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智能船舶风险分析和对策

来源:航运在线  2020-01-10  我要评论  

导读:

智能船舶在节省船舶能耗和减少船舶配员等方面具有较大的潜力,近年来已成为航运界关注的热点,但其安全问题也不容忽视。智能船舶高度依赖计算机、自动控制、网络通信和人工智能等技术,因此黑客不但可能攻击船舶的计算机系统,还可以远程控制卫星通信和导航系统,让船舶碰撞甚至发生爆炸沉没。智能船舶风险分析和对策研究很有必要。

一、智能船舶的发展及影响

 (一)智能船舶的发展

 “海上自主水面船舶”(简称“自主船舶”)被定义为能在不同程度上可以独立于人类交互作用独立运行的船舶,该概念在2017年召开的MSC98届会议上被正式提出。国际海事组织公布了船舶自主化发展的四个层级。第一级:船舶拥有自动化处理以及决策支持功能,但海员在船并可随时接管。第二级:实现远程遥控,可从其他地点控制和运营船舶,海员在船可以操作和控制船舶。第三级:实现远程遥控,海员不在船。第四级:完全自主船舶。船舶自主化发展的过程实质上就是智能化发展的过程,第三级和第四级的就是无人船。

欧洲在自主船舶研发方面快人一步,韩国直接将自主研发的智能技术应用于新建船舶,日本将智能船舶标准制定列为重点任务。2015年12月,中国船级社(CCS) 发布了《智能船舶规范》。该规范中智能船舶的概念一般包括智能航行、智能船体、智能机舱、智能能效管理、智能货物管理和智能集成平台等6个方面的功能(见图1)。 于2019年12月4日发布的《智能船舶规范》(2020)新增了远程控制(船上有船员)、远程控制(船上无船员)功能要求以及自主船舶功能要求。智能船舶已被列为《中国制造2025》等多项国家战略的重点发展对象,我国先后印发了《智能船舶发展行动计划(2019-2021年)》《智能航运发展指导意见》,提出了明确的发展任务,大力发展智能船舶。在《交通强国建设纲要》中,智能航运和智 能船舶也被重点提及。近年来,我国已经交付了散货船、矿砂船、集装箱船和原油船等多个船型的智能船舶。

 (二)智能船舶发展的影响

智能化船舶尤其是无人商船的发展对海上交通安全带来新的挑战,对船舶管理和船员管理相关的国际规 则和标准带来较大的影响。现有的国际公约中明确规定以船员在船和船员手动操控作为保障船舶安全的基本措施,在公约中大量使用了“警报”和“手动操作”,这与智能船舶最终实现无人操控的发展目标不一致。SOLAS在第V章“航行安全”中强调“配备足够数量和胜任的船员”是各缔约国政府承担的义务。几十年来,船舶配员已经逐步减少。智能船舶必然会进一步减少配员,但船上连一名船员都没有的情形是难以接受的。STCW公约明确规定,该公约适用于在缔约国“海船上工作的船员”。如何在公约中规定无人商船的岸基操控人员资格?STCW公约中值班安排和应遵循的原则明确规定:“负责航行值班的高级船员在值班时间内始终在驾驶台或与之直接相连的场所,如海图室或驾驶台控制室,对船舶航行安全负责”。智能船舶的操控人员可能在陆地的遥控中心,值班人员可能远离驾驶台或与之直接相连的场所。COLREGS规定了保障航行安全的规则,比如为避免船舶碰撞应运用的“良好的船艺”,船舶在航行时应遵守“正规的瞭望”。这些避碰规则也对智能船舶的航行提出了挑战,无人商船碰撞事故的责任认定也是一个难题。

二、智能船舶风险分析

 (一)智能船舶风险特征

智能船舶在动力装置稳定性、远程操控可靠性、人为因素、信息传输安全性和软件安全性等方面存在较大的风险。智能船舶仍然存在可能导致碰撞和搁浅等事故的风险,主要包括船舶自身的设备和系统运行存在的潜在风险,船舶航行所处的自然和通航环境存在的潜在风险,以及操控人员的人为失误风险。履行值班职责的操控人员远程操控船舶时可能出现海上航行情景意识感知失误、决策失误和应急处理失误等情况,人为因素仍然是关键的。网络安全风险也可能导致船舶失去控制甚至失联的后果。智能船舶风险分析模型。

 (二)智能船舶风险因素

智能船舶风险因素包含3个方面的14个子因素。 2019年6月5日至14日召开的MSC第101届会议批准了自主船舶试验的临时指南。该指南指出,应适当地确定与试验相关的风险,并且应将降低风险的措施落实到位,使风险达到最低、合理可行和可接受的程度。无论远程还是船上,参与试验的任何人员都应具备适当的资格和经验,并采取措施使风险达到可接受的程度,还应对用于试验时的系统和设备进行充分的网络风险管理。

三、基于风险防控的智能船舶发展对策

 (一)船舶设备和系统风险防控对策

1. 制定专门的智能船舶规则和遥控中心规则,或在SOLAS中增加单独的章节,以排除智能船舶面临的公约限制和监管障碍。同时应制定智能船舶设备、系统和算法的认证相关的标准,以确保船舶设备和系统安全可靠。

2. 研究探索无人商船设备系统故障及突发事件的应急处置策略,构建风险监测和预警系统,并制定相应的国际合作机制。

3. 抢占技术和标准的制高点,我国应防范在智能船舶技术上受控于人、任人宰割的风险。

 (二)人为因素风险防控对策

在船员培训方面,本文提出以下对策:

1. 积极研究智能船舶岸基操控人员的内涵以及适任要求,以应对船舶智能化发展对操控人员更高的要求,本文建议的适任要求。可对STCW公约进行修订,增加不同层级的智能船舶操控人员的适任要求,并打破公约对无人船舶的限制,以使各个层级的智能船舶 都适用STCW公约。

2. 研究制定智能船舶所需人才的培养方案。根据智能船舶对船舶操控人员和其他类型人员的需求,制定相应的人才培养目标,改革现有的人才培养方案。建立传统船员向智能船舶操控人员及其他相关的岸基工作人员转型的机制,稳定现有的船员队伍。

3. 研究制定岸基操控人员定期或定航线随船航行的相应规定,使智能船舶的岸基操控人员具备丰富的海 上航行经验以培养海上情景意识和应急处理能力。同时也保持一支可在海上手动操控船舶的船员队伍,为海运安全提供保障。

在船舶配员方面,我国应针对不同自主船舶级别制定相适应的船舶减员指南,适时签发逐渐减员的最低安全配员证书,在确保航行安全的前提下规范智能船舶的配员。

 (三)网络安全风险防控对策

1. 进一步完善智能船舶网络安全解决方案和相关的标准,提出提案将相关要求纳入ISM Code。

2. 发挥我国拥有的通信技术优势,研究将量子通讯这一彻底杜绝间谍窃听及破解的技术应用于船舶与岸基通信的方案。

 (四)海事监管方面的其他对策

1. 制定切实可行的智能船舶试航监管方案,包括测试水域的管理、海事安全与环境保护要求等。

2. 在梳理相关公约和法规的基础上,采用情景分析法,梳理现有的海事监管业务和服务职能。分析预测以不同层级的智能船舶为监管和服务对象时海事业务面临的新情况,为制定海事发展规划提供支撑。

3. 在现有VTS等监管手段的基础上进一步创新,研究制定智能船舶海事监管服务模式,比如探讨与到港无人商船可行的沟通方式和划定智能船锚泊区等,并建立监管服务平台。

4. 培养智能船舶海事监管队伍。智能船舶海事监管人员还应掌握智能船舶的基础知识和相关技能,尤其是船舶检验和安全检查人员。

四、结语

船员对船舶的重要性不言而喻,尤其是在应对风险时,因此完全自主化商船的实际运营任重而道远。本文构建了智能船舶风险分析模型和风险评估指标体系,研究了船舶设备和系统、人为因素、网络安全以及海事监管等方面的对策,并针对性地提出了公约修订、船员管理和创新监管模式等多个方面的建议。在相关国际公约尚未明确前,应未雨绸缪,牢记海事使命,多研究问题和对策。限于作者水平和精力,本文仅对智能船的风险和对策做了简要分析,很多问题还需要继续深入研究。

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