6月29日上午，第八屆（2024）世界交通運(yùn)輸大會(huì)“新一代航運(yùn)系統(tǒng)”分論壇在青島舉辦。論壇匯集航運(yùn)領(lǐng)域的資深專家、高校教授、知名企業(yè)科研人員作專題報(bào)告，共同探討“新一代航運(yùn)系統(tǒng)”最新發(fā)展趨勢(shì)和機(jī)遇，探究未來(lái)智能航運(yùn)的新業(yè)態(tài)，分享研究成果和工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，研討新一代航運(yùn)系統(tǒng)理論體系、技術(shù)框架、實(shí)踐路徑。

論壇由水路交通控制全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、國(guó)家水運(yùn)安全工程技術(shù)研究中心、智能航運(yùn)與海事安全國(guó)際科技合作基地、智能航運(yùn)與海事安全學(xué)科創(chuàng)新引智基地主辦，武漢理工大學(xué)交通與船海工程學(xué)部協(xié)辦。

自動(dòng)化是未來(lái)碼頭發(fā)展方向

港口是全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展的“晴雨表”和重要支撐，然而港口作為傳統(tǒng)行業(yè)本身卻存在一些缺陷，將會(huì)面臨著很多風(fēng)險(xiǎn)：一個(gè)是勞動(dòng)強(qiáng)度大，港口的作業(yè)需要嚴(yán)苛的人力條件，二是作業(yè)環(huán)境艱苦，整個(gè)作業(yè)基本是在露天條件下，受到天氣影響較大，最后就是安全風(fēng)險(xiǎn)高，因?yàn)樵谧鳂I(yè)過(guò)程工作人員跟空中的貨物和水平運(yùn)輸車輛等方面都存在著交互和潛在的風(fēng)險(xiǎn)。因此為了消除人身傷害，提升港口的作業(yè)效率，自動(dòng)化碼頭是港口未來(lái)發(fā)展的主要方向。山東省港口集團(tuán)高級(jí)別專家張連鋼表示。

2023年11月，交通運(yùn)輸部發(fā)布《關(guān)于加快智慧港口和智慧航道建設(shè)的意見(jiàn)》提出，到2027年我國(guó)將建設(shè)一批世界一流的智慧港口。

來(lái)自交通運(yùn)輸部的最新數(shù)據(jù)顯示，目前我國(guó)已建成的自動(dòng)化集裝箱碼頭有21座，自動(dòng)化干散貨碼頭有28座，已建及在建的自動(dòng)化碼頭數(shù)量位居世界首位。基于5G技術(shù)的新一代自動(dòng)導(dǎo)引車、無(wú)人集卡等智能化水平運(yùn)輸設(shè)備率先投入使用，有的已經(jīng)實(shí)現(xiàn)集卡自動(dòng)化長(zhǎng)距離運(yùn)輸。

在世界集裝箱第一大港上海港，以前配載一艘船需要4個(gè)小時(shí)，現(xiàn)在隨著信息技術(shù)發(fā)展應(yīng)用，5分鐘左右就可以完成一條船的配載工作，大大節(jié)約時(shí)間，提升效率。以前需要人工駕駛運(yùn)輸車輛，現(xiàn)在已開(kāi)始規(guī)模運(yùn)用自動(dòng)駕駛車輛，港口現(xiàn)場(chǎng)操作的人員也會(huì)越來(lái)越少。

我國(guó)“北煤南運(yùn)”的重要港口黃驊港，通過(guò)自主創(chuàng)新，港口實(shí)現(xiàn)了全流程的自動(dòng)化作業(yè)和現(xiàn)場(chǎng)的無(wú)人化作業(yè)，裝船效率顯著提升，輔助作業(yè)時(shí)間也大幅壓縮，現(xiàn)在船舶平均在港時(shí)間縮短了2天左右。船舶運(yùn)行周轉(zhuǎn)效率的提高，為航運(yùn)企業(yè)、港口企業(yè)的降本增效都發(fā)揮了很好的作用。

據(jù)介紹，我國(guó)制定發(fā)布了自動(dòng)化集裝箱碼頭、自動(dòng)化煤炭礦石碼頭設(shè)計(jì)規(guī)范等一系列的行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，充分發(fā)揮標(biāo)準(zhǔn)的引領(lǐng)作用，帶動(dòng)和支撐了智慧港口建設(shè)發(fā)展。同時(shí)，也在推動(dòng)相關(guān)技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)“走出去”，中國(guó)的自動(dòng)化集裝箱碼頭建設(shè)技術(shù)方案已走出國(guó)門(mén)，在部分國(guó)家港口也得到了很好地應(yīng)用。

拖輪自主伴航智能化

在自動(dòng)化碼頭上，一艘大船在拖輪伴航下進(jìn)港靠泊，在完成自動(dòng)化裝卸貨之后，大船又在拖輪伴航下離港出海。中國(guó)船級(jí)社正高級(jí)工程師馬吉林用上述場(chǎng)景來(lái)表示拖輪伴航似乎作為整個(gè)航運(yùn)大版圖的承上啟下的一塊，而實(shí)現(xiàn)拖輪的自主伴航就是航運(yùn)智能化版圖的關(guān)鍵一步。

馬吉林表示，傳統(tǒng)的拖輪伴航是由拖輪駕駛員操控船舶，操控拖輪安全高效地接近被伴航的大型目標(biāo)，但整個(gè)過(guò)程會(huì)面臨以下問(wèn)題，一是，隨著當(dāng)前船舶的大型化，船體外板的外飄，導(dǎo)致拖輪駕駛員視覺(jué)盲區(qū)越來(lái)越大；二是，當(dāng)拖輪在伴航過(guò)程中，距離大型的船舶越來(lái)越近時(shí)，船間的效應(yīng)愈發(fā)明顯，使得拖輪的控制也越來(lái)越困難；三是，大型船舶對(duì)拖輪的視覺(jué)壓迫感非常強(qiáng)，拖輪操作員的操作水平、作業(yè)經(jīng)驗(yàn)、心理素質(zhì)，都可能導(dǎo)致他在作業(yè)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生安全的隱患，以及作業(yè)效率的下降。而自主伴航技術(shù)的出現(xiàn)，則是為了解決上述問(wèn)題。

馬吉林解釋道，自主伴航的定義就是在有人監(jiān)控的情況下，憑借著先進(jìn)的感知技術(shù)、規(guī)控技術(shù)，由系統(tǒng)自主鎖定目標(biāo)，并自主操控拖輪安全高效地接近目標(biāo)、伴隨目標(biāo)，直至并靠的行為。

在完成多項(xiàng)工作以后，拖輪自主伴航有了目前的階段性成果。4月13日—18日，在日照海域歷時(shí)6天進(jìn)行自主伴航功能全流程的測(cè)試，這次測(cè)試總共進(jìn)行了4類試驗(yàn)共計(jì)34項(xiàng)試驗(yàn)項(xiàng)目。測(cè)試的結(jié)果顯示目前自主伴航系統(tǒng)的硬件運(yùn)行是穩(wěn)定可靠的，安全機(jī)制是完整有效的，目標(biāo)的感知也是準(zhǔn)確，并且整個(gè)跟蹤過(guò)程呈現(xiàn)穩(wěn)定態(tài)勢(shì)。馬吉林表示，目前的整個(gè)系統(tǒng)自適應(yīng)良好且人機(jī)對(duì)話交互界面也穩(wěn)定友好。

馬吉林表示，整個(gè)自主航運(yùn)系統(tǒng)的發(fā)展是通過(guò)一個(gè)又一個(gè)的應(yīng)用場(chǎng)景不斷地突破和組合產(chǎn)生的。每一個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景涉及感知、認(rèn)知、決策、執(zhí)行過(guò)程，在這個(gè)過(guò)程中需要突破很多的技術(shù)，不僅包括意圖的認(rèn)知，比如像人類駕駛員一樣以一種類人的決策能力展示自主航運(yùn)的能力等等。他表示，在未來(lái)，希望所有共事者都能夠把自主航運(yùn)每一個(gè)板塊、每一個(gè)環(huán)節(jié)都做到不斷地提升，最終實(shí)現(xiàn)自主航運(yùn)的中國(guó)方案。

未來(lái)可能需要“小型化”自動(dòng)化港口

新加坡國(guó)立大學(xué)高級(jí)講師李浩斌提出了一種觀點(diǎn)，他認(rèn)為未來(lái)可以是微型自動(dòng)化港口與小型自主船舶組成的集裝箱集輸運(yùn)系統(tǒng)，成為衛(wèi)港星鎮(zhèn)，從而使整個(gè)航運(yùn)供應(yīng)鏈更靈活、韌性、可靠。

中國(guó)的“一帶一路”的倡議，尤其是21世紀(jì)海上絲綢之路的投資建設(shè)，為沿線國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，尤其是東南亞臨近海洋的各個(gè)發(fā)展中國(guó)家注入了新的活力。然而，值得注意的是海上絲路的沿線國(guó)家，大都沒(méi)有一馬平川的平原，人口聚集的地方很多被高山、河流與海洋分割，即便是臨近海岸的地方，也不是都有修建深水碼頭的條件。正如公路和鐵路有不同的等級(jí)，機(jī)場(chǎng)與車站有不同的規(guī)模。李浩斌認(rèn)為港口與船舶的運(yùn)輸形態(tài)也不一定是唯一的，服務(wù)于群島與近岸地區(qū)的實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)的貨物運(yùn)輸，以及航務(wù)及疏運(yùn)功能的水運(yùn)系統(tǒng)，可能與今天服務(wù)于區(qū)域之間遠(yuǎn)洋運(yùn)輸?shù)暮＿\(yùn)系統(tǒng)有很大的不同。

李浩斌認(rèn)為，當(dāng)船舶制造能力也能像汽車工業(yè)一樣富足的時(shí)候，集裝箱船舶的設(shè)計(jì)很有可能會(huì)從大型化轉(zhuǎn)變?yōu)榇笠?guī)模而小型化。小型集裝箱船舶可能會(huì)更加自由地來(lái)往于通航能力較弱的水道，也可以減少等待貨物滿載的時(shí)間，完成時(shí)效性較高的運(yùn)輸需求。

在李浩斌的設(shè)想中，未來(lái)小型船舶可以是智能與高度自動(dòng)化，且動(dòng)力為新能源可以做到凈零排放。

與此同時(shí)，與小型船舶相適配的則是小型集裝箱船舶的港口。李浩斌表示，這些港口可能是垂直泊位，靠船舶的矢量推進(jìn)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)靠泊與節(jié)約利用岸線資源，它們可能只有一種標(biāo)準(zhǔn)化的單一港機(jī)設(shè)備，以增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性，可以分別對(duì)船、車、堆場(chǎng)進(jìn)行裝卸操作。如此，這樣的微型港口可以依靠低廉的建設(shè)與維護(hù)成本，在每個(gè)海上絲路沿岸部署。

（轉(zhuǎn)載自中國(guó)水運(yùn)網(wǎng)）