韩国智能船舶发展路径

王思佳

韩国是否能借此风口，再次赢得先机，在这场以智能为引领的船舶技术升级中占据主动。

韩国很早便灵敏地感知到了船舶智能化发展趋势，率先开启了智能船舶领域的研究，并被韩国造船业作为提高自身竞争力，并超越竞争对手的战略手段。

船舶智能化脉络

韩国是全球最早启动智能船舶研究的国家。2009年，现代重工集团与韩国电子通信研究院（ETRI）合作研究将信息技术应用于船舶建造过程中，推出并实施了“智能船舶1.0”计划，当时，双方共同开发了船舶通信技术“有/无线船舶综合管理网通信技术（Ship Area Network，SAN）”，该技术具备两大优点，一是可以利用互联网技术，在船上对包括动力推进系统和导航系统在内的460余种设备和部件进行数据收集、船岸信息交互和综合管理，使得对船上航行相关装置的操作变得更容易，提高了船舶管理效率；二是航运公司可以利用卫星等远程技术，在岸上实时管理、监控船舶的运行状态，对一般性问题和故障进行远程维护修理等。

之后，该技术被应用到4500TEU的智能化集装箱船上，该技术不仅能够对发动机等船舶内部各种航海装置的状态进行综合管理，航运公司还可以通过该技术在陆地上对船舶进行实时远程监控，以及进行软件升级等简单的设备维护，从而大幅减少航运管理的费用。该船于2011年3月交付给集装箱航运巨头马士基。这艘被业界誉为世界上第一艘“智能船”的高度自动化船舶备受船东好评。之后，大量与智能船舶业务相关的订单蜂拥而至。有数据显示，2011年全年，现代重工共计获得70余个“智能船”订单，其中超过一半的订单源自于马士基。

2013年，现代重工正式推出了以“经济、安全、高效航行服务”为主旨的“智能船舶2.0”计划。基于“智能船舶2.0”，还提出了“Connected Ship”的新概念，把船舶、港口、陆上物流信息一并提供给船舶运营。

2014年5月，韩国大宇造船和海洋工程公司与韩国最大的移动运营商SK电讯公司（SKT）联手研发以信息与通信技术（ICT）为基础的新型智能船舶。该智能船舶配备了全球电信网络导航和监控系统，将船上所有服务融合到多链接的单一网络，进行自动化和无人化控制，实现船舶高效、安全运营。

2016年8月，现代重工与埃森哲等企业合作，通过运用数字技术，帮助船舶运营商更好地管理船队，充分挖掘潜能，节约运营成本。在“智能船舶1.0”的基础上，利用互联网技术，可对船队运营的新数据和历史数据进行实时分析，并通过数据可视化技术呈现分析结果，使船舶运营商能够实时监控其船舶状态和航行条件，并根据数据做出妥善决策，支撑高效运营。

现代重工HiNAS智能航行辅助系统

2017年，现代重工与英特尔、SK航运、微软、大田创意经济与创新中心（DCCEI），以及蔚山创意经济与创新中心合作签订协议，联合韩国国内的信息与计算机技术公司共同开发软件，提高船员的安全系数，改善他们的健康状况，满足船东的需求以及安全航运标准。

2017年11月，韩国总统文在寅提出要制定智能海上物流及核心成长先驱项目政策。2018年1月，文在寅参观韩国大宇造船海洋时表示，要提升大宇造船海洋在未来全球造船工业中的核心竞争力，强化应对措施，立足绿色、自航技术等新技术，为船舶配套实证、自航核心技术及船舶开发带来新动能，进一步巩固全球影响力。同年，在韩国政府明确的100个国家课题中，第34条和第80条分别提出，要挖掘培育高附加值未来型新产业（智能船舶），协同海运和造船行业共同建设海运强国。

2019年，韩国正式启动了自动航行船舶开发项目。该项目包括四大领域共计13个课题，项目周期为2020至2025年，计划总投资为1603.2亿韩元（约合9.7亿元人民币），旨在开发自动航行船舶核心技术，并通过示范实现早期商业化的基础，为2030年50%的自动航行船舶市场提前布局。韩国政府认为自动航行船舶将成为集物联网、大数据、人工智能等核心要素于一体的高附加值船舶。

2020年4月，韩国现代重工将与韩国科学技术院（KAIST）共同开发的“现代智能导航辅助系统”（HiNAS）成功安装在韩国船东SK Shipping公司旗下1艘25万载重吨散货船上。该系统采用人工智能技术，可通过分析船上摄像头的视频图像来确定与附近船舶相撞的风险，并通过增强现实技术（AR）发出通知。红外摄像头即使在夜间或在浓雾中也能够定位障碍物并测量其移动速度。

搭载三星重工自主研发的远程自主航行系统SAS的“SAMSUNG T-8”号拖船

2020年10月，三星重工完成了韩国造船业界首次远程自主航行实船海上测试。据悉，三星重工将自主研发的远程自主航行系统SAS搭载在实际运行中的“SAMSUNG T-8”号拖船上，并成功进行了实证。SAS可以实时分析安装在船舶上的雷达、全球定位系统（GPS）、船舶自动识别系统(AIS)等航海通信设备的信号，并识别周边船舶及障碍物。该系统可根据船舶航行特点，对船舶碰撞危险度(CRI) 进行评估，找出最佳避碰路径，并通过推进及转向装置自动控制，使船舶可以独自安全航行至目的地。此外，通过应用全球首次适用于实船的船用360度全景式监控影像系统（Around View）和LTE/5G移动通信技术等，可以在远处的陆上控制中心直接俯瞰船舶的影像，对船舶实施远程控制。三星重工计划今后进一步结合人工智能（AI）技术以及超高速移动通信技术，开发出更加先进的航行辅助系统，并在2022年实现商用化。

以点带面破新局

目前，船舶智能化的发展已逐渐成为世界各造船强国的主要研究方向，但各国的发展思路却各有千秋。韩国的互联网技术应用发达，因此，对于智能船舶的发展思路选择了以其优势信息技术产业为牵引。据中国船舶集团经济研究中心许攸表示：“船舶智能化发展路线方面，韩国选择制定阶段性研发计划，采用分步实施、突出重点、逐个攻破的模式，如韩国大宇造船牵头建立智能船舶4.0服务基础设施，三星重工的SEEMS、现代重工的ISSS等。在技术方面，韩国的智能船发展比较重视网络数据传输技术，如SAN和VSAT（适合小型船舶的VSAT天线）的开发利用等。”

2018年5月，韩国大宇造船宣布， 与Naver Business Platform（NBP）及英特尔韩国公司（Intel Korea）签署谅解备忘录（MOU），共同建立智能船舶4.0服务基础设 施（Smart Ship 4.0 Service Infrastructure）。三方计划合力打造的智能船舶4.0将不再以设备管理控制为中心，而是构建基于云计算、物联网等技术，实时收集数据并基于数据分析来管理船舶的架构体系。据此，船东和航运公司可以基于收集的数据保障船舶处于最佳航行状态，同时还能对船舶进行高效的诊断和维护保养。按照协议内容，大宇造船将在NBP的Naver云平台上为智能船舶4.0服务的基础设施构建一个基本环境，并将英特尔的物联网（IoT）解决方案引入船上物联网系统（On-Ship IoT System）。英特尔还将参与船内物联网接入平台（IOT Hub）和物联网网关（IOT Gateway）的开发。大宇造船也将以这份协议为起点，大宇造船将连接相关的设备行业，在未来成为全球智能船舶物联网基础设施服务市场的领导者。

2011年，韩国三星重工开发了VPS（Vessel Portal Service）船舶门户服务系统，该系统可以在岸上监控船上设备的运行状态，判断船舶故障状态，远程支持船舶运营。此外，三星重工还开发了船舶能效管理系统（SEEMS）。该系统是三星重工以国际海事组织（IMO）发布的船舶能效管理计划（SEEMP）为指导，开发的智能化船舶能效监控工具。船舶能效管理系统也是实施船舶能效管理计划的载体，同时也是三星重工智能船舶的重要组成部分。船舶能效管理系统利用数据采集技术、远距离数据传输技术、软件技术、数据库技术使船舶能效管理高度智能化、集成化。船舶集成能源管理系统能对影响燃料效率的因素进行监测、分析和管理，如航线、发动机与推进能力、污染排放等等，以实现燃料消耗的最小化。集成系统还将高端技术和航线优化、装饰优化、能源效率运行指数(EEOI)监测与分析、船舶港口服务等相结合。

2017年，韩国现代重工推出的综合智能船舶解决方案（ISSS）能够实现经济可靠的航行和船舶管理，预计能将船舶年运营成本降低6%。ISSS能够使原本依靠导航员技术和经验的航行变得标准化，收集并分析航行的实时信息，因而将有助于提高船舶的效率和安全性；还可以为运营商提供了大范围的船舶信息，包括最佳航行线路和航行速度，以及船舶在航行中能够最大限度减少阻力的前后船体倾斜状态。ISSS系统通过收集并分析能源数据、监控发动机和螺旋桨状态，帮助提高船舶安全性和管理效率。

旗舰企业打头阵

除了技术侧重外，韩国在船舶智能化发展的组织方式方面也有着自己的鲜明特色。基于韩国造船业的基本情况, 以现代重工、大宇造船海洋和三星重工为首的三大船厂基本代表了韩国造船工业的实力和发展方向，因此，对于船舶智能化的技术研发也主要由这三家规模较大的造船企业承担。而且三家船厂在船舶智能化和建造技术智能化方面也都有着各自的实施方案和规划。

现代重工自2010年开始探索船舶智能化发展，其与韩国电子通信研究院合作开发“基于IT的船用总体解决方案”，将IT与传统的造船技术融合，在完善船舶制造和船舶运行两个方面，分别提出“数字化造船厂技术”和“智能船舶技术”。基于此，现代重工先后实施“智能船舶1.0”和“智能船舶2.0”计划。“智能船舶1.0”计划下研究出的基于有/无线船舶综合管理网通讯技术（SAN）的船舶主机远程监控系统，后被国际电工委员会选为国际标准，成为韩国优势技术上升为国际标准的典范之一。现代重工还计划推出实时预警、预测性维护和更高效的航期规划等服务。现代重工还与航运业、互联网及多家创新中心合作开发新型智能船舶。此外，随着对船舶排放要求的逐渐严格，韩国造船业也开始推行环保型船舶。现代重工已经推出了“Smart ship+LNG propulsion”的概念，在智能化船舶的基础上，升级推进系统，改用LNG燃料为主的环保型船舶。

三星重工于2011年开发了VPS船舶门户服务系统，该系统可以在岸上监控船上设备的运行状态，判断船舶故障状态，远程支持船舶运营。之后，三星重工以IMO发布的SEEMP为指导开发了船舶能效管理系统。据三星重工消息，该套系统至少可以节省约15%的能源消耗，整套系统投入费用平均3.8年内可以收回。此外，三星重工还与韩进海运合作，在2013年5月至今年年底的时间内，对韩进海运4600TEU型船进行数据收集和分析研究。

大宇造船中央研究所与韩国SK通信社联合开发了基于LTE网络的陆海两用智能通信系统。SK通信社拥有世界最高水准的LTE网络基础设施和丰富的运营经验，而大宇造船则具备远程船舶通信技术，两者联合后开发出了世界首套以民用LTE网络为基础，海上最大通讯距离为100千米的语音通话系统。该系统现阶段主要应用于新造船舶陆上建造和海试阶段，可以实时监控汇总各阶段的数据，并处理和分析。该套系统省去了使用卫星通信的昂贵费用，还可以提高网络接入速度，减少了原本在海试阶段投入的大量人力和物力，对提高企业自身竞争力有重要帮助。