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指導(dǎo)性文件
GUIDANCENOTES
GD26-2023
中國船級社
船舶自主航行附加標(biāo)志檢驗指南
2023
2023年7月1日
北京
第1章通則
第1節(jié)一般規(guī)定
1.1.1一般要求
1.1.1.1本指南為中國船級社(以下簡稱“CCS”)《智能船舶規(guī)范》第二章“智能
航行”相關(guān)系統(tǒng)開發(fā)、應(yīng)用、測試驗證提出具體的技術(shù)要求,以保障具有輔助、自主航
行功能的船舶滿足性能要求,保證系統(tǒng)可靠性和航行安全性。
1.1.1.2在《智能船舶規(guī)范》規(guī)定的“智能航行”的基礎(chǔ)上,將智能航行功能進(jìn)一步
細(xì)分,提出了輔助航行功能的要求。
1.1.1.3本指南為智能航行系統(tǒng)(包括自主航行和輔助航行系統(tǒng))的檢驗及實船應(yīng)用
提出具體技術(shù)要求。
1.1.1.4除本指南另有明文規(guī)定外,智能航行系統(tǒng)還應(yīng)滿足CCS相應(yīng)的規(guī)范和船旗
國主管機(jī)關(guān)的適用要求。
1.1.2適用范圍
1.1.2.1適用于申請CCS認(rèn)可的智能航行系統(tǒng)的認(rèn)可與檢驗。
1.1.2.2適用于申請入級CCS的擬安裝智能航行系統(tǒng)船舶的初次入級檢驗。
1.1.2.3適用于已安裝智能航行系統(tǒng)的現(xiàn)有船舶的營運(yùn)檢驗。
第2節(jié)知識產(chǎn)權(quán)及保密
1.2.1一般要求
1.2.1.1CCS按照《鋼質(zhì)海船入級規(guī)范》第1篇第3章第1節(jié)3.1.10.2的要求對申請
方提交資料進(jìn)行保密。
1.2.1.2申請方應(yīng)保證所有提交資料滿足《鋼質(zhì)海船入級規(guī)范》第1篇第3章第1
節(jié)3.1.10.1的要求。
第3節(jié)術(shù)語及定義
1.3.1術(shù)語
1.3.1.1本指南所涉及術(shù)語定義如下:
1
(1)硬件(hardware):用于處理、存儲或傳輸計算機(jī)軟件或數(shù)據(jù)的物理設(shè)備。
(2)軟件(software):與計算機(jī)系統(tǒng)的操作有關(guān)的計算機(jī)程序、規(guī)程和可能相關(guān)的
文檔。
(3)自主航行系統(tǒng)(autonomousnavigationsystem):自主航行系統(tǒng)系指利用感知技
術(shù)獲取所需數(shù)據(jù)和信息,通過信息融合等計算機(jī)技術(shù)進(jìn)行分析和處理,為船舶的安全航
行提供行動決策,并按照決策方案實現(xiàn)船舶自主控制的所有軟硬件的集合。系統(tǒng)具備船
舶運(yùn)動控制能力。
(4)輔助航行系統(tǒng)(navigationassistancesystem):輔助航行系統(tǒng)系指利用感知技術(shù)
獲取所需數(shù)據(jù)和信息,為人員提供感知增強(qiáng)。和/或通過信息融合等計算機(jī)技術(shù)進(jìn)行分
析和處理,為船舶的安全航行提供導(dǎo)航輔助決策的所有軟硬件的集合。系統(tǒng)具備向人提
供決策建議的能力,最終由人確認(rèn)并操作。
(5)智能航行系統(tǒng)(intelligentnavigationsystem):自主航行系統(tǒng)與輔助航行系統(tǒng)的
總稱。
(6)設(shè)計運(yùn)行條件(operationaldesigncondition):自主航行系統(tǒng)設(shè)計時確定的適用
于其功能運(yùn)行的各類條件的總稱。
(7)動態(tài)任務(wù)(dynamictask):智能航行系統(tǒng)根據(jù)環(huán)境及其他實時信息的感知融合
后進(jìn)行決策或決策與控制的任務(wù),不包括航路設(shè)計等靜態(tài)任務(wù)。
(8)場景(scenario):系指智能航行船舶航行時所處的地理區(qū)域、自然環(huán)境、會遇
態(tài)勢和時間等要素的集合。
(9)仿真測試(simulationtesting):采用仿真工具部分或全部替換被測系統(tǒng)及信息
源,以驗證被測系統(tǒng)部分/全部功能及性能的測試。
(10)驗證(verification):通過提供客觀證據(jù)對規(guī)定要求已得到滿足的認(rèn)定。
(11)確認(rèn)(validation):通過提供客觀證據(jù)對特定的預(yù)期用途或應(yīng)用要求已得到滿
足的認(rèn)定。
(12)安全理念(safetyconcept):保證智能航行系統(tǒng)相關(guān)功能安全運(yùn)行所采取的安
全設(shè)計和安全機(jī)制,以使系統(tǒng)運(yùn)行時無不合理的風(fēng)險,或使風(fēng)險及時得到控制。
(13)態(tài)勢感知(situationalawareness):態(tài)勢感知是船舶利用傳感器及智能融合算
法對多種信息(自然環(huán)境信息、自身運(yùn)動信息、其他船舶信息)的感知以及對感知信息
的融合處理并生成航行態(tài)勢信息。
(14)運(yùn)行模式(operationmode):自主航行船舶可能存在的多種運(yùn)行模式。
a)自主航行模式:自主航行模式下由船舶自主完成航行任務(wù),船上人員監(jiān)視船
舶航行狀態(tài),必要時船上人員可隨時介入并獲取船舶駕駛控制權(quán)。
b)人員駕駛模式:自主航行系統(tǒng)未運(yùn)行,輔助航行系統(tǒng)可以運(yùn)行,但完全由人
員控制船舶。
(15)控制位置(controlstation):能夠進(jìn)入/退出自主航行系統(tǒng)并能應(yīng)急介入由人工
控制船舶推力方向和大小的位置,控制位置可以在船上或遠(yuǎn)程控制站。
(16)本船(egoship):裝有智能航行系統(tǒng),按照本指南要求進(jìn)行測試和檢驗的船
舶。
2
(17)目標(biāo)船(targetship):在本船周圍一定范圍內(nèi)的其他船舶。
(18)監(jiān)控人員(supervisor):決定智能航行系統(tǒng)的啟動和關(guān)閉,在自主航行系統(tǒng)運(yùn)
行時進(jìn)行監(jiān)視,必要時切換船舶運(yùn)行模式并緊急控制船舶的人員。
(19)會遇態(tài)勢(encountersituation):按照《國際海上避碰規(guī)則》或其他區(qū)域性交
通規(guī)則劃分的船舶會遇態(tài)勢,包括對遇、追越、交叉相遇等。
(20)綜合顯示(integrateddisplay):將感知信息、決策信息展示在屏幕或其他設(shè)備
上,以供監(jiān)控人員查看。
(21)測試場(testarea):具有足夠范圍的開闊水域,交通密度滿足試驗條件或可
以進(jìn)行交通管制的一個區(qū)域。具備進(jìn)行智能航行船舶測試的所有設(shè)備、設(shè)施及安全輔助
船舶。
1.3.2縮略語
1.3.2.1本指南中使用的縮寫見表1.3.2.1。
縮略語表1.3.2.1
序號縮寫含義
1ODC設(shè)計運(yùn)行條件
2ODD設(shè)計運(yùn)行范圍
3DQ數(shù)據(jù)質(zhì)量及安全
4SSR軟件安全及可靠性
5CS網(wǎng)絡(luò)安全
6SR系統(tǒng)可靠性
7AiP原理認(rèn)可
8DA設(shè)計認(rèn)可
9TA型式認(rèn)可
10SS船舶檢驗
第4節(jié)輔助航行
1.4.1輔助航行功能分類
1.4.1.1輔助航行是指對水文氣象環(huán)境、船舶運(yùn)動狀態(tài)、其他船舶及航行障礙物進(jìn)行
實時感知,在霧航、能見度低等環(huán)境條件下實現(xiàn)超視距感知,并實現(xiàn)對傳感器、海圖等
信息的融合顯示,為駕駛?cè)藛T提供更加高效的輔助航行信息展示。實現(xiàn)航行態(tài)勢、危險
的實時判斷,做出動態(tài)航路決策。輔助航行系統(tǒng)不對船舶運(yùn)動進(jìn)行控制,該任務(wù)由由駕
駛?cè)藛T完成?;谝陨瞎δ軐⑤o助航行分為兩類:
(1)增強(qiáng)感知類輔助航行
(2)決策規(guī)劃類輔助航行
3
1.4.1.2增強(qiáng)感知類的輔助航行主要功能為將雷達(dá)、AIS、光電傳感器、運(yùn)動感知設(shè)
備等多源信息融合處理為輔助駕駛員進(jìn)行決策的直觀、可靠的綜合信息,并以良好的展
示和交互方式疊加在某一/多個顯示終端,其主要顯示終端包括視頻顯示終端、2D/3D
環(huán)境重構(gòu)顯示終端、AR/VR顯示終端、基于海圖開發(fā)的顯示終端、基于RADAR開發(fā)
的顯示終端等。
1.4.1.3決策規(guī)劃類的輔助航行除了具備航路航速優(yōu)化設(shè)計功能(《智能船舶規(guī)范》
2.3.1)以及增強(qiáng)感知類輔助航行的所有功能外,還應(yīng)根據(jù)融合信息進(jìn)行動態(tài)航路規(guī)劃,
為駕駛?cè)藛T提供圖形化展示界面的決策方案選擇。
第5節(jié)自主航行
1.5.1自主航行功能架構(gòu)
1.5.1.1自主是指系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)感知、認(rèn)知、決策及對船舶或設(shè)備的控制,并安全、
可靠地完成預(yù)期任務(wù),無需人為干預(yù),僅在緊急情況下進(jìn)行人為接管控制。自主航行在
輔助航行功能的基礎(chǔ)上進(jìn)一步,系統(tǒng)將決策信息輸入控制機(jī)構(gòu),船舶可以自主完成航行
任務(wù),見圖1.5.1.1。
圖1.5.1.1自主航行功能架構(gòu)
1.5.2自主航行監(jiān)控分級
1.5.2.1對于已經(jīng)具備自主航行功能的船舶,能夠在收到航行指令后自動完成從感知、
認(rèn)知、決策到控制的整個過程。此時,船上監(jiān)控人員的作用是監(jiān)控船舶自主航行的狀態(tài),
以確保在系統(tǒng)報警或請求接管以及在任何其他緊急情況發(fā)生時采用應(yīng)急措施將風(fēng)險降
到最低。
4
1.5.2.2根據(jù)監(jiān)控人員在航行過程中進(jìn)行監(jiān)視的周期對船舶的自主航行監(jiān)控進(jìn)行等
級劃分,見表1.5.2.2。
自主航行監(jiān)控等級劃分表表1.5.2.2
等級名稱監(jiān)控人員責(zé)任
H1連續(xù)值班監(jiān)控人員在控制位置持續(xù)監(jiān)視。
監(jiān)控人員在控制位置周期性監(jiān)視,在系統(tǒng)報警后監(jiān)控人員應(yīng)及時到達(dá)控制位置或遠(yuǎn)程控
周期性值班
H2制。
H3無人值班無需在控制位置進(jìn)行值班監(jiān)視,在系統(tǒng)報警后監(jiān)控人員應(yīng)及時到達(dá)控制位置或遠(yuǎn)程控制。
注:①連續(xù)值班系指在自主航行功能運(yùn)行過程中,監(jiān)控人員必須在控制位置持續(xù)監(jiān)視
船舶運(yùn)行狀態(tài)。
②周期性值班系指在自主航行功能運(yùn)行過程中,監(jiān)控人員無須時刻保持在控制位
置進(jìn)行監(jiān)視,而是根據(jù)操作手冊或?qū)嶋H情況進(jìn)行周期性值班監(jiān)視,監(jiān)控人員僅需在
系統(tǒng)發(fā)出報警或提出接管申請時及時到達(dá)控制位置。
③無人值班系指無需人員在控制位置監(jiān)視自主航行功能運(yùn)行時船舶狀態(tài),監(jiān)控人
員僅需在系統(tǒng)發(fā)出報警或提出接管申請時及時到達(dá)控制位置。當(dāng)人員未及時接管船
舶時,系統(tǒng)應(yīng)能夠自行采取應(yīng)急措施保證船舶安全。
1.5.3附加標(biāo)志
1.5.3.1根據(jù)申請,經(jīng)CCS審圖、認(rèn)可與檢驗,確認(rèn)船舶滿足CCS《智能船舶規(guī)范》
關(guān)于智能航行的要求以及本指南的相關(guān)要求,可根據(jù)實際授予表1.5.3.1中的附加標(biāo)志。
附加標(biāo)志說明表1.5.3.1
附加標(biāo)志說明
No滿足《智能船舶規(guī)范》及本指南開闊水域自主航行的要求。
Nn滿足《智能船舶規(guī)范》及本指南全航程自主航行的要求。
注:滿足本指南輔助航行相關(guān)要求的,經(jīng)檢驗合格后,CCS在簽發(fā)的檢驗文件中
進(jìn)行說明。滿足本指南H1-H3等級的自主航行相關(guān)要求的,經(jīng)檢驗合格后,CCS在簽
發(fā)的檢驗文件中進(jìn)行說明。
1.5.3.2No與Nn要求的區(qū)別體現(xiàn)在從感知到控制的整個過程,由于任務(wù)場景的變
化和任務(wù)要求的提高,自主航行功能的各項性能均應(yīng)得到提升,見圖1.5.3.2。
5
圖1.5.3.2開闊水域與全航程自主航行功能關(guān)系
第6節(jié)設(shè)計運(yùn)行條件
1.6.1一般要求
1.6.1.1設(shè)計運(yùn)行條件(ODC)是自主航行系統(tǒng)設(shè)計時確定的適用于其功能運(yùn)行的
各類條件的總稱,包括設(shè)計運(yùn)行范圍(OperationalDesignDomain,ODD)、船舶自身
狀態(tài)、監(jiān)控人員狀態(tài)及其他必要條件。
1.6.1.2具備自主航行功能的船舶應(yīng)當(dāng)確定設(shè)計運(yùn)行條件,自主航行功能在滿足設(shè)計
運(yùn)行條件時方允許運(yùn)行。具備輔助航行功能的船舶亦可參考本節(jié)確定設(shè)計運(yùn)行條件。
1.6.1.3自主航行系統(tǒng)制造廠應(yīng)當(dāng)識別合理的設(shè)計運(yùn)行條件元素集合,并利用所選擇
的元素集合通過合理的構(gòu)建方法,形成易理解、無歧義的設(shè)計運(yùn)行條件表達(dá)方案,將各
元素進(jìn)行詳細(xì)描述,并考慮多個元素的組合關(guān)系,使各利益相關(guān)者清楚了解自主航行系
統(tǒng)的啟動和運(yùn)行條件。設(shè)計運(yùn)行條件的最小集應(yīng)當(dāng)包含本指南1.6.2-1.6.4的全部內(nèi)容,
不適用的應(yīng)得到充分的論證及說明。
1.6.1.4對于H2及以上等級的自主航行系統(tǒng),應(yīng)監(jiān)控當(dāng)前ODC狀態(tài),以使系統(tǒng)保
持在設(shè)計和定義的ODC之內(nèi)。在即將超出ODC邊界的情況下,自主航行系統(tǒng)應(yīng)能觸
發(fā)接管請求,并考慮監(jiān)控人員值班的不同情況,保證有足夠的時間進(jìn)行接管。
1.6.2設(shè)計運(yùn)行范圍
1.6.2.1ODD可分為場景元素、環(huán)境條件與動態(tài)元素三個大類。其中場景元素由空
間固定元素組成,包括水域、航道設(shè)施、碼頭設(shè)施等。環(huán)境條件包括天氣和海況等。動
態(tài)元素則包括所有的交通參與者以及漂浮障礙物等,如表1.6.2.1。
設(shè)計運(yùn)行范圍分類表1.6.2.1
ODD分類場景元素環(huán)境條件動態(tài)元素
內(nèi)容1,區(qū)域1,天氣1,交通流
2,水上固定設(shè)施2,光照2,水面漂浮物
3,臨時設(shè)施3,海況
4,冰情
5,水深
6
6,通信
1.6.2.2場景元素
(1)區(qū)域:區(qū)域主要用于區(qū)分船舶航行交通規(guī)則、典型航行條件、航道定線制要求
等。應(yīng)進(jìn)行下列區(qū)分:
a)水域類別:
a.開闊水域
b.交通密集水域
c.港內(nèi)水域
d.沿岸水域
e.狹窄河流水域(各不同等級)
f.特殊島礁區(qū)域
g.其他特定水域
b)地區(qū):
a.某國領(lǐng)水
b.某公海
c)人為劃定的區(qū)域(坐標(biāo)范圍)
(2)水上固定設(shè)施:水上固定設(shè)施系指在裝有自主航行系統(tǒng)的船舶可以行駛的區(qū)域
中的固定建筑物,包括:
a)建筑:
a.碼頭;
b.橋梁;
c.閘;
d.人工島礁。
b)設(shè)施:
a.海上固定平臺;
b.風(fēng)電設(shè)施;
c.網(wǎng)箱;
d.航標(biāo);
e.海洋科考、測量設(shè)施。
(3)臨時設(shè)施:
a.臨時施工建筑、設(shè)施;
b.臨時交通管制。
1.6.2.3環(huán)境條件
(1)天氣
7
a)風(fēng):
應(yīng)以m/s為單位明確風(fēng)速條件邊界,可采用世界氣象組織定義的風(fēng)級。
b)降雨
應(yīng)以mm/h為單位明確降雨條件邊界。
c)降雪
應(yīng)以能見距離明確降雪條件邊界。
d)霧
應(yīng)以能見距離明確霧條件邊界。
e)其他空氣污染
應(yīng)以能見距離明確其他空氣污染條件邊界。
(2)光照
a)白天:
a.應(yīng)明確太陽高度角條件邊界;
b.應(yīng)明確太陽方位條件邊界。
b)晚上
c)多云:
應(yīng)以云量(okta)為單位明確云的條件邊界。
(3)海況
應(yīng)以浪高明確海浪條件邊界。
(4)冰情
應(yīng)以浮冰范圍、浮冰平均厚度、浮冰最大厚度等明確冰情條件邊界。
(5)水深
應(yīng)以航行區(qū)域最小水深明確條件邊界。
(6)通信連接:通信連接包括通信和定位:
a)通信:
a.船-船通信;
b.船-岸通信;
c.船-衛(wèi)星通信。
b)定位:
a.北斗;
b.GPS;
c.其他衛(wèi)星定位系統(tǒng)。
1.6.2.4動態(tài)元素:動態(tài)元素主要是船舶航行區(qū)域的交通流和一般水面漂浮物:
(1)交通流
a)交通參與者船型
8
應(yīng)當(dāng)明確允許裝有自主航行系統(tǒng)的船舶接近并進(jìn)行避讓等正常交通行為的
交通參與者船型。
b)交通參與者執(zhí)行的任務(wù)種類
應(yīng)當(dāng)明確允許裝有自主航行系統(tǒng)的船舶接近并進(jìn)行避讓等正常交通行為的
交通參與者所執(zhí)行的任務(wù)種類。
c)交通流密度
裝有自主航行系統(tǒng)的船舶所允許航行的交通流密度條件邊界。
(2)水面漂浮物
應(yīng)明確允許裝有自主航行系統(tǒng)的船舶接近并進(jìn)行避讓等正常交通行為的水面
漂浮物的屬性。
a)漂浮物種類;
b)漂浮物尺寸;
c)漂浮物漂浮狀態(tài)(水線以下的形狀等)。
1.6.3船舶自身狀態(tài)
1.6.3.1軟硬件健康狀態(tài)
(1)自主航行系統(tǒng)軟硬件健康狀態(tài);
(2)船舶其他航行相關(guān)必要系統(tǒng)軟硬件健康狀態(tài)。
1.6.3.2船舶運(yùn)動狀態(tài)
(1)船舶橫搖;
(2)船舶縱搖;
(3)船舶吃水;
(4)船舶垂蕩。
1.6.3.3船舶穩(wěn)性狀態(tài)
(1)船舶橫傾;
(2)船舶縱傾;
(3)船舶完整穩(wěn)性(含第二代完整穩(wěn)性)。
1.6.4監(jiān)控人員狀態(tài)
1.6.4.1船上監(jiān)控人員
(1)控制位置(值班位置)是否有人;
(2)監(jiān)控人員已連續(xù)工作時間;
(3)監(jiān)控人員行為是否正常;
(4)監(jiān)控人員其他狀態(tài)。
9
1.6.4.2遠(yuǎn)程監(jiān)控人員
(1)控制位置(值班位置)是否有人;
(2)監(jiān)控人員已連續(xù)工作時間;
(3)監(jiān)控人員行為是否正常;
(4)監(jiān)控人員其他狀態(tài)。
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第2章圖紙與資料審查
第1節(jié)一般規(guī)定
2.1.1一般要求
2.1.1.1申請智能航行系統(tǒng)認(rèn)可或船舶智能航行附加標(biāo)志檢驗的相關(guān)方應(yīng)當(dāng)向CCS
提交圖紙及資料,說明系統(tǒng)及船舶在ODC范圍內(nèi)運(yùn)行無不合理的風(fēng)險。至少應(yīng)提交表
2.1.1.1中適用的圖紙與資料。
智能功能圖紙與資料審查范圍及類型表2.1.1.1
序號圖紙資料
AIPDATASS
系統(tǒng)總體說明
1DADADADA
系統(tǒng)功能說明
2DADADADA
系統(tǒng)組件說明
3DADADADA
系統(tǒng)布置及原理圖
4DADADADA
系統(tǒng)安全理念說明書
5DADADADA
制造廠進(jìn)行試驗及驗證報告
6DNSNSN
數(shù)據(jù)記錄(實船測試及運(yùn)行階段)
7SNSN
網(wǎng)絡(luò)安全說明
8DNDNDN
軟件安全說明
9DNDNDN
操作手冊
10DNDN
質(zhì)量管理體系相關(guān)文件
11DNSNSN
12型式試驗大綱SASA
13實船測試大綱SA
注:1)提交階段:審圖D、檢驗S。2)審查類型:批準(zhǔn)A、備查N。
2.1.2審查依據(jù)
(1)CCS《鋼質(zhì)海船入級規(guī)范》第1篇第3章、第7篇第2章;
(2)CCS《船舶網(wǎng)絡(luò)安全指南》;
(3)CCS《船用軟件安全及可靠性評估指南》;
11
(4)CCS《智能船舶規(guī)范》第2章及本指南。
第2節(jié)總體說明
2.2.1智能航行系統(tǒng)識別信息
2.2.1.1提交總體說明文件說明智能航行系統(tǒng)型號、版本等識別信息及識別方法。
2.2.2ODC說明
2.2.2.1自主航行系統(tǒng)制造廠應(yīng)對ODC進(jìn)行驗證,并向CCS提交驗證結(jié)果文件資料
(含程序、方法、數(shù)據(jù)、模型、結(jié)果、解釋和備注)。
2.2.2.2自主航行系統(tǒng)的ODC應(yīng)包含本指南第1章第8節(jié)規(guī)定的適用的內(nèi)容以及其
他制造廠規(guī)定的邊界條件。
2.2.3系統(tǒng)性能說明
2.2.3.1智能航行系統(tǒng)能夠達(dá)到的本指南第4章規(guī)定的性能要求。
2.2.4系統(tǒng)安全保證措施
2.2.4.1智能航行系統(tǒng)進(jìn)入或停用的方法。
2.2.4.2在智能航行系統(tǒng)運(yùn)行過程中,監(jiān)控人員應(yīng)采取的以確保安全的一切措施。
第3節(jié)功能說明
2.3.1系統(tǒng)功能(功能架構(gòu))
2.3.1.1應(yīng)說明智能航行系統(tǒng)的所有功能,包括保證系統(tǒng)可靠性及安全運(yùn)行的邏輯以
及執(zhí)行ODC內(nèi)動態(tài)任務(wù)的方法和系統(tǒng)設(shè)計及功能的邊界條件。并說明以上功能是如何
得到保證的。
2.3.1.2所有輸入變量和感知變量的清單,以及變量的范圍,并說明這些變量對智能
航行系統(tǒng)運(yùn)行的影響。
2.3.2人員接管
2.3.2.1當(dāng)系統(tǒng)接近ODC邊界并最終超出ODC邊界時的人員交互原則。說明系統(tǒng)
向監(jiān)控人員發(fā)出支持或接管請求的類型列表、解決請求的執(zhí)行方法、請求解決失敗的處
理程序和降低風(fēng)險的措施,說明系統(tǒng)發(fā)出的信號和信息(H2及以上等級)。
第4節(jié)主要組件說明
12
2.4.1組件清單
2.4.1.1提供智能航行系統(tǒng)組件清單,以及為實現(xiàn)系統(tǒng)功能所需的相關(guān)船上其他系統(tǒng)
或設(shè)備。
2.4.2單元功能
2.4.2.1單元是指系統(tǒng)組件的最小劃分。每個單元應(yīng)能夠清晰明確地識別(通過硬件、
軟件標(biāo)記等)并說明識別方法。
2.4.2.2應(yīng)提供智能航行系統(tǒng)每個單元的功能說明,并說明各單元之間及各單元與船
上其他系統(tǒng)的連接方式。
2.4.3系統(tǒng)組件的安裝
2.4.3.1制造廠應(yīng)說明系統(tǒng)組件安裝要求,包括:
(1)安裝位置;
(2)安裝姿態(tài);
(3)組件安裝位置周圍的結(jié)構(gòu)、材料性質(zhì)及其尺寸和幾何形狀;
(4)安裝允許公差。
第5節(jié)布置及原理圖
2.5.1系統(tǒng)布置示意圖(結(jié)構(gòu)圖等)
2.5.1.1制造廠應(yīng)提供系統(tǒng)組件的布置及連接方式說明及圖紙。包括感知、認(rèn)知、決
策、控制(如適用)裝置,定位裝置,數(shù)據(jù)記錄裝置,智能航行系統(tǒng)與船上其他系統(tǒng)或
設(shè)備的連接和交互等的說明及圖紙。
2.5.2組件的連接示意圖
2.5.2.1智能航行系統(tǒng)內(nèi)部電路、氣動或液壓傳動設(shè)備的管路圖及機(jī)械連接示意圖,
以及與其他系統(tǒng)之間的傳輸連接示意圖。
第6節(jié)安全理念
2.6.1一般要求
2.6.1.1制造廠提交一份安全理念說明書,包括本節(jié)內(nèi)容,用以說明系統(tǒng)及船舶安全
通過設(shè)計、開發(fā)中的相關(guān)措施進(jìn)行保證的方法和理念。安全理念說明包括風(fēng)險分析的過
程和結(jié)論。
2.6.2制造廠聲明
2.6.2.1制造廠應(yīng)聲明,確認(rèn)智能航行系統(tǒng)裝船后在設(shè)計運(yùn)行條件下不會對人員、本
13
船及其他船舶、環(huán)境等產(chǎn)生不合理的風(fēng)險。
2.6.3軟件說明
2.6.3.1對于智能航行系統(tǒng)中使用的軟件(包括算法)應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)說明,包括所使用
的設(shè)計方法和工具。制造廠提供有關(guān)智能航行系統(tǒng)各功能及邏輯在設(shè)計和開發(fā)過程中實
現(xiàn)方式的證明。
2.6.4安全設(shè)計規(guī)則
2.6.4.1制造廠應(yīng)提供智能航行系統(tǒng)設(shè)計規(guī)則說明,并通過履行該規(guī)則確保功能和操
作安全。安全設(shè)計規(guī)則包括但不限于:
(1)系統(tǒng)組件的冗余設(shè)計;
(2)執(zhí)行相同功能的系統(tǒng)多樣性設(shè)計;
(3)系統(tǒng)功能的限制。
2.6.4.2若采用冗余設(shè)計,應(yīng)解釋轉(zhuǎn)換機(jī)制的原理、冗余的邏輯和水平、檢查機(jī)制以
及限制條件。
2.6.5應(yīng)急措施
2.6.5.1制造廠應(yīng)對智能航行系統(tǒng)安全操作措施(如人員接管、停船等)進(jìn)行詳細(xì)說
明。
2.6.6風(fēng)險緩解
2.6.6.1制造廠應(yīng)解釋智能航行系統(tǒng)減輕或者避免事故風(fēng)險的方法。
2.6.6.2該方法應(yīng)當(dāng)基于系統(tǒng)安全的風(fēng)險評估,并將風(fēng)險評估報告納入安全理念說明,
風(fēng)險評估可按本指南第3章進(jìn)行,風(fēng)險評估報告參考附錄2。
2.6.6.3該方法可以基于失效模式和影響分析(FMEA)、故障樹分析(FTA)、系
統(tǒng)理論過程分析(STPA)或任何基于系統(tǒng)功能和操作安全的類似過程。
2.6.6.4制造廠應(yīng)提供基于風(fēng)險評估的測試及驗證(例如軟件在環(huán)測試(SIL)、硬
件在環(huán)測試(HIL)、測試船測試或者任何其他測試)報告,包括適當(dāng)?shù)尿炇蘸鉁?zhǔn)。能
夠證明智能航行系統(tǒng)運(yùn)行時不會比人工駕駛時產(chǎn)生更大的風(fēng)險。
2.6.6.5應(yīng)當(dāng)至少對以下風(fēng)險進(jìn)行分析、評估,并設(shè)計緩解措施:
(1)智能航行系統(tǒng)與船舶其他系統(tǒng)或設(shè)備的交互風(fēng)險;
(2)智能航行系統(tǒng)的失效風(fēng)險;
(3)由于運(yùn)行故障,在ODC范圍內(nèi),自主航行系統(tǒng)可能產(chǎn)生不合理的安全風(fēng)險的情
況(例如監(jiān)控人員的誤解、控制能力降低、特殊的場景等);
(4)執(zhí)行動態(tài)任務(wù)的決策過程中的風(fēng)險;
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(5)監(jiān)控人員的錯誤或人員故意篡改;
(6)網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險;
(7)缺乏維護(hù)風(fēng)險等。
第7節(jié)制造廠進(jìn)行的試驗與驗證
2.7.1一般要求
2.7.1.1為了保證智能航行系統(tǒng)的安全,設(shè)計和開發(fā)過程中應(yīng)采用仿真、實船測試等
方法進(jìn)行系統(tǒng)驗證,相關(guān)測試應(yīng)滿足本指南要求。
2.7.1.2制造廠應(yīng)在設(shè)計和開發(fā)階段至少進(jìn)行不同要素參數(shù)組合的場景(至少包括
7.3.2要求的全部場景)測試,驗證智能航行系統(tǒng)是否符合安全要求。
2.7.2文件
2.7.2.1制造廠應(yīng)根據(jù)本指南要求進(jìn)行設(shè)計及開發(fā)中的試驗與驗證,并將以下文件提
交CCS審核:
(1)方法概述;
(2)使用的場景;
(3)試驗及驗證使用的方法和工具;
(4)試驗及驗證結(jié)果說明;
(5)結(jié)果的解釋及制造廠聲明;
(6)測試報告:仿真測試驗證報告(包含附錄1第2節(jié)內(nèi)容)等。
第8節(jié)數(shù)據(jù)
2.8.1一般要求
2.8.1.1制造廠按照第4章第6節(jié)的要求提供文件,包含如下內(nèi)容:
(1)數(shù)據(jù)存儲格式;
(2)數(shù)據(jù)存儲位置;
(3)數(shù)據(jù)存儲空間計算說明;
(4)儲存的事件及數(shù)據(jù)元素說明;
(5)數(shù)據(jù)安全保護(hù)說明;
(6)數(shù)據(jù)訪問方法。
第9節(jié)網(wǎng)絡(luò)安全
2.9.1網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)說明
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2.9.1.1按照CCS《船舶網(wǎng)絡(luò)安全指南》進(jìn)行的網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)計及提交該指南要求的
圖紙資料。
第10節(jié)軟件安全
2.10.1軟件安全及可靠性說明
2.10.1.1按照CCS《船用軟件安全及可靠性評估指南》進(jìn)行的軟件安全設(shè)計及提交
該指南要求的圖紙資料。
第11節(jié)操作手冊
2.11.1一般要求
2.11.1.1制造廠應(yīng)編制系統(tǒng)操作手冊,本手冊的目的是向船長、監(jiān)控人員及監(jiān)管機(jī)
構(gòu)等利益相關(guān)方提供詳細(xì)的說明,以保證智能航行系統(tǒng)及船舶安全運(yùn)行。操作手冊除了
提交CCS備查外,還應(yīng)提供給船東、船舶管理公司、船上監(jiān)控人員及監(jiān)管機(jī)構(gòu)等相關(guān)
方。
2.11.2手冊要求
2.11.2.1操作手冊應(yīng)包含以下內(nèi)容:
(1)智能航行系統(tǒng)的功能說明;
(2)確保智能航行系統(tǒng)運(yùn)行期間所必需的技術(shù)措施(如智能航行系統(tǒng)及船舶其他系
統(tǒng)或設(shè)備的檢查和維護(hù));
(3)設(shè)計運(yùn)行條件的詳細(xì)說明;
(4)操作限制(例如航速限制等);
(5)智能航行系統(tǒng)的失效說明,以及其他任何必要的系統(tǒng)說明;
(6)智能航行系統(tǒng)運(yùn)行過程中的維護(hù)、檢查及試驗的規(guī)定;
(7)其他必要說明。
第12節(jié)質(zhì)量管理體系
2.12.1管理體系
2.12.1.1制造廠應(yīng)具有質(zhì)量管理體系認(rèn)證,相關(guān)證書提交CCS備查。并向CCS提
交文件化的質(zhì)量管理體系說明,包括質(zhì)量手冊、程序文件、作業(yè)指導(dǎo)書、報告報表等。
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第3章風(fēng)險評估
第1節(jié)一般規(guī)定
3.1.1船舶智能航行風(fēng)險評估應(yīng)確認(rèn)包括感知、決策和控制環(huán)節(jié)的風(fēng)險等級,應(yīng)分
析智能航行功能失效模式及其對人員、船舶和環(huán)境的影響,船舶系統(tǒng)、設(shè)備失效及其對
智能航行功能的影響。
3.1.2智能航行功能的風(fēng)險評估應(yīng)在使用前(包括試航前)完成,報請CCS進(jìn)行或
委托符合CCS要求的第三方進(jìn)行,第三方風(fēng)險評估應(yīng)按本規(guī)則風(fēng)險評價章節(jié)要求,并
按照附錄2格式編制智能航行船舶風(fēng)險評估報告,并提交CCS審核。
3.1.3風(fēng)險評估將作為智能航行系統(tǒng)設(shè)計、開發(fā)的前提,納入安全理念。
3.1.4風(fēng)險評估以現(xiàn)行國際海事公約、規(guī)則要求的安全環(huán)保水平為衡準(zhǔn),至少應(yīng)綜
合考慮危險發(fā)生的可能性(頻率)、潛在后果、事故風(fēng)險等。
3.1.5實船試航前及期間應(yīng)持續(xù)評估智能航行測試船舶的安全性,提出可能的應(yīng)急
措施或預(yù)案,超過安全限制時應(yīng)暫?;蛲V乖囼?,試驗相關(guān)方包括(如適用):
(1)船舶操作人員;
(2)試驗場;
(3)海事主管當(dāng)局;
(4)沿岸國主管當(dāng)局;
(5)港口國主管當(dāng)局;
(6)港口與碼頭方;
(7)船舶交通管理中心(VesselTrafficServices,簡稱VTS);
(8)搜救中心;
(9)其他試驗相關(guān)服務(wù)商。
3.1.6風(fēng)險評估報告包括:
(1)擬進(jìn)行評估的功能、模塊或系統(tǒng);
(2)評估方法的說明;
(3)評估的適用范圍;
(4)參與評估的專家、人員及其專業(yè)背景;
(5)評估所采用的風(fēng)險矩陣及風(fēng)險評估驗收標(biāo)準(zhǔn);
(6)風(fēng)險管控對象次序表;
(7)風(fēng)險控制措施。
3.1.7風(fēng)險評估方法應(yīng)適用于所評估的對象,可參考CCS《船舶綜合安全評估應(yīng)用
指南》。
3.1.8風(fēng)險評估報告具有統(tǒng)一的形式,報告可參考附錄2進(jìn)行編寫。
17
3.1.9風(fēng)險評估結(jié)果運(yùn)用風(fēng)險矩陣進(jìn)行表達(dá),表征風(fēng)險等級,通過建立概率和后果
的評估結(jié)果與風(fēng)險矩陣中標(biāo)準(zhǔn)化概率指數(shù)和后果指數(shù)之間的映射關(guān)系,其中船舶智能航
行風(fēng)險度量標(biāo)準(zhǔn),可參考CCS《船舶綜合安全評估應(yīng)用指南》。
3.1.10系列船或按已批準(zhǔn)主要結(jié)構(gòu)圖紙在一年內(nèi)再續(xù)造的船舶,根據(jù)實際情況,可
免除風(fēng)險評估的部分圖紙。
第2節(jié)風(fēng)險評估流程
3.2.1智能航行功能的風(fēng)險評估由四個步驟組成,如圖3.2.1。
圖3.2.1智能航行風(fēng)險評估流程
3.2.1.1風(fēng)險識別應(yīng)充分且詳盡地識別智能航行中可能面臨的危險事件和/或相關(guān)風(fēng)
險因素。
3.2.1.2風(fēng)險分析應(yīng)對智能航行中危險事件發(fā)生的可能性和后果嚴(yán)重程度進(jìn)行分析。
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3.2.1.3風(fēng)險評價應(yīng)采用合理的方法度量智能航行中危險事件的風(fēng)險水平。
3.2.1.4風(fēng)險應(yīng)對應(yīng)制定風(fēng)險控制措施(含方案)以降低智能航行風(fēng)險。
3.2.2智能風(fēng)險評估四個步驟可依次進(jìn)行,也可根據(jù)實際情況和需求選擇若干步驟
構(gòu)成風(fēng)險評估框架依序進(jìn)行,如圖3.2.2;風(fēng)險評估步驟確定后可重復(fù)進(jìn)行,直到風(fēng)險
識別充分且詳盡、風(fēng)險可接受。
圖3.2.2智能航行風(fēng)險評估框架
3.2.3數(shù)據(jù)和信息
智能航行風(fēng)險評估在缺少相關(guān)客觀數(shù)據(jù)的情況下,需要專家依據(jù)各自的經(jīng)驗進(jìn)行專
家判斷,其中關(guān)于專家數(shù)據(jù)判斷一致性的問題,可參考CCS《船舶綜合安全評估應(yīng)用
指南》。
第3節(jié)風(fēng)險識別
3.3.1一般要求
3.3.1.1風(fēng)險識別的目的是確定可能影響智能航行的各種危險情景及其相關(guān)的風(fēng)險
因素。
3.3.1.2在船舶智能航行風(fēng)險識別中應(yīng)系統(tǒng)考慮人為因素,將其與危險的發(fā)生頻率、
深層原因和影響聯(lián)系起來。若采用人因可靠性分析方法(HRA)識別人為因素,可參
考CCS《船舶綜合安全評估應(yīng)用指南》。
3.3.1.3一旦風(fēng)險得以識別,應(yīng)對現(xiàn)有的控制措施(諸如設(shè)計特征、人員、過程和系
統(tǒng)等)進(jìn)行識別,以便對主要風(fēng)險進(jìn)一步分析和提出相應(yīng)的風(fēng)險控制方案。
3.3.1.4風(fēng)險識別過程包括識別那些可能對智能航行產(chǎn)生影響的風(fēng)險源、影響范圍、
事件及其原因和潛在的后果,以及可能導(dǎo)致危險情景發(fā)生的風(fēng)險因素。
3.3.1.5船舶智能航行風(fēng)險識別結(jié)果根據(jù)危險發(fā)生的可能性(頻率)與后果嚴(yán)重程度
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的組合獲得。
3.3.2風(fēng)險識別內(nèi)容
3.3.2.1智能航行船舶風(fēng)險包括硬件失效風(fēng)險、系統(tǒng)功能不足風(fēng)險、通信及網(wǎng)絡(luò)安全
風(fēng)險、人機(jī)交互風(fēng)險等。
3.3.2.2可從不同的航行階段和不同類型風(fēng)險因素對智能航行風(fēng)險進(jìn)行系統(tǒng)風(fēng)險識
別。對于硬件失效風(fēng)險可采用FMEA,對軟件、組件交互產(chǎn)生的風(fēng)險以及人機(jī)交互風(fēng)險
的識別可以采用系統(tǒng)理論過程分析(STPA)等方法。
3.3.2.3通過分析船舶智能航行風(fēng)險評估涉及的危險(含事故險情)發(fā)生的可能性(頻
率)和后果嚴(yán)重程度的定性或定量分析,結(jié)合風(fēng)險評估標(biāo)準(zhǔn),對風(fēng)險水平進(jìn)行排序,并
選取高風(fēng)險的危險事件開展風(fēng)險分析。
3.3.2.4船舶智能航行潛在后果包括但不限于:
(1)任務(wù)失??;
(2)碰撞(包括一般航行、進(jìn)出港、靠離泊、錨泊過程中的碰撞、觸碰、撞擊);
(3)擱淺;
(4)傾覆;
(5)人員生命安全受損;
(6)船舶失聯(lián)。
第4節(jié)風(fēng)險分析
3.4.1目的和范圍
3.4.1.1風(fēng)險分析是在風(fēng)險識別的基礎(chǔ)上,針對所識別出的智能航行中的關(guān)鍵風(fēng)險進(jìn)
行詳細(xì)分析,并為風(fēng)險評價提供輸入。
3.4.1.2風(fēng)險分析包括危險(含事故險情)發(fā)生的可能性、后果發(fā)生的可能性、后果
的嚴(yán)重性分析等,并結(jié)合風(fēng)險度量標(biāo)準(zhǔn)確定風(fēng)險等級(一個危險可能產(chǎn)生多個后果,從
而可能影響多重目標(biāo))。
3.4.2風(fēng)險分析內(nèi)容
3.4.2.1在前期準(zhǔn)備中,通過建立風(fēng)險分析工作組,識別風(fēng)險,提出初步的風(fēng)險防控
預(yù)案,完成初步風(fēng)險分析。初步風(fēng)險分析是試航之前的必要步驟之一,比如在試航之前
通過召開研討會、安全教育等形式將風(fēng)險識別結(jié)果和風(fēng)險防控預(yù)案等對試驗參加人員、
船員等進(jìn)行安全宣貫。
3.4.2.2智能航行風(fēng)險分析是在風(fēng)險識別的基礎(chǔ)上,針對關(guān)鍵危險(事故情景)開展
頻率分析、后果分析和風(fēng)險估計等方面的工作。
20
3.4.2.3頻率分析是在明晰危險情景演化的基礎(chǔ)上,對風(fēng)險傳播過程中涉及的中間事
件和結(jié)束事件發(fā)生的可能性進(jìn)行估計。
3.4.2.4危險(含事故情景)的發(fā)生可能會對人、船舶或環(huán)境產(chǎn)生一系列不同嚴(yán)重程
度的影響,后果分析需要確定風(fēng)險影響的性質(zhì)和類型,包括:
(1)輕微后果、高概率;
(2)嚴(yán)重后果、低概率(如黑天鵝事件);
(3)以上兩種情況的若干中間狀況。
3.4.2.5風(fēng)險估計需要綜合考慮危險情景發(fā)生的可能性和后果嚴(yán)重性,不能僅考慮頻
率分析和后果分析結(jié)果的聚合值:
(1)在某些情況下,應(yīng)關(guān)注具有潛在嚴(yán)重后果的風(fēng)險,因為這些風(fēng)險往往是重點(diǎn)管
理對象;
(2)在其它情況下,同時分析具有嚴(yán)重后果和輕微后果的風(fēng)險也是重要的(如頻繁
輕微但具有很大的累積效應(yīng));
(3)對于軟件、組件交互產(chǎn)生的風(fēng)險評估還可以采用數(shù)字孿生、系統(tǒng)仿真等方法進(jìn)
行評估;或在數(shù)據(jù)缺乏情況下,可參考同類產(chǎn)品相關(guān)參數(shù)進(jìn)行評估。
3.4.2.6功能不足或系統(tǒng)失效后果的等級可按照失效后對人員、船舶和環(huán)境的影響程
度進(jìn)行劃分,見表3.4.2.6。
失效后果等級劃分表3.4.2.6
等級失效后果典型功能不足或系統(tǒng)失效
傳感器損壞但冗余設(shè)備立刻投入運(yùn)行;
不會對人員、船舶和環(huán)境構(gòu)成
1綜合顯示設(shè)備失電,但UPS投入使用;
危險
數(shù)據(jù)記錄功能失效。
電子海圖未更新,但船舶未開航;
會對人員、船舶和環(huán)境構(gòu)成較
應(yīng)急切換功能失效,但態(tài)勢感知模塊顯示附近無其他船
2危險,但有充分的時間進(jìn)行規(guī)
舶;
避
報警功能失效,但態(tài)勢感知模塊顯示附近無其他船舶。
會對人員、船舶和環(huán)境構(gòu)成較未識別到海面漂浮的小體積礙航物,但將要駛過;
3小危險,且無充分的時間進(jìn)行綜合顯示設(shè)備失電;
規(guī)避航行于開闊水域,電子海圖失電。
ODC定義不完整,導(dǎo)致船舶接近某一特定條件但未發(fā)出
會對人員、船舶和環(huán)境構(gòu)成較
危險報警;
4大危險,且無充分的時間進(jìn)行
感知系統(tǒng)功能不足,導(dǎo)致船舶與水下附近小尺寸障礙物
規(guī)避
發(fā)生碰撞;
21
決策和控制模塊失效,且態(tài)勢感知模塊顯示存在碰撞危
險船舶;
靠泊過程中,首向控制失效;
進(jìn)出港過程中,自主航行偏離航道;
航行過程中動力失效。
第5節(jié)風(fēng)險評價
3.5.1一般規(guī)定
3.5.1.1風(fēng)險評價是在風(fēng)險分析(步驟2)的基礎(chǔ)上,將風(fēng)險分析的結(jié)果與預(yù)先設(shè)定
的風(fēng)險準(zhǔn)則相比較,或者在各種風(fēng)險的分析結(jié)果之間進(jìn)行比較,來確定風(fēng)險的等級,以
便制定相應(yīng)的風(fēng)險控制方案/措施。
3.5.2風(fēng)險評價內(nèi)容
3.5.2.1風(fēng)險評價是在風(fēng)險分析的基礎(chǔ)上,結(jié)合具體的風(fēng)險度量標(biāo)準(zhǔn),評價風(fēng)險是否
可接受,并針對不可接受的危險情景分析關(guān)鍵影響因素。
3.5.2.2風(fēng)險度量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)在風(fēng)險評價實施前確定,不應(yīng)受到風(fēng)險評價結(jié)果的影響。
3.5.2.3建議對風(fēng)險不可接受的危險情景,通過敏感性分析等方法,評價影響危險情
景的關(guān)鍵因素,以便制定更有針對性的風(fēng)險控制措施。
第6節(jié)風(fēng)險應(yīng)對
3.6.1一般規(guī)定
3.6.1.1智能航行船舶應(yīng)開展風(fēng)險評估并采取適當(dāng)措施將風(fēng)險降低,以達(dá)到現(xiàn)行國際
公約規(guī)則或國內(nèi)法律法規(guī)等要求的安全環(huán)保水平。
3.6.1.2應(yīng)當(dāng)在智能航行功能的概念、設(shè)計、制造、裝船、實船運(yùn)行的整個階段中應(yīng)
用風(fēng)險評估,確保所開發(fā)功能、模塊的安全、可靠。
3.6.2風(fēng)險控制措施
3.6.2.1風(fēng)險控制方案既要解決原存在的風(fēng)險,也要考慮由于新技術(shù)或更新的操作方
法所面臨的新風(fēng)險。
3.6.2.2風(fēng)險控制措施制定可考慮以下方法:
(1)通過改進(jìn)設(shè)計、程序優(yōu)化、組織合理化、加強(qiáng)培訓(xùn)等措施減少事故發(fā)生的頻率;
(2)減輕故障的影響,預(yù)防事故發(fā)生;
(3)改善可能發(fā)生事故的環(huán)境條件,以避免事故發(fā)生;
22
(4)減輕事故造成的后果。
3.6.2.3風(fēng)險控制措施評估應(yīng)充分考慮技術(shù)可行性、成本、效益、風(fēng)險降低等因素。
3.6.2.4風(fēng)險控制措施效益,是指減少風(fēng)險后獲得的相應(yīng)收益,可考慮以下方面:
(1)減少人員傷亡;
(2)減輕財產(chǎn)損失;
(3)降低環(huán)境破壞;
(4)減少向第三方責(zé)任賠償;
(5)延長船舶平均壽命。
3.6.2.5風(fēng)險控制應(yīng)急措施包括但不限于以下方面:
(1)低速航行:船舶保持最低操縱性,而不造成人員、環(huán)境、財產(chǎn)危險,以獲得足
夠的時間制定合理的避險措施或等待救援。
(2)保持位置:停船或盡可能保持船舶位置,以獲得足夠的時間制定合理的避險措
施或等待救援。
23
第4章性能要求
第1節(jié)一般規(guī)定
4.1.1一般要求
4.1.1.1本章對智能航行系統(tǒng)的專用技術(shù)最低要求進(jìn)行明確。
4.1.1.2智能航行系統(tǒng)安裝上船后應(yīng)當(dāng)不降低船舶安全水平。
4.1.1.3智能航行系統(tǒng)應(yīng)便于使用,并不增加船上駕駛?cè)藛T的工作量或過分轉(zhuǎn)移注意
力導(dǎo)致新的安全風(fēng)險。
4.1.1.4自主航行系統(tǒng)尚應(yīng)滿足CCS《鋼質(zhì)海船入級規(guī)范》III類計算機(jī)要求。
4.1.1.5本章所有要求均針對設(shè)計運(yùn)行條件下的系統(tǒng)性能。如無另文規(guī)定,本章要求
適用于所有智能航行系統(tǒng)。
第2節(jié)基礎(chǔ)要求
4.2.1綜合顯示
4.2.1.1綜合顯示設(shè)備是集成在監(jiān)控人員控制位置的用于展示感知、決策等信息的顯
示系統(tǒng),為監(jiān)控人員提供直觀、方便的各信息源融合后的增強(qiáng)感知信息。
4.2.1.2綜合顯示設(shè)備應(yīng)提供便捷的交互方式,以便人員調(diào)整信息展示種類和縮放感
知信息范圍。應(yīng)能夠避免誤操作。
4.2.1.3顯示效果的設(shè)計應(yīng)符合表4.2.1.3的要求,顯示內(nèi)容應(yīng)當(dāng)保證實時性。
綜合顯示效果表4.2.1.3
類別(1)(a-d)(1)(e-i)(2)(3)(4)(5)(6)
增強(qiáng)感知類XX(適用時)X〇X
輔助航行
決策規(guī)劃類XX(適用時)XX〇X
輔助航行
開闊水域自Xe)適用XXXXX
主航行
全航程自主XXXXXXX
航行
24
注:表中X表示適用,〇表示可選。
(1)顯示內(nèi)容全面、直觀、有效、平穩(wěn)連貫。
a)展示的航行環(huán)境信息應(yīng)包括能見度、海況信息、風(fēng)速風(fēng)向等;
b)展示的本船運(yùn)動狀態(tài)信息應(yīng)包括航速、航向、航線、首向、吃水、橫搖、縱
搖、首搖等;
c)展示的目標(biāo)船舶信息應(yīng)包括航速、航向、方位、船舶識別信息(具備AIS的
目標(biāo)船);
d)顯示中所使用的符號、術(shù)語和縮略語應(yīng)滿足IMOSN/Circ.243/Rev.3和IHO
S-52等與航行相關(guān)的符號、術(shù)語和縮略語的要求。
e)展示的會遇信息應(yīng)包括會遇態(tài)勢以及本船處于該種態(tài)勢時的船舶責(zé)任(讓路、
直航)、當(dāng)前船舶處于的危險狀態(tài)及預(yù)警;
f)展示進(jìn)出港分道通航信息;
g)展示計劃靠泊的碼頭及靠泊路徑;
h)展示靠離泊過程中危險因素及風(fēng)險預(yù)警;
i)展示靠離泊過程中船岸關(guān)系。
(2)包括航路規(guī)劃、行動時機(jī)、避讓效果預(yù)測(最小會遇距離及該時刻本船及目標(biāo)
船預(yù)測船位等)、靠離泊過程預(yù)測在內(nèi)的決策內(nèi)容展示,內(nèi)容直觀、清晰、易于理解。
(3)顯示決策后的航路、船位與原航路、船位對比,供監(jiān)管人員參考。
(4)顯示當(dāng)前船舶運(yùn)行模式。
(5)信息可通過1.6.1.2規(guī)定的至少2種形式進(jìn)行展示,或者設(shè)計其他方式的冗余。
(6)信息顯示器應(yīng)滿足MSC.191(79)《船載航行顯示器有關(guān)航行信息顯示的性能標(biāo)
準(zhǔn)》的要求。
4.2.2自主航行狀態(tài)警告策略
4.2.2.1對于裝有自主航行系統(tǒng)的船舶,當(dāng)船舶處于自主航行狀態(tài)時,應(yīng)向其他目標(biāo)
發(fā)出警告。
4.2.3監(jiān)控自檢
4.2.3.1智能航行系統(tǒng)應(yīng)具有監(jiān)控及自檢功能,能夠?qū)ο到y(tǒng)運(yùn)行中的所有軟硬件類失
效、故障等做到實時監(jiān)測,并且通過主系統(tǒng)和冗余系統(tǒng)進(jìn)行交叉驗證,互相校驗和監(jiān)控,
確保故障沒有遺漏。當(dāng)監(jiān)測到設(shè)備故障(如輸入信號丟失、輸出接口通信異常、硬件故
障等)時應(yīng)能按4.5.1的要求發(fā)出提示報警信息,并進(jìn)行記錄。
4.2.3.2系統(tǒng)應(yīng)能自動識別失效或性能不足,并判斷系統(tǒng)是否能夠繼續(xù)執(zhí)行智能航行
任務(wù)。
4.2.4無擾動切換
4.2.4.1自主航行系統(tǒng)在各運(yùn)行模式之間切換(如有自主航行模式切換到人工控制),
不應(yīng)導(dǎo)致推力方向和大小及相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)發(fā)生較大變化。
25
4.2.4.2自主航行系統(tǒng)因故障而無法繼續(xù)自主航行控制時,在操作人員切換回人工控
制模式之前,船舶應(yīng)保持當(dāng)前的航行狀態(tài)(保持當(dāng)前航速航向)。
4.2.5電源
4.2.5.1智能航行系統(tǒng)由不間斷電源系統(tǒng)(UPS)供電。在斷電的情況下,UPS必須
有足夠的能量來運(yùn)行自主航行系統(tǒng),直到將控制權(quán)安全地交至監(jiān)控人員,無論如何不低
于0.5小時。
4.2.5.2關(guān)于電源容量的相關(guān)計算資料應(yīng)提交CCS審核。
4.2.6冗余
4.2.6.1智能航行系統(tǒng)感知、決策、控制系統(tǒng)及決策單元軟件及硬件應(yīng)從部件級、系
統(tǒng)級設(shè)計冗余,以應(yīng)對單點(diǎn)故障或功能失效。
第3節(jié)動態(tài)任務(wù)
4.3.1一般要求
4.3.1.1本節(jié)規(guī)定智能航行系統(tǒng)執(zhí)行動態(tài)任務(wù)的性能要求。
4.3.1.2輔助航行系統(tǒng)可根據(jù)任務(wù)場景滿足相應(yīng)的性能要求條款,但至少應(yīng)滿足本節(jié)
4.3.2.1-4.3.2.5、4.3.2.7-4.3.2.9的要求。
4.3.1.3自主航行系統(tǒng)根據(jù)任務(wù)場景(開闊水域、全航程及可能遭遇的環(huán)境條件下)
滿足本節(jié)要求。
4.3.1.4智能航行系統(tǒng)若無法滿足本節(jié)要求,可采用其他等效方案,并在設(shè)計文件和
制造文件中闡述,由CCS審查批準(zhǔn)。
4.3.2感知
4.3.2.1服務(wù)于智能航行功能的感知模塊,其信息源可分成外部感知和內(nèi)部感知兩方
面,外部感知用于對外部環(huán)境信息及岸基傳輸信息的獲取,內(nèi)部感知用于對船舶自身信
息進(jìn)行獲取。智能航行功能感知模塊的配置應(yīng)當(dāng)基于信息的重要程度,根據(jù)實際情況配
置以滿足本條要求。
4.3.2.2船舶在所有設(shè)計工況下感知模塊應(yīng)能保證正常工作。
4.3.2.3除特殊說明外,對本節(jié)4.3.2.4-4.3.2.10規(guī)定的內(nèi)容,應(yīng)配備至少1套冗余感
知設(shè)備,用以融合感知。尚應(yīng)配備一套冗余服務(wù)器。
4.3.2.4應(yīng)對船舶的自身船位進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測:
(1)船舶應(yīng)配備控制安全航行計劃所必需的定位設(shè)備,本船位置的確定應(yīng)至少基于
26
兩套獨(dú)立的設(shè)備;
(2)裝有智能航行系統(tǒng)的船舶航行于不同水域時,應(yīng)當(dāng)具備足夠精確的位置感知精
度。
4.3.2.5應(yīng)對船舶自身運(yùn)動狀態(tài)及船舶姿態(tài)進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測,至少應(yīng)包括縱搖、橫搖、
吃水等。
4.3.2.6全航程自主航行船舶或具備靠離泊輔助功能的輔助航行船舶在進(jìn)行自動靠
離泊任務(wù)時,應(yīng)當(dāng)具備足夠精確的首向感知誤差。
4.3.2.7應(yīng)說明能夠感知的目標(biāo)船的尺度、船型等范圍信息。對于目標(biāo)船,裝有智能
航行系統(tǒng)的船舶的感知精度應(yīng)包括以下內(nèi)容:
(1)應(yīng)能夠?qū)δ繕?biāo)船舶進(jìn)行全域自動錄取、連續(xù)跟蹤的距離范圍;
(2)應(yīng)能夠判斷目標(biāo)船舶的船型及尺度等靜態(tài)信息的距離范圍;
(3)對以上目標(biāo)船的探測,應(yīng)保證以下感知性能準(zhǔn)確性:
a)相對方位;
b)相對距離;
c)對地航速;
d)對地航向。
4.3.2.8應(yīng)保持對失控或操控能力受限船舶、遇險船舶或飛機(jī)、遇險人員、沉船等其
他對航行安全有危險的礙航物進(jìn)行連續(xù)探測,至少包括位置、對地運(yùn)動方向、對地速度、
尺寸、與本船相對距離等。
4.3.2.9應(yīng)保持對船舶航行自然環(huán)境進(jìn)行連續(xù)探測:
(1)能見度;
(2)風(fēng)速、風(fēng)向;
(3)環(huán)境溫度;
(4)水深;
(5)其他需要探測的與設(shè)計運(yùn)行條件相關(guān)的環(huán)境物理量。
4.3.2.10全航程自主航行系統(tǒng),還應(yīng)對以下環(huán)境進(jìn)行連續(xù)探測:
(1)本船兩舷水平附近空間;
(2)本船周圍高度空間;
(3)本船舷側(cè)與碼頭間的空間;
(4)本船首尾附近空間;
(5)碼頭位置、形狀、水深信息;
(6)錨泊位置附近空間;
(7)推進(jìn)裝置力的反饋。
27
4.3.3認(rèn)知
4.3.3.1智能航行功能必須能夠解釋傳感器或通過其他信息源采集到的信息,包括其
對本船、目標(biāo)船、人類和環(huán)境的安全的直接或間接影響。
4.3.3.2自主航行系統(tǒng)(H2及以上等級)應(yīng)能根據(jù)感知信息判斷船舶及系統(tǒng)是否處
于設(shè)計運(yùn)行條件(ODC)。
4.3.3.3決策規(guī)劃類輔助航行及自主航行系統(tǒng)應(yīng)能判斷船舶航行當(dāng)前局勢的危險狀
態(tài),識別當(dāng)前會遇局面的危險狀態(tài)。
4.3.3.4對于自主航行船舶或具備靠離泊輔助功能的輔助航行船舶,在進(jìn)行自動靠離
泊行動時還應(yīng)能夠判斷當(dāng)前環(huán)境條件下的靠離泊行動是否安全。
4.3.3.5會遇態(tài)勢認(rèn)知,系統(tǒng)應(yīng):
(1)能夠準(zhǔn)確判斷當(dāng)前所處交會態(tài)勢(交叉相遇、對遇、追越)。
(2)能準(zhǔn)確判斷本船為讓路船/直航船,或同等避讓責(zé)任船。
4.3.4決策
4.3.4.1智能航行功能應(yīng)保證航行決策符合《國際海上避碰規(guī)則》或其他適用區(qū)域性
交通規(guī)則的要求。在任何時候根據(jù)通航密度、環(huán)境及航道限制等因素,應(yīng)能及時改變預(yù)
定計劃航線,并發(fā)出報警以引起監(jiān)控人員注意。
4.3.4.2決策邏輯及保證安全的措施應(yīng)當(dāng)形成詳細(xì)說明文件,納入功能說明。
4.3.4.3航速設(shè)計和規(guī)劃應(yīng)考慮以下因素:
(1)通航密度;
(2)天氣;
(3)海況;
(4)與船舶操縱特性有關(guān)的航行區(qū)域;
(5)預(yù)定航線或航道上的礙航物;
(6)船舶裝載狀態(tài);
(7)其他必要條件。
4.3.4.4避碰路徑規(guī)劃,應(yīng)符合以下要求:
(1)無論能見度良好或能見度不良,避讓決策應(yīng)保證與任何目標(biāo)船的最小安全會遇
距離,以保證不產(chǎn)生碰撞,且不使未裝有智能航行功能的目標(biāo)船駕駛?cè)藛T產(chǎn)生風(fēng)險提升
感受。該最小安全會遇距離應(yīng)基于不同船型、航速、航行區(qū)域等因素,還應(yīng)符合船舶駕
駛習(xí)慣。
(2)應(yīng)符合《國際海上避碰規(guī)則》或其他適用區(qū)域性交通規(guī)則要求,根據(jù)會遇態(tài)勢
實時變化動態(tài)識別本船責(zé)任,并依此進(jìn)行決策。
28
(3)應(yīng)符合《國際海上避碰規(guī)則》或其他適用區(qū)域性交通規(guī)則要求,及時進(jìn)行行動
決策,以提供足夠的操作空間。
(4)應(yīng)符合《國際海上避碰規(guī)則》或其他適用區(qū)域性交通規(guī)則要求,保證足夠的行
動幅度,足以引起目標(biāo)船駕駛員明顯發(fā)覺。
(5)決策應(yīng)保證避讓行動高效:
a)避免過分的航線偏移,避讓行動的航線偏移不宜過大而導(dǎo)致燃油過度消耗及
影響其他船舶航行;
b)避免僵持,避讓行動完成后應(yīng)盡快復(fù)航。
4.3.4.5全航程自主航行船舶或具備靠離泊輔助功能的輔助航行船舶在進(jìn)行靠離泊
決策規(guī)劃時應(yīng)符合以下要求:
(1)在速度降低時保證船舶足夠的操縱性;
(2)保證靠泊和離泊的效率,減少用時;
(3)保證靠泊后前后船舶間距合理;
(4)對于側(cè)向靠泊的船舶,靠泊過程中盡可能
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