韓國智能船舶發展路徑

王思佳

韓國是否能借此風口，再次贏得先機，在這場以智能為引領的船舶技術升級中占據主動。

韓國很早便靈敏地感知到了船舶智能化發展趨勢，率先開啟了智能船舶領域的研究，并被韓國造船業作為提高自身競爭力，并超越競爭對手的戰略手段。

船舶智能化脈絡

韓國是全球最早啟動智能船舶研究的國家。2009年，現代重工集團與韓國電子通信研究院（ETRI）合作研究將信息技術應用于船舶建造過程中，推出并實施了“智能船舶1.0”計劃，當時，雙方共同開發了船舶通信技術“有/無線船舶綜合管理網通信技術（Ship Area Network，SAN）”，該技術具備兩大優點，一是可以利用互聯網技術，在船上對包括動力推進系統和導航系統在內的460余種設備和部件進行數據收集、船岸信息交互和綜合管理，使得對船上航行相關裝置的操作變得更容易，提高了船舶管理效率；二是航運公司可以利用衛星等遠程技術，在岸上實時管理、監控船舶的運行狀態，對一般性問題和故障進行遠程維護修理等。

之后，該技術被應用到4500TEU的智能化集裝箱船上，該技術不僅能夠對發動機等船舶內部各種航海裝置的狀態進行綜合管理，航運公司還可以通過該技術在陸地上對船舶進行實時遠程監控，以及進行軟件升級等簡單的設備維護，從而大幅減少航運管理的費用。該船于2011年3月交付給集裝箱航運巨頭馬士基。這艘被業界譽為世界上第一艘“智能船”的高度自動化船舶備受船東好評。之后，大量與智能船舶業務相關的訂單蜂擁而至。有數據顯示，2011年全年，現代重工共計獲得70余個“智能船”訂單，其中超過一半的訂單源自于馬士基。

2013年，現代重工正式推出了以“經濟、安全、高效航行服務”為主旨的“智能船舶2.0”計劃。基于“智能船舶2.0”，還提出了“Connected Ship”的新概念，把船舶、港口、陸上物流信息一并提供給船舶運營。

2014年5月，韓國大宇造船和海洋工程公司與韓國最大的移動運營商SK電訊公司（SKT）聯手研發以信息與通信技術（ICT）為基礎的新型智能船舶。該智能船舶配備了全球電信網絡導航和監控系統，將船上所有服務融合到多鏈接的單一網絡，進行自動化和無人化控制，實現船舶高效、安全運營。

2016年8月，現代重工與埃森哲等企業合作，通過運用數字技術，幫助船舶運營商更好地管理船隊，充分挖掘潛能，節約運營成本。在“智能船舶1.0”的基礎上，利用互聯網技術，可對船隊運營的新數據和歷史數據進行實時分析，并通過數據可視化技術呈現分析結果，使船舶運營商能夠實時監控其船舶狀態和航行條件，并根據數據做出妥善決策，支撐高效運營。

現代重工HiNAS智能航行輔助系統

2017年，現代重工與英特爾、SK航運、微軟、大田創意經濟與創新中心（DCCEI），以及蔚山創意經濟與創新中心合作簽訂協議，聯合韓國國內的信息與計算機技術公司共同開發軟件，提高船員的安全系數，改善他們的健康狀況，滿足船東的需求以及安全航運標準。

2017年11月，韓國總統文在寅提出要制定智能海上物流及核心成長先驅項目政策。2018年1月，文在寅參觀韓國大宇造船海洋時表示，要提升大宇造船海洋在未來全球造船工業中的核心競爭力，強化應對措施，立足綠色、自航技術等新技術，為船舶配套實證、自航核心技術及船舶開發帶來新動能，進一步鞏固全球影響力。同年，在韓國政府明確的100個國家課題中，第34條和第80條分別提出，要挖掘培育高附加值未來型新產業（智能船舶），協同海運和造船行業共同建設海運強國。

2019年，韓國正式啟動了自動航行船舶開發項目。該項目包括四大領域共計13個課題，項目周期為2020至2025年，計劃總投資為1603.2億韓元（約合9.7億元人民幣），旨在開發自動航行船舶核心技術，并通過示范實現早期商業化的基礎，為2030年50%的自動航行船舶市場提前布局。韓國政府認為自動航行船舶將成為集物聯網、大數據、人工智能等核心要素于一體的高附加值船舶。

2020年4月，韓國現代重工將與韓國科學技術院（KAIST）共同開發的“現代智能導航輔助系統”（HiNAS）成功安裝在韓國船東SK Shipping公司旗下1艘25萬載重噸散貨船上。該系統采用人工智能技術，可通過分析船上攝像頭的視頻圖像來確定與附近船舶相撞的風險，并通過增強現實技術（AR）發出通知。紅外攝像頭即使在夜間或在濃霧中也能夠定位障礙物并測量其移動速度。

搭載三星重工自主研發的遠程自主航行系統SAS的“SAMSUNG T-8”號拖船

2020年10月，三星重工完成了韓國造船業界首次遠程自主航行實船海上測試。據悉，三星重工將自主研發的遠程自主航行系統SAS搭載在實際運行中的“SAMSUNG T-8”號拖船上，并成功進行了實證。SAS可以實時分析安裝在船舶上的雷達、全球定位系統（GPS）、船舶自動識別系統(AIS)等航海通信設備的信號，并識別周邊船舶及障礙物。該系統可根據船舶航行特點，對船舶碰撞危險度(CRI) 進行評估，找出最佳避碰路徑，并通過推進及轉向裝置自動控制，使船舶可以獨自安全航行至目的地。此外，通過應用全球首次適用于實船的船用360度全景式監控影像系統（Around View）和LTE/5G移動通信技術等，可以在遠處的陸上控制中心直接俯瞰船舶的影像，對船舶實施遠程控制。三星重工計劃今后進一步結合人工智能（AI）技術以及超高速移動通信技術，開發出更加先進的航行輔助系統，并在2022年實現商用化。

以點帶面破新局

目前，船舶智能化的發展已逐漸成為世界各造船強國的主要研究方向，但各國的發展思路卻各有千秋。韓國的互聯網技術應用發達，因此，對于智能船舶的發展思路選擇了以其優勢信息技術產業為牽引。據中國船舶集團經濟研究中心許攸表示：“船舶智能化發展路線方面，韓國選擇制定階段性研發計劃，采用分步實施、突出重點、逐個攻破的模式，如韓國大宇造船牽頭建立智能船舶4.0服務基礎設施，三星重工的SEEMS、現代重工的ISSS等。在技術方面，韓國的智能船發展比較重視網絡數據傳輸技術，如SAN和VSAT（適合小型船舶的VSAT天線）的開發利用等。”

2018年5月，韓國大宇造船宣布， 與Naver Business Platform（NBP）及英特爾韓國公司（Intel Korea）簽署諒解備忘錄（MOU），共同建立智能船舶4.0服務基礎設 施（Smart Ship 4.0 Service Infrastructure）。三方計劃合力打造的智能船舶4.0將不再以設備管理控制為中心，而是構建基于云計算、物聯網等技術，實時收集數據并基于數據分析來管理船舶的架構體系。據此，船東和航運公司可以基于收集的數據保障船舶處于最佳航行狀態，同時還能對船舶進行高效的診斷和維護保養。按照協議內容，大宇造船將在NBP的Naver云平臺上為智能船舶4.0服務的基礎設施構建一個基本環境，并將英特爾的物聯網（IoT）解決方案引入船上物聯網系統（On-Ship IoT System）。英特爾還將參與船內物聯網接入平臺（IOT Hub）和物聯網網關（IOT Gateway）的開發。大宇造船也將以這份協議為起點，大宇造船將連接相關的設備行業，在未來成為全球智能船舶物聯網基礎設施服務市場的領導者。

2011年，韓國三星重工開發了VPS（Vessel Portal Service）船舶門戶服務系統，該系統可以在岸上監控船上設備的運行狀態，判斷船舶故障狀態，遠程支持船舶運營。此外，三星重工還開發了船舶能效管理系統（SEEMS）。該系統是三星重工以國際海事組織（IMO）發布的船舶能效管理計劃（SEEMP）為指導，開發的智能化船舶能效監控工具。船舶能效管理系統也是實施船舶能效管理計劃的載體，同時也是三星重工智能船舶的重要組成部分。船舶能效管理系統利用數據采集技術、遠距離數據傳輸技術、軟件技術、數據庫技術使船舶能效管理高度智能化、集成化。船舶集成能源管理系統能對影響燃料效率的因素進行監測、分析和管理，如航線、發動機與推進能力、污染排放等等，以實現燃料消耗的最小化。集成系統還將高端技術和航線優化、裝飾優化、能源效率運行指數(EEOI)監測與分析、船舶港口服務等相結合。

2017年，韓國現代重工推出的綜合智能船舶解決方案（ISSS）能夠實現經濟可靠的航行和船舶管理，預計能將船舶年運營成本降低6%。ISSS能夠使原本依靠導航員技術和經驗的航行變得標準化，收集并分析航行的實時信息，因而將有助于提高船舶的效率和安全性；還可以為運營商提供了大范圍的船舶信息，包括最佳航行線路和航行速度，以及船舶在航行中能夠最大限度減少阻力的前后船體傾斜狀態。ISSS系統通過收集并分析能源數據、監控發動機和螺旋槳狀態，幫助提高船舶安全性和管理效率。

旗艦企業打頭陣

除了技術側重外，韓國在船舶智能化發展的組織方式方面也有著自己的鮮明特色。基于韓國造船業的基本情況, 以現代重工、大宇造船海洋和三星重工為首的三大船廠基本代表了韓國造船工業的實力和發展方向，因此，對于船舶智能化的技術研發也主要由這三家規模較大的造船企業承擔。而且三家船廠在船舶智能化和建造技術智能化方面也都有著各自的實施方案和規劃。

現代重工自2010年開始探索船舶智能化發展，其與韓國電子通信研究院合作開發“基于IT的船用總體解決方案”，將IT與傳統的造船技術融合，在完善船舶制造和船舶運行兩個方面，分別提出“數字化造船廠技術”和“智能船舶技術”。基于此，現代重工先后實施“智能船舶1.0”和“智能船舶2.0”計劃。“智能船舶1.0”計劃下研究出的基于有/無線船舶綜合管理網通訊技術（SAN）的船舶主機遠程監控系統，后被國際電工委員會選為國際標準，成為韓國優勢技術上升為國際標準的典范之一。現代重工還計劃推出實時預警、預測性維護和更高效的航期規劃等服務。現代重工還與航運業、互聯網及多家創新中心合作開發新型智能船舶。此外，隨著對船舶排放要求的逐漸嚴格，韓國造船業也開始推行環保型船舶。現代重工已經推出了“Smart ship+LNG propulsion”的概念，在智能化船舶的基礎上，升級推進系統，改用LNG燃料為主的環保型船舶。

三星重工于2011年開發了VPS船舶門戶服務系統，該系統可以在岸上監控船上設備的運行狀態，判斷船舶故障狀態，遠程支持船舶運營。之后，三星重工以IMO發布的SEEMP為指導開發了船舶能效管理系統。據三星重工消息，該套系統至少可以節省約15%的能源消耗，整套系統投入費用平均3.8年內可以收回。此外，三星重工還與韓進海運合作，在2013年5月至今年年底的時間內，對韓進海運4600TEU型船進行數據收集和分析研究。

大宇造船中央研究所與韓國SK通信社聯合開發了基于LTE網絡的陸海兩用智能通信系統。SK通信社擁有世界最高水準的LTE網絡基礎設施和豐富的運營經驗，而大宇造船則具備遠程船舶通信技術，兩者聯合后開發出了世界首套以民用LTE網絡為基礎，海上最大通訊距離為100千米的語音通話系統。該系統現階段主要應用于新造船舶陸上建造和海試階段，可以實時監控匯總各階段的數據，并處理和分析。該套系統省去了使用衛星通信的昂貴費用，還可以提高網絡接入速度，減少了原本在海試階段投入的大量人力和物力，對提高企業自身競爭力有重要幫助。