11月28日，全球首艘40萬噸智能超大型礦砂船（VLOC）“明遠(yuǎn)”號在上海正式交付船東招商局能源運輸股份有限公司，使業(yè)內(nèi)再度刮起一陣有關(guān)智能船舶的討論風(fēng)潮。
船舶智能化是大勢所趨。但是，船舶智能技術(shù)到底是什么？究竟是船舶行業(yè)獨立發(fā)展的技術(shù)，還是船舶行業(yè)本身技術(shù)與外部智能技術(shù)的融合？如果是技術(shù)融合，為了擁抱船舶智能技術(shù)，船舶行業(yè)要做哪些前期準(zhǔn)備工作？為了厘清這些疑問，筆者通過分析ABC三種通用型智能技術(shù)的原理和發(fā)展?fàn)顩r，結(jié)合船舶智能化的發(fā)展軌跡，預(yù)測未來可能的發(fā)展方向，并提出了針對性的應(yīng)對策略。
智能技術(shù)一般指的是ABC技術(shù)，A代表人工智能（AI），B代表大數(shù)據(jù)(Big Data)，C代表云計算(Cloud）。
如果把ABC技術(shù)作為智能時代的代表技術(shù)，那如今很多的產(chǎn)品并不“智能”。于船舶領(lǐng)域而言，開發(fā)通用型智能技術(shù)并不現(xiàn)實，因此，累積數(shù)據(jù)，尤其是成體系的數(shù)據(jù)，是制造業(yè)迎接智能時代要做好的一項基礎(chǔ)工作。
全球首艘40萬噸智能超大型礦砂船（VLOC）“明遠(yuǎn)”號
ABC技術(shù)：智能時代的代表
目前來看，人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算分別代表了計算機的推理能力、數(shù)據(jù)分析能力和計算能力目前所能達(dá)到的最高水準(zhǔn)。
人工智能。2016年被稱為“人工智能元年”，標(biāo)志性事件是人工智能算法阿爾法圍棋（AlphaGo）與韓國圍棋選手李世石對弈獲勝。AlphaGo向世界展示了人工智能在智力游戲上對人類思維模式的碾壓能力。目前，人工智能技術(shù)分為兩大派系，一派是以AlphaGo為代表的深度學(xué)習(xí)技術(shù)，其底層是結(jié)合腦科學(xué)技術(shù)模仿人腦思維結(jié)構(gòu)而生成的“人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”；另一派是不主張構(gòu)建“大腦”而主張“習(xí)得”智能的機器學(xué)習(xí)技術(shù)。兩派學(xué)者因?qū)θ斯ぶ悄艿睦斫庥兄举|(zhì)的區(qū)別而被業(yè)內(nèi)人士分別稱為“結(jié)構(gòu)派”和“功能派”。
大數(shù)據(jù)。簡而言之，大數(shù)據(jù)就是人類因互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)而產(chǎn)生并記錄下來的海量數(shù)據(jù)。IDC數(shù)字宇宙的報告顯示，到2020年，全球人均將生產(chǎn)5000 GB的新數(shù)據(jù)，但這些數(shù)據(jù)的分布十分不均勻，互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)越發(fā)達(dá)的地區(qū)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量越大，中美就有可能壟斷世界數(shù)據(jù)的半壁江山。數(shù)據(jù)多的好處在于當(dāng)數(shù)據(jù)量超過一定程度，它為人類呈現(xiàn)的就是世界的另一種面貌，有了更多數(shù)據(jù)，人來就能看到之前看不到的信息。但大數(shù)據(jù)還有一個特點，即難以處理。當(dāng)數(shù)據(jù)大到超出一臺計算機的存儲和處理能力時，就需要依靠分布式計算等技術(shù)，至此數(shù)據(jù)分析就需要大數(shù)據(jù)技術(shù)。
云計算。云計算解決的是未來社會各個行業(yè)甚至是每個人巨大的計算需求。與其說云計算平臺是一種新技術(shù)，不如說是一種新的基礎(chǔ)設(shè)施。云計算是多種傳統(tǒng)技術(shù)的深度融合，比如分布式計算、并行計算、效用計算、網(wǎng)格儲存、虛擬化、負(fù)載均衡、熱備冗余等。這些傳統(tǒng)技術(shù)共同作用，以類似公司運營的方法管理計算問題，讓計算從手工作坊的勞作升級為流水線的生產(chǎn)，計算的成本可大大降低。
智能船舶路線圖各具特色
自從智能（自主/無人）船舶的概念被提出后，各國均展開研究與探索，各主要研究機構(gòu)也相繼發(fā)布智能船舶發(fā)展路線圖。其中，國際海事組織（IMO）的路線圖側(cè)重技術(shù)，英國勞氏船級社（LR）的路線圖重在分析人與船舶的關(guān)系，中國船級社（CCS）則是從船舶自主化角度出發(fā)，羅爾斯-羅伊斯的路線圖描述的則是不同階段的實現(xiàn)形式。
以羅爾斯-羅伊斯給出的無人船路線圖為例。羅爾斯-羅伊斯的無人船路線圖分為4個階段，第一階段要求配備少量船員的遠(yuǎn)程控制船舶，第二階段要求能夠遠(yuǎn)程控制無人近海船舶，第三階段要求能夠遠(yuǎn)程控制無人遠(yuǎn)洋船舶，第四階段要求能夠自主航行無人遠(yuǎn)洋船舶。
第一階段，無人船要對船舶運行時的直接人為操作減少到0，這樣就要求第一代智能船舶本身具有高度的可靠性和大量可供遠(yuǎn)程操作的通信接口，很難想象一艘系統(tǒng)復(fù)雜的柴油動力船舶能夠勝任這一“角色”。而在電力驅(qū)動的柴電混合動力船舶中，內(nèi)燃機作為小型電站，唯一需要做的就是穩(wěn)定地輸出電流，這將大大提高系統(tǒng)的可靠性，直流電網(wǎng)搭配數(shù)字化的控制系統(tǒng)為遠(yuǎn)程遙控提供了接口。
第二階段，在第一代智能船舶使遙控成為可能的基礎(chǔ)上，需進一步探索船舶安全性。遙控的數(shù)據(jù)量依然很大，衛(wèi)星通訊尚不能勝任，因此還需借助4G網(wǎng)絡(luò)，所以需要建設(shè)岸基的通訊基站，通訊覆蓋的范圍也只能達(dá)到近海和內(nèi)河，但此時大量數(shù)據(jù)可以被積累，大數(shù)據(jù)技術(shù)得以施展拳腳。
第三階段，在大量分析了第二代智能船舶航行過程中的各種參數(shù)后，設(shè)計人員將去除不必要的傳感器、增設(shè)更新的設(shè)備。要么此時岸基通訊技術(shù)有了長足進步，要么在近?；蛘吆５椎耐ㄓ嵒A(chǔ)設(shè)施已經(jīng)取得了初步進展，遠(yuǎn)程的通訊將成為可能，此時將會嘗試使用衛(wèi)星通訊和通用型的人工智能系統(tǒng)，更多的數(shù)據(jù)會被上傳至云端。
第四階段，在第三代智能船舶的基礎(chǔ)上，船載人工智能在大數(shù)據(jù)的哺育下迅速成長，無需人類介入船舶的控制，因此也無需通過衛(wèi)星傳輸大量數(shù)據(jù)，遠(yuǎn)洋船舶可以依據(jù)各種氣象信息、水溫信息并綜合供應(yīng)鏈需求和船舶自身能力設(shè)計最優(yōu)航線和最佳航行方式。
由此來看，智能船舶的誕生需要至少三大先決因素，即混合電力系統(tǒng)、直流電網(wǎng)和數(shù)字化的控制系統(tǒng)；岸船中繼站或水下通信網(wǎng)絡(luò)或大帶寬高質(zhì)量衛(wèi)星通訊系統(tǒng)；通過低級智能形式積累的大量實際運行數(shù)據(jù)，如水文、氣象、船舶設(shè)備、航運等數(shù)據(jù)。
將智能技術(shù)融入船舶行業(yè)
隨著電氣化、數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化程度的不斷加深，智能技術(shù)的逐漸介入，船舶從不智能逐漸發(fā)展到弱智能，最后成為無人操作、自動運行的無人智能船，這將是一個多系統(tǒng)、成體系的建設(shè)工程。當(dāng)前，船舶行業(yè)的重點應(yīng)當(dāng)是思考如何使用智能技術(shù)，借助智能技術(shù)的力量。
具體來講，船舶行業(yè)首先應(yīng)當(dāng)將智能理念納入到未來船舶的設(shè)計中，并給予重要的地位，并將設(shè)計院所的業(yè)務(wù)延伸到智能系統(tǒng)和智能設(shè)備的設(shè)計生產(chǎn)上，讓船舶在設(shè)計的源頭上擁有智能的基因。其次，提高船舶電氣化和數(shù)字化水平。通過一套船舶電力系統(tǒng)管理全船的各個子系統(tǒng)，位于艦橋的終端能夠?qū)崟r地與所有子系統(tǒng)建立通訊，保證控制鏈條的通暢，同時通過分布不同位置的傳感器獲取表征船舶各種特征的參數(shù)指標(biāo)，積累用于后續(xù)分析的原始數(shù)據(jù)。
此外，船舶行業(yè)應(yīng)當(dāng)鼓勵開展合作，建設(shè)航運網(wǎng)絡(luò)、挖掘數(shù)據(jù)價值。在船舶行業(yè)外，也有很多的單位在積極嘗試岸船通訊和云服務(wù)技術(shù)，船舶的智能化是航運智能化的一部分，更是交通和供應(yīng)鏈智能化的分支，解決這么大的問題應(yīng)該讓多個行業(yè)的巨頭聯(lián)手合作，各自發(fā)揮其領(lǐng)導(dǎo)作用，包括大型的港口、航運公司、互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)和政府機構(gòu)。
