挪威亮相世界首家無人船公司：節(jié)省90%成本

挪威航運(yùn)公司威爾森集團(tuán)(Wilhelmsen)和康士伯集團(tuán)(Kongsberg)將建立全球首家無人船航運(yùn)公司——“Massterly”，新公司設(shè)在挪威呂薩克，并將于2018年8月試運(yùn)營(yíng)。

隨著無人機(jī)，無人汽車的出現(xiàn)，傳統(tǒng)的船舶產(chǎn)也面臨著改變，挪威此次無人船公司的建立必將給歐洲甚至世界航運(yùn)業(yè)帶來重大的影響。

無人船“YARA Birkeland”號(hào)安裝了GPS、雷達(dá)、攝像機(jī)和其他傳感器，能夠在航道中實(shí)現(xiàn)避讓其他船只，并在到達(dá)終點(diǎn)時(shí)實(shí)現(xiàn)自行停靠。

“Yara Birkeland”號(hào)集裝箱船長(zhǎng)80米，寬15米、能夠裝載120個(gè)20英尺標(biāo)準(zhǔn)集裝箱，正常航速6節(jié)，總速度13節(jié)。該船除了不用配備船員之外，船上還采用電池作為動(dòng)力。它完全按照無人船模式設(shè)計(jì)，沒有傳統(tǒng)的橋樓和駕駛艙。

這艘船的造價(jià)為2500萬美元，約為普通船舶造價(jià)的三倍，但由于采用純電動(dòng)和無人駕駛設(shè)計(jì)，通過節(jié)省燃料和人員成本，每年將節(jié)省高達(dá)90%的運(yùn)營(yíng)成本。

“Yara Birkeland”號(hào)將于今年開始試運(yùn)營(yíng)，2019年全面投入運(yùn)營(yíng)。

橫在無人船前的“三座大山"

一.信息傳輸?shù)陌踩��?/strong>

提升信息傳輸?shù)陌踩�性是“無人船”投入商業(yè)運(yùn)營(yíng)前所必須解決的問題。

未來的“無人船”上所運(yùn)用的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸、人工智能與遠(yuǎn)程控制技術(shù)等，在給船舶駕駛帶來種種便利的同時(shí)也為海盜的搶劫提供了更多選擇。在去年3月的“RSA加密算法安全大會(huì)”上，Verizon RISK安全團(tuán)隊(duì)披露了一個(gè)非常有趣的案例。一群海盜在劫持了某航運(yùn)企業(yè)的貨船后并沒有針對(duì)船上人員和船舶本身索要贖金，而是迅速找到目標(biāo)集裝箱，搶走箱內(nèi)的貴重貨物后揚(yáng)長(zhǎng)而去。

Verizon RISK安全團(tuán)隊(duì)在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，海盜在實(shí)施搶劫前已成功入侵這家企業(yè)的提單管理系統(tǒng)，對(duì)于船舶載運(yùn)貨物的情況了如指掌，并提前精確鎖定了搶劫目標(biāo)。

從這個(gè)角度來看，未來的海盜可能無需再冒著被大浪卷入海底的風(fēng)險(xiǎn)登船搶劫，只需雇傭黑客通過攻擊智能船的控制系統(tǒng)即可成功控制船舶。

信息與數(shù)據(jù)安全將是未來航運(yùn)業(yè)發(fā)展過程中必須考慮的問題。目前人類在陸上互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的防范方面已積累了非常豐富的經(jīng)驗(yàn)，未來的“無人船”控制系統(tǒng)完全可以借鑒這些經(jīng)驗(yàn)以確保船舶數(shù)據(jù)傳輸過程中的安全。然而不僅僅是船舶控制系統(tǒng)，未來航運(yùn)企業(yè)的自身信息系統(tǒng)安全等級(jí)的提升也非常重要。不少航運(yùn)企業(yè)早已配備了先進(jìn)的網(wǎng)管系統(tǒng)，可以在系統(tǒng)上實(shí)時(shí)查看貨物與船舶的狀態(tài)，甚至船上某一具體設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，然而目前這些系統(tǒng)大多處于“裸奔”狀態(tài)。

未來海盜如果無法破解“無人船”的控制系統(tǒng)，也可以攻擊航運(yùn)企業(yè)的船隊(duì)管理系統(tǒng)，通過數(shù)據(jù)分析準(zhǔn)確篩選出那些機(jī)械設(shè)備已存在故障的船舶，以提高搶劫過程中登船的成功率。

二. 動(dòng)力裝置的穩(wěn)定性

提升船舶動(dòng)力裝置運(yùn)行的穩(wěn)定性也是未來“無人船”需要重點(diǎn)突破的技術(shù)障礙，持續(xù)穩(wěn)定的推進(jìn)動(dòng)力是船舶航行安全的重要保障。

在社會(huì)道路上行駛的“無人車”一旦發(fā)生事故可以方便地獲得維修保障，但是海洋特有的惡劣環(huán)境決定了在海上航行的“無人船”一旦發(fā)生故障將很難獲得及時(shí)維修。因此“無人船”動(dòng)力裝置的穩(wěn)定性就顯得尤為重要。

目前已在民用船舶上廣泛采用的低速柴油機(jī)動(dòng)力裝置運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，低速穩(wěn)定性不高，在惡劣海況、低速航行等特殊情況下依然需要船員手動(dòng)進(jìn)行操作，在設(shè)備發(fā)生故障的情況下更是如此。

從這個(gè)意義上來看，單臺(tái)柴油機(jī)動(dòng)力裝置將難以滿足未來“無人船”對(duì)于動(dòng)力裝置穩(wěn)定性的要求。

與單機(jī)單槳的常規(guī)貨船相比，采用雙機(jī)雙槳布置方案的船舶在動(dòng)力裝置總體穩(wěn)定性與推進(jìn)冗余度方面顯然更具優(yōu)勢(shì)。然而低速柴油機(jī)的工作原理決定了其在負(fù)載突變的工況下難以穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。

采用不同類型的柴油機(jī)并車驅(qū)動(dòng)推進(jìn)器可能是一種適合未來“無人船”的動(dòng)力布置方案。此類船舶將采用不同類型的兩種主機(jī)聯(lián)合驅(qū)動(dòng)推進(jìn)器，在正常海況下使用經(jīng)濟(jì)性更好的低速二沖程柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)，而當(dāng)主推進(jìn)柴油機(jī)失效時(shí)可采用可靠性更高的四沖程柴油機(jī)作為應(yīng)急動(dòng)力裝置，以確保船舶在航行過程中不至失去動(dòng)力。

電力推進(jìn)也是未來“無人船”可能選擇的動(dòng)力布置方案之一，與柴油機(jī)直接驅(qū)動(dòng)推進(jìn)器的方案相比，電力推進(jìn)的穩(wěn)定性與冗余度無疑更高，在技術(shù)上更容易實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控。然而在目前人工成本尚可接受的大背景下，與增加一套推進(jìn)系統(tǒng)(產(chǎn)品庫(kù)求購(gòu)供應(yīng))或采用電力推進(jìn)所需支付的額外費(fèi)用相比，船東顯然更傾向于雇傭船員進(jìn)行操作。

三. 遠(yuǎn)程操縱的可靠性

遠(yuǎn)程操縱的可靠性也是未來“無人船”需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問題。海上惡劣的環(huán)境條件與海水巨大的阻力決定了船舶的操縱遠(yuǎn)不如汽車和飛機(jī)那樣靈活，與早已實(shí)現(xiàn)一人駕駛的飛機(jī)、火車和汽車相比，船舶是目前公認(rèn)的人類最難駕馭的交通工具。目前已實(shí)現(xiàn)無人化的“Stril Luna”號(hào)是一艘能在惡劣海況下穿浪運(yùn)行的海工船。這類船身瘦小靈活且配備了大功率推進(jìn)系統(tǒng)與首尾輔助推進(jìn)裝置的海工船本身操縱性能較強(qiáng)，因此比較容易實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控。而普通遠(yuǎn)洋貨輪受經(jīng)濟(jì)方面的制約在操縱性方面遠(yuǎn)不及設(shè)備先進(jìn)的海工船，航行中的操作相對(duì)海工船而言復(fù)雜很多。因此大型船舶航行過程中對(duì)于船舶狀態(tài)的控制更多是根據(jù)船長(zhǎng)的經(jīng)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)決策，如采用遠(yuǎn)程控制或人工智能的方式進(jìn)行操作必然會(huì)增加船舶航行中的風(fēng)險(xiǎn)。

作為“無人船”概念前身的“無人機(jī)艙”與“一人橋樓”技術(shù)在遠(yuǎn)洋運(yùn)輸船舶上的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)也充分說明了“無人船”概念的真正實(shí)現(xiàn)還需要相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間。

“無人機(jī)艙”又稱“周期性無人值班機(jī)器處所”，是一種通過各類傳感、信號(hào)與控制系統(tǒng)取代輪機(jī)管理人員對(duì)船舶機(jī)艙內(nèi)設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)測(cè)與控制的設(shè)計(jì)概念，目前已在大部分遠(yuǎn)洋貨輪上廣泛采用。盡管這類船舶的機(jī)艙設(shè)備已實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化，然而船舶在大風(fēng)浪與航道內(nèi)航行期間機(jī)艙依然容易發(fā)生需要輪機(jī)員人工排除的機(jī)械故障，船長(zhǎng)通常都會(huì)傾向于安排人員在機(jī)艙值班。

“一人橋樓”是一種駕駛臺(tái)的自動(dòng)化設(shè)計(jì)理念，主要通過電子集成技術(shù)將操作船舶的所有面板集中布置在駕駛員觸手可及的范圍內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)像駕駛汽車或者飛機(jī)那樣操縱船舶。然而駕駛船舶所需要的操作動(dòng)作遠(yuǎn)超過飛機(jī)和汽車，實(shí)踐中很難依靠一個(gè)人獨(dú)立完成。為確保船舶航行安全，幾乎所有配備“一人橋樓”的船舶在實(shí)踐中依然保持了兩人值班的管理制度。

然而，即使未來橫在“無人船”面前的信息傳輸安全性、動(dòng)力裝置穩(wěn)定性以及遠(yuǎn)程操縱可靠性“三座大山”被成功搬走。一向保守的航運(yùn)業(yè)以及航運(yùn)相關(guān)行業(yè)基于安全考慮，對(duì)于“無人船”的認(rèn)可度也未必會(huì)有相應(yīng)的提升。盡管“無人船”的設(shè)計(jì)方案可以在最大程度上降低人為因素的風(fēng)險(xiǎn)，但同時(shí)也給船舶帶來了更多未知的風(fēng)險(xiǎn)。與此同時(shí)，與“無人船”配套的海事法規(guī)的出臺(tái)也是一個(gè)漫長(zhǎng)的過程。

從這些方面來看，航運(yùn)業(yè)在未來很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)都難以實(shí)現(xiàn)“無人化”。然而，隨著船舶自動(dòng)化水平的不斷提升，船舶所需配員的逐漸減少依然是未來航運(yùn)業(yè)的大勢(shì)所趨。