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1、大数据及人工智能技术在内河航运发展中的应用 摘要：2020 年交通运输部关于印发内河航运发展纲要要求到2035年，基本建成人民满意、保障有力、世界前列的现代化内河航运体系，物联网、人工智能等新一代信息技术在内河航运广泛应用，并对我国今后30 年内河航运发展的战略目标、重点任务、保障措施等作了纲领性阐述。思考基于神经网络模型的新型算法与更强大、成本更低的算力的促进下，如何运用大数据及人工智能技术推动内河航运高质量发展，实现内河航运现代化，更好服务交通强国建设和国家重大战略布局。关键词：大数据；人工智能（AI）；内河航运；交通强国。引言：大数据及人工智能技术是继蒸汽机、电力、互联网技术之后带来新一
2、轮产业革命浪潮的技术，特别是近年新冠病毒肆虐全球，中国却在全球疫情持续恶化的大潮中成为全球抗疫最成功、最安全的国家，除中国共产党的正确领导和优越的社会主义制度外，在取得这场阻击战的绝对胜利中，大数据及人工智能技术是最强力的抗疫武器之一。内河航运作为联结国际、国内两个市场的纽带，是综合运输体系和水资源综合利用的重要组成部分，在促进流域经济发展、优化产业布局、服务对外开放等方面发挥了重要作用。大数据及人工智能技术对推动基于云网交互的内河电子航道图、船舶过闸调度、港航基础设施运营等综合信息服务平台建设，构建多资源要素融合的港口经济生态圈，实现智能综合信息高效便捷服务，提升绿色智能船舶产业水平、建立健
3、全绿色智能船舶产业生态具有极强数据、产业粘连性及行业发展导向性。一、内河航运现状 2021 年末我国内河航道通航里程 12.77 万公里，内河航运船舶共计 11.5万艘，净载重量 13673.02 万吨，载客量 60.07 万客位，集装箱箱位 51.31 万标准箱。2021 年全国内河运输完成货运量 38.15 亿吨，货物周转量 15937.54亿吨公里。中国自加入 WTO 及 CFPA 的签署，整个内河航运市场与世界经济的合作持续升温、欣欣向荣。但纵观全国内河航运市场总体，由于内河航运企业多为个体，运力大于运量情况比比皆是，间接或直接造成水运市场竞争激烈，逐步变成物资单位托运人的运输市场，运
4、输往往由货主定价，而不是市场调控，使得运输的价格与价值相背而驰，航运主体在大交通中话语权相对较弱，市场利润空间被上下游不断侵蚀，内河航运态势亚健康态凸显，整体抗风险能力较差，据笔者统计，2022 年三峡大坝以上停航船舶已逾千艘次，素有“川江船王”之称的重庆市河牛滚装船运输有限公司自公司 90 年代成立以来首次年停航船舶超 30 余艘。内河运输船舶散货船占比超过 85%，在地区、水域、甚至整个内河航运市场上均无统一的运力供给制度，运力供给极其分散。内河航运的货物中砂石占80%以上，整个内河航运几乎都是整船运输，同时存在季节性供需错配，对资源匹配有持续性需求，货物需求单一，存在季节性需求波动。长江
5、、珠江流域各类码头数量达 8000 之多，其中民营码头占比 90%以上，多数以抓斗、传送带、小型集中箱码头为主，内河港口码头的基础设施建设和经营存在一定的无序性和盲目性，导致自动化、数字化程度极低，靠手工、对讲机作业等粗放方式作业，严重影响货运转换率，据可靠数据统计，船-港货物中转转换率在整个内河航运里不足 30%。内河航运整体呈现布局分散、作业方式原始、资源浪费极大、行业升级空间巨大，行业整体急需降本增效。二、大数据及人工智能技术在航运业中典型应用 1、江苏物润船联 江苏物润船联核心产品为“水陆联运网”、“船来了”，是内河水运物流领域最早探索应用物联网技术及平台化建设的民营企业。旗下“航运
6、AI 大脑”，基于全国 16 万+货船历时 8 年航行数据，可实现对全国水运运力的精准分析和预测；同时可根据港口及地区未来一段时间进出港数据，预测区域内运力情况，为客户提供分析及预测服务。2、北京亿海蓝 北京亿海蓝核心产品是“船讯网”，在业界属于内河水运大数据应用的开创者和积极探索的企业。其核心产品和技术基础应用在船舶的实时位置、航行轨迹查询。3、上海洋山港 上海洋山港集装箱调运，自动化码头的作业流程大致分为6 个步骤：使用自动化轨道吊起重集装箱、自动化轨道吊自动将集装箱堆叠至集装箱堆场、自动化轨道吊将集装箱从堆场自动运送至AGV（AutomatedGuidedVehicle，自动引导运输车）
7、运输点、AGV 将集装箱运送至岸桥起重点、岸桥起重、远程控制及调度中心将集装箱起重运至运输船。4、智能船舶配载 智能船舶配载通过人工智能技术和算法优化，可以结合船舶箱量分布、箱型比例、挂靠港、货物堆存、机械设备状态、班轮航线、泊位、货源等信息，自动完成最优配载图，实现货物安全、高效装船，有效提升船舶装载效率。5、无人驾驶船舶 全球首艘“无人集箱船”已于 2017 年 9 月 29 日下水测试，这艘名为“YaraBirkeland”号的船长 80 米、宽 15 米，能够装载 120 个 20 英尺标准集装箱“YaraBirkeland”号利用自身安装的全球定位系统、雷达、摄像机和传感器等，能够在
8、航道中实现避让其他船舶，并在到达终点时实现自行停靠。三、大数据及人工智能技术在内河航运发展中的展望 2021 年 12 月，国务院印发“十四五”数字经济发展规划，在“优化升级数字基础设施”方面，明确要求推进云网协同和算网融合发展。1、船舶智能管理 通过基于大数据技术开发出的船舶能源监控系统，能够监控船舶的方位、主机油耗和转速，以便实时远程监测燃油消耗状况。然后对测量的数据进行统计分析，并消除外界干扰力(如风、波浪、水流等)的影响，得到船舶排水量、船速与主机油耗量之间的关系，优选出船舶的经济油耗，给出船舶的最佳航速建议，从而实现降低船舶油耗的目标。通过分析航速要求、航线上实时的气象状况和水文条件
9、等，以靠泊港口的日程时间要求为限制条件，计算出油耗最低的航线。航运商通过能源监控系统提供的船舶运营数据，构建船舶实时监控数据管理平台，并将数据管理平台与运输生产调度系统相结合，整合航运产业流程，从而优化船舶在航线上的配置和减少航运业的燃油消耗量。2、船舶智能设计及制造 通过对船舶航行数据分析处理，将不同等级波浪下的数据进行分类统计，了解波浪对船舶航速的影响，获知船舶在波浪中消耗功率的相关数据信息后，就能验证与评价不同船型的气象因子，进而优化船舶配载、动力方案、补给方案、进船闸核心区前的待闸经济航速。探索基于人工智能的船舶模块化制造。针对传统船舶部件手动模块化编码的弊端，提出一种基于人工智能技术
10、的船舶模块化编码、分类编码技术及编码智能化方案，将船舶在生产过程中所产生的数据信息通过人工智能技术导入数据库，结合船舶建造厂实际硬件设施、管理水平、气候友好区间等因素作为变量条件，通过机器学习不断优化算法，提升船舶建造效能。四、结语“创新是引领发展的第一动力”，按照党中央、国务院关于碳达峰、碳中和重大战略部署，要求全面落实长江经济带生态优先绿色发展，加快内河船舶绿色智能发展，提升绿色智能船舶产业水平、建立健全绿色智能船舶产业生态。国家政策引导、市场隐形调控、成熟的商业模式无一不验证大数据及人工智能与内河航运业具有极强数据、产业粘连性及行业发展导向性。只有坚持以创新驱动为导向，充分认识内河航运发展的良好基础和薄弱环节，正确研判内河航运面临的紧迫形势，准确把握大数据及人工智能技术作为科技创新支撑内河航运建设发展的关键路径，是实现内河航运高质量发展的必由之路。