智能船舶包含智能航行和智能机舱等多项功能，个中智能航行是智能船舶面向“外部”功能，是依赖“智能技能”办理航行过程中船舶与外部环境的抵牾关系，即船舶“运动”的掌握；而智能船体、智能机舱、智能能效管理、智能货色管理及集成平台等，紧张是面向“内部”的功能，是船舶“内部运行”掌握。
智能航行难度高、寻衅大，须要大量的资源投入和坚实的工业根本，天下范围内智能航行技能的开拓和运用虽然已经取得了不少令人瞩目的阶段性进展，但是仍存在诸多寻衅。
01 国外船舶智能航行技能发展情形
1.1 欧洲欧洲早在2012年就启动了智能化及网络支持的海上无人导航系统项目（MUNIN）。目前最具代表性的成果是2021年11月完成处女航的环球首艘全电动智能航行集装箱船Yara Birkeland。
图1 Yara Birkeland智能集装箱船近期航行轨迹
此外，欧盟公布了推进自主航行船舶研发操持，流传宣传2025年实现自主航行商船环球营运；英国发布了《海事2050计策》，将技能开拓放在未来发展的核心位置；荷兰发布的发展路线图估量：到2030年25%的内河货船将达到R2远程遥控无人在船的水平，近海船将配备智能航行系统，为减少船员配备创造条件。
1.2 日本早在2014年，日本就开始了智能船舶运用平台项目（SSAP），建立了船舶设备数据的标准化方法，以提高船舶的智能化水平。2020年6月日本财团（The Nippon Fundation）正式启动了“MEGURI2040”的研发（包括5类船舶智能航行项目），并于2022年初完成实船验证，实现了船舶智能航行领域的多项技能打破，引起了环球广泛关注。个中，代表性的成果包括SUZAKU号集装箱船、Mikage号集装箱船等。
图2 SUZAKU号智能集装箱船近期航行轨迹
1.3 韩国早在2010年，韩国就开始了智能船舶的研究。此后的10年间，韩国先后开展了包括宽带网络、能效管理、智能平台等在内的多个智能船舶项目，目前正在开展的紧张研究项目是韩国自主航行船专项（KASS），操持用5年韶光（2020—2025年）打破智能航行、机器自动化等自主船舶核心技能，取得海上水面自主船舶的建造上风。此外，韩国超大型天然气运输船Prism Courage号2022年6月完成了首次远洋智能航行，其航行轨迹如图3所示。
图3 Prism Courage号智能天然气运输船近期航行轨迹
1.4 俄罗斯在俄罗斯联邦工业和贸易部、交通运输部的支持下，2019年3月起，俄罗斯Sitronics KT牵头，联合俄罗斯航运公司Sovkomflot、俄罗斯卫星通信公司等多个机构，开拓了船舶智能航行系统和干系支持系统。
俄罗斯目前正在审议关于智能航行的法案，规定自主、半自主船舶的船员（如果有任何船员）和岸基职员的哀求，船长、船东的权责，以及运营水域和该当遵守的港口法规，明确智能航行船舶可由专门的组织运营管理。
1.5 国际组织国际海事组织（IMO）自海上安全委员会（MSC）98次会议以来，完成了公约法规梳理，提出了MASS层级划分框架，制订了MASS临时测试导则。国际水道丈量组织（IHO）成立了MASS项目组，紧张卖力梳理MASS导航需求，剖析MASS对现行海道丈量标准和做事的影响。
可以预见，国际组织的上述行动特殊是《MASS CODE》的订定，将加速MASS合法化和推广运用，也将为未来的MASS管理供应国际立法根本。这也将意味着《MASS CODE》必将由技能领先国家主导，对中国而言既是机遇更是重大寻衅。
02 海内船舶智能航行技能发展情形
2.1 早期紧张研究成果情形中国的船舶智能航行技能研究起步较早。早期有标志性成果的事宜：
一是中国船级社发布的《智能船舶规范（2015）》，将智能航行定义为“利用打算机技能、掌握技能等对感知和得到的信息进行剖析和处理，对船舶航路和航速进行设计和优化；可行时，借助岸基支持中央，船舶能在开阔水域、狭窄水道、繁芜环境条件下自动避碰，实现自主航行”。
二是2016年启动的“智能船舶1.0”专项，将赞助决策作为主要研究内容，通过运用智能技能来填补船员在监控、履历、决策等方面的客不雅观不敷。
三是2017年武汉理工大学启动船舶安全赞助驾驶系统项目，针对长江下贱汽渡船航行及环境等特点，研发安全赞助驾驶系统，并于次年运用于南京长江板桥汽渡。
此外，2017年交通运输部水运科学研究所开展无人化运输船发展模式及对水运业影响研究，预判了到本世纪中叶，智能航行船舶对水运行业的影响。
2.2 近期紧张研究项目情形近期，中国紧张有国家重点研发操持项目“基于船岸协同的船舶智能航行与掌握关键技能”。该项目经由3年努力，提出了船舶智能航行与掌握协同理论的观点和基本事理，成果集成运用于沿海集装箱船“智飞号”和2艘内河船。“智飞号”长约115米，是目前环球最大的兼具赞助驾驶、遥控驾驶、自主航行和自动靠离泊等智能航行功能的集装箱船，已经在山东沿海开展常态化航行，其航行轨迹如图4所示。
图4 “智飞号”智能集装箱船近期航行轨迹
2022年5月，环球首艘智能型无人系统母船“珠海云号”正式下水，该船总长88.5 m，设计排水量约2000 t，配备了远程操控、自动巡航系统，具备远程遥控和开阔水域自主航行功能。
目前，中国已积累了一批船舶智能航行技能研究与运用的案例，并形成了多支干系研究力量，包括以交通运输部水运科学研究院、武汉理工大学、大连海事大学、聪慧航海（青岛）科技有限公司等为代表的技能研发力量、以山东海事局等直属海事局为代表的海事监管研究力量，以大连海事大学为代表的法律研究力量。
03 国内外发展现状的比较
日本船舶智能航行技能研发最显著的特点是由日本财团出资组织并全方位推动，既着眼于造船及干系制造业的发展，也着眼于航运业本身再造。计策目标清晰、阶段任务明确，2022—2023年完成关键技能研发，2025年实现MASS商业化运行，2040年海内航线海船MASS占比达到40%。而且看重在IMO、ISO等国际组织全面布局，积极影响国际规则和标准的订定。
韩国的突出特点因此争取保持造船上风为目标，政府主导并供应强大的财政支持，行业全面参与，拟在2025年实现近海和远洋有船员在船和无船员在船的远程遥控驾驶商业化运行。
欧盟以保持海事技能上风为宗旨，把MASS作为主要的发展方向，看重发挥多个国家和多个天下性技能领先企业的上风，持续性立项支持，并促进互助和上风互补的生态打造。
俄罗斯的特点是联邦工业贸易部、交通运输部共同确定任务，虽然起步晚，但技能研发进度快，MASS立法事情推进迅速。
相对而言，中国智能航行技能发展存在不敷之处。一是中国虽然已有计策与政策勾引，但是详细目标和阶段任务不足清晰和具象化。二是中国虽然在船东的支持下，在各研发单位的共同努力下，取得了不同程度的阶段性成果，初步实现了船舶智能航行技能的自主，但统筹折衷不足，缺少以中长期目标为导向而全面谋划布局的大项目，尚未形成有利于可持续发展的生态系统。三是智能航行技能研究生动，实船运用示范的规模和程度滞后。
04 中国发展船舶智能航行的计策意义
4.1 降落航行安全风险，缓解船员短缺压力船舶智能航行技能的运用将使人的角色发生质的变革，人的疲倦、轻忽等缘故原由导致的事件可以大大降落，因船员技能、履历不敷等成分导致事件的风险也可以持续降落，遥控驾驶和自主航行会大幅度降落船舶配员，往后也会降落发生货船群去世群伤的重特大事件风险。
4.2 带动航运干系技能和家当升级发展船舶智能航行涉及智能环境感知、交通态势认知、信息传输领悟等多项技能，须要干系技能和家当支持配套，可有效促进船舶设计、建造、测试、运营、维保等干系领域的家当投入与技能进步，提升中国船舶感知、探测、定位、导航等干系设备的研发与制造水平进而提高市场份额，产生巨大的家当带动效应。
4.3 实现航运与海事技能弯道超车中国虽是名副实在的航运大国和造船大国，但间隔航运、造船强国还有较大差距，自主研发能力薄弱，关键设备和高附加值系统长期依赖国外引进。船舶智能航行技能的兴起，给中国带来了差异以往的全新机遇，让中国有机会跻身航运强国、造船强国行列。
4.4 确保航运与海事技能自主可控中国作为大量资源入口高度依赖航运，船队运力居天下前列的航运大国，自主掌控船舶自主航行技能的主要性不言而喻。发展船舶智能航行技能既是中国引领国际智能船舶发展、主导国际航运规则制订、提升国际航运地位、保障国家安全的重大历史机遇，也是国家发展特殊是海洋强国、交通强国、航运强国培植的客不雅观须要。
05 中国智能航行技能发展预判
船舶智能航行技能运用的基本趋势是一艘船舶多种驾驶模式，即在开阔水域利用自主航行模式，在繁芜水域利用遥控驾驶或赞助驾驶模式。
中国科学技能协会2020年下达了《中国智能航运技能与家当化发展路线图》项目，中国航海学会组织交通运输部水运科学研究院等多单位和121位威信专家对中国智能航运关键技能运用做出了如下预测：估量“十四五”期间实现的关键技能占比为7.5%，“十五五”期间实现的占比为74%，别的的18.5%都可在“十六五”期间实现。
总体来看，对付中国智能航运技能与家当化发展的预期结果是较为乐不雅观的。
基于上述预测以及影响成分剖析，如果中国有效采纳针对性的对策方法，可以设定以下发展目标。
2025年，中国智能航运技能与家当化总体上可以达到国际前辈水平，船舶智能航行法规取得重大打破，赞助驾驶技能实现规模化运用，遥控驾驶和自主驾驶技能实现多样本运用。
2035年，智能航运技能与家当化总体上靠近国际领先水平，充分智能化的航运新业态基本形成，沿海遥控驾驶、自主驾驶船舶占比超过30%。
2050年，智能航运技能与家当化可达到国际领先水平，智能化网络化航运做事供给覆盖环球，形成高质量的智能航运体系。
论文作者：张宝晨、耿雄飞、李亚斌、文捷、于巧婵、冯慧
作者简介：张宝晨，交通运输部水运科学研究所，教授级高工，研究方向为航运智能与安全；耿雄飞（通信作者），交通运输部水运科学研究所，教授级高工，研究方向为智能航运。
论文全文揭橥于《科技导报》2022年第14期，原标题为《船舶智能航行技能研发进展》
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