2021年3月，英国罗尔斯·罗伊斯公司（以下简称罗罗公司）高管透露，该公司获得英国国防部资助，以进一步研发和演示“人工轮机长”技术。该技术利用人工智能操控无人船舶航行，可使船舶在被较少干预的情况下执行长航时任务，提高无人水面舰船执行长期任务的能力。

图1 罗罗公司关于“人工轮机长”技术的宣传图

一、研制背景与历程

现代舰船通常需要多个子系统共同进行有效、高效、安全的操作，如推进系统、电子系统、燃料系统等。军用高速、长航时自主水面舰船的子系统较为复杂，对自主操控的要求远超当前商用无人水面艇的能力。此外，中型、大型舰船通常还会为动力、电子等系统配备多套设备，留有一定的冗余度，增加了自主操控系统调度各子系统的难度。因此，2016年，罗罗公司在芬兰技术与创新资金局“先进自主水上应用”（AAWA）项目资助下，开始研发舰船自主导航技术。2018年初，罗罗公司与费法瑞公司合作开展“自主导航安全舰船”（SVAN）项目，将AAWA项目的研发成果转化为水面舰船自主操控系统，以应对上述挑战。

2018年12月，罗罗公司在芬兰库尔图市南边群岛，成功演示了搭载自主操控系统的渡轮在两个港口间的自主航行、障碍物与碰撞规避，标志着其自主操控系统完成研发并具有一定自主能力。2019年在英国国际防务展上，罗罗公司正式展出该系统，并将其命名为“人工轮机长”。2021年3月，“人工轮机长”系统获得英国国防与安全加速器“智能舰艇第二阶段”计划资助，将通过为期16个月的研发，改善“人工轮机长”的人机交互与协作能力，提高决策和规划水平，以应对更复杂的作战环境。

二、系统主要功能

“人工轮机长”是一种可实现无人驾驶水运船舶自动化操控的自主控制系统，可根据人工输入的船舶任务计划，编制满足任务计划的船舶机械配置方案（如发动机形式、动力系统配置、推进器配置等），并根据任务计划和最终选择的配置方案操控船舶。“人工轮机长”运行过程中，其自主船舶设备控制（AVEC）系统会持续不断地与船舶上各种机械与电子系统通信，以获取各项数据，再根据实时任务管理系统、长期舰队管理系统等约束条件，生成控制命令，操控船舶。AVEC系统同时还可以不断评估船舶的机械状态和健康情况，在发生机械故障等问题时，生成解决方案，以减轻故障对任务计划的影响。

图2 “人工轮机长”功能框架

AVEC系统是“人工轮机长”系统的核心，核心功能是决策制定模块，其下包括执行感知功能的评估子模块、执行思考的决策子模块、产生执行命令的命令子模块，以及支撑这三个模块的规划子模块。决策制定模块通过通信管理模块获取各种系统的数据。AVEC系统通过轮机长接口接收输入命令，并保留了手动控制接口，以备特殊情况使用。数据记录器为决策制定模块、通信管理、轮机长接口提供各种事件记录功能；安全系统则截取AVEC内部通信，与数据记录比对，判别是否存在入侵行为。

图3 自主船舶设备控制实施模型

三、影响意义

此次罗罗公司获得英国国防部国防与安全加速器资助，将加速“人工轮机长”技术的发展与成熟。未来“人工轮机长”系统部署运用后，将产生以下影响：

一是提升英国皇家海军无人舰艇远征航行能力。“人工轮机长”系统的设计初衷是应用在无人运输船只上，提高船只长期航行能力。但根据罗罗公司披露，这套系统不仅可以用于水面船只，也可用于无人潜航器，提高无人舰艇及其编队的长期自主航行能力。搭载“人工轮机长”的英国皇家海军无人舰艇，将具备远距离自主航行能力，以编队形式行动时，可以大幅增强英国皇家海军的远征运输和补给能力。

二是提高英国皇家海军舰船生存能力。“人工轮机长”的AVEC系统具有应对机械故障和一些突发问题的能力。根据罗罗公司披露，AVEC系统若应用在皇家海军舰艇上，可根据预先输入的一些机械故障、紧急情况定义（如船上火灾），拟制并实施应对措施，从而一定程度上提高舰船生存能力。