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导语
湖北省绿色智能船舶产业正迎来关键发展机遇,借助独特的政策、技术和地理优势,成为未来产业创新的重要领域。随着《水上自主船舶规则》(MASS规则)的即将实施,智能航行技术将迎来快速发展。湖北作为航运造船大省,凭借丰富的创新资源和产业基础,有望引领智能船舶技术发展,推动绿色、智能、可持续航运生态系统的建设。通过跨产业合作和技术突破,湖北有望在全球航运领域形成独特的“湖北标准”和“湖北品牌”。
一、提出问题
绿色智能船舶产业是湖北省突破性发展五大优势产业的高端装备中的重要组成部分,也是今年七部委联合印发的《关于推动未来产业创新发展的实施意见》中重点提及的未来产业,文中明确要求做强做大,以新技术带动产业化落地。因此,如何以湖北绿色智能船舶产业基础为依托,充分结合湖北在科教、科创、人才的综合优势快速打造新时代湖北新质生产力,亟待思考、探索和落地。
智能航行技术是除绿色低碳技术外未来船舶发展的另一重大趋势。国际海事组织(IMO)即将于2026年出台实施的《水上自主船舶规则》(MASS规则),直接推动了智能航行技术的爆发式增长。MASS规则的初衷虽为解决船员老龄化导致的短缺问题,但其带来的少人/无人化运营模式,可大幅降低船员成本,形成颠覆性成本优势。MASS技术导致的成本优势可能影响中国造船与航运产业的全球竞争力。为此,国家部委已出台《智能船舶发展行动计划》等政策,力争技术同步。湖北作为航运造船大省,必须把握此机遇,通过布局智能航行技术赋能全产业链。
二、产业优势
湖北绿色智能船舶产业,极富长坡厚雪的成长特征,具有巨大的带动产业链补链、延链、强链潜力,可拉动一大批分支产业,横向协同多个其他重点产业,特别是与光电子信息产业的高度融合。在当前业态下,千方百计快速发展绿色智能船舶产业时不我待,必须抢抓机遇形成绿色智能船舶产业“湖北技术”“湖北标准”“湖北品牌”,力争推动形成若干“国家标准”。
(一)机遇窗口优势。拥有内河绿色智能船舶产业当前的市场窗口期和政策机遇优势。中国沿海省份船厂手持海船订单已将产能排期至今后5-7年,内河船舶建造订单必然向内陆船厂转移。
(二)科技要素优势。创新资源丰富,中国船舶集团7个研究所,8个总装、配套厂布局湖北,拥有三所船舶一级学科重点高校;船舶创新平台丰富,拥有40个国家、省部级工程研究中心、59个国家、省级重点实验室和工程实验室。
(三)政策人才优势。在鄂7名院士占全国船舶院士一半以上、11名船舶大师占全国三成以上。长江水利委、长江航务管理局、三峡通航管理局、中国船级社等多家涉水涉江涉船管理部门在湖北,管辖长江干线五省一市的海事法院布局武汉。
(四)综合先发优势。湖北是全国首个合作推动内河船舶绿色智能发展的省份,也是首个省级政府层面出台绿色智能船舶产业顶层设计方案的省份和第一个出台系统性支持措施的省份。工信部唯一内河示范标准船型科研和示范船专项也落地湖北。2022年,中国绿色动力船舶占比世界超过50%,湖北电动船舶电力推进系统配套占全国市场份额80%以上。
三、解决思路
(一)“人工智能+”,整体赋能产业链上下游
绿色智能船舶产业主要载体大致分为三类,一是船(电动船、LNG船、油气混动船等),二是沿河沿岸充换电站、储能站等能源补给设施,三是综合性港口。湖北内河场景具有外部不可比拟的优势,极其适合人工智能开展一系列科技赋能,可以大幅提质增效,一是场景丰富,长江流经里程最长,拥有武汉、宜昌、荆州、黄石4个主要港口,占全国内河主要港口三分之一以上;湖泊水库众多,清江、三峡等滨水旅游资源丰富,带来大量不同的船、岸、港;二是内河相较地面的人多、车多等复杂路况,场景较简单明确,安全性好,高度适合人工智能+技术验证落地。建议如下:
通过基础大模型与场景垂直模型的研究、训练和推理,构建绿色智能船舶产业的人工智能计算底座,以大数据、私有云、数字孪生、边缘计算等技术为手段,打造智慧化充换电站、智慧化储能电站、智慧化港口,以及绿色智能船舶自动驾驶的云、管、边、端体系。在此过程中,一是通过人工智能技术驱动航运及船舶管理智慧化转型,实现船舶换电作业数字化及智能化。二是通过优化航线编排及电池运营方案,提升船舶运营及物流周转效率。三是聚焦核心短板攻关,智能航行关键技术在于态势感知与避碰决策。当前传统雷达/AIS识别率仅85%,难以满足自动驾驶需求。应重点发展基于AI视觉感知、深度学习避碰决策等新兴技术,弥补传统不足。四是深化场景应用,利用内河场景优势,推动AI视觉感知技术在船舶态势感知中的落地。该技术融合光电、AI算法与船舶大数据,可显著提升识别精度与航行安全性,是赋能船舶智能化的高效路径。综合来看,通过人工智能大模型技术,高度颗粒化智慧运营,实现船舶、航路、港口、物流业务等一体化高效管理,助力航运深度智慧化转型。
一言以蔽之,通过挖掘船舶定位信息、电池系统、船舶动力等各项数据,实现动力机舱的无人值守、船舶的远程诊断与维护,不断优化换电效率、航运调度。码头侧,通过5G、无人驾驶等技术,可将换电船舶、换电重卡、充换电站等与港区设备快速融合、进行实时的信息交互,结合经过训练的人工智能模型实现最优调度、协同装卸、自动换电等功能,为换电提升效率、码头降低成本,提高港区作业安全。能源侧,通过车储共用电池系统,充分发挥换电船舶大容量电池的特性,参与电网的调峰调频,深化交通与能源的融合,加速交通领域实现双碳目标、助力构建新型换电系统、减少碳排放同时降低航运成本,实现绿色可持续发展,继而打造智慧化绿色智能船舶产业的新质生产力。
(二)汇聚光电产业要素,推动关键技术国产化规模化
依托长江产业集团的光电产业体系和投资体系、湖北绿色智能船舶制造业创新中心的创新生态,围绕人工智能赋能的智慧化船、岸、港一体化综合生态体系,通过“政产学研金服用”要素的高度汇聚,推动核心底层技术在绿色智能船舶产业上实现概念与技术验证、量产和规模化,助力我国关键核心技术的独立性、自主性、安全性。建议如下:
一是以智慧化船、岸、港、储的各类控制系统、决策系统、存储系统、管理系统等综合应用为场景,联合国内外顶尖企业和团队,重点开展RISC-V即第五代开源精简指令集机构芯片等“卡脖子”技术验证应用落地,大量植入Nand、Nor、CIS、存算一体等湖北的芯片半导体产品,汇聚大批集成电路设计、先进封装、高端光电装备、工业软件、半导体基础材料、仪器仪表等,催生一批创业企业和创新团队在鄂快速集聚和裂变,高效推动产业的补链、延链、强链。
二是布局智能航行核心系统。根据MASS规则定义的智能航行系统“路径规划—态势感知—避碰决策—自动控制”四大核心环节,其中路径规划与自动控制技术已相对成熟,重点需实现国产替代。可推进电动船舶电力系统的迭代升级,在新型动力系统(如电力推进)领域发挥换道超车优势。此外,重点支持船舶态势感知系统、智能避碰决策系统的国产化研发与规模化应用,利用湖北光电与芯片基础,实现核心传感器、控制器的自主可控。
三是在产业资源集聚和裂变过程中,联合国家、省市区等国有资本、产业资本、社会资本,用金融杠杆撬动产业高速发展,推动技术孵化转化,产品熟化量产,力求培育若干独角兽企业和上市公司。
(三)跨界交叉,横向链接其他重点产业
当今业态下,产业融合趋势明显,跨领域、跨学科的交叉合作是推动产业高质量发展的有效方式。围绕绿色智能船舶产业自身特点和属性,与风能、光伏、储能、低空经济、汽车产业等进行横向结合,联合相关领域的央企、国企、领军企业,以用为基本导向,以做大做强为根本目的,重点探索组建以多个创新联合体方式开展不同细分领域的技术研发、龙头企业引领,推动项目合作、资本合作、人才培养、组团出海等,聚集更多产业资源和人才资源,进一步促进第一点中的“人工智能+”技术生态落地与第二点中的产业要素集聚,不断迭代形成正向产业闭环。
(四)抢抓MASS规则窗口期,布局智能航行产业链
针对国际海事组织即将实施的MASS规则,聚焦智能航行技术中的态势感知与避碰决策等核心技术攻关。依托湖北光电产业基础,重点开展以下工作:
一是开展AI视觉感知技术研发。联合船舶制造企业、光电领域科研院所,开发适配内河复杂水域的光学镜头、图像识别算法及数据处理系统,提升船舶环境感知精度。二是构建智能决策模型。建立基于深度学习的避碰决策数据库,融合长江航道特征数据,开发适用于内河航运的智能航行控制系统。三是推进数字航道建设。协同长江航道局等单位,搭建航道三维数字模型,实现航标、水文、船舶动态等数据的实时交互,为智能航行提供数字底座。四是培育产业生态。联合三峡集团等央企,组建智能航行创新联合体,开展技术标准制定、示范场景建设及国际规则对接,力争在MASS规则制定中掌握主动权。
四、结语
在全球航运产业迈向智能化、绿色化转型的背景下,湖北凭借其得天独厚的资源优势与产业基础,正迎来绿色智能船舶产业的重大机遇。面对未来的挑战,湖北不仅要抓住MASS规则实施带来的市场窗口期,更应以AI+技术赋能产业链的各个环节,推动船舶、港口、能源系统的智慧化升级。通过依托长江流域的独特内河资源与丰富的光电产业基础,湖北将为全球智能航运产业的创新与发展注入强劲动力。