△ IMO海安司船舶技术和GBS主任Sascha Pristrom博士

近年来,随着航运智能转型的加速推进,业界对自主航行技术的探索力度不断加大,在自主船舶研发方面取得了许多进展。为此,国际海事组织(IMO)也在积极开发自主航运监管框架,着手制定海上自主水面船舶规则(MASS Code)。在2023年10月于中国青岛举办的首届世界航海科学技术大会上,IMO海安司船舶技术和GBS主任Sascha Pristrom博士围绕IMO MASS监管的主题发表了视频演讲,深入剖析了MASS发展相关的机遇和挑战。随后,在接受本刊记者专访时,Sascha Pristrom博士向我们分享了一些当前业界成功开展的MASS试验案例,进一步介绍了IMO在自主航行船舶监管方面的工作与MASS规则开发进展,并对如何克服MASS监管所面临的挑战以及自主航行安全等问题做出了专业解读。

问:从国际海事组织(IMO)的角度,目前自主航行船舶是如何定义的?

答:目前,海上自主水面船舶(MASS)的定义工作仍在进行中,尚未形成一致结论。不过,IMO已经进行了一些初步尝试来阐明什么样的船舶可以被视为MASS。2021年发布的关于MASS使用的监管范围界定工作(RSE)成果(MSC.1/Circ.1638号通函)中指出“MASS可包括不同自动化程度的船舶,从为人类船员提供协助的部分自动化系统到能够在无需人类干预的情况下承担船舶各方面操作的完全自主系统”。

IMO当下正在制定基于目标的非强制性MASS规则,将适用于悬挂IMO成员国船旗的MASS,该工作必须明确MASS规则何时适用。参与MASS规则制定的一些IMO成员国认为,我们的工作思路应当是确定规则何时适用,而不是船舶何时可被视为MASS。这一点应结合许多国家目前的做法来看,即将侧重点放在自主功能而非整艘船上,也就是说,MASS规则可能只适用于某一特定功能(远程或自主航行功能),而其他所有船舶功能仍可按常规方式进行。从广义上讲,目前起草的MASS定义“是指在不同程度上可以独立于人员干预运行的船舶”。

问:当下自主航行技术发展取得了怎样的成果?自主航行船舶开发现状如何?

答:目前行业中已经有不少成功的MASS试验,其中许多已向IMO报告,其目的是依据各国海事管理机构和行业的经验,推动MASS规则的制定。下面分享几个此类报告的例子,除此之外还有更多试验项目正在进行中。

中国于2021年7月向IMO海上安全委员会(MSC)报告了“筋斗云0号”MASS项目,这是一艘2019年设计和建造的实船试验船,用于开展自主航行试验。该船试验场地选在珠海淇澳岛南芒湾,为中国海事局船舶交通管理系统(VTS)覆盖区域。

法国于2020年9月成功试航了80米长的国际航行船舶“VN Rebel”号,由800公里之外的巴黎理工大学远程控制。

日本则通过“MEGURI 2040”呈现了全自主船舶航行示范测试结果。参与试验的船舶包括:在拥挤海域进行自主航行的集装箱船“MV Suzaku”号;在恶劣天气和海况下完成自主航行,并使用无人机进行系泊操作的集装箱船“MV Mikage”号;在18小时内成功进行了750公里自主航行试验的大型汽车渡轮“MV Sunflower Shiretoko”号;完成从离岸到靠泊自动航行的小型客轮“MV Sea Friend Zero”号;利用转弯和倒车动作进行靠/离泊以及在高速(最高26节)下完成自主航行的大型汽车渡轮“MV Soleil”号。

韩国成功测试了180000立方米LNG运输船“MV Prism Courage”号,该船从美国东海岸出发抵达韩国,在通过巴拿马运河前往日本西南部的航程中进行了10000公里、持续约360个小时的自主航行,期间没有任何人工干预。

俄罗斯报告IMO,该国最大的两艘车辆运输船“MV Marshal Rokossovsky”号(IMO编号:9872341)和“MV General Chernyakhovsky”号(IMO编号:9878929)已在2022年签订了使用自主航行(a-Navigation)系统运营的合同,其目标是能够根据俄罗斯联邦国家法律归入MASS级。这些船舶如果获得MASS船级,就可以在自主航行的情况下运行,并具有远程控制和手动控制超控能力。在这方面需要了解的是,俄罗斯还通过国家立法为MASS的运行提供了法律依据——许多人认为这是MASS商业化运营的主要障碍之一。

虽然还有许多技术障碍需要克服,但上述MASS试验表明,MASS的发展速度非常快,借助人工智能、合适的传感器和技术,以及MASS人类操作员的新角色和配置,在不远的将来,部署具备自主航行功能的大型商业船舶是可行的。

问:请您介绍一下,IMO在自主航行船舶监管方面现已开展了哪些工作?

答:IMO首先通过海上安全委员会,紧接着又通过法律委员会(LEG)和便利运输委员会(FAL)对其职权范围内的文书进行评估,开展关于MASS使用的监管范围界定(RSE),从而启动了自主航行船舶的监管工作。MASS监管范围界定的目的是找出IMO现有法规中妨碍自主或远程控制船舶运行的缺口。IMO的所有相关文书都得到了分析和评估,以确定存在哪些缺口,以及如何最好地解决这些问题。也许最明显的空缺仍然是船长所发挥的作用,根据IMO的各种法规文书,船长承担着许多义务和责任,这些法规隐含或明确要求船长必须在船上。关键问题之一就是如何解决MASS运行时船长处于远程操作中心(ROC)而非身处船上的情况。

MASS监管范围界定工作引入了4个层级的自主化水平:第一级是具有自动化流程和决策支持,但有海员在船上操作的船舶,第二级是船上有海员的远程控制船舶,第三级是船上没有海员的远程控制船舶,第四级是完全自主船舶。虽然四级自主水平的提出对监管范围界定工作的目标是有用的,可为审议MASS相关法规提供一个共同的基础,但关于这个问题的工作仍在继续,目前,操作模式的概念更受青睐。

在完成MASS监管范围界定工作之后,IMO海上安全委员会开始着手制定基于目标的非强制性MASS规则,根据商定的路线图,该法规将于2025年1月1日生效。关于MASS规则草案的工作正在进行中,还有许多挑战需要克服,其中只有一部分与技术相关。如何确保遵守《联合国海洋法公约》(UNCLOS)是一个问题,因为该框架公约规定了船长和(船旗国)政府的义务和责任。其他挑战涉及到法律责任、MASS认证,以及如何确保MASS规则能够解决所有可预见的风险,按照设想这将是一套包罗万象的规则。在起草MASS规则时所采用的基于目标的方法对于IMO文书而言并非全新事物:《极地规则》(Polar Code)、《使用气体或其它低闪点燃料船舶国际安全规则》(IGF Code)和《载运工业人员船舶国际安全规则》(IP Code)都是基于目标的文书,体现了IMO文书由目标、功能要求和规定(条例)组成这一概念。与规定性法规相比,目标型方法受技术、流程或数字化变革的影响较小。基于目标的文书具有技术不可知的特点,可提供灵活、新颖的船舶和设备设计解决方案。

非强制性MASS规则通过之后,IMO就将致力于直接起草强制性的MASS规则,该规则将考虑借鉴非强制性规则实施过程中取得的经验。按照目前的计划,强制性MASS规则预计将于2028年1月1日生效。 

问:业界对MASS规则十分关注,请您谈谈MASS规则的进展。

答:对于MASS的运营,业界和IMO成员国都有许多关心的问题。鉴于MASS运营还处于发展的初始阶段,而且在这方面还没有经过长期验证和检验的实践,因此在MASS规则中需要以一定程度的前瞻性来解决MASS固有的特定风险。在确保任何MASS解决方案本质安全的同时,为此类解决方案敞开监管之门也同样重要。弥合这一差距是IMO作为全球航运监管机构所面临的一项重大挑战。出于这样的考虑,正在起草的MASS规则旨在解决MASS特有的风险,并为试图运营MASS的航运公司提供监管工具,以便他们能按照目标型监管的基本原则实施MASS规则:无论船舶的设计和技术如何,都要有清晰明确的可证明、可核实、可实施和可实现的长期安全标准。

问:您在2023年世界航海科学技术大会的演讲中也曾提到制定MASS监管法规所面临的一些挑战,接下来MSC-LEG-FAL MASS联合工作组如何着手破解这些难题?

答:MSC-LEG-FAL MASS联合工作组将于2024年5月8日至10日举行第三次会议,继续讨论与这3个IMO委员会,即海上安全委员会、法律委员会和便利运输委员会的工作有关的事项。考虑到3个委员会在前几次会议上的讨论情况,新的会议将进一步探讨解决共同问题,包括:MASS船长和MASS船员所发挥的作用和承担的责任;证书和其他文件;信息共享,这是与沿海、港口国和港口主管机关等沟通义务的一部分;以及与连接、网络安全和远程控制操作有关的问题。

此次会议还将审议MASS相关的定义和术语,以及与“远程操作中心” 和“远程操作员”有关的问题,包括考虑远程操作中心位于船旗国境外的情况,并将更新联合工作组的工作计划。

联合工作组的讨论结果将提交给3个委员会,在得到它们的确认之后,将被反馈给海上安全委员会的MSC/MASS工作组和海上安全委员会MASS会间通讯组,以便将其纳入MASS规则草案。

问:您如何看待自主航运发展对于船舶航行安全的影响?

答:目前的MASS监管发展表明,MASS和传统船舶将会共存且并肩运行,而且在履行责任方面,MASS也没有例外,不能免除义务,也就是说,MASS需要能够与其他船舶通信,全面适用国际海上碰撞规则(COLREGs),并满足船舶报告要求。我们可以合理地预计,现实中不会很快出现不配备任何船员的MASS,但MASS技术将会在有人类监督的情况下发挥安全备份的作用。在算法适用性方面积累的经验将可用于提高航行安全。众所周知,在航运事故中,由人为失误造成的约占到80%——由于自主系统不会受到疲劳等因素的影响,因此 MASS可有助于减少此类事故。如果由训练有素的人员来操作,用于海事和航行感知的现代传感器和决策支持技术可提高海上安全。

然而,还有一些新的挑战需要克服。自主系统需要能够识别超出其操作范围的情况,并在超出边界后能够进入一种特殊的运行状态,包括接受人员干预(以使船舶不出现不可接受的风险,并能恢复在运行范围中航行)。关于在什么样的条件下应当启动这种特殊状态目前还在讨论当中。在航行安全方面,相关问题可能包括传感器无法向自主航行统一提供执行安全操作(如避碰)所需的必要信息的情况。这可能是由于传感器故障、传感器损坏或环境条件导致传感器数据无法传输等因素。还可能会出现所谓的黑天鹅事件,或者是在自主系统编程过程中没有考虑到的“未知的未知”。 

问:随着自主航行技术进一步发展创新,IMO将如何确保MASS监管框架跟上技术进步的步伐?

答:如前所述,MASS规则草案是按照基于目标的文书来制定的。这种方法比规定性法规更灵活,同时又不会削弱安全水平。此外,IMO的一种既定做法是在必要时对法规进行定期审查。MASS规则也不会成为例外,与其他许多文书一样,随着时间推移,MASS规则中也将补充更多的规定和实施指南以及性能标准。在这方面,还有一点要指出的是,IMO与国际标准化组织(ISO)和国际电工委员会(IEC)等国际标准制定机构保持着密切合作,确保IMO任何法规的实施在必要时都能得到相关标准的进一步支持。这也是国际标准制定机构参与IMO MASS规则制定工作的原因所在。