全球主要船级社智能船舶规范比较

珠海云洲智能科技股份有限公司 潘 登

中国船级社 孙 武

珠海云洲智能科技股份有限公司 赵继成

进入21世纪第二个十年，无人艇在全球范围内如火如荼地发展起来，各类产品开始广泛地应用在多个领域，从环境保护到安防巡逻，从海洋调查到军事应用，从应急救援到科技文旅，到处都可以看到无人艇的身影。

随着无人艇技术的快速发展，大型船舶的智能化和无人化也呼之欲出，智能船舶和智能航运成为全球关注的新热点。在各国政府的大力支持下，业界开展了广泛而深入的研究。各利益相关方一致认为规范、标准、公约和法规是指导水面船舶设计、生产、检验、认证、运营的重要依据。在传统船舶行业，这些文本较为完备，为行业的规范、健康发展提供了有力保障。而无人艇、智能船舶等属于新生事物，目前与之对应的规范、标准、公约和法规等极不健全，严重阻碍了行业的规范、健康发展。规范化和标准化成为行业发展的当务之急。

在这个背景下，2015年中国船级社发布了全球首个智能船舶规范，并于2016年3月正式生效。此后，英国船级社、日本船级社、美国船级社、挪威船级社、法国船级社等全球主要船级社陆续发布了智能船舶相关的规范或者指南，为各国智能船舶行业的规范化发展打下了基础，促进了行业的健康、有序发展。在此期间，国际海事组织也对智能船舶的自主等级进行了定义。

本文研究了各国船级社规范的主要内容和特点，并通过横向和纵向对比，分析了这些规范关注的侧重点以及规范之间的差异，从而对智能船舶形成了更加深刻的认识，在此基础上提出关于智能船舶规范发展的一些建议。

各主要船级社智能船舶规范概述

截至目前，有六家船级社（见表1）发布了智能船舶相关规范，其中中国船级社最早行动，其智能船舶规范发布于2015年12月，并于2016年3月正式生效。其规范采用GBS框架，按照目标、功能、要求的层次，基于模块化的思路进行编写，涵盖航行、轮机、船体、能效管理、货物管理、集成平台六大智能功能。在2020年的换版中，增加了远程控制船舶和自主操作船舶两个新的章节，将智能航行进行功能细分和详细描述。中国船级社以安全、环保、经济和高效为出发点，引入人工智能新理念，结合行业应用经验，制定智能船舶规范，推动了船舶设计建造的发展。

英国劳氏船级社作为全球最古老的船级社，紧随中国船级社，于2017年2月发布了《无人海事系统的规则》。该规则沿用了传统船舶规范的体系，其章节和传统船舶规范高度一致，分为结构、稳性、控制、电气、导航、推挤装置、消防等章节，并以无人驾驶的视角从适用范围、目的、功能目标、性能要求四个层面对无人系统进行了相应的论述。本规范中的无人系统主要是指无人艇和无人潜器。

作为第三个发布相关文本的船级社，日本船级社2017年发布了《自动操作船舶概念设计指南》。整个指南有七个章节，主要涉及安全设计要素、风险评估、自主等级分组、远程遥控等几个方面。日本船级社借鉴无人车提出了一个船舶运营设计域（Operational Design Domain）的概念。通过这个概念，日本船级社将船舶自主驾驶分为限定场景下的自主驾驶和不限场景的自主驾驶。

在2018年发布指南的还有和德国船级社合并后的挪威船级社，该指南的名字叫《自主船舶和遥控船舶》，全文有111页，是各大船级社发表的智能船舶相关文本中页数最多的，涵盖的内容也最为广泛，主要章节有主要原则、认证流程、航行功能、船舶工程功能、远程控制中心、通信功能。挪威船级社用一个单独章节分析了远程控制中心，足见其重视程度。另外，挪威船级社还提出虚拟测试的概念，通过仿真模拟对自主系统和遥控系统进行测试，以提高实船测试的效率、减小实船测试的成本。

表1 各主要船级社规范汇总表

图1 虚拟测试框图

图2 ABS Smart function implement and assessment

美国船级社在2019年5月发布了《船舶与海工单元的智能功能》的指南，内容主要包括目标原则、风险分类、数据、船体结构健康、轮机健康监视、系统评估、服务提供商、调试检验等。本指南建立一套完整的智能功能的施行和评估体系。同时，本指南还提出了服务提供商（SP）的概念，为智能航运业态的建立提供了新的思路。

法国船级社姗姗来迟，但并没有缺席智能船舶盛宴，于2019年10月发布了名为《自主航运》的指南，这是唯一一个以智能航运为目标的指南。指南包括通则、风险和技术评估、自动化系统的功能性、自动化系统的可靠性等章节。在通则中，明确提到了安全和安保，同时对于公约的适用性也进行了概述。

各主要船级社关于船舶自主等级的比较

各主要船级社对智能船舶的自主等级进行了不同的划分（见表2），国际海事组织也在第100次海安会上将自主船舶分了4个等级。通过横向对比，我们可以得出如下结论：

表 2 IMO以及各国船级社智能船舶等级划分对比

1、IMO主要从船上是否有人以及遥控自主的角度将船舶的自主程度分成了L1-L4四个等级。但对遥控和自主没有进行定义和解释。

2、中国船级社和IMO保持了高度一致性。其将自主操作分为三个等级：A1-锚地到锚地，有人引水；A2-锚地到锚地，遥控引水；A3-泊位到泊位，全程自主。这个细分对新的商业模式有很好的启发。

3、其他船级社没有将是否有人在船作为自主等级的区分依据，对遥控也没有开展过多的论述。以英国船级社为例，从A3到A6，人员的监督要求逐次递减，但规范并没有要求一定要在船监督，远程监督可以被默许。各船级社主要基于机器决策的能力、人员干预的程度来区分智能船舶的自主等级。自主等级越高，机器决策水平越高，对人的依赖越少。

4、感知、认知、决策、执行是智能系统的四个经典步骤，对于智能船舶也是如此，大多数船级社参考了这四个步骤对智能船舶的等级进行了区分。传统船舶是船员感知和机器感知相结合，认知、决策由人来实现，执行由机器实现。而全自主的船舶，从感知到认知，从决策到执行都是有机器来实现。

各主要船级社关于风险的观点

风险控制是智能船舶的关键，关于风险，各国船级社规范也体现了不同的观点。

中国船级社建议风险评估可以参照CCS《船舶综合安全评估应用指南》进行。在其智能船舶规范中没有专门的章节对风险进行论述。

英国船级社基于风险控制，分别从范围、目标、功能、性能四个维度对人机交互、数据质量、系统架构、硬件、软件、通信网络、安保、系统集成等九个风险要素进行了论述。

表3 各国船级社关于智能船舶风险考虑

日本船级社强调要进行风险识别，并建立风险场景，做好风险评估，最后考虑如何减轻风险。在风险点上，其主要从人机交互、船舶自动化、通信网络、计算机系统的可靠性、传感器失效、网络攻击、外来物理入侵等几个方面进行考虑。

美国船级社提出风险矩阵和风险因子的概念对风险进行评估，在风险点上主要考虑的是：1）智能功能的角色；2）软硬件的复杂性、数据分析、算法和模型；3）软硬件、网络、数据通信的可靠性； 4）船上系统的冗余设计；5）失电；6）分析模型、数据的不确定性；7）算法和模型准确性和鲁棒性；8）数据完整、软件质量和网络安全；9）操作失误、人为因素；10）数据的潜在整体性影响；11）来自一体化和互用的潜在失效。

挪威船级社在其规范中同样采用了基于风险的原则，并提出最小风险条件的概念。在风险管控方面，挪威船级社提出了一套完整的新颖设计的流程。

法国船级社有一个单独的风险技术评估章节，在该章节中提出危害识别、风险指数、风险评估和风险控制的要求。在风险点上，法国船级社分别从航程风险、航行风险、感知风险、通信风险、船舶系统风险、远程控制风险和安保风险等几个方面进行考虑，并且对各个方面的风险进行了细分。

结论和建议

通过上述研究，我们可以得出如下结论：

1、各国船级社都根据本国的技术和产业发展情况，制定了相应的智能船舶相关的规范，但各国船级社对智能船舶均有不同的理解。

2、目前各国船级社的规范主要还是从目标、功能和性能等方面对智能船舶进行规定，在解决方案和检验指南方面涉及较少。

3、智能船舶的风险是各国船级社关注的重点，但各船级社对风险的认知、风险的识别以及如何降低风险均有不同的看法。

基于上述研究，我们有如下建议：

建议各船级社参照散货船、油船共同规范的做法，携手编撰智能船舶的共同规范。在关于智能船舶的自主等级划分上形成共识；在检验的具体操作上，形成具备可执行的条文；在风险的识别和管控方面综合各船级社的意见，形成一套完整的风险识别、风险评估、风险控制体系。