自主航運 邁向未來
MARINET行業協會負責人Alexander Pinskiy解釋了在2021年實施的自主航運計劃的長期願景,以及國際海事組織如何將此計畫推廣至全球。
儘管自主航運變得越來越流行,並且許多技術已經到位,但我們尚未讓全球採用這種操作。顯然,缺乏明確的長期自主航運方法一直是使用無人船MASS(maritime autonomous surface ships)的主要障礙,而這正是我們在MARINET以及與合作夥伴一起試圖透過A-Navigation計畫來解決的問題。我們在俄羅斯進行的船隻試驗相當成功,甚至已獲得批准在未來一年內廣泛使用此導航系統。此外,我們還制定了一個長期願景,以實施法規和技術問題,這對於該項目的實現是必要的。
目前,人們擔心不受控制的AI可能會導致無人船航行中產生危險,包含技術漏洞和駭客攻擊,或者是逃避法律責任和適當維護。但這與我們的目前狀況關係不大。技術的發展是系統性的,就像人類需要從熱氣球演變成飛機才能最終降落在月球上一樣,實現無人船的未來也需要經過多個階段來推動。
要知道,很多船舶上配有無人值守的機艙控制室且配備遠程控制甚至維修系統已經是很普遍的。這些技術是由基於各大機械製造商為各種重工業開發的成熟解決方案,其中海運就是這樣的企業之一。這些規則技術在國際海事法規和船級規則中,根據其他行業中或多或少具有類似的標準而得以順利、快速地實施。
然而,下一步(即船舶駕駛和遠程控制)需要更具體的解決方案,而這些解決方案無法像自動駕駛地鐵或智能汽車那樣導入海運行業。相反地,我們的行業一直在創新,自2017年以來,已經有許多技術實驗證明了這些技術的可用性。Rolls Royce在Svitzer Hermod和Falco渡輪上進行的試驗、Wartsila在Highland Chieftain和Folgefonn上進行的試驗、ABB在Suomenlinna II上進行的試驗與NYK的Iris Leader駕駛實驗。
與機械自動化相比,這些解決方案不是從實驗室帶到航運公司。我一生都在技術業界工作,我堅信新技術是由消費者驅動的,而不是由學術界或技術公司所驅動的。因此我們的a-Navigation計畫的目的是要邁出實際的第一步,把這種技術操作帶給航運公司。儘管它可能還有很多局限性,也不是為了立即產生革命性的效果,但這是我們開發新技術的唯一途徑。我們的計劃提供了循序漸進的藍圖,其中設定了無人船發展的三個階段:共存、分離和成為主流。
共存
在“共存”階段,我們設想自動和遠程控制的船舶將與傳統船舶一起運行,並且在現有法規的框架內進行操作。在這一階段,a-Navigation的主要使用目的是提高安全性;也就是說,在減少人為因素的影響時,還加強了航運公司對船員工作的管理。同時,常規功能的自動化以及更好的環境認知和控制將減輕船員的負擔,並減少船上所需的人員配備。
現階段的主要障礙是MASS與傳統船舶的共存,我們已經透過使用開發的綜合功能等效(CFE:Comprehensive Functional Equivalence)原理解決了這個問題。這意味著在自動和遙控模式下實現了當前法規規定由船上人員執行的那些功能。這是有嚴格監管的,且管制比船員操作的狀況還要嚴格,這使CFE成為MASS和傳統船舶的共同標準。一方面,它保證了MASS在與其他海上物體互動時,受到已知和強制性功能的指導並執行,而另一方面,它允許MASS在當前國際法規的框架內運作,而無須改變。
高科技運輸公司必將在此一階段發揮關鍵作用,因為它們將受益於a-Navigation。他們很可能擁有現代化、自動化程度很高的船隊且船員薪酬豐厚,並且有能力支付新技術的費用。與其他任何新技術一樣,新技術一開始會很昂貴,而隨著廣泛的使用,價格會越來越便宜。
然而,我相當確定,在達到的規模經濟之前,大多數國家都會在第一階段補貼航商執行a-Navigation計劃(綠色技術就是這種情況)。因此,船運公司很可能獲得經濟利益。此外,我們的特色之一是,我們可以利用當今的通用技術和設備從一開始就將成本降到最低:我們利用當前法定的安裝設備(如ECDIS與AIS),並將其與簡單且價格合理的設備(如數碼相機或衛星通信)相結合。
分離
在此階段,我們設想MASS數量和作業區域的增加將出現主要使用自主船舶的新航線和地理區域。在這一點上,某些水域和交通分離系統自然會被指定為次要或主要供自主船舶使用,因為這將減少MASS與不可預測且控制不良的人為駕駛船相互作用所帶來的任何風險。它還將提供進一步的機會,將功能從人為轉移到電腦系統,並取消一些現行的法規要求。這些需求的減少以及規模經濟將使MASS的運營成本進一步降低。
分離還將促進新的組織建立,例如控制中心或基於電子導航的MASS服務,如先進的船舶交通管理系統。這種性質的基礎設施應提供船舶之間的直接資訊交換,以及國家和全球監控系統的調度。由海事管理部門管理的現有NAVAREA地區可以作為MASS運營責任區域的基礎。
這些地區也將有機會通過針對MASS的特殊規定,儘管這不會基於CFE原則或當前的海事規定。新法規將反應電腦系統和導航的功能和特性。因此我們將看到一種新的海上運輸模式,可以將其比喻為多層建築中的“運輸模型”,即自動電梯和行人樓梯之間的分隔。在這種比喻中,MASS代表在分離的豎井中移動的電梯,進入該電梯的通道受到限制,並且按照嚴格定義的規則運行。他們在預定區域內運送人員和貨物。相比之下,傳統的船隻將像行人,他們可以使用樓梯進行隨意的移動,即可以使用其餘的水域進行航行,而不會威脅到無人船的往來。同時,他們的活動範圍僅限於MASS應用區域之外。
在這一階段MASS發展的主要驅動力是利用進一步擴大性價比的MASS來提高物流效率,開發基於a-Navigation和e-Navigation的統一智慧運輸綜合體,發展零事故風險的MASS網路。在此階段的主要挑戰顯然為基礎建設的創建以及定出a-Navigation和e-Navigation的法規讓國家和公司執行。這意味著在MASS開發的第一階段,應將這些新標準和法規的工作作為優先事項。
成為主流
在被稱為 “突出 “的最後階段,MASS的運營區域將擴大,並將覆蓋全球所有主要運輸路線。海上運輸的模式和法規都將集中在MASS上,而傳統船舶將成為例外。絕大多數船員將在導航控制中心或緊急應變小組中工作,這也將從根本上改變工作條件的質量,並使船員駕駛的船舶成為少數。
由於MASS運輸會更便宜、更安全,因此,較舊的船舶自然會轉移到無法使用MASS或經濟上無利可圖的地區。這些地區可能包括交通量少的地區,或者天氣和氣候條件極難預測的地區。回到電梯和樓梯的比喻,很少有人會在有電梯時爬樓梯到20樓,但是在兩層樓的建築中安裝電梯是沒有經濟效益的。同時,梯子等應急系統–即船上人控的可能性和存在–將保留在極少數情況下使用,就像多層建築中火災時疏散用的樓梯是必須的一樣。
在最後這個階段,我們將看到具有新設計的機器人船連接到全球智慧物流網絡中。儘管根本沒有船員,但它們不會讓人們擔心,而是會成為安全性和可靠性的象徵。
但是,要達到這一突出的最後階段,我們必須從第一步開始。如前人所述,“這是『人』的一小步…”