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全自动无人商船永远不可能?

放大字体  缩小字体 发布日期:2019-06-28  浏览次数:2191
核心提示:近日,美国海岸警卫队USCG官员David Dubay撰文表示我们永远不可能看到全自动无人跨洋商船( fully autonomous transoceanic comm

近日,美国海岸警卫队USCG官员David Dubay撰文表示我们永远不可能看到全自动无人跨洋商船( fully autonomous transoceanic commercial cargo ships,下文或将简称为无人船,自主船)的出现。

事实上,自主船只可能只在非常有限的情况下运行。

近年来,全自主船舶的发展前景已成为商船研究的热点。技术上的快速进步导致了交通运输业其他领域比如车辆方面的自动化项目的发展,同样也为航运业找到了研究的方向。

比如,随着照相、传感器、机电集成型执行器和卫星技术的进步似乎预示着,不久之后,船舶将能在无人驾驶的情况下跨越海洋。而国际海事组织(IMO)和国际海事委员会(CMI)已经在探讨如何使自主船只符合现有的国际海洋法框架。

然而,尽管计划未来是值得称赞的,但由计算机和远程操作人员操作的自主船舶目前看看起来还有太多的缺陷和不足,而且她们很可能被证明还将过于昂贵,并不具有商业价值,因此并无法取代目前的载人船只。

要知道今天驾驶船舶的具有专业知识和经验的商船海员他们在船上扮演的是关键的现场决策者、修理工和安全守护者的角色,他们能够使商业航运更安全、高效和廉价。

一旦我们无法兑现承诺和夸张的设想,那么我们仍将需要一些关键海员留在船上应对碰撞、法律责任和环境灾难所带来的风险。技术的进步将继续使航运更安全、更高效,但它们最终不会取代目前商船上的人类船长和船员。

 

尽管此前我们取得过很多令人兴奋的成绩,但无人驾驶船舶的仍存在很大争议。按照一般的说法,对于航运公司来说,转向自动驾驶船舶有望节省成本,因为他们再也不必为船长和船员负担费用,或许还能提高安全性(多数无人船支持者曾表示,海上事故80%是人为因素所引起的,但或许大家都忽略很重要的一点就是正式因为认为因素的介入才使得海上事故的发生被压制在了最低水平)。但要使一套自主船只系统正常运转,将需要数十名新的操作人员和技术人员。自动化船舶的设备将极其昂贵,并将在商业航运中引入许多新的潜在故障点。要知道,墨菲定律一直警告我们,越复杂的系统越容易出错。

自主船只可以减少人为疏忽造成的事故数量,但是,在这一点上,自主船只相对于载人船只的相对安全纯粹是猜测。

如果能把船员的空间用于额外的货物运输,自主船可能会更有效率。但是,当系统出现故障时,船舶仍然可能需要有适当的系统来,以便让人类船长和船员来操作。

自主船只可能会改善航运业的整体工作条件,因为它们将不再需要寻找海员来填补海上许多困难和危险的工作。但是,商船船员职位的消失将对今天从事这些工作的人员造成巨大的经济打击。

最近的一些文章宣称,自主船只已经出现或即将出现,并且似乎认为采用自主船只是确定无疑的。乍一看,自主船舶的未来似乎很有希望。对于小型船只来说,自动化船只所需要的技术今天就在这里,即使是业余爱好者也可以建造一艘自主船只。

2017年,一艘小型太阳能无人船SEA CHARGER成功完成了从加州到夏威夷的航行,该船使用GPS和卫星调制解调器进行导航和连接。实际上现在的航运公司已经在使用一些技术,这些技术最终可能被用于让更大的船只实现自动化。旧金山租船公司“红白舰队”(Red and White Fleet)的最新船只是一艘混合柴油电力船,配有160千瓦锂离子电池组,足以让这艘船仅靠电池动力进行一小时的“金门”(Golden Gate)巡航。

目前实现大型船舶自动化的一个主要障碍是电池技术。今天的电池根本没有足够的能量密度为更大的商业船只提供动力。未来可能会开发出更大的容量和更强大的电池,这些电池的能量足以驱动更大的船只。然而,我们不得不承认目前的电池技术存在局限性。锂电池可用于自动驾驶汽车和飞机的电池,如果充电过量可能会爆炸。此外,大型锂离子电池需要控制温度才能正常工作。

此外自主船舶面临的更大挑战将是设计此类系统的成本和复杂性。比如一艘大型货船在公海上自主航行数日或数周的技术挑战,迎接这样的挑战将需要一个今天还不存在的指挥和控制系统,而且这样系统可能永远无法被建造出来。

及时船上有足够的船员,船舶的安全航行仍然是一项挑战。而自动化船舶将需要指挥中心、计算机、先进的卫星通信系统、其他电子设备、远程操作员和其他技术人员。

自动驾驶船舶不配备船员的确可以节省成本,但在很多情况下,船运公司只是用其他工人取代商船船员,这些工人很可能是成本更高的技术工人,他们将在陆地上的办公室工作,或者随时待命,协助自动驾驶船舶跨越大洋。航运公司可能需要多个冗余指挥中心来提供这些船舶安全运行所需的强大连接水平。

此外,所有的这些先进的技术都将非常昂贵,而且大部分费用将是设计和运行一个系统的成本。这样的一个系统需要能够提供推进、导航控制和停止动力,这是在恶劣的海洋环境中持续运行船舶所必需的。但要知道,在大洋上航行时,天气、风、浪、雾、障碍物、海洋哺乳动物、海水、天气、鸟类、其他船只、声音以及几乎任何你能想象到的东西都将是会遇到的。这就需要一艘自主船只将需要极其复杂的技术来承受海洋环境的混乱,并能够远程响应任何事件或紧急情况。

因此,今天的控制和通信技术是否足够强大和有能力取代人类船员进行商业运输,仍然是一个悬而未决的问题。

最可能导致自主船舶永远不会被采用的一系列可能担忧是:这种船舶需面对被敌人、黑客、恐怖分子、罪犯和其他恶意行为者利用的风险。自主船只对电磁频谱和网络空间基础设施的依赖,再加上缺乏任何现场反应人员,将为其他人提供一个机会,干扰这些船只,并可能将它们用作武器或盈利的工具。

系统设计人员面临的挑战是,使自动化系统可用于商业应用程序的特性(如标准化、持续通信和定期更新)也为不良参与者提供了可利用的机会。自主的商业货船很容易成为盗窃、误用、干扰甚至更糟的目标。

必须在有关自主船只的辩论中考虑进一些现实因素。众所周知,电子和机械系统最终会失灵。对于生命受到威胁的重要应用,如飞机,系统工程师设计了宽泛的公差、安全保障和多级冗余,以确保足够的安全裕度。

设计自主船舶所面临的挑战是既要建立一个安全可靠的系统,在没有人在船上的所有海洋和海洋条件下有效运作,又不能被坏人利用。这样的一个系统,即使有可能建立,也可能最终和普通有人船舶比起来更为昂贵。

       因此,无人船舶极有可能根本无法取代一直使海上运输系统安全可靠的海事专业人员网络。 
 
 
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