探究未來智能航運(yùn)新業(yè)態(tài)——2024世界交通運(yùn)輸大會新一代航運(yùn)系統(tǒng)專家觀點(diǎn)集萃

6月29日上午，第八屆（2024）世界交通運(yùn)輸大會“新一代航運(yùn)系統(tǒng)”分論壇在青島舉辦。論壇匯集航運(yùn)領(lǐng)域的資深專家、高校教授、知名企業(yè)科研人員作專題報(bào)告，共同探討“新一代航運(yùn)系統(tǒng)”最新發(fā)展趨勢和機(jī)遇，探究未來智能航運(yùn)的新業(yè)態(tài)，分享研究成果和工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，研討新一代航運(yùn)系統(tǒng)理論體系、技術(shù)框架、實(shí)踐路徑。

論壇由水路交通控制全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、國家水運(yùn)安全工程技術(shù)研究中心、智能航運(yùn)與海事安全國際科技合作基地、智能航運(yùn)與海事安全學(xué)科創(chuàng)新引智基地主辦，武漢理工大學(xué)交通與船海工程學(xué)部協(xié)辦。

自動化是未來碼頭發(fā)展方向

港口是全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展的“晴雨表”和重要支撐，然而港口作為傳統(tǒng)行業(yè)本身卻存在一些缺陷，將會面臨著很多風(fēng)險(xiǎn)：一個是勞動強(qiáng)度大，港口的作業(yè)需要嚴(yán)苛的人力條件，二是作業(yè)環(huán)境艱苦，整個作業(yè)基本是在露天條件下，受到天氣影響較大，最后就是安全風(fēng)險(xiǎn)高，因?yàn)樵谧鳂I(yè)過程工作人員跟空中的貨物和水平運(yùn)輸車輛等方面都存在著交互和潛在的風(fēng)險(xiǎn)。因此為了消除人身傷害，提升港口的作業(yè)效率，自動化碼頭是港口未來發(fā)展的主要方向。山東省港口集團(tuán)高級別專家張連鋼表示。

2023年11月，交通運(yùn)輸部發(fā)布《關(guān)于加快智慧港口和智慧航道建設(shè)的意見》提出，到2027年我國將建設(shè)一批世界一流的智慧港口。

來自交通運(yùn)輸部的最新數(shù)據(jù)顯示，目前我國已建成的自動化集裝箱碼頭有21座，自動化干散貨碼頭有28座，已建及在建的自動化碼頭數(shù)量位居世界首位。基于5G技術(shù)的新一代自動導(dǎo)引車、無人集卡等智能化水平運(yùn)輸設(shè)備率先投入使用，有的已經(jīng)實(shí)現(xiàn)集卡自動化長距離運(yùn)輸。

在世界集裝箱第一大港上海港，以前配載一艘船需要4個小時，現(xiàn)在隨著信息技術(shù)發(fā)展應(yīng)用，5分鐘左右就可以完成一條船的配載工作，大大節(jié)約時間，提升效率。以前需要人工駕駛運(yùn)輸車輛，現(xiàn)在已開始規(guī)模運(yùn)用自動駕駛車輛，港口現(xiàn)場操作的人員也會越來越少。

我國“北煤南運(yùn)”的重要港口黃驊港，通過自主創(chuàng)新，港口實(shí)現(xiàn)了全流程的自動化作業(yè)和現(xiàn)場的無人化作業(yè)，裝船效率顯著提升，輔助作業(yè)時間也大幅壓縮，現(xiàn)在船舶平均在港時間縮短了2天左右。船舶運(yùn)行周轉(zhuǎn)效率的提高，為航運(yùn)企業(yè)、港口企業(yè)的降本增效都發(fā)揮了很好的作用。

據(jù)介紹，我國制定發(fā)布了自動化集裝箱碼頭、自動化煤炭礦石碼頭設(shè)計(jì)規(guī)范等一系列的行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，充分發(fā)揮標(biāo)準(zhǔn)的引領(lǐng)作用，帶動和支撐了智慧港口建設(shè)發(fā)展。同時，也在推動相關(guān)技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)“走出去”，中國的自動化集裝箱碼頭建設(shè)技術(shù)方案已走出國門，在部分國家港口也得到了很好地應(yīng)用。

拖輪自主伴航智能化

在自動化碼頭上，一艘大船在拖輪伴航下進(jìn)港靠泊，在完成自動化裝卸貨之后，大船又在拖輪伴航下離港出海。中國船級社正高級工程師馬吉林用上述場景來表示拖輪伴航似乎作為整個航運(yùn)大版圖的承上啟下的一塊，而實(shí)現(xiàn)拖輪的自主伴航就是航運(yùn)智能化版圖的關(guān)鍵一步。

馬吉林表示，傳統(tǒng)的拖輪伴航是由拖輪駕駛員操控船舶，操控拖輪安全高效地接近被伴航的大型目標(biāo)，但整個過程會面臨以下問題，一是，隨著當(dāng)前船舶的大型化，船體外板的外飄，導(dǎo)致拖輪駕駛員視覺盲區(qū)越來越大；二是，當(dāng)拖輪在伴航過程中，距離大型的船舶越來越近時，船間的效應(yīng)愈發(fā)明顯，使得拖輪的控制也越來越困難；三是，大型船舶對拖輪的視覺壓迫感非常強(qiáng)，拖輪操作員的操作水平、作業(yè)經(jīng)驗(yàn)、心理素質(zhì)，都可能導(dǎo)致他在作業(yè)過程中會產(chǎn)生安全的隱患，以及作業(yè)效率的下降。而自主伴航技術(shù)的出現(xiàn)，則是為了解決上述問題。

馬吉林解釋道，自主伴航的定義就是在有人監(jiān)控的情況下，憑借著先進(jìn)的感知技術(shù)、規(guī)控技術(shù)，由系統(tǒng)自主鎖定目標(biāo)，并自主操控拖輪安全高效地接近目標(biāo)、伴隨目標(biāo)，直至并靠的行為。

在完成多項(xiàng)工作以后，拖輪自主伴航有了目前的階段性成果。4月13日—18日，在日照海域歷時6天進(jìn)行自主伴航功能全流程的測試，這次測試總共進(jìn)行了4類試驗(yàn)共計(jì)34項(xiàng)試驗(yàn)項(xiàng)目。測試的結(jié)果顯示目前自主伴航系統(tǒng)的硬件運(yùn)行是穩(wěn)定可靠的，安全機(jī)制是完整有效的，目標(biāo)的感知也是準(zhǔn)確，并且整個跟蹤過程呈現(xiàn)穩(wěn)定態(tài)勢。馬吉林表示，目前的整個系統(tǒng)自適應(yīng)良好且人機(jī)對話交互界面也穩(wěn)定友好。

馬吉林表示，整個自主航運(yùn)系統(tǒng)的發(fā)展是通過一個又一個的應(yīng)用場景不斷地突破和組合產(chǎn)生的。每一個應(yīng)用場景涉及感知、認(rèn)知、決策、執(zhí)行過程，在這個過程中需要突破很多的技術(shù)，不僅包括意圖的認(rèn)知，比如像人類駕駛員一樣以一種類人的決策能力展示自主航運(yùn)的能力等等。他表示，在未來，希望所有共事者都能夠把自主航運(yùn)每一個板塊、每一個環(huán)節(jié)都做到不斷地提升，最終實(shí)現(xiàn)自主航運(yùn)的中國方案。

未來可能需要“小型化”自動化港口

新加坡國立大學(xué)高級講師李浩斌提出了一種觀點(diǎn)，他認(rèn)為未來可以是微型自動化港口與小型自主船舶組成的集裝箱集輸運(yùn)系統(tǒng)，成為衛(wèi)港星鎮(zhèn)，從而使整個航運(yùn)供應(yīng)鏈更靈活、韌性、可靠。

中國的“一帶一路”的倡議，尤其是21世紀(jì)海上絲綢之路的投資建設(shè)，為沿線國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，尤其是東南亞臨近海洋的各個發(fā)展中國家注入了新的活力。然而，值得注意的是海上絲路的沿線國家，大都沒有一馬平川的平原，人口聚集的地方很多被高山、河流與海洋分割，即便是臨近海岸的地方，也不是都有修建深水碼頭的條件。正如公路和鐵路有不同的等級，機(jī)場與車站有不同的規(guī)模。李浩斌認(rèn)為港口與船舶的運(yùn)輸形態(tài)也不一定是唯一的，服務(wù)于群島與近岸地區(qū)的實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)的貨物運(yùn)輸，以及航務(wù)及疏運(yùn)功能的水運(yùn)系統(tǒng)，可能與今天服務(wù)于區(qū)域之間遠(yuǎn)洋運(yùn)輸?shù)暮＿\(yùn)系統(tǒng)有很大的不同。

李浩斌認(rèn)為，當(dāng)船舶制造能力也能像汽車工業(yè)一樣富足的時候，集裝箱船舶的設(shè)計(jì)很有可能會從大型化轉(zhuǎn)變?yōu)榇笠?guī)模而小型化。小型集裝箱船舶可能會更加自由地來往于通航能力較弱的水道，也可以減少等待貨物滿載的時間，完成時效性較高的運(yùn)輸需求。

在李浩斌的設(shè)想中，未來小型船舶可以是智能與高度自動化，且動力為新能源可以做到凈零排放。

與此同時，與小型船舶相適配的則是小型集裝箱船舶的港口。李浩斌表示，這些港口可能是垂直泊位，靠船舶的矢量推進(jìn)實(shí)現(xiàn)自動靠泊與節(jié)約利用岸線資源，它們可能只有一種標(biāo)準(zhǔn)化的單一港機(jī)設(shè)備，以增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性，可以分別對船、車、堆場進(jìn)行裝卸操作。如此，這樣的微型港口可以依靠低廉的建設(shè)與維護(hù)成本，在每個海上絲路沿岸部署。

（轉(zhuǎn)載自中國水運(yùn)網(wǎng)）