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11
2023
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智能船舶引领未来航运时代发展
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现阶段，世界主要海运大国的智能船舶技术发展迅速，在技术标准化、信息和数字化、自主航行等方面均取得了一系列重要突破，但距离真正的“无人船”时代还有一定距离。根据国际主流标准，智能船舶的发展主要分为四个阶段，即互联互通、系统整合、远程控制和自主操作。其中，第一和第二阶段的技术当前已相对比较成熟，只是应用程度深浅不同，而第三阶段远程控制与第四阶段自主操作所对船舶执行系统的可靠性和稳定性都有很高的要求。尽管以欧洲“Yara Birkeland”号为代表的先进智能船舶已经开始进入运营状态，但目前还未能真正实现完全自主操作。总体来看，智能船舶技术的发展仍存在诸多瓶颈。
一是全球定位系统、惯性导航系统、光学和红外系统、雷达系统等多型船用核心传感器的性能还亟待进一步提升。在现代工业体系中，传感器作为获取信息和数据的主要途径与手段，已经深入到海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程等诸多领域。目前，智能船舶领域的各型核心传感器在精确性、适配性以及鲁棒性等方面的性能还不足以支撑智能船舶向更高水平发展。智能船舶在复杂的海洋环境中运行需要处理海量数据，如果各型核心传感器不能正确地生成、处理或融合数据，将导致船舶无法进行高精度的态势感知，从而影响自主系统的决策和行动。因此，更多型号、更高性能的船用核心传感器是智能船舶技术向更高水平迈进的必要支撑。
二是现有海事通信技术能力还未能完全满足智能船舶对高连接性、高安全性的要求。相比传统船舶，智能船舶对定位、导航和定时等系统的稳定性需求更高，同时对高清视频、实时雷达等服务的数据吞吐量需求更大。为了实现更加稳定的互联互通，智能船舶需要构建多种不同层次的网络和通道，以提升智能船舶与岸上的连接性以及智能船舶间的连接性，从而提升智能船舶在运行中的稳定性。此外，智能船舶领域同样面临着网络攻击的威胁，更高安全级别的通信渠道是保证智能船舶正常运行的重要前提。目前来看，5G通信技术、高功率卫星通信技术以及可见光或光保真技术能够在连接性与安全性方面对智能船舶的发展提供助力，但这些技术融入智能船舶技术发展体系还需要一定时间，且需要相关的辅助技术与配套软件，短时间内难以形成完备的技术体系，未来还需进一步发展。
三是智能船舶在动力选择、能源供应与能源优化管理等方面还存在短板。目前，船舶节能减排已成为主流，全球航运业向低碳方向发展已成为国际社会的共识，兼具成本管控与节能减排的船舶能源管理系统成为船舶行业发展的重要主题之一。相关分析表示，纯电动力推进方式是当下智能船舶发展的最优动力选择。一方面，电力推进能够有效满足节能减排的需求。另一方面，电力推进能够助力智能船舶更好地实现自主补给、自主充电、自主维护等多种功能，并有助于进一步降低其船舶运营能效指数。但就目前而言，锂硫、锂空气和铝离子等电池技术尚未完全实现商业化，超级电容等新兴技术仍处于早期开发阶段，无法为智能船舶提供连贯和结构化的能源架构和管理系统，因而在某种程度上限制了智能船舶在动力能源层面的技术进步。
尽管智能船舶技术当前依旧面临着诸多发展瓶颈，但随着信息技术、传感技术与大数据技术等先进技术的深入发展与广泛应用，智能船舶的发展进程定将进一步加快。与此同时，日本、韩国等世界各大海运强国将进一步提升对智能船舶发展的投入力度，全方位促进智能船舶技术的发展。在全球脱碳与智能工业等时代背景下，智能船舶在国际航运领域的重要性将获得进一步提升，相关国际标准制定方面的争夺也将愈加激烈。未来，智能船舶的未来发展将呈现如下三个主要趋势。
一是智能船舶多项关键性核心技术将取得重要突破，船舶自主化智能化程度获得进一步提升。智能船舶在发展的过程中涉及到多项核心技术，除此前提到的传感器技术、通信技术与能源优化管理技术外，还包括路线规划技术、状态监测与故障诊断技术以及遇险预警救助技术等。尽管部分技术目前依旧存在理论支撑薄弱、开发阶段较早、应用化程度不足等问题，但随着各大海运强国投入力度的提升，以及同类型技术在其他工业领域的深入发展，智能船舶的关键性核心技术的发展速度将获得进一步加快，一系列重要技术突破也将随之而来。未来，在信息时代不断发展、相关技术不断进步的加持之下，智能船舶的发展将进一步加快，其自主化智能化程度将获得进一步提升。
二是相关国际标准制定领域的争夺将更加激烈，世界海运强国将持续聚焦智能船舶标准化制定工作。现阶段，智能船舶的发展方兴未艾，整体仍处在技术发展和市场培育阶段，对于发展的关键环节，如智能船舶的定义与分级、船舶智能感知、决策优化等技术还尚未形成统一的国际标准，国际规则将对未来行业发展起到重要的“塑造”作用。自2017年6月ISO/TC8/WG10智能航运工作组第一次会议以来，各大海运强国对智能航运标准化工作的关注与参与力度持续升温。除持续聚焦于标准制定工作的日本外，韩国、挪威与丹麦等国也纷纷加强在智能船舶国际标准制定领域的关注度，相继在多个领域提交标准化提案，加快国际标准化领域的谋篇布局。未来，智能船舶国际标准化制定方面的博弈将日趋激烈，成为各国在技术发展体系外的另一大主流战场。
三是智能船舶的商业应用模式将更为明确，有望开辟出独特的市场运行机制。以目前发展情况来看，智能船舶还未能形成明确的商业应用模式，多数智能船舶项目还处在前期测试阶段，并且在安全监管、适航认可、船员配置、保险购买以及责任认定等方面均处于空白期，距离实现商业化运营还有着一定的距离。不过，智能船舶产业近年来已逐步开始由技术导向和政策导向转变为市场导向，以欧洲的“Yara Birkeland”号集装箱船和我国的“智飞”号集装箱船为代表的智能船舶项目已经开始在商业应用方面进行前沿性探索，未来有望开辟出独特的智能船舶市场运行机制。
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