耿雄飞教授级高级工程师

交通运输部水运科学研究院

1.如何理解这个时代的航运。

习近平总书记曾深刻指出：经济强国必须是海洋强国、航运强国。航运业是最古老的行业之一，世界上许多繁荣、耀眼的城市都是因港口而发展起来的。如今，我国大宗商品运输绝大多数依赖航运，航运业在保障国民经济发展和社会稳定中发挥着不可替代的作用。航运业经历了漫长的历史演变，一直在不断进步和自我创新。为了充分理解我们这个时代的航运，我们需要至少从三个维度来看待它。

最初的航运业只在自然空间中运作，只要有水，船舶就可以航行。港口和航道的水文和气候条件决定了一个地区航运的兴衰。十五世纪大航海兴起，航运业迅速发展。西方航运强国开始崛起，航运正规化进程加快。航运业开始在自然空间和航运强国主导下建立的社会空间（又称常规空间）同时运行。运营，并在成本、效率等关键指标上展开竞争。可以说，现阶段我国航运业始终处于跟随状态。如果这两个空间长期保持不变，我们就很难获得从跟随走向领先的历史机遇。

当今新一代信息技术的变革，为航运业创造了第三个运行空间，这就是网络空间，也可以称为数字空间。数字空间的出现，开启了航运业竞争和发展的新赛道。正是在这个阶段，智慧航运应运而生。然而，智慧航运的发展，特别是智慧航运所在的网络空间的发展，不仅是航运业面临的新问题，也是航运业无法单独解决的大问题。

2、智慧航运需要哪些新的基础设施？

新型基础设施建设恰恰为解决智能航运发展问题带来了重大机遇。新型基础设施是以新发展理念为指导，以科技创新为驱动，以信息网络为基础，面向高质量发展需求，提供数字化转型、智能化升级、集成创新等服务的基础设施体系。信息基础设施、融合基础设施、创新基础设施对于智慧航运的发展至关重要。服务智慧航运发展的新型基础设施至少包括以下四类：感知基础设施、网络基础设施、数据基础设施和安全基础设施。

首先让我们看看传感基础设施。受益于电子信息和计算机技术的发展，航运参与者的感知能力已经超越了人类的生理极限。智能航运的发展对感知提出了更高的要求，主要体现在三个方面：一是对感知数据的采集范围提出了更高的要求。智能航运主要特点是机器驾驶、机器操作。由于机器短期内无法具备与操作员相媲美的预测能力，因此只能依靠更丰富的感官数据来做出最优的执行判断。二是对传感数据质量提出更高要求。错误的传感数据，特别是连续、有规律的错误传感数据，会给机器判断带来很大障碍，从而产生不可控的安全风险。三是对传感数据的更新频率提出了更高的要求。因此，我们新型航运基础设施建设不仅要进一步对传统传感终端进行加密，还要探索建立群体传感等规则和使用方法，逐步建立适应智慧航运发展需求的传感基础设施生态系统。

第二是网络基础设施。网络是维系网络空间生存的生命主通道，全球航运治理体系也依赖于通信网络的控制。智慧航运所需的网络基础设施基本上可以分为四大类。一是天基专用网络，主要包括正在建设和发展的VDES卫星星座、AIS卫星星座以及海事卫星星座。二是水面专网，主要包括在天津、青岛试点的岸基VDES基站，在我国沿海和内河高级别航道建设的岸基VHF/AIS基站。以及部分沿海地区建设的岸基基站。 4G专网。三是通用网络，主要包括234G公网、5G-700M公网等，其中234G网络可基本覆盖内河水网区域。 5G-700M的建设值得关注，未来可期。四是天基通用网络，目前主要基于国外巨型低轨卫星星座，如星链卫星通信网络。

三是数据基础设施。数据基础设施包括分布式数据处理设施、标准化数据服务和机器驱动支撑设施。其中，分布式数据处理设施需要协调船岸数据处理资源，对不同属性的数据采取差异化的处理策略。标准化数据服务设施需要建立与机器操作和机器驱动兼容的S100-Machine数据格式，建立MSP-Machine标准化数据服务包机制，确保不同航段、不同港口国家、沿海国家提供智能航运服务。质量一致性。

四是新的安全基础设施。无论智能技术发展到什么程度，航运参与者中始终存在着“人”。新的安全基础设施要兼顾人和机器，做到“各有各的美，每个人都有自己的美，美是所有人共享的”。这应该分为三个层次。第一个层面，在智能航运时代，每艘智能帆船实际上同时运行在自然、规则和网络空间三个空间中。我们建立了保障船舶在自然空间和规则空间安全运行的体系。治理体系，但我们尚未对网络空间的治理能力和治理体系进行有效的研究。此次建设十分紧迫。第二个层面，在新一代水上智慧交通系统中，要“建设数字测绘系统，保障航运安全，提高海事监管效率”。新型安全基础设施要逐步构建整个航运系统的数字孪生，真正实现远程监管和风险预测。第三个层面，我们需要逐步建立智能航运算法的合规性、可靠性、安全性治理体系，并制定和建立相应的治理方法，以保护航运利益相关者的权益，促进机会均等，消除算法设计、技术开发、产品开发和应用实践中的错误、偏见和歧视。

3.智能航运新基建研究进展。

交通运输部水运科学研究所智能航运研究中心是专门从事智能技术研究的机构。中心承担了多项国家重点项目和课题，还拥有“自主航行船舶远程控制平台”、“水运一号空间实验平台”、“内河航道网络运行监控平台”等新型基础设施。交通运输部“无人船舶系统与装备重点技术实验室”等省部级平台。接下来我主要介绍三个新基建的研究进展。

第一个是水云一号。水云一号于2019年1月21日发射升空，至今已在轨运行20多个月。水云一号对于我们智能航运的研究具有重要意义。我们利用水云一号开展了多项与智能航运相关的空间科学实验。水云一号可以通过调用光学载荷，将通过无线电采集的船舶动态信息和通过光学摄影捕获的船舶动态信息进行整合。两种数据信息的融合，既可以发挥遥感影像直观的优势，又可以发挥AIS的优势。数据长期监测的特点，形成动态的三维监测网络。这对于全面掌握海上形势、开展船舶航行行为研究分析具有重要意义。

二是远程控制平台。该平台主要用于对“智腾”号自主帆船等智能船舶进行远程控制。这是我国建成的第一个智能航运远程控制基础设施。未来，随着研究的深入，将会有更多的遥控船或者自主导航船接入这个平台，并借助该平台进行实验测试，以及平台的功能和性能水平正在不断改进。

三是有人机驾驶标准化信息服务平台。该平台可为传统人工船舶和智能帆船提供标准化信息服务，包括十余种标准化信息服务包。在开发平台的同时，我们还积极参与和推动这些信息服务包的国内和国际标准化工作。