智能船舶國際標(biāo)準(zhǔn)體系版圖

中船重工國際海事與標(biāo)準(zhǔn)化研究部 馮書桓 吳笑風(fēng)

各國在智能航運(yùn)領(lǐng)域的投入日益加大，在國際標(biāo)準(zhǔn)化工作中的博弈也日趨激烈。

近年來，隨著信息通信、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等新興技術(shù)的不斷進(jìn)步，智能船舶的發(fā)展如火如荼。事實(shí)上，早在2006年，國際海事組織就提出e-Navigation的概念，旨在通過電子信息手段，在船上和岸上收集、整理和顯示海事信息，實(shí)現(xiàn)船-船、船-岸和岸-岸之間的信息互聯(lián)互通，以達(dá)到船舶航行的安全性、經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性。

智能船舶的優(yōu)勢

降低成本：一直以來，船員工資以及為保證其正常船上生活而設(shè)置的各類保障系統(tǒng)是船舶運(yùn)營成本的重要組成部分，而減少船舶配員甚至實(shí)現(xiàn)船舶無人化運(yùn)營是未來智能船舶發(fā)展的重要目標(biāo)。隨著船舶智能化水平的不斷提升，船舶自主決策、故障自診斷等技術(shù)使這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)成為可能，從而大大降低船舶運(yùn)營成本。與此同時，船員生活空間及保障系統(tǒng)的消失將使空船重量減輕，為貨物裝載提供更多空間，提高運(yùn)輸效率，從而實(shí)現(xiàn)更多利潤。

提高安全性：據(jù)估算，在船舶碰撞事故中，約有75%～96%的事故可歸結(jié)于人為原因。一旦發(fā)生事故，輕則耽誤船期造成經(jīng)濟(jì)損失，重則將會造成人員傷亡、危險(xiǎn)品泄露、交通中斷等嚴(yán)重后果。隨著智能船舶的發(fā)展，最終將通過智能感知系統(tǒng)與自主決策系統(tǒng)的應(yīng)用將相關(guān)航行避碰規(guī)則編寫成程序植入船舶系統(tǒng)中，通過反復(fù)迭代優(yōu)化形成可靠的自主航行系統(tǒng)，大大降低發(fā)生安全事故的概率。

提升船舶能效：智能船舶應(yīng)具有智能航行與智能能效管理功能，能夠運(yùn)用人工智能、大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)對智能感知系統(tǒng)獲取的信息進(jìn)行分析和處理，從而對航路與航速進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。通過隨時監(jiān)測船舶航行狀態(tài)、裝載狀態(tài)及燃油消耗狀況并及時作出調(diào)整，船舶能效管理水平將被極大提升。當(dāng)前，IMO正在積極推動海運(yùn)節(jié)能減排戰(zhàn)略，可以預(yù)見船舶智能化在海運(yùn)減排進(jìn)程中將發(fā)揮重要作用。

正是因?yàn)榭吹街悄艽拔磥淼膽?yīng)用前景，當(dāng)前各國都大規(guī)模開展科研項(xiàng)目、出臺產(chǎn)業(yè)政策積極推動智能船舶的發(fā)展。

日本于2014年1月起開展“智能船舶應(yīng)用平臺項(xiàng)目”（SSAP），聯(lián)合三菱重工、川崎重工、商船三井等27家造船、配套、航運(yùn)和檢驗(yàn)單位共同參與，旨在建立船舶及岸上獲取船舶設(shè)備數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化方法，不斷提高船舶的安全性能與環(huán)保性能。

韓國貿(mào)易、工業(yè)和能源部以及海洋和漁業(yè)部聯(lián)合設(shè)立了名為“智能自主船舶開發(fā)和運(yùn)營服務(wù)”的研發(fā)專項(xiàng)，共包含73個子項(xiàng)目，項(xiàng)目計(jì)劃將自2019年持續(xù)至2024年。

歐盟MUNIN項(xiàng)目（智能化及網(wǎng)絡(luò)支持的海上無人導(dǎo)航系統(tǒng)）于2012年啟動，由德國、挪威、瑞典、冰島及愛爾蘭的八家研究所共同完成，總預(yù)算380萬歐元，旨在開發(fā)和驗(yàn)證無人船舶概念，將著重研究與無人船相關(guān)的操作、技術(shù)以及法律問題。

英國于2019年1月24日發(fā)布“海事2050”計(jì)劃，且與之相配合發(fā)布了海事技術(shù)創(chuàng)新路線圖，將推動自主船舶的發(fā)展列為重要任務(wù)。路線圖從基礎(chǔ)設(shè)施、技術(shù)需求、人員培訓(xùn)與法律法規(guī)四個角度進(jìn)行了全面闡述。

我國去年12月發(fā)布了《智能船舶發(fā)展行動計(jì)劃（2019～2021年）》，明確了重點(diǎn)任務(wù)與保障措施，從頂層設(shè)計(jì)層面為統(tǒng)籌協(xié)調(diào)資源，系統(tǒng)推進(jìn)船舶與航運(yùn)智能化提供了依據(jù)。

歐盟MUNIN項(xiàng)目（智能化及網(wǎng)絡(luò)支持的海上無人導(dǎo)航系統(tǒng)）

智能船舶國際標(biāo)準(zhǔn)體系

標(biāo)準(zhǔn)化工作的開展與標(biāo)準(zhǔn)體系的建立需要對技術(shù)進(jìn)行深入了解，對未來趨勢進(jìn)行準(zhǔn)確判斷，對發(fā)展路徑進(jìn)行深入分析，充分發(fā)揮標(biāo)準(zhǔn)的前瞻性與引領(lǐng)性作用，整合行業(yè)資源，推動智能船舶產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

1、關(guān)鍵技術(shù)

智能船舶的發(fā)展可分為四個階段：互聯(lián)互通、系統(tǒng)整合、遠(yuǎn)程控制和自主操作。其中第一和第二階段的技術(shù)當(dāng)前已相對比較成熟，只是應(yīng)用程度深淺不同，而第三階段遠(yuǎn)程控制與第四階段自主操作所對應(yīng)的則是“無人船”的概念，對船舶執(zhí)行系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性都有很高的要求。

在我國最新發(fā)布的《智能船舶發(fā)展行動計(jì)劃（2019～2021年）》中，明確了要突破智能系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)、智能感知系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)與通信系統(tǒng)和智能航行系統(tǒng)等關(guān)鍵智能技術(shù)，以及推動船用設(shè)備智能化升級、提升網(wǎng)絡(luò)和信息安全防護(hù)能力、加強(qiáng)測試與驗(yàn)證能力建設(shè)、構(gòu)建規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)體系、推動工程應(yīng)用試點(diǎn)示范等重點(diǎn)任務(wù)，行動計(jì)劃從船舶與設(shè)備、基礎(chǔ)設(shè)施、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、測試驗(yàn)證、示范應(yīng)用等方面明確了發(fā)力方向，而這正是標(biāo)準(zhǔn)化工作中應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注的內(nèi)容。

2、標(biāo)準(zhǔn)體系

參與國際標(biāo)準(zhǔn)化工作是推動我國智能船舶產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然要求。智能船舶的發(fā)展方興未艾，許多原有的經(jīng)驗(yàn)和規(guī)則已經(jīng)不能適用，必須進(jìn)行探索和創(chuàng)新。對于發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，如智能船舶的定義與分級、船舶智能感知、決策優(yōu)化等技術(shù)，目前在世界范圍內(nèi)尚未形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，整個行業(yè)無法形成合力，極大地提高了發(fā)展成本，對技術(shù)與產(chǎn)業(yè)升級造成阻礙。

與此同時，智能船舶的發(fā)展是一項(xiàng)長期而復(fù)雜的工程，將為造船以及航運(yùn)業(yè)各環(huán)節(jié)帶來深刻持久的變化，需要各國政府、組織與公司合力推動。我們已經(jīng)看到，為搶占發(fā)展先機(jī)，各國都在結(jié)合自身技術(shù)優(yōu)勢積極開展法規(guī)梳理、技術(shù)攻關(guān)與實(shí)船驗(yàn)證工作，而國際標(biāo)準(zhǔn)化工作則是業(yè)界分享和推廣技術(shù)成果的重要合作平臺。對于我國智能船舶產(chǎn)業(yè)而言，參與國際標(biāo)準(zhǔn)化工作一方面可以使我們在充分了解自身市場需求與發(fā)展條件的基礎(chǔ)上通過國際合作與交流借鑒國外發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，另一方面可以用標(biāo)準(zhǔn)的形式固化發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，積極為世界貢獻(xiàn)中國經(jīng)驗(yàn)、中國智慧，同時為相關(guān)企業(yè)打開國際市場奠定良好基礎(chǔ)。

國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）是各國編制和推廣國際標(biāo)準(zhǔn)的主要平臺，其下設(shè)的船舶與海洋技術(shù)委員會（ISO/TC8）在2017年6月設(shè)立智能航運(yùn)工作組（WG 10），并同時開始編制智能航運(yùn)標(biāo)準(zhǔn)化路線圖，旨在明確智能航運(yùn)發(fā)展過程中各方關(guān)切的關(guān)鍵問題，尋找標(biāo)準(zhǔn)缺失，以滿足船舶智能化帶來的市場、技術(shù)和IMO國際海事法規(guī)變化的需求。WG 10由ISO/TC8主席李彥慶擔(dān)任召集人，中船重工714所吳笑風(fēng)作為《智能航運(yùn)標(biāo)準(zhǔn)化路線圖》起草工作組負(fù)責(zé)人。自成立以來，該工作組已開展大量工作，具體成果如下：

（1）ISO/TC8/WG10智能航運(yùn)標(biāo)準(zhǔn)化路線圖體系框架

根據(jù)智能船舶的發(fā)展階段與關(guān)鍵技術(shù)，ISO/TC 8/WG 10智能航運(yùn)標(biāo)準(zhǔn)化路線圖中將潛在標(biāo)準(zhǔn)化領(lǐng)域分為概念、船舶及船上系統(tǒng)、信息與通信技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施、船舶運(yùn)營、服務(wù)與支撐等幾個范疇，每個領(lǐng)域內(nèi)包含進(jìn)一步細(xì)分類別：

（a）船舶及船上系統(tǒng)

船舶及船舶系統(tǒng)板塊重點(diǎn)關(guān)注由智能化發(fā)展帶來的船舶內(nèi)部各系統(tǒng)本身和系統(tǒng)集成方法的升級改造，包括船體與結(jié)構(gòu)、推進(jìn)與轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、電子系統(tǒng)、導(dǎo)航與通信、艙室機(jī)械、甲板機(jī)械、舾裝設(shè)備、貨物管理和系統(tǒng)集成等領(lǐng)域。

（b）船舶運(yùn)營

船舶運(yùn)營板塊重點(diǎn)關(guān)注船舶在運(yùn)營過程中與外界環(huán)境或設(shè)施的交互，主要包含海上安全、海上安保、海洋環(huán)境保護(hù)、船舶能效、運(yùn)營監(jiān)測與船舶維修、船岸協(xié)同和自主化與無人化運(yùn)營。

（c）服務(wù)與支撐

服務(wù)與支撐板塊重點(diǎn)關(guān)注岸基相關(guān)服務(wù)，例如設(shè)備/系統(tǒng)測試與試航、海事信息服務(wù)、教育與培訓(xùn)等。應(yīng)當(dāng)注意的是，傳統(tǒng)上這三個

領(lǐng)域，尤其是教育與培訓(xùn)等本不是ISO/TC8的重點(diǎn)關(guān)注范圍，但由于其在智能航運(yùn)發(fā)展進(jìn)程中的重要作用以及各方所表現(xiàn)出的濃厚興趣，ISO/TC8/WG10智能航運(yùn)工作組的標(biāo)準(zhǔn)化工作頂層設(shè)計(jì)中將它作為一個單獨(dú)類別來進(jìn)行考慮。

表 智能航運(yùn)相關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)工作項(xiàng)目情況列表

（d）信息與通信技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施

信息及通信基礎(chǔ)設(shè)施板塊是智能航運(yùn)的基礎(chǔ)，主要解決船舶對外界環(huán)境、航行狀態(tài)、設(shè)備狀態(tài)、貨物狀態(tài)等信息的智能感知以及通過構(gòu)建可靠的網(wǎng)絡(luò)與通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)在保證網(wǎng)絡(luò)安全基礎(chǔ)上的信息互聯(lián)互通。信息與通信基礎(chǔ)設(shè)施在航運(yùn)的全生命周期內(nèi)都發(fā)揮重要作用，其內(nèi)涵包括傳感器、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與格式、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)安全與維護(hù)、軟件與維護(hù)和文檔管理等。

（e）概念

通用而規(guī)范的智能船舶相關(guān)術(shù)語和分級體系是促進(jìn)各方通力合作實(shí)現(xiàn)智能船舶快速發(fā)展的前提，因而明確定義相關(guān)術(shù)語和分類體系是智能航運(yùn)國際標(biāo)準(zhǔn)化工作中需要優(yōu)先解決的問題。

盡管體系框架中明確了標(biāo)準(zhǔn)需求的不同領(lǐng)域，但事實(shí)上各領(lǐng)域相互關(guān)聯(lián)，不可分割。在標(biāo)準(zhǔn)研究與編制過程中應(yīng)對各領(lǐng)域間相互關(guān)系與接口進(jìn)行深入了解，使標(biāo)準(zhǔn)體系各部分之間協(xié)調(diào)有序。

與此同時，ISO/TC 8的WG 4 海上安保工作組將網(wǎng)絡(luò)安全問題列為重點(diǎn)關(guān)注方向之一。

（2）智能航運(yùn)相關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)工作項(xiàng)目情況

目前，ISO/TC 8共有19項(xiàng)智能航運(yùn)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目處于活躍狀態(tài)，具體信息如表所示。

自2017年6月ISO/TC8/WG 10智能航運(yùn)工作組第一次會議以來，國際各方對智能航運(yùn)標(biāo)準(zhǔn)化工作的關(guān)注與參與力度持續(xù)升溫。其中，日本基于其SSAP項(xiàng)目已成功形成圍繞“船舶數(shù)據(jù)中心”概念的系列國際標(biāo)準(zhǔn)；韓國積極參與智能船舶國際標(biāo)準(zhǔn)化工作，在多個領(lǐng)域提交提案，但尚無工業(yè)實(shí)踐案例支撐，仍處于探索階段；歐美目前提案數(shù)量有限，但對于WG10工作的關(guān)注程度已逐漸提升；我國依托ISO/TC8平臺優(yōu)勢，在智能航運(yùn)國際標(biāo)準(zhǔn)化領(lǐng)域積極布局，近期又成功獲得兩項(xiàng)網(wǎng)絡(luò)安全相關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)，取得重要突破。

工作建議

近來，各國在智能航運(yùn)領(lǐng)域的投入日益加大，在國際標(biāo)準(zhǔn)化工作中的博弈也日趨激烈。對我國船舶工業(yè)界而言，以推行智能船舶國際標(biāo)準(zhǔn)的形式提升影響力，搶占發(fā)展先機(jī)是推動行業(yè)發(fā)展的有效措施，也是參與全球治理，貢獻(xiàn)中國智慧的必然要求。結(jié)合前文分析，本文對我國參與智能航運(yùn)國際標(biāo)準(zhǔn)化工作提出如下建議：

1、加強(qiáng)前瞻性研究

積極開展對包含“英國海事2050”、 日 本SSAP項(xiàng) 目、 歐 盟MUNIN項(xiàng)目、韓國智能自主船舶開發(fā)和運(yùn)營服務(wù)專項(xiàng)在內(nèi)的產(chǎn)業(yè)政策與科研項(xiàng)目信息研究，借鑒相關(guān)經(jīng)驗(yàn)；提前謀劃布局，在已出臺的《智能船舶發(fā)展行動計(jì)劃（2019～2021年）》的基礎(chǔ)上進(jìn)一步對關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分解，建立詳盡的標(biāo)準(zhǔn)需求體系框架，為后續(xù)標(biāo)準(zhǔn)化工作的開展提供方向。

2、提高標(biāo)準(zhǔn)化工作意識

在智能船舶相關(guān)科研項(xiàng)目與試驗(yàn)過程中，時刻將標(biāo)準(zhǔn)化工作納入計(jì)劃之中，注重對成果與經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，及時將其固化成為標(biāo)準(zhǔn)；積極與國家級平臺對接，如國家質(zhì)量基礎(chǔ)共性技術(shù)研究與應(yīng)用項(xiàng)目（NQI專項(xiàng)）等，以項(xiàng)目為契機(jī)與相關(guān)國家部委、國內(nèi)平臺單位與標(biāo)準(zhǔn)化工作歸口單位聯(lián)系，整合國內(nèi)資源，同時在標(biāo)準(zhǔn)推行與編制之初就確定標(biāo)準(zhǔn)國際化策略，并根據(jù)形勢變化及時對其進(jìn)行調(diào)整。

3、積極開展國際合作

智能船舶與智能航運(yùn)的發(fā)展是一項(xiàng)長期、持久、復(fù)雜的工程，需要各國政府、國際組織、科研機(jī)構(gòu)、生產(chǎn)企業(yè)的共同努力。在技術(shù)優(yōu)勢上，各國各有側(cè)重：歐洲國家在綠色與智能化船舶配套設(shè)備、通信基礎(chǔ)設(shè)施等領(lǐng)域具有雄厚的技術(shù)積累；日韓等國造船技術(shù)過硬，效率高，產(chǎn)業(yè)鏈完善……我國應(yīng)在充分調(diào)研自身需求的基礎(chǔ)上，以開放包容的心態(tài)與各國開展項(xiàng)目合作，在標(biāo)準(zhǔn)化工作上可考慮聯(lián)合提案，以實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)、合作共贏，從而提高提案成功率，增強(qiáng)國際影響力。