AI如何守护欧洲的海底"生命线"

本文由 Horizon 的 Michael Allen 撰写

成千上万公里的电缆和管道纵横交错在欧洲的海床上，输送着维持现代生活运转的天然气、电力和数据。然而，这些关键连接线路大多处于缺乏保护的状态。

最近发生的一系列事件，例如"北溪"天然气管道爆炸事件，引发了人们的担忧：欧洲的水下基础设施正成为攻击目标，而保卫这些设施需要新的工具。

一个欧盟资助计划下的研究人员认为，人工智能可能是解决方案的一部分。通过整合卫星图像、船舶追踪数据，并最终利用电缆本身传输的声学信号，他们旨在构建一个针对海上可疑活动的早期预警系统。

波罗的海的警钟

转折点出现在 2022 年 9 月，当时数次爆炸撕裂了波罗的海下的"北溪"管道。这一冲击令人警醒：欧洲的海底网络比许多人想象的要脆弱得多。

当时，芬兰罗约阿应用科学大学的安全研究员 Johanna Karvonen 正在协调一个名为 AI-ARC 的欧盟资助项目。该项目的研究人员正使用人工智能监控卫星图像和船舶追踪数据（即自动识别系统，AIS），以支持北极水域的安全。其算法旨在检测诸如冰山、漂油或遇险船舶等危险。

Karvonen 表示："北溪事件发生后，我们意识到我们正在开发的工具也可以用于监视关键的海底基础设施。"AI-ARC 已经能够标记异常行为，例如船舶意外减速或偏离航线。

一项名为 VIGIMARE 的欧盟新资助研究计划则着手利用这种能力来保护海床上的关键资产。

从北极安全到基础设施保护

随着新合作伙伴和国家的加入，由 Karvonen 领导的 VIGIMARE 研究团队于 2024 年开始工作，将持续到 2027 年底。其目标是训练人工智能识别欧洲海底通信电缆、电力电缆以及主要天然气管道周围的可疑海上行为。

Karvonen 说："例如，如果一艘船正常航行，然后突然减速，就会触发警报。"试图隐藏的船只也会暴露自己。一些船只非法关闭 AIS 应答器，变得"黑暗"。但即使没有信号，卫星仍然可以看到它们。Karvonen 解释说："人工智能'看到'那里有一艘船，但没有 AIS 信号。仅这种差异就值得怀疑。"

研究人员希望整合来自海岸警卫队和安全机构运营的沿海雷达及其他监视系统的数据，从而创建更完整的海上行为图景。

有意与无意的破坏

并非波罗的海最近发生的所有事件都是爆炸袭击。在过去两年中，有多条数据和电力电缆因船只的锚在海底拖曳而受损。最严重的事件发生在 2024 年圣诞节当天，连接爱沙尼亚和芬兰的 Estlink 2 电力电缆被切断，导致爱沙尼亚电价飙升。同时还有四条数据电缆被切断。芬兰当局迅速扣押了一艘涉嫌造成破坏的油轮。尽管该船在库克群岛注册，但据信是某国"影子舰队"的一部分——这些船只以规避某国际制裁的方式运输某国的石油和石油产品。

据 Karvonen 称，那艘船拖锚航行了很长时间才被人注意到。基于人工智能的早期预警系统本可以更早地发出警报，从而防止或至少限制损害。

数字连接的利害关系

当月被切断的电缆中包括 C-Lion1，这是一条从芬兰通往德国的主要光纤链路。运营该线路的某国营公司 Cinia 的顾问 Mikko Tiensuu 说："这是芬兰与中欧直接连接的主干道。"该电缆在两周内得到修复，但一个月前也曾因疑似拖锚而受损。Tiensuu 指出："去年是 C-Lion1 第一次出现问题。"并强调重复发生的事件表明需要更快速的检测。

Cinia 现在是 VIGIMARE 的合作伙伴，希望该项目的 AI 系统能够加快响应时间。即使无法完全防止损坏，早期警报也可以阻止多条电缆在短时间内接连被切断——正如去年圣诞节发生的那样。

通过光纤聆听海洋

该项目最具创新性的组成部分之一是一项计划中的试点研究，该研究将 Cinia 的光纤电缆本身变成一个传感器。通过测量光在玻璃纤维中传播时的微小变化，研究人员可以检测到振动，从而有效地赋予电缆"听觉"。然后，AI 系统可以学习识别不同船只的声音特征，并标记异常情况。

Tiensuu 说："VIGIMARE 系统可以探测到水面船只或潜艇的位置，甚至可以探测到船只是否在拖锚。"

迈向大陆级的早期预警系统

VIGIMARE 团队目前正准备在现实世界中测试其技术。从 2026 年开始，将在波罗的海、地中海和爱尔兰海进行试点研究。目标是创建一个能够覆盖欧洲海域并大规模运行的系统。

该系统能否防止未来的蓄意破坏仍不确定。一些攻击，如北溪爆炸，可能过于复杂或隐蔽而无法提前探测到。但是，在事件发生前后重建船舶航迹的能力，可以提供有用信息，帮助调查人员识别潜在的肇事者。而在许多其他情况下——从锚链漂移、船只行为异常到其他潜在威胁——该系统可以提供早期预警，使当局能够在灾难发生前做出响应。

Karvonen 说："具有讽刺意味的是，波罗的海的这些事件对项目有好处，因为它们是用于训练我们人工智能算法的绝佳历史数据。"

欧洲的水下网络对我们大多数人来说可能仍然不可见。但随着威胁的增长，保护这些隐藏"生命线"的工具终于开始浮出水面。FINISHED