智能船舶在節(jié)省船舶能耗和減少船舶配員等方面具有較大的潛力,近年來已成為航運界關注的熱點,但其安全問題也不容忽視。智能船舶高度依賴計算機、自動控制、網絡通信和人工智能等技術,因此黑客不但可能攻擊船舶的計算機系統(tǒng),還可以遠程控制衛(wèi)星通信和導航系統(tǒng),讓船舶碰撞甚至發(fā)生爆炸沉沒。智能船舶風險分析和對策研究很有必要。
一、智能船舶的發(fā)展及影響
(一)智能船舶的發(fā)展
“海上自主水面船舶”(簡稱“自主船舶”)被定義為能在不同程度上可以獨立于人類交互作用獨立運行的船舶,該概念在2017年召開的MSC98屆會議上被正式提出。國際海事組織公布了船舶自主化發(fā)展的四個層級。第一級:船舶擁有自動化處理以及決策支持功能,但海員在船并可隨時接管。第二級:實現(xiàn)遠程遙控,可從其他地點控制和運營船舶,海員在船可以操作和控制船舶。第三級:實現(xiàn)遠程遙控,海員不在船。第四級:完全自主船舶。船舶自主化發(fā)展的過程實質上就是智能化發(fā)展的過程,第三級和第四級的就是無人船。
歐洲在自主船舶研發(fā)方面快人一步,韓國直接將自主研發(fā)的智能技術應用于新建船舶,日本將智能船舶標準制定列為重點任務。2015年12月,中國船級社(CCS) 發(fā)布了《智能船舶規(guī)范》。該規(guī)范中智能船舶的概念一般包括智能航行、智能船體、智能機艙、智能能效管理、智能貨物管理和智能集成平臺等6個方面的功能(見圖1)。 于2019年12月4日發(fā)布的《智能船舶規(guī)范》(2020)新增了遠程控制(船上有船員)、遠程控制(船上無船員)功能要求以及自主船舶功能要求。智能船舶已被列為《中國制造2025》等多項國家戰(zhàn)略的重點發(fā)展對象,我國先后印發(fā)了《智能船舶發(fā)展行動計劃(2019-2021年)》《智能航運發(fā)展指導意見》,提出了明確的發(fā)展任務,大力發(fā)展智能船舶。在《交通強國建設綱要》中,智能航運和智 能船舶也被重點提及。近年來,我國已經交付了散貨船、礦砂船、集裝箱船和原油船等多個船型的智能船舶。
(二)智能船舶發(fā)展的影響
智能化船舶尤其是無人商船的發(fā)展對海上交通安全帶來新的挑戰(zhàn),對船舶管理和船員管理相關的國際規(guī) 則和標準帶來較大的影響。現(xiàn)有的國際公約中明確規(guī)定以船員在船和船員手動操控作為保障船舶安全的基本措施,在公約中大量使用了“警報”和“手動操作”,這與智能船舶最終實現(xiàn)無人操控的發(fā)展目標不一致。SOLAS在第V章“航行安全”中強調“配備足夠數(shù)量和勝任的船員”是各締約國政府承擔的義務。幾十年來,船舶配員已經逐步減少。智能船舶必然會進一步減少配員,但船上連一名船員都沒有的情形是難以接受的。STCW公約明確規(guī)定,該公約適用于在締約國“海船上工作的船員”。如何在公約中規(guī)定無人商船的岸基操控人員資格?STCW公約中值班安排和應遵循的原則明確規(guī)定:“負責航行值班的高級船員在值班時間內始終在駕駛臺或與之直接相連的場所,如海圖室或駕駛臺控制室,對船舶航行安全負責”。智能船舶的操控人員可能在陸地的遙控中心,值班人員可能遠離駕駛臺或與之直接相連的場所。COLREGS規(guī)定了保障航行安全的規(guī)則,比如為避免船舶碰撞應運用的“良好的船藝”,船舶在航行時應遵守“正規(guī)的瞭望”。這些避碰規(guī)則也對智能船舶的航行提出了挑戰(zhàn),無人商船碰撞事故的責任認定也是一個難題。
二、智能船舶風險分析
(一)智能船舶風險特征
智能船舶在動力裝置穩(wěn)定性、遠程操控可靠性、人為因素、信息傳輸安全性和軟件安全性等方面存在較大的風險。智能船舶仍然存在可能導致碰撞和擱淺等事故的風險,主要包括船舶自身的設備和系統(tǒng)運行存在的潛在風險,船舶航行所處的自然和通航環(huán)境存在的潛在風險,以及操控人員的人為失誤風險。履行值班職責的操控人員遠程操控船舶時可能出現(xiàn)海上航行情景意識感知失誤、決策失誤和應急處理失誤等情況,人為因素仍然是關鍵的。網絡安全風險也可能導致船舶失去控制甚至失聯(lián)的后果。智能船舶風險分析模型。
(二)智能船舶風險因素
智能船舶風險因素包含3個方面的14個子因素。 2019年6月5日至14日召開的MSC第101屆會議批準了自主船舶試驗的臨時指南。該指南指出,應適當?shù)卮_定與試驗相關的風險,并且應將降低風險的措施落實到位,使風險達到最低、合理可行和可接受的程度。無論遠程還是船上,參與試驗的任何人員都應具備適當?shù)馁Y格和經驗,并采取措施使風險達到可接受的程度,還應對用于試驗時的系統(tǒng)和設備進行充分的網絡風險管理。
三、基于風險防控的智能船舶發(fā)展對策
(一)船舶設備和系統(tǒng)風險防控對策
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