驶船舶可能将会很快出现的说法并不认同,“我认为,谈论船舶完全实现无人驾驶将会进入一个死胡同,但可以很容易地通过船上留有所需要的人员数量看到可能会带来的巨大好处。”Ørbeck-Nilssen表示,考虑在技术方面有了巨大的进步,无人驾驶船舶可能将更早被允许在各国国内航行。
        知名法律评论员Joshua Rozenberg表示,法律的工作是使得系统内的其他部分运作起来,包括保险和技术。国际海事组织(IMO)海上安全委员会已在6月同意对自动船舶进行为期4年的调查活动,该调查将考虑是否以及如何将其加入到IMO公约中去。Rozenberg表示,一些IMO的公约将会被修改,而且可能再过三年,任何修订都将生效。
        Ørbeck-Nilssen说,任何监管方面的变化将不会出现极端的情况,而将会是一个循序渐进的过程。
        Rozenberg补充说,远程控制船舶可以随时随地由不同的国家所控制,根据船舶的位置或时间,从一个中心移交给另一个中心。Rozenberg说:“为了这项工作,IMO将需要建立一个全球营运中心,以确保其他船舶和国家当局能够随时找到并联系到每一艘自动或半自动船舶,以对其进行控制。”这些指挥中心也将具有法律管辖权,因为中心位置和船舶依赖于国家的法律,即使这艘船与该国毫无关系,亦或者与其没有任何贸易联系。
(根据国际船舶网、海运网、中国船检等编辑整理)
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