航运科技浪潮下船舶管理面临的挑战与对策

摘要：随着信息技术、人工智能、新能源等的广泛应用，船舶科技取得显著突破，新能源应用呈现出蓬勃的发展态势，数据处理技术不断进阶。分析航运科技发展现状和趋势，总结船舶管理在技术整合、数据安全与隐私保护、航运法规与标准、船员知识技能适配等方面面临的诸多挑战，提出强化技术整合与系统设备互联、强化数据安全保障、助力出台相关法规、强化船员培训等应对举措，以期助推航运业实现高效、安全、可持续发展。

关键词：航运科技；船舶管理；智能船舶；新能源；数据安全

 一、引言

船舶管理主要包括技术管理、安全管理、运营管理、船员管理、合规管理、财务管理、环境管理、风险管理、信息化管理等。当前，信息技术、人工智能 ( AI ) 等高新技术在推动航运科技快速发展的同时，也在不断拓宽船舶管理范畴，为船舶管理带来了新的机遇和挑战。同时，智能船舶技术取得了较大突破，其通过大数据全程监控航运供应链，通过物联网提升船舶监控效率，通过区块链技术实现安全、透明、可信的数据管理。此外，新型发动机、船舶轻量化设计等节能减排技术有效降低了燃油消耗和大气污染物的排放，氢能、氨能、甲醇等新能源在船舶上的应用，使碳排放大幅降低，促进绿色航运不断发展。因此，现代船舶管理作为一个综合性、系统化的专业领域，涵盖船舶全生命周期的技术、运营、安全与防污染和合规管理，以确保船舶的安全、高效、环保运行。本文旨在分析航运科技发展新形势下船舶管理在技术整合、数据安全与隐私保护、航运法规与标准、船员知识技能适配等方面面临的诸多挑战，并提出应对策略，以期助推航运业实现高效、安全、可持续发展。

 二、航运科技发展现状和趋势

 1.智能航行技术广泛应用

在航运科技领域，智能航行技术具有重大的革命性意义。现今船舶已广泛配备航行预警及辅助决策系统，其具有的更先进的自动避障、智能导航等功能为船舶赋予了“智慧大脑”，使其能够在复杂多变的水域环境中灵活应对，极大地提升了航行的安全性与效率。

 2.新能源应用为船舶减排降碳开辟了新路径

随着全球对环境保护的重视程度日益提高，新能源在船舶领域的应用呈现出蓬勃发展的态势，成为航运业迈向可持续发展阶段的关键驱动力。液化天然气 ( LNG )、甲醇、氢能、氨、燃料电池、光伏、风能等清洁能源逐渐在船舶动力系统中得到应用，为减少船舶碳排放与污染物排放开辟了新路径。

 3.数据处理技术进阶

在当今数字化时代，大数据与区块链技术在航运业的深度应用正重塑着航运供应链的管理模式，为航运企业的决策优化与运营效率提升注入强大动力。作为航运业的巨头，中国远洋海运集团有限公司 ( 下称中远海运 ) 积极探索大数据在航运供应链管理中的应用，取得了丰硕成果。通过构建庞大而精密的大数据平台，中远海运实现了对航运供应链的全程实时监控。该平台整合了船舶位置、货物状态、港口装卸进度等海量多源数据，利用先进的数据挖掘与分析算法，精准洞察供应链中的潜在问题与优化机会。以优化航线规划为例，大数据分析能够综合考虑气象、海况、港口拥堵情况及货物交付时效等因素，为船舶制定最优航线。据统计，通过大数据优化航线，中远海运的船舶平均航次航行时间可缩短约8%，显著降低了燃油消耗与运营成本。

 4.AI技术发展迅猛

随着AI技术的不断突破，其在航运业的应用已从理论探索迈向深度实践阶段。通过数据分析和智能算法等数学模型，AI 正在重塑航运业的运营逻辑。利用机器学习算法，船舶管理系统能够实时分析发动机、电力系统等关键设备的运行数据，结合历史故障案例库，提前预测设备潜在故障，大幅降低非生产性停航风险。

在航运决策优化层面，AI 技术展现出强大的整合能力。基于强化学习的智能决策平台能综合分析全球航运市场运价波动、港口拥堵指数、燃油价格走势等超百种变量，为航运企业制定动态的船队调度方案。

同时，AI 与边缘计算、数字孪生技术的融合将成为新趋势。边缘计算可实现船舶数据的本地快速处理，减少卫星通信延迟，使智能避障系统反应速度提升至 0.1 秒级；数字孪生技术则通过构建虚拟船舶与港口模型，借助 AI 模拟极端天气、设备故障等场景，为航运业提供零风险的压力测试环境。随着技术的持续迭代，AI 有望彻底革新航运业的安全标准与商业模式，推动行业向高度智能化、自主化方向加速迈进。

 5.绿色发展导向强化

航运业的绿色技术研究与应用将在未来展现出更加强劲的发展势头。新能源动力技术将实现重大突破，从而彻底改变航运业的能源结构。此外，绿色设计理念将贯穿船舶从设计到运营的整个生命周期，通过采取优化船体线型、减轻结构重量、选用环保材料和更高级别的减阻油漆等措施提高能源效率。智能能源管理系统和燃油优化节能系统的应用，将实现能源消耗的实时监测和动力系统的精准调控，推动航运业向绿色低碳方向稳步前进。

 三、船舶管理面临的挑战

 ( 一 ) 技术整合困境

 1.系统兼容性难题

随着航运科技的快速进步，船舶管理领域正遭遇系统兼容性的挑战。来自不同厂商设备的数据传输难以顺畅衔接，影响了航行的安全性和效率。系统间的数据孤岛和协同困难在紧急情况下可能导致严重后果。日本运输安全委员会 ( JTSB ) 的事故调查报告显示，船舶设备切换操作失误导致的事故数量占人为事故的12%~15%。同时船员需要掌握多种设备的操作方法，这会增加培训成本和操作失误的风险。在船舶进出港等繁忙时段，操作失误可能引发事故，威胁船舶安全。另外，多系统并存会导致管理成本以及兼容性调试、备件储备和软件更新费用的增加。

 2.技术升级协调障碍

船舶核心设备与新兴科技产品在更新节奏上存在着显著差异，给船舶管理的技术升级制造了障碍。船舶的核心设备，如发动机、导航系统等往往造价高昂，设计使用寿命较长，且对稳定性要求极高，任何微小的改动都需经过反复测试与验证，因此其技术更新换代速度相对缓慢。以某大型集装箱船的发动机因节能环保需要进行双燃料改造升级为例，运营期间升级改造需停航，不仅耗时长，而且改造成本巨大。与之形成鲜明对比的是，新兴技术如物联网、大数据等更新换代发展迅速。它们不断推陈出新，为船舶管理带来诸多机遇，同时也带来了挑战。营运船舶在进行智能化改造时，常面临技术衔接的困境。由于船舶原有架构设计并未考虑新兴技术的接入，导致在安装物联网传感器、大数据采集设备时，线路布局杂乱、数据接口不匹配等问题频发。如何在保障船舶核心设备稳定运行的前提下，快速、高效地融入新兴科技，已然成为船舶管理亟待攻克的难题。

 ( 二 ) 数据安全与隐私保护隐忧

 1.海量数据风险

在航运管理数字化过程中，大量数据在船舶与岸基系统间传输，存在安全风险。例如，船舶航行数据易在传输中被攻击。黑客可能利用通信漏洞截获并篡改数据，导致事故发生。国际海事组织 ( IMO ) 统计数据显示，数据篡改引发的事故正逐年增加，已经威胁了航运安全。

此外，数据存储环节也存在风险。船舶管理系统存储着货物信息、船员资料和商业数据，若加密和访问控制不足，则易发生数据泄露。小型航运企业因资金限制，可能使用简易加密算法，未设置严格的数据访问权限，导致黑客容易窃取机密信息。数据泄露不仅会损害企业信誉，还可能导致企业面临巨额索赔。数据备份管理不善可能导致企业业务瘫痪，且恢复成本高昂，影响企业运营。

 2.隐私保护合规挑战

航运业务的跨国特性使得船舶运营需跨越不同国家和地区，而各地区在隐私保护法规上的差异，给船舶管理带来了严峻的合规难题。欧盟的《通用数据保护条例》( GDPR ) 以其严格的规定著称，对数据主体的权利保护细致入微，要求企业在收集、使用个人数据时，必须获得明确的同意，且数据处理过程需保持透明。美国加州的《消费者隐私法》则侧重于消费者对自身数据的控制权，赋予消费者更多的选择权与知情权。当一艘中国籍船舶停靠欧洲港口，与当地企业进行货物装卸、船员换班等业务往来时，需遵循欧盟的GDPR，确保数据收集的合法性、正当性以及数据存储的安全性，从数据的收集目的、范围界定，到数据主体权利的告知与保障，每一个环节都不容有失。而当船舶航行至美国加州沿岸，参与当地的航运业务时，又需迅速切换至符合加州隐私法的运营模式，调整数据管理策略，满足当地消费者对数据隐私的特殊要求。在这一过程中，船舶运营方不仅要投入大量的人力、物力去研究不同地区的法规细节，建立适配的合规管理体系，还需时刻关注法规的动态变化，及时更新内部流程与制度，以免稍有不慎便可能因违反当地隐私法规而面临巨额罚款、法律诉讼等严重后果。

 ( 三 ) 航运法规与标准问题

 1.航运法规制定滞后

在航运科技飞速发展的当下，法规制定滞后的问题愈发凸显。以自动驾驶船舶为例，其所包含的新兴技术代表着航运业的未来发展方向，然而相关法规却近乎空白。目前， IMO虽已着手研究制定相关规则 ( 如MASS规则 )，但进程缓慢，远跟不上技术的发展速度。

行业调研结果显示，约 60%的航运企业因相关法规滞后，对自动驾驶船舶技术的大规模应用以及实际使用效果持审慎和观望态度，导致该技术的市场渗透率远低于预期，延缓了航运业智能化转型的进程。

 2.排放标准存在地区差异

航运业的全球化特性使得船舶需穿梭于不同国家和地区，然而各地区排放标准的差异给航运企业带来了沉重的履约负担。在船舶排放标准方面，欧盟地区执行极为严格的环保标准，要求船舶的氮氧化物 ( NOx ) 排放量较IMO的基准值降低约80%，硫氧化物 ( SOx ) 排放量近乎为零。而一些发展中国家受限于经济发展水平与技术条件，排放标准相对宽松。当一艘船舶计划从亚洲某国港口出发，途经欧洲港口时，为满足欧盟的严苛标准，企业需提前对船舶进行昂贵的尾气处理设备改装或购买高额碳税，并进行排放数据的统计、核算和验证，这将耗费大量人力、物力和资金，增加航运成本。

 ( 四 ) 船员知识技能适配瓶颈

新能源、绿色环保、智能化、数字化、信息化船舶的蓬勃发展，对船员的知识储备提出了更严苛的要求。除了掌握传统的航海、货运、轮机、电气及自动化、公约、法律、规范、规则等知识之外，船员还需要不断拓宽知识边界，涉足防爆、防毒、化工、光伏、储能、风能、通信、数据分析、IT技术、数字技术、排放控制、网络安全等多个前沿知识领域。如在新能源船舶领域，船员需了解甲醇、氢、氨及氢燃料电池、LNG等新能源的特性与应用技术，掌握新能源系统的操作与维护要点，确保能源供应稳定、安全；对于绿色环保知识，船员需熟知船舶排放控制法规，在运营过程中采取节能减排措施，以减少对环境的负面影响；在智能化与数字化知识领域则要求船员能够熟练运用各类智能软件、数据分析工具，提升船舶管理的智能化水平，实现精细化运营。

 四、应对策略

 ( 一 ) 强化技术整合与设备系统互联

 1.推动建立统一的技术标准

在船舶管理领域，建立统一的技术标准犹如构筑坚实的基石，对于打破系统兼容性的壁垒、实现船舶设备与系统的无缝对接至关重要。国际船级社协会 ( IACS ) 在统一船舶建造标准方面发挥了卓越的引领作用，为船舶行业的规范化发展树立了典范。航运企业可借鉴这一成功范例，积极推动制定船舶设备接口、通信协议的统一规范。在实际操作中，行业协会应汇聚各方力量，包括船舶制造商、设备供应商、航运企业及科研机构等，共同研讨并制定详细、可行的技术标准。以船舶自动化系统为例，应明确规定各设备之间的数据传输接口类型、通信协议格式，确保不同厂家生产的设备能够像精密齿轮般紧密咬合，实现数据的顺畅交互。同时，国际行业组织和政府相关部门应发挥宏观调控职能，通过政策引导、法规约束等手段，强制要求新投入市场的船舶设备遵循统一标准，对于不符合标准的产品限制其准入，为船舶管理的技术整合营造良好的市场环境。这将有效减少数据传输不畅、操作复杂等问题，显著提高船舶管理的整体效率与安全性。

 2.科学规划技术更新

航运企业作为船舶运营的主体，须具备高瞻远瞩的战略眼光，科学规划技术更新路径，以确保船舶管理系统时刻紧跟科技发展的步伐。定期评估现有技术的效能是科学规划技术更新的第一步，企业应组建专业的技术团队，深入剖析船舶各系统的运行数据，精准识别技术短板与潜在风险。依据评估结果，结合航运市场的发展趋势、企业自身的运营需求及财务状况，制定详细且切实可行的技术更新路线图。

 3.强化设备系统互联

强化设备系统互联是提升船舶管理效率、降低维修成本的核心举措之一。例如，通过全面引入物联网技术，招商轮船为旗下船舶构建了一张紧密交织的“信息网”，实现了船舶设备的全方位实时监控。在船舶机舱内，各类传感器宛如敏锐的“神经末梢”，精确感知主机、辅机、泵等设备的运行参数，包括温度、压力、转速、振动频率等。这些数据通过无线传输模块，即时传输至船舶管理系统的“中枢神经”——中控平台。中控平台利用智能算法对数据进行深度分析，一旦监测到参数异常波动，便能迅速精准定位故障隐患，并及时发出预警信息。船员可依据预警提示，提前准备维修工具与备件，在故障萌芽阶段便可采取有效措施予以修复，避免设备故障的进一步恶化，从而大幅降低维修成本，减少船舶停航时间，保障航运业务的连续性。同时，设备互联还为预防性维护提供了有力支撑。通过对设备运行数据的长期监测与分析，可以精准预测设备的维护周期，提前安排维护计划，进一步优化船舶的运营管理。

 ( 二 ) 强化数据安全保障

 1.构建严密的防护体系

借鉴马士基、中远海运等行业巨头在数据安全防护方面的成功实践，船舶企业应积极构建多层级的数据安全防护体系。在船舶管理系统的网络边界处，部署高性能的防火墙，阻挡外部非法网络访问，同时，引入先进的入侵检测系统 ( IDS ) 与入侵防范系统 ( IPS )，实时监测网络流量中的异常行为，精准识别抵御黑客的恶意攻击。

此外，应对船舶管理系统内部的网络进行精细分段管理，严格限制不同区域之间的网络访问权限，确保即使部分区域遭受攻击，也能有效遏制风险的扩散，最大限度地保障核心数据的安全。

 2.规范数据传输与存储

在数据处理流程方面，航运企业必须严格规范每一个环节，确保数据的完整性、保密性与可用性。对于船舶航行数据、货物信息、船员资料等敏感数据，在传输过程中采用高强度的加密算法，如高级加密标准 ( AES ) 或 Rivest-Shamir-Adleman ( RSA ) 算法，将数据转化为密文形式传输，可有效防止数据在传输途中被窃取或篡改。

在数据存储环节，建立多重备份机制至关重要。除了本地冗余备份外，还应将关键数据备份至异地数据中心，利用云存储技术实现数据的异地容灾。如遭遇船舶火灾、硬件故障或自然灾害等极端情况，导致本地数据丢失，可迅速从异地备份中恢复数据，确保航运业务的连续性。定期对数据存储系统进行安全审计，检查数据的存储状态、访问记录以及备份有效性，及时发现并修复安全隐患。通过这些措施，全方位保障数据在整个生命周期中的安全。

 ( 三 ) 助力出台相关法规

有影响力的行业协会或船级社组织应充分发挥自身的组织协调优势，广泛收集国内航运企业应对航运相关法规滞后问题的经验和诉求。通过定期组织行业研讨会以及实地走访等多元化方式，汇总企业的共性诉求，并以专业、规范的形式向主管机关反馈，助力出台智能船舶、绿色船舶相关法规。

 ( 四 ) 强化船员培训

 1.开发多元培训模式

为应对当前船员培训机构教材滞后以及船员培训资源与时间受限的困境，开发多元培训模式势在必行。例如建立线上线下融合的培训体系：线上培训平台涵盖航海技能、智能系统操作、新能源应用等丰富多样的课程，船员可依据自身需求与工作安排，灵活自主地选择学习内容，随时随地开启知识充电之旅。例如，在船舶航行途中，船员可利用碎片时间，通过智能终端登录平台，学习最新的智能船舶操作系统教程，提升自己的实操技能。线下培训则侧重于实践操作与模拟演练，利用先进的船舶模拟设备，与线上理论学习相得益彰。

此外，微学习模式也备受船员青睐。将复杂的知识体系拆解为一个个短小精悍的学习模块，如短视频讲解等，通过手机应用推送给船员。船员在短暂的休息间隙便可轻松掌握一个关键知识点，日积月累，实现知识储备的稳步增长。这种多元培训模式可有效解决船员培训时间分散、学习资源获取不便的难题，为船员技能提升开辟便捷通道。

 2.搭建知识共享平台

搭建知识共享平台是激发船员自主学习热情、促进经验交流，进而提升整个船队技能水平的重要举措。定期组织线上研讨活动，邀请行业专家、技术骨干担任嘉宾，针对航运科技发展的前沿热点问题，如智能船舶的未来发展趋势、新能源在船舶上的应用前景等，与船员进行互动交流，答疑解惑。同时，平台内设有丰富的学习资源库，包括各类培训课件、技术文档、案例分析等，船员可按需下载学习，实现知识的快速积累与更新。通过知识共享平台的搭建，营造浓厚的学习氛围，让船员们在相互学习、共同进步的过程中，不断提升自身素质，为船舶管理注入智慧活力。

 五、结语

随着智能船舶技术的日臻成熟，船舶的智能化集成程度将不断增加，实现从航行、动力、货物管理到船员生活保障等全系统的智能协同，进一步提升运营效率与安全性。新能源应用将更加广泛与深入，氢燃料电池、氨燃料发动机等前沿技术有望实现重大突破，助力航运业达成碳中和目标，推动绿色航运成为全球主流。大数据、区块链与物联网技术的融合，将构建起更加透明、高效的航运供应链生态，实现货物全程精准溯源、运输过程实时优化，为客户提供卓越的服务体验。总之，航运科技的蓬勃发展必将为船舶管理带来革命性变革，实现智能化、绿色化、高效化的全新跨越，为航运业的繁荣注入源源不断的动力。

作者简介：

张庆胜，福建国航远洋运输 ( 集团 ) 股份有限公司，轮机长。

本文刊发于《世界海运》2025年第6期，转发须注明作者和原文出处。