IMO海上自主水面船舶(MASS)第2次联合工作组会议要点快报CCS

IMO海上自主水面船舶(MASS)第2次联合工作组会议要点快报 (ccs.org.cn)

简介:

2023年4月17日至21日,国际海事组织(IMO)海上自主水面船舶(MASS)第2次联合工作组会议(下称“MASS-JWG 2”)以线下、线上混合会议的形式召开。

本次会议重点围绕MASS船长、远程操作中心、远程操作员等共性问题进行讨论。

CCS船舶自主航行附加标志检验指南2023

船舶自主航行附加标志检验指南 2023 (ccs.org.cn)

随着数字化、智能化技术在船舶及其设备上的应用和快速发展,船舶自主航行功能从理论研究、试验研究逐步发展到实船应用。与此同时,如何针对以智能算法为核心的自主航行感知、决策、控制的复杂过程进行测试、验证与确认,保证系统及船舶的安全性,是本指南研究的关键问题。为了建立最小要求以减小船舶自主航行系统失效的风险,同时保证安全性及可靠性,本指南提出了自主航行功能的最低性能要求,并对系统的设计、开发及管理过程提出了应遵循的框架和流程。同时,规定了自主航行系统认可、检验的规程与内容。

本指南共包含7章,三个部分:

第1部分,一般要求、图纸与资料审查,包括第1、2章;

第2部分,风险评估及性能要求,包括第3、4章、附录2;

第3部分,认可及检验,包括第5、6章;

第4部分,测试相关具体规定,包括第7章及附录1。

本指南作为《智能船舶规范》的补充性指南,作为规范第2章智能航行附加标志检验及相关系统认可的技术支撑。

本指南各章内容如下:

第一章主要规定了指南的适用范围、定义、知识产权及保密相关要求。介绍了辅助航行、自主航行的功能架构和分级。相对于《智能船舶规范》增加了辅助航行功能附加标志NA,细化了自主航行附加标志的人员参与度分级(No(H1-H3)、Nn(H1-H3)),以满足当前市场需求以及技术发展需求。重点阐述了设计运行条件的内涵。

第二章主要是对于申请认可及检验的系统和船舶,应当提交CCS审查的图纸与资料的汇总。主要包括功能的详细说明;组件的详细说明及布置与安装说明;基于风险评估与功能、场景的综合分析,形成的安全设计理念;设计及开发过程管理文件;制造商进行的试验与运行期间数据提交相关要求;网络安全与软件安全证明文件;制造商提供的操作手册等。

第三章及附录2主要规定了风险评估的方法及流程,以及关键风险要素。

第四章主要在基础功能支持、动态航行任务、人机交互、英机操作、数据记录、网络安全和软件安全、安全保障、监控人员要求等方面提出了自主航行功能/系统的最低性能要求。

第五章主要规定了系统认可与试验的相关流程和内容。

第六章主要规定了申请智能航行附加标志检验的船舶检验的相关要求及流程。

第七章规定了用于智能航行产品认可及附加标志检验的实船测试相关要求,包括测试场、测试场景、测试工具、测试报告的相关规定。

附录1,补充了在设计和开发过程中采用建模与仿真工具对系统功能进行测试与验证的过程管理、技术条件的相关要求,目的是保证建模与仿真的可信度。

附录2,规定了风险评估报告的基本格式。

论无人驾驶船舶背景下《避碰规则》的修改

以下文章来源于世界海运 ,作者阎 涛 朱金善

摘要:随着人工智能、船舶通信导航、船舶设计与建造等技术的迅猛发展,无人驾驶船舶应用于海上运输成为可能,现行的《1972年国际海上避碰规则》( 简称《避碰规则》) 能否适应无人驾驶船舶的发展成为业界和学界关注的热点问题。从《避碰规则》的适用对象及“船舶”的定义出发,分析现行《避碰规则》适用于无人驾驶船舶存在的障碍及其原因。在此基础上提出修改《避碰规则》的建议,包括修改“互见”的定义,将《避碰规则》第二章第三节及第19条的标题均改为“船舶在非互见中的行动规则”,修改第19条中有关款项的内容,同时阐述《避碰规则》中不宜为无人驾驶船舶增设特殊规定的理由。

关键词:避碰规则;无人驾驶船舶;互见;能见度不良

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一、引言



近年来,随着通信与信息、计算机网络、智能控制、船舶设计与建造等技术的迅猛发展,无人驾驶船舶已成为航运业和学界研究的热点。2011年3月现代重工推出了智能1.0型4500标准箱集装箱船,采用了现代重工及韩国电子通信研究院 ( ETRI ) 共同开发的“有线/无线船舶综合管理网通信技术”,标志着世界第一艘智能船舶正式诞生[1]。2016年3月中国船级社 ( CCS ) 编制的《智能船舶规范》正式生效,该规范是首部涵盖了智能船舶从设计、建造到运营的全生命周期的船级社规范,意味着智能船舶及无人驾驶时代的到来[2]。2016年4月芬兰罗尔斯·罗伊斯公司及美国国防高级研究计划局 ( DARPA ) 均向外界宣布了其在无人驾驶船舶方面取得的丰硕成果与未来的研究计划[3]。2017年6月IMO海上安全委员会第98届会议 ( MSC 98 ) 讨论并通过了由英、美等9国共同提交的“海上自主水面船监管范围界定”( MSC 98/20/2 ) 的提案[4],该提案建议将IMO文书分为以下三类:第一类是排除自主船的IMO规则;第二类是不适用于自主船的IMO规则 ( 仅适用于有人船 );第三类是不排除自主船的IMO规则,但可能需要进行修正以便确保自主船的建造和操作是以安全、安保和环保的方式进行的。自动避碰作为无人驾驶船舶关键技术之一,是无人驾驶船舶智能航行功能的核心[2,5],其作用是解决无人驾驶船舶航行期间的自主避碰问题,而《1972年国际海上避碰规则》( 简称《避碰规则》) 是自动避碰的决策依据之一。那么,现行《避碰规则》能否适用无人驾驶船舶?其对会遇局面的界定、避让责任的划分等操作规范能否指导无人驾驶船舶之间以及无人驾驶船舶与有人船舶之间的避碰实践?这些均需就现行《避碰规则》对无人驾驶船舶的适用性问题进行系统、深入的分析,以便为修改现行《避碰规则》、更好地适应无人驾驶船舶时代的到来奠定基础。

二、《避碰规则》的适用对象



现行《避碰规则》第一章 ( 总则 ) 第1条 ( 适用范围 ) 界定了《避碰规则》的适用对象,该条第1款规定:本规则条款适用于公海和连接于公海而可供海船航行的一切水域中的一切船舶。并在第3条第1款对“船舶”给出了明确的定义:“船舶”一词,指用作或能够用作水上运输工具的各类水上船筏,包括非排水船筏、地效船和水上飞机。

由上述定义可知,《避碰规则》中“船舶”一词的外延非常广泛,一切正在用作或能够用作水上运输工具的船筏,不论其种类、大小、形状、结构、推进方式或用途如何,均属于《避碰规则》中“船舶”的范畴。

无人驾驶船舶是智能船舶的高级发展阶段,或者说是智能船舶的终极目标。根据中国船级社2020版《智能船舶规范》中的描述,“智能船舶的功能分为智能航行、智能船体、智能机舱、智能能效管理、智能货物管理、智能集成平台、远程控制船舶和自主操作船”,显然,无论是智能船舶,还是无人驾驶船舶,它们间的区别主要在于智能化水平的高低不同,其作为水上运输工具的本质不变。因此,无人驾驶船舶属于《避碰规则》中定义的“船舶”,规则自然也应适用于无人驾驶船舶。

三、现行《避碰规则》适用于无人驾驶船舶存在的障碍



( 一 ) “互见”的概念对无人驾驶船舶的排斥

现行《避碰规则》第一章 ( 总则 ) 第3条 ( 一般定义 ) 第11款规定:只有当一船能自他船以视觉看到时,才应认为两船是在互见中。这里的“视觉”是指视力正常 ( 符合海船船员体检标准 ) 的驾驶人员用肉眼观察的能力;“看到”的标准是白天能看清他船的船首向及号型,夜间能看清他船的号灯。根据这一定义,一船驾驶人员借助雷达、船舶自识别系统 ( AIS ) 或甚高频无线电话 ( VHF ) 等设备了解到他船的避碰信息,均不能视为“互见”。

显然,根据现行《避碰规则》对“互见”的定义,无人驾驶船舶因其没有配备船舶驾驶人员,无法实现“视觉看到”,故无人驾驶船舶之间不存在“互见”。

( 二 ) 船舶间避让责任的划分原则对无人驾驶船舶的排斥

现行《避碰规则》第二章 ( 驾驶和航行规则 ) 是《避碰规则》的核心内容。本章根据船舶之间是否在互见中又分为三节:第一节为船舶在任何能见度情况下的行动规则;第二节为船舶在互见中的行动规则;第三节为船舶在能见度不良时的行动规则。

第一节包括《避碰规则》的第4至第10条,是为避免碰撞而需保持的各种戒备 ( 如保持正规瞭望、保持安全航速、正确判断碰撞危险 )、避碰行动应遵循的一般原则 ( 早、大、宽、清 ),以及为确保船舶航行安全而应遵守的航行规则 ( 狭水道及分道通航制中的航行规则 )。本节条款适用于任何能见度情况,船舶之间无论是否在互见中均适用,因此,不存在对无人驾驶船舶的排斥问题。

第二节包括《避碰规则》的第11至第18条,其中第11条规定“本节条款适用于互见中的船舶”,即《避碰规则》第12至第18条均以两船在互见中为前提,而不论能见度是否良好;第12条界定了两艘帆船间的避让关系;第13至第15条被称为几何制条款,规定了追越、对遇及交叉相遇三种会遇局面的构成条件、避让关系及避让方法;而第18条则是根据船舶操纵性能的等级来确定船舶之间“让路与直航”“不应妨碍与不应被妨碍”的避让关系。如前所述,由于无人驾驶船舶之间不存在《避碰规则》中定义的“互见”,因此也就无法按照现行《避碰规则》第13至第15条以及第18条来确定无人驾驶船舶之间、无人驾驶船舶与有人船舶之间的避让关系。

《避碰规则》第19条单独作为一节,即第三节——船舶在能见度不良时的行动规则。其第1款规定:本条适用于在能见度不良的水域中或在其附近航行时不在互见中的船舶。显然,能见度不良只是本条适用的必要条件,本条适用的充要条件为“由于能见度不良导致两船不在互见中”。尽管根据前述“互见”的定义可知无人驾驶船舶之间无法互见,但就本条的适用条件而言,两艘无人驾驶船舶之间的非互见是由于船舶没有配备驾驶人员,因而无法实“视觉看到”,并非本条第1款所述由于能见度不良导致的非互见。因此,现行《避碰规则》第19条也不适用于无人驾驶船舶,不能依据《避碰规则》第19条确定两艘无人驾驶船舶构成碰撞危险后负有同等的避让责任,并采取相应的行动。

( 三 ) 无人驾驶船舶适用现行《避碰规则》存在障碍的原因

由上文可知,无人驾驶船舶适用现行《避碰规则》存在障碍的主要原因在于:无人驾驶船舶的机器视觉被排除在《避碰规则》中“互见”的概念之外,而两船是否处在“互见”中又是确定船舶间会遇局面及避让责任的前提,故无人驾驶船舶无法适用现行《避碰规则》。

现行《避碰规则》之所以以两船是否“互见”为前提条件来确定船舶间的会遇局面及避让责任,主要是为了沿袭《避碰规则》中的传统做法,维持《避碰规则》的稳定性。因为视觉瞭望一直是最基本、最重要的瞭望手段,尽管雷达及ARPA技术被广泛运用于航海以后,对驾驶人员了解他船的运动参数有很大帮助,但要了解他船的种类及操纵性能还只能依赖肉眼识别 ( 白天看他船的船首向及号型,夜间看他船显示的号灯 )。

在现行《避碰规则》生效之前及之后的相当一段时期,以两船是否在互见中为前提条件来确定船舶间的会遇局面及避让责任应该说有其充分的合理性与可操作性。因为相对于目前的船舶尺度及速度而言,当时的航海可以说一直处在小船、慢速时代,而且基于当时的导航手段,视觉也的确是了解他船种类及操纵性能最基本、最便捷的手段。然而,时至今日船舶已逐步实现了大型化、快速化及智能化,随着通信与信息技术的发展,AIS、ECDIS等设备已广泛应用,驾驶人员获取他船避碰信息的手段有了长足的进步。此时,如继续遵循现行《避碰规则》,互见中操纵性能“笨拙”的超大型船舶可能要给非常灵活的小型船舶让路,能见度不良时不在互见中的操纵能力受到限制的船舶可能与普通机动船 ( 甚至是非常灵活的小型机动船 ) 负有同等避让责任,显然,这有悖于《避碰规则》中等级制条款的精神和原则,也不利于提高避碰行动的效率与效果。因此,修改现行《避碰规则》势在必行。

四、修改现行《避碰规则》的建议



考虑《避碰规则》宏观指导性强、覆盖面广及稳定性强的特点,为了适应无人驾驶船舶及船舶通航环境的变化,对现行《避碰规则》提出以下修改建议。

( 一 ) 修改“互见”的定义

1.对“互见”定义的修改

建议扩展互见的外延,将现行《避碰规则》第一章 ( 总则 ) 第3条 ( 一般定义 ) 第11款“互见”的定义改为:无论采用何种瞭望手段,只要保持正规瞭望的两船能够了解对方的位置、动态及种类等充分的避碰信息,即可认为两船是在互见中。

2.修改说明

( 1 ) 适应无人驾驶船舶与有人船舶长期共存的要求

尽管无人驾驶船舶目前已成为行业热点,但完全有理由相信,在相当长的一段时期内 ( 甚至是“永远”) 无人驾驶船舶不会彻底取代有人驾驶的船舶,无人驾驶船舶与有人驾驶的船舶将会长期共存。因此,“互见”的定义既要适用于有人船舶,又要适用于无人驾驶船舶,还要适用于有人船舶与无人驾驶船舶共存的情况[6,7]。将“互见”的外延由目前仅适用于人工视觉扩展为人工视觉与机器视觉并存,无人驾驶船舶之间或无人驾驶船舶与有人船舶之间就能够共同遵守《避碰规则》第二章第二节船舶在互见中的行动规则。

( 2 ) 适应通信导航技术发展的需要

在雷达、ARPA、AIS及VHF等设备尚未广泛应用于航海之前,获得他船位置、动态及种类等避碰信息只能通过视觉瞭望,而互见是能够有效实现视觉瞭望的前提,因此,现行《避碰规则》第二章中根据两船是否互见来划分船舶间的避让责任与行动规则,适合当时的情况。

近半个世纪以来,随着通信导航技术的迅速发展,尤其是AIS、ECDIS等技术普及之后,各种通信导航设备的综合运用可以获得比视觉瞭望更加详细、具体的避碰信息。因此,有必要扩展现行《避碰规则》中“互见”的外延,使得两船之间无论采取何种瞭望手段,只要保持正规瞭望能够了解对方的位置、动态及种类等充分的避碰信息便可认为处在互见中。有学者曾提出“电子互”( 机器视觉在航海上的应用 ) 的概念[8] ,即是扩展“互见”外延的一种方法。

( 二 ) 将《避碰规则》第二章第三节改为“船舶在非互见中的行动规则”

1.对《避碰规则》第二章第三节的修改

将《避碰规则》第二章第三节及第19条的标题均改为:船舶在非互见中的行动规则。

将《避碰规则》第19条第1款改为:本条适用于在能见度不良水域、海上光污染水域或在其附近航行时不在互见中的船舶。

将《避碰规则》第19条第2款改为:每一船舶应以适合当时能见度不良或海上光污染水域的环境和情况的安全航速行驶,机动船应将机器做好随时操纵的准备。

将《避碰规则》第19条第3款改为:在遵守本章第一节各条时,每一船舶应充分考虑当时能见度不良或海上光污染水域等环境和情况。

2.修改说明

( 1 ) 保留现行《避碰规则》第二章第三节的意义

尽管前文已建议修改《避碰规则》中“互见”的定义,扩展其外延,但由于无人驾驶船舶与有人驾驶的船舶将会长期共存,对于有人驾驶的船舶而言 ( 尤其是设备配置较低的小船、简易船 ),其最基本、最重要的瞭望手段 ( 视觉瞭望 ) 依然可能会受到能见度不良及海上光污染等环境因素的影响,使得距离较近的两船不在互见中,因而无法详细了解他船的种类、操纵性能等避碰信息,故有必要保留现行《避碰规则》第三节,对非互见中的船舶强调其应保持的戒备及采取避让行动时应遵循的基本原则,但其适用范围应加以扩展。

( 2 ) 对《避碰规则》第19条适用范围的扩展

现行《避碰规则》第二章第三节 ( 即第19条 ) 的标题为“船舶在能见度不良时的行动规则”,本节适用的条件为由于能见度不良导致两船不在互见中。然而,随着人类社会工业化与城市化水平的提高,以及人们对海洋资源开发的深入,海上光污染现象越来越严重。海滨城市的夜景灯光、港口夜间的作业照明、灯光捕鱼船的诱鱼灯光以及海上油田的夜间照明等,这些高亮度的背景灯光一方面会影响驾驶人员的视觉绩效,另一方面会降低信号灯的可识别性,不仅会导致本应互见的船舶实际处在非互见中,还会增加无人驾驶船舶机器视觉的识别难度。

虽然能见度不良与海上光污染对船舶号灯可识别性的影响机理迥异,但它们对船舶航行安全的影响结果却相同 ( 均能导致本应互见的两船不在互见中 )。因此,有必要将《避碰规则》第19条的适用范围由“能见度不良”扩展为“船舶在非互见中”。只有这样,才能为在海上光污染水域夜航船舶的避碰提供技术指导,并在发生事故后更加科学地厘清当事船舶的避让责任[9]。

( 三 ) 为无人驾驶船舶增设特殊规定的看法

为使《避碰规则》能够更好地指导无人驾驶船舶的避碰实践,中国航海学会驾驶专业委员会曾多次组织国内专家、学者对如何修订《避碰规则》进行探讨。有学者曾提出有必要在第3条 ( 一般定义 ) 中对无人驾驶船舶进行定义,考虑船舶自主程度的不同;也有学者提出有必要为无人驾驶船舶规定新的号灯号型以及声响和灯光信号,并相应地修订现行《避碰规则》附录一 ( 号灯和号型的位置和技术细节 ) 与附录三 ( 声号器具的技术细节 );还有学者认为有必要为无人驾驶船舶制定特殊的驾驶和航行规则,以界定无人驾驶船舶与有人驾驶船舶之间的避让责任与义务。

上述观点中最核心的问题是“有否必要为无人驾驶船舶制定特殊的驾驶和航行规则”。本文认为没有必要为无人驾驶船舶制定特殊的驾驶和航行规则。原因有二:

首先,为无人驾驶船舶制定特殊的驾驶和航行规则,无论是赋予其拥有任何特权 ( 直航或不应被妨碍 ),还是承担更多的避让义务 ( 让路或不应妨碍 ),都将使船舶间避让关系变得更为复杂,不利于航海实践中的避让操作。

其次,为无人驾驶船舶制定特殊的驾驶和航行规则不符合《避碰规则》确定船舶间避让责任与义务的基本精神。《避碰规则》划分避让责任与义务的依据主要是船舶间的位置关系 ( 第13—15条,被称为“几何制条款”) 以及船舶操纵性能等级 ( 第18条,被称为“等级制条款”)[10],无人驾驶船舶改变的主要是收集避碰信息及决策避碰行动的手段,并没有改变船舶的操纵性能,因此,不宜为无人驾驶船舶制定特殊的驾驶和航行规则。例如,《避碰规则》中增加了“地效船”的定义,并在第18条第6款中赋予其不应妨碍其他所有船舶的责任,正是因为其操纵性能远远优于普通机动船。

既然没有必要为无人驾驶船舶制定特殊的驾驶和航行规则,自然也就没必要在《避碰规则》第3条中对无人驾驶船舶进行定义,更没必要为其制定特殊的号灯、号型,以及声响和灯光信号。无人驾驶船舶理应与普通机动船一样遵守相应的驾驶和航行规则,显示普通机动船的号灯号型以及声响和灯光信号。

五、结语



综上,本文的主要观点可总结如下:

( 1 ) 尽管无人驾驶船舶不配备船员,但其作为水上运输工具的本质不变。因此,无人驾驶船舶属于《避碰规则》适用的对象,即属于《避碰规则》中定义的“船舶”。

( 2 ) 无人驾驶船舶被排除在现行《避碰规则》中“互见”的概念之外,而两船是否处在互见中又是确定船舶间会遇局面及避让责任的前提,故现行《避碰规则》不能指导无人驾驶船舶的避碰实践。

( 3 ) 扩展互见的外延既是适应航海技术飞速发展的需要,又是适应无人驾驶船舶与有人船舶长期共存的必然要求。

( 4 ) 将《避碰规则》第二章第三节改为“船舶在非互见中的行动规则”,既考虑了无人驾驶船舶与有人船舶长期共存的问题,又能够体现《避碰规则》随着科技进步及船舶通航环境变化而与时俱进。

( 5 ) 无人驾驶船舶改变的主要是收集避碰信息及决策避碰行动的手段,并没有改变船舶的操纵性能,因此,不宜为无人驾驶船舶制定特殊的驾驶和航行规则,以及特殊的信号规则。

参考文献:

[1] 龚瑞良,吉雨冠.智能船舶技术和无人驾驶技术研究[J].船舶,2016(5):82-87.

[2] 严新平,褚端峰,刘佳仑,等.智能交通发展的现状、挑战与展望[J].交通运输研究,2021(6):2-10.

[3] JOKIOINEN E. Remote and autonomous ships: the next steps[R].London: AAWA,2016.

[4] Maritime Autonomous Surface Ships Proposal for a regulatory scoping exercise[EB/OL].(2017-02-27)[2022-10-07]. http://www.imo.org/en/MediaCentre/MeetingSummaries/MSC/Pages/Default.aspx.

[5] 高宗江,张英俊,孙培廷,等.无人驾驶船舶研究综述[J].大连海事大学学报,2017(2):1-7.

[6] 张铎.新技术条件下避碰规则修正建议[J].世界海运,2020(9):1-4.

[7] PRITCHETT P W.Ghost ships:why the law should embrace unmanned vessel technology[J].Tulane Maritime Law Journal,2015,40(1):197-226.

[8] 东昉,刘正江.数字航海[M].大连:大连海事大学出版社,2010.

[9] 朱金善,孙立成,戴冉,等. 海上光污染及对现行《国际海上避碰规则》的修改意见[J].中国航海,2006(2):29-33.

[10] 吴兆麟,赵月林.船舶避碰与值班[M].大连:大连海事大学出版社,2014.



作者简介:

阎涛,深圳港引航站,高级引航员。

朱金善,大连海事大学航海学院,教授,船长,工学博士。

CCS《船舶自主航行检验指南》(初稿)征求意见

《船舶自主航行检验指南》(初稿)征求意见 (ccs.org.cn)

各有关单位:

       为满足船舶自主航行系统认可及船舶智能航行附加标志检验需求,中国船级社编制了《船舶自主航行检验指南》(初稿)(见附件1)。现向业界广泛征求意见,诚请有关单位提出宝贵的意见和建议,并于2022年12月31日前将反馈意见以附表形式(附件3)反馈至相关联系人邮箱。(相关附件请前往原链接获取)

       联系人:王新宇(电子邮件:[email protected];电话:15903336351)

       为方便及时进行反馈意见沟通,请在反馈意见表中填写联系人相关信息。
       

       感谢贵单位的大力支持!

第一批智能交通先导应用试点项目(智能航运方向)

交通运输部办公厅关于公布第一批智能交通先导应用试点项目(自动驾驶和智能航运方向)的通知-政府信息公开-交通运输部 (mot.gov.cn)

沿海集装箱船智能航运先导应用试点

推荐单位:山东省交通运输厅

牵头单位:智慧航海(青岛)科技有限公司

参与单位:交通运输部水运科学研究院、山东省港口集团、山东海事局、交通运输部规划研究院、交通运输部北海航海保障中心、中国船舶集团第七〇四研究所、青岛航运发展研究院

在山东沿海区域,开展辅助驾驶、遥控驾驶、自动靠离泊等试点应用。

(一)在青岛-董家口-日照航线,投入1艘集装箱运输船,累计完成辅助驾驶航程不少于9000海里,航时不小于900小时;遥控驾驶航程不少于1000海里,航时不小于150小时;自动及遥控靠离泊不少于100次;集装箱运输量不少于5万TEU。
(二)形成试点工作总结报告,围绕沿海集装箱船遥控驾驶场景,编制技术指南不少于1项。
2022年8月至2023年12月

沿海大型散货船智能航运先导应用试点

推荐单位:国家能源投资集团有限责任公司

牵头单位:国能远海航运有限公司

参与单位:国家能源投资集团有限责任公司、国能黄骅港务有限责任公司、迈润智能科技(上海)有限公司、亚太卫星宽带通信(深圳)有限公司、交通运输部水运科学研究院、中国船级社

在东部沿海区域,开展大型散货船电子瞭望、感知增强、远程诊断、拖轮智能协同等试点应用。

(一)在黄骅/天津-上海、黄骅/天津-珠海航线,投入不少于13艘沿海大型散货运输船,累计完成电子瞭望、感知增强、远程诊断航行不少于150航次,航程不少于10万海里,大宗商品运输不少于1000万吨。
(二)在黄骅/天津-扬州/南京航线,投入不少于1艘江海联运散货运输船,累计完成电子瞭望、感知增强、远程诊断航行不少于15航次,航程不少于1万海里,大宗商品运输不少于60万吨。
(三)在黄骅港区,投入不少于1艘沿海大型散货运输船和4艘拖轮,累计完成拖轮智能协同进出港与靠离泊不少于50次。
(四)形成试点工作总结报告,围绕沿海大型散货船增强感知场景,编制技术指南不少于1项。

2022年8月至2023年12月

长江干线典型航段智能航运先导应用试点

推荐单位:交通运输部长江航务管理局

牵头单位:长江航道局

参与单位:长江航道规划设计研究院、武汉理工大学、长江水上交通监测与应急处置中心、长江航运发展研究中心、上海长江轮船有限公司、武汉长江船舶设计院有限公司、长江重庆航道局、重庆海事局、长江万州航道处、长江南京航道局、长江引航中心、长江通信管理局、重庆轮船(集团)有限公司、重庆果园集装箱码头有限公司、南京港(集团)有限公司、南京长江油运有限公司、武汉吉嘉时空信息技术有限公司、杭州数澜科技有限公司、中国移动上海产业研究院、福建省船舶智能航行安全控制工程研究中心、安徽博微广成信息科技有限公司

在长江干线典型航段,开展远程辅助驾引、感知增强与信息服务、控制河段船舶组织通行等试点应用。

(一)在重庆-上海航线,投入不少于2艘散货船,累计完成远程辅助驾引不少于30艘次,航程不少于7万公里。
(二)在九江-南京航线,投入不少于1艘散货船,累计完成远程辅助驾引不少于40艘次,航程不少于2万公里。
(三)在长江上游广阳坝雾区,投入不少于1艘工作船舶,累计完成感知增强与信息服务不少于200艘次,航程不少于5000公里。
(四)在长江上游铜锣峡控制河段,投入不少于1艘工作船舶,累计完成船舶组织通行不少于200艘次,航程不少于5000公里。
(五)形成试点工作总结报告,围绕内河船舶辅助驾驶场景,编制技术指南不少于1项。

2022年8月至2023年12月

工信部等五部门联合发布《关于加快内河船舶绿色智能发展的实施意见》

工业和信息化部、发展改革委、财政部、生态环境部、交通运输部日前联合发布《关于加快内河船舶绿色智能发展的实施意见》,《意见》提出到2025年,液化天然气(LNG)、电池、甲醇、氢燃料等绿色动力关键技术取得突破,船舶装备智能技术水平明显提升,内河船舶绿色智能标准规范体系基本形成。培育一批有影响力的绿色智能内河船舶设计、建造、配套和运营企业,打造一批满足不同场景需求的标准化、系列化船型,形成可复制、可推广的经验,初步构建良性可持续发展的产业生态。到2030年,内河船舶绿色智能技术全面推广应用,配套基础设施、运营管理、商业模式等产业生态更加完善,标准化、系列化绿色智能船型实现批量建造,产业链供应链水平大幅提升,初步建立内河船舶现代产业体系。

(八)推动新一代智能航行船舶技术研发应用。加强新型数字化智能船用设备研发,开展基于5G网络的“岸基驾控、船端值守”船舶航行新模式研究,重点突破船岸协同下的远程驾驶技术和避碰技术,提升船岸通信能力和安全水平。研究在通航秩序好、船舶交通密度适中的骨干支线航段客船、货船上率先开展远程驾驶系统技术的试点示范。加强智能船舶前瞻性技术布局,探索发展自主航行船舶,推动内河航运创新发展。

美国船级社《自主船白皮书》发布,提出基于目标的规则框架(三)

https://mp.weixin.qq.com/s/JAa4PQxllre_uc1Bh9TVkQ

前言2022年3月,美国船级社发布《自主船白皮书》规范指南,提出基于目标的未来规则框架,以实现船舶的自主运行。该白皮书提出了对完全自主船舶从头开始构建的基于目标的框架,共10个目标,以支持自主技术的创新和应用。

此外,白皮书还列出了自主技术的实施和运营中的应解决的关键性问题,包括六个方面:远程控制中心、船上配员、仿真测试、网络安全、人工智能 (AI) 和机器学习 (ML)。

1、远程控制中心   自主和远程控制的船舶将由远程控制中心进行监控或控制。这是海洋和近海操作领域的一个新概念。远程控制中心所担任的角色有: 

• 自主船各方面的航行规划,例如导航航路点的设置和船舶机械的配置; • 监控航行进程;• 保持态势感知 ;• 船上机械和船舶船体/结构的健康监测;• 异常和紧急情况的响应;• 在港口或沿海国家的水域中与其通信并共享信息,例如与港口的 VTS(船舶交通服务)系统联络; • 与周围船舶通信;• 不同操作模式之间的控制切换。远程操作有多种配置。远程控制中心/操作站可以位于岸基或在另一艘船舶上。远程控制/操作站可以监控和控制多艘船舶。考虑到海员具备船舶操作所需的大部分技能和经验,第一批远程操作员很可能是海员。

自主和远程控制操作情景

2、连通性

船舶与执行监测和控制的远程控制中心之间的连通,对自主和远程控制功能非常重要,需要考虑各种因素,例如带宽、数据完整性、可靠性和延迟。与船舶的数据连接应具有很好的鲁棒性,并具有故障恢复能力。

目前有两种主要的通信方法,蜂窝网络和卫星网络,它们分别用于沿海和远洋服务。

蜂窝网络依靠基站提供通信覆盖,其范围受限于基站的可用性,只能连接到靠近岸边的船只。卫星网络可以覆盖全球,因此是连接远岸船舶的唯一选择。 

尽管蜂窝网络受距离所限,但它的延迟通常低于卫星网络,因为卫星网络的传输经历从卫星到船舶很远的距离。高轨道上的卫星比较低轨道上的卫星具有更高的延迟。

5G 蜂窝技术的出现为自主和远程控制操作创造了更多的可能。5G的速度高达10Gb/秒,可能比4G快100倍。与大约200毫秒的4G延迟相比,它的延迟率也显著降低,仅为1毫秒。然而,5G 蜂窝技术的覆盖范围小于4G技术。建立5G网络需要大量的基站投资,这在港口水域也可能难以实施。尽管如此,有可能在邻近的船舶之间利用本地移动自组织 5G 网络来实现彼此之间的快速数据交换。 

3、配员
《联合国海洋法公约》(UNCLOS)第 94 条第(4)款(b)项要求所有船舶“应当由具有适任资格的船长和高级船员所操控”。 SOLAS、MARPOL、STCW 和其他各种公约假定船长在船并有人值班。 自主技术需要克服的法律、监管和社会挑战需要经历一些时间。

4、仿真测试自主和远程控制软件功能故障会对任务、性能或安全产生严重的后果。因此,应对它们进行全面彻底的测试和验证。 传统的验证方法通常成本高、耗时长、在可重现的场景中受限,并且在出现不可接受的行为时存在风险。 为了提高可靠性并避免灾难性故障,可以使用系统级预验证方法来测试软件,它通过模拟虚拟世界来完成,以在应用之前发现故障并修复它们。 模型在环 (MIL,Model-in-the-Loop)、软件在环 (SIL,Software-in-the-Loop) 和硬件在环 (HIL,Hardware-in-the-loop) 仿真技术,已广泛用于基于模型的设计(MBD,Model-Based Design),在航空航天、军事和汽车行业中可用于自主和远程控制功能。 

5、网络安全

近年来,行业已将安全重点从传统的船体、机械和电气领域扩展到软件和网络安全领域。操作安全很大程度上取决于软件的设计操作和船舶的操作技术系统不会受到外部干扰(无论是否恶意)。 

自主和远程控制操作通过卫星或蜂窝进行持续通信,这大大增加了船舶或海上装置的网络脆弱性。  

网络安全不能再被视为自主讨论的外围,而必须处于其核心。 

为实现自主和远程控制操作,需要对网络安全的整个生态系统进行综合考虑,包括来自船舶的船上系统、通信系统、远程控制/操作站系统、人工操作员和其他接口系统,如港口船舶交通系统 (VTS)和其他服务提供商。 

6、人工智能和机器学习

人工智能 (AI) 是一种创建智能系统的技术,该智能系统目标是模拟人类智能。机器学习 (ML) 是人工智能的一个子领域,它使机器能够从过去的历史数据中学习,而无需明确编程。人工智能和机器学习技术正越来越多地应用于智能和自主功能。 

例如,不同的回归算法已被用于预测船舶的运行参数,比如所需的主机功率;深度学习已被用于船舶识别和跟踪;强化学习 (RL) 和神经网络 (NN) 已被用于船舶路径规划和优化。  

尽管机器学习在定义模糊的领域中取得了成功,但人工智能软件可能包含神经网络学习过程中引入的错误。例如,Katz 分析了下一代无人驾驶飞机机载防撞系统的深度神经网络实现,发现该系统有几个逻辑要求不成立,以及一些可能导致错误防撞动作的对抗性扰动。因此,这是行业应该关注并努力为人工智能和机器学习技术构建验证和验证框架的重要领域。

翻译/排版:青岛海事局  王若筠

ABS发布自主船舶白皮书

http://www.eworldship.com/html/2022/classification_society_0310/180159.html

近日,在新发布的《ABS自主船舶白皮书》中,美国船级社(ABS)提出了一个基于目标的未来规则框架,以实现船舶的自主运行。行业内采用自主功能日益增多,该白皮书的发布将会是强有力的支撑,并一如既往地关注自主功能实施过程中的安全。白皮书中提出了十个目标,为自主船舶的设计与运行构建了一个框架,并阐述了在实施中的关键问题。

该白皮书还涵盖了IMO海上自主水面船舶(MASS)监管范围界定(RSE)的最新结果,这是迈向自主运行规范制定的重要一步。

ABS全球工程与技术高级副总裁Patrick Ryan表示:“要实现船舶完全自主运行,海事行业需要对其设计进行规范。在IMO正在朝这个方向努力的同时,ABS也有能力提出自己的框架来支持自主技术的安全创新与运用。我们之所以能够做到这一点,要归功于我们与世界各地的顶尖远程控制和自主项目的关键参与者进行了业界领先的合作。这些丰富的经验夯实了此次发布的白皮书中概述的方法和框架。”

ABS自主化和远程控制技术方面的丰富的经验一览:

•      Keppel Offshore & Marine与ABB开发的远程运行港口拖轮是世界第一艘获得ABS REMOTE-COM(NAV)符号的船舶,该船满足ABS远程控制航行相关要求

•      ABS向ST Engineering、POSH和M1 Limited的自主拖轮项目技术授予了原则性认可证书(AIP)

•      ABS与现代重工(HHI)签署了一项战略框架协议,在一系列自主项目上开展合作

•      ABS与Svitzer A/S合作开发RECOTUG™,——一种设计为可实现从岸上的远程中心进行全部操作的商业拖轮。

智能船舶规范 2022修改通报

https://www.ccs.org.cn/ccswz/specialDetail?id=202203040291569813

为适应智能船舶发展、智能新技术应用、环保新要求实施等方面的需求,持续改善智能船舶规范标准的先进性、准确性、可操作性,中国船级社开展了智能船舶新技术及规范标准研究。在充分考虑上述需求、业界反馈、IMO/IACS新要求的基础上,并结合CCS最新研究成果,完成了《智能船舶规范》2022修改通报的编制。本次修订主要包括如下内容:

(1)新增智能船舶附加标志授予6个月以后执行实施检验的要求,以进一步验证智能方案船上实施的有效性;

(2)修改智能船舶网络安全要求,明确智能系统网络安全应满足CCSCCS《船舶网络系统要求及安全评估指南》第4章的要求;

(3)修改远程控制或自主操作船舶(符号Ri或Ai)的保安要求,明确船上有人情况下的保安系统要求;

(4)新增船上备有智能系统操作手册的相关要求,明确操作手册需考虑的主要内容;

(5)新增开阔水域自主航行船舶(符号No)具有多感知数据融合能力的要求,以消除单一感知来源的错误;

(6)补充气体燃料发动机及相关辅助系统状态监测范围、监测目标要求;

(7)修订电力推进系统的状态监测要求;

(9)新增船舶营运碳强度指标CII计算、评估分级、辅助决策等相关要求;

(10)调整智能集成平台章的整体框架,系统要求按通用要求、系统集成、数据采集/获取、数据存储、数据整合、船岸信息交互、信息共享与展现等各个层次分别予以规定,并补充图纸资料提交要求;

(11)补充自主航行船舶应通过分析和评估确定适合的故障安全模式的要求,明确故障安全模式分析时需要考虑的主要因素。

《智能船舶规范》(2022修改通报)于2022年4月1日起生效。

附件为该修改通报的参考内容,最终版本以我社正式出版物为准。