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USCG:全自動無人商船永遠不可能?

2019-06-28 08:28:57
來源:信德海事 編輯: 國際船舶網 我有話要說

近日,美國海岸警衛隊USCG官員David Dubay撰文表示我們永遠不可能看到全自動無人跨洋商船(fully autonomous transoceanic commercial cargo ships,下文或將簡稱為無人船,自主船)的出現。

事實上,自主船只可能只在非常有限的情況下運行。

近年來,全自主船舶的發展前景已成為商船研究的熱點。技術上的快速進步導致了交通運輸業其他領域比如車輛方面的自動化項目的發展,同樣也為航運業找到了研究的方向。

比如,隨著照相、傳感器、機電集成型執行器和衛星技術的進步似乎預示著,不久之后,船舶將能在無人駕駛的情況下跨越海洋。而國際海事組織(IMO)和國際海事委員會(CMI)已經在探討如何使自主船只符合現有的國際海洋法框架。

然而,盡管計劃未來是值得稱贊的,但由計算機和遠程操作人員操作的自主船舶目前看看起來還有太多的缺陷和不足,而且她們很可能被證明還將過于昂貴,并不具有商業價值,因此并無法取代目前的載人船只。

要知道今天駕駛船舶的具有專業知識和經驗的商船海員他們在船上扮演的是關鍵的現場決策者、修理工和安全守護者的角色,他們能夠使商業航運更安全、高效和廉價。

一旦我們無法兌現承諾和夸張的設想,那么我們仍將需要一些關鍵海員留在船上應對碰撞、法律責任和環境災難所帶來的風險。技術的進步將繼續使航運更安全、更高效,但它們最終不會取代目前商船上的人類船長和船員。

盡管此前我們取得過很多令人興奮的成績,但無人駕駛船舶的仍存在很大爭議。按照一般的說法,對于航運公司來說,轉向自動駕駛船舶有望節省成本,因為他們再也不必為船長和船員負擔費用,或許還能提高安全性(多數無人船支持者曾表示,海上事故80%是人為因素所引起的,但或許大家都忽略很重要的一點就是正式因為認為因素的介入才使得海上事故的發生被壓制在了最低水平)。但要使一套自主船只系統正常運轉,將需要數十名新的操作人員和技術人員。自動化船舶的設備將極其昂貴,并將在商業航運中引入許多新的潛在故障點。要知道,墨菲定律一直警告我們,越復雜的系統越容易出錯。

自主船只可以減少人為疏忽造成的事故數量,但是,在這一點上,自主船只相對于載人船只的相對安全純粹是猜測。

如果能把船員的空間用于額外的貨物運輸,自主船可能會更有效率。但是,當系統出現故障時,船舶仍然可能需要有適當的系統來,以便讓人類船長和船員來操作。

自主船只可能會改善航運業的整體工作條件,因為它們將不再需要尋找海員來填補海上許多困難和危險的工作。但是,商船船員職位的消失將對今天從事這些工作的人員造成巨大的經濟打擊。

最近的一些文章宣稱,自主船只已經出現或即將出現,并且似乎認為采用自主船只是確定無疑的。乍一看,自主船舶的未來似乎很有希望。對于小型船只來說,自動化船只所需要的技術今天就在這里,即使是業余愛好者也可以建造一艘自主船只。

2017年,一艘小型太陽能無人船SEA CHARGER成功完成了從加州到夏威夷的航行,該船使用GPS和衛星調制解調器進行導航和連接。實際上現在的航運公司已經在使用一些技術,這些技術最終可能被用于讓更大的船只實現自動化。舊金山租船公司“紅白艦隊”(Red and White Fleet)的最新船只是一艘混合柴油電力船,配有160千瓦鋰離子電池組,足以讓這艘船僅靠電池動力進行一小時的“金門”(Golden Gate)巡航。

目前實現大型船舶自動化的一個主要障礙是電池技術。今天的電池根本沒有足夠的能量密度為更大的商業船只提供動力。未來可能會開發出更大的容量和更強大的電池,這些電池的能量足以驅動更大的船只。然而,我們不得不承認目前的電池技術存在局限性。鋰電池可用于自動駕駛汽車和飛機的電池,如果充電過量可能會爆炸。此外,大型鋰離子電池需要控制溫度才能正常工作。

此外自主船舶面臨的更大挑戰將是設計此類系統的成本和復雜性。比如一艘大型貨船在公海上自主航行數日或數周的技術挑戰,迎接這樣的挑戰將需要一個今天還不存在的指揮和控制系統,而且這樣系統可能永遠無法被建造出來。

及時船上有足夠的船員,船舶的安全航行仍然是一項挑戰。而自動化船舶將需要指揮中心、計算機、先進的衛星通信系統、其他電子設備、遠程操作員和其他技術人員。

自動駕駛船舶不配備船員的確可以節省成本,但在很多情況下,船運公司只是用其他工人取代商船船員,這些工人很可能是成本更高的技術工人,他們將在陸地上的辦公室工作,或者隨時待命,協助自動駕駛船舶跨越大洋。航運公司可能需要多個冗余指揮中心來提供這些船舶安全運行所需的強大連接水平。

此外,所有的這些先進的技術都將非常昂貴,而且大部分費用將是設計和運行一個系統的成本。這樣的一個系統需要能夠提供推進、導航控制和停止動力,這是在惡劣的海洋環境中持續運行船舶所必需的。但要知道,在大洋上航行時,天氣、風、浪、霧、障礙物、海洋哺乳動物、海水、天氣、鳥類、其他船只、聲音以及幾乎任何你能想象到的東西都將是會遇到的。這就需要一艘自主船只將需要極其復雜的技術來承受海洋環境的混亂,并能夠遠程響應任何事件或緊急情況。

因此,今天的控制和通信技術是否足夠強大和有能力取代人類船員進行商業運輸,仍然是一個懸而未決的問題。

最可能導致自主船舶永遠不會被采用的一系列可能擔憂是:這種船舶需面對被敵人、黑客、恐怖分子、罪犯和其他惡意行為者利用的風險。自主船只對電磁頻譜和網絡空間基礎設施的依賴,再加上缺乏任何現場反應人員,將為其他人提供一個機會,干擾這些船只,并可能將它們用作武器或盈利的工具。

系統設計人員面臨的挑戰是,使自動化系統可用于商業應用程序的特性(如標準化、持續通信和定期更新)也為不良參與者提供了可利用的機會。自主的商業貨船很容易成為盜竊、誤用、干擾甚至更糟的目標。

必須在有關自主船只的辯論中考慮進一些現實因素。眾所周知,電子和機械系統最終會失靈。對于生命受到威脅的重要應用,如飛機,系統工程師設計了寬泛的公差、安全保障和多級冗余,以確保足夠的安全裕度。

設計自主船舶所面臨的挑戰是既要建立一個安全可靠的系統,在沒有人在船上的所有海洋和海洋條件下有效運作,又不能被壞人利用。這樣的一個系統,即使有可能建立,也可能最終和普通有人船舶比起來更為昂貴。

因此,無人船舶極有可能根本無法取代一直使海上運輸系統安全可靠的海事專業人員網絡。

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