中國船舶工業(yè)經(jīng)濟(jì)研究中心 馮書桓

目前，智能船舶的發(fā)展似乎來到了一個轉(zhuǎn)折點(diǎn)。一方面，隨著自主避碰、自動靠離泊、船舶能效管理系統(tǒng)等典型船舶智能設(shè)備系統(tǒng)日趨成熟，零排放自主航行集裝箱船Yara Birkeland、自主航行渡輪FALCO號等陸續(xù)開展系統(tǒng)測試，智能船舶技術(shù)發(fā)展邁上了一個嶄新高度。另一方面，智能船舶領(lǐng)域國際規(guī)則日益完善，但各國競爭依舊激烈：IMO自主船舶試航暫行導(dǎo)則在MSC 101次會上發(fā)布，IMO MASS法規(guī)監(jiān)管范圍界定（MASS Regulatory Scoping Exercise）工作在MSC 103次會上完成，ISO 23860 “自主船舶系統(tǒng)相關(guān)術(shù)語”標(biāo)準(zhǔn)即將以TS（technical specification，技術(shù)規(guī)范）形式發(fā)布，ISO/TC 8/WG 10智能航運(yùn)工作組內(nèi)圍繞船岸通信、船載網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)的競爭如火如荼……但總體上，國際法規(guī)制定仍滯后于產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，導(dǎo)致智能船舶產(chǎn)業(yè)發(fā)展在經(jīng)濟(jì)型與可靠性評估、商業(yè)場景應(yīng)用探索等方面遇到瓶頸。

面對上述挑戰(zhàn)，日本和歐洲作為智能船舶產(chǎn)業(yè)的重要引領(lǐng)者和國際規(guī)則制定的強(qiáng)勢參與方，其在科研項(xiàng)目設(shè)置和技術(shù)路線的選擇上具有哪些異同？這對于同樣謀求智能化轉(zhuǎn)型的中國船舶工業(yè)來說具有重要的借鑒意義。

日本，面向2040的全產(chǎn)業(yè)鏈聯(lián)動

日本智能船舶發(fā)展從底層數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)出發(fā)，總體上遵循自下而上的發(fā)展理念。2014年啟動的智能船舶應(yīng)用平臺項(xiàng)目（Smart Ship Application Platform，SSAP），聯(lián)合27家企業(yè)，建立了船舶設(shè)備數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化方法，以提高船舶的智能化水平。依托該項(xiàng)目成果，日本主導(dǎo)制定了ISO 16425《船載設(shè)備和系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)布設(shè)指南》、ISO 19847《用于現(xiàn)場數(shù)據(jù)共享的船舶數(shù)據(jù)服務(wù)器》和ISO 19848《船載機(jī)械設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)》三項(xiàng)國際標(biāo)準(zhǔn)，具有較強(qiáng)影響力。

隨后，日本不斷加大投入推進(jìn)智能船舶發(fā)展。近期的典型科研項(xiàng)目代表是DFFAS（Designing the future of full autonomous ship，完全自主船舶的未來設(shè)計）項(xiàng)目。該項(xiàng)目由日本財團(tuán)(Nippon Foundation)發(fā)起，將一艘由東京灣至伊勢灣航線的小型內(nèi)航集裝箱船“SUZAKU”號作為試驗(yàn)船，在擁擠海域進(jìn)行長距離無人航行測試試驗(yàn)。岸基控制中心負(fù)責(zé)在測試期間對船舶進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，并在緊急情況下進(jìn)行遠(yuǎn)程操作。據(jù)悉，DFFAS項(xiàng)目已于2021年9月初完成了岸基控制中心的建設(shè)，計劃于2022年2月完成首次示范性試航，2025年實(shí)現(xiàn)完全的商業(yè)化運(yùn)營。DFFAS是日本“無人航行船舶示范試驗(yàn)技術(shù)開發(fā)共同計劃”的一部分，該計劃還包含針對智能化大型高速渡船和小型客船的技術(shù)開發(fā)、無人化技術(shù)示范試驗(yàn)、水陸兩用無人駕駛技術(shù)開發(fā)等內(nèi)容。

本項(xiàng)目最引人注目的是其數(shù)目龐大的參研單位，體現(xiàn)了日本推動海事全產(chǎn)業(yè)鏈智能化變革的決心，打造新的產(chǎn)業(yè)生態(tài)的決心。項(xiàng)目由日本海洋科學(xué)公司（Japan Marine Science）牽頭，初始有參研單位22家，現(xiàn)已達(dá)到30家。與以往智能船舶項(xiàng)目聚焦船舶本身不同，DFFAS項(xiàng)目的參研單位囊括了航運(yùn)、造船、科研機(jī)構(gòu)、海事服務(wù)、機(jī)械制造商、通導(dǎo)設(shè)備制造商等諸多領(lǐng)域的日本企業(yè)，甚至包括了日本電報電話公司（NTT）、日本無線電公司（Japan Radio）等通信服務(wù)商，顯示設(shè)備制造商藝卓（EIZO Corporation）、日本氣象新聞公司、東京海上日動火災(zāi)保險和SKY Perfect JSAT衛(wèi)星服務(wù)公司等。

項(xiàng)目聚焦內(nèi)航自主船舶的示范應(yīng)用，同時面向2040年提出了日本海事工業(yè)智能化發(fā)展的概念圖。目前，日本已完成了對遠(yuǎn)程控制導(dǎo)航的測試和對自主船舶技術(shù)框架的AiP認(rèn)證。未來，將重點(diǎn)聚焦基礎(chǔ)技術(shù)開發(fā)、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化工作，在此基礎(chǔ)上開展示范性試航，由小型船舶、內(nèi)航船舶逐步拓展到遠(yuǎn)洋船舶，在2040年實(shí)現(xiàn)50%內(nèi)航船舶的自主航行，以解決海員老齡化和短缺等社會性問題，創(chuàng)造新的產(chǎn)業(yè)生態(tài)，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

歐洲，面向典型應(yīng)用場景的重點(diǎn)突破

歐盟的智能船舶研究開始較早。MUNIN（Maritime Unmanned Navigation through Intelligence in Networks，智能化及網(wǎng)絡(luò)支持的海上無人導(dǎo)航系統(tǒng)）項(xiàng)目開始于2012年9月，由德國MarineSoft公司牽頭，挪威SINTEF、瑞典查爾姆斯理工學(xué)院、挪威Aptomar AS公司等企業(yè)和高校參與，旨在建立有關(guān)無人船舶的技術(shù)框架，同時對其技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和法律法規(guī)上的可行性進(jìn)行評估。項(xiàng)目以一艘國際水域航行的大型干散貨船作為案例，首次提出了無人船舶的概念，并提出囊括高級傳感器模塊、自主航行系統(tǒng)、自主機(jī)器和檢測控制系統(tǒng)以及岸上控制中心等幾個模塊的技術(shù)框架。項(xiàng)目得出結(jié)論，由于國際海事法規(guī)限制，以及經(jīng)濟(jì)性、安全性要求導(dǎo)致的系統(tǒng)冗余等原因，大型長途運(yùn)輸?shù)母缮⒇洿⒎墙诎l(fā)展自主船舶的最佳船型。與之對應(yīng)，歐洲水域內(nèi)的小型短途運(yùn)輸船舶由于其靈活性更有希望率先應(yīng)用自主船舶相關(guān)技術(shù)。

鑒于此，此后歐洲智能船舶重點(diǎn)聚焦內(nèi)航船舶。企業(yè)研發(fā)層面，涌 現(xiàn) 出Yara Birkeland，AAWA，SvitzerHermod，F(xiàn)alco等一系列代表性工程項(xiàng)目；歐盟層面于2019年6月啟動了AUTOSHIP項(xiàng)目，目前仍在進(jìn)行。該項(xiàng)目面向一國水域內(nèi)或達(dá)成協(xié)議的若干國家之間水域的短途運(yùn)輸船舶開展研究，聚焦近海/內(nèi)河自主船舶實(shí)船開發(fā)、功能評估、測試驗(yàn)證方法、示范應(yīng)用、相關(guān)法律法規(guī)修訂、網(wǎng)絡(luò)安全、商業(yè)模式分析等，為自主船舶的后續(xù)發(fā)展提供了系統(tǒng)性的規(guī)劃和支撐。

日本模式與歐洲模式異同？

智能船舶發(fā)展的日本模式與歐洲模式并無優(yōu)劣之分，事實(shí)上是各方在本國船舶工業(yè)資源稟賦、技術(shù)基礎(chǔ)和科研管理體制等邊界條件下的“最優(yōu)解”，未來的發(fā)展將殊途同歸。

應(yīng)當(dāng)承認(rèn)，歐洲與日本的智能船舶發(fā)展總體思路存在差異。

日本由于其對國內(nèi)船舶工業(yè)的資源調(diào)動和整合能力較強(qiáng)，因此得以從船載網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)交互、船岸通信等底層標(biāo)準(zhǔn)出發(fā)，首先解決相關(guān)信息基礎(chǔ)設(shè)施的統(tǒng)一和協(xié)調(diào)問題，而后自下而上推動行業(yè)智能化轉(zhuǎn)型，從SSAP項(xiàng)目到DFFAS項(xiàng)目研究目標(biāo)的變化即可印證這一思路。

反觀歐洲，由于受到地理環(huán)境、資源稟賦和管理模式的影響，船舶工業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈相對分散，在智能船舶發(fā)展初期并不具備直接統(tǒng)一相關(guān)底層標(biāo)準(zhǔn)的條件，但卻天然地在歐洲區(qū)域內(nèi)點(diǎn)對點(diǎn)的短途運(yùn)輸上具有廣泛的市場需求，因而也更傾向于在拖船、渡船等小型船舶上開展實(shí)踐。此外，歐洲人力成本高昂，更為關(guān)注海員短缺和減少人為操作失誤帶來的問題，對于推動船舶無人化更加激進(jìn)，加之歐洲擁有康士伯、瓦錫蘭、SINTEF等眾多海事設(shè)備服務(wù)提供商與科研機(jī)構(gòu)，技術(shù)實(shí)力雄厚，因此更有動力優(yōu)先選擇自主避碰、自動靠離泊、遠(yuǎn)程操控等智能系統(tǒng)典型應(yīng)用場景進(jìn)行研發(fā)，以系統(tǒng)功能需要為導(dǎo)向解決相關(guān)技術(shù)問題。事實(shí)上，近年來對智能船舶自主航行設(shè)備系統(tǒng)的功能性驗(yàn)證也確實(shí)以歐洲國家為主。

與此同時，雙方圍繞智能船舶的發(fā)展思路也存在共性特點(diǎn)，未來的發(fā)展殊途同歸。

首先，日本與歐洲都格外重視國際法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)對產(chǎn)業(yè)發(fā)展的引領(lǐng)作用。歐洲在智能船舶科研項(xiàng)目均專門設(shè)置了行業(yè)智能化發(fā)展對國際海事法規(guī)的影響評估和修訂需求等模塊，歐洲國家在IMO自主船舶分級、監(jiān)管范圍界定（Regulatory Scoping Exercise）和相關(guān)術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)的制定中發(fā)揮了重要作用；日本將國際規(guī)則制定作為其智能船舶發(fā)展整體戰(zhàn)略的重要一環(huán)，認(rèn)為這是面向智能船舶未來競爭和發(fā)展的重要“戰(zhàn)場”，其依托SSAP項(xiàng)目發(fā)布的多項(xiàng)國際標(biāo)準(zhǔn)在行業(yè)發(fā)展初期即搶占先機(jī)，具有較強(qiáng)影響力，可能對行業(yè)未來技術(shù)路線的選擇起到一定引領(lǐng)作用；DFFAS項(xiàng)目中對海事衛(wèi)星、海事氣象數(shù)據(jù)等服務(wù)商的引入，也可以看作業(yè)界對IMO在e-navigation背景下對各類海事服務(wù)的定義和對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)格式要求的有力回應(yīng)。

其次，當(dāng)前階段日本和歐洲的智能船舶發(fā)展均聚焦內(nèi)航船舶的功能性測試。對智能航行、自動靠離泊等典型場景和船上智能設(shè)備系統(tǒng)運(yùn)行的功能性測試驗(yàn)證作為自主船舶發(fā)展和最終實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用的必經(jīng)之路。以往，由于缺少相關(guān)國際法規(guī)的依據(jù)，在實(shí)際海域開展智能船舶試航測試存在障礙。2019年，IMO《自主船舶試航暫行導(dǎo)則》的通過為各國在各自國內(nèi)海域開展自主船舶試航提供了依據(jù)，但由于技術(shù)發(fā)展階段的限制和涉及國際間協(xié)調(diào)等問題，遠(yuǎn)洋航行自主船舶的試航仍存在一定障礙，因此各國在當(dāng)前階段多選擇通過內(nèi)航自主船舶的試航開展相關(guān)智能系統(tǒng)的功能驗(yàn)證，在船舶及相關(guān)設(shè)備系統(tǒng)的設(shè)計建造、船舶運(yùn)營、海事監(jiān)管等方面積累經(jīng)驗(yàn)，為商業(yè)模式的構(gòu)建和商業(yè)化運(yùn)營奠定基礎(chǔ)。

面向未來，預(yù)計雙方都會圍繞智能系統(tǒng)設(shè)備和整船的功能性、安全性與經(jīng)濟(jì)性驗(yàn)證，由近海到遠(yuǎn)海的遠(yuǎn)程操控乃至無人駕駛，商業(yè)模式構(gòu)建等方面推動產(chǎn)業(yè)智能化發(fā)展，可謂殊途同歸。

對我國智能船舶發(fā)展的借鑒意義

日本和歐洲在當(dāng)前國際規(guī)則背景和技術(shù)發(fā)展階段之下，圍繞智能船舶發(fā)展做出的戰(zhàn)略規(guī)劃對我國具有重要的借鑒意義。

一是依托國內(nèi)科研項(xiàng)目和工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，深度參與IMO法規(guī)和國際標(biāo)準(zhǔn)制定工作。智能船舶仍處在技術(shù)發(fā)展和市場培育階段，國際規(guī)則將對未來行業(yè)發(fā)展起到重要的“塑造”作用。目前歐洲和日本在IMO國際法規(guī)、ISO船岸通信和船載網(wǎng)絡(luò)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定中主導(dǎo)能力仍然較強(qiáng)，我國需抓住當(dāng)前各國競相開展自主船舶試航積累數(shù)據(jù)經(jīng)驗(yàn)的機(jī)遇期，在國際平臺上積極發(fā)聲，在面向未來的競爭中掌握主動。

二是為智能系統(tǒng)和智能船舶的應(yīng)用構(gòu)建明確的商業(yè)模式。日本和歐洲在智能船舶科技研發(fā)中，往往從特定船型、特定航線、特定應(yīng)用場景的商業(yè)模式出發(fā)設(shè)置研究內(nèi)容，搭建技術(shù)框架，以確保項(xiàng)目研究成果的可驗(yàn)證性，也為進(jìn)一步向船東推廣相關(guān)概念和技術(shù)建立基礎(chǔ)。其中，日本的DFFAS項(xiàng)目還面向2040年的海事工業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)建產(chǎn)業(yè)生態(tài)，促進(jìn)智能化轉(zhuǎn)型。我國在下一步的智能船舶發(fā)展中，也可尋求從船舶能效管理系統(tǒng)、內(nèi)航渡輪等具體明確的應(yīng)用場景出發(fā)開展項(xiàng)目研究，促進(jìn)智能化技術(shù)的應(yīng)用和推廣。

三是積極開展國際合作。船舶工業(yè)的國際化屬性意味著其智能化轉(zhuǎn)型需要各國政府、企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)和國際組織的共同努力。我國應(yīng)在充分調(diào)研自身需求的基礎(chǔ)上，以開放包容的心態(tài)與各國積極開展項(xiàng)目合作，尋求向IMO、ISO等國際組織聯(lián)合提案，以實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)、合作共贏，提升我國船舶工業(yè)影響力。