2020年（nián）上半年，受到新冠肺炎疫情影响，全球（qiú）经（jīng）济不振，但是集（jí）运业（yè）却迎来好（hǎo）光景（jǐng），班轮公（gōng）司业绩逆势增长。二季（jì）度，全球集运业整体实现（xiàn）利润27亿美元。在智能化大（dà）潮下，航运业与人工智能的有机融合，会积极、有（yǒu）效贡献智慧航（háng）运。

人工（gōng）智能（Artificial Intelligence，AI）这（zhè）一技术概念，虽（suī）然从目标上来看是指（zhǐ）研究和开发用于模拟、延伸和扩（kuò）展人类（lèi）智能的科学，但是从实现路径上来看，本质是一（yī）种基于计算（suàn）机科学的机器（qì）化智能，是（shì）指一种让（ràng）智能机器以类似（sì）于人类智能的方式做出反应的技术探索。这也就意味（wèi）着，相关智（zhì）能机器要具备语言识别、图（tú）像识别、自（zì）然语言（yán）处理、专家（jiā）系（xì）统、计算机视觉、机器（qì）学习等与人类智能相关的能力，而信息化显然是这些能力实现的基（jī）础。

人工智能当下（xià）炙手可（kě）热，已与诸多行业深度融合。航运业可谓人（rén）类经济发展（zhǎn）中（zhōng）非常（cháng）古老（lǎo）的行（háng）业，近年来（lái）凸显出与人工（gōng）智能的深入融合，通过全自动码头、智慧船舶（bó）配载、智能调度等各领域的应用，以及未来可能朝着（zhe）无人驾（jià）驶船舶、智能解决方案设计等趋（qū）势，不断从信息化（huà）到智能（néng）化（huà）演化发展。

全自动码头：自动运输设备和控制系统的（de）结合（hé），实现无人工（gōng）介入（rù）的协（xié）同高效作业

全自（zì）动码头在（zài）全球各地均（jun1）有涌现，技术应用已经（jīng）较（jiào）为成熟。我国的上（shàng）海洋（yáng）山港、青岛（dǎo）港、广州港等港口（kǒu）也都（dōu）在（zài）全（quán）自（zì）动码头建（jiàn）设中走在（zài）了世界前列。

以上海洋山（shān）港的（de）出口集（jí）装箱调（diào）运为（wéi）例（lì），自动化（huà）码头的作（zuò）业流程大致分为6个步骤：使用自动化轨道吊起重（chóng）集装箱、自动化轨道吊自动将集装（zhuāng）箱堆叠至集装箱堆场、自（zì）动化轨道吊将集装箱（xiāng）从堆场自动运送至AGV（Automated Guided Vehicle，自动引导运输车）运输点、AGV将集装（zhuāng）箱运送（sòng）至岸（àn）桥起重（chóng）点、岸桥起重、远程控（kòng）制（zhì）及调度中（zhōng）心将集装箱（xiāng）起重运（yùn）至运输船（chuán）。

在上述流程中，AGV起（qǐ）到了（le）关键性中（zhōng）介作（zuò）用，这是一（yī）种（zhǒng）具备电磁或者光学等自（zì）动（dòng）导引装置，能够（gòu）沿规（guī）定的（de）导引路（lù）径行驶，具有安全保护以及（jí）各种移栽功能，不（bú）但可（kě）以自动规（guī）避障（zhàng）碍物，还可以做出减（jiǎn）速、刹车或绕行等遭（zāo）遇突发状况的各（gè）种决策（cè）并规划（huá）最优驾驶线路。

AGV自动导航（háng）的实现技术是（shì）多元的，其中在业内被广泛采用的（de）是（shì）磁钉定位导航系统。例如洋山港自（zì）动化码头四期工程中，就（jiù）在地（dì）面埋设（shè）了61483颗螺（luó）钉，磁钉与磁钉（dìng）之间就（jiù）处（chù）于一（yī）种较为（wéi）精确的定位状（zhuàng）态，再通过磁（cí）导航传感器检（jiǎn）测磁钉的磁信号（hào）即可实现AGV的定（dìng）位，此时（shí）可（kě）以依靠编码器数等里程计量传感（gǎn）器来计算位（wèi）置，依靠陀螺等（děng）角度传（chuán）感器来确定方（fāng）向角。

有了自动引（yǐn）导设备，全自动化码头作为一（yī）个庞大系统，要实现协同运作，还需要通过人工智能、运筹（chóu）学决策和系统（tǒng）工程（chéng）理论来（lái）发展中央控制系统（tǒng）。上海洋山港的控制（zhì）系统主要包含了全自动化码头（tóu）智能生（shēng）产管理控制系统（TOS）与设备管理系统（ECS），它们（men）指挥着130台（tái）AGV协同工作，共同（tóng）发挥出最优的效率。

自动运输载体之（zhī）外，人工智能也渗（shèn）透到了全自动化码头的（de）各（gè）方面，解决（jué）了传统码头作业中的难题，极大提高了自动效率。例如，在（zài）码头上（shàng），轨道吊（diào）从集卡车上抓取集（jí）装箱时，如何安（ān）全（quán）高（gāo）效地进行全自（zì）动化交互作业，是全（quán）球（qiú）港口一直未解决（jué）的行（háng）业难题（tí）。因（yīn）为集装箱与集卡车的拖盘（pán）锁销（xiāo）一旦没有完全分（fèn）离（lí），轨道吊卸箱（xiāng）时容易造成集卡被吊起事故，存在安全（quán）隐患。青岛港自动化（huà）码头团队则通过用人工智能、图像识别等技术研发了机器视觉集卡防吊（diào）起（qǐ）系统，实现集卡防吊起自动识别。这项新突破，让自动化码头（tóu）的全自（zì）动化范围再次（cì）延（yán）展，从码头卸（xiè）船（chuán）作业一直（zhí）延至陆侧区域。这样一来，码头收箱作业避免（miǎn）人工介入，进一（yī）步提升（shēng）了（le）安全性，解决了行（háng）业难题。

除了（le）已（yǐ）经应用的技术，全自动码头的发展也与相（xiàng）关技术的（de）进（jìn）步（bù）紧密（mì）结合。广州港集团就积（jī）极引入高新（xīn）技术（shù），与华（huá）为公司开展了战略合作，着力结（jié）合5G技术（shù）打造“车路协同”平台（tái），优化自动化码头（tóu）的（de）作业流程（chéng）。华为已在广州港等港（gǎng）口进行有（yǒu）关联（lián）合（hé）创新（xīn）和测（cè）试（shì），探索（suǒ）5G在港口（kǒu）陆（lù）地和海域等特（tè）殊场（chǎng）景的（de）覆（fù）盖技术，实现（xiàn）港口遇险报警、辅助航行（háng）、智能理货（huò）等业务运用。

智能船舶配载：人（rén）工智能算法模拟配载员操作，实现自动配载过（guò）程（chéng）

智能船舶配载通过人工智（zhì）能技（jì）术和算法优化，可以结合船舶箱量分布、箱（xiāng）型比例、挂靠港、货物堆存、机（jī）械（xiè）设备状态、班轮航线、泊位、货源等信息，自动完成最优配载图，实现货物安（ān）全、高效装船，有效提升船舶装载（zǎi）效率。

目前较（jiào）为尖端的基于学习导向（xiàng）的船（chuán）舶智（zhì）能配载技术采用了深度（dù）神经网络的学习方法进行（háng）学习，克服了大多（duō）数“抽象的配载策略无法用构造式的（de）人工规则来描述”这一问题。同（tóng）时，在配载求解过程（chéng）中也采（cǎi）用了智能算法（fǎ），但是在算法的（de）上层还构造（zào）了一层（céng）工（gōng）作流（liú）引擎用于快速调用配载特征库进（jìn）行（háng）配载，从而（ér）大幅提（tí）升了配载求解的速度。

自动配载的（de）效（xiào）率约是人工配载（zǎi）效率的8~10倍。以装船2000自然箱为例，自动配载的速度平均为15分钟，人工配载则需要大约（yuē）2~3小时（shí）。

此外，智能配载还能够（gòu）降低劳（láo）动强度、固化员工经验、提高夜间（jiān）配载质量（liàng）。针对超（chāo）大型船舶（bó），可大幅（fú）降低员工劳动强度，逐步（bù）使配载员（yuán）从反复重复的操作者（zhě）角色转化成为（wéi）规则的制定者（zhě）。同时（shí），通过计算机自动配（pèi）载系统不（bú）断地吸纳与固化员工的配载作业经验，即（jí）可（kě）稳（wěn）步、有效（xiào）地提高配载（zǎi）质量。系统配载的另一（yī）特点即是配载质量（liàng）稳定，计算（suàn）机超强的计算能力能够有效避（bì）免人工因夜（yè）间疲劳导致的配载质量下降等不良情况。

智能（néng）配载在（zài）诸多港（gǎng）口已经进入应用阶段。宁（níng）波港大榭集装箱码头是国内首个使用智能（néng）配载技术（shù）的集装箱码头。截至2018年12月，应用智能配载（zǎi）船舶（bó）（装载量大于300集装箱（xiāng）的船舶）千余艘次，其中（zhōng），大型超（chāo）大型船舶应用率约占90%。该（gāi）码头应用智能配（pèi）载技（jì）术的船舶平均单机（jī）效率比往年（nián）同期显著提升，平均（jun1）作业路数比往年同期有所减（jiǎn）少。智能配载技术大幅提高了配载计划（huá）的编制效（xiào）率，1000集（jí）装箱积载时间（jiān）可以在（zài）10分钟内完成，公司吞（tūn）吐（tǔ）量达300万集装箱时，计划岗（gǎng）位人员编（biān）制（zhì）仍保持不（bú）变，特别（bié）是（shì）针对短截（jié）关期状况下的大型船（chuán）舶（bó），该技（jì）术可（kě）以平均（jun1）将装船作业开（kāi）工时间（jiān）提（tí）前（qián）3~4个小（xiǎo）时，节能减排的同时（shí）显著降低码头生产运营成本（běn）。

上（shàng）海港应用智能配载技术后（hòu），由（yóu）于配（pèi）载决（jué）策（cè）所需时间显著缩短，可先根据放关（guān）情况提前（qián）数小时进行首次决策（cè），靠泊前针对（duì）剩余出（chū）口箱进行二次决策，且首次（cì）决（jué）策（cè）时间大幅延后，减（jiǎn）少了首次决策后放关出（chū）口箱（xiāng）数（shù）量（liàng），提升了决策效率和决策水平。

无人驾驶船（chuán）舶：技术已经先行，商（shāng）业运行可以期待

无人驾驶船舶的发展尽（jìn）管尚处于（yú）研究论证阶段（duàn），但是，其未来的商业化运（yùn）营并非遥不（bú）可及。

全球首艘“无人集箱船”已于2017年9月29日下（xià）水测试，这艘（sōu）名为（wéi）“Yara Birkeland”号的船（chuán）只（zhī）由挪威康士伯海事（Kongsberg Maritime）和全球最大的化肥制造商——挪（nuó）威Yara集团合作研（yán）发设计。全电动模式可完全实现（xiàn）零排放（fàng），长80米、宽15米，能够装载120个20英尺标准集装箱，虽然载货量很少，但（dàn）该船的正式（shì）投入（rù）运（yùn）营将会成（chéng）为全（quán）球航运史上的一个巨大转（zhuǎn）折点。据报（bào）道，“Yara Birkeland”号利用自身安装（zhuāng）的全球定位（wèi）系（xì）统（tǒng）、雷达、摄像机（jī）和传感器（qì）等，能（néng）够（gòu）在航道（dào）中实（shí）现避让其（qí）他船舶（bó），并在（zài）到达终点（diǎn）时实现自行停靠（kào）。

在世界（jiè）其他地方，无人驾驶船（chuán）舶的研（yán）发也在如（rú）火如荼地进（jìn）行着。2018年4月，丹（dān）麦航运巨头马士（shì）基集团和总部设在美（měi）国波（bō）士（shì）顿（dùn）的Sea Machines Robotics公司（sī）展开合作，马士基（jī）将在其新建（jiàn）造的一艘Winter Palace冰（bīng）级集装箱船上安（ān）装计算机视觉（jiào）、激光（guāng）雷达（LIDAR）和感知软（ruǎn）件，Sea Machines Robotics公司的人工智能动力（lì）感知和（hé）态势（shì）感知系（xì）统则（zé）将（jiāng）利用（yòng）传感器收集船舶周围的环境信息，识别和（hé）跟踪潜在的冲突并在操（cāo）舵室内显示收（shōu）集到的（de）信息（xī）。马士（shì）基因此成为世界上第一家在集装（zhuāng）箱船上（shàng）试验人工（gōng）智（zhì）能（AI）动力感知和态势感知技（jì）术（shù）的公司。

在2020年，IBM联手（shǒu）海洋研究组织ProMare打造（zào）的“AI船长”也将掌舵无人驾驶（shǐ）船“五月（yuè）花”号。“AI船长”可以使（shǐ）用摄像头、人工智能和边缘计算系统来安全（quán）地绕过（guò）周边（biān）船（chuán）舶（bó）、浮（fú）标和其他预计会在航行期间遇到（dào）的海洋危险。

技术已经先行一步，接下来，随着智能船舶控（kòng）制系统，海（hǎi）洋、气象、水文等智能识别技术的完善，以及相关（guān）法律法规的（de）健（jiàn）全，无人驾（jià）驶船舶成（chéng）为可能。而一旦无（wú）人驾驶船舶商（shāng）业化运行（háng）开启，必将重新定义集装（zhuāng）箱运输业（yè）的参与主体（tǐ）和商业模式。在物联网、大数据、区块链、虚（xū）拟现（xiàn）实等技术不断裂变式发展的背景（jǐng）下，人工智能技术亦将不断推动（dòng）集装箱运输业从信息化走（zǒu）向去（qù）中（zhōng）心化、走（zǒu）向系统分（fèn）散化、走向智（zhì）能化，其商业模（mó）式创新也将在技术浪潮中呈现出各个（gè）参与主体的（de）数（shù）字化转型而更（gèng）加呈现出（chū）共生（shēng）发展的（de）模式，引（yǐn）领集装箱运输业真正步入智能化新阶段，以航运互联网（wǎng）生（shēng）态系（xì）统的搭建（jiàn）启动智慧航运（yùn）的（de）时代。