CCS《智能船舶規(guī)范》六大功能模塊要求

CCS規(guī)范與技術(shù)中心 賀 辭

近年來由于智能船舶概念的興起以及智能船舶技術(shù)的日益發(fā)展，船舶智能化已經(jīng)成為全球航運(yùn)的大勢(shì)所趨。出于通過船舶智能化降低船舶控制和管理難度，減少人為誤操作，提高設(shè)備及船舶營(yíng)運(yùn)的安全，優(yōu)化船舶航行，控制燃油消耗、降低成本，提高收益等目的，目前智能船舶的研究已在全球范圍內(nèi)開展。

日本早在上世紀(jì)80年代就已經(jīng)著手研究帶有“智能導(dǎo)航”功能的“人工智能船舶”；韓國(guó)于2009年啟動(dòng)智能船1.0計(jì)劃，并于2011年推出世界首艘智能船舶，目前其智能船舶2.0計(jì)劃正在推進(jìn)中；英國(guó)羅羅公司于2014年提出無人船舶概念，并已著手相關(guān)研究工作。

我國(guó)的智能船舶技術(shù)的發(fā)展雖然剛剛起步，但根據(jù)目前的《中國(guó)制造2025》提出的戰(zhàn)略要求，也已經(jīng)開始了船舶智能化的頂層設(shè)計(jì)與研究工作。

因此，考慮到未來船舶智能化的發(fā)展方向和發(fā)展趨勢(shì)，為了引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展，同時(shí)也為船舶航行更加安全，更加環(huán)保，更加經(jīng)濟(jì)和更加可靠，中國(guó)船級(jí)社基于近年來對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信導(dǎo)航技術(shù)、先進(jìn)傳感器技術(shù)、先進(jìn)控制技術(shù)等國(guó)際智能船舶技術(shù)的發(fā)展研究成果，充分參考國(guó)內(nèi)外有關(guān)智能船舶的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)和發(fā)展現(xiàn)狀，編制了CCS《智能船舶規(guī)范》，并于2016年3月1日正式生效。

CCS智能船舶規(guī)范對(duì)智能船舶的定義如下：智能船舶系指利用傳感器、通信、物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)手段，自動(dòng)感知和獲得船舶自身、海洋環(huán)境、物流、港口等方面的信息和數(shù)據(jù)，并基于計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和大數(shù)據(jù)處理和分析技術(shù)，在船舶航行、管理、維護(hù)保養(yǎng)、貨物運(yùn)輸?shù)确矫鎸?shí)現(xiàn)智能化運(yùn)行的船舶。

智能船舶分為六大功能模塊：智能航行、智能船體、智能機(jī)艙、智能能效管理、智能貨物管理和智能集成平臺(tái)。當(dāng)船舶的各項(xiàng)功能均符合CCS智能船舶規(guī)范要求時(shí)，可授予智能船舶附加標(biāo)志：

i-Ship（Nx，Hx，Mx，Ex，Cx，Ix）

括號(hào)內(nèi)的字母是智能船舶的功能標(biāo)志，其與智能船舶功能模塊的對(duì)應(yīng)如下：

N—智能航行功能標(biāo)志；

H—智能船體功能標(biāo)志；

M—智能機(jī)艙功能標(biāo)志；

E—智能能效管理功能標(biāo)志；

C—智能貨物管理功能標(biāo)志；

I—智能集成平臺(tái)功能標(biāo)志；

x—可選功能補(bǔ)充標(biāo)志。

當(dāng)船舶具有某一智能功能，即可單獨(dú)授予相關(guān)的智能功能標(biāo)志。

智能船舶規(guī)范對(duì)各項(xiàng)智能船舶功能模塊的要求如下：

1、智能航行

規(guī)范要求智能航行應(yīng)具有以下基本功能：

■對(duì)氣象、經(jīng)濟(jì)性和物流信息進(jìn)行分析處理；

■基于分析結(jié)果對(duì)船舶航路和航速進(jìn)行設(shè)計(jì)和優(yōu)化。

除基本功能外，智能航行還可具有開闊水域自主航行功能，或者具有自動(dòng)靠離碼頭、在狹窄水道等復(fù)雜環(huán)境下的高級(jí)自主航行能力，作為智能航行的補(bǔ)充智能功能。

2、智能船體

規(guī)范要求智能船體應(yīng)具有以下基本功能：

■建立并維護(hù)船體數(shù)據(jù)庫(kù)；

■基于船體數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)，對(duì)船體全生命周期內(nèi)的安全和結(jié)構(gòu)維修保養(yǎng)提供輔助決策。

除基本功能外，智能船體還可根據(jù)船體相關(guān)數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集與監(jiān)測(cè)，提供船舶操縱的輔助決策作為智能船體的補(bǔ)充智能功能。

3、智能機(jī)艙

規(guī)范要求智能機(jī)艙應(yīng)具有以下基本功能：

■對(duì)機(jī)艙內(nèi)的主機(jī)、輔機(jī)、軸系的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)；

■根據(jù)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)收集的數(shù)據(jù)，對(duì)機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和健康狀況進(jìn)行分析和評(píng)估；

■根據(jù)分析與評(píng)估結(jié)果，提出糾正建議，為船舶操作提供輔助的決策建議。

除基本功能外，還可根據(jù)機(jī)械設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和健康狀況的分析和評(píng)估結(jié)果，制定相應(yīng)的視情維護(hù)計(jì)劃，作為智能機(jī)艙的補(bǔ)充功能。

4、智能能效

規(guī)范要求智能能效應(yīng)具有以下基本功能：

■對(duì)船舶航行狀態(tài)、耗能狀況的在線監(jiān)測(cè)與數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集；

■根據(jù)采集的數(shù)據(jù)，對(duì)船舶能效狀況、航行及裝載狀態(tài)等進(jìn)行評(píng)估；

■通過大數(shù)據(jù)分析、數(shù)值分析及優(yōu)化技術(shù)，為船舶提供數(shù)據(jù)評(píng)估分析結(jié)果和輔助決策建議。

除基本功能外，還可通過航速優(yōu)化、基于縱傾優(yōu)化的最佳配載等解決方案，實(shí)現(xiàn)船舶能效實(shí)時(shí)監(jiān)控、智能評(píng)估及優(yōu)化，作為智能能效的補(bǔ)充功能。

5、智能貨物管理

規(guī)范要求智能貨物管理應(yīng)具有以下基本功能：

■實(shí)現(xiàn)貨艙以及貨物的監(jiān)測(cè)報(bào)警和輔助決策；

■實(shí)現(xiàn)貨物保護(hù)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)報(bào)警和輔助決策；

■通過對(duì)貨物、貨艙和貨物保護(hù)系統(tǒng)參數(shù)的采集和處理分析，進(jìn)行貨物的優(yōu)化配載。

除基本功能外，智能貨物管理系統(tǒng)還可具有自動(dòng)裝卸貨作為其補(bǔ)充功能。

6、智能集成平臺(tái)

規(guī)范要求智能集成平臺(tái)應(yīng)具有以下基本功能：

■至少集成了智能航行、智能機(jī)艙、智能能效管理三個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。

■應(yīng)具備開放性，能夠整合現(xiàn)有船上信息管理系統(tǒng)及后續(xù)新增系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)船舶的全面監(jiān)控與智能化管理。

■通過統(tǒng)計(jì)分析、綜合評(píng)估，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、標(biāo)準(zhǔn)化的分析報(bào)告；

■通過用戶設(shè)定，為航行、安全、經(jīng)濟(jì)性等相關(guān)指標(biāo)提供綜合預(yù)報(bào)預(yù)警；

■利用船舶歷史運(yùn)行狀態(tài)及相關(guān)參數(shù)，為船舶操作及管理方案提供趨勢(shì)預(yù)測(cè)；

■支持良好的輔助決策，提高船舶性能，并減少人為因素的失誤。能夠根據(jù)評(píng)估及預(yù)測(cè)結(jié)果，為事故響應(yīng)、風(fēng)險(xiǎn)反應(yīng)規(guī)劃、環(huán)境保護(hù)措施、事故察覺和預(yù)防、經(jīng)濟(jì)性能提升、資源管理和通信等提供綜合的管理及操作方案；

■能夠?qū)崿F(xiàn)船岸數(shù)據(jù)交互。

此外，規(guī)范中還對(duì)各項(xiàng)智能功能所對(duì)應(yīng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和軟件開發(fā)、送審資料、試驗(yàn)檢驗(yàn)及人員配備作出明確要求。

考慮到智能船舶技術(shù)的不斷發(fā)展，規(guī)范對(duì)新技術(shù)的應(yīng)用作出原則要求：當(dāng)采用新技術(shù)的系統(tǒng)和設(shè)備經(jīng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和試驗(yàn)證明能夠達(dá)到CCS規(guī)范要求的同等安全水平，這些系統(tǒng)和設(shè)備的設(shè)計(jì)可偏離CCS的規(guī)范要求。同時(shí)給出了風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法和新技術(shù)批準(zhǔn)的依據(jù)。

船舶智能化已成為船舶制造與航運(yùn)領(lǐng)域發(fā)展的必然趨勢(shì)。在船舶日趨智能化、船上系統(tǒng)與設(shè)備日益復(fù)雜的今天，船東、設(shè)計(jì)單位、船廠、設(shè)備廠商均在思考未來船舶的智能化方向，也亟需相應(yīng)的規(guī)范法規(guī)來規(guī)范現(xiàn)有及未來的船上智能化系統(tǒng)。CCS《智能船舶規(guī)范》的面世，正填補(bǔ)了此方面的空缺。是全球首本涵蓋了智能船舶從設(shè)計(jì)、建造到運(yùn)營(yíng)全生命周期的船級(jí)社規(guī)范。

規(guī)范在內(nèi)容上脈絡(luò)清晰，自成體系，具有可操作性；“智能航行”、“智能船體”、“智能機(jī)艙”、“智能能效管理”、“智能貨物控制”、“智能集成平臺(tái)”六大功能的劃分方式涵蓋了船上各智能化系統(tǒng)；此外，規(guī)范內(nèi)容立足于現(xiàn)有的規(guī)范體系，能夠很好的與目前CCS的規(guī)范要求相互融合。同時(shí)，規(guī)范開放式的編寫方式充分考慮到了未來智能船舶技術(shù)的發(fā)展，方便今后不斷納入新的應(yīng)用成果，完善和細(xì)化已有的技術(shù)要求。