专访 |海兰信： 浅谈智能航行技术的研究与发展
坚信梦想，深海蓝天，海兰信上市十周年之际，特邀公司研发中心负责人浅谈对智能航运发展趋势的几点思考，阐述海兰信智能航行系统的核心优势和市场价值。
习主席指出，当前世界正处于新科技革命及产业革命的交汇点上，我们正处于人类迄今所知的规模最大的科技革命之中，这一革命对各行各业的影响会比早期工业革命更深刻、更迅速，也将深刻改变传统的航运业。
智能航运，已成为行业发展的必然趋势，国家六部委在2019年联合发布了《智能航运发展指导意见》，力图加快现代信息、人工智能等高新技术与航运要素的深度融合，培育和发展智能航运的新业态。智能航行，即通俗所说的实现无人航行，是智能航运最典型的特征，也是最为关键的技术难点之一。
这是因为智能航行能够为航运业带来诸多益处。对于船东而言，其能够显著降低成本以及提升航行安全性。通过智能航行系统，可以实现减员最终到无人，船舶建造时可以不再考虑生活支持系统，降低建造成本及风阻，另外运营过程中的船员成本也将节省，成本大幅度降低。其次，当前远洋航行主要采用历史经验航线及气导公司推荐的航线，并未能充分综合地考虑气象、船舶实际响应（包括实际的阻力、主机状态等）、航速、船舶姿态、航次任务等因素，模型还比较简单，航线设计仍有较大提升空间，智能航行系统可以通过机器学习等技术，规划出更合理的航线和航速，并在兼顾安全的同时降低油耗。
智能航行系统可以自动感知船舶周边态势，识别碰撞风险，并综合考虑船舶机动性、对方可能意图、避碰规则等因素制定出合理的避碰策略，自主避碰，避免类似桑吉轮的惨剧，提升航行安全。
当前业界对智能航行的发展阶段的认知基本一致，即主要分为：辅助决策、半自主航行（船上仍有人监管）、自主航行（船上无人、岸上仍有人监管）三大发展阶段。
在沿海或特定区域航行船舶上，部分企业正开展一些实验项目，尝试越过第一、第二阶段，直接实现自主航行的目标；但在远洋船上，直接实现自主航行的难度和风险还是非常高的，当前仍然处于第一发展阶段，即装备可以为船员提出航线规划及避碰等航行建议，但其合理性有效性仍需评估验证，完全达到目标还需要数年的努力。
第一点是实现对船舶周边态势的有效感知，对于远洋船舶而言，考虑到距离及全天候等要求，导航雷达仍是最主要最有效感知周边态势的装备，而激光雷达、光学探测手段及AIS等，只能作为辅助配合手段。对导航雷达而言，实现自适应滤波，自动提取跟踪周边目标，降低虚警率（如误将海浪杂波识别为目标）和漏检率（如小目标等），是实现智能航行的前提条件。如果企业本身不是专业研究生产雷达的，或者没有专业的雷达厂商大力配合，想解决上述问题是非常困难的。
第二点是自动避碰技术，要实现自动避碰，一方面要考虑避碰规则约束，其次要考虑船舶的机动性及操控响应，第三也是最难的，要有效预测对方可能的行为，最后要考虑到经济性要求，难度同样很大，需要相应的算法具备进化能力，并经过较长时间的实船检验、验证。
第三点是航线和航速的综合优化技术，需要充分综合地考虑气象、船舶实际响应（包括实际的阻力、主机状态等）、航速、船舶姿态、航次任务等因素，设计出合理的模型，并需要根据实际运营验证数据不断修订相关模型。最后就是需要有可控的船岸通讯进行支撑，并具备良好的船舶控制技术作为前提。
海兰信作为智能航运的重要参与者，对智能航行的发展也非常关注，早在2017年就启动了智能航行系统的专项研发。由于海兰信本身就是专业的导航雷达、电子海图及自动舵的生产厂商，在雷达的自适应滤波、小目标探测、船舶自动控制领域具有深厚的技术积累，具备发展智能航行系统的坚实基础。
近年来，在原有基础上，研发团队已经基本完成航线航速综合优化、船舶辅助避碰两大关键技术的研发，并利用招商轮船实际船舶运行的数据进行了充分的模拟验证，验证了相关算法模型的有效性，下一步将在实际运营船舶上进行实际检验。相信在招商船东的大力支持及配合下，海兰信会很快完成智能辅助航行系统的研发阶段，并迈向智能航行研发的下一阶段，为国家智能航运的发展，智能航行愿景的实现，做出重要贡献。
