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文檔簡介

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)。

10

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;

14

(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

15

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。

16

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。

18

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

19

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;

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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