海上自主水面船规则及航海保障应对探讨

2023-04-15张淑静

航海 2023年1期

张淑静

(北海航海保障中心天津航测科技中心，天津 300211)

1 概述

1.1 概念由来和定义

2017 年，在国际海事组织（International Maritime Organization,IMO）海上安全委员会（Maritime Safety Committee，MSC）第98 届会议上，英国、丹麦等9 国提出IMO 应增加对海上自主水面船舶(Maritime Autonomous Surface Ships，MASS）的研究，提出了MASS 的概念。

2018 年12 月MSC100 会议在法规梳理的术语中，MASS 被界定为可以独立于人际互动而营运的具有不同等级的船舶。IMO 是MASS 的倡导和组织者，其发布的相关公约、标准和指导性意见是业界最高级别文件。

1.2 分类分级

2018 年12 月MSC100 会议为便于法规梳理的进程，将船舶自主等级分为4 级：

Ⅰ级——具有自动化处理和决策支持的船舶--船员在船上，以操作和控制船上的系统和功能。某些操作可以自动，且有时可无人照看，但有船员在船上，以准备好进行控制。

Ⅱ级——船员在船上的遥控船舶--船舶从另一位置进行控制和操作。船员可以在船上，以控制和操作船上的系统和功能。

Ⅲ级——无船员在船上的遥控船舶--船舶从另一位置进行控制和操作。无船员在船上。

Ⅳ级——完全自主船舶--该船舶的操作系统能自动地作出决策和确定其操作行动。

应当注意到，在单次航行期间，MASS 可能以一个或多个自主等级营运。

1.3 发展状态

MASS 一般指20 m 以上无人船，而无人船即是智能船，对应于MASS 的III—IV 级，智能无人船舶研发更倾向于从小型船舶开始实践，优先研发远程操控、自主航线规划、自主避碰等技术。

2019 年，MASS 开始全球的加速发展，海洋强国纷纷开建船舶和测试实验，美国海军一艘没有任何船员的反潜无人舰从加州自行开往夏威夷后再返回，创下无人船自主航行的里程碑；日本邮船株式会社（NYK）“Iris Leader”滚装船完成了两段包含白天以及夜晚的自主航行试验。2020 年，韩国“SAMSUNG T-8”号拖船成功进行了远程自主航行测试，但受新冠疫情影响，一些代表性的项目和计划被迫推延，最近两年出现转机，中国的“智飞”号、韩国“世界路”号、英国“五月花”、挪威“YARA Birkeland”号等相继成功海测，日本成功进行无人船项目“MEGURI2040”全部6 个不同船型、不同条件的实船测试。

技术研发的同时，IMO 和几大船级社相继制定MASS相关法规、标准、指南、规则，产、学、研配合测试场、研发基地形成MASS 发展的链条。

2 MASS 规则发展

2.1 IMO 框架下MASS 法规修订

海事公约是基于有人驾驶这一控制方式而制定的，MASS 面临《国际海上人命安全公约》（SOLAS）、《国际海上避碰规则》（COLREGS）和《海员培训、发证和值班标准国际公约》（STCW）三大公约为代表的IMO 法律体系冲突。

2018年MSC 99会议围绕MASS法规梳理的目标、定义、范围、方法和工作计划进行了讨论，给出了仅用于法规梳理的临时术语，拟议自主等级包括四级，在之后的MSC100对分级更简洁的表述，并明确了应先对相关IMO 强制性文件开展梳理，IMO 关于MASS 的规则制定和修订工作就此展开。截至目前，IMO 出台的MASS 规则有：

《MASS 试航暂行指南》：2019，MSC101 批准了IMO海上安全委员会MSC.1/Circ.1604《MASS 试航暂行导则》通函，作为MASS 试航的原则性指导，以帮助MASS 试航相关参与方和主管机关安全地完成试航，各成员国、国际组织、试航参与单位都可以依据《导则》进行试航，并针对试航经验及时提出修订意见，逐步完善《导则》。《导则》明确各国主管机关及其授权机构是MASS 试航的管理方，试航的管理目标是确保试航安全、可靠并符合环境保护的要求。《导则》是宏观性的要求，并未创造新的法规条文，其依从的仍然是依据成熟的IMO 关于船舶和试航的各项规定和要求，在试航内容、要求、标准等没有具体给出。

IMO“立法范围界定”：2017 年，MSC98 开展“海事公约对MASS 船适用性研究”，2018 年8 月，IMO 秘书处完成了此次梳理工作，并发布了综合报告。报告所涉及的文书包括：《1974 年SOLAS 公约》及相关强制性规则；《1978年STCW 公约》和《STCW 规则》；《1995 年STCW-F 公约》；《1972 年国际海上避碰规则》；《1969 年国际船舶吨位丈量公约》；《1972 年国际集装箱安全公约》；《1966年国际载重线公约》；《1971 年特殊贸易客船协定》和《1973年特殊贸易客船舱室要求议定书》。在IMO 下设的MSC、法律委员会 (LEG) 和便利委员会 (FAL) 已初步完成了其各自主管文书的立法范围界定工作。2022年MSC105会议上，“制定海上自主水面船舶（MASS）基于目标的文书”作为第7 个议题，同意建立MSC/LEG/FAL 联合工作组,以制定非强制性MASS 规则作为第一步，力争在2028 年1 月1 日实现强制性MASS 规则生效实施的最终目标。

2.2 国际航标协会（IALA）与MASS

在IALA 第72 次理事会讨论了MASS 的发展，提出制定与MASS 相关的IALA 指南，ENAV 委员会率先制定了与MASS 相关的指南。协会常设机构中E 航海（ENAV）、VTS、航标需求与管理(ARM)、航标工程与可持续发展委员会(ENG)，以及政策咨询小组(PAP)、法律咨询小组(LAP)分别就MASS 对航标的影响和需求进行分析，起草MASS相关的建议指南。为便于组织和协调，协会成立了一个跨委员会任务小组（TF），该小组向政策咨询小组报告。按照指南制定路线图，到2024 年下半年IALA MASS 指南将出台，目前各委员会已起草的指南还处于讨论阶段。

2.3 国际海道测量组织(IHO)与MASS

2021 年，IHO 的海道测量服务和标准委员会（HSSC）组建了MASS 导航项目组（MASS PT），承担分析MASS对海道测量标准和服务的影响，推动IHO 标准适应MASS需求。项目组成员国开展了MASS 发展情况研究，编写了各自国家的MASS 发展情况报告；组织开展了S-100 与MASS 需求的差距分析，提出S-100 标准对接MASS 需求的意见和建议，将于2023 年向HSSC15 会议提交S-100 标准的发展需求报告，以指导S-100 标准的制定。IHO 后期行动计划将于2023 年提出。S-100 5.0.0 版获海道测量服务与标准委员会第14 次会议（HSSC-14）审定批准，将在2022 年底正式发布，电子海图S-101 数据产品标准2.0.0 版2024 年正式发布实施。

2.4 国际船级社协会(IACS)行动

2022 年5 月，国际IACS 为了使船舶能够抵御网络事故,增强船舶网络安全的韧性,发布了两项新的统一要求UR E26 和UR E27,并将在2024 年1 月1 日及之后签订建造合同的新造船舶上实施。UR E26 主要涵盖设备识别、保护、攻击检测、响应和恢复；URE27 旨在确保第三方设备供应商对系统完整性进行保护和加固,提供了船上系统和设备的网络韧性要求,并提供了与用户和船上基于计算机的系统之间的接口有关的附加要求,以及新设备在船上实施前的产品设计和开发要求。这对于MASS 船舶网络安全提供了支撑保障。

2.5 国际电信联盟（ITU）行动

ITU 成立物联网标准化研究组SG20,持续开展物联网大数据、物联网网关、智慧可持续发展城市等国际标准化工作。2019 年，世界无线电通信大会（WRC-19）上，国际电联成员国就通过引入新的海上通信系统和提高频谱利用效率来加强海上安全作出了重要决定。WRC-19 同意为GMDSS 的新元件提供额外的频谱资源，从而扩大其覆盖范围并增强其能力。WRC-19 以VHF 频段分配给海上移动卫星服务，以启用VDES 的卫星组件,提高了海上通信能力。

2.6 国际标准化组织（ISO）行动

2022 年5 月，国际标准化组织/船舶与海洋技术委员会（ISO/TC8）发布了ISO 23860《船舶和海上技术--海上水面自主船舶（MASS）相关术语》（Ships and marine technology — Vocabulary related to autonomous ship systems）国际标准，该标准规定了自主等定义，同时提出了相关等级，该标准发布前通过MSC 会议审议。

2.7 各国行动

中国：根据工业和信息化部2021 年2 月发布的《智能船舶标准体系建设指南》（二次征求意见稿），将标准体系框架分成三层架构：标准体系顶层、七个部分、38 个专业及领域。对智能船舶标准建设的总体要求、体系框架、建设内容和组织实施作了规定。

2016 年3 月中国船级社（CCS）发布《智能船舶规范（2015）》，2020 年3 月更新发布《智能船舶规范（2020）》。该规范将智能船舶划分为智能航行、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、增远程控制和自主操板块，对各个功能板块的一般要求、功能标志、图纸资料、检验和试验进行了规范。CCS 还陆续制定了《船舶智能机舱检验指南（2017）》《智能集成平台检验指南（2018）》《船舶智能能效管理检验指南（2018）》《船舶（油船）智能货物管理检验指南（2018）》《无人水面艇检验指南（2018 ）》《自主货物运输船舶指南（2018）》《船舶网络系统要求及安全评估指南（2020）》。

2021 年，交通运输部海事局就《船舶自主航行试验技术与检验暂行规则》征求意见，主要规定了船舶开展自主航行相关试验的技术和检验要求。2019 年5 月9 日，交通运输部等七部门联合发布《智能航运发展指导意见》明确了智能航运培育和发展的总体要求、主要任务和保障措施。

英国：2017 年11 月，英国海事自主系统监管工作组（MASRWG）发布了首个《海事自主船艇设计、建造和运营行业行为守则》。2019 年11 月，英国海事协会发布《自主船舶行业行为守则》的更新版本，属于建议性规范，适用于小于24 米以下的海事自主船艇及半自主船艇的设计、建造和安全操作。

2017 年2 月，英国劳氏船级社（LR）出版了《无人海上船舶系统设计规范》，将自主船分为7个级别，提出了设计、建造和服务要求准则。

美国：2019 年 5 月2 日，美国船级社（ABS）发布其第一版《船舶和海上设施智能功能指南》，为智能技术应用的工程审查和检验，使用了一套易于应用的风险指引性规范要求。

2020 年4 月，ABS 发布了《自主咨询指南》，该指南还介绍了智能到自主基于目标框架，用于指导自主和远程控制功能的实现。

2021 年，ABS 发布了《自主和远程控制功能指南》，该指南为在船舶和海工装置上实施这些技术构建了一个基于目标的框架；2022 年3 月，发布《自主船白皮书》，提出了10 个目标，为自主船舶的设计和运营构建框架。

日本：2020 年，日本国土交通省宣布制定自主航行船舶的安全设计指南，包括航行设计区域的设定、人机界面（HMI）设定、自动化系统故障等情况下平稳过渡至船员操纵船舶的措施、网络安全、避航和离靠等。2020 年2 月，日本船级社发布了《自主操作/无人驾驶船舶指南——自主操作系统/远程操作系统的设计研发、安装和操作》，是基于2018 年发布的现有指南《自主操作/无人驾驶船舶概念设计指南（临时版）》做出的改进。旨在通过防止人为错误来提高安全性，并通过减轻船员的工作量来改善工作条件，而且示范实验正在全球范围内进行。

挪威：2018 年，挪威船级社（DNV）发布了一项新入级指南——《自主与远程操作船入籍指南》，其涵盖自主和远程操作船舶，包括导航、船舶工程、远程控制中心和通信等事项。在测试和验证上要求进行仿真测试、系统集成测试和网络测试等，针对信赖软件和通信系统的自主和远程理念，特别强调了网络安全和软件测试。

3 海事航海保障应对

3.1 MASS 对海事航保需求

对于自主航行船舶，传统的视觉航标、纸海图和VHF语音发布助航信息等航海保障（海事航保）手段和作用将削弱，应根据无人操控的船舶系统要求、工作特点、运动特性来提供相应的助航服务。如易于被自动感知和识别的电子航标（数字航标）、高精度电子海图、数字化安全信息，这些数字化的航海保障导助航服务产品同时为非自主航行的智能船舶提供个性化优质服务。

3.2 海事航保MASS 规则建立和完善

航标：2018 年，《自动识别系统（AIS）航标应用导则》交通运输行业标准发布，规定了AIS 航标的分类、电文、参数配置、甚高频数据链路接入方式、显示符号等。2021年发布《沿海无线电指向标-差分全球卫星导航系统播发标准》，2019 年我国主导的首个国际航标协会标准《VTS用户指南模板》生效。我国的数字航标标准比较全面，目前IALA 正在修订适应MASS 建议指南，启示我们应对这些标准对MASS 适用性进行界定，同时修订提升至国家和国际标准，这将大大提高国际海事地位和话语权。

测绘：电子海图是自主航行导航基石，其标准从国际到国内体系完整，这里不再详述这些标准。2012 年S-100 成为E 航海实践中标准的标准，我国是IHO 的创始国和重要成员国，做好以S-100 系列标准研究与应用已成为海事测绘事业发展的当务之急和重中之重。IHO 的海道测量服务和标准委员会（HSSC）组建的MASS 导航项目组中，我国东海航海保障中心孙东礼担任副主席。建议在梳理国际标准的同时，国内标准适用性也应同步界定，做好标准的国际接轨。

通信：未来自主航行船舶需大带宽、高速度、高频率、高可靠性的海上通信链路，可通过甚高频数据交换系统（VDES）、甚小口径卫星终端站（VSAT）、卫星通信实现，这些链路行业标准尚未出台，以及海上安全信息数字播发标准，北海航海保障中心2022 年起草的《基于北斗通信的海上安全信息播发要求》行业标准还未正式发布，海上通信适应MASS 的规则处于起步阶段，任重道远。