無(wú)人船散裝貨物安全運(yùn)輸?shù)睦Ь撑c路徑

劉憲偉 郝振鈞 關(guān)長(zhǎng)輝

【摘 要】隨著無(wú)人船的出現(xiàn)，國(guó)際航運(yùn)業(yè)將迎來(lái)翻天覆地的變革。當(dāng)前，無(wú)人船舶的貨物運(yùn)輸面臨無(wú)人船控制技術(shù)、人員配備、貨物管理、港口和環(huán)境安全等需要統(tǒng)籌考慮的諸多問(wèn)題。其中，無(wú)人船貨物運(yùn)輸安全并未得到充分重視，而貨物運(yùn)輸?shù)陌踩唾|(zhì)量是船舶運(yùn)營(yíng)并獲得經(jīng)濟(jì)收益的根本。文章通過(guò)研究傳統(tǒng)散裝貨船的貨物安全運(yùn)輸方法，分析無(wú)人船在運(yùn)營(yíng)期間存在哪些影響貨物質(zhì)量和安全的主要因素，為解決無(wú)人船散裝貨物在船舶營(yíng)運(yùn)中面臨的貨物安全問(wèn)題提供相應(yīng)的解決方案。

【關(guān)鍵詞】無(wú)人船;散裝貨船;安全運(yùn)輸

【中圖分類號(hào)】U695.27 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-0688（2020）12-0214-03

0 引言

近年來(lái)，隨著科技的發(fā)展和進(jìn)步，人工智能逐步運(yùn)用到各大常規(guī)領(lǐng)域。在不久的將來(lái)，無(wú)人船有可能帶來(lái)航運(yùn)業(yè)的革命，改變航運(yùn)業(yè)的傳統(tǒng)面貌。無(wú)人貨船運(yùn)輸開(kāi)發(fā)聯(lián)盟指出，中國(guó)的無(wú)人船操控技術(shù)和信息支持技術(shù)進(jìn)入準(zhǔn)備階段[1]。隨著我國(guó)在5G技術(shù)方面的優(yōu)先發(fā)展和應(yīng)用，以及我國(guó)北斗衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)的組網(wǎng)和應(yīng)用，為我國(guó)的無(wú)人船舶安全營(yíng)運(yùn)提供重要的技術(shù)支持和安全保障[2]。無(wú)人船的設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)營(yíng)將全面開(kāi)啟，航運(yùn)業(yè)即將迎來(lái)全新的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。

1 船舶散裝貨物運(yùn)輸?shù)默F(xiàn)狀

有關(guān)統(tǒng)計(jì)資料表明，散貨船在海上運(yùn)輸占據(jù)著主要份額，它所承擔(dān)的海上貨物運(yùn)輸量是世界商船運(yùn)輸總量的40%以上[3]。無(wú)論是從船舶數(shù)量，還是從貨物運(yùn)輸能力方面來(lái)說(shuō)，散裝船運(yùn)輸是上國(guó)際上貨物運(yùn)輸?shù)闹匾α亢椭髁姟?/p>

散裝貨船所載運(yùn)的貨物一般為大宗散裝貨物，按照性質(zhì)可分為A、B、C 3類，A類為易流態(tài)化貨物（如鎳礦、鋁礬土等）;B類為具有化學(xué)危險(xiǎn)的貨物，如易燃固體，易自燃物質(zhì)，氧化性、腐蝕性、放射性等（如煤炭、硫磺等）物質(zhì);C類為既不易流態(tài)化又不具有化學(xué)危險(xiǎn)性貨物（如鐵礦、銅礦等）。A類貨物自身的特殊性給貨物運(yùn)輸帶來(lái)很大的風(fēng)險(xiǎn)，也發(fā)生了多起載運(yùn)易流態(tài)化貨物散貨船傾覆事故。航運(yùn)上常用的解決辦法是建造特殊結(jié)構(gòu)和裝置的專用船舶載運(yùn)該類貨物;對(duì)于非專用船舶載運(yùn)該類貨物的解決辦法是裝貨前嚴(yán)格檢查貨物是否適運(yùn)，運(yùn)輸中監(jiān)控船內(nèi)貨物狀態(tài)，如有異常，采取停航、改航等應(yīng)急措施。B類貨物，由于貨物種類繁多，化學(xué)特性不同，所以對(duì)貨物的監(jiān)管方法也不盡相同，目前我們可以依據(jù)貨物的化學(xué)特性，參照《IMSBC code》和《IMDG code》中的相關(guān)說(shuō)明和指示進(jìn)行安全載運(yùn)[4]。對(duì)于C類貨物，其物理與化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，貨物在運(yùn)輸過(guò)程中重點(diǎn)放在對(duì)貨物析出水分的處理，如果處理不當(dāng)，可能會(huì)出現(xiàn)貨損、貨差等問(wèn)題。

2 無(wú)人船帶來(lái)的貨物運(yùn)輸?shù)睦щy和挑戰(zhàn)

2.1 無(wú)人船在港口裝、卸貨的安全管理

無(wú)人貨船在貨物裝卸前，對(duì)貨物狀態(tài)的監(jiān)管和控制，貨物配載和卸載程序的制定，船舶在港裝卸貨過(guò)程中船舶強(qiáng)度、穩(wěn)性的變化，裝卸貨完成后對(duì)貨艙水密的核查，適航狀態(tài)的校核等諸多問(wèn)題都需要逐一解決。

2.2 船舶進(jìn)、出港需考慮的安全因素

船舶進(jìn)出港的交通管理、船舶航行安全、港口設(shè)施安全、環(huán)境安全、貨物安全等問(wèn)題都應(yīng)該考慮。

2.3 無(wú)人船在貨物運(yùn)輸過(guò)程中如何對(duì)貨物管理

無(wú)人船在營(yíng)運(yùn)中會(huì)出現(xiàn)其載運(yùn)的貨物處于無(wú)人員看管的不利狀態(tài)。某些種類貨物在運(yùn)輸過(guò)程中會(huì)發(fā)生物理形態(tài)的變化和化學(xué)性質(zhì)的變化，貨物如果物處理不當(dāng)，將對(duì)船舶結(jié)構(gòu)、船舶水密、船舶穩(wěn)性等關(guān)鍵航行安全指標(biāo)產(chǎn)生影響。

2.4 無(wú)人船貨物運(yùn)輸還處在一個(gè)探索研究階段

根據(jù)羅爾斯羅伊斯無(wú)人船舶技術(shù)路線圖可知，該公司計(jì)劃2030年實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)洋無(wú)人船舶的遠(yuǎn)程控制[5]。在初級(jí)階段，無(wú)人船的貨物運(yùn)輸缺少相應(yīng)的數(shù)據(jù)支持，研究過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)理論上和實(shí)際應(yīng)用上有一定的偏差。

3 解決無(wú)人船貨物裝卸及運(yùn)輸中保管的策略

無(wú)人駕駛船舶是一種基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的船舶無(wú)人駕駛技術(shù)，減少人工干預(yù)，大大提高了船舶完成各種海洋任務(wù)的效率，節(jié)省了人力資源，提高了航運(yùn)公司的利潤(rùn);但是貨物在整個(gè)運(yùn)輸過(guò)程中，缺少人員對(duì)貨物的監(jiān)控和管理，會(huì)給貨物帶來(lái)一定的安全隱患。考慮貨物安全運(yùn)輸?shù)膶用妫覀兛梢詮囊韵聨讉€(gè)方面解決。

3.1 根據(jù)貨物的特殊性建造專用船舶

對(duì)于特殊貨物，我們可以根據(jù)貨物的特性，從船舶建造上或貨艙安全結(jié)構(gòu)上進(jìn)行針對(duì)性的設(shè)計(jì)，從而抵御由于貨物自身特性而造成的嚴(yán)重后果。比如，常見(jiàn)的A類（易流態(tài)化）貨物——鎳礦。散裝鎳礦在《國(guó)際海運(yùn)固體散貨規(guī)則（IMSBC Code）》中被列為A類（易流態(tài)化）貨物。如果貨物含水量（MC）超過(guò)其適運(yùn)水分限量（TML）允許值，運(yùn)輸中貨物可能會(huì)出現(xiàn)流態(tài)化。如果貨物在航行途中由于船舶搖晃，會(huì)析出一定數(shù)量的水分，導(dǎo)致貨物液態(tài)化，從而發(fā)生貨物移動(dòng)，將會(huì)造成船舶傾斜，如果貨物持續(xù)向一側(cè)移動(dòng)，船舶傾斜將會(huì)加劇，將會(huì)超過(guò)船舶的入侵角，導(dǎo)致船舶傾覆和沉沒(méi)。為了減小液態(tài)化貨物造成的影響，我們可以建造專用鎳礦貨船，該貨船可以依據(jù)鎳礦的積載因數(shù)①（SF），通過(guò)增加雙層底和壓載艙的體積，減少船舶的艙容，貨物裝運(yùn)后，形成一個(gè)裝滿貨艙的狀態(tài)，貨物就不會(huì)產(chǎn)生移動(dòng)。此外，還可以在貨艙內(nèi)加裝一道或多道縱向艙壁，將貨艙內(nèi)的貨物左右分隔出來(lái)，這樣根據(jù)自由液面②對(duì)船舶穩(wěn)性的影響關(guān)系可知，貨物移動(dòng)造成的影響會(huì)降低到原來(lái)的25%（一道縱向艙壁），能夠很好地解決易流態(tài)化貨物的載運(yùn)風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)于積載因數(shù)較小的貨物，比如鐵礦石，如果在通用的散貨船中裝載，會(huì)造成船舶重心過(guò)低、橫搖周期短、頻率快，導(dǎo)致船上的設(shè)備損壞。裝運(yùn)此類貨物的船舶設(shè)計(jì)和建造時(shí)，可以提高雙層底，從而提升重心高度，降低穩(wěn)心高度，減小船舶橫搖頻率。

3.2 港口貨物裝卸的安全保證

依據(jù)無(wú)人船舶技術(shù)發(fā)展規(guī)劃，將無(wú)人船舶發(fā)展分為4個(gè)階段。第一階段，2020年實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程支持和特定功能操作，逐漸減少船員配置;第二階段，2025年實(shí)現(xiàn)近海無(wú)人船的遠(yuǎn)程控制;第三階段，2030年實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)洋無(wú)人船的遠(yuǎn)程控制;第四階段，2035年實(shí)現(xiàn)自主遠(yuǎn)洋無(wú)人船舶[6]。按照以上的發(fā)展規(guī)劃，船舶上的工作人員逐漸減少，并最終被遠(yuǎn)程遙控所替代。那么，船舶在港裝卸貨期間保證船舶正確及合適的裝載和卸出的重要任務(wù)自然就要傳遞給港方。貨物裝卸安全的重要任務(wù)由之前的船、港雙方負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)移到港方單方面負(fù)責(zé)，這樣會(huì)改變航運(yùn)業(yè)的工作習(xí)慣，想要轉(zhuǎn)變這種傳統(tǒng)的工作習(xí)慣，需要國(guó)際組織制定相應(yīng)的公約和制度劃分好船、港之間的責(zé)任，并且可以相應(yīng)地給港方一些優(yōu)惠政策，使港方愿意接受這種改變，承擔(dān)新工作環(huán)境下的責(zé)任，從而確保船舶航行安全和貨物裝卸安全。

3.3 無(wú)人船貨物在運(yùn)載過(guò)程中采用遠(yuǎn)程監(jiān)控的方式進(jìn)行貨物監(jiān)管

貨物在運(yùn)輸過(guò)程中，貨物的特性會(huì)使貨物發(fā)生化學(xué)變化及物理變化，導(dǎo)致貨物的減輕、變質(zhì)、損壞，如果貨物保管不當(dāng)可能會(huì)造成船舶火災(zāi)、傾斜、傾覆等嚴(yán)重后果，對(duì)貨物的安全運(yùn)輸和船舶的安全營(yíng)運(yùn)產(chǎn)生嚴(yán)重威脅。因此，無(wú)人船的貨物運(yùn)輸需要必要的監(jiān)管，我們可以通過(guò)以下幾個(gè)方面對(duì)貨物進(jìn)行管理和控制。

3.3.1 溫度控制

船舶在裝運(yùn)貨物時(shí)，貨物的自身溫度及艙內(nèi)、外界環(huán)境的溫度，將會(huì)影響貨物的性質(zhì)。例如石油焦炭、魚粉、黑色金屬切屑等，貨物允許裝船的最高溫度，以及載運(yùn)過(guò)程中的貨物溫度的許可范圍，在國(guó)際海事組織編訂的《IMSBC code》規(guī)則中可以查出[7]。這樣就需要對(duì)貨艙內(nèi)的溫度進(jìn)行監(jiān)控，如果發(fā)現(xiàn)貨艙內(nèi)的溫度升高，應(yīng)該采取相應(yīng)的措施。可以通過(guò)安裝在貨艙內(nèi)的溫度傳感器讀取貨艙溫度，當(dāng)發(fā)現(xiàn)貨艙溫度高于貨物適運(yùn)溫度或有溫度升高趨勢(shì)時(shí)，遠(yuǎn)端遙控開(kāi)啟貨艙通風(fēng)，降低貨艙溫度。

3.3.2 濕度控制

貨艙內(nèi)的濕度較高，會(huì)給所載運(yùn)的貨物造成貨損的風(fēng)險(xiǎn)。例如，糧食類貨物大豆、大麥、玉米等，如果濕度較大，糧食容易發(fā)生結(jié)塊、霉變，影響貨物質(zhì)量。解決辦法就是對(duì)貨艙進(jìn)行通風(fēng)換氣，但是通風(fēng)換氣又與外界環(huán)境的濕度有關(guān)系，所以需要溫度傳感器獲得溫度讀數(shù)，再通過(guò)干、濕球溫度計(jì)計(jì)算獲得外界環(huán)境的濕度，將外界環(huán)境的濕度與貨艙內(nèi)的濕度進(jìn)行比對(duì)，然后決定是否開(kāi)啟通風(fēng)和降低濕度。

3.3.3 貨物狀態(tài)監(jiān)控

貨物運(yùn)輸過(guò)程中除了對(duì)貨物溫度、濕度的控制外，還要對(duì)貨物的整體狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，所以在貨艙內(nèi)需要安裝能夠適應(yīng)夜間環(huán)境的監(jiān)控器，獲得實(shí)時(shí)的影像資料。對(duì)于具有散落性的貨物，裝載后可以通過(guò)該監(jiān)控設(shè)備，檢查港方平倉(cāng)效果是否滿足要求。航行過(guò)程中，可以實(shí)時(shí)檢查艙內(nèi)貨物狀態(tài)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)貨物橫向移動(dòng)或有橫向移動(dòng)趨勢(shì)時(shí)，及時(shí)給予改變航向的指令，避免貨物進(jìn)一步移動(dòng)，造成船舶橫傾的風(fēng)險(xiǎn)。例如，船舶載運(yùn)的是A類貨物（如鋁礬土、鎳礦等），該類貨物在船舶航行中，隨著船舶的橫搖和垂蕩會(huì)析出大量水分，容易形成自由液面，對(duì)船舶的危害較嚴(yán)重，會(huì)造成船舶傾覆的風(fēng)險(xiǎn)。我們可以通過(guò)貨艙的監(jiān)控設(shè)備，實(shí)時(shí)觀測(cè)貨艙內(nèi)的情況，當(dāng)發(fā)現(xiàn)貨物表面有明顯水分析出時(shí)，及時(shí)排出水分并改變航線，減少船舶橫搖。此外，對(duì)于精銅礦、鐵礦這一類貨物，在運(yùn)載的過(guò)程中也會(huì)有水分析出，會(huì)造成貨物的滑動(dòng)，因此需要安裝污水水位探測(cè)裝置，當(dāng)水位升高且超過(guò)污水井高度時(shí)，自動(dòng)開(kāi)啟污水泵，將污水排出。同時(shí)，將開(kāi)啟和關(guān)閉的時(shí)間記錄，計(jì)算出排水量，應(yīng)對(duì)貨差帶來(lái)的糾紛。

3.3.4 氣象監(jiān)控

在貨物運(yùn)輸過(guò)程中，船舶監(jiān)控人員不僅要保持與氣象導(dǎo)航公司的密切聯(lián)系，獲取最新的氣象信息，還要密切關(guān)注海上氣象變化，船舶即將遭遇到惡劣天氣時(shí)，提前做好合理有效的避讓措施。在有影響船舶安全航行的風(fēng)浪海域航行時(shí)，通過(guò)遠(yuǎn)程遙控及時(shí)調(diào)整航向航速，改變船舶與海浪的遭遇周期，通常情況下船舶采取偏頂風(fēng)15°左右的方向航行時(shí)，可減少海浪對(duì)船體的沖擊，從而減小橫搖和縱搖。

4 結(jié)語(yǔ)

目前，海上工作環(huán)境較為枯燥乏味，船員的就業(yè)意向不堅(jiān)定，導(dǎo)致船上工作人員的數(shù)量呈下降現(xiàn)趨勢(shì)。船東支付的船員工資及船員換班所需要的費(fèi)用也逐年攀升。在新冠肺炎疫情的影響下，航行于國(guó)際航線的船舶，船上人員更換將面臨更大的挑戰(zhàn)。此外，根據(jù)國(guó)際海事組織調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，海上交通事故發(fā)生的原因，人為因素占到80%以上，船上工作人員的職業(yè)技能和工作態(tài)度也不盡相同，所以船舶管理公司對(duì)人員的管理比較困難。綜上所述，為了應(yīng)對(duì)以上人員因素，船上的工作將逐漸由人工操作轉(zhuǎn)變成機(jī)械設(shè)備操作，或許將來(lái)會(huì)被人工智能所代替。航運(yùn)事業(yè)一定能夠更靈活地運(yùn)用前沿科技，把符合社會(huì)進(jìn)步和發(fā)展的新技術(shù)、新工藝、新模式運(yùn)用到實(shí)際工作中，讓其充分發(fā)揮效用，做到推陳出新、與時(shí)俱進(jìn)，航運(yùn)事業(yè)從有人到無(wú)人也必然能夠?qū)崿F(xiàn)。

參 考 文 獻(xiàn)

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