浅谈智能船舶的发展趋势与挑战

 摘要

随着科技水平的提高,航运事业的迅速发展,现如今世界各国都在发展智能船舶。目前智能船舶技术虽然高速发展,但是仍处于技术探索阶段,还需要一定时间研究验证。智能航运的发展将航运业带来巨大的便利,当然它所带来的安全风险也不容忽视,特别是海上航行过程中,由于外界环境变化较大,使得船舶本身存在着一定程度上的不确定性,因此如何更好地发挥其作用是一个亟待解决的问题。

智能船舶的发展是大势所趋,它的到来势必会影响现有航运的方方面面,如海事法规、船员、航运企业等都需要有迎接挑战的准备。目前许多国家都投入了大量的人力物力进行智能航运的研究,但发展现状不尽相同。可以知道的是智能船舶相较于传统船舶是有着巨大的优势,但目前智能船舶的发展还有着许多的问题和挑战,还需要进一步的研究解决。

 关键词:智能船舶;发展;挑战

 第1章绪论

  1.1课题研究的背景意义

近年来智能船舶发展迅速,一些与智能船舶相关的技术理论也有了发展突破,但智能船舶的理论技术并未全部得到实践验证,在实际运用中还存在许多问题有待解决,如系统设计、硬件设备等方面,因此智能船舶的技术发展虽然很快,但并未完全成熟。我们通过对智能船舶发展现状的研究分析,可以更清楚地了解智能船舶的发展进程,也更容易看到目前所存在的问题,从而得出智能船舶未来发展的挑战和优势,为全球的航运事业贡献显出绵薄之力。

 1.1.1智能船舶发展趋势研究现状

目前国内外对智能船舶发展趋势相关研究文章较多,例如严新平等人通过对智能船舶关键技术及理论的分析,做出对智能船舶发展趋势的研究;韩泽旭等通过分析对比智能船舶国内外发展现状,来谈论智能船舶未来发展趋势;张笛,赵银祥,崔一帆,万程鹏等通过对智能船舶的研究现状和研究热点可视化的分析了解智能船舶发展趋势和对未来的展望;刘佳铭、李赫等对智能船舶研究背景和船舶智能化现状以及智能船舶核心技术的分析,来谈论未来发展趋势。

 1.2本章小结

智能船舶的发展日益加快,已成为未来船舶发展的主要方向。大力发展智能船舶会导致全球船舶制造产业结构发生调整,同时也是航运企业、港口公司、物流企业等其他行业提高利润的重要手段,智能船舶的发展是航运事高速发展的必然趋势。通过对智能船舶的发展趋势的探讨,可以更加明确智能船舶发展的状况,清楚未来所面对的挑战。

 第2章智能船舶国内外研究现状

  2.1国内研究现状

自2015年国家发布《智能船舶规范》(2015),我国的智能船舶发展便开始稳步的发展,在2017年世界首艘智能船舶“大智”命名交付,该船已经具有了最基本的智能特征。“大智”号的智能系统可利用传感器、机器学习其他等技术,自动感知和获得船舶自身、海洋环境的信息和数据,进行自主分析、评估、预测及决策优化,可实现智能航行、智能机舱、智能能效管理等功能。如图2.1所示。

图2.1“大智”轮图片

9bc4f8bda8c9e6585a2970f9308d9c70  但就大智号而言,智能化技术还不够完善,智能系统还有待改进。目前一些科研单位和企业依托于国家的发展政策大力发展和研究船舶智能化项目,随着国内智能船舶技术快速发展,中国船级社发布了《智能船舶规范》(2020),该规范提出了对智能船舶的技术要求,对所具备的智能化提出了详细的准则,引导了国内智能船舶的发展方向。当前智能船舶虽发展迅速,但还有许多问题尚未解决,还需要大量的理论实践,才能确保智能船舶的安全航行[1]。

2.2国外研究现状

  2.2.1英国

英国作为航运强国,英国的航运事业支持着国家的发展,国家大多数的海外贸易都需要海上运输,航运对经济的发展起着至关重要的作用,英国智能船的研究处于世界先进行列。由英国XX牵头制定的“海事2050战略”,覆盖了事关海洋发展的多项议题,如贸易、环境等,通过上述议题的研究,明确了海洋发展的目标框架。目前,英国XX在海运领域快速的发展,强调自动化、数字化技术的发展和创新,积极推动航运领域智能化,带动国家经济的发展。

 2.2.2日本

早在2012年,日本XX就启动了“日本智能船舶应用平台”SSAP)项目,目的是船舶岸基通过一些标准化方法可获得船舶的相关数据,为智能船舶的船岸信息交流提供有力保障。ESAP项目聚合了27个日本造船厂和相关单位,该平台已经在多艘原油运输船和轮渡上安装了应用,相关数据结构、系统安全、系统模式的标准化工作也已经开始在国际平台上推广。

 2.2.3韩国

韩国很早便对智能船开始了研究,早在2009年,韩国就开发了船舶通信技术“有/无线船舶综合管理网通信技术SAN)”,该技术通过互联网技术,收集船舶多种部件和设备的信息,进行船岸之间的信息交互,使得管理船舶更加准确高效,并且该系统也可以检测船舶的远行状态,对简单的问题进行维护。韩国基于自己发达的互联网技术,和多家造船企业以及互联网公司达成合作,开发了许多智能船舶相关技术,并且逐步的应用于实践。

2.3本章小结

本章主要介绍了国内外智能船舶的研究现状。可以得出世界各国都在努力发展智能船舶,而发展的阶段和方面也不尽相同。

 第3章智能船舶发展趋势

  3.1主要技术

1.信息感知技术:船舶的信息感知是指通过一些船体设备如传感器等其他设备来获取船舶自身的动态以及感知船舶周围的外在因素。船舶的一些自身信息就包括当前的位置、航速、航向、所受压力等其他相关信息;周围环境信息主要包括当前天气、水流信息、附近交通等其他信息。通过这些监测收集的信息来判断船舶所处的工作状况和目前情况,进而自动调整船舶航行状态,达到智能航行的目的。信息感知技术可分为三类:信息收集技术、信息存储与处理技术和信息传输与控制技术。信息感知技术对智能化船舶非常重要,它通过搜集船舶自身以及周围相关信息,为船舶的智能分析提供信息依据,但是所获得的一些初始的数据中往往存在一些偏差,因此要对初始的一些数据进行整理才可以得到所需要的。

2.船舶通信导航技术:船舶的导航技术是利用光电传播等一些科学原理与技术,通过测量获取船舶位置参数,再辅以大数据进行分析,从而得出船舶实时的运动状态。现代的船舶通信导航技术基本是通过航位推算、卫星定位、地形辅助等共同作用进行船舶的导航定位。通信导航技术对于智能船舶的水上安全的航行至关重要,船舶利用通信导航技术可以实现船岸之间进行无间断地交互信息,从而使得船舶在复杂的外在环境下航行也可实现自主避碰。不过目前船舶的通信导航技术还不足以满足如此高的要求,不过随着科技的发展,航运业的需要,未来的船舶通信导航技术发展将会更加的智能化。

3.船舶能效控制技术:能效智能监控系统通过对船舶各项动态数据收集分析,对船舶能效指标进行规划整理,进行船舶的航速、船舶动态、能耗设备等能效因素的优化,从而实现降低船舶能耗损失和降低大气污染物排放的目的。智能船舶的能效控制技术,即落实船舶绿色智能发展战略,降低了碳排放,满足海事法规的相关要求,同时也降低了船舶的运输成本,提高了航运企业的所得利益。

4.航线规划技术:航线规划技术是指通过考虑船舶自身信息,以及水域信息、天气信息、效益信息等其他相关信息来选择出一条前往目的地的航线,该航线是结合安全、环保、效益高、节能等因素所选出的最优航线。目前我们常用的航线规划方法有线性规划方法、遗传算法等几种。船舶在航路定制和优化航线中便需要利用航线规划技术,通过该项技术,得出此次航行的最优航线,提高运输效率,降低排放。

5.状态监测与故障诊断技术:状态监测技术通过对船舶运行的各项数据进行监视查看,结合其历史状况分析所得的各项数据,及时了解船舶机械设备以及零部件的异常情况,进一步预测未来可能发生的情况,经分析决策得出正确的应对措施确保船舶的正常运行。故障诊断技术是指船舶机械设备等其他设备运行状态是否处于异常状态或故障状态,并通过该诊断结果判断发生异常状态的部位或部件,预测故障发生原因和未来发展趋势等。通过使用状态检测和故障诊断技术,能够及时,有效的发现船舶各类设备的异常状态和故障原因,同时对设备的安全运行做出必要的指导,确保设备的安全可靠的运行。

6.遇险预警救助技术:船舶遇险报警救助技术是指船舶在遇到恶劣的天气或者恶劣的海况等其他有可能导致船舶发生危险的情况,该技术通过对船舶运动状态的实时监测,在船舶发生碰撞进水等其他突发的紧急情况下,能够自动向搜救部门或者搜救船舶发送遇险求救信号,指导搜救部门或者船舶进行快速的救援。通过遇险报警技术,减少了船舶海上环境监测对值班船员的依赖,从而升高了预警风险的能力,降低了船舶事故的发生,提高了船员船舶的安全性。

7.自主航行技术:自主航行技术通过利用计算机技术以及船舶控制技术,将感知所得的信息进行分析和加以处理,从而达到优化船舶航线的目的。在可行的情况下,通过岸基的技术支持,该技术可以让船舶在各种水域环境下避免与其他船舶碰撞和自主的按航向行驶。就智能船舶来说,如果要实现真正的无人在船值班航行,就需要利用好自主航行技术。但是目前而言,自主航行技术还不够成熟,还不能保证船舶自主航行的准确性和安全性,只有经过反复的测试,才可能真正的达到安全的无人驾驶[2]。

 3.2发展趋势

1.智能船舶应通过对船舶自身信息的收集,建立和更新船体数据库,并通过一定手段对所获取的信息进行整理,使数据信息能为船体运行提供决策性建议。数据库的建立可以为船体结构的维护和整个船体过程的安全保障提供数据参考,为船舶的安全运行提供充分的支持。

2.智能船舶应该逐渐实现无人航行,通过借助先进的计算机技术和感知技术,来感知所处场景并加以分析决策,保证船舶的安全航行。智能系统应对航路与航速进行设计和优化,航路航速设计和优化是根据船舶自身的硬件条件、货物的信息、航行水域情况、天气要素等其他相关因素,在保证安全航行的条件下,设计并不断优化所选航线,以减少非必要的航行。在自主航行时,船舶还应能够进行远程控制,必要时还可以接管船舶控制权。如果条件允许,岸基中心还可以支持智能船舶感知障碍物和其他船只自动避开障碍,进而逐渐减少在船人员数量,逐渐的实现真正的无人驾驶。

3.智能船舶发展还应该实现智能能效管理,通过自动能效控制技术来帮助判断船舶能耗的利用情况,通过对船舶耗能情况的监测和信息采集,智能系统对船舶能效及能耗情况进行评估报告,当能耗发生异常时产生示警信息。根据智能系统分析评估,得出辅助性的建议,以供船舶航行更少的能耗损失。船舶应通过能耗监测系统,对船舶的主要耗能设备的耗能情况进行监控,并且反馈所得到的信息,对能耗异常进行处理。要实现船舶的实时监控、智能优化、最优能效必须充分重视相关技术的应用,并对数据信息进行整理与分析,进行不断优化,以提升船舶能效管理能力,降低损耗。

4.智能船舶还应实现对货物智能管理。通过传感器等感知装置感知货物信息,再用大数据处理技术、计算机技术和自动控制技术处理收集到的信息,实现对货物信息的实时监控。通过对货物环境以及自身状态的监控,可以更好的管理货物,进而减少货物损失的情况。货物相关数据还可以传输到远程终端进行处理分析,最后通过网络发布到互联网上,供用户查看与共享,从而形成一个完整的智能化管理系统。

5.智能船舶应具有智能集成平台功能,通过智能平台功能,船舶各个系统所获得信息可以加以整合处理,并系统的展现出来,以供决策者进行分析决策。随着智能船舶技术不断地发展,所运用的系统还会持续增加,所集合的信息也会越来越繁琐,所以智能集成平台不仅要集合船舶已有的智能系统,还需要有一定的拓展性,以满足未来更多的系统接入。智能集中平台具有如下结构:

图3.1智能集成平台系统总体结构

dfe1ffba4f0bc4869573cda75108939b  6.为了确保船舶的安全航行,智能船舶还应具有远程控制系统,船舶可通过远程控制站来进行一些必要的控制,远程控制站可以通过接收船舶目前状态信息、周围信息以及其他航行安全相关信息来对船舶进行控制。远程控制站应具有下列功能:当系统监测船舶可能处于不良运行状态时,远程控制站也可以进行干预,防止发生事故;当船舶需要与外界环境以及人员进行交流时,应可以用标准语言进行语音或文字交流。除此之外,远程控制站还具有其他相关功能来确保船舶的正常运行。

 3.3本章小结

本章主要介绍智能船舶信息感知、自主航行技术、航线规划等其他主要技术内容,通过对智能船舶技术的了解和分析,以便更详细的了解智能船舶的优势。总体而言,在实现自主航行的道路上,船舶将会引入更多的人工智能技术以及自主控制等技术,通过这些技术完成船舶的自护航行以及远程控制。

 第4章智能船舶的发展的影响

  4.1对国际公约的影响

随着智能船舶的快速发展,现行国际公约将不可避免地受到影响,现有的国际公约架构将面临大规模改变。就现行国际公约而言,海事公约架构主要分为三类。第一类主要侧重于在规定船旗国及其船只的权利和义务的管辖权规则,代表性的公约是《联合国海洋公约法》;第二类主要是船舶的技术条件和运营状况是否符合海上航行安全、预防海洋污染和保障船员基本权利的要求,代表性的公约有《国际防止船舶造成污染公约》《国际海上人命安全公约》《国际海上避碰规则》《国际海事劳工公约》等;第三类主要是由船舶事故造成的机海损而导致的民事责任划分,代表性的公约有《国际油污损害民事责任公约》《海事索赔责任限制公约》等。公约结构图如下:

图4.1国际公约结构图

3837259456ae03232b627b592382cc3b  在智能船舶应用还处于初级阶段时,现行的国际公约规则架构还可以满足要求。但当发展到成熟阶段时,伴随着船舶智能化显著提高,船舶上所需要的随船人员越来越少甚至最后达到无人化,只需要陆上人员操纵船舶便可以在海上安全航行并完成航次任务,智能航运体系大致构成。这时传统的国际公约规则架构可能无法在满足要求,例如《海员培训、发证和值班标准国际公约》主要用于规范船员职业技术素质和值班行为,促进各缔约国海员素质的提高,确保船舶的安全航行。但在智能船舶上,传统的值班人员定义显然无法被适用,智能船舶的值班人员应该在岸上通过智能系统对一艘甚至是多艘船舶保持值班。又如在海上避碰规则中,在传统意义的船舶航行时,船舶始终要有足够的瞭望人员保持不间断地瞭望,来保证船舶安全。但智能船舶的无人航行显然无法满足瞭望的要求,所以瞭望的规则定义显然不再适用智能船舶[3]。

目前芬兰自主海洋生态系统联盟OneSea发布了一份新的白皮书《自主船舶:规则制定参考术语》,为制定和实施海上自主水面船舶(MASS)的国际立法框架提供了一条前进路线。该白皮书通过阐述可应用于各种船舶操作或整艘船舶的六个如下等级,0级:基本操作/人类控制船舶;1级:辅助操作/手动操作、视觉观察、心智思考;2级:部分自动化/无手动操作(有时)、视觉观察、心智思考;3级:有条件的自动化/无手动操作、无视觉观察(有时)、心智思考;4级:高度自动化/无手动操作、无视觉观察、无心智思考(有时);5级:自主/无手动操作、无视觉观察、无心智思考=无人。

 4.2对船员的影响

随着智能船舶技术的不断发展,原有的船舶上运行的人员架构不在适应新船舶的需要,船员需要做出改变。船员相对于陆上的工作岗位来说,是一个具有鲜明特色和较高职业要求的职位,但随着智能船舶技术的不断发展,智能航运时代这个特征将会消失。当智能船舶发展趋于成熟时,船舶不再需要随船管理人员,船舶所需要的船员将会急剧减少,但这个变化是一个循序渐进的过程。随着智能航运的到来,船员便不再局限于海上工作,他们大多数都会转到岸基支持船舶操纵。但与之而来的船员传统的知识技能不能完全胜任新的岗位,船员需要接纳新的知识和理论,可能会对船员素质提出更高的要求。

相对于陆上的工作,船员在船上工作条件有所差异。近洋船舶还好,短期内便可以跑完一个航程回到陆上以及回到家里,心理压力不会太大。然而对于远洋船舶而言,可能一两个月都在海上飘着,对船员的心理影响比较大,加上外部环境的各种因素综合影响下,船员很容易产生较大的心理压力导致心理或生理上的疾病。由于海上航行相比于陆地而言就医不方便,船上的医疗水平又很一般,当船员发生一些紧急疾病或紧急事故时,船上医疗条件往往无法满足对船员实施及时有效的治疗,这样将会导致更严重的医疗事故发生。但随着智能船舶技术的不断发展突破,随船管理人员将会初步减少,当智能船舶的发展真正达到成熟阶段时,船舶在大海上航行时,也只需要少量的岸基工作人员进行操控运行,船舶不再需要随船人员。所以随着智能船舶的发展成熟,传统船员也将面临着转型挑战,有一部分他们还是负责船舶的安全航行,但是他们的工作地点将会转到岸上,工作环境将会得到显著的提升。由于外在因素的变好,船员的心理压力也会随之减少。

 4.3对航运公司的影响

随着智能船舶的发展,航运公司也必将面临着重大的挑战。当智能船舶发展到一定阶段,可以更好的代替传统船舶时,航运公司的船舶可能大批量的进行更新或者更换,可能会短暂的支出巨额的资金。但就目前研究证明而言,智能船舶的更新势必会降低航运的成本,大幅度提高货运收益。如智能船舶将需要更少的人力资源,人力支出方面会大幅度减小,随着所需船员的减小,船舶的所需备品也会相应减小,多余的空间可以装更多的货物,从而提高航次收益。而另一方面,因为智能船舶所需的在船船员数目会急剧减少,公司大量的船员可能无法被安排其他工作,所以船员的诸多问题也需要船员公司做好善后处理。智能船舶相对于传统船舶各个方面都有了较大的改变,所要求船员的知识体系更加的全面,所以培训公司以往的培训方式也需要做出适当改变,船员公司也应该对船员配置做出调整。随着自主航行的发展成熟,船员的数量需求发生巨大改变,船员管理公司也会面临着巨大的转型压力,船员管理公司的经营模式需要做出改变,所以船员管理行业需要积极的进行自我创新,迎接未来的发展挑战。

4.4本章小结

本章讲述了,智能船舶的发展对国际公约、船员以及航运公司的影响。总体而言,在智能船舶技术发展的影响下,船舶所需要的船员将会持续减少,国际公约的架构需要做出改变,航运企业也要做出积极的改变。

 第5章智能船舶面临的挑战与优势

  5.1智能船舶发展的挑战

  5.1.1网络安全问题

航运界所讨论的智能船舶都是通过“大数据”加以实现,船舶的控制系统利用实时数据的传输整理、数字建模等先进的信息化技术以及先进的传感器来实现船舶的智能化感知,自我的学习、决策的能力,通过这些技术,保证了船舶的航行安全。通过对各种传感信息进行有效整合与集成,形成了一个完整的船舶监测网络,为未来发展奠定基础。同时,通过该网络可以进一步提升船舶在复杂环境中运行时的安全性。通过不断地学习和接收数据,船舶的系统性功能会越来越强,航行也越来越安全。

船舶工业所涉及的项目门类复杂,研发建造的远洋船,需要的技术和船舶部件覆盖了85%的制造产业。随着信息技术不断向传统行业渗透,船舶设计、建造、营运等各个环节都发生着深刻变化。随着科技的进步,我们渐渐迈入数字化时代,而数字化在智能船舶的发展有着深远的意义,在船舶制造领域、航运发展领域数字化的应用越来越广泛。随着数字化的运用船舶的各个方面智能化也将越来越高,相对的是,越来越多的软件和应用被应用到应用软件和管理中。

但随着所需要软件的增多,网络安全问题也成了智能船舶一大挑战。例如在智能船舶的操作系统,控制设备等其他软件方面都可能存在网络安全问题。这些问题很可能会影响到船舶的安全运营,造成经济损失甚至威胁员工生命。另外,船舶想要安全运营,就必须许多系统相互联系,随着更多的生产组件和各种软件的接入,这个网络的边幅将会更加的广泛,与之而来的是,可能遭受危险攻击的点将越来越多。攻击者可以通过多个用户端多个方面进行网络攻击,由于各个用户端的高度互联,这将导致一个点损坏,将会影响一条线的正常运营。所以说,要想智能船舶在海上安全并且正确的运营,网络安全问题必须解决[4]。

 5.1.2技术成熟度

智能船舶系统的开发设计需要强有力的技术支持,但目前智能船舶的系统控制、程序算法、无线通信以及大量的数据采集、处理和分析技术仍有待开发,技术水平还不足以支撑智能船舶的发展。在应用于相应的智能模块时,充分考虑智能系统在任何条件和任何环境下操作和管理船舶的能力,包括智能辅助决策系统是否能够真正代表船员和船长提供操作建议[5]。比如当船舶遭遇海盗时,对于传统船舶值班人员会马上发现并报告船长,使得船长做出正确的决策,而对于智能船舶而言他是否能辨认出伪装的海盗,又是否可以做出最正确的应对,这是有待谈论验证的。所以如果不能突破这些核心技术,智能船舶的智能并不能完全替代传统船舶的人员值班,将达不到智能船舶的最终意义。但随着科技的发展,智能船舶的核心技术终会发展到足以支持船舶安全航行,智能船舶建设终将实现。

 5.1.3技术安全和可靠性

随着智能船舶的智能化水平不断提高,在航运过程中必要的随船人员不断减少,船舶一旦发生紧急情况,如果没有人员第一时间进行干预,导致的后果可能会更加严重。对于智能航运,由于智能船舶航行外部环境较为复杂,如果某部分智能系统出现故障,导致其功能无法正常使用,很可能会对船舶的安全造成很大的影响,因此我们必须要提高智能系统技术的可靠性与安全性。随着智能船舶智能水平的不断提升,越来越多的设备都将联网智能化,虽然更加的智能方便,但随着接入端的增多,数据会越来越分散,将会带来新的安全隐患。有线无线网络下的安全缺陷、软件漏洞和网络攻击等问题将始终影响相关企业和船舶的安全。在海洋环境中,大多数电子产品及其应用都会受到空气湿度、环境温度、振动等等其他环境因素的影响,不利的外部环境会直接导致软件失效,软件程序丢失、混乱、控制电脑中毒、莫名其妙的停机等,也会影响到船舶的正常的生产和运行。系统网络安全是一种非静态行为的行为,随着时间的推移,可能会暴露系统中的新的安全缺陷或漏洞,因此,需要进行长期、持续的研究,以提高智能系统的网络安全能力。

 5.1.4智能船舶全球化

随着全球化的快速发展,国际贸易将会越来越频繁,航运作为贸易的主要承载者,也会紧随全球化的脚步。当前,随着全球进入“工业4.0”时代,互联网、大数据、人工智能为代表的高新技术高速发展,智能航运成为航运业发展的必然趋势。目前世界各国都在发展智能船舶,但发展的进度不尽相同,有的可能已经处于是实践阶段,但有的可能还在研究理论。当一个国家智能船舶发展成熟,可以在海上安全航运时,但他依然不能实现真正的船舶自主化、航运自主化。因为航运涉及世界各国,只有当每一个公约国都普及自动化船舶时,真正的智能航运才会出现。所以要推动船舶智能化航运的发展,首先便要推进智能化船舶的全球化,这便需要世界各国共同努力。

 5.1.4适航测试

一艘智能船舶想要真正的普及运用,首先要研究并制造出来,而后必须通过很多的测试来验证船舶是否适航,而目前适航测试存在着诸多的问题。船舶在适航区域进行测验时应关注自身安全和环境保护方面的风险问题,试航相关的风险应适当采取应对措施,从而将风险降到可接受的最低水平。但智能船舶不同于传统船舶,因为有许多先进的设备以及高新技术的接入导致增加了不确定性,从而大大增加了发生风险的可能性。因为智能船舶是一个全新的东西,没有太多的航行经验进行参考,而适航区域内相对来说周围环境相对稳定,所以在适航区域内的结果只能是参考,而在真正大海航行时不稳定的因素增大,想要保证船舶以及周围环境的安全比较困难。目前我们可以通过仿真建模、虚实融合等方式完成对智能系统的测试验证,但对测试一艘航行于大海上的智能船舶还有许多问题有待解决。

 5.2智能船舶发展优势

  5.2.1船舶安全性

根据海事事故调查显示,其中大多数的船舶碰撞事故,都是人为原因导致。例如在2021年4月27日0851时发生的一起船舶碰撞事故,巴拿马籍杂货船“SEAJUSTICE”(“义海”轮)由苏丹港开往青岛途中,与正在青岛朝连岛东南水域锚泊的利比里亚籍油船“ASYMPHONY”(“交响乐”轮)发生碰撞,事故导致“义海”轮首部受损,“交响乐”轮左舷第2货舱破损,约9400吨船载货油泄漏入海,造成海域污染,构成特别重大船舶污染事故。“义海”轮值班人员未保持正规瞭望以及未及时采取避让行动是导致碰撞的重要原因,而对于智能船舶来说这些原因大概率可以避免,从而减少船舶损失。如果船舶在海上发生碰撞事故,轻则会造成船舶的损坏以及货物的损失,重则导致船舶的沉没,船员的生命受到威胁以及严重污染海洋环境。想要减少船舶碰撞事故的发生,就必须要加强对船舶安全性能的管理与控制,加强船员的正确值班,但是在实际的管理工作当中还存在许多不足,船员值班也总会有疏忽的地方。对于上述这些问题,智能船舶通过引入高度智能的系统来降低人为错误的可能性,有效地提高船舶航行的安全性,从而降低上述危险的发生。另外智能船舶的检测系统不受自然气象的影响,可以全天候的进行实时监测为船舶安全航行提供充足的数据支持。

 5.2.2人员安全性

目前新冠疫情全球肆虐,究其原因就是它的传播性极强,人人接触又是病毒传播又是最主要的途径。对于传统船舶而言,在整个运输过程中不可能避免人员的直接或间接接触,又因为航运所涉及的地区范围比较广,加大了传播的可能性,增加了工作人员的危险性。而对于发展的智能船舶而言,其想要达到的最终目的便是自主航行,不需要有随船人员。随着智能化不断发展,航运智能体系也将逐渐形成,未来航运将会船舶无人化以及港口无人化等,整个运输过程将不需要人员的接触,极大的减少了传播风险,提高了安全性。当船舶在海上遇到不可抗力的影响必须要弃船时,最主要的便是保证人员安全,但意外还是时有发生。但无人化的智能船舶不再需要考虑这个问题,甚至可以的话,还可以考虑如何减少货物损失,当然弃船这个概念可能也不再适用。总的来说,智能船舶的发展,大量减少了人员的使用,减少人员处于危险的情况下,便提高了工作人员的安全。

 5.2.3人力成本

智能船舶要得到的最终结果,便是实现船舶在各种复杂水域实现真正地自主航行,船上不需要任何一个人值守,便可以安全的在海上营运,智能航行的实现也表示着所需人力资源的减少。近年来,航运事业的成本逐年上涨,虽然有多方面的因素,但人力成本占着一大部分,但伴随着智能航海的到来,人力成本将大幅度减少。另外一方面,船舶的日常维护和检修费用也比较多,但通过故障自我诊断技术就不需要更多的工作人员对船舶进行检修维护。所以要提高船舶运营的收益,大力推动智能航行的发展是及其重要的,智能船舶也将会是航运事业未来发展的必然趋势。

 5.3本章小结

本章介绍了智能船舶所面临的网络安全问题技术问题等其他发展挑战,相对于传统船舶对比得出智能船舶所具有的优势。

 结论

随着世界科技水平的进步,航运事业的高速发展,智能船舶的发展是大势所趋,是无法阻挡的。当前世界各国都在智能船舶发展领域投入大量的人力物力,同时世界各国的发展阶段也都不尽相同,如英国提出关于海洋开发的综合性战略计划,过创新、共享等方式促进海洋科技发展;日本通过一些标准化方法,来保障船岸之间的联系;韩国通过本身信息技术优势,大力发展船舶智能化和建造技术的智能化;我国通过国家技术层面的协调,已初步建立起较为完整的智能船舶体系,不过现阶段我国智能船舶研究在复杂水域条件下的自主驾驶等其他领域仍存在一定欠缺。目前智能船舶的发展虽然迅速,但也面临着大量的挑战,智能船舶伴随着所需人力的减少,软件的应用也与之增多,网络安全问题的解决便显得尤为重要;智能船舶所需要的技术水平非常的高,有些技术尚未成熟还不能运用,还需要经过大量的验证;船员的知识体系也需要大幅度更新,这对船员来说是个巨大的挑战。虽然智能船舶挑战重重,但他的优势也是显而易见的,更少的人力物力,更少的维护,将大幅度减少航运支出,大幅提升企业效益。智能船舶的发展需要世界各国共同的努力,共同的进步。虽然目前尚有些技术还不成熟,智能船舶还并非真正智能,但我相信不久的将来,他将航行于大洋之上,带动世界各国的经济发展。

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[14]张继光,高阳,陶子健,陈旺.智能船舶创新发展思考[J].船舶设计通讯,2019(02):8-10.

 致谢

在论文完成之际,我首先我要感谢的就是我的论文指导老师,在论文筹备的阶段导师就对我们做出要求,从论文的开题到论文初稿的修改直至论文定稿阶段,我的导师都会不厌其烦的给我的论文提出专业性的意见,为我研究论文的方向做出指导,在论文撰写的过程中也会及时得对我遇到的专业方面的难题给予一定的指点和帮助,提出了许多对我有益的改善性意见。也真心的感谢每一位教师的谆谆教诲,给予了我们各种专业的知识和不断努力的力量。

浅谈智能船舶的发展趋势与挑战

浅谈智能船舶的发展趋势与挑战

价格 ¥9.90 发布时间 2024年2月20日
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