午夜時分,北大西洋。 一艘巨大的集裝箱貨船收到最新的天氣預(yù)報:風(fēng)暴就在前方。為了擺脫糟糕的天氣,確保及時到達(dá)目的地,巨輪靜靜地改變了航向和航速,并把修正后的航線發(fā)給船主和即將??康母劭?。當(dāng)這艘船終于接近碼頭時,又修正了一次航向,這次是為了避開船首右舷的漁船。 這是跨大西洋航運中普通的一天;然而卻又是完全不同的一天。因為,這艘貨船上一個人也沒有——“船長”實際上坐在世界另一端的運營控制中心。在那里,技術(shù)人員通過衛(wèi)星數(shù)據(jù)鏈路監(jiān)控和控制貨船,但大部分情況下,這艘船都是自主航行。 盡管這種無人船還沒有航行在大海上,但它的出現(xiàn)只是一個時間問題。勞斯萊斯預(yù)計,第一艘完全無人駕駛船舶將在幾年內(nèi)實現(xiàn)商業(yè)運營,初期可能是一艘港口拖船或渡輪,穿梭于河口或者峽灣的口岸執(zhí)行短距離的汽車運輸工作。 而完全自動航行的無人遠(yuǎn)洋貨輪,將在10-15年內(nèi)成為一種常態(tài)。 無人駕駛船舶,是人工智能和數(shù)字通信技術(shù)最新的受益者。電子傳感器、通信和計算機(jī)的發(fā)展進(jìn)步,產(chǎn)生了一系列無人駕駛的設(shè)想,包括:無人車、無人機(jī)、無人直升機(jī)、無人火車,乃至這次要講的無人船。全世界的公司和研究機(jī)構(gòu),正在努力把想法變成現(xiàn)實。 為此,勞斯萊斯在芬蘭構(gòu)建了一個合作項目:AAWA,高級自主水運應(yīng)用。參與者正努力在十年之內(nèi),為船舶研發(fā)出遠(yuǎn)程控制或者完全自主化的駕駛技術(shù)。 探索者不止勞斯萊斯。歐盟的MUNIN(海上智能無人駕駛航行網(wǎng)絡(luò))項目,由位于漢堡的Fraunhofer海運物流和服務(wù)中心領(lǐng)導(dǎo)。這個項目正在從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和法律三個方面,對在公開海域運行一艘無人駕駛船舶進(jìn)行可行性評估。 此外,國際船舶認(rèn)證組織DNV GL的研究人員,正在探索使用無人駕駛的電動船舶,沿挪威長長的海岸線運輸貨物的可行性。中國海事局和武漢理工大學(xué)合作推進(jìn)無人多功能海事船舶的研究和開發(fā)項目,目的是研究自動駕駛船舶在商業(yè)和軍事領(lǐng)域的用途。 △ 這里還有一個非??苹梅秲旱膭谒谷R斯無人船視頻,頭條號文章不方便插入視頻,量子位在這里放了一張動圖的截圖,觀看完整視頻的方法,我們列在文章最后。 為什么全球都對無人船如此關(guān)注? 這很容易解釋:無人駕駛的船舶更安全、更有效率、更便宜。位于德國慕尼黑的安聯(lián)保險2012年發(fā)布報告稱:75%-96%的海上事故是人為錯誤的結(jié)果,而且往往都是疲勞導(dǎo)致。遠(yuǎn)程控制和自主控制船舶將減少這種錯誤的發(fā)生,降低船員受傷甚至死亡的風(fēng)險,當(dāng)然也降低了船舶自身所面臨的風(fēng)險。 海盜也不再是個威脅。無人駕駛船舶的造型,讓海盜很難在大海上登船;即便海盜登船,也很難進(jìn)入操控系統(tǒng)。電腦可以讓船舶拋錨停船或者以低航速前進(jìn),讓海軍艦船可以很容易的趕來增援。而且,重新奪回船舶也更容易,沒有船員被扣押為人質(zhì),海盜手上沒有高價籌碼。 遠(yuǎn)程控制和無人駕駛船舶的另一個優(yōu)點,是擁有更大的貨物運載量和更低的風(fēng)阻。因為沒有人類船員,所以不需要甲板室、宿舍以及通風(fēng)、加熱、排污系統(tǒng),這讓船舶更輕、更時尚同時減少燃料消耗、減少操作和建設(shè)成本。 當(dāng)然,智能船舶還能解決海上專業(yè)人才越來越短缺的困局。隨著船舶越來越復(fù)雜,對船員的要求越來越高;而航海事業(yè)本身吸引力越來越小,一次遠(yuǎn)航就意味著幾個星期甚至幾個月遠(yuǎn)離家鄉(xiāng)。而遠(yuǎn)程控制和無人駕駛技術(shù),可以重新吸引高素質(zhì)的年輕人進(jìn)入海運行業(yè)。 構(gòu)建這種未來船舶的技術(shù)條件已經(jīng)具備。更大的挑戰(zhàn)來自于,監(jiān)管機(jī)構(gòu)是否允許這種船舶出海運營。目前,全球航運規(guī)則對無人船還沒有清楚的規(guī)定,例如是否允許無人船航行、如何保險以及如何判定發(fā)生事故時的責(zé)任人等等。 與勞斯萊斯的AAWA項目一道,歐洲至少還有兩個團(tuán)體正在研究修改法規(guī)以明確這些問題。其中一個是SARUMS(歐洲無人海事系統(tǒng)的安全和規(guī)章)小組,由瑞典和其他六個國家共同組成。另一個是英國的海上自治系統(tǒng)監(jiān)管工作組。 他們的目的是確保《國際海上生命安全公約》在下一次更新迭代時,能夠反映新技術(shù)的發(fā)展。監(jiān)管者顯然最關(guān)心無人船到底有多安全,工程師們正在融合相關(guān)技術(shù),避免所有可能的危險。 無人駕駛船舶的關(guān)鍵能力,是能夠感知并傳達(dá)其周圍正在發(fā)生的狀況,從而可以執(zhí)行復(fù)雜操作、避免沿途的碰撞,順利導(dǎo)航抵達(dá)目的地。勞斯萊斯正致力于情境感知系統(tǒng):將來自高清可見光和紅外攝像機(jī)的圖像與激光雷達(dá)和雷達(dá)測量相結(jié)合,提供船舶周圍環(huán)境的詳細(xì)圖像。 然后,這個信息可以傳回遠(yuǎn)程操控中心,交給有經(jīng)驗的船長判斷;或者直接由無人船上的計算機(jī)進(jìn)行處理,并決定下一步該干什么。 遠(yuǎn)程指揮的船長或者無人船的自主導(dǎo)航系統(tǒng),還能利用很多來源的信息:來自衛(wèi)星導(dǎo)航的修正信息、天氣情況、其它船只的位置及身份廣播等。使用多個來源的數(shù)據(jù)和電子輔助,已經(jīng)是今天船員們?nèi)粘;顒拥囊徊糠帧S糜诒O(jiān)測船舶主要機(jī)械情況,確保發(fā)動機(jī)和其他關(guān)鍵機(jī)械部件正常運行的系統(tǒng),早已經(jīng)在船上協(xié)助確定導(dǎo)航方案。 未來,嵌入在船舶關(guān)鍵系統(tǒng)深處的傳感器將提供更多的數(shù)據(jù),監(jiān)控范圍覆蓋主發(fā)動機(jī)、起重機(jī)和其他甲板機(jī)械、螺旋槳和船首推進(jìn)器、發(fā)電機(jī)、燃料過濾裝置等等。這些信息將有助于確定這些系統(tǒng)是否正常、有效地工作。當(dāng)關(guān)鍵部件即將發(fā)生故障時,可以呼叫下一個港口安排預(yù)防性維護(hù),如果需要的話還能派遣人員在航行途中登船維修。 對于無人船來說,把船體收集到的數(shù)據(jù)及時送達(dá)上岸是至關(guān)重要的。所以,這種創(chuàng)博需要恒定的實時通訊鏈路。公海船舶使用多年的衛(wèi)星通訊,服務(wù)已經(jīng)非常好。特別是,AAWA合作伙伴Inmarsat在2015年8月發(fā)射了第三顆Global Xpress衛(wèi)星,未來可以為幾乎任何地方的無人船,提供來自太空的高速寬帶連接。 防止這些數(shù)據(jù)流和無人船系統(tǒng)遭遇黑客入侵至關(guān)重要。誰也不想讓麻煩制造者改變船只的航路,或者撞上什么東西。安全無小事,但是勞斯萊斯有信心做好。 即使無人船可以完全自主航行,也必須有一個岸上的人對其負(fù)責(zé)。不同類型的船舶,或處于航行的不同階段的船舶,可能需要非常不同的監(jiān)督和控制水平。遠(yuǎn)在大海上的貨船,通常需要很少的人力監(jiān)督,一個船長同時監(jiān)督許多船只。而在擁擠的航道運行的船只,例如靠近海岸,或駛?cè)腭偝龈劭谄陂g,將需要船長給予非常充分的關(guān)注。 所以,還得開發(fā)一個可靠的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)。基于在航空、核能和空間探索以及水手模擬培訓(xùn)系統(tǒng)搭建等工作中獲得的經(jīng)驗,萊斯萊斯一直在研究遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)以及配套的遠(yuǎn)程控制中心,這不僅需要考慮到人體工程學(xué),還要考慮到易用性和實用性。 建設(shè)遠(yuǎn)程操控中心,勞斯萊斯并非毫無經(jīng)驗。此前,勞斯萊斯的工程師就設(shè)計了Unified Bridge艦橋,這是一種完全顛覆傳統(tǒng)船只艦橋樣式的設(shè)計,可以為船員提供舒適、干凈、安全的工作環(huán)境。2014年迄今,Unified Bridge已應(yīng)用于拖船、大型游艇、極地研究船等不同艦種。 建造和運營不同種類的無人船很難有統(tǒng)一的時間表。一些無人船可以不需要任何船員操作,并且看起來和現(xiàn)在的艦船完全不一樣。還有一些依賴于自主控制和人類遙控的結(jié)合,在開放水域自主航行,需要高級操控時交由遠(yuǎn)程控制。 例如游輪總是需要船員,因為還要為船上的游客提供服務(wù)和安全保證。不過未來的無論有沒有船員,艦船應(yīng)該都會采用同樣的技術(shù)。因為新技術(shù)能讓甲板上的人們更安全。 目前,勞斯萊斯正在進(jìn)行第一代高級智能船舶的設(shè)計,而要解決的問題還包括經(jīng)濟(jì)、社會、法律、監(jiān)管和技術(shù)等多個方面。第一艘投入商業(yè)運營的智能船舶,初期可能是一艘港口拖船或渡輪,而且可能仍然載有船員,盡管他們不會插手航行的工作。 無人船投入測試已經(jīng)為期不遠(yuǎn)。挪威海事局和挪威海岸管理局簽署了一項協(xié)議,允許在特隆赫姆峽灣進(jìn)行相關(guān)海試,這是世界上第一個被指定用于測試自主航行船舶的地方。同時,芬蘭海洋工業(yè)協(xié)會、交通和通信部和Tekes(芬蘭創(chuàng)新資助局)都已加入勞斯萊斯和其他公司的計劃之中,用以推動在波羅的海展開無人海洋運輸?shù)奶剿鳌?/p> 再過三年,無人船將會出現(xiàn)在人們面前。到2025年,一些有遠(yuǎn)見的航運公司,將在公海上運營完全無人駕駛的遠(yuǎn)洋船舶。然后再過五年,無人船將隨處可見。 長期來看,航運業(yè)正經(jīng)歷根本性的變化,更多的變化仍在孕育之中。向無人駕駛船舶的轉(zhuǎn)變,無疑將徹底改變?nèi)蚬?yīng)鏈的運作,并創(chuàng)造出新的服務(wù)。這將帶來行業(yè)的顛覆,就像Uber、Spotify和Airbnb在各自領(lǐng)域做的那樣。 這艘船不僅乘風(fēng)破浪,也掀起新的波浪。 編譯 | 量子位 舒石 還記開頭提到的那段視頻么?強烈推薦你看一下。因為頭條文章不方便插入視頻,所以請移步我們的微信公眾號,搜索:量子位 或 QbitAI ,在公眾號回復(fù):“勞斯萊斯”四個字即可。 |
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