安全返港的功能需求分析與發(fā)展趨勢展望

唐 強，羅 蓉，孫家鵬

（上海船舶研究設(shè)計院，上海201203）

0 引 言

隨著客船的主尺度和搭載人數(shù)不斷增加，航區(qū)從近海逐步拓展到遠(yuǎn)洋，其安全問題越來越受重視。在此背景下，國際海事組織（International Maritime Organization，IMO）成立了專項組，對客船安全問題進行全面評價，并推動安全返港規(guī)范的出臺。2000年，在IMO海上安全委員會（Maritime Safety Committee，MSC）第72次會議上首次提出了“大型客船安全”的議題，并指出了“客船本身就是最好的救生艇”的理念。2006年，在IMO MSC第82次會議上通過了MSC.216（82）決議和《國際海上人命安全公約》（International Convention for the Safety of Life at Sea，SOLAS）修正案，明確提出了“安全返港（Safe Return to Port，SRtP）”這一概念。此外，IMO發(fā)布了多個相關(guān)解釋和指南文件，對客船安全返港相關(guān)概念和要求進行了細(xì)化，具體見表1。

表1 安全返港要求相關(guān)的體系文件

安全返港要求的提出使得客船在遭受火災(zāi)或進水事故時具有更強的生存能力，降低了船舶全損的風(fēng)險，但更高的安全要求給客船設(shè)計和運營帶來了很大的挑戰(zhàn)。本文在對安全返港規(guī)范的現(xiàn)狀進行分析的基礎(chǔ)上，對安全返港的功能需求及其存在的問題進行總結(jié)，并提出對應(yīng)的改進建議和未來發(fā)展的方向。

1 安全返港規(guī)范的現(xiàn)狀

安全返港規(guī)范的要求可分解為事故類別、界限判斷和操作要求等3個層級。其涉及的事故有火災(zāi)和進水2類，假定這2類事故不會同時發(fā)生，火災(zāi)與進水的事故界限和剩余能力方面的要求均有所不同，在分析評估時應(yīng)予以區(qū)分。在客船發(fā)生事故之后，不直接受影響的處所中需保持正常運行的系統(tǒng)定義為重要系統(tǒng)，所有的重要系統(tǒng)應(yīng)按MSC.1／Circ.1369通函和船級社規(guī)范的要求設(shè)計，并對其進行安全返港評估。此外，重要系統(tǒng)的正常運行通常需依靠相關(guān)輔助系統(tǒng)的支持，相關(guān)的重要系統(tǒng)及其輔助系統(tǒng)見表2。

表2 安全返港涉及的重要系統(tǒng)及其輔助系統(tǒng)

目前，安全返港理念的關(guān)注點主要集中在以下幾個方面。

1）從管理層面看，更注重安全返港的頂層規(guī)劃設(shè)計，完善相應(yīng)的規(guī)范要求，以更全面的規(guī)范體系應(yīng)對客船可能出現(xiàn)的安全問題。

2）從技術(shù)層面看，對客船設(shè)計和建造方安全返港的方面的技術(shù)提出了更全面的標(biāo)準(zhǔn)和要求，使評估流程更規(guī)范化。

3）從運營層面看，關(guān)注對船員的安全培訓(xùn)，提升其在緊急情況下的應(yīng)急處理能力。

由于安全返港要求是目標(biāo)型衡準(zhǔn)，因此可采用不同的設(shè)計方案使火災(zāi)或進水事故發(fā)生之后，客船的系統(tǒng)能力滿足規(guī)范的要求。選擇的設(shè)計方案應(yīng)體現(xiàn)在文件中，為船員的操作提供依據(jù)。同時，應(yīng)制訂完備的安全返港評估文件，以方便各方進行安全返港設(shè)計和操作。提交的評估文件應(yīng)包括為實現(xiàn)船舶系統(tǒng)能力而遵循的設(shè)計衡準(zhǔn)和評估過程的說明（見表3），從而對船舶的系統(tǒng)能力進行認(rèn)可。

表3 各安全返港評估文件包含的內(nèi)容和要求說明

2 船東對安全返港的反饋和需求

作為客船實際運營的責(zé)任主體，船東對安全返港的要求十分重視。通過與國內(nèi)外客船運營方進行多次的溝通和交流，在此歸納總結(jié)了船舶建造和運營過程中，船東對安全返港的實際反饋和需求。

2.1 客船成本的提升

安全返港規(guī)范的出臺對客船各系統(tǒng)的性能提出了更高的安全要求，增加了船舶和系統(tǒng)設(shè)計的難度與成本，且開展安全返港評估也需額外的工時投入。同時，由于對重要系統(tǒng)還需給予雙套、冗余、隔離和保護等措施，導(dǎo)致客船的建造成本和建造周期大幅增加。新船交付并不意味著安全返港要求的結(jié)束，該要求是貫穿客船全生命周期的。對于船東而言，不僅造船成本大幅增加，客船實際運營之后的維護成本也會增加。規(guī)范涉及的重要系統(tǒng)的日常維護和檢查均需安排專人負(fù)責(zé)，造成人力和物料成本增加。

2.2 船員培訓(xùn)的需求

船東面臨的一個重要挑戰(zhàn)是，使船員的操作真正滿足安全返港的細(xì)則要求。事故處理的手動操作是在客船的不同位置進行的，執(zhí)行的先后順序有所不同，一旦緊急情況出現(xiàn)，船員必須明確應(yīng)如何處理。通常來說，對事故影響的判斷和決策多憑借船長的經(jīng)驗進行，安全返港的手動操作需安排專人負(fù)責(zé)，既然船上的系統(tǒng)和設(shè)施已滿足規(guī)范要求，關(guān)鍵在于如何對船員進行培訓(xùn)和指引。目前關(guān)于安全返港的船員培訓(xùn)主要集中在新船交付時，而在事故場景下船員能否滿足執(zhí)行要求還有不確定性。

2.3 事故處理的引導(dǎo)

當(dāng)事故發(fā)生時，雖然不是所有船員都能及時了解必要的事故信息，但需在規(guī)定的時間內(nèi)完成相關(guān)操作。相比大量的紙質(zhì)文件，船東更需要配套的輔助決策系統(tǒng)來進行判斷，告知船員在不同事故下符合安全返港規(guī)范的具體操作，進而由船員完成相應(yīng)操作。該決策系統(tǒng)能使船員清晰地了解自己的職責(zé)和操作流程，而必要的信息通過電子化的方式被定義和記錄，可在船舶的整個生命周期內(nèi)持續(xù)提供服務(wù)。

2.4 返港港口的選擇

對于安全返港情況下的港口選擇，一般需根據(jù)實際情況由船東確定，選擇的港口可維持船上人員的基本需求。目前，規(guī)范并未對港口的設(shè)施做過多規(guī)定，船東在選擇安全返港的港口時需考慮以下問題：

1）在安全返港背景下，客船返回的港口既可以是出發(fā)港、目的港，也可以是航線上的其他港口；

2）當(dāng)客船發(fā)生事故時，優(yōu)先選擇距離客船所在位置最近的港口，從而盡可能地縮短返港時間；

3）若選擇的港口不是日?？坎吹母劭冢瑬|需對返港港口的容量、條件和基礎(chǔ)設(shè)施有準(zhǔn)確的把握，避免發(fā)生衍生傷害。

3 安全返港背景下的改進建議

近年來，雖然安全返港的要求和標(biāo)準(zhǔn)正逐步完善，但仍在設(shè)計評估和運營管理等方面存在不足。根據(jù)目前存在的主要問題，考慮到安全返港理念和方法的發(fā)展方向，提出以下改進建議。

3.1 完善設(shè)計評估流程

雖然安全返港要求生效至今已有十余年時間，但大多數(shù)船東仍認(rèn)為設(shè)計評估是一項復(fù)雜工程。即使MSC.1／Circ.1369的要求相對詳細(xì)，也仍有很多條目需進一步澄清。安全返港規(guī)則基于風(fēng)險評估的理念提出，確實給了設(shè)計方和船東更多的選擇權(quán)，但根據(jù)多年的實船經(jīng)驗，詳細(xì)完備的評估流程更具應(yīng)用價值。近幾年各大船級社對安全返港的評估準(zhǔn)則進行了細(xì)化，同時涌現(xiàn)出不少獲得認(rèn)證的咨詢機構(gòu)協(xié)助完成評估工作，即便如此，不同的船級社和咨詢機構(gòu)對規(guī)范的理解仍存在差異，這給客船的設(shè)計和建造帶來了一定的影響。此外，對安全返港的評估還存在各方信息不對稱和各類要素指標(biāo)把握不到位的情況，導(dǎo)致出現(xiàn)了返工等問題。實際上，客船的設(shè)計建造過程與安全返港評估并不相悖，通過全面掌握其評估細(xì)則并融入客船的設(shè)計流程中，能使相關(guān)要素的設(shè)計在安全返港要求的規(guī)則內(nèi)進行。此外，加強對設(shè)計要素之間的橫向影響的比較，保障每個要素的設(shè)計流程對其他要素的影響合理可控，不同要素之間的影響不違背安全返港原則。對客船的設(shè)計規(guī)范性與安全返港評估一致性進行有效結(jié)合，形成標(biāo)準(zhǔn)化、流程化的評估體系。

3.2 加強事故模擬分析

在緊急情況下，首要任務(wù)是控制客船事故范圍，并評估客船當(dāng)前的運行狀態(tài)，以適當(dāng)方式使事故影響最小化。因此，在設(shè)計客船時，應(yīng)在相關(guān)指南的指引下強化對事故的模擬分析。客船安全返港涉及的重要系統(tǒng)能否正常運行是判斷客船是否安全的一項重要指標(biāo)。在對系統(tǒng)進行安全返港評估時，通過引入軟件進行模擬分析，能更準(zhǔn)確地判斷事故造成的影響和事故發(fā)生之后系統(tǒng)的可用性。相比傳統(tǒng)的評估模式，該模式能降低主觀判斷的不準(zhǔn)確性，縮短設(shè)計和評估周期。近年來，國外的學(xué)者已開展相關(guān)研究工作，例如：KIM等將故障樹模型和馬爾可夫模型應(yīng)用到了船舶火災(zāi)和進水事故的實際案例研究中；BERTAGNA等基于安全返港規(guī)則，分析了一種專門用于解決船舶系統(tǒng)的設(shè)計和分析問題的計算機輔助工具，并對相關(guān)系統(tǒng)的功能進行了模擬。需指出的是，在使用專用的軟件模型或程序算法時，應(yīng)證明建模原則和方法的可靠性和適用性，并由相關(guān)的組織機構(gòu)進行審查和認(rèn)可。

3.3 操作手冊的電子化

目前，安全返港涉及的手動操作要求仍停留在紙質(zhì)文件的指導(dǎo)層面，客船事故一旦發(fā)生，先查閱紙質(zhì)文件比較耗時。因此，需相應(yīng)形成電子化的信息系統(tǒng)。該系統(tǒng)存儲與安全返港事故有關(guān)的必要信息，以及控制事故損害和恢復(fù)系統(tǒng)功能的所有手動操作。在符合船員使用習(xí)慣的前提下，將查找和操作方法設(shè)計得更便捷，通過可視化的電子系統(tǒng)降低船員的操作難度等方法，最大程度地提高操作效率。同時，可在系統(tǒng)中集成自主化的學(xué)習(xí)平臺，并根據(jù)船東的需求對系統(tǒng)進行更新和完善。

4 新技術(shù)、新材料在安全返港領(lǐng)域的應(yīng)用趨勢展望

隨著航運業(yè)的快速發(fā)展，新技術(shù)、新材料在客船上的應(yīng)用越來越廣泛。應(yīng)結(jié)合實際需求和應(yīng)用趨勢，積極尋求未來能在安全返港領(lǐng)域應(yīng)用的創(chuàng)新性舉措，進一步提升客船的安全性和可靠性。

4.1 云計算技術(shù)

隨著客船逐漸朝著信息化和智能化方向發(fā)展，與安全數(shù)據(jù)有關(guān)的設(shè)施建設(shè)將得到更多關(guān)注。通過網(wǎng)絡(luò)云對數(shù)據(jù)計算處理結(jié)果進行結(jié)構(gòu)化分解，并利用多服務(wù)器組成的可拓展系統(tǒng)進行高效的處理和分析，獲取運算結(jié)果并將其反饋給用戶。結(jié)合大數(shù)據(jù)分析、仿真建模工具等，云計算可為安全返港智能數(shù)據(jù)平臺的建設(shè)提供有力支撐，有效提升與安全返港要求相關(guān)的監(jiān)測報警、維護保養(yǎng)和輔助決策能力?？痛\營方通過將船上的數(shù)據(jù)實時傳輸?shù)皆贫?，借助智能分析工具對客船的?shù)據(jù)進行挖掘和分析，可及時發(fā)現(xiàn)船舶運營過程中出現(xiàn)的安全問題和存在的風(fēng)險，并提出維護保養(yǎng)建議。此外，當(dāng)事故發(fā)生時，可借助云平臺的運算能力快速分析和確定事故原因，評估事故影響，從而為船長提供輔助決策。

4.2 虛擬現(xiàn)實技術(shù)

隨著安全返港理念的進一步應(yīng)用，以虛擬現(xiàn)實為代表的新技術(shù)將在船員培訓(xùn)方面發(fā)揮重要作用。虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)憑借建模技術(shù)搭建虛擬場景，結(jié)合傳感器技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等實現(xiàn)多種感知功能，通過輸入的各種實況數(shù)據(jù)實現(xiàn)虛擬技術(shù)的沉浸感。

采用虛擬現(xiàn)實技術(shù)開發(fā)專業(yè)的安全返港培訓(xùn)平臺，使船員無論是在船上、辦公室，還是在培訓(xùn)中心，都能進行有效的學(xué)習(xí)和培訓(xùn)。實際場景的模擬使船員獲取更真實的事故狀態(tài)，通過深層次的互動操作熟悉各自的處理職責(zé)和流程，從而有效減少實際操作時可能出現(xiàn)的安全隱患。

4.3 新材料技術(shù)

安全返港規(guī)則對材料沒有做太多要求，但對相關(guān)設(shè)施的保護有一定的規(guī)定，例如，需對規(guī)范涉及的重要管路和設(shè)備采取相應(yīng)的保護和絕緣措施等。這引發(fā)了空船重量有所增加和設(shè)備布置安裝更加復(fù)雜等問題，會對客船的設(shè)計建造和性能指標(biāo)產(chǎn)生影響。

在應(yīng)用新材料時，需考慮其延展性、防火性、重量、安全和環(huán)保等要素。輕質(zhì)合金、玻璃纖維及其他復(fù)合材料因在性能特性上有優(yōu)勢，更利于保障客船安全。在符合規(guī)范要求的前提下，新材料的應(yīng)用可在設(shè)計、施工和維護等方面提供更靈活的替代方案，從而滿足項目的實際需求。

5 結(jié) 語

安全返港作為客船的強制性要求之一，貫穿于客船的整個生命周期，從設(shè)計到運營，均應(yīng)予以特別關(guān)注。本文對安全返港規(guī)范體系進行了研究，歸納總結(jié)了船東的實際需求和反饋。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)存在的問題提出了改進措施，并對新技術(shù)的應(yīng)用進行了展望，可為未來完善安全返港規(guī)范，以及對客船進行設(shè)計評估和運營管理提供參考。相信隨著安全返港理念和技術(shù)的不斷發(fā)展，將在保證客船安全方面發(fā)揮更積極的作用。