哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院院长蔡成涛：智能化已成为船舶发展的重要驱动力

3月31日，由中国电子信息产业发展研究院(赛迪研究院)主办的2023赛迪论坛在北京举行。哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院院长蔡成涛在数字经济分论坛演讲时表示，以物联网、大数据、人工智能等数字技术加速创新与渗透融合为突出特征的智能化正在全球范围高速发展，已成为智能船舶发展的重要驱动力。

发展智能船舶是保持科技领先的需要

蔡成涛介绍，船舶行业是一个传统行业，智能船舶发展的背景有三个。因为现在任何领域都要用智能技术、智能+、+智能，以进一步减员增效，提升智能水平，所以第一个背景就是现代船舶航行安全的挑战。当前，由于船舶吨位更大，而航道宽度没有变化，所以就像陆地交通一样，通航的密度越来越大，船舶越来越拥挤。航行的难度增加，对航行的要求就很高，普通人的决策经常会造成失误。由于航行决策主要依赖人的主观因素，因此约80%的航行事故由人的因素引起。所以，如何利用先进的智能技术手段来提高船舶航行的感知能力、态势理解和分析能力，并以此提供辅助决策、实现安全预警，最大程度降低人的主观因素影响，是船东/船员的迫切需求。

第二个背景是船舶智能化发展的需要。船舶智能化是大势所趋，国家先后出台了《智能船舶发展行动计划》等一系列政策文件，对船舶航行智能感知及控制技术提出了新的要求。新的感知手段、信息融合方法、信息表达方式的应用能够显著推动船舶感知手段的升级，推动智能船的快速发展。未来船舶将向远程控制和自主航行方向发展，需要智能感知和智能自主决策控制技术的支持。

第三个背景是保持船舶科技领先的迫切需要。我国是制造业大国，但还不是制造强国，船舶业也一样。我国虽然是一个造船大国，但是和欧美、韩国、日本相比，在一些智能技术上还存在一定的差距。世界船舶行业知名企业均投入大量资金开展智能船舶相关技术的研究工作，在信息感知、通信导航、能效控制、航线规划、状态监测与故障诊断、遇险预警救助、自主航行等关键智能技术领域开展了大量创新性工作。所以，我国发展船舶智能化，走智能船舶的技术路线，也是为了保持船舶科技领先的需求。

在蔡成涛看来，智能船舶发展可以归纳为三个阶段。第一个阶段到2020年，是辅助决策阶段，主要利用算力和算法。第二个阶段到2025年，以远程操控为主，尽量减少船上人员的使用。这个阶段主要的核心技术是船岸一体化，同时也要求船舶本身有很强的智能水平和智能感知能力。第三个阶段到2030年，是自主决策阶段，这个阶段就是应用数字孪生技术，希望能够实现自主航行、自主避障、自主进出港。

未来船舶的关键词一定还是智能

蔡成涛认为，智能感知技术在船舶中的应用涉及方方面面。从智能航行来说，包括智能机舱、智能运维、智能能效，也就是说船舶的智能系统都需要智能感知技术。在这个阶段，船舶自身的感知能力是非常重要的。一般船舶上安装的感知设备有两类：一类是感知环境的信息，感知航行海域周边有没有船舶，有没有岛礁，有没有一些动态及静态的物体；另一类是自身状态的感知，感知自己的所处位置、方位、速度、姿态等信息。“新一代面向船舶智能航行、远程操控的增强型环境感知系统，是基于信息融合、信息交互、VR/AR、自动目标识别等技术，以实现船舶航行智能化能力的提升。”蔡成涛表示。

“数字孪生技术是指数字空间和物理空间之间反复地交互和迭代。”蔡成涛进一步指出，“数字系统在不断地学习真正的物理系统，而物理系统在不断地改进数字系统。在船舶领域，要想让数字经济和传统的船舶行业进行深度融合，需要攻克四个技术。”一是建立数字化的船舶装备及系统，把船舶的各个装备、系统进行数字化。二是建立数字化的运行环境，把海洋数字化。三是建立虚实之间的高效信息交互通道。四是对感知信息进行融合、重构处理，通过数字系统的优化、迭代、学习、进化，实现数字船舶系统精准映射物理船舶系统。

蔡成涛认为，智能船舶是科技发展的产物。从技术变革看，以物联网、大数据、人工智能等数字技术加速创新与渗透融合为突出特征的智能化正在全球范围高速发展，已成为智能船舶发展的重要驱动力。从产业规律看，船舶工业也将遵循汽车、航天、飞机、高铁等产业从机械化、电气化逐步向信息化、智能化演进和变革的产业发展规律。

最后，蔡成涛表示，未来智能船舶的关键词一定还是智能，智能技术将赋能船舶行业。除此之外，智能船舶的关键词还有绿色、自主、数字等。它们的应用空间不仅有对标智能汽车车路协同的船岸一体，还有船港一体，即把环境和船舶本身进行融合，实现自主航行、协同航运。现在业界已经在探讨将有人船舶和无人船舶进行混合编队进行航行，来实现减员增效、提高运维能力。此外，未来智能船舶还将在虚实交互、绿色低碳和智能组件等方面进一步发展。其中智能组件包括软件和硬件，这种大量应用自动化、信息化、智能化（感、传、算、控）、一体化的智能装备也是未来发展的方向。

编辑丨赵晨

美编丨马利亚