智能船舶引领未来航运时代发展.docx

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1、智能船舶引领未来航运时代发展智能船舶是利用传感器、通信、物联网、互联网等技术手段，自动感知和获得船舶自身、航行环境、物流、港口等方面的信息和数据，并基于计算机技术、自动控制技术和大数据处理与分析技术，在船舶航行、管理、维护保养、货物运输等方面实现自动决策、运行和自主安全航行的技术系统。作为数字与智能技术时代的新兴领域，智能船舶已成为全球航运业的趋势性发展方向，关系到整个船舶行业的升级革新。现阶段，日本、韩国以及欧洲多国均将智能船舶视为重点发展领域，相继发布多份指导性战略文件，并在船舶智能系统、智能航行、岸基远程驾控、船舶编队航行等领域开启了一系列关键性技术研究项目，旨在抢占未来智能船舶技术高地

2、，获得未来无人船时代发展先机。一、智能船舶发展现状(-)日本聚焦基础技术开发、基础设施建设与技术标准化工作为了更好地推动海事全产业链智能化变革、应对人口老龄化问题带来的劳动力短缺困境，日本近年来不断加大在智能船舶领域的研发投入，国内船舶行业各相关方积极致力于物联网和人工智能等先进技术研究，大力推进智能船舶基础技术开发与基础设施建设进程。与此同时，日本先后开展了一系列重点研究项目，并注重开展智能船舶标准化立项工作，以期全方位提升其智能船舶技术的国际核心竞争力。在技术层面，日本从底层数据通信基础标准出发，总体上遵循自下而上的发展理念。2015年，日本邮船牵头开启船舶信息管理系统（S1MS）项目，旨

3、在通过收集、监测和共享船岸之间的详细数据来进一步提升船舶的信息管理水平。2018年，日本国土交通省设立船舶远程驾驶示范项目，将建设岸基驾控中心和实现远程操作为目标。此外，日本船级社成立了海事业大数据中心，并与IBM公司联合开发有关软件，对收集机舱内的实时数据加以处理、分析，进而为设备维护、优化等提供合理的建议。目前，日本已完成对远程控制导航的测试和对自主船舶技术框架的AIP认证，并进行了多次自主航行试验。其中，无人船项目MEGURI2040框架下的集装箱船204TEUSUZakU”与大型车客渡船SUnfIOWerShiretokO已于2023年上半年先后完成自主航行试验，极大地推动了日本智能船

4、舶的技术进步。与此同时，日本注重抢占智能船舶国际标准化制定领域的主动权。据统计，2013至2015年间，日本牵头并发布的国际标准共计15项，牵头的在研标准共计10项。较为有代表性的是其依托智能船舶应用平台（SSAP）项目成果，主导制定了船载设备和系统通信网络布设指南、用于现场数据共享的船舶数据服务器和船载机械设备的标准数据三项国际标准，获得了较强的国际影响力。在政策文件层面，t1本密集发布多份智能船舶技术发展的政策文件，旨在全方位指导智能船舶发展。2017年，日本船级社发布自动操作船舶概念设计指南(GUideIineofConceptDesignofAutomatedOperatedShips

5、),涉及智能船舶安全设计要素、风险评估、自主等级分组以及远程遥控等多个方面。2018年，日本政府发布海洋基本计划(BaSiCP1anonOceanPo1icy),其中重点强调应加强对“i-Shipping”等智能船舶项目的支持，以进一步提升日本智能船舶技术水平。2023年，日本船级社发布数字智能船舶指南(GUideIineSforDigita1SmartShips),为“数字智能船船级符号制定了相应标准，以更好地响应业界未来需求与技术进步。(二)韩国将三大船厂作为主导，形成了以生产建造为中心、以应用带动研发的发展格局作为全球范围内最早开启智能船舶研究的国家，韩国依托大宇造船、现代重工与三星重工

6、三大船企取得了智能船舶领域的发展先机，先后推出了智能船舶1O智能船舶2.0等重大战略项目，并取得了多项成就。现阶段，韩国三大船企基本代表了韩国造船工业的实力和发展方向，三家企业几乎全部承担了韩国智能船舶的研发工作，逐渐形成了以生产建造为中心、以应用带动研发的发展格局。在技术层面，韩国将优势的信息技术产业为牵引，在智能船舶的发展过程中充分结合并发挥其信息和数字化产业的优势。在韩国开展的一系列相关项目中，通信业机构和企业深度参与，并将诸多新兴技术系统应用到了船舶建造之中。2019年，韩国提出自主水面船舶（KASS）项目，该项目着力于航运业和造船业两大方向来研究船舶智能化的商用模式。2023年，现代

7、重工将与韩国科学技术院共同开发的现代智能导航辅助系统（HiNAS）成功安装在1艘25万载重吨散货船上。同年，三星重工完成韩国造船业界首次远程自主航行实船海上测试，并计划今后进一步结合人工智能技术以及超高速移动通信技术，开发出更加先进的航行辅助系统。2023年，大宇造船与韩国实时影像处理平台企业N3N合作，旨在共同研发出更高水平的智能船舶平台。2023年，三星重工集团与美国船级社签署联合开发协议，双方将联合开发新型船体应力监测系统（HSMS）,以进一步提升船舶安全性。目前，三星重工的智能船舶解决方案（SVESSE1）、现代重工的综合智能船舶解决方案（ISSS）等智能船舶技术平台体系均处在世界前列

8、，并广泛应用到了多艘商船之o此外，大宇造船于2018年推出了智能船舶4.0服务架构计划，希望构建出基于云计算、物联网等技术，实时收集数据并基于数据分析来管理船舶的架构体系，该计划使其有望成为全球智能船舶物联网基础设施服务市场的领导者。在政策文件层面，韩国政府与企业深入联动，制定多份智能船舶发展指导性文件。2018年，韩国政府在明确的100个国家课题中提出，要挖掘培育高附加值未来型新产业(智能船舶)，协同海运和造船行业共同建设海运强国。2019年,韩国政府发布智能自航船舶及航运港口应用服务开发(Inte11igentSe1f-prope11edShipandShippingPortApp1ica

9、tionServiceDeve1opment),其中包括一系列重要的研发项目规划，表明韩国希望依靠高新技术来推动高附加值智能船舶研发，抢占国际造船市场新的制高点。2023年，韩国现代重工集团发布2030年愿景(Vision2030),提出到2030年建成智能型自主航行造船厂、成为未来全球智能船舶领域领军企业的发展愿景。(三)欧洲多国以高技术企业为引领，主推小型船舶自主化与无人化项目与日韩两国相比，欧洲国家受地理环境、市场规模和产业模式等因素的影响，在智能船舶领域有着相对独特的发展模式。近年来，欧洲多国一直将技术要素作为智能船舶产业发展的核心竞争力，长期以高技术企业作为引领，旨在保持着技术层面的

10、领先优势。与此同时，欧洲点对点短途船运市场规模广阔，因此欧洲船舶工业更倾向于开展小型船舶的自主化无人化项目。止匕外，欧洲的人力成本相对较高，所以各国更加注重推进无人化和少人化操作实践。在技术层面，欧洲多国长期致力于保持智能船舶技术的先进性、稳定性与可靠性，同时注重推动新兴技术与市场需求相结合。2012年，德国MarineSoft公司主导开展了智能化及网络支持的海上无人导航系统(MUN1N)项目，旨在建立有关无人船舶的技术框架，同时对其技术、经济和法律法规上的可行性进行评估。2017年，英国罗尔斯罗伊斯公司成立首个智能船舶体验空间，可向客户、供应商和合作伙伴展示最新数字解决方案如何变革船舶行业。

11、2019年，欧盟开启自主船舶项目AUTOSHIP”,该项目旨在改善欧洲贸易和货物运输环境，进一步完善欧洲船运市场机制。此外，由欧洲各大船企联手打造的全球首艘零排放无人集装箱船“YaraBirkeIaner号已于2023年5月正式投入运营，标志着欧洲多国在智能船舶技术发展取得了重要的阶段性进展，也进一步验证了欧洲在智能船舶领域的高技术水准。在政策文件层面，欧洲各大海运强国均将智能船舶技术提升至国家战略高度。2015年，英国劳氏船级社、奎纳蒂克集团和南安普敦大学合作推出了全球海洋技术趋势2030(G1oba1MarineTechno1ogyTrends2030)报告，把智能船舶列为18个关键海洋技

12、术之一。2016年，英国罗尔斯罗伊斯公司发布高级无人驾驶船舶应用开发计划(TheAdvancedAutonomousWaterborneApp1icationsInitiative)白皮书，对智能船舶的未来发展阶段进行了整体规划。2017年，英国劳氏船级社发布无人海事系统规则(CodeForUnmannedMarineSystems),从适用范围、目的、功能目标以及性能要求等方面对智能船舶进行了相应的论述。2018年，挪威船级社发布自主船舶和遥控船舶(AUtOnOmOUSanCIRemote1yOperatedShips),全方位、多角度对智能船舶技术进行了分析，并提出虚拟测试的概念，以期提高

13、实船测试效率、减小实船测试成本。2019年，法国发布自主航运(AutonomousShipping),对实现未来智能航运的目标提供了整体指南，其中包括通则、风险和技术评估、自动化系统的功能性、自动化系统的可靠性等诸多内容。二、智能船舶发展瓶颈现阶段，世界主要海运大国的智能船舶技术发展迅速，在技术标准化、信息和数字化、自主航行等方面均取得了一系列重要突破，但距离真正的无人船时代还有一定距离。根据国际主流标准，智能船舶的发展主要分为四个阶段，即互联互通、系统整合、远程控制和自主操作。其中，第一和第二阶段的技术当前已相对比较成熟，只是应用程度深浅不同，而第三阶段远程控制与第四阶段自主操作所对船舶执行

14、系统的可靠性和稳定性都有很高的要求。尽管以欧洲VYaraBirke1and号为代表的先进智能船舶已经开始进入运营状态，但目前还未能真正实现完全自主操作。总体来看，智能船舶技术的发展仍存在诸多瓶颈。一是全球定位系统、惯性导航系统、光学和红外系统、雷达系统等多型船用核心传感器的性能还亟待进一步提升。在现代工业体系中，传感器作为获取信息和数据的主要途径与手段，已经深入到海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程等诸多领域。目前，智能船舶领域的各型核心传感器在精确性、适配性以及鲁棒性等方面的性能还不足以支撑智能船舶向更高水平发展。智能船舶在复杂的海洋环境中运行需要处理海量数据，如果各型核心传感器

15、不能正确地生成、处理或融合数据，将导致船舶无法进行高精度的态势感知，从而影响自主系统的决策和行动。因此，更多型号、更高性能的船用核心传感器是智能船舶技术向更高水平迈进的必要支撑。二是现有海事通信技术能力还未能完全满足智能船舶对高连接性、高安全性的要求。相比传统船舶，智能船舶对定位、导航和定时等系统的稳定性需求更高，同时对高清视频、实时雷达等服务的数据吞吐量需求更大。为了实现更加稳定的互联互通，智能船舶需要构建多种不同层次的网络和通道，以提升智能船舶与岸上的连接性以及智能船舶间的连接性，从而提升智能船舶在运行中的稳定性。此外，智能船舶领域同样面临着网络攻击的威胁，更高安全级别的通信渠道是保证智能

16、船舶正常运行的重要前提。目前来看，5G通信技术、高功率卫星通信技术以及可见光或光保真技术能够在连接性与安全性方面对智能船舶的发展提供助力，但这些技术融入智能船舶技术发展体系还需要一定时间，且需要相关的辅助技术与配套软件，短时间内难以形成完备的技术体系，未来还需进一步发展。三是智能船舶在动力选择、能源供应与能源优化管理等方面还存在短板。目前，船舶节能减排已成为主流，全球航运业向低碳方向发展已成为国际社会的共识，兼具成本管控与节能减排的船舶能源管理系统成为船舶行业发展的重要主题之一。相关分析表示，纯电动力推进方式是当下智能船舶发展的最优动力选择。一方面，电力推进能够有效满足节能减排的需求。另一方面，电力推进能够助力智能船舶更好地实现自主补给、自主充电、自主维护等多种功能，并有助于进一步降低其船舶运营能效指数。但就目前而言，锂硫、锂空气和铝离子等电池技术尚未完全实现商