無人駕駛船只將改變海上運輸未來

克里斯·巴拉紐克

9月在加州圣迭戈，一位工程師正坐在電腦桌旁，手里握著桌上的游戲操縱桿。他并不是在玩游戲，而在操控一艘此刻正在數(shù)千公里外的蘇格蘭海岸航行的巨型貨輪。

工程師的操縱桿通過衛(wèi)星通信與貨輪保持連接，他由此可以僅靠手動遙控操作而精確控制在千里之外的船的移動方向。此刻，電腦屏幕上的船只虛擬圖標(biāo)正在不斷移動。與此同時，在這艘貨輪上，其他實驗人員正在一邊監(jiān)控設(shè)備運轉(zhuǎn)，一邊監(jiān)控船只的搖擺顛簸。這是芬蘭能源及科技企業(yè)瓦錫蘭公司正在進(jìn)行的一次為時四小時的實驗，實驗由分別位于地球兩端的人員共同完成。

這是由位于半個地球之外的一名工程師遠(yuǎn)程操控的一艘貨輪。采用一定程度的自動化技術(shù)將能夠削減船員成本

? ? ? 明年即將建成下水的 Yara Birkeland 號據(jù)稱是世界上第一艘自動駕駛船舶

瓦錫蘭相信，未來的智能化船舶能夠讓船東更為高效地控制船舶的航行、降低能耗并削減排放。在各國空前緊密地通過國際貿(mào)易聯(lián)系在一起的21世紀(jì)，我們面臨氣候變化的重大威脅。氣候變化會導(dǎo)致極端惡劣天氣及海平面升高，嚴(yán)重影響全球貨物運輸。因此，自動駕駛船舶堪稱是解決這些問題的雄心之舉。

另外，這些船舶還可實現(xiàn)無人駕駛，有朝一日可以通過電腦，而非人進(jìn)行遠(yuǎn)距離操控。

遠(yuǎn)洋航運是一個規(guī)模巨大的產(chǎn)業(yè)，但其高科技含量卻不盡如人意。今天，在各大洋來往穿梭的很多輪船都是體型龐大，耗油量驚人的海上怪獸，這種現(xiàn)狀很多年都沒有出現(xiàn)顯著變化。

在不遠(yuǎn)的未來，船舶設(shè)計會出現(xiàn)明顯改進(jìn)嗎？已經(jīng)開始改變道路車輛面貌的自動化技術(shù)是否也將改變海洋運輸？

世界船舶革命的一個主要推動力在于治理污染的急迫需求。要知道，16艘世界最大船舶的污染物排放量就已和全球所有汽車的總排放量不相上下。當(dāng)然，大型航運企業(yè)同時考慮還有如何實現(xiàn)其利潤最大化。

瓦錫蘭公司數(shù)字化產(chǎn)業(yè)主管安德烈·莫甘特承認(rèn)，瓦錫蘭開展的實驗要想成為航運業(yè)的現(xiàn)實還需要很長時間。但是，由于采用自動化技術(shù)后船東能大幅度削減人類船員的成本，他相信這一技術(shù)潛力巨大。

“想象一下能夠遠(yuǎn)程遙控，在港口協(xié)助船只進(jìn)出港的新型拖船，”他說。另一個有潛力的市場是在港口間或沿海岸線運送貨物的近海貨船。

挪威康斯伯格海事公司正在與其他企業(yè)合作測試并部署具有上述用途的全自動駕駛貨船。

康斯伯格旗下有兩艘全自動駕駛貨船和YARA Birkeland號正在建造。2018年下半年，80米長的全電驅(qū)動集裝箱船Birkeland號將投入使用。

康斯伯格自動化業(yè)務(wù)主管彼得·杜伊對測試船只上采用的傳感器的精度贊嘆不已。

“監(jiān)控系統(tǒng)能探測到一只啤酒罐，你看不清是海尼根還是嘉士伯，但你能看到它正浮在水面上，距離船只越來越近，”他說。機器學(xué)習(xí)能夠訓(xùn)練系統(tǒng)如何判斷哪些物體較為危險，需要規(guī)避，他說。

“一只海鷗可以置之不理，但是如果發(fā)現(xiàn)水里有人游泳，就必須規(guī)避。”

英國南安普頓大學(xué)最近發(fā)布的一篇報告稱，隨著技術(shù)成本不斷下降，且某些航運產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域出現(xiàn)勞動力短缺問題，自動駕駛船舶將比人們當(dāng)初預(yù)計更快地成為現(xiàn)實。

然而正如杜伊所指出，國際海事組織等機構(gòu)可能需要好幾年才能制定出自動駕駛船舶在國際水域航行所需的相關(guān)規(guī)則。然而，在一個國家的領(lǐng)海內(nèi)，只需本國法律許可，自動駕駛船舶就可以迅速投入使用，他說。

無論未來船舶是由人還是機器人操縱，今天體型巨大、噴出滾滾濃煙的商業(yè)船舶都將最終改變其設(shè)計，從而減弱其對地球環(huán)境的不良影響。

? ? ? ? 在21世紀(jì)，各大洋充斥著大量燃燒化石燃料的貨輪，從而使氣候變化愈演愈烈。但是未來的船舶將由太陽能驅(qū)動

例如，可以用玻璃鋼和塑料等復(fù)合材料建造船舶，從而大幅度降低船舶自重，減少能耗，提高裝載量。

歐盟近期啟動了“纖維船舶”計劃，以發(fā)展長度超過50米的復(fù)合材料貨輪船體。

DNL GL船級社船舶設(shè)計教授及項目經(jīng)理沃爾克·波特拉姆說，自動駕駛技術(shù)對于客輪等其他種類的船舶還會帶來額外的優(yōu)勢。

但是他說，對于大型船舶，尤其是裝載重型貨物的船舶，鋼仍然是最優(yōu)材料。

“假如一艘油輪排水量的90%都是它裝載的石油，因此就不會有迫切需求采用輕量化材料，”他說。

日本Eco Marine Power公司正在研究裝備采用太陽能電池板的剛性帆作為船舶動力。

“開始時，在剛性帆上裝備太陽能電池板是不可行的。但是后來有了技術(shù)進(jìn)步，成本也降低了，”公司社長兼首席技術(shù)官格里格·阿特金森表示。

他說，任何采用Aquarius系統(tǒng)的船只仍然需要發(fā)動機和傳統(tǒng)燃油系統(tǒng)，但是風(fēng)能和太陽能將有助于減少化石燃料的消耗。

在驅(qū)動船只的可再生能源中，有80%的能量來自作用在帆上的風(fēng)能，另外20%來自太陽能電池板。

Eco Marine希望在一艘大型船只鐵礦石、煤炭或糧食的大型商業(yè)貨輪上對系統(tǒng)進(jìn)行測試。

“這類船只是這一新技術(shù)的目標(biāo)市場，”阿特金森說。“它們的航速較慢，并且航線位于季風(fēng)帶海域。”

除了Eco Marine Power之外，有其他公司也正在開發(fā)貨船剛性帆技術(shù)，其中一家公司計劃為運載能力2000輛汽車的貨運船安裝剛性帆。

然而，剛性帆也需要額外成本，同時也有風(fēng)險。強風(fēng)下，如果剛性帆無法折疊并收回到甲板上或甲板下，會造成很嚴(yán)重的危險。

“現(xiàn)在出現(xiàn)了很多新概念，各種論文也出版了很多，但是卻很少有概念成為現(xiàn)實，”波特拉姆說。在數(shù)字化技術(shù)的協(xié)助下，船舶設(shè)計師能夠更為精確地模擬船舶在不同海況下的表現(xiàn)，能把能耗至少降低幾個百分點。

3D打印等新技術(shù)將改變某些船舶零部件的制造工藝。最近，荷蘭鹿特丹的一家聯(lián)合造船企業(yè)利用3D打印技術(shù)制造了一只螺旋槳原型件。

當(dāng)然，如果在海上某些部件破損需要更換，船上的3D打印機就可解燃眉之急。對于最大船舶的船東而言，這無疑是一項極富吸引力的技術(shù)。

這些形形色色的未來船舶技術(shù)，在半個地球以外自由操控的巨輪、用新材料建造，排放量更少的船舶、以及由太陽能驅(qū)動的船舶，將徹底改變遠(yuǎn)洋航運業(yè)的面貌。？笏（摘自英國廣播公司新聞網(wǎng)）（編輯/華生）