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自主船舶技术要求与风险研究

来源:用户上传      作者:尉子璇 鲍君忠 邓志鹏

  摘要:船舶智能化、自主化是国际海事组织(InternationalMaritimeOrganization,IMO)以及其他非政府组织重要关注的发展方向,为统一智能船舶的称谓,IMO提出了“海上自主水面船舶(MaritimeAutonomousSurfaceShips,MASS)”的概念,并开展了海上自主水面船舶法规梳理方面的工作,我国相关部门出台了一系列政策,进一步对我国智能航运建设,船舶工业高质量发展进行指导。而随着无人船技术研发的开展,风险管理也成为业界关注的一个问题。本文梳理了MASS的定义与分级,概述了MASS在技术要求方面规范和风险分析方面的关键问题,并提出了面临问题与相关建议。关键词:海上水面自主船舶;国际规范;风险分析
  中图分类号:U66文献标识码:A文章编号:1006―7973(2022)08-0092-03
  近年来,海上水面船舶自主化发展趋势受到相关国际组织的关注。国内外对船舶自主化的技术研究内容涉及自主规划、自主航行、自主环境感知能力等多方面[1-3]。船舶自主化是国际海事组织(InternationalMaritimeOrganization,IMO)以及其他非政府组织重要关注的发展方向,IMO于2017年决定在2018~2019双年工作计划中增加关于“海上自主水面船舶(MaritimeAutonomousSurfaceShips,MASS)的法规梳理”的工作任务和相关议程,并制定相关公约规范以解决海上水面自主航行船舶的安全、安保、环保等一系列问题[4,5]。与此同时规范方面的研究也在跟进,中国船级社、英国劳氏船级社、DNV-GL船级社,日本船级社,美国船级社等国际主要船级社也先后发布了无人船的相关规范指南。然而目前MASS船仍处于概念研究与试航阶段,其定义与分级标准多样化,测试与验证体系也不完善,相关国际海事公约法规尚未完整建立。
  1MASS定义与分级
  1.1定义
  针对MASS(智能船舶Smartship/智能互联船舶theconnectedship/无人船unmannedmerchantvessels)的定义,业界仍尚未统一[6-9]。2017年丹麦在向IMO提交的报告中给出的MASS定义为“能够通过自动化程序或系统提供决策支持,进而取代部分或全部船员的操控及驾驶船舶工作,并能实现对船舶的远程遥控。”[6]。挪威船级社则将智能互联船舶(theconnectedship)定义为:“通过传感器技术、监控系统结合船岸无缝连接以及决策支持工具,将创建一个以数据为中心、响应迅速的全球船舶运输集成网络。随着传感器和通信技术的发展,远程操作甚至无人驾驶船舶将成为现实,更多的船上进行的活动转移到岸基中心”[7]。中国船级社给出的智能船舶(smartship)的定义是:利用传感器、通信、物联网、互联网等技术手段,自动感知和获得船舶自身、海洋环境、物流、港口等方面的信息和数据,并基于计算机技术、自动控制技术和大数据处理和分析技术,在船舶航行、管理、维护保养、货物运输等方面实现智能化运行的船舶[8]。IMO和英国政府将其定义为海上水面自主船舶(MASS),其中IMO认为MASS“系指在不同程度上可以独立于人员干预运行的船舶”[6],英国政府将MASS定义为:“符合本守则界定的自主控制等级,能够无须人员在船而能自主运行的水面航行船舶”[9]。
  目前,针对海上水面自主船舶(无人船舶/自动船舶/海事自主水面船舶/智能船舶等)的叫法业内尚未统一。本文认为不建议使用“无人船”,“自主船”的概念更妥当。自主系统可以根据具体情况而改变自主等级[10],所以“自主船”可以将无人驾驶船舶、定期驾驶台无人值班船舶、有人值班船舶均包含在内。比较各个定义之后,认为IMO所给出的更为妥当。
  1.2MASS的分级和分类标准
  各个国家组织从不同角度层面对船舶自主化程度进行了分级,下表则对其作出了比较,研究各个规范的特点及优缺[5,6,8,11]。
  由以上的MASS分级可看出,有人驾驶需时要较多海员,海员负责监控、授权系统执行命令时会导致配员一定程度减少,完全自主时则无需配员或仅需几个海员进行岸基监控。MASS的分级导致船舶的配员均有所变化,两者密不可分。
  2MASS技术发展研究
  2.1技术要求研制
  MASS的技术规范是研究时不可忽的部分,由于各国研究的内容和方向不尽相同,没有形成一个技术规范的完整体系。本文根据SOLAS公约,DNV船级社的MASS入级指南,中国船级社的《智能船舶规范》和挪威和波罗的海国际航运公会向IMO提交的文件中所涉及的MASS技术规范要求[7,8,12],对MASS的主要的技术规范要求进行总结梳理并列出下述技术要求规范框架图,如图1所示。框架图主要包括船舶设施要求,安全操作要求,状态监测要求和运行试航等要求,同时向下对其进行了细分,并且列出了对这些技术要求规范所涵盖的具体内容,例如探测要求所包含的水平视野,垂直视野,盲区视野等。
  2.2MASS技术风险研究
  随着无人船技术研发的开展,风险管理也成为业界关注的一个问题。目前无人船正处于研发和试航阶段,IMO为确保MASS相关系统、基础设施和环境的安全性,出台了试航导则,要求对试航时出现的风险进行评估,并实施相应控制措施将风险降到可接受范围内[13]。
  IMO要求MASS试航的安全性应至少等同于传统船舶,并强调了风险分析和控制在试航安全中的重要性[14],将风险管理和网络安全列入试航导则的目标中[15]。综合多个关于无人船的规范要求后发现,对无人船进行风险评估的流程一般涉及船舶事故状态划分,事故危害识别,风险等级界定与分析,控制措施实施四个方面[7-9,16-18]。

nlc202209191108



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