北极自主航行—是商机还是蠢事?

北极航运是行业热点,但那里的气候显然并不同样火热。把没有船员的船送到遥远的北方是好主意还是馊主意呢?

Martin Bergström 是芬兰阿尔托大学的一名博士后研究员,目前他的工作重心放在北极和自主船舶方面。他并不认为恶劣的极地条件是自主船舶的阻碍,却将其视作近距离观察无人船舶所面临的极端挑战的一次绝佳机会。

“到目前为止,还没有太多关于北极应用的讨论。总之,因为我非常确信北极——甚至可能比非北极地区——更为适合自主船运,所以我认为我们有必要聊一聊这个话题。”


根据Martin 的观点,目前的主要障碍还是关于法规。“因为大部分规章制度在此前已经被制定出来了,并没有来得及严肃考虑自主船舶的概念,因此缺乏对特定船员任务的考量(比如人工瞭望)。”为了克服这些问题,他认为国际海事组织需要针对自主船舶,制定一个新的、基于目标的规则框架。

 

通常,新的IMO 法规框架都发展缓慢,而任何自主船舶方案的批准都需要广泛的现实证据,以证明其安全性。“此外,我们还需要考虑到,大多数北极航运位于俄罗斯联邦管辖的水域。因为这些复杂的因素,我预计自主船舶将在挪威和芬兰的沿海水域小规模起步。但这也意味着自主船舶从一开始就适应了亚寒带气候。”


为了船员的利益?


将船舶和船员送上一段孤独的旅程,几乎渺无人烟,数天孤立无援,似乎多么愚蠢。所以这是发展高纬度自主船舶的主要原因吗?

“在北极地区航行的船只通常数日孤立无援,这确实是考虑自主船舶的绝佳理由。安全风险、或者说直接涉及人身安全的风险,只在有人的地方存在。如果不再搭载船员,当然也没有船员安全问题了。”


在北极地区航行的船舶通常数日孤立无援,这确实是考虑自主船舶的绝佳理由。

与此同时,北极水域的航海图也状况不佳,冰面带来了不断变化的威胁。机器能处理这种不可预知的复杂性吗?

 

“北极船舶的操作确实很异常复杂,还伴有诸多不确定因素。自主船舶将由岸上控制中心控制和监控,或由母舰控制和监控。无论是谁负责,都能得到与船上船员相同的信息。因此,我认为面对任何极地特有的不确定因素,自主船舶不会比人为操控船舶受到更大的挑战。”

 

某些具体功能,比如舵手发起的避免船舶与冰层相撞的主动措施,如果转由自动驾驶系统来执行的话,可能效率会随之降低。面对这一问题,Bergström 有一个新颖的解决方案:“为了提高自主船舶的安全性和效率,应帮助自动系统向有经验的北极航线船长和船员们进行学习,并开发相应切实可行的方法。”

当人脑遇到机器

让人类与机器控制的船舶共同驾驭海洋,尚存许多疑虑。那么,当人类的领航员与计算机“船长”在同一航线上相遇时,又会发生什么呢?


“我相信,自动驾驶的船舶和人工驾驶的船舶将会继续共存。为了确保安全的和平共处,我认为需要清晰的标出自主船舶,以便人工驾驶船舶在附近作业时,可以根据需要采取适当的预防措施。”


当涉及人身风险时,用自主船舶来替代人工驾驶船舶,可能会对现有搜救能力产生不利影响。

他还认为,劳动分工也是一个需要考虑的因素:“自主船舶必定会取代一部分人工驾驶船舶,但不可能对所有类型的操作都保持高效率,特别是那些需要高度的灵活性,以及对周围环境保持高度敏感的操作,如破冰工作或特殊货物运输。”


他相信,人工驾驶船舶的自动化水平也将逐步提高,这将可能减少船员的数量。但船上即使只有一个船员,针对消除船员风险进行的讨论就永不会平息。是否会出现真正的自主船舶,或未来的船舶是否会是混合型的?“至少在可预见的将来,我认为我们讨论的是混合型的解决方案,并逐步向更大程度的自动化过渡。”


即使船上没有船员,Bergström 也相信人还是会起到一定的作用。“无论好坏,人将继续控制,并继续发挥积极的作用。而具体到什么样的远程控制,什么程度的自动驾驶,将由成本效益和法律法规来决定。无论是否是自动驾驶,所有的设备系统还将由人类来制造,而本质上来说,自动驾驶就是为各种情况预先测算适当的行动。”

风险


“人员风险方面,用自主船舶来替代人工驾驶船舶,可能会对现有搜救能力产生不利影响。识别水中微小的物体,如一艘救生艇,或一个人,以及协助遇险人员或船舶的能力将会响应减弱。这就增加了依然遗留在北极地区的人员的安全风险。”


在自然环境所面临的风险方面,Bergström 至少看到了三种可能的不利因素:“首先,响应突发溢油应急措施的能力(如展开帆杆)会受到限制。其次,由于没有人工守望,船舶探测石油泄露的能力将会降低,这将潜在增加非法排放量。最后,如果北极航运有利可图,那可以预见,北极航运量将全面增长,这将导致因废弃物和噪音排放造成的环境负担加剧,进而对敏感的北极野生动植物产生不利影响。”

 

回报

 “最明显的安全收益在于对船员安全风险的消除。此外,随着自动驾驶的实施,可以预见,隐藏在诸多事故背后的细碎的人为错误,也将随之减少。在冬季航行中最常见的事故类型是船舶和破冰船之间的碰撞。”Bergström 指出,船员的疲劳,至少有部分是由极端的北极条件引起的,往往是造成这种事故的一个原因。“只有在岸上基地良好休息的船员才能作出客观的决定,从而降低事故的风险。”


关于自动驾驶带来的环境收益,Bergström 则坚信其主要作用是提高能源效率,降低废气排放。拆除顶层的船员设备可以减轻空气阻力、船舶重量和船上的能源消耗,由此提升能效。“此外,通过减少船员数量还能避免相关的环境负荷,比如避免灰水和垃圾排放,这两项在敏感的北极环境中特别成问题。”

“就经济而言,最明显的收益是节省了与船员有关的花费,” Bergström 说道。“在任何情况下,”他总结道,“最大的潜在经济效益都来自新的商业模式和市场的成型,这将带来北极航运的整体增长。赢家将是那些能够充分撬动这些颠覆性发展的人。”


Select region / language