自治：自主航运的愿景
2018年底提供了一个很好的机会，可以突出海事业在过去一年中采取的一些措施，以便更好地了解自主航运。许多主要参与者如劳斯莱斯和瓦锡兰都在接受自动航运的发展，这导致了许多新的战略，愿景和项目正在推动技术创新的发展。这不再是技术是否能够实现下一步的问题，而是技术如何用于实现它，以及我们作为一个行业需要做的事情，以确保自主运营是安全和有效的。
近年来，自主航运发展迅猛。以芬兰为例，我们在2017年决定支持一项名为One Sea的计划，该计划的目标是到2025年开始实施自主海洋生态系统。此外，ÄlyVESI - Smart City Ferries已开始致力于最终实施的项目为自主船舶的等级要求提供基础。
随着目前正在进行的众多开发项目，我们将看到具有不同自动化和自治水平的模型。
这些原型最终将致力于生成适用于航运业日常任务的实用自动化船舶。
最近结束的海军建筑师和船舶工程师协会（SNAME）会议对自主航运的兴趣很明显，在那里我发表了关于自主船舶的演讲，探讨了稳定的重要性;对任何船舶都至关重要的因素。在本文中，我将超越这一点，并研究自主运输中不断发展的法规，设计和技术。这些关键领域都需要合作才能产生最好的结果。
条例
总体而言，自主航运的技术边界不像监管的那么强大。然而，改变这种情况的工作已经开始。海事安全委员会第99届会议于2018年5月举行，该会议正式开始处理监管框架，并将在接下来的四届会议期间继续进行，直至2020年中期。该委员会还注重安全，安全和无害环境海上自主水面舰艇（MASS）作战。 MASS被定义为一种在不同程度上可以独立于人类交互作用的船舶。
目前关于船舶稳定性的国际海事规则主要是在假设船舶配备并基于SOLAS第II-1章“建筑 - 结构，细分和稳定性以及机械和电气装置”的基础上制定的。但是，在稳定性方面建造安全船的一些要求仍适用于双层底无人驾驶船。
自主产业还必须应对这样一个事实，即技术发展的速度超过了全球监管发展的速度，正如它为维持2020年硫磺上限指南所花费的时间长度所示。许多国家监管机构鼓励航运业在国家水域内试验自主或远程控制的船舶运营，这是一项积极的举措。这导致许多国家在初始试验阶段制定了自己的法规。但是，从长远来看，不同国家之间需要开展合作，以确保制定一致的法规。
高级自主水性应用计划
已经进行的研究的一个例子是AAWA倡议 - 或先进的自主水上应用。
2015年2月至2017年6月，自主船舶联合工业和学术研究项目从芬兰技术和创新资助机构获得650万欧元的资金。该项目旨在分析与自主船舶运营相关的不同科学挑战;技术需求，风险，激励措施和法规/责任。正是通过这一举措，才能开发船舶导航，机械和所有机载操作系统的自主和远程操作。劳斯莱斯和其他领先的行业参与者，包括NAPA，DNV-GL，Deltamarin和Inmarsat领导该项目，研究合作伙伴包括阿尔托大学，坦佩雷理工大学，ÅboAkademi大学和芬兰VTT技术研究中心。
AAWA计划的第一阶段得出结论，远程和自治解决方案之间的混合变化将会发生。然而，如前所述，存在制造船舶自主电流的技术，但仍需要做很多工作以确保其可靠性。
例如，在没有船员的情况下，自主船舶可以降低人为错误的风险，但是会产生新的风险类型，这意味着船舶需要像现有船舶一样安全，甚至可能更加安全。仍需要大量工作来利用新技术或改进技术来应对风险。 AAWA倡议中涉及的一个主要议题是海洋态势感知和自主导航。目前，无论船舶是否配备数字传感器，目前都使用一对人眼和耳朵作为决策和操作的主要传感器。
这意味着一个合理的起点是分析当前广泛的船上传感器产品组合，以评估它们是否适用于自动化 - 如果合适的产品已经存在，为什么要专注于开发新产品？
什么是下一个步骤？需要更深入地分析技术解决方案，以了解新风险，法律挑战和参与自主运营的利益相关者。最终，变革是可能的，但需要政治意愿，需要解决责任问题。
该倡议的行动引发了一种清楚的认识，即无论船舶是否自主，稳定性仍然至关重要。
自主航运稳定管理
无论是有人驾驶船还是自主船，稳定性管理仍然是设计过程的关键部分。如果在岸上做出更多决策，设计师将需要开始了解传感器，大数据和人工智能等新技术。海事专业人员也可考虑使用新工具，监测稳定性，纵向强度和运动的软件。对他们来说，重要的是要超越当前的船舶设计流程，并考虑自主运营的影响。
稳定性计算机通常处理多达200个传感器源的数据，由于船上的自主权导致使用的传感器数量显着增加，因此也会产生更大的影响。这将创建更好的情景数据和正在处理的预测，并有可能增加对天气，货物排放和其他技术领域的监测。 NAPA Fleet Intelligence是一个允许机载软件帮助监控和改善船舶性能的当今示例。然后可以使用基于云的软件从岸上分析;这增加了对海上通道预报天气的认识，优化了船舶性能，并提高了货物和船舶的安全性。所有这些都是自主船舶或遥控船舶的最终功能目标和过程。这种板载技术帮助开发了监控船舶的自动化和报告。
稳定性计算机也将成为提供稳定性解决方案的基础，并根据这些传感器提供的数据自动制定计划 - 再次强调了船上不需要稳定人员和船员的事实。但是，另外，计算机的不同场景可以通过云传输到岸上，将决策权交给岸基团队。
该设计
自主船舶的原始设计仍处于起步阶段，因为技术方面不断取得进展。然而，海军建筑师正在考虑许多因素和研究，以了解它将如何影响船舶的稳定性和安全性。例如，自动船舶设计不需要考虑船员空间，控制室和桥梁，但必须进行调整以适应自动操作和替代推进系统。海军建筑师还需要确保自主船舶适合目的，这就是为什么开发主要集中在较小的船舶而非开始的客船上，因为相关风险较小。
新的设计需求也在不断涌现;而不是船本身，这一点着重于设计陆基控制船舶运营中心的要求，因为这些可能与正常的船队运营中心略有不同。这再次凸显了自主航运业需要时间来确定最佳运营实践。
哪里下一个？
随着研究和模拟现在转向现有和新解决方案的试验，自主航运的未来正在缓慢但肯定地进步。稳定性解决方案将成为运营自主船舶的庞大网络的一部分，解决方案提供商以及航运公司仍需要努力提高决策层面的自动化水平和智能水平，以期实现完全机器控制的船舶。最终，自主航运将开始重新定义海运业。 
作者Jussi Siltanen
关于作者
Jussi Siltanen是NAPA安全解决方案的产品经理。他目前负责管理NAPA的稳定性和安全性车载解决方案。
