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近日,美國海岸警衛(wèi)隊(duì)USCG官員David Dubay撰文表示我們永遠(yuǎn)不可能看到全自動(dòng)無人跨洋商船( fully autonomous transoceanic commercial cargo ships,下文或?qū)⒑喎Q為無人船,自主船)的出現(xiàn)。
事實(shí)上,自主船只可能只在非常有限的情況下運(yùn)行。
近年來,全自主船舶的發(fā)展前景已成為商船研究的熱點(diǎn)。技術(shù)上的快速進(jìn)步導(dǎo)致了交通運(yùn)輸業(yè)其他領(lǐng)域比如車輛方面的自動(dòng)化項(xiàng)目的發(fā)展,同樣也為航運(yùn)業(yè)找到了研究的方向。
比如,隨著照相、傳感器、機(jī)電集成型執(zhí)行器和衛(wèi)星技術(shù)的進(jìn)步似乎預(yù)示著,不久之后,船舶將能在無人駕駛的情況下跨越海洋。而國際海事組織(IMO)和國際海事委員會(huì)(CMI)已經(jīng)在探討如何使自主船只符合現(xiàn)有的國際海洋法框架。
然而,盡管計(jì)劃未來是值得稱贊的,但由計(jì)算機(jī)和遠(yuǎn)程操作人員操作的自主船舶目前看看起來還有太多的缺陷和不足,而且她們很可能被證明還將過于昂貴,并不具有商業(yè)價(jià)值,因此并無法取代目前的載人船只。
要知道今天駕駛船舶的具有專業(yè)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的商船海員他們在船上扮演的是關(guān)鍵的現(xiàn)場決策者、修理工和安全守護(hù)者的角色,他們能夠使商業(yè)航運(yùn)更安全、高效和廉價(jià)。
一旦我們無法兌現(xiàn)承諾和夸張的設(shè)想,那么我們?nèi)詫⑿枰恍╆P(guān)鍵海員留在船上應(yīng)對碰撞、法律責(zé)任和環(huán)境災(zāi)難所帶來的風(fēng)險(xiǎn)。技術(shù)的進(jìn)步將繼續(xù)使航運(yùn)更安全、更高效,但它們最終不會(huì)取代目前商船上的人類船長和船員。
盡管此前我們?nèi)〉眠^很多令人興奮的成績,但無人駕駛船舶的仍存在很大爭議。按照一般的說法,對于航運(yùn)公司來說,轉(zhuǎn)向自動(dòng)駕駛船舶有望節(jié)省成本,因?yàn)樗麄冊僖膊槐貫榇L和船員負(fù)擔(dān)費(fèi)用,或許還能提高安全性(多數(shù)無人船支持者曾表示,海上事故80%是人為因素所引起的,但或許大家都忽略很重要的一點(diǎn)就是正式因?yàn)檎J(rèn)為因素的介入才使得海上事故的發(fā)生被壓制在了最低水平)。但要使一套自主船只系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn),將需要數(shù)十名新的操作人員和技術(shù)人員。自動(dòng)化船舶的設(shè)備將極其昂貴,并將在商業(yè)航運(yùn)中引入許多新的潛在故障點(diǎn)。要知道,墨菲定律一直警告我們,越復(fù)雜的系統(tǒng)越容易出錯(cuò)。
自主船只可以減少人為疏忽造成的事故數(shù)量,但是,在這一點(diǎn)上,自主船只相對于載人船只的相對安全純粹是猜測。
如果能把船員的空間用于額外的貨物運(yùn)輸,自主船可能會(huì)更有效率。但是,當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí),船舶仍然可能需要有適當(dāng)?shù)南到y(tǒng)來,以便讓人類船長和船員來操作。
自主船只可能會(huì)改善航運(yùn)業(yè)的整體工作條件,因?yàn)樗鼈儗⒉辉傩枰獙ふ液T來填補(bǔ)海上許多困難和危險(xiǎn)的工作。但是,商船船員職位的消失將對今天從事這些工作的人員造成巨大的經(jīng)濟(jì)打擊。
最近的一些文章宣稱,自主船只已經(jīng)出現(xiàn)或即將出現(xiàn),并且似乎認(rèn)為采用自主船只是確定無疑的。乍一看,自主船舶的未來似乎很有希望。對于小型船只來說,自動(dòng)化船只所需要的技術(shù)今天就在這里,即使是業(yè)余愛好者也可以建造一艘自主船只。
2017年,一艘小型太陽能無人船SEA CHARGER成功完成了從加州到夏威夷的航行,該船使用GPS和衛(wèi)星調(diào)制解調(diào)器進(jìn)行導(dǎo)航和連接。實(shí)際上現(xiàn)在的航運(yùn)公司已經(jīng)在使用一些技術(shù),這些技術(shù)最終可能被用于讓更大的船只實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。舊金山租船公司“紅白艦隊(duì)”(Red and White Fleet)的最新船只是一艘混合柴油電力船,配有160千瓦鋰離子電池組,足以讓這艘船僅靠電池動(dòng)力進(jìn)行一小時(shí)的“金門”(Golden Gate)巡航。
目前實(shí)現(xiàn)大型船舶自動(dòng)化的一個(gè)主要障礙是電池技術(shù)。今天的電池根本沒有足夠的能量密度為更大的商業(yè)船只提供動(dòng)力。未來可能會(huì)開發(fā)出更大的容量和更強(qiáng)大的電池,這些電池的能量足以驅(qū)動(dòng)更大的船只。然而,我們不得不承認(rèn)目前的電池技術(shù)存在局限性。鋰電池可用于自動(dòng)駕駛汽車和飛機(jī)的電池,如果充電過量可能會(huì)爆炸。此外,大型鋰離子電池需要控制溫度才能正常工作。
此外自主船舶面臨的更大挑戰(zhàn)將是設(shè)計(jì)此類系統(tǒng)的成本和復(fù)雜性。比如一艘大型貨船在公海上自主航行數(shù)日或數(shù)周的技術(shù)挑戰(zhàn),迎接這樣的挑戰(zhàn)將需要一個(gè)今天還不存在的指揮和控制系統(tǒng),而且這樣系統(tǒng)可能永遠(yuǎn)無法被建造出來。
及時(shí)船上有足夠的船員,船舶的安全航行仍然是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。而自動(dòng)化船舶將需要指揮中心、計(jì)算機(jī)、先進(jìn)的衛(wèi)星通信系統(tǒng)、其他電子設(shè)備、遠(yuǎn)程操作員和其他技術(shù)人員。
自動(dòng)駕駛船舶不配備船員的確可以節(jié)省成本,但在很多情況下,船運(yùn)公司只是用其他工人取代商船船員,這些工人很可能是成本更高的技術(shù)工人,他們將在陸地上的辦公室工作,或者隨時(shí)待命,協(xié)助自動(dòng)駕駛船舶跨越大洋。航運(yùn)公司可能需要多個(gè)冗余指揮中心來提供這些船舶安全運(yùn)行所需的強(qiáng)大連接水平。
此外,所有的這些先進(jìn)的技術(shù)都將非常昂貴,而且大部分費(fèi)用將是設(shè)計(jì)和運(yùn)行一個(gè)系統(tǒng)的成本。這樣的一個(gè)系統(tǒng)需要能夠提供推進(jìn)、導(dǎo)航控制和停止動(dòng)力,這是在惡劣的海洋環(huán)境中持續(xù)運(yùn)行船舶所必需的。但要知道,在大洋上航行時(shí),天氣、風(fēng)、浪、霧、障礙物、海洋哺乳動(dòng)物、海水、天氣、鳥類、其他船只、聲音以及幾乎任何你能想象到的東西都將是會(huì)遇到的。這就需要一艘自主船只將需要極其復(fù)雜的技術(shù)來承受海洋環(huán)境的混亂,并能夠遠(yuǎn)程響應(yīng)任何事件或緊急情況。
因此,今天的控制和通信技術(shù)是否足夠強(qiáng)大和有能力取代人類船員進(jìn)行商業(yè)運(yùn)輸,仍然是一個(gè)懸而未決的問題。
最可能導(dǎo)致自主船舶永遠(yuǎn)不會(huì)被采用的一系列可能擔(dān)憂是:這種船舶需面對被敵人、黑客、恐怖分子、罪犯和其他惡意行為者利用的風(fēng)險(xiǎn)。自主船只對電磁頻譜和網(wǎng)絡(luò)空間基礎(chǔ)設(shè)施的依賴,再加上缺乏任何現(xiàn)場反應(yīng)人員,將為其他人提供一個(gè)機(jī)會(huì),干擾這些船只,并可能將它們用作武器或盈利的工具。
系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員面臨的挑戰(zhàn)是,使自動(dòng)化系統(tǒng)可用于商業(yè)應(yīng)用程序的特性(如標(biāo)準(zhǔn)化、持續(xù)通信和定期更新)也為不良參與者提供了可利用的機(jī)會(huì)。自主的商業(yè)貨船很容易成為盜竊、誤用、干擾甚至更糟的目標(biāo)。
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結(jié)論
必須在有關(guān)自主船只的辯論中考慮進(jìn)一些現(xiàn)實(shí)因素。眾所周知,電子和機(jī)械系統(tǒng)最終會(huì)失靈。對于生命受到威脅的重要應(yīng)用,如飛機(jī),系統(tǒng)工程師設(shè)計(jì)了寬泛的公差、安全保障和多級冗余,以確保足夠的安全裕度。
設(shè)計(jì)自主船舶所面臨的挑戰(zhàn)是既要建立一個(gè)安全可靠的系統(tǒng),在沒有人在船上的所有海洋和海洋條件下有效運(yùn)作,又不能被壞人利用。這樣的一個(gè)系統(tǒng),即使有可能建立,也可能最終和普通有人船舶比起來更為昂貴。
因此,無人船舶極有可能根本無法取代一直使海上運(yùn)輸系統(tǒng)安全可靠的海事專業(yè)人員網(wǎng)絡(luò)。