智能船舶及測試驗(yàn)證評估技術(shù)研究現(xiàn)狀與展望

武漢理工大學(xué) 劉佳侖 楊 帆

中國船級社 馬吉林

上海交通大學(xué) 王鴻東

近年來，智能船舶技術(shù)發(fā)展風(fēng)起云涌，相關(guān)國家、機(jī)構(gòu)、企業(yè)紛紛布局深耕，并開展了大量項(xiàng)目研究。隨著智能船舶功能研發(fā)、產(chǎn)品定型、檢驗(yàn)認(rèn)證等方面研究的逐步深入，對其測試驗(yàn)證評估技術(shù)研究的需求日益增強(qiáng)。自此，各國開始積極探索智能船舶測試驗(yàn)證評估技術(shù)，以滿足對智能船舶功能測試核定和自主能力分級的需求。

國際智能船舶研究動態(tài)

2006年，日本等7國合作啟動了名為e-Navigation（電子航海或e-航海）的項(xiàng)目。e-Navigation的構(gòu)想是：通過整合船岸信息，提高船舶航行安全和效率。

2012年，歐洲Fraunhofer CML公司等8家單位合作啟動了MUNIN（Maritime Unmanned Navigation through Intelligence in Networks）項(xiàng)目。該項(xiàng)目借助雷達(dá)、船舶自動識別系統(tǒng)（Automatic Identification System, AIS）感知航行環(huán)境，遵循國際海上避碰規(guī)則（Convention on the International Regulations for Preventing Collisions at Sea,COLREGs）避讓過往船舶，同時通過衛(wèi)星等通訊鏈路回傳船舶狀態(tài)信息至岸端控制中心。

圖1 MUNIN項(xiàng)目

圖2 羅·羅公司研發(fā)名為“未來操作體驗(yàn)概念”的岸基遙控系統(tǒng)

2010年到2013年間，韓國現(xiàn)代重工分別制定了“智能船1.0”和“智能船2.0”計劃。其設(shè)計理念是借助信息通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)船端與岸端的信息融合，以提高船舶安全性、環(huán)保性、經(jīng)濟(jì)性，同時衍生船舶附加服務(wù)。

日本于2014年啟動了智能船舶應(yīng)用平臺項(xiàng)目（Smart Ship Application Platform, SSAP），該項(xiàng)目由27家單位共同參與，旨在建立船舶設(shè)備數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化方法，不斷提高船舶的安全性和環(huán)保性。該項(xiàng)目最終獲得通過了《船載海上工況數(shù)據(jù)服務(wù)器》和《船載機(jī)械和設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)》兩項(xiàng)國際標(biāo)準(zhǔn)。

英國的羅·羅公司在2014年就開始研發(fā)名為“未來操作體驗(yàn)概念”(Future Operator Experience Concept)的岸基遙控系統(tǒng)。2016年3月，該公司又與芬蘭阿爾托大學(xué)等單位合作啟動了AAWA（Advanced Autonomous Waterborne Applications）項(xiàng)目，擬于2020年前推出無人近海貨輪成型產(chǎn)品。

2014年，挪威開啟ReVolt項(xiàng)目，該項(xiàng)目是由挪威船級社（DNV）發(fā)起、挪威科技大學(xué)（NTNU）參研的自主航行概念研究項(xiàng)目，項(xiàng)目目標(biāo)是打造一艘100TEU的概念船（“ReVolt”號），該船使用電池供能，航速為6節(jié)，準(zhǔn)備在航程小于100海里的路線上航行。

2015年，芬蘭技術(shù)和創(chuàng)新資助機(jī)構(gòu)資助了Advanced Autonomous Waterborne Applications(AAWA)計劃，項(xiàng)目總金額達(dá)660萬歐元，項(xiàng)目目的是為下一代先進(jìn)船舶提供技術(shù)規(guī)范和初步設(shè)計。

2017年，Yara和Kongsberg兩家公司聯(lián)合資助Yara Birkeland項(xiàng)目，該項(xiàng)目擬打造一艘120 TEU型的敞口船“Yara Birkeland”號。該船為世界上第一艘零排放、全電動、自主化集裝箱船。Kongsberg負(fù)責(zé)所有關(guān)鍵的啟用技術(shù)，包括電力驅(qū)動，電池和推進(jìn)控制系統(tǒng)之外的傳感器和遠(yuǎn)程和自主操作所需的集成。

2017年，荷蘭17家企業(yè)、科研和政府機(jī)構(gòu)啟動了為期兩年的應(yīng)用型聯(lián)合研究項(xiàng)目“自主船項(xiàng)目”。該聯(lián)合項(xiàng)目從2017年啟動，2019年年底結(jié)束，項(xiàng)目的主要目的是論證無人駕駛船舶實(shí)現(xiàn)自主航行的可能性與可行性。

2017年4月，羅·羅公司與瑞典渡船公司Stena Line AB簽署協(xié)議，合作研發(fā)用于渡船的船舶智能感知系統(tǒng)，目的是實(shí)現(xiàn)傳感器信息融合與分析，提高環(huán)境感知度，以使船舶的操作運(yùn)行更加簡便、安全、高效。

圖3 羅·羅公司與芬蘭國有渡輪運(yùn)營商Finferries開啟了SVAN項(xiàng)目

圖4 2020年，IBM和海洋研究組織Promare共同開啟了五月花號自主船項(xiàng)目

2018年5月， 國 際 海 事 組織（International Maritime Organization, IMO）的海事安全委員會（Maritime Safety Committee,MSC）第99屆會議在倫敦總部召開。會議圍繞如何在IMO框架下進(jìn)行海事自主水面船舶（Maritime Autonomous Surface Ships, MASS）的安全、可靠和環(huán)境友好的運(yùn)營問題以及MASS法規(guī)梳理的目標(biāo)、定義、范圍、方法、工作計劃進(jìn)行了深入討論并通過了一系列法規(guī)決議。

2018年，羅·羅公司與芬蘭國有渡輪運(yùn)營商Finferries開啟 了SVAN (Safer Vessel with Autonomous Navigation) 項(xiàng)目。2018年12月，在芬蘭圖爾庫市以南群島成功展示了渡輪Falco的自動航行試驗(yàn)。該渡輪在芬蘭帕爾加斯和瑙沃之間完成了按照設(shè)定航線的自主航行和遠(yuǎn)程駕駛。

2019年，挪威阿克海洋生物有限公司（Aker BioMarine）開啟建造一艘新的節(jié)能的先進(jìn)支援船，該船將配備許多關(guān)鍵的效率改進(jìn)和環(huán)保技術(shù)。該船長約168米，由瓦錫蘭（W?rtsil?）和挪威阿克海洋生物有限公司（Aker BioMarine）共同設(shè)計，在中國煙臺船塢建造，專門采用針對環(huán)境的影響盡可能小的設(shè)計。

2020年，挪威國有組織伊諾娃（Enova）為威廉姆森（Wilhelmsen）牽頭的Topeka項(xiàng)目提供了2.19億挪威克朗（約合2500萬美元）的獎勵，該項(xiàng)目旨在建造世界上第一個零排放氫動力船舶。Topeka項(xiàng)目著眼于為近海提供服務(wù)建造兩艘滾裝船。這些船只采用混合動力推進(jìn)系統(tǒng)，將在挪威西海岸的近海供應(yīng)基地之間轉(zhuǎn)移貨物。

2020年，IBM和海洋研究組織Promare共同開啟了五月花號自主船項(xiàng)目（Mayflower Autonomous Ship, MAS），該項(xiàng)目計劃建造一艘完全自主航行的智能船舶（MAS），該船擬采用鋁合金船殼，以太陽能和風(fēng)能為動力。該船計劃2021年年初跨越北大希望，復(fù)制400年前“五月花”號的航線，從英國普利茅斯航行到美國的馬薩諸塞州普利茅斯，MAS將成為第一艘橫跨大西洋的全自主船舶。

2020年4月，韓國自主水面船項(xiàng)目（KASS Project）開啟，該項(xiàng)目的四個主要目標(biāo)是開發(fā)智能導(dǎo)航系統(tǒng)、發(fā)動機(jī)自動化系統(tǒng)、建造船舶自主性能中心以及開發(fā)操作技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)化。它旨在開發(fā)一種具有自主導(dǎo)航功能的智能系統(tǒng)，用于控制機(jī)艙，碰撞和事故預(yù)防，態(tài)勢感知和決策的集成平臺。

2020年12月，挪威資助計劃Pilot-E確認(rèn)將以4,630萬挪威克朗的價格支持MS Green Ammonia項(xiàng)目。格里格（Grieg Edge）和挪威瓦錫蘭（W?rtsil?）共同運(yùn)營該項(xiàng)目，以在2024年推出無溫室氣體的低排放船舶。

圖5 萊茵河航行管委會制定提出的智能船舶等級劃分

歐盟地平線2020（H2020），即“歐盟科研創(chuàng)新框架計劃”是歐盟有史以來規(guī)模最大的科研創(chuàng)新計劃。該計劃孕育了一系列智能航運(yùn)及智能船舶相關(guān)的項(xiàng)目，包括AUTOSHIP項(xiàng)目、NOVIMAR項(xiàng)目、MOSES項(xiàng)目、AEGIS項(xiàng)目。

NOVIMAR項(xiàng)目開發(fā)了一種新的水上運(yùn)輸概念，稱為“船舶列車”。船舶列車包括一個領(lǐng)航船，其后是一系列載人量低、數(shù)字連接的跟隨船。項(xiàng)目周期為2017年至2021年，該項(xiàng)目概念將降低運(yùn)營成本并增加規(guī)模經(jīng)濟(jì)，減少人員成本的設(shè)想將大大擴(kuò)大小型船只的經(jīng)濟(jì)潛力。反過來，這將導(dǎo)致小型船只能夠更好地進(jìn)入城市環(huán)境，從而減少人口稠密地區(qū)的交通擁堵。

AUTOSHIP項(xiàng)目旨在整合Rolls-Royce和Kongsberg兩大航運(yùn)企業(yè)資源發(fā)展高附加值的智能船舶，提升歐洲造船業(yè)、水上運(yùn)輸業(yè)的國際競爭力。項(xiàng)目周期為2019年至2023年，項(xiàng)目期望利用小型化的無人駕駛運(yùn)輸船舶通過減少海上配員和提升船舶的航線適應(yīng)性兩個方面降低海上運(yùn)輸成本。

MOSES項(xiàng)目旨在增強(qiáng)歐洲近海短程集裝箱運(yùn)輸體系的魯棒性，提高與大型集裝箱船舶協(xié)作的效率。項(xiàng)目周期為2020年至2023年，項(xiàng)目提出利用自主航行的支線集裝箱船舶減少大型集裝箱船舶的進(jìn)港時間和頻率，在海上實(shí)現(xiàn)貨物的過駁作業(yè)，實(shí)現(xiàn)集裝箱貨物效率的提升。

AEGIS項(xiàng)目周期為2020年至2023年，項(xiàng)目目的是發(fā)展歐洲新型的水上交通系統(tǒng)，克服傳統(tǒng)水上交通系統(tǒng)高度依賴集裝箱碼頭、高運(yùn)營成本、信息化程度低、自動化程度低等問題，提高船舶運(yùn)輸?shù)睦麧櫬?，?shí)現(xiàn)智能、綠色和一體化的交通系統(tǒng)。

船舶自主水平分級標(biāo)準(zhǔn)

圍繞船舶自主水平分級，各國積極參與研究并發(fā)布了各自的分級標(biāo)準(zhǔn)，主要包括英國勞氏船級社（Lloyd’s Register of Shipping,LR）、挪威自主船舶論壇（Norwegian Forum for Autonomous Ships,NFAS）、 丹 麥 海 事 局（Danish Maritime Authority, DMA）、英國海事自主系統(tǒng)規(guī)范工作組（Maritime UK Autonomous System Regulatory Working Group,MASRWG）、法國船級社（Bureau Veritas, BV）、比利時航道管理局（De Vlaamse Waterweg nv）以及國際海事組織（International Maritime Organization, IMO）。以下僅針對IMO和比利時航道管理局的典型分級標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析。

IMO在MSC第99屆會議上，采用了DMA對船舶自主水平的分級標(biāo)準(zhǔn)，將MASS的自主程度分為配備自動系統(tǒng)和輔助決策的船舶、有船員在船的遠(yuǎn)程控制船舶、無船員在船的遠(yuǎn)程控制船舶和完全自主船舶4個等級，并強(qiáng)調(diào)MASS在航行期間可以一個或多個自主程度航行（如表所示）。

表 IMO船舶自主等級分級標(biāo)準(zhǔn)

比利時航道管理局在荷蘭水運(yùn)管理局（Rijkwaterstad）的支持下，面向內(nèi)河智能航運(yùn)、智能船舶發(fā)展需求，在比利時北部水網(wǎng)地區(qū)開放了測試場。自2018年5月18日起，該測試區(qū)域面向公眾開放，主要面向內(nèi)河智能船舶開展測試。相關(guān)單位可以提出測試申請，以萊茵河航行管委會（Central Commission for the Navigation of the Rhine）制定的智能船舶等級為依據(jù)（如圖所示），在統(tǒng)一的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)下開展相應(yīng)測試。目前，相關(guān)測試驗(yàn)證的標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)細(xì)節(jié)尚未對外公布。

智能船舶測試驗(yàn)證評估技術(shù)研究現(xiàn)狀

傳統(tǒng)船舶性能測試主要包括虛擬仿真和模型實(shí)驗(yàn)、實(shí)船實(shí)驗(yàn)三種方式。模型實(shí)驗(yàn)又可細(xì)分為水池實(shí)驗(yàn)和外場實(shí)驗(yàn)。通常在設(shè)計過程中利用傳統(tǒng)虛擬仿真預(yù)測相關(guān)性能，在優(yōu)選設(shè)計方案后開展模型實(shí)驗(yàn)評估其可行性以更新建造方案，最后通過船舶交付的試航實(shí)驗(yàn)對實(shí)船性能做定性判斷與定量分析測試。

歐盟NOVIMAR項(xiàng)目旨在研究船舶編隊航行調(diào)整水路運(yùn)輸，使其能夠優(yōu)化利用現(xiàn)有的內(nèi)河、近海、遠(yuǎn)洋水域，進(jìn)而使得整個水路運(yùn)輸系統(tǒng)充分服務(wù)于城市需求，以提升貨物運(yùn)輸、航道利用和船員部署的靈活性。項(xiàng)目從編隊航行概念的提出、虛擬仿真邏輯的設(shè)計，到模型試驗(yàn)的實(shí)現(xiàn)、實(shí)船驗(yàn)證的示范，形成了整個測試驗(yàn)證評估過程的模式化示范，對智能船舶相關(guān)能力的測試驗(yàn)證評估研究具有重要的借鑒價值。

1、虛擬仿真測試技術(shù)研究

虛擬仿真成本低、零風(fēng)險、可定制、可加速、可重復(fù)，但研發(fā)成本較高、準(zhǔn)確性存疑、缺少真實(shí)反饋。傳統(tǒng)的虛擬仿真測試技術(shù)主要是通過船舶駕駛模擬器仿真技術(shù)，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)營造虛擬的駕駛環(huán)境，通過操控模擬器與虛擬環(huán)境進(jìn)行交互，從而進(jìn)行船舶駕駛操作訓(xùn)練。船舶駕駛模擬器已廣泛應(yīng)用于航海教育和培訓(xùn)中，《STCW公約馬尼拉修正案》規(guī)定，船員在取得適任證書之前，必須經(jīng)過駕駛模擬器培訓(xùn)。船舶智能航行虛擬仿真測試技術(shù)，亟需利用駕駛模擬器，結(jié)合虛擬仿真技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、數(shù)字孿生技術(shù)、虛實(shí)融合技術(shù)構(gòu)建虛擬待測船舶和虛擬測試場景，設(shè)置典型工況和極端工況，針對船舶功能、性能、智能、效能、故障響應(yīng)開展相關(guān)測試。

在船舶虛擬仿真技術(shù)研究上，宋團(tuán)、王小蘭、馬振霞利用三維建模工具M(jìn)ultiGen Creator和視景仿真軟件Vega分別設(shè)計了船舶交通流仿真系統(tǒng)和航向控制仿真系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了水域、波浪、天空、浮云、光照等環(huán)境特效以及不同能見度、不同水域下的船舶航行、避碰、靠泊、進(jìn)出港等仿真測試以及船舶航向控制仿真研究。陸灝銘等人利用3DMAX構(gòu)建船舶與海水模型，通過導(dǎo)入船舶速度和艏向角速度等狀態(tài)信息變化實(shí)現(xiàn)了船舶運(yùn)動可視化仿真。韋天任基于3DMAX構(gòu)建船舶模型，利用Unity建立船舶航行的外部環(huán)境，同時結(jié)合外部數(shù)據(jù)在Unity中對船舶模型進(jìn)行交互控制，定義船舶行為，進(jìn)行數(shù)值仿真?？傮w而言，船舶虛擬仿真測試技術(shù)主要通過構(gòu)建虛擬船舶、虛擬場景實(shí)現(xiàn)航行控制仿真，但基于物理船舶的運(yùn)動模型精確度與真實(shí)性提升仍需進(jìn)一步研究。

2、物理實(shí)驗(yàn)測試技術(shù)研究

物理實(shí)驗(yàn)（包括模型實(shí)驗(yàn)與實(shí)船實(shí)驗(yàn)）能夠真實(shí)、直觀地呈現(xiàn)被測對象的功能與控制效果，但無法安全、高效地驗(yàn)證復(fù)雜環(huán)境和極端工況下控制性能的有效性。國際海事組織于第101屆MSC中，發(fā)布《水面自主船舶試航暫行指南》，批準(zhǔn)在滿足“遵守相關(guān)強(qiáng)制性文件，采取適當(dāng)?shù)娘L(fēng)險管理措施，明確試航范圍與目標(biāo)，向主管機(jī)關(guān)報告，選擇具備適當(dāng)資質(zhì)的配員，提供保障安全試航的基礎(chǔ)設(shè)施，確保通信、數(shù)據(jù)、信息實(shí)時共享與網(wǎng)絡(luò)安全”等條件下可開展水面自主船舶試航實(shí)驗(yàn)。

圖6 珠海萬山智能船海上測試場

以挪威、芬蘭、英國、美國、荷蘭、比利時、德國等為代表的國家陸續(xù)投入了智能船舶測試的試驗(yàn)場建設(shè)。挪威已于2016年開始相繼開啟Trondheimsfjorden測試場、Storfjorden測試場、Horten測試場和Grenland測試場四個測試場，主要由以康斯伯格（Kongsberg）和挪威科技大學(xué)（Norwegian University of Science and Technology）等挪威企業(yè)與高校為主開展有關(guān)建設(shè)工作，并得到了挪威海事等相關(guān)政府部門的支持。芬蘭于2017年設(shè)置了Jaakonmeri測試場。英國已面向25米以內(nèi)尺度的無人船艇在本國沿海設(shè)置了多個測試區(qū)域。美國在大湖區(qū)面向10米以內(nèi)尺度的無人船艇設(shè)置了測試區(qū)。荷蘭在2018年9月在國家管轄的主要航道內(nèi)也設(shè)置了本國的測試場。比利時在2018年5月在內(nèi)河主要航段啟用了智能船舶測試區(qū)。德國計劃于2019年5月在Spree-Oder航道建設(shè)內(nèi)河數(shù)字航運(yùn)測試場?；诒緡鴾y試場建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)，芬蘭、挪威和韓國分別于第99屆和100屆MSC會議上提出了海事自主水面船測試相關(guān)提案。

我國在珠海、青島、日照等地區(qū)建設(shè)了珠海萬山無人船海上測試場、智慧航海技術(shù)裝備綜合試驗(yàn)場、日照無人艇測試場。2017年6月智慧航海研發(fā)基地項(xiàng)目簽約儀式在青島藍(lán)谷管理局舉行，基地項(xiàng)目將建設(shè)智慧航海技術(shù)裝備研發(fā)中心、智慧航海技術(shù)裝備綜合試驗(yàn)場、智慧航海技術(shù)裝備產(chǎn)業(yè)化中心、智能化運(yùn)輸海洋裝備管控中心和“水運(yùn)中心”衛(wèi)星地面站五大板塊。2018年5月中國智慧航運(yùn)發(fā)展研討會在青島舉行，由交通運(yùn)輸部水運(yùn)科學(xué)院和智慧航海（青島）科技有限公司共同建設(shè)的智能航運(yùn)技術(shù)創(chuàng)新和綜合實(shí)驗(yàn)基地在青島正式啟動。2018年2月在珠海市政府支持下，中國船級社、武漢理工大學(xué)、珠海云洲智能科技有限公司，共同啟動了珠海萬山智能船海上測試場建設(shè)，并于2018年11月30日投入運(yùn)營，可面向軍用、民用智能船（艇）開展自主感知、自主避障、遠(yuǎn)程控制、協(xié)同控制等自主海洋裝備核心功能測試。

2018年12月，羅·羅公司與芬蘭國有渡輪運(yùn)營商Finferries在芬蘭圖爾庫市以南群島成功展示了渡輪Falco的自動航行試驗(yàn)。該渡輪在芬蘭帕爾加斯和瑙沃之間完成了按照設(shè)定航線的自動駕駛和遠(yuǎn)程駕駛航行。日本郵船公司（NYK）于2019年9月在“Iris Leader”號上根據(jù)國際海事組織IMO發(fā)布的《水面自主水面船舶試航暫行指南》對各海試項(xiàng)目進(jìn)行了測試驗(yàn)證，試驗(yàn)從中國新沙開始，中途停靠日本名古屋港，以橫濱為終點(diǎn)港。并于2020年12月在東京灣內(nèi)對400公里以外的拖輪進(jìn)行了遠(yuǎn)程操控測試，主要針對設(shè)備故障或船岸通信故障進(jìn)行了兩項(xiàng)測試，一是驗(yàn)證回退操作，二是數(shù)據(jù)通信量優(yōu)化測試。瓦錫蘭、三星重工、日本郵輪等公司相繼實(shí)船試驗(yàn)或虛擬仿真對船舶的遠(yuǎn)程遙控操作能力、軌跡跟隨穩(wěn)定性、系統(tǒng)集成性能、自主避障能力等功能進(jìn)行了測試驗(yàn)證。目前我國在此領(lǐng)域仍處于起步階段，亟需積極開展相關(guān)物理測試驗(yàn)證評估技術(shù)研究。

智能船舶測試驗(yàn)證評估技術(shù)展望

隨著智能船舶相關(guān)技術(shù)的快速發(fā)展，越來越多的機(jī)構(gòu)參與到智能船舶的研發(fā)之中來，智能船舶呼之欲出。面對隨之而來的智能船舶商業(yè)化應(yīng)用，智能船舶的測試驗(yàn)證評估技術(shù)是當(dāng)前亟待解決的問題。構(gòu)建成熟的測試驗(yàn)證技術(shù)方法體系，是保障智能船舶安全性、可靠性、穩(wěn)定性的有效工具，是智能船舶大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用的必要前提。

目前，智能船舶測試驗(yàn)證技術(shù)仍處于發(fā)展初期階段，應(yīng)面向智能船舶的發(fā)展需求，構(gòu)建相匹配的智能船舶測試驗(yàn)證技術(shù)方法體系。構(gòu)建智能船舶測試驗(yàn)證技術(shù)方法體系，以下幾點(diǎn)至關(guān)重要：

1、應(yīng)將測試驗(yàn)證的重點(diǎn)首先放在智能船舶最為核心、至關(guān)重要的智能航行等功能模塊上，逐步完善和實(shí)現(xiàn)完備的智能船舶測試驗(yàn)證方法體系。智能航行是智能船舶核心功能的體現(xiàn)，涉及智能船舶的最基本的安全問題，是測試驗(yàn)證首先要面向的對象。

2、應(yīng)將虛擬測試作為智能船舶測試驗(yàn)證技術(shù)方法體系的主體，開展以虛擬測試為主、模型測試為輔、實(shí)船測試為最終評判依據(jù)的虛實(shí)結(jié)合測試驗(yàn)證技術(shù)方法體系。由于船舶本身的高價值屬性以及實(shí)船測試的高風(fēng)險性，決定了大規(guī)模實(shí)船測試的不可行性。同時模型測試存在尺度效應(yīng)等影響測試結(jié)果的因素，以及模型測試的相對低效性等缺點(diǎn)決定了模型測試只能作為輔助手段。相比較而言，虛擬測試具有經(jīng)濟(jì)、高效、可觀測、可重復(fù)、可比較等獨(dú)特的優(yōu)勢。但是，虛擬測試的可信度受模型精度等因素影響。因此，需要建立高精度的船舶模型和環(huán)境模型以構(gòu)建船舶—環(huán)境高置信度模型，以提高虛擬測試的可信度。然而，如何兼顧高效性和高置信度是虛擬測試所面臨的挑戰(zhàn)。

3、應(yīng)以典型工況和場景下的測試為主要方向，極端工況和場景下的測試為重要補(bǔ)充來開展智能船舶的測試驗(yàn)證評估。智能船舶測試驗(yàn)證評估的基本目標(biāo)是保證船舶在典型工況和場景下的安全性、可靠性、穩(wěn)定性，目前，測試驗(yàn)證評估技術(shù)研究主要集中在典型工況和場景下船舶綜合能力的測試驗(yàn)證評估。而船舶的事故往往發(fā)生在極端情況下，因此極端情況下的測試驗(yàn)證至關(guān)重要、不可忽視。

4、應(yīng)建立系統(tǒng)的、完整的智能船舶測試驗(yàn)證評估標(biāo)準(zhǔn)體系，形成格式化的智能船舶測試規(guī)程。目前，智能船舶測試驗(yàn)證技術(shù)仍處于發(fā)展初期階段，尚未形成明確的測試標(biāo)準(zhǔn)體系。環(huán)境復(fù)雜度、任務(wù)復(fù)雜度、航行穩(wěn)定性和自主性、網(wǎng)絡(luò)通信可靠性等均可作為測試驗(yàn)證評估的重要指標(biāo)。因此，明確測試項(xiàng)目，細(xì)化測試內(nèi)容，形成格式化的智能船舶測試流程，對大規(guī)模、高質(zhì)量實(shí)施智能船舶測試驗(yàn)證的推廣至關(guān)重要。