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打印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，使業內再度刮起一陣有關智能船舶的討論風潮。
船舶智能化是大勢所趨。但是，船舶智能技術到底是什么？究竟是船舶行業獨立發展的技術，還是船舶行業本身技術與外部智能技術的融合？如果是技術融合，為了擁抱船舶智能技術，船舶行業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的原理和發展狀況，結合船舶智能化的發展軌跡，預測未來可能的發展方向，并提出了針對性的應對策略。
智能技術一般指的是ABC技術，A代表人工智能（AI），B代表大數據(Big Data)，C代表云計算(Cloud）。如果把ABC技術作為智能時代的代表技術，那如今很多的產品并不“智能”。于船舶領域而言，開發通用型智能技術并不現實，因此，累積數據，尤其是成體系的數據，是制造業迎接智能時代要做好的一項基礎工作。
ABC技術：智能時代的代表
目前來看，人工智能、大數據、云計算分別代表了計算機的推理能力、數據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，人工智能技術分為兩大派系，一派是以AlphaGo為代表的深度學習技術，其底層是結合腦科學技術模仿人腦思維結構而生成的“人工神經網絡”；另一派是不主張構建“大腦”而主張“習得”智能的機器學習技術。兩派學者因對人工智能的理解有著本質的區別而被業內人士分別稱為“結構派”和“功能派”。
大數據。簡而言之，大數據就是人類因互聯網和物聯網而產生并記錄下來的海量數據。IDC數字宇宙的報告顯示，到2020年，全球人均將生產5000 GB的新數據，但這些數據的分布十分不均勻，互聯網和物聯網越發達的地區產生的數據量越大，中美就有可能壟斷世界數據的半壁江山。數據多的好處在于當數據量超過一定程度，它為人類呈現的就是世界的另一種面貌，有了更多數據，人來就能看到之前看不到的信息。但大數據還有一個特點，即難以處理。當數據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，至此數據分析就需要大數據技術。
云計算。云計算解決的是未來社會各個行業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，不如說是一種新的基礎設施。云計算是多種傳統技術的深度融合，比如分布式計算、并行計算、效用計算、網格儲存、虛擬化、負載均衡、熱備冗余等。這些傳統技術共同作用，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，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，各主要研究機構也相繼發布智能船舶發展路線圖。其中，國際海事組織（IMO）的路線圖側重技術，英國勞氏船級社（LR）的路線圖重在分析人與船舶的關系，中國船級社（CCS）則是從船舶自主化角度出發，羅爾斯-羅伊斯的路線圖描述的則是不同階段的實現形式。
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，很難想象一艘系統復雜的柴油動力船舶能夠勝任這一“角色”。而在電力驅動的柴電混合動力船舶中，內燃機作為小型電站，唯一需要做的就是穩定地輸出電流，這將大大提高系統的可靠性，直流電網搭配數字化的控制系統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上，需進一步探索船舶安全性。遙控的數據量依然很大，衛星通訊尚不能勝任，因此還需借助4G網絡，所以需要建設岸基的通訊基站，通訊覆蓋的范圍也只能達到近海和內河，但此時大量數據可以被積累，大數據技術得以施展拳腳。
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后，設計人員將去除不必要的傳感器、增設更新的設備。要么此時岸基通訊技術有了長足進步，要么在近海或者海底的通訊基礎設施已經取得了初步進展，遠程的通訊將成為可能，此時將會嘗試使用衛星通訊和通用型的人工智能系統，更多的數據會被上傳至云端。
第四階段，在第三代智能船舶的基礎上，船載人工智能在大數據的哺育下迅速成長，無需人類介入船舶的控制，因此也無需通過衛星傳輸大量數據，遠洋船舶可以依據各種氣象信息、水溫信息并綜合供應鏈需求和船舶自身能力設計最優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、直流電網和數字化的控制系統；岸船中繼站或水下通信網絡或大帶寬高質量衛星通訊系統；通過低級智能形式積累的大量實際運行數據，如水文、氣象、船舶設備、航運等數據。
將智能技術融入船舶行業
隨著電氣化、數字化和網絡化程度的不斷加深，智能技術的逐漸介入，船舶從不智能逐漸發展到弱智能，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、成體系的建設工程。當前，船舶行業的重點應當是思考如何使用智能技術，借助智能技術的力量。
具體來講，船舶行業首先應當將智能理念納入到未來船舶的設計中，并給予重要的地位，并將設計院所的業務延伸到智能系統和智能設備的設計生產上，讓船舶在設計的源頭上擁有智能的基因。其次，提高船舶電氣化和數字化水平。通過一套船舶電力系統管理全船的各個子系統，位于艦橋的終端能夠實時地與所有子系統建立通訊，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指標，積累用于后續分析的原始數據。
此外，船舶行業應當鼓勵開展合作，建設航運網絡、挖掘數據價值。在船舶行業外，也有很多的單位在積極嘗試岸船通訊和云服務技術，船舶的智能化是航運智能化的一部分，更是交通和供應鏈智能化的分支，解決這么大的問題應該讓多個行業的巨頭聯手合作，各自發揮其領導作用，包括大型的港口、航運公司、互聯網企業和政府機構。
（中船集團第七○八研究所 王宥臻）
