从应对疫情看加快水运科技发展的趋势与需求

高峰 赵旭 胡克 于滨

摘 要：2020年突如其来的新冠病毒肺炎疫情引起了一系列社会运转模式调整和人们行为模式改变，也给水运行业带来影响，由于隔离是最有效的预防和控制手段，因此实现非接触、无人化和智能化航运的优势就体现出来，将加快推动传统港口水运作业模式的变革。如今，随着人工智能、大数据等新兴技术的快速发展，为水运港航行业的创新变革提供了技术上的保障，面对疫情这类危机和特殊时期也将为其快速加快研发带来契机和推动作用，势必加速这一未来趋势早日实现。

关键词：疫情;水运;安全;发展

这个2020年的新年伊始注定是一个不平凡的开局，自新型肺炎疫情爆發至今，作为重大公共事件，每一个消息都密切牵动着人心。国际社会对我国疫情反应也各不相同，但世卫组织的更加重要，这将对中国外贸和海运物流等造成影响。伴随人类社会的发展历程，瘟疫始终如影随形，总是在人们毫无防备之时来个突然袭击，破坏和挑战我们的心理与科技乃至意志。但另一方面，如同自然灾害一样，也能从很多方面促成人们的反思与技术进步，甚至推动社会发展与改变文明的走向。

科技进步使人类对灾害和危机的认知能力得到显著提升，组织有效的应对措施则成为人类灾害管理知识体系中的一部分[1]。交通水运行业一直以来积极深入实施创新驱动发展战略，努力增强自主创新能力，建设创新型国家，水运科技进步日新月异，科技实力伴随交通水运的发展同步壮大，为我国综合国力的提升提供了重要支撑[2]。目前，新型冠状病毒的流行，为有效切断病毒传播途径，遏制疫情蔓延势头，水运码头封闭、船舶停运、操作人员隔离休假等等，往往是极端情况下采用的常用手段和措施，其对行业影响正在逐步显现。由此也联想到疫情的发生对于未来水运技术的发展、特别是应对危机时的需求，本文谈一些观点，以抛砖引玉。

1 对水运行业的当前影响

全球市场情绪受影响，全球股票市场恐慌性抛售增多（日韩欧美股市和布伦特原油价格均受挫）。中国主要城市/地区之间以及与其他国家的交通运输均受到压力。如各邮轮公司已经相继宣布暂停 2020 年1月底/2月初从中国母港出发的邮轮航次，在邮轮市场在经历前2017和2018年的快速发展后，2019年投入中国市场的邮轮运营计划调整明显，然而2020 年开年不利，取消航次占全球邮轮运力的 4.1%[3]。此次疫情还可能会波及中国及亚洲其他地区的港口，根据克拉克森研究数据显示（见图1），过去一年中中国大陆的港口被全球船队挂靠共计约 280，000 次，占全球港口挂靠数量的 7%。其中散货船和集装箱船在中国水域的时间占全球活动时间的份额最高，分别达到10%和9%。目前整体来看，疫情对以全球海运为主的港口 1-2 月货物吞吐量影响中性偏负面，但对全年影响相对较小，除非中国被世界卫生组织限制国际贸易，则对航运和港口企业影响将较为直接[4]。

同时，受疫情影响更为明显的内河运输格局有可能发生改变，特别是长江航运，由于此次疫情的发源于黄金水道的中间湖北省，其省内港口内贸货物吞吐量占长江内河的8.2%，其中武汉港口内贸货物吞吐量占据全省近30%[5]。由此可见，这次疫情所采取的防疫措施势必对该区域的内贸水运行业带来沉重打击，进而导致整个长江内河运输格局随之发生改变。

2 发展趋势

作为重大公共事件，特殊时期为抗击疫情的所采取的所有措施，必然引起了一系列社会运转模式调整和人们的行为模式改变[6]，如同我们经常提到的防灾减灾一样，疫情发展也将会给水运技术的发展需求带来哪些趋势展望呢？ 由于隔离是最有效的预防和控制手段，因此实现无人船、无人码头等智能航运的优势就体现出来，隔离在家办公或者异地调度的远程控制无疑在此时将发挥显著优势。历经十七年的时光穿梭，当年的非典SARS，推动了电子商务的崛起，开启了一个崭新的时代，间接带动第三方支付、现代物流乃至团购、外卖等一众行业的壮大。如今，时代已经步入2020年，面对SARI隔离依旧是首选方，但快速发展的经济社会运转体系下，长时间的隔离势必造成各行各业的影响，特别是国际贸易与航运物流，从这层面上本次疫情将加快推动传统港口水运作业模式的变革，即无人船、无人码头等一些列水运智能化技术的快速应用。如今，人工智能、物联网、大数据等新兴技术的飞速发展又为水运港航行业的变革提供了技术上的保障，近几年探索颇多的智慧交通、智能水运在与传统港口水运模式相比，将发挥诸多优势，面对疫情这类危机和特殊时期也定将为其快速加快研发带来契机和推动作用，势必加速这一未来趋势早日实现。

2.1 非接触化趋势

非接触化这一词最早用在军事领域，体现的是一种作战样式的未来趋势。而在民用领域，随着全球高端技术的发展，安全和便捷的需求越来越高，这也促使了技术的发展，更多的体现在一种不同于传统测试方式的创新技术，如非接触式IC卡、非接触式传感器等等。疫区隔离状态下的安全生产重在防患于未然，对于需要各个环节都需要对接沟通的港口水运行业来说，其防疫安全隐患就在不可避免的存在人员间的接触，包括船员、码头工作人员、船检、引航、货运代理等等，甚至会频繁的与国外人员接触，这会让所有参与人员暴露在极其危险的境况之下。同时，这也意味着除非关闭港口、封船停运……否则难以实现隔离，这无疑增大了疫情控制的难度。

实现人与人间的非接触是应对疫情状态下的终极追求，支撑的是各种创新技术、甚至颠覆性技术。信息技术、通讯技术、无人技术、人工智能技术就是改变传统水运形态的颠覆性技术，值得加大投入、深入研究和持续研究。从人类命运共同体的角度看，航运涉及区域间乃至全球的互通，水运行业更应尽最大努力避免人员的接触所导致大规模疫情扩散。在这种特殊时期，更应强调非接触，通过更精准的操作达到目标运输的目的。

2.2 无人化趋势

如今无人驾驶汽车的概念已经为大家熟悉，无人驾驶的远洋散货船、集装箱船等驰骋在大洋上的效果图也逐渐开始进入人们视野（如图2），距离其大规模应用的实现也是指日可待。随着自主无人技术的快速发展，无人船满载货物跨洋而来并抵达目的港口，引航靠泊以及系缆装卸等作业如果也是由机器人实现的自动化控制，又是一番什么样的景象呢？这样全过程实现无人化，是否在抗击疫情扩散的特殊时期发挥其独特优势呢？水运交通的无人化既包括航行船舶、进出港引航、靠离泊作业、也包含运输终端码头以及装卸物流等一系列过程。船舶实现自主航行技术、可靠的卫星导航技术、恶劣环境下结构材料耐用性技术、高续航力机动推进技术、数据保密技术、信息通讯技术、人工智能技术等等，都将在这一领域发挥重要作用。毋容置疑的是，无人化在未来航运上将越来越承担重要角色，是未来发展的趋势。

这方面，欧洲企业在船舶行业拥有传统技术优势，也是最先拓展无人船舶业务发展的，自主控制无人船真正实现彻底的无人化，其目标将是在2025年实现商船海上运输的自主控制。我国的无人船研发也紧随其后，全球首个有关无人船的行业规范，即中国船级社（CCS）在积极适应国际发展形势推进我国的智能船舶标准体系建立，于2015年12月发布《智能船舶规范》（2015），并在运行不足五年的2019年12月发布了《智能船舶规范》（2020）……中国无人船开发联盟于2017年成立，16家开发联盟成员单位共同建立了无人船研究开发技术体系[7]。无人船可能会彻底改变船舶设计与运营格局，并影响全球航运的监控与运作。

随着全自动无人作业码头技术的逐步完善，从船舶智能引航、码头自动化系靠泊辅助装置、搭配协作机器人、AGV等自动化设备，将船舶从海上、进港、靠离泊到实现货物作业区100%无人化操作，极大提高货物仓储、发运效率，减少人力成本和作业差错率，并大幅度提高项目的整体自动化程度、空间利用率及运行效率，这一点在应对疫情等重大公共危机条件下无疑将显得更为从容。

2.3 智能化趋势

无人化背后的一项重要支撑技术即是人工智能，无人船航行、进港、靠泊和码头装卸作业等环节。无人航运、无人化码头的正常运行依靠的是人工智能技术的支持，是可以如同有人作业一般的秩序井然。基于大量模拟仿真和深度学习，智能技术能将各种应变之策预置于系统，并使之具备自适应性、自主学习更新的能力。

港口是基础设施的一部分，但其战略意义远远超越一般的基础设施，是综合国力的重要组成部分。随着当今世界科学技术的飞速发展，各领域对创新技术应用的不断推进，以云计算、大数据等为代表的新技术手段朝着规模化、协同化和智能化方向快速发展，信息与自动化技术既是推动未来港口现代化、智能化的一项非常重要的内容，也是重要的发展机遇，甚至成为港口未来发展走向的决定力量。在全球港口不断向第五代港口迈进，逐步加快升级创新的背景下，港口的智能化建设已被视为提升其核心竞争力的重要手段，也是其提高作业效率、降低成本的关键所在。此背景下，我国诸多港口纷纷尝试将物联网技术、大数据技术、云计算技术、地理信息系统（GIS）等等信息技术应用到港口生产中，一些智能化港口纷纷亮相投入运营，如图3中的上海洋山港和青岛港，在智能化码头运营管理方面走在了前列。

交通运输部水运局于2017年出台了《关于开展智慧港口示范工程的通知》，选取一批港口开展智慧港口示范工程建设，以带动我国港口信息化、智能化水平的提升。同时，交通运输部《智能航运发展指导意见》、工信部《智能船舶发展行动计划（2019-2021）》、中国港口协会《AI赋能全局化智慧港口》行业蓝皮书等，均已提出港口正在从自动化走向智能化，保持与世界先进水平同步甚至超越。目前，国外在智能化港口系泊系统方面已经作了大量工作，并且在实际港口码头中得以应用。这方面欧洲走在了前列，如Cavotec公司的MoorMaster、TRELLEBORG公司的AutoMoor系统等，均为实现智能化系泊作业提供了创新解决方案，如图4所示[8]。类似系统在船靠船的海上过驳作业实施过程中取得了良好的使用效果，国外也进行了大量的测试研究工作。 智能化船舶、无人化港口理货作业都已成为现实，解决了由远洋至港口、由码头到堆场到后方的智能技术，那么在这一趋势下利用智能化自动控制技术保证船舶系靠泊作业安全以代替多年来的传统带缆方式也已经成为可能，由船到码头的这最后一段实现智能化也是必然所驱。实现水运全过程的智能化是大势所趋，中国的智能港航发展是一个不可逆的趋势，将给整个港口与航运业带来颠覆性的变革，我们也应抓住这一次历史机遇！

3 结语

随着“交通强国水运篇”的徐徐展开，适应未来的水运科技现代化已经成为交通强国建设的核心篇章，我国水运业正通过不断地自主创新，突破和掌握核心关键技术，应对不断提升的安全需求持续推动行业科技进步，全力支撑国家建设发展的核心竞争力，定能从容面对未来一切挑战。纵观人类历史文明的发展历程，所有的变革皆因时势所趋，而所有变革均会促成和加速人类的科技进步，且随之中推进了一系列行业模式的转变，进而引领了新的发展方向。众志成城，相信全国人民团结一心，定将消灭新型冠状病毒SARI，而经历过这样一场与人类生存与百姓生活密切相关的考验，虽然面临较多技术挑战，但是这次疫情无疑推动了其发展，也正带给水运行业在某一种层面上对科技创新必要性的充分期待與需求。

参考文献：

[1]吴波鸿，张振宇，倪慧荟. 中国应急管理体系70年建设及展望[J]. 科技导报. 2019，37（16）：12-20.

[2]张涛. 70年创新驱动科技改变水运[J].中国水运. 2019，11：8-9.

[3]当前疫情对港口行业影响如何？[EB/OL]. 港口圈 . 2020，02.  http：//www.chinaports.com/portlspnews/3636.

[4]克拉克森 Sea/net.https：//www.clarksons.com/

[5]新型冠状病毒疫情对内贸水运业的影响[EB/OL]. 航运评论. 2020，02.http：//www.chinaports.com/portlspnews/3635

[6]薛洪言.肺炎疫情开启商业变局[EB/OL].中新经纬. 2020，1https：//money.163.com/20/0129/07/F41RKTC100258105.html

[7]牟蕾频，郭彦良.干货船[M].上海， 上海科学技术出版社，2018.

[8]高峰， 胡克， 赵铁石 等.港口船舶智能化系泊技术的研究现状与发展[J]. 中国水运（下半月）， 2019， 19（05）：92-93+96.

基金项目：中央级科研院所基本科研业务费资助项目（TKS180402）