国内外无人船发展现状及未来前景

曹 娟 王雪松

浩瀚无垠的海面上，曾不时发现“无人船”的影子，它们又被称为“幽灵船”，就像幽灵一样随波逐流，充满神秘，引人遐想。

如今，像被热议的无人车、无人机一样，无人船也被频繁提起，其不同于漫无目的的“幽灵船”，而是一种可以借助精确卫星定位和自身传感，即可按照预设任务在水面航行的全自动水面机器人。国内外在无人船研究方面进展如何？未来无人船拥有怎样的前景？

关于无人船

提到无人船，不得不说智能船舶。

近年来，伴随着大数据、云计算、虚拟现实、人工智能技术以及区块链等新技术迅猛发展，无人车、无人机、无人超市、无人船等被推到了聚光灯前，愈发受到社会广泛关注。而出现无人船热之前，业界提到更多的则是智能船舶。

智能船舶是个相对宽泛的概念，并且在不断发展中，甚至目前对智能船舶的定义也还存在争议。对于“智能船舶”，中国船级社有过四点明确定义：一是具有感知能力，也就是具有能够感知船舶自身以及周围环境信息的能力；二是具有记忆和思维能力，即具有存储感知信息及管理知识的能力，并且能够对信息进行分析、计算、比较、判断、联想、决策等；三是具有学习和自适应的能力，即通过专家知识以及与环境的相互作用，不断地学习积累知识并适应环境变化；四是行为决策能力，即对自身状况及外部环境做出反应，形成决策并指导船岸人员，甚至控制船舶。

智能船舶的发展是一个循序渐进的过程。最初阶段为互联互通，实现对船舶的远程监测。第二个阶段为系统整合，通过制定统一的船舶数据标准，逐步将多源异构系统整合为单一集成系统，实现平台化管理。第三个阶段，通过远程通信手段，实现对被控制船舶的操控。最终，利用高度复杂的软件技术、控制算法，实现自主操作。

2017年，中国船级社、珠海市政府和武汉理工大学、云洲智能公司四方共同启动国内首艘小型无人智能货船项目

第三阶段的远程控制，第四阶段的自主操控，是无人智能船所具备的特点。通过各个阶段技术的进步和完善，最终实现不需要人在船舶上操控，就能实现船舶按照预设任务在水面上自主航行。

国内无人船发展现状

2018年的央视春晚，由无人船、无人车、无人机组成的“海陆空”展演堪称惊艳。夜色下的珠江口海面上，“瞭望者”号海洋无人艇为群龙之首，带着80艘小型无人船，它们闪烁着光，如离弦之箭般穿越港珠澳大桥，场面颇为壮观。这是全球首次无人艇协同编队。

无人船华丽表演的背后，是云洲技术团队的支撑和付出。在国内无人船领域，云洲是佼佼者。这个2010年由三名学生在珠海高新区注册成立的公司，起步艰难，最初靠补助搞研发，既缺钱又缺人，直到2013年夺得中国创新创业大赛总决赛冠军，如同蛟龙出海一般，进入发展快车道。2013年销售全球首款水质监测无人船，2013年底到2014年底在国内卖出70多艘无人船。2014年的第三届莫斯科国际创新发展论坛展览，李克强总理和俄罗斯总理一起参观了云洲展台，风光无限。2016年，云洲无人船研发测试基地在珠海开工建设。2017年，中国船级社、珠海市政府和武汉理工大学、云洲智能公司四方共同启动国内首艘小型无人智能货船项目。

云洲技术团队开发的小型全自动测绘无人船

不只是云洲。自2009年以来,国家海洋局第一海洋研究所无人船研究小组,便开展了无人船系统的研发与应用研究工作，已研发2艘3米级和一艘5米级“久航”系列无人船。中船集团在2014年开始研发建造智能型干散货船。海航科技物流旗下的海航智造承担海航无人船开发项目的主要工作。

2017年6月，美国船级社、中国船级社、中国舰船研究设计中心、沪东中华造船（集团）有限公司等多家全球船舶行业顶级企业和机构齐聚上海，共同成立无人货物运输船开发联盟。7月，中国船舶工业集团公司、大连海事大学、中国船级社、交通运输部水运科学研究院共建的“无人船技术与系统联合重点实验室”揭牌。2018年3月，珠海万山无人船海上测试场建设项目正式启动，作为亚洲首个无人船海上测试场，建成后将成为世界上面积最大的无人船海上测试场，引发美国高度关注。

国内企业、科研院所和高等学校携起手来，产学研形成合力，我国无人船发展进入快速发展阶段。

国外无人船发展现状

在无人船发展方面，我国与先进国家存在一些差距。纵观国际上关于无人船方面的研究，军用无人船在其中起到了至关重要的作用，引领着无人船发展。

美国研究无人船相对较早。二战时期，美军就在无人水面艇(USV)上架设枪炮和导弹。20世纪70年代，USV被广泛应用于美军的反水雷舰艇系统上。2000年初期，在沿海形成具有战斗力的USV船队。美国PEO LMW研发了一款可重构，高速和长耐力的半自动USV，配备具有ARPA功能的雷达、固定摄像机、红外传感器、麦克风、水深仪、温度和风速传感器。美国海军水下作战中心联合公司于2002年起合作开发SPARTAN SCOUTUSV，它被认为是高新技术的示范项目，其目标是研发具有模块化、可重构、多任务、高速、半自主航行的USV。2016年，美国下水最新型的海猎人无人反潜船，并且开始试验世界上最大无人驾驶船。非军方方面，位于弗吉尼亚州的UOV公司研发了理论上续航能力为无限长的UOV，适用于海洋数据收集、测量等。Navtec公司研发了基于喷水动力的USV——Owl MKⅡ，它在隐蔽性和配重能力上有显著提高，并具有侧扫声呐和摄像功能。

以色列在USV军事化方面处于领先位置。以色列国防部研发的“PROTECTOR”系列的USV因为出色的性能而富有盛名，一直用在以色列海岸、波斯湾和新加坡等地，进行港口与海岸巡逻。2013年时，美国“战略之页”网站曾报道以色列当时开发出的新型“保护者”无人水面舰艇，称其相比原来的“保护者”，体积更大、性能更好，在大海中具有更强稳定性，每次可以航行12个小时以上。以色列国防部还研发了中型USV——“Silver Marlin”，应用于执行沿海智能化巡逻任务。2005年以色列Elbit公司推出一款“黄貂鱼（Stingary）”号USV，能够完成海岸物标识别、智能巡逻、电子战争等多项任务。

2004年英国普利茅斯大学MIDAS科研小组开始研发USV——“Springer”， 主要用于内河、水库和沿海等浅水水域追踪污染物，测量环境和航道信息。该船使用SLAM技术克服了GPS定位可靠性不够高的缺点，能基于船舶航行环境预估船舶下一步位置。

美国下水最新型的海猎人无人反潜船，并且开始试验世界上最大无人驾驶船

以色列国防部研发的“PROTECTOR”系列的USV

意大利热那亚CNR-ISSIA研究机构研发的“Charlie”号USV是一艘双体船，主要作用是在南极洲对海洋微表层进行取样和收集大气海洋界面的数据以及在浅水区域探测鱼雷。

葡萄牙动力系统和海洋机器人实验室研发了小型自动航行的双体自动水面船舶Delfim。

德国Veer公司1997年开始研发USV，起始阶段研究工作主要集中在渔业，2005年，研发了多任务的VSV“MMSV Ⅲ”。

2017年6月20日，英国罗尔斯罗伊斯公司与马士基集团旗下的拖轮公司斯维泽Svitzer共同宣布，其在丹麦哥本哈根港成功地进行了世界上第一次对商用船只进行遥控操作展示。

此外，法国波尔多工程研究所自主系统实验室、日本雅马哈公司也研发出了相关船舶。日本雅马哈公司研发的UMV-O型USV是一个针对远洋航行的USV，主要目的是监控海洋和大气的生物地球化学和物理参数，具有很长的续航能力。

在无人船领域，多国都在发力，力争抢占市场先机。

Navtec公司研发了基于喷水动力的USV——Owl MKⅡ

Kongsberg与Yara联手准备建造世界上第一艘实现零排放、全电推、自主航行的集装箱船“YARA Birkeland”号

无人船时代加速到来

道路是曲折的，前景是光明的。这是新事物无人船目前的处境。

全球最大的班轮公司马士基集团首席执行官施索仁曾表示，当前业内积极推进船舶自动化，但短期内不太可能导致集装箱船上船员减少。毋庸置疑，无人船在发展过程中确实面临着诸多挑战，包括相关法律法规的编写和完善，初始和日常运营方面的较高费用支出，来自动力、驾控、特殊功能和岸基中心等方面关键技术的应用挑战，整个业态的重构或者流程再造的挑战，以及网络安全方面的威胁等等，这些都将是无人船在发展过程中必须要面对的拦路虎。

挑战足够多，但市场前景同样广阔，各国对无人船领域研发的重视，使得无人船时代正在加速到来。

芬兰国家技术创新局制定了具体计划，目标是在2025年，提供全球首批无人海事产品、服务和一个“极具活力的生态系统”，将通过全尺寸测试验证实现波罗的海无人自主商业海上交通。

全球最大的矿业集团——澳大利亚必和必拓正在研发超大型自动航行“无人”散货船，其期望这项技术可以在10年之内实现。

日本航运业正大力研发无人驾驶船，计划在2025年打造出大型无人驾驶船队。

挪威Wilhelmsen与Kongsber联合成立了全球第一家无人船公司Massterly，预计将于今年8月正式开始运营，来监控和运营挪威乃至国际上的无人船舶。而在2017年，Kongsberg与Yara联手准备建造世界上第一艘实现零排放、全电推、自主航行的集装箱船“YARA Birkeland”号，今年下半年先是作为一艘人为操控的船舶运营，在2019年转为远程遥控操作，并预计从2020年开始能够执行完全自主操作。

2018年1月，在过去两年进行广泛海试后，美国国防部高级研究计划局已经完成世界上最大无人驾驶船“海上猎手”无人水面艇项目。海军研究署计划进一步开展海试，进一步开发包括自动化有效载荷和传感器数据处理，快速开发针对新的特定任务的自主能力，并探索多艘无人水面艇协同能力。如果获得成功，中等排水量无人水面艇将于2018年交付美国海军。

我国首艘500吨无人船研制启动，预计将在2018年底下水，2019年率先在全球范围内实现商业运营，为国内企业开启全球无人航运之门。

与此同时，IMO将把自动船舶事项列入今后会议议程，欧洲正在研究无人船运营法规。无人船发展正呈现出万箭齐发、百花争春之势。可以想象，随着科技的快速发展，相关研究的推进，未来，在浩瀚无垠的海面上，无人船将成为常态，它们将在岸上指挥者的操纵下，乖乖地驶向彼岸。在你追我赶的态势中，这样的无人船时代正劈波斩浪，加快到来。