2020年上半年，受到新冠（guàn）肺炎疫情（qíng）影响，全球经（jīng）济不振，但是集运业却迎来好光景，班轮公司业绩逆势增（zēng）长。二季度，全球集运业整体实现利润27亿美元。在智能化（huà）大潮（cháo）下，航运（yùn）业与人工智能的有机融（róng）合，会积极、有效贡献智慧航运。

人工智（zhì）能（néng）（Artificial Intelligence，AI）这一技（jì）术（shù）概念，虽然从（cóng）目标上来看（kàn）是指研究和（hé）开发用于模拟、延伸和（hé）扩展人类智能的科学，但（dàn）是从实现路（lù）径（jìng）上（shàng）来看，本质（zhì）是一种基（jī）于计算（suàn）机科学的机器化智能，是指一（yī）种让智能（néng）机器以类似于人类智能的（de）方（fāng）式做出反（fǎn）应（yīng）的技术探（tàn）索。这也就意味着，相关智能机器要具备语（yǔ）言识（shí）别（bié）、图像识别、自然语言（yán）处理、专家（jiā）系统（tǒng）、计（jì）算机视觉、机器学习等与人类智能相关的能力，而信息化（huà）显然是这（zhè）些（xiē）能力实现的基础。

人（rén）工智能（néng）当下炙手可热（rè），已与诸（zhū）多行业（yè）深度融合。航运业（yè）可谓人类（lèi）经（jīng）济发展中非常古（gǔ）老的行业，近年（nián）来凸显出（chū）与人工智（zhì）能的深入（rù）融合，通过全自动（dòng）码（mǎ）头、智慧船舶配载、智能调度等各（gè）领（lǐng）域的应用（yòng），以及未来可能朝着（zhe）无人驾驶船舶、智能解决方案设计等趋势，不断（duàn）从信息化到智能化演（yǎn）化发展（zhǎn）。

全自（zì）动码头：自动运输设备和（hé）控制（zhì）系统的结合，实现无人工介入的协同高（gāo）效作业

全自动码头（tóu）在全球各地均有涌现，技术应用已（yǐ）经较为成熟。我国的上海洋山（shān）港、青岛港、广州港等（děng）港口（kǒu）也（yě）都在（zài）全自动码头建（jiàn）设中（zhōng）走在了世界前列（liè）。

以上海（hǎi）洋山港的出口集装箱调（diào）运为例，自动化码头的作业流程大致分为6个步骤：使用自动化轨（guǐ）道吊起（qǐ）重集装（zhuāng）箱、自动化轨道吊（diào）自（zì）动（dòng）将（jiāng）集装箱（xiāng）堆叠（dié）至（zhì）集（jí）装（zhuāng）箱堆场、自（zì）动化（huà）轨道（dào）吊将集（jí）装箱从堆场自（zì）动（dòng）运送（sòng）至AGV（Automated Guided Vehicle，自动引导运输车）运输点、AGV将（jiāng）集（jí）装箱运送至岸桥（qiáo）起重点、岸（àn）桥起重、远程控制（zhì）及调度中（zhōng）心将集（jí）装（zhuāng）箱起重运至运（yùn）输船。

在上述（shù）流程中，AGV起到（dào）了关键性中介作用（yòng），这（zhè）是一（yī）种具备电（diàn）磁或（huò）者光学等自动导引（yǐn）装置（zhì），能够（gòu）沿（yán）规（guī）定（dìng）的导引路（lù）径行驶，具（jù）有安全保护以及各种移栽功能，不但可以（yǐ）自动（dòng）规（guī）避障碍（ài）物，还可（kě）以做出减速、刹车（chē）或绕（rào）行等遭遇突发（fā）状况的各种决策并规划（huá）最优驾驶线路（lù）。

AGV自动导航的实现技术是（shì）多（duō）元（yuán）的，其中在业内被广泛采用的是（shì）磁钉定位导航系统。例（lì）如（rú）洋（yáng）山港自动化码头四期工程中，就在地面埋设了61483颗螺（luó）钉，磁钉与（yǔ）磁钉之间就处于（yú）一种较为精确（què）的定位（wèi）状（zhuàng）态，再通过磁导航传感器检测磁钉的磁（cí）信号即可实现AGV的定位（wèi），此时可以依靠编码器数等里程（chéng）计量（liàng）传感器（qì）来计算位置，依靠陀螺等角度传感器来（lái）确定方向角。

有了（le）自动引导设备，全自（zì）动化码头作为一个庞大系统，要实现协同运作，还需要通过（guò）人工智能、运筹学决策和（hé）系统工程理论来发展中央控制系统。上海洋山港（gǎng）的控制系统主要包含了全自（zì）动化码头智能生（shēng）产管理控制系（xì）统（TOS）与设（shè）备（bèi）管理系统（ECS），它们指挥着130台AGV协同工作，共同发挥出最优的效（xiào）率。

自动运输载体之外（wài），人（rén）工智能（néng）也（yě）渗（shèn）透到了全自动化码（mǎ）头的各（gè）方面，解决了传统码头作业中的难题，极大（dà）提高了自动效（xiào）率。例如，在码（mǎ）头（tóu）上，轨道吊从集卡车上抓取集装箱时，如何（hé）安（ān）全高效地进行全自动化交互作业，是（shì）全球港口一直未解决的行业难题（tí）。因为（wéi）集装箱与集（jí）卡车的拖盘锁销一旦没有完（wán）全分离，轨道吊卸箱时容易造成集卡被吊起事故（gù），存在安全隐患。青（qīng）岛（dǎo）港自动化码头团队则通过用（yòng）人工（gōng）智能（néng）、图（tú）像识别等技（jì）术研发了（le）机器视（shì）觉集卡（kǎ）防吊起系统，实现（xiàn）集卡防吊（diào）起（qǐ）自（zì）动识别。这（zhè）项新突破，让自动化（huà）码头的全自动化范围（wéi）再次延展，从（cóng）码头卸船作业一直延至陆侧区域。这样一来，码头收箱作业避免人工介入，进一步（bù）提升了（le）安（ān）全性（xìng），解决了行（háng）业（yè）难题。

除（chú）了已经应用的技术，全自动码头的发展也与相关技术的进（jìn）步紧密结（jié）合。广州港集团就积极引入（rù）高（gāo）新技术，与华为（wéi）公司（sī）开展了战略（luè）合（hé）作，着力结（jié）合5G技（jì）术打造“车路协同”平台（tái），优化自动（dòng）化码头的作业流程。华为已在广州港（gǎng）等（děng）港口进行有关联合创新和测试，探索5G在港口陆地和海域（yù）等特殊场景（jǐng）的（de）覆盖（gài）技术，实现港口（kǒu）遇险（xiǎn）报警（jǐng）、辅助航行、智（zhì）能（néng）理货等业（yè）务运用。

智（zhì）能船舶（bó）配（pèi）载：人工智（zhì）能算法（fǎ）模拟配载（zǎi）员操作，实现自动配载（zǎi）过程

智（zhì）能船舶配（pèi）载通过人工智能技术和（hé）算法优化，可以结合船舶箱量分（fèn）布、箱型比例、挂靠港、货物堆存、机（jī）械设备（bèi）状态、班轮航线、泊位、货源（yuán）等信（xìn）息，自动完成（chéng）最优配载图，实现货物（wù）安全、高效装船，有效提升船（chuán）舶装载效率。

目前较为尖端的基于（yú）学（xué）习（xí）导向的船舶智能配（pèi）载技术采用了深度神经网（wǎng）络的学习方法进行学习，克服了大多（duō）数“抽象的（de）配（pèi）载策略无法用构造式的人工规（guī）则来（lái）描述（shù）”这一问题。同时，在配载求解过程中也采用了智（zhì）能算（suàn）法，但是在算法（fǎ）的上层还构（gòu）造了（le）一（yī）层工作（zuò）流引擎用于（yú）快速调用配（pèi）载特征库进行配载，从而大幅提升（shēng）了（le）配（pèi）载求解的速度。

自动配载（zǎi）的效率约是（shì）人工配（pèi）载效（xiào）率的8~10倍。以装船2000自然（rán）箱为例，自（zì）动配载的（de）速度平均为15分（fèn）钟，人工配载则需要大约2~3小时。

此外，智能配载还能够降低劳动强度、固化员工经验、提高夜间（jiān）配载（zǎi）质量。针对超大型船舶，可大幅降低员（yuán）工劳（láo）动（dòng）强度，逐步（bù）使配载员从（cóng）反复重复的操（cāo）作者角色（sè）转化成为规则的（de）制定者。同（tóng）时，通（tōng）过计算机自动配载系统（tǒng）不断地吸纳与（yǔ）固化员工（gōng）的配（pèi）载（zǎi）作业经验，即可稳步、有效地提高配载（zǎi）质量。系统配载的另一特点即是配载质量稳定，计算机超（chāo）强的计算能力能够（gòu）有效（xiào）避免人工因（yīn）夜间（jiān）疲劳导致的配载质量（liàng）下降等不良情况（kuàng）。

智能配载在诸多港口（kǒu）已经进入（rù）应用阶（jiē）段。宁波（bō）港大榭集装箱码头是国内首个使用智（zhì）能配载（zǎi）技术（shù）的集装箱码头。截至2018年12月（yuè），应（yīng）用智能（néng）配载船舶（装（zhuāng）载量大（dà）于300集（jí）装（zhuāng）箱的船舶）千余（yú）艘次，其中（zhōng），大型（xíng）超大型船舶应用率（lǜ）约占90%。该（gāi）码（mǎ）头应（yīng）用智（zhì）能配载技（jì）术的（de）船舶平均单机效率（lǜ）比往年同期显著提升，平均作（zuò）业路数比往年同期有所减少。智能配载技术大（dà）幅提高了配载计划的编制（zhì）效率，1000集装箱（xiāng）积载时间（jiān）可以在（zài）10分钟内完成（chéng），公司吞吐量达300万集装箱时，计划（huá）岗位人员编制仍保持不变，特（tè）别是（shì）针对短截关（guān）期状况下的大型（xíng）船舶（bó），该技术（shù）可以平均将装（zhuāng）船作业开工时间（jiān）提（tí）前（qián）3~4个小时，节（jiē）能（néng）减排的同时显著（zhe）降（jiàng）低码头（tóu）生产（chǎn）运营成本。

上海港应用智能配（pèi）载技术后，由于配载决策所需时间显著缩短（duǎn），可先根据放关情况提（tí）前（qián）数小（xiǎo）时进行首次决策，靠泊前针对剩余出口（kǒu）箱进行（háng）二次决策，且首次决策时间（jiān）大幅延后（hòu），减少了首（shǒu）次（cì）决（jué）策后放关出口箱数量，提升了决（jué）策效率和决策水平。

无人（rén）驾驶（shǐ）船舶：技术（shù）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（chù）于研究（jiū）论（lùn）证阶段，但是，其（qí）未来的商业化运营并非遥（yáo）不可（kě）及。

全球首（shǒu）艘“无人集（jí）箱船”已于2017年9月29日下水测试（shì），这艘名（míng）为“Yara Birkeland”号的船（chuán）只由挪威康士伯海事（Kongsberg Maritime）和全球最大的化肥制（zhì）造（zào）商——挪威Yara集团合（hé）作研发设（shè）计。全电动模（mó）式可完全（quán）实现零排放，长80米、宽15米，能够装载（zǎi）120个（gè）20英尺标准集（jí）装箱，虽然载货（huò）量很少，但该船的正式投入运营（yíng）将会成为全球航（háng）运史上的一个巨大转（zhuǎn）折点。据报（bào）道，“Yara Birkeland”号利用自（zì）身安装的全球（qiú）定位系统、雷达、摄（shè）像机和传感器等（děng），能够在航道中实现避让其他船舶，并在到达终点时实现自行停靠。

在世界（jiè）其他地方，无人驾驶船舶的研发（fā）也在如火如荼（tú）地（dì）进行（háng）着。2018年4月，丹麦航运巨头马士（shì）基集团和总部（bù）设在美国波士顿的Sea Machines Robotics公司（sī）展开合作（zuò），马士基将在其新建（jiàn）造的一艘Winter Palace冰级集（jí）装箱船上安装（zhuāng）计算（suàn）机视觉、激光雷达（dá）（LIDAR）和感知软件，Sea Machines Robotics公司的人工智（zhì）能动力感知和态势感知系统则将利（lì）用传感器（qì）收集船（chuán）舶周围的（de）环境信息，识别和（hé）跟踪潜在（zài）的冲突并（bìng）在操舵室内显（xiǎn）示（shì）收集到的信息（xī）。马士基因此（cǐ）成为世界上第一（yī）家在集装箱（xiāng）船（chuán）上试验人工智能（AI）动力感知和态（tài）势感知技术（shù）的公司。

在2020年，IBM联（lián）手海洋研（yán）究组织ProMare打（dǎ）造的“AI船长”也（yě）将掌舵（duò）无人驾驶船“五月花”号。“AI船（chuán）长”可以使用摄像头（tóu）、人工智能（néng）和边（biān）缘计算系统（tǒng）来安全地绕过周（zhōu）边船（chuán）舶、浮（fú）标（biāo）和其他预计会在航行期（qī）间遇到（dào）的海洋危（wēi）险。

技术已经先行（háng）一步（bù），接下来，随着智能船舶控制系统，海洋、气象、水文（wén）等智能识别技术的完（wán）善，以及相关法（fǎ）律法规的健全，无人驾驶船舶成为可能。而一旦无人驾驶船舶（bó）商业化（huà）运行开启（qǐ），必（bì）将重新定义集（jí）装箱运（yùn）输业的参（cān）与主体和商业模式。在物（wù）联网、大数据、区块链、虚拟（nǐ）现实等技术不断裂（liè）变式发（fā）展的背景下，人工（gōng）智能技术亦将不断推（tuī）动集装箱运输业从信息化走向去中（zhōng）心（xīn）化、走向系统分散（sàn）化、走向智能化，其商业（yè）模式创新（xīn）也将在技术浪潮中呈现出各个参与主体的数字化转型（xíng）而更（gèng）加呈现出共生发展（zhǎn）的（de）模式（shì），引领集装箱运输业真正步（bù）入（rù）智能（néng）化新阶（jiē）段，以航运互联网（wǎng）生态系（xì）统的搭建启动智慧航运的时代。