无人驾驶船舶的发展及航海教育探析
时间：2020-12-18 20:07:08 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
[摘 要]无人驾驶船舶是当前我国海上交通领域的智能化高精尖领域，它旨在简化船舶配员结构、优化船舶自动化行驶功能、并实现船舶海上作业高效化。本文希望以无人驾驶船舶的科学化研发发展为话题起点，反思船舶实际功能运用中所存在的技术性问题，最后探析与无人驾驶船舶技术领域相关的航海教育策略。
[关键词]无人驾驶船舶；科学化研究；智能化；技术性问题；航海教育策略
中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）08-0070-01
在国务院所颁布的《新一代人工智能发展规划》中就明确提出“我国要重点突破复杂动态场景，深度研究实时精准定位技术，提高智能化设备面向复杂环境的适应性与智能化导航功能，提出更多共性技术。就目前来看，无人驾驶船舶技术领域就正在朝这一方向努力发展。
一、无人驾驶船舶的研究发展现状
无人驾驶船舶所配备的是“海上无人驾驶智能网络导航系统”，简单来说就是基于船上决策系统所操控的船舶，它的所有海上作业都由岸上控制站的远程操作员负责控制管理。此类型船舶专门应用于远洋运输作业，其所配备的强大通信系统能够保证它与出发地及目的地两引航站的有效联系，确保船舶运输作业安全稳定。不过，从现代交通运输学领域的科学难题征集与研究方面来看，在全球各地实际的无人驾驶船舶实践运营过程中发现目前它是存在技术难题的，例如船舶的航行智能决策、在复杂水域中的智能避险决策、真正的自主智能控制方案以及对海上小型移动目标的智能识别等等关键技术内容都有待深度挖掘。
在2017年的世界交通运输大会上，各国与会专家就提出了“无人驾驶”应该成为未来交通领域的主流技术发展趋势。回到目前来看，仅仅依靠人工智能对船舶的控制还并不到位，特别是还无法应对海上相对复杂的各种临时情况。因此，人们需要解决的就是船舶运输安全性问题、信息传输安全性问题、动力装置的智能化稳定性问题以及远程操纵的可靠性问题，可以说人们在该技术领域若要实现完美发展还依然任重道远。要将人工智能发展到可真正与人脑想比拟的“强智能”水平时，像无人驾驶船舶这样的智能化交通运输工具才能真正迎来自身智能化系统的全面构建完成[1]。
二、无人驾驶船舶在实际应用中所面临的技术问题
目前无人驾驶船舶在实际应用中并不广泛或者说并不完全，因为它其中的诸多操作环节还需要人力完成，无法实现全程智能化自动控制。在本文看来，当前的无人驾驶船舶在实际应用中还是面临诸多技术问题的。
（一）人工智能技术问题
人工智能是无人驾驶船舶操作的关键基础技术，但我国目前在人工智能技术研究应用领域是存在较多局限性的，对技术的整体运用还未成熟，严格来讲我国还正处于弱人工智能阶段。实际上，这种人工智能技术在无人驾驶测量领域运用的更早，但考虑到行车顺畅性与安全性问题，无人驾驶技术还不能在短期内被广泛推广到商用领域，许多技术问题仍待解决。因此对于发展更晚的船舶无人驾驶领域而言，要突破人工智能技术发展瓶颈，满足应用领域技术要求还尚需时日。
（二）无人驾驶船舶安全问题
无人驾驶船舶的安全问题涉及多个方面，最主要的就是信息传输的安全性、动力装置的稳定性以及远程操控的可靠性，3点中有一点无法实现船舶都可能遭遇风险问题。
就以无人驾驶船舶目前最难以实现的智能危险识别与避碰撞决策功能为例，客观讲目前的人工智能技术还难以有效识别无人驾驶船舶在海上时所遭遇的各种临时情况，所以他们依然存在较大的碰撞风险。面对人工智能难以解决的这一问题，可以理解为人工智能对《避碰规则》中的相关条款难以做到深入学习，它还需要船员依靠丰富良好的航海经验来解决问题，完成船舶所无法独立完成的以外情况应急处置。举个例子，目前的无人驾驶船舶自动操舵仪一旦失灵，需要通过人工自动将船舶操作方式调换成人工操舵方式，这说明无人驾驶船舶依然还需要跟随技术人员，类似的情况还包括了机舱中各种故障排除、部件即时维修更新等等，因此说当前的人工智能技术还远远不够。
结合上述两点看我国的无人驾驶船舶技术与应用，可以了解到国内在该方面的实践应用还相对保守，预计在2050年才能看到该技术的逐渐普及成熟化。例如在我国的“大数据与智能船舶发展”高峰论坛上就提到了智能船舶的4代发展规划，他指出2020年我国希望实现第二代智能船舶技术，主要是将人工智能技术初步应用于船舶驾驶方面，通过人工操作辅助完成船舶驾驶运输海上作业；截止到2040年实现第3代智能船舶技术，人工智能技术已经完成其在无人驾驶船舶上的技术布局，基本能够实现远程操控船舶完成海上运输作业；最后到2050年则要实现第4代智能船舶技术，达到真正的无人操作全自动化状态。为此在未来的30余年中，我国还需要大力研究发展强人工智能技术[2]。
三、无人驾驶船舶发展应用中的航海教育
在《中国船员发展规划》中就特别提出“国家需要培养一支满足国家战略和航运发展需要的船员队伍，全面适应船舶的标准化、大型化、专业化发展趋势，实现船舶海上作业及运输方式的全面转变。为此，作为专业海员人才还需要具有较高的专业化素质与心理素质，满足我国船舶智能化、无人化、信息化、专业化的全面发展需求。以无人驾驶船舶发展应用本身而言，它对航海教育所提出的要求应该包含以下3点。
（一）对航海类专业人才的培养目标调整
目前我国的海事高校是专门设立航海类专业的，它专门培养船员技术人才，像比较有名的大连海事大学航海技术专业其培养目标就是符合国家教育方针及航海领域技术内容的相关人才，它所涉及到的相关知识计划内容就包括了《海员培训、发证和值班标准国际公约》相关要求。其中对航海类专业人才的培养目标进行了相应调整，保证在新培养机制下航海类专业培养目标中增添新教育内容，例如“对无人驾驶船舶发展技术的适应”以及“对船舶智能化发展技术形势的适应”等等新课内容，实现对航海类专业人才培养目标的有机调整转化。
（二）对新型航海类专业人才的培养
当前高校需要培养新型航海类专业人才，针对无人驾驶船舶“无人化”过程所配备的3类新型船员人才进行分析，具体来讲就包括以下两点：
伴随当前船舶智能化技术发展领域的不断扩大，船舶配员结构大幅度精简已经成为必然，所以说针對未来人才的教育应该尽量模糊界限，综合培养具备航海知识、轮机知识与电子电气专业化知识的新型人才。
其次，要培养懂得后台“岸基遥控”的专业化船员人才，对该类人才的专业技术要求更高，且要保证针对他们的教育培养内容更加丰富深入化。例如要培养他们学会操控多传感器数据融合平台，结合无人驾驶与自动导航技术平台提高对无人驾驶传播的操控精确性与智能型。同时他们也必须掌握一定的人工干预技能，争取利用更低应用成本实现更多元化技术应用操作。再一点，基于预处理过程的船舶无人驾驶场景3D化建模模拟也是当前航海教育领域中所需要学会的后台技术，它采用到SIFT方法对卫星地图中的陆地、海洋与礁石场景进行分析并获得等高线，并学会合理平移、旋转和缩放3D模型，以便于在远程后台合理操控船舶的航向与航行姿态，保证船舶海上作业及运输安全[3]。
总结
在未来，无人驾驶船舶发展必然成为海上交通运输领域的大势所趋，因此针对这一领域的发展人们需要深入研发、提前制订技术内容，再结合高等教育领域传播拓展航海教育，培养专业化人才，全面准备和迎接无人驾驶智能航运时代的到来。
参考文献
[1]吴兆麟.无人驾驶船舶发展与航海教育对策[J].中国航海，2017（4）：99-103.
[2]苏文芝，陈平.船舶无人驾驶中的数据融合技术应用[J].舰船科学技术，2017（10）：134-136.
[3]张兰鹏.基于信息融合技术的无人驾驶船舶信息模块设计[D].武汉理工大学，2014.
