2020年上半年，受到新冠肺炎疫（yì）情影响，全球经济不振，但（dàn）是集运业却（què）迎来（lái）好光景，班（bān）轮公司业绩逆势增长。二季度，全球集运业整体实现（xiàn）利润27亿美（měi）元。在智能（néng）化大潮下，航运业与人（rén）工智能（néng）的有机融（róng）合，会积极、有效贡献智慧航运（yùn）。

人（rén）工智（zhì）能（Artificial Intelligence，AI）这（zhè）一技（jì）术概念，虽然从目标上来看是指研究和开（kāi）发用于模拟、延伸（shēn）和扩展（zhǎn）人类智能（néng）的科（kē）学，但是从实现路径上来看，本质是一（yī）种（zhǒng）基于计算（suàn）机（jī）科学的（de）机器（qì）化智能，是指一种让（ràng）智能机（jī）器以类似于人类智能的方式做出反应的技（jì）术探索。这（zhè）也（yě）就意味着（zhe），相关智能机（jī）器要具备语言识别、图像（xiàng）识别、自然语言处（chù）理、专家系统（tǒng）、计算（suàn）机视觉、机器学习（xí）等与人（rén）类（lèi）智能相关的能力，而信息化显然是这些能力实现的基础。

人工智能当（dāng）下炙（zhì）手可热（rè），已与诸多行业深度融合。航（háng）运业可谓人类（lèi）经济发展（zhǎn）中非常（cháng）古老（lǎo）的行（háng）业，近年来凸显出（chū）与人工（gōng）智能的深入融合（hé），通过（guò）全自动码头、智慧船舶（bó）配载、智能调（diào）度等各领域的应（yīng）用，以及未来可（kě）能朝着无人驾驶（shǐ）船舶、智（zhì）能解（jiě）决方案设计等趋（qū）势（shì），不断从信息化到智能化演（yǎn）化发（fā）展。

全自动（dòng）码头：自动运（yùn）输设备和控制系统的结合，实现无人工（gōng）介（jiè）入（rù）的协同高效（xiào）作业

全自动（dòng）码头在全球各地均有涌（yǒng）现，技术应用已经较为成（chéng）熟。我（wǒ）国（guó）的上海洋山港、青岛港、广州港等港口也（yě）都在全（quán）自动码头建设中（zhōng）走（zǒu）在了世界前列（liè）。

以上海洋山港的出口集（jí）装（zhuāng）箱调（diào）运为例，自动化码头的作业流程大致（zhì）分为6个步骤：使用（yòng）自（zì）动化轨（guǐ）道吊起重（chóng）集装箱、自（zì）动化轨道吊自动（dòng）将集装箱（xiāng）堆叠至集（jí）装箱堆场、自动（dòng）化轨道吊（diào）将（jiāng）集装箱从堆场自动运送至AGV（Automated Guided Vehicle，自动引导运输车）运输点、AGV将集（jí）装箱运送至（zhì）岸（àn）桥起重点、岸（àn）桥起重、远（yuǎn）程（chéng）控制及（jí）调度中（zhōng）心将集装箱起（qǐ）重运至运输船。

在上述流程中，AGV起到了关键性中介作用（yòng），这（zhè）是一（yī）种（zhǒng）具备电磁或者光学等自动（dòng）导引装置，能够沿（yán）规定的导引路径行驶，具有安全保护以（yǐ）及各种移栽功（gōng）能，不但可以自（zì）动（dòng）规避障碍物（wù），还可以做出（chū）减速、刹车或绕行等遭遇突发状（zhuàng）况的各种决策并规划最优驾驶（shǐ）线路。

AGV自动（dòng）导航（háng）的实现技术是多（duō）元的，其中在业内（nèi）被（bèi）广（guǎng）泛采用的（de）是（shì）磁钉（dìng）定位导航（háng）系（xì）统。例（lì）如洋山港（gǎng）自动化码头四期工（gōng）程中，就在地面埋（mái）设了61483颗螺钉（dìng），磁（cí）钉与磁钉（dìng）之间就处（chù）于一种较（jiào）为精确的定位状态（tài），再通过磁导航传感器检测（cè）磁钉的（de）磁信号即可实现AGV的定位，此时（shí）可（kě）以（yǐ）依靠编码器（qì）数等里（lǐ）程计量传感（gǎn）器来计算（suàn）位（wèi）置，依靠陀螺等角度传感器来确定方向角。

有了自动引导设备（bèi），全自（zì）动化（huà）码头作为一（yī）个庞大（dà）系（xì）统，要实现（xiàn）协同运作，还需（xū）要（yào）通（tōng）过人工智（zhì）能、运筹学决（jué）策和（hé）系统工程理论来发（fā）展（zhǎn）中央控制系统。上海洋山港的控制系统主要包（bāo）含了全自动化码头（tóu）智能生（shēng）产管理控制系统（TOS）与设备（bèi）管理系统（tǒng）（ECS），它们指挥着130台AGV协同工作，共（gòng）同发挥（huī）出最优的效率。

自动运（yùn）输载体（tǐ）之外，人工智能（néng）也（yě）渗透到了全自动化（huà）码头（tóu）的各方面，解决了传统码头作（zuò）业中的难（nán）题，极大提高了自动效（xiào）率。例如，在（zài）码头上，轨道吊从集卡车上抓取（qǔ）集装箱时，如何安全高效地进行（háng）全（quán）自动化交互作业，是全球港（gǎng）口（kǒu）一直（zhí）未（wèi）解决的行业难题。因为集（jí）装箱与（yǔ）集卡车的（de）拖盘锁销一旦没有完全分离，轨道吊卸箱时容易造成集卡被（bèi）吊起事（shì）故，存在安全隐患。青岛港自动化码（mǎ）头团队则通过用人工智能、图像识别等（děng）技术（shù）研发了（le）机器视觉集卡防吊起（qǐ）系统，实（shí）现集卡防吊起自动识（shí）别。这（zhè）项新突破，让自（zì）动化码头的全（quán）自动（dòng）化范（fàn）围（wéi）再次延展，从码头卸船作业一直（zhí）延至陆侧（cè）区（qū）域。这（zhè）样（yàng）一来（lái），码头收箱（xiāng）作业避（bì）免人工介入（rù），进（jìn）一（yī）步提（tí）升了安全性，解决了行业难题（tí）。

除（chú）了（le）已经应用的技术（shù），全自动（dòng）码头的发展也与相关技术（shù）的进（jìn）步紧（jǐn）密结合。广（guǎng）州（zhōu）港集团就积极（jí）引入高新技（jì）术（shù），与华为（wéi）公司开展了（le）战略合作，着力结合5G技术打造“车路协同”平台，优化自动化码（mǎ）头的作业流程。华为已在广州港（gǎng）等港口进行有关联合创（chuàng）新和测试，探索5G在港口陆地（dì）和海域（yù）等特殊场景的覆盖技术，实（shí）现（xiàn）港口遇险报警、辅（fǔ）助航行（háng）、智能（néng）理（lǐ）货等业务运用。

智能船舶配载：人工智能算法模（mó）拟配载员操作（zuò），实现自动配载过程

智（zhì）能船舶配载通过人工智能技（jì）术和算法优化，可以结合船舶箱量分布、箱型（xíng）比例（lì）、挂靠港、货物（wù）堆（duī）存、机械设备状态、班轮（lún）航线、泊（bó）位（wèi）、货源等信息（xī），自动完成最优配载图，实现货物安全、高效装船（chuán），有（yǒu）效提升船（chuán）舶（bó）装（zhuāng）载效率。

目前较为尖端的基于学习导向的船舶（bó）智能（néng）配载技术采用（yòng）了深度神经网络（luò）的学习方法进行学习，克服了大多数（shù）“抽象的配载策略无法用构造式的（de）人工规则来描述（shù）”这一问题。同时（shí），在（zài）配（pèi）载求（qiú）解（jiě）过程中也采用了（le）智（zhì）能算法，但是在算法的上层还构（gòu）造了一层（céng）工作流引（yǐn）擎用于快速调用配（pèi）载特征库进行配（pèi）载，从（cóng）而大幅提（tí）升了配（pèi）载求解的速（sù）度（dù）。

自动配载的效率约是人工（gōng）配载效率的8~10倍。以装船（chuán）2000自然箱（xiāng）为例，自动配（pèi）载的速度（dù）平均为15分（fèn）钟，人（rén）工配载则需要大约2~3小（xiǎo）时。

此外，智能配载（zǎi）还能够降低（dī）劳动强度（dù）、固化员工经（jīng）验、提高夜间配载质量。针（zhēn）对超（chāo）大型船（chuán）舶，可大幅降低员工劳动强（qiáng）度，逐步（bù）使配载员从反复重复（fù）的操作（zuò）者（zhě）角色转化成（chéng）为规则的制定者。同时，通过计算机自动（dòng）配载（zǎi）系统不断地吸纳与固化员工的配（pèi）载作业经验，即可稳（wěn）步、有效地（dì）提高配载质量。系统配载的另一特点即是配载质（zhì）量稳定（dìng），计算机超强的计算能力能够（gòu）有（yǒu）效避免（miǎn）人工因（yīn）夜间疲劳导致的配载质量（liàng）下降等（děng）不良情况。

智能配载在诸（zhū）多港口已经（jīng）进入应（yīng）用阶段。宁波（bō）港大榭集装（zhuāng）箱码（mǎ）头（tóu）是国（guó）内（nèi）首个使用智能配载技（jì）术（shù）的集装箱（xiāng）码头。截至（zhì）2018年12月，应用智能（néng）配载（zǎi）船舶（bó）（装（zhuāng）载量（liàng）大（dà）于300集装箱的船舶）千余艘（sōu）次，其中，大（dà）型超大型船舶应用率约（yuē）占（zhàn）90%。该码头应用智能配载技术的船舶平均单机效率（lǜ）比往年同期显著提升，平均作业（yè）路数比往年同期（qī）有所减（jiǎn）少。智能配载技术大幅提高（gāo）了配载计划的编制效率（lǜ），1000集装箱积载时间可以在10分钟内（nèi）完成（chéng），公（gōng）司吞吐（tǔ）量（liàng）达300万集装箱（xiāng）时，计划岗位人员编制（zhì）仍保持不变，特别是针（zhēn）对短截关（guān）期状况下的大（dà）型船舶，该技术可以（yǐ）平均将装船作业开（kāi）工（gōng）时间提前3~4个小时，节能（néng）减排的同时显著降低码头生（shēng）产运营成本。

上海港（gǎng）应用智能配载技术后，由于配（pèi）载决策所需时（shí）间显著缩短（duǎn），可先（xiān）根据放关情况（kuàng）提前数小时进（jìn）行首次决策（cè），靠（kào）泊（bó）前针对剩余（yú）出口箱进行二次决策，且首次（cì）决策时间大幅延后，减少了（le）首次决策后放关出口箱数（shù）量，提升了决策效率和决策水平。

无人驾（jià）驶（shǐ）船舶：技（jì）术已经先行，商业运行可以期待

无人驾驶船舶的发展尽管尚处于研究论证阶（jiē）段（duàn），但是，其未（wèi）来的商业化（huà）运营（yíng）并（bìng）非遥不可及。

全球首艘“无人集（jí）箱船”已（yǐ）于2017年9月29日（rì）下（xià）水（shuǐ）测试，这艘名为“Yara Birkeland”号的船只由挪威康士伯海（hǎi）事（shì）（Kongsberg Maritime）和全球（qiú）最大的化肥制造商——挪（nuó）威（wēi）Yara集团合作研发设计。全电动模（mó）式可完全实现（xiàn）零（líng）排放，长80米、宽15米，能够装载120个20英尺标准集（jí）装箱，虽（suī）然载货量很少，但（dàn）该（gāi）船（chuán）的（de）正式投入（rù）运营将会成为（wéi）全球航运史上的一个巨大（dà）转折点。据报道，“Yara Birkeland”号利用自身安装的全（quán）球定位（wèi）系统、雷（léi）达（dá）、摄（shè）像机和传感器等，能够在航道中实现避让其（qí）他船舶，并在到达终（zhōng）点时实现自行停靠。

在世界其他地（dì）方（fāng），无人驾（jià）驶船（chuán）舶的研发也（yě）在如火（huǒ）如荼地进行着。2018年4月（yuè），丹麦航运巨（jù）头马士（shì）基集团和总部设在美国（guó）波士顿的Sea Machines Robotics公（gōng）司展开合作，马士（shì）基将在其新建造的一艘Winter Palace冰（bīng）级集装箱船上安装计算（suàn）机视觉、激光雷达（LIDAR）和感（gǎn）知软（ruǎn）件，Sea Machines Robotics公司的（de）人工智（zhì）能动（dòng）力感（gǎn）知和态势感知系统则将利用传感器收集船舶（bó）周围的环境信息，识别和跟（gēn）踪潜在的冲突并（bìng）在操舵室内（nèi）显示收集到的信（xìn）息。马士基因此成为世界上第一家在（zài）集（jí）装箱船上试验人工智能（AI）动力感知和（hé）态（tài）势感（gǎn）知技术的公司。

在2020年，IBM联手海洋研究组织ProMare打（dǎ）造的（de）“AI船长”也将掌舵无人（rén）驾驶船“五月花”号。“AI船（chuán）长”可以使（shǐ）用摄像头（tóu）、人工智能和边（biān）缘（yuán）计算系统来安全地绕过周（zhōu）边船舶、浮标和其他（tā）预（yù）计会在航行期间遇到（dào）的海洋危险。

技术已经先（xiān）行一（yī）步，接（jiē）下来，随着智能船舶控制系统，海洋、气象、水文等（děng）智（zhì）能（néng）识别技术的完（wán）善，以及相（xiàng）关法律法规的健（jiàn）全，无人驾（jià）驶船舶成为（wéi）可能。而一（yī）旦（dàn）无人驾驶船舶商业化运行开启，必将重新定义集装箱（xiāng）运输业的参与主（zhǔ）体和商业模式。在物联网（wǎng）、大数据、区块链、虚拟现实等技（jì）术不（bú）断裂变式发展的背景下，人工智能技术亦将不（bú）断推动集装箱运（yùn）输（shū）业从信（xìn）息（xī）化走（zǒu）向去中（zhōng）心（xīn）化、走向系（xì）统分散化、走向智能化（huà），其（qí）商业模式创新也将在（zài）技术（shù）浪潮中呈（chéng）现出各个参与主体的数（shù）字化转（zhuǎn）型而更加呈现出共生发展的（de）模式，引领集装箱（xiāng）运输业真正步入智能化（huà）新阶段，以航运互（hù）联网生态系统的搭建启（qǐ）动智慧航运的时代。