无人艇：向未来进发

本刊记者 胥苗苗

日前，在备受瞩目的上海海事展上，各种新技术、新产品争奇斗艳，互争雄长。无人艇作为对智能船舶高级阶段探索的一大成果，无疑成为了海事展上的焦点。为增进业界对无人艇的了解，中国船级社（CCS）在展会论坛上重点介绍了基于GBS理念编写的《无人水面艇检验指南》，并向珠海云洲智能有限公司颁发了无人艇原则认可证书，使该艇成为了第一艘获得CCS原则认可的无人艇。可以看出，揭开了神秘面纱的无人艇正在走向大众。

无人艇：从军用走向民用

无人艇的全称是无人水面艇（USV），它是一种无人操作、能够自主航行的水面运动平台，通过搭载不同的任务载荷，能够完成不同任务，尤其适用于执行危险、枯燥以及不适于有人船只执行的任务。由于其具有体积小、重量轻、成本低、机动性强、隐蔽性好、活动区域广等特点，在众多应用领域中具有巨大潜力。

水面无人艇技术最早起源于二战期间，冷战时期得到快速发展。时至今日，这一技术逐渐从军事走向民用。开展无人水面艇研制的国家和地区主要包括美国、以色列、英国、法国、德国、瑞典、日本、新加坡等。根据兰德公司研究报告中的统计数据，全球技术成熟的无人水面艇中，70%的无人艇是为海军研制的，民用无人水面艇主要由一些商用公司（多为石油和天然气）、大学和实验室研制。现有的无人水面艇绝大多数由美国及其友好国家研制，其中美国和以色列在USV军事化方面领先。

尽管国内USV起步较晚，但现阶段已从最初的概念设计阶段逐渐过渡到实际运用阶段。哈尔滨工程大学、大连海事大学和沈阳新光集团等机构对USV较早就开始研究。哈尔滨工程大学在USV的运动控制和仿真方面做了较为深入的研究，包括运动控制、目标检测、路径规划等方面。由中国航天科工集团公司所属沈阳航天新光集团与中国气象局大气探测技术中心共同研制成功了我国首艘无人驾驶海上气象探测船“天象一号”。青岛北海船舶重工有限责任公司与上海大学、上海海事局联合开发、自行设计研制的我国首艘无人艇水面无人智能测量平台工程样机已通过了由交通运输部海事局组织的专家评审，目前，它已用于内陆江河、深海大洋等水域的海事检测任务。

近年来，随着成本的降低，无人艇技术在民用领域的应用不断加速。据珠海云洲科技有限公司平台部部长潘登介绍，无人艇得到快速发展主要基于两方面原因。一是需求牵引。目前对无人艇的需求越来越广泛，越来越深入。以云洲为例，产品覆盖了环保、水文、测量测绘、安防巡逻、军用、无人航运等多个领域。二是技术驱动。当前推进无人艇发展、普及的技术已经全面成熟，例如通信技术、控制技术、语音识别、图像识别、传感器技术、机械学习、深度学习等高新技术已经在各行各业广泛的应用，无人艇的发展就是人工智能行业在传统船舶行业的应用推广过程。目前在云洲产品的销售中，民品占比超过一半。

未来，随着人类探索向海洋延伸，中国的无人艇（船）也会将触角伸向海洋。各种危险或重复工作都会向无人化、智能化、标准化、网络化的方向发展。无人艇通过搭载不同的传感器系统可以完成各种各样的任务，如监测海洋环境、观测海洋水文数据、勘探海洋资源和海洋灾害预警等任务。可以预见，无人艇（船）未来的发展势必将更加“亲民”。

首部《无人水面艇检验指南》问世

在国际国内，无人艇如雨后春笋般涌现，应用越来越广泛，正是基于国内外对船舶数字化、智能化，包括对无人船（艇）的研究与探索层出不穷，具有广阔的发展前景，中国船级社CCS基于市场需求及智能船舶技术研发的需求于2017年5月启动无人水面艇检验指南（以下简称“指南”）的研究与编制工作，并于2017年底发布了首部《无人水面艇检验指南》。

CCS向珠海云洲智能有限公司颁发了无人艇原则认可证书，该艇为第一艘获得CCS原则认可的无人艇

指南基于IMO目标型船舶建造标准（GBS）理念，其基本框架结构包含通则即入级检验要求和总体目标及功能要求两大部分。据CCS武汉规范所规范法规部黄朝霞博士介绍，第一部分通则规定了无人艇的适用范围、附加标志、需要提交的图纸资料、产品检验要求、建造中检验和建造后检验具体要求。由于目前无人艇的船长尺度范围主要分布在20米以内，而5米以上的船必须在船检局登记注册，故将指南的适用范围定为艇长大于等于5m但小于20m的无人艇，超出该范围的无人艇可参照指南执行。第二部分为总体目标及功能要求，结合无人艇的关键组成部分提出本指南的总体目标、功能目标及关键组成部分的功能要求，总领后面六章。在总目标和功能目标的统领下，分别对环境感知、通信系统、操控系统、艇体、轮机和电气设备提出了功能要求。

值得一提的是，无人艇可通过搭载各种任务载荷执行指定任务。黄朝霞表示，考虑到无人艇任务的多样性以及为完成任务需要配备载荷的不确定性，指南不包括无人艇为完成指定任务而设置的任务载荷及功能的要求。同时，由于无人艇可搭载在母船上，不仅可在国内海上水域，甚至可在无限航区执行任务，指南适用范围不局限于任何水域。此外，由于无人艇颠覆了传统船舶的概念，在涉及人命安全、海上避碰规则、船上舱室布置等方面的考虑都与传统的规范法规有所不同，为保证其可实施性，指南明确无人艇如涉及有人驾驶/作业时，尚应满足CCS有人艇相关规范的要求。

可以看出，指南满足了现阶段无人艇审图、检验以及相应系统和产品的认可需求。无人水面艇检验指南的推出，将在无人艇应用领域发挥引领作用，将促进无人艇在国内的发展，为CCS后续无人艇认可工作的推进和服务产品的推广提供新契机，为向船东提供更加“安全、环保、经济、可靠”的服务提供有力保障。指南发布及时、覆盖面广、功能要求明确、具有很高的指导意义。目前，CCS已与珠海云洲智能科技股份有限公司签署战略合作，签发了CCS第一张关于无人艇的原则认可证书。未来，将有更多的无人艇申请CCS检验。

无人艇未来发展前景看好

鉴于无人水面艇展现出的巨大优势和广阔应用前景，无人水面艇的研究已受到越来越多国家的重视，随着通信、人工智能等技术的迅速发展和应用需要的强力推动，无人水面艇已进入飞速发展的黄金时期。智能化的无人水面艇将影响和改变未来海战作战方式，给船舶设计、建造、配套、运营等方面带来革命性的变化，在未来的军用、民用领域都将发挥越来越重要的作用。

从目前情况来看，USV在军事上应用最为常见。随着无人机、无人船、无人潜艇逐渐在战场上显示出越来越大的威力，无人化战争的发展已经呈现出相对清晰的蓝图，它们在未来海洋国土安全、海洋开发方面将发挥越来越大的作用。

在民用领域，USV将扮演越来越重要的角色。首先是航道数据测量。欧美和日本等国利用USV采集海洋环境数据，技术已较为成熟，大大节约了人力和费用。我国内河航运在国家运输业中发挥的作用日渐明显，航道作为航运三大基本要素之一，航道数据是航运管理的重要依据，也是构建“智能航道”的必要条件。航道数据主要包括河床数据、航道尺寸、航道演变、水文数据、水位、航标及其他助航设施布设情况等。其次是海事巡航。我国内河航道中的部分河段较窄、船舶交通量大、桥梁多，船舶事故时有发生。目前海事部门采用人员定期巡航，巡航时间和次数有限，且在夜间和大风浪天气下巡航较少，在当前技术条件下将USV应用于内河巡航已成为可能。三是海事搜寻与救助。海难搜救目标往往范围广、距离远，单独依靠大型救援船完成大面积区域的搜寻任务需要花费较长的时间且成本较高，几乎很难在事发2小时黄金救援时间内找到现场。无人船艇可以快速、高效、低成本地以集群方式完成大范围的搜寻与救助任务。四是气象保障服务。无人船艇不仅能进行风速、风向、气温、湿度、水温、浪高、海水盐度等测量，而且还能完成浮标无法做到的能见度测量。有权威机构统计，到2019年，仅无人船中的一个细分领域——视频巡逻无人船的市场需求将达600亿元。即便是当前作为配角的民用领域，也已经蔚为可观。

目前，国际上将无人等级分为六级。据潘登介绍，分别为：0级：没有自主能力（完全遥控操控）；1级：初步自主能力（航路点导航，没用避碰能力）；2级：半自主能力（航路点导航，包含避碰能力）；3级：先进的半自主能力（能产生最好的到达目标的路径）；4级：具有自主能力，在大多数环境条件下自主航行（应用驱动）；5级：具有全自主能力，在任何环境条件下自主航行（应用驱动）；目前国内以云洲公司为代表的无人艇的技术等级已经达到了3级，目前正向第4级过渡。未来发展将会是融合人工智能的相关技术，尽早将无人艇的发展推进到第5级。可以预见，无人船艇有可能带来航运业的革命，改变航运业的面貌。

正因为看到无人船艇在应用方面的广阔前景以及在轻量化、能源消耗等方面展现出的巨大优势，各国都致力于无人船艇的研究，目前正处于飞速发展的关键阶段。那么，如何规范无人艇市场又成为业界需要思考的第二个问题。对此，潘登认为无人艇下一步还需要对以下几个方面进行规范，一是规范智能等级的分类，对不同等级的无人艇划定不同工作水域或应用场景；二是联合人工智能产业的相关产业共同推进无人艇规范的制定和完善；三是对无人艇的关键设备、系统提供第三方测评检验的平台等。总之，我们只有一边积极推进无人艇技术向前发展，同时进一步完善相应的规范制定以及监管体系，才可能真正地推动无人艇市场持续健康有序的向前发展。