渔船电子监控系统十问

越来越多的船只开始安装数码摄像头用于监测非法捕捞,这些设备能否代替人类观察员?

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渔船上的电子监控摄像头。图片来源:NOAA

据估计,非法、未报告和无管制(IUU)的捕捞活动每年造成约2600万吨的渔业损失。这一数字反映出渔业管理存在的巨大漏洞:大部分海域和渔场仍未受到监控,导致整个生态系统极易崩溃。

这就是为什么全球有越来越多的渔船被卫星、飞机和无人机密切关注,它们的位置和一举一动都逃不脱这些电子眼的注视。这一领域越来越常用到的一项技术是电子监控(Electronic Monitoring,EM)。这是一项用来收集渔船影像数据的技术,也正是它在一直推动渔业信息的数字化。

去年的疫情让这项技术广受瞩目。受出行限令的影响,随船渔业观察员不得不暂停工作,从而使电子监控系统成为最有可能代替人类观察员的一个解决方案。目前电子监控系统正处于转折点。“我认为数字化真的非常非常重要,尤其是在这一领域。”皮尤慈善信托基金会(the Pew Charitable Trusts)“终结非法捕捞”项目主管彼得·霍恩(Peter Horn)称。

但是电子监控技术目前取得了哪些成就?接下来会朝着哪个方向发展?这是否标志着渔业管理会彻底依赖技术手段?

什么是电子监控?

最基本的电子监控是船上用于记录船员捕捞渔获和拉网的摄像头,拍摄的视频被存储在硬盘上,供岸上的渔业管理人员进行后续分析。更先进的电子监控系统包括传感器和激光发射装置,可以监测渔具的运动并触发摄像头。影像信息可以与通过卫星追踪船只位置的渔船监控系统(VMS)的数据进行比对。这样,电子监控系统不仅可以收集船只位置和移动的信息,还可以收集其捕获物种相关的信息。

camera on a fishing vessel used for electronic monitoring
一艘德国渔船同意接受电子设备的监督,试图证明海鸟副渔获率高的相关研究存在错误。图片来源:Alamy

电子监控系统的工作传统上是由人类渔业观察员完成的,后者可能需要花数月时间在海上跟随捕捞活动并将其记录在日志中。但在过去20年间,数字监控系统的吸引力与日俱增。

电子监控系统收集什么信息?

持续对焦船只活动的摄像头可以提供非法捕捞的证据。这些证据可能揭示渔民在何处捕捞了超过配额的渔获量;在何处捕获了禁止捕捞的鱼类;或者在何处发生了非法兼捕(比如和目标渔获一起意外捞起的鱼类),又在哪里将它们丢弃。摄像头可能会显示渔船在海上通过转载船转移非法渔获的地点。监控系统还能用于揭露违反劳工法规和侵犯人权的行为。对这些影像数据进行分析可以发现一些细节信息,例如渔获的物种构成情况,捕捞上岸的鱼类尺寸,这些因素也可能有助于确定鱼类种群的健康状况,促进鱼类保护。

为什么需要电子监控?

新冠疫情的挑战显现出电子监控系统的威力:渔业监控对海洋健康至关重要,因此不能停止。在人类力不能及的情况下,电子监控系统就是一个很好的替代方案。

但即便在没有疫情的时候我们也有充分的理由使用电子监控系统。在船上安装摄像头比雇佣人类观察员更经济,节省了他们在海上工作数月需要的薪水和生活成本。研究表明,使用电子监控系统的成本比雇佣人类观察员低15%到50%。摄像系统不需要睡觉,可以一直工作,全天候收集信息,能够更加全面地记录捕捞活动。

电子监控系统记录的影像相对完整,可以降低错误、贿赂和腐败的风险,尽管影像仍需要人类分析和报告,并不能完全消除此类风险。电子监控系统价廉物美、安装简便,可以迅速在渔船上推广使用,尤其是那些在偏远水域作业和缺少人类观察员的渔船上。相比目前全球仅2%的渔业活动受到人类观察员的监督,电子监控系统更有可能帮助达成渔业活动100%监测覆盖的最终目标。

大自然保护协会(The Nature Conservancy)大型渔业项目主任马克·齐姆林(Mark Zimring)说:“目前的实际情况是,如果船只不安装电子监控系统,那么世界上许多渔业供应商和零售商就无法自信地告诉客户,他们出售的海鲜产品是以合法、可持续且不侵犯劳工权利的方式捕捞的。”

电子监控如何改善渔业管理和生态保护?

长远来看,电子监控系统可以积累广泛的渔业数据记录,从而可以在此基础上制定出更加智慧和响应及时的捕捞政策。“让我感到鼓舞的是可以建立精度更高的日志数据,这是电子监控系统的未来,”全球渔业观察(Global Fishing Watch)研究与创新主管大卫·克洛兹玛(David Kroodsma)表示。“如果知道在特定位置活动的船只正在捕捞什么,然后再把这一数据与船只移动数据结合起来,就有可能建立更好的模型来预测兼捕的风险。”而这有可能推动某些地区制定保护性捕捞法规。庞大的数据集还可以用于可靠地识别环境稳定的渔场,推广生态标签,从而有可能鼓励人们更多地选择可持续海产品。

有证据证明电子监控有效吗?

有,但还需要更多研究。2019年的一项调查显示,相比未配备该技术的船只,安装了摄像头的澳大利亚船只的船长会更多地报告渔获丢弃,以及与海鸟、海龟等保护物种的遭遇情况。这说明安装该设备后船员感到更有必要准确地报告自己的活动。

同时,在密克罗尼西亚联邦、帕劳和马绍尔群岛共和国开展的电子监控系统测试得到的最新数据显示,装有电子监控系统的船只报告的渔获量远高于仅依靠日志记录渔获的船只,说明电子监控系统自身的准确性可以更好地揭示渔船渔获的真实情况,因此可以成为遏制过度捕捞的工具。

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北海(大西洋东北部的边缘海)海域的渔业活动。图片来源 © Greenpeace

电子监控的普及度如何?

尽管越来越多的证据表明电子监控系统技术的有效性,但在全球范围内尚未得到广泛使用。自1999年在加拿大首次试验以来,全球仅约1000艘船只安装了这一系统。它们大部分是工业或半工业船队,且其中很多船只仍只是试用,而不是长期采用这项技术。电子监控系统在全球的使用情况差异也很大:在这1000余艘船中,约600艘船来自美国。另外,秘鲁、新西兰和智利等国船只使用这项技术的也有不少。大自然保护协会估计按照目前的使用增长情况,未来十年内还将有5000艘船安装电子监控系统,新冠疫情的持续影响很可能会进一步推动这一增长。

是否有规定要求使用电子监控系统?

目前还没有统一的国际法规要求船只必须使用电子监控系统。但国家和区域层面都在采取一些举措鼓励并强化该系统的推广,其中包括一些区域渔业管理组织(Regional Fisheries Management Organisations ,RFMOs)。这些国际组织由在特定海域拥有共同捕捞利益并且受条约或协定约束的国家组成。目前,许多区域渔业管理组织强制要求船只配备人类观察员,大多数还要求其水域内的船只使用渔船监控系统(VMS),还有不少组织则制定了计划,鼓励使用电子监控系统。

只有人们觉得对此类信息掌握了主动权,才能让这套技术和监控系统被长久地使用下去。

然而,齐姆林说,供应链企业以及各个国家正扮演愈发重要的角色。一些国家正在制定自己的法规。智利已经起草法规要求所有工业和手工捕捞渔船在2022年之前配备电子监控系统。新西兰已强制在20艘船只上安装电子监控系统,测试其是否能减少对海豚活动的干扰以及改善渔获报告情况。目前丹麦要求在海上逗留时间超过20天的船只必须搭载电子监控技术。行业方面,2020年5月,全球海产品公司和零售商组成的联盟共同呼吁渔业组织鼓励使用电子监控系统,并用其代替渔船上的人类观察员。“我们看到国家和行业伙伴们正在真正地推动使用这项技术,”齐姆林说。

推广电子监控系统面临哪些障碍?

强制法规有助于提升电子监控系统的使用,如果渔民能自愿使用,全面推广这项技术的机会会更大。但这意味着需要解决他们对这项技术的一些疑虑——例如在工作中受到监控可能会侵犯他们的隐私。这就涉及到了渔民和渔业管理科学家之间长期以来的不信任。也可能有人担心新系统的数据访问问题。加拿大生态信托基金(Ecotrust)首席渔业研究员迪西亚·贝尔哈比卜(Dyhia Belhabib)称,在一些国家这样的担忧是合理的,其根源在于多年来不平等的渔业管理体系。该体系之下,有实力的国家对低收入国家的鱼类种群进行评估,但却限制低收入国家获取这些数据。针对这一情况,一些国家和渔民要求更多地参与和掌握这项技术和数据,这是让他们接受电子监控系统的前提。她说:“只有人们觉得对此类信息掌握了主动权,才能让这套技术和监控系统被长久地使用下去。”

此外还需要克服成本障碍,克洛兹玛说:“我认为,还要再过几年电子监控系统的成本才会降到可以广泛使用的水平。”这个问题或许可以通过补贴或者提供安装资金的方式解决,新西兰就是这样做的。

电子监控系统的变化趋势如何?

在克服上述挑战的同时,电子监控领域也在不断发展。一个重要的进步是公海海域的卫星高速网络。这项技术最终能够做到将电子监控系统收集的信息实时共享给岸上等待的分析人员。“这有可能缓解电子监控系统的一个关键痛点——缩短捕捞活动发生和获取有用信息之间的时间差,”齐姆林说。“现在我们通常需要等到船只驶入港口后,要么手动卸下硬盘,要么以无线方式下载数据。”

另一个关键进展是机器学习和人工智能。人工观看几个月的捕捞过程几乎和人类观察员亲自收集数据一样耗时。现在人们正在开发可以快速筛选大量视频的人工智能系统,它可以对某些模式和异常情况进行识别。“机器帮助我们消化海量信息,并将其缩减到我们可以管理的程度,”霍恩说。为此,大自然保护协会开发了Fishnet.AI,其中包含了10万个经过标记的捕捞图像,用于加快机器学习和人工智能工具的开发。大自然保护协会还在开发利用面部识别技术来识别鱼类的技术,从而最终可以帮助管理人员识别非法渔获,或者观察环境变化如何改变渔业的物种组成。“我认为大家已经感觉到了这一趋势。现在的问题已经不是[电子监控]会不会普及,而是什么时候普及的问题,”齐姆林说。“关于这个问题的讨论已经从‘不可能’变成了‘不可避免’。”

电子监控可以代替人类在渔业管理中的作用吗?

技术可以带来渔业变革,但也仅此而已,彻底用技术代替渔业观察员还有很长的路要走。专家称,即使人们愿意这么做,渔业监控过程中彻底排除人的参与也是不可能且不明智的。不论是解决隐私和数据访问等更加棘手的伦理问题,还是对经过人工智能甄别的数据趋势进行分析,这些工作都需要人来做,贝尔哈比卜说:“我相信最好的人工智能是把数据和人类智慧结合起来。”如果没有人的系统使其发挥作用,这项技术的益处也将不复存在。例如,数据识别出非法活动后,仍需要法律系统来起诉和执法,后者是建立在人为判断基础之上的。

Inspection of Korean Fishing Vessel in Sierra Leone
塞拉利昂海域上一艘韩国渔船接受渔业观察员的检查。图片来源 © Pierre Gleizes / Greenpeace

此外,对于非法捕捞问题,技术只是解决方案的一部分,另一部分则需要由人来主导:搞清楚渔民为何要违反法律。这可能归结为复杂的社会状况——贫穷、犯罪网络、甚至是契约劳工——这些都是需要具有判断力的人眼而非摄像头发挥作用的地方。

电子监控系统可以更全面地展现渔业状况,不受腐败、不准确等人为因素的影响。人工智能可以帮助我们从诸多的数据中理出头绪,并为更好地执法和采取保护措施指明方向。但总会有技术无法解决的挑战,贝尔哈比卜说,“技术会拯救我们吗?大概会。但仅凭技术就能拯救我们吗?绝不可能。”

翻译:YAN