11月28日，全球首艘40萬噸智能超大型礦砂船（VLOC）“明遠”號在上海正式交付船東招商局能源運輸股份有限公司，使業(yè)內(nèi)再度刮起一陣有關(guān)智能船舶的討論風(fēng)潮。
船舶智能化是大勢所趨。但是，船舶智能技術(shù)到底是什么？究竟是船舶行業(yè)獨立發(fā)展的技術(shù)，還是船舶行業(yè)本身技術(shù)與外部智能技術(shù)的融合？如果是技術(shù)融合，為了擁抱船舶智能技術(shù)，船舶行業(yè)要做哪些前期準備工作？為了厘清這些疑問，筆者通過分析ABC三種通用型智能技術(shù)的原理和發(fā)展狀況，結(jié)合船舶智能化的發(fā)展軌跡，預(yù)測未來可能的發(fā)展方向，并提出了針對性的應(yīng)對策略。
智能技術(shù)一般指的是ABC技術(shù)，A代表人工智能（AI），B代表大數(shù)據(jù)(Big Data)，C代表云計算(Cloud）。
如果把ABC技術(shù)作為智能時代的代表技術(shù)，那如今很多的產(chǎn)品并不“智能”。于船舶領(lǐng)域而言，開發(fā)通用型智能技術(shù)并不現(xiàn)實，因此，累積數(shù)據(jù)，尤其是成體系的數(shù)據(jù)，是制造業(yè)迎接智能時代要做好的一項基礎(chǔ)工作。
全球首艘40萬噸智能超大型礦砂船（VLOC）“明遠”號
ABC技術(shù)：智能時代的代表
目前來看，人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算分別代表了計算機的推理能力、數(shù)據(jù)分析能力和計算能力目前所能達到的最高水準。
人工智能。2016年被稱為“人工智能元年”，標志性事件是人工智能算法阿爾法圍棋（AlphaGo）與韓國圍棋選手李世石對弈獲勝。AlphaGo向世界展示了人工智能在智力游戲上對人類思維模式的碾壓能力。目前，人工智能技術(shù)分為兩大派系，一派是以AlphaGo為代表的深度學(xué)習(xí)技術(shù)，其底層是結(jié)合腦科學(xué)技術(shù)模仿人腦思維結(jié)構(gòu)而生成的“人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”；另一派是不主張構(gòu)建“大腦”而主張“習(xí)得”智能的機器學(xué)習(xí)技術(shù)。兩派學(xué)者因?qū)θ斯ぶ悄艿睦斫庥兄举|(zhì)的區(qū)別而被業(yè)內(nèi)人士分別稱為“結(jié)構(gòu)派”和“功能派”。
大數(shù)據(jù)。簡而言之，大數(shù)據(jù)就是人類因互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)而產(chǎn)生并記錄下來的海量數(shù)據(jù)。IDC數(shù)字宇宙的報告顯示，到2020年，全球人均將生產(chǎn)5000 GB的新數(shù)據(jù)，但這些數(shù)據(jù)的分布十分不均勻，互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)越發(fā)達的地區(qū)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量越大，中美就有可能壟斷世界數(shù)據(jù)的半壁江山。數(shù)據(jù)多的好處在于當數(shù)據(jù)量超過一定程度，它為人類呈現(xiàn)的就是世界的另一種面貌，有了更多數(shù)據(jù)，人來就能看到之前看不到的信息。但大數(shù)據(jù)還有一個特點，即難以處理。當數(shù)據(jù)大到超出一臺計算機的存儲和處理能力時，就需要依靠分布式計算等技術(shù)，至此數(shù)據(jù)分析就需要大數(shù)據(jù)技術(shù)。
云計算。云計算解決的是未來社會各個行業(yè)甚至是每個人巨大的計算需求。與其說云計算平臺是一種新技術(shù)，不如說是一種新的基礎(chǔ)設(shè)施。云計算是多種傳統(tǒng)技術(shù)的深度融合，比如分布式計算、并行計算、效用計算、網(wǎng)格儲存、虛擬化、負載均衡、熱備冗余等。這些傳統(tǒng)技術(shù)共同作用，以類似公司運營的方法管理計算問題，讓計算從手工作坊的勞作升級為流水線的生產(chǎn)，計算的成本可大大降低。
智能船舶路線圖各具特色
自從智能（自主/無人）船舶的概念被提出后，各國均展開研究與探索，各主要研究機構(gòu)也相繼發(fā)布智能船舶發(fā)展路線圖。其中，國際海事組織（IMO）的路線圖側(cè)重技術(shù)，英國勞氏船級社（LR）的路線圖重在分析人與船舶的關(guān)系，中國船級社（CCS）則是從船舶自主化角度出發(fā)，羅爾斯-羅伊斯的路線圖描述的則是不同階段的實現(xiàn)形式。
以羅爾斯-羅伊斯給出的無人船路線圖為例。羅爾斯-羅伊斯的無人船路線圖分為4個階段，第一階段要求配備少量船員的遠程控制船舶，第二階段要求能夠遠程控制無人近海船舶，第三階段要求能夠遠程控制無人遠洋船舶，第四階段要求能夠自主航行無人遠洋船舶。
第一階段，無人船要對船舶運行時的直接人為操作減少到0，這樣就要求第一代智能船舶本身具有高度的可靠性和大量可供遠程操作的通信接口，很難想象一艘系統(tǒng)復(fù)雜的柴油動力船舶能夠勝任這一“角色”。而在電力驅(qū)動的柴電混合動力船舶中，內(nèi)燃機作為小型電站，唯一需要做的就是穩(wěn)定地輸出電流，這將大大提高系統(tǒng)的可靠性，直流電網(wǎng)搭配數(shù)字化的控制系統(tǒng)為遠程遙控提供了接口。
第二階段，在第一代智能船舶使遙控成為可能的基礎(chǔ)上，需進一步探索船舶安全性。遙控的數(shù)據(jù)量依然很大，衛(wèi)星通訊尚不能勝任，因此還需借助4G網(wǎng)絡(luò)，所以需要建設(shè)岸基的通訊基站，通訊覆蓋的范圍也只能達到近海和內(nèi)河，但此時大量數(shù)據(jù)可以被積累，大數(shù)據(jù)技術(shù)得以施展拳腳。
第三階段，在大量分析了第二代智能船舶航行過程中的各種參數(shù)后，設(shè)計人員將去除不必要的傳感器、增設(shè)更新的設(shè)備。要么此時岸基通訊技術(shù)有了長足進步，要么在近?；蛘吆５椎耐ㄓ嵒A(chǔ)設(shè)施已經(jīng)取得了初步進展，遠程的通訊將成為可能，此時將會嘗試使用衛(wèi)星通訊和通用型的人工智能系統(tǒng)，更多的數(shù)據(jù)會被上傳至云端。
第四階段，在第三代智能船舶的基礎(chǔ)上，船載人工智能在大數(shù)據(jù)的哺育下迅速成長，無需人類介入船舶的控制，因此也無需通過衛(wèi)星傳輸大量數(shù)據(jù)，遠洋船舶可以依據(jù)各種氣象信息、水溫信息并綜合供應(yīng)鏈需求和船舶自身能力設(shè)計最優(yōu)航線和最佳航行方式。
由此來看，智能船舶的誕生需要至少三大先決因素，即混合電力系統(tǒng)、直流電網(wǎng)和數(shù)字化的控制系統(tǒng)；岸船中繼站或水下通信網(wǎng)絡(luò)或大帶寬高質(zhì)量衛(wèi)星通訊系統(tǒng)；通過低級智能形式積累的大量實際運行數(shù)據(jù)，如水文、氣象、船舶設(shè)備、航運等數(shù)據(jù)。
將智能技術(shù)融入船舶行業(yè)
隨著電氣化、數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化程度的不斷加深，智能技術(shù)的逐漸介入，船舶從不智能逐漸發(fā)展到弱智能，最后成為無人操作、自動運行的無人智能船，這將是一個多系統(tǒng)、成體系的建設(shè)工程。當前，船舶行業(yè)的重點應(yīng)當是思考如何使用智能技術(shù)，借助智能技術(shù)的力量。
具體來講，船舶行業(yè)首先應(yīng)當將智能理念納入到未來船舶的設(shè)計中，并給予重要的地位，并將設(shè)計院所的業(yè)務(wù)延伸到智能系統(tǒng)和智能設(shè)備的設(shè)計生產(chǎn)上，讓船舶在設(shè)計的源頭上擁有智能的基因。其次，提高船舶電氣化和數(shù)字化水平。通過一套船舶電力系統(tǒng)管理全船的各個子系統(tǒng)，位于艦橋的終端能夠?qū)崟r地與所有子系統(tǒng)建立通訊，保證控制鏈條的通暢，同時通過分布不同位置的傳感器獲取表征船舶各種特征的參數(shù)指標，積累用于后續(xù)分析的原始數(shù)據(jù)。
此外，船舶行業(yè)應(yīng)當鼓勵開展合作，建設(shè)航運網(wǎng)絡(luò)、挖掘數(shù)據(jù)價值。在船舶行業(yè)外，也有很多的單位在積極嘗試岸船通訊和云服務(wù)技術(shù)，船舶的智能化是航運智能化的一部分，更是交通和供應(yīng)鏈智能化的分支，解決這么大的問題應(yīng)該讓多個行業(yè)的巨頭聯(lián)手合作，各自發(fā)揮其領(lǐng)導(dǎo)作用，包括大型的港口、航運公司、互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)和政府機構(gòu)。
