劳斯莱斯跨界：打造无人驾驶货船，要在2020年启航

　　在大部分人看来，劳斯莱斯是顶级豪华汽车的杰出代表。但是，也许还有很多人不知道，这家汽车公司已经将自己的业务从陆地拓展到了海上。

　　早在 2014 年，就有媒体报道劳斯莱斯船舶事务科正在开发远程控制的集装箱船。劳斯莱斯海洋创新部副总裁 Oskar Levander 表示，远程操控的自动化船舶技术是存在的。他说，「我们将在十年后看到远程遥控船的商业化。」他还补充道，这些船预计将于 2020 年底启航。

　　据 Moore Stephens 产业顾问公司 2014 年的数据，海上货运业载运量一年产值可达 3750 亿美元，目前全球营运货轮数量约 10 万艘，一般大型海运业船员等人事成本，约占总营运成本 44％。据雷锋网了解，相较于现在船只完成同样的工作，远程操作船舶的运营会更快捷、更高效、更便宜。

　　这类船舶将由带传感器组的计算机控制，这些传感器组件包括摄像机、红外系统、雷达、激光雷达、麦克风、声纳和 GPS。最近劳斯莱斯海洋创新部副总裁 Oskar Levander 在 IEEE Spectrum 撰文，披露了劳斯莱斯对无人船的设想和进展。本文由雷锋网编译（有删减）。

　　「无人船」的出现只是时间问题。

　　劳斯莱斯预测，在未来几年，会出现类似无人驾驶的商用船只。早期可能是港口拖船或渡船，主要是用于运过河口或峡湾的短途运输。而自主航行的无人远洋货轮，将在未来 10 到 15 年内航行于大洋之上。

　　无人船的出现，得益于数字通信和人工智能的发展。电子传感器、通讯以及计算机处理技术的发展，激起了人们对一系列无人驾驶交通工具的兴趣，包括汽车、飞机、直升机、火车以及轮船。

　　全球范围内众多公司和研究机构正在努力将这些想法变成现实。

　　劳斯莱斯已经在芬兰开始了一个联合产业项目：高级全自动水运应用（Advanced Autonomous Waterborne Applications，简称 AAWA）。预计在 10 年内打造能远程操控或全自动化的近海船只。

　　欧盟的 MUNIN（海上智能无人导航网络）项目，由位于汉堡的 Fraunhofer（弗劳恩霍夫）海运物流服务中心主导。这个项目正在对无人船在公海航行的技术、经济和法律方面进行可行性评估。

　　DNV GL（国际船只认证机构）的研究人员，正在探索通过电动无人船在挪威狭长海岸线运输货物的可能性。中国海事局和武汉理工大学联合成立多功能海上无人船只研发项目，目的是研究无人船在商业和军事领域的用途。

　　为什么人们对无人驾驶船感兴趣？

　　这很容易解释：无人船更安全、更高效、运输成本更低。

　　根据德国慕尼黑安联保险在 2012 年发布的一份报告，大约 75% 至 96% 的海上事故是由人为错误造成的，通常是疲劳导致。远程控制的无人船将会降低这类风险，降低船员的伤亡率，而船只本身面临的危险也会更少。

　　1、海盗带来的威胁会更少。

　　因为是无人船，海盗登船难度加大。即使海盗成功登船，他们也无法控制船只。事实上，远程控制中心可以控制船只抛锚停船，或通过低速航行，让海军舰船可以很容易的赶来增援。因为没有船员，所以海盗无法将任何人扣押为人质，而没有人质的海盗不堪一击。

　　2、无人船另一个好处是更大的货物运载量以及更小的风阻。

　　因为没有船员，现有船只的一些设备就可以移除，比如甲板室、船员居住舱、通风装置、供暖设备以及下水道系统。去掉这些装置后，船会更轻巧，油耗、操作和建造成本都会相应降低，也能为货船腾出更大空间。

　　3、解决海上专业人才稀缺的问题。

　　随着海上船只越来越多的机械设备，操作变得复杂，对船员要求也越来越高。同时，航海作为职业本身的的吸引力在不断降低，发达国家很少会有人愿意出海远航，数星期甚至数月无法与家人相见。而远程控制和无人船只技术的发展，可以吸引更多高素质的年轻人进入这个行业。

　　当前，建造这种无人船的技术条件已经具备，但挑战在于监管机构是否允许这种船舶出海运营。现在，国际航运条例对是否允许这些船只出海航行，如何投保以及如何判定发生事故时的责任人等等问题还没有清楚的规定。

　　和劳斯莱斯 AAWA 项目一样，欧洲还有另外两个项目团队正在研究修改法规以明确这些问题。

　　SARUMS （欧洲无人海事系统安全与监管机构）就是其中之一。它由瑞典等其他六个成员国组成。在英国，海上自治系统监管工作组也在进行相关方面的努力。他们的最终目标是确保《国际海上人命安全公约》——管理国际航行的条例——在下一次修改时，能够反映新技术的发展。

　　讨论这些问题的监管者，肯定想清楚地知道无人船到底有多安全。所以，工程师现在的工作是采用相关技术，付出最大努力，避免所有潜在危险的出现。

　　无人船的关键能力

　　对无人船来说，关键能力是能够感知和传达周围环境的能力，以便其在航行过程中避免碰撞，安全到达目的地。

　　劳斯莱斯正在研发的态势感知系统（situational-awareness systems），将来自高清可见光和红外摄像头的图像与激光雷达、雷达测量方式相结合，提供无人船周围环境的详细图像。这些信息会被传回远程操控中心——在那里，有经验的船长会进行判断，或传给无人船上的计算机处理，并采取下一步行动。

　　远程操控的船长或自动航行系统也可以利用其他信息源：来自卫星导航的信息，天气预报，其它船只对自己身份和位置的报告。现在，利用多数据源和电子辅助设备已经成为船员日常工作的一部分。标注其它船只位置、帮助做出导航决策、检测船只主要设备、以及确保发动机和其他机械部件运转良好的系统，都已经问世。

　　将来，安装在船只上的关键传感器会获得更多数据。比如说主引擎，起重机和其它甲板机械，螺旋桨和船首推进器，发电机，滤油器等等。这些信息会有助于判断这些系统是否良好、高效地运行。当关键零件发生故障时，可以在下一个停靠港安排预防性维修，如果有必要的话，可以安排维修人员到海上登船维修。

　　当然，对无人船而言，及时获得数据非常关键。因此，这类船只需要时刻保持实时通讯。远洋航行卫星通讯早已经实现，而且现在越来越好。

　　尤其是 AAWA 的合作伙伴——国际海事卫星组织（Inmarsat）在 2015 年 8 月份发射了第三代 Global Xpress 卫星，使得该公司有能力支持全球任何地方的宽带数据连接。因此，在未来，Inmarsat 能够像现在做的一样，在太空为无人驾驶船提供高速的宽带连接。

　　保护数据流以及防止船只系统被黑客入侵当然也非常关键。你肯定不想谁让船只偏离航线，或者更甚者，让船只和其他东西相撞。

　　远程操控中心

　　即使无人船实现自主航行，岸上也必须有一个人能够在需要时对其进行操控。不同类型的船或者是处于不同航行阶段的船，需要不同的监督和控制水平。

　　远洋货船通常需要很少的人力监控，一个船长同时监督多艘船只。而在拥挤的航道运行的船只，例如靠近海岸，或驶入驶出港口期间，将需要船长给予非常充分的关注。

　　因此，远程操控系统和控制中心就成为了其中一个重要的技术组成部分。基于从航空、核能、空间探索以及建造用于训练水手的模拟器所获得的经验，劳斯莱斯一直在研究远程控制系统以及配套的远程控制中心。他们的结构既要考虑人类工程学，又要方便使用，还要能够实时传输船只周围的环境。

　　建造这样一个远程操控中心，劳斯莱斯工程师利用在设计和建造 Unified Bridge 时获得的经验。Unified Bridge 是对传统舰桥的重新设计，能够为船员提供更加舒适、整洁、安全的工作环境。

　　劳斯莱斯 Unified Bridge 的首次应用是在 2014 年 8 月，应用在 Simon Møkster 运输公司的 Stril Luna 船上。从那开始，Unified Bridge 系统开始用于拖船、豪华游艇、极地科考船甚至新型游艇。

　　制造、运营无人船很难有单一方案。一些船只不需要任何人就能航行，它们与现有设计完全不同。还有一些船需要自动航行与远程控制相结合，在开放水域启用自动航行模式，如果需要更复杂的操作，船只会回到远程控制模式。