智能船(chuán)舶航行(xíng)風險認知誤區(qū)及破解之道(dào)
近年來(lái)，航運業數(shù)字化、網絡化和(hé)智能化水(shuǐ)平不斷邁上(shàng)新台階，展現出廣闊的發展空(kōng)間(jiān)。發展智能航運既是我國引領國際智能船(chuán)舶發展、主導國際航運規則制(zhì)定、提升國際航運地位、保障國家(jiā)安全的重大(dà)曆史機遇，也是國家(jiā)發展特别是海洋強國、交通(tōng)強國、航運強國建設的客觀需要。如何正确處理(lǐ)好智能航運發展與安全的問題已成為(wèi)當前普遍關注的重大(dà)問題。此外，對這個(gè)問題的正确認知以及準确把握會(huì)在很(hěn)大(dà)程度上(shàng)影(yǐng)響我國智能航運的發展進程。
智能船(chuán)舶航行(xíng)風險認知現狀
在討(tǎo)論智能船(chuán)舶航行(xíng)安全風險之前，先簡單梳理(lǐ)與智能航行(xíng)相關的幾個(gè)概念。
首先，在智能船(chuán)艇大(dà)家(jiā)族中，包括水(shuǐ)面智能船(chuán)艇和(hé)水(shuǐ)下潛航器(qì)兩大(dà)類。水(shuǐ)面智能船(chuán)艇包括無人(rén)艇和(hé)水(shuǐ)面自主船(chuán)舶(MASS)；水(shuǐ)下潛航器(qì)包括遙控潛航器(qì)和(hé)自主潛航器(qì)(見圖1)。
圖1 智能船(chuán)艇分類示意圖
無人(rén)艇在科研、軍事、公務等領域涉及危險系數(shù)較高(gāo)或者對人(rén)體(tǐ)健康傷害較大(dà)的場(chǎng)景中被廣泛應用。此類艇長度一般在12米以內(nèi)，應用範圍集中在特定場(chǎng)景，測試叠代集中在海上(shàng)測試場(chǎng)，對公共水(shuǐ)域水(shuǐ)上(shàng)交通(tōng)安全影(yǐng)響較小(xiǎo)。無人(rén)艇發展基本方向是任務導向，在船(chuán)舶設計(jì)建造、避碰規則和(hé)安全與防污染方面與商用運輸船(chuán)舶存在較大(dà)差異。遙控潛航器(qì)和(hé)自主潛航器(qì)也多(duō)用于海洋科考、軍事演習等領域，水(shuǐ)面自主船(chuán)舶(即MASS)多(duō)用于商業運輸，國際海事組織(IMO)專門(mén)立法規範此類船(chuán)舶。本文討(tǎo)論的重點也是水(shuǐ)面自主船(chuán)舶。
從狹義上(shàng)來(lái)講，水(shuǐ)面自主船(chuán)舶與智能船(chuán)舶兩個(gè)概念是不能畫(huà)等号的(見圖2)。從圖中可(kě)以看出，智能船(chuán)舶包含智能航行(xíng)和(hé)智能機艙等多(duō)項功能，IMO劃分的水(shuǐ)面自主船(chuán)舶的四個(gè)等級隻對應智能船(chuán)舶的一個(gè)功能(即智能航行(xíng)功能)，智能航行(xíng)是智能船(chuán)舶面向“外部的”功能，是依靠船(chuán)舶的“智能”解決航行(xíng)過程中船(chuán)舶與外部環境的矛盾關系，即船(chuán)舶 “運動”的控制(zhì)；而其他功能主要是面向“內(nèi)部”的功能，解決的是船(chuán)舶內(nèi)部問題，是船(chuán)舶“內(nèi)部運行(xíng)”控制(zhì)。
圖2 智能船(chuán)舶功能劃分表
為(wèi)了協助有(yǒu)關當局和(hé)利益相關方确保安全、可(kě)靠地進行(xíng)MASS系統和(hé)基礎設施的試驗，IMO海安委在第101次會(huì)議上(shàng)通(tōng)過了《自主船(chuán)舶試航暫行(xíng)導則》，這是IMO發布的首個(gè)MASS領域的指導性文件，是IMO對MASS相關公約規範積極探索的重要階段性成果，對規範MASS試航乃至試運營具有(yǒu)極其重要意義。
2022年，中國航海學會(huì)發布團體(tǐ)标準《船(chuán)舶智能航行(xíng)交通(tōng)安全風險評估指南——通(tōng)則》标準編号：T/CIN004－2021。标準在充分考慮船(chuán)舶智能航行(xíng)的技(jì)術(shù)特點、航行(xíng)模式和(hé)航行(xíng)場(chǎng)景基礎上(shàng)，結合現有(yǒu)國際認可(kě)的安全風險評估方法、IMO《自主船(chuán)舶試航暫行(xíng)導則》以及實船(chuán)測試案例，提出了船(chuán)舶智能航行(xíng)安全風險的“人(rén)、機、管、環、信”五要素風險辨識、分析與評價的指導性規定。
2022年，交通(tōng)運輸部海事局将《智能船(chuán)舶風險識别及海事管理(lǐ)措施研究》列為(wèi)戰略研究課題。該課題由浙江海事局研究中心承擔，在總結梳理(lǐ)國內(nèi)外智能船(chuán)舶主要技(jì)術(shù)研發應用現狀的基礎上(shàng)，識别了智能船(chuán)舶發展現階段的主要風險，分析了智能船(chuán)舶可(kě)能對海事監管體(tǐ)系帶來(lái)的影(yǐng)響，提出海事管理(lǐ)措施建議。
同年，交通(tōng)運輸部海事局委托大(dà)連海事大(dà)學做(zuò)了《船(chuán)舶自主航行(xíng)安全風險分析與評估研究》項目。研究以IMO劃分水(shuǐ)面自主船(chuán)舶的四個(gè)等級為(wèi)基礎，通(tōng)過分析當前船(chuán)舶自主航行(xíng)系統的構成及功能特點，搭建船(chuán)舶自主航行(xíng)的安全評估框架，并分析該框架下自主船(chuán)舶遠程控制(zhì)的關鍵技(jì)術(shù)和(hé)已有(yǒu)風險因素及評估方法，基于已有(yǒu)的理(lǐ)論建立風險評估系統、風險評估方法及風險應對策略。
2023年2月，中國向IMO第107次會(huì)議提交了名為(wèi)《關于MASS航行(xíng)風險評估的報告》提案。該提案充分考慮到MASS船(chuán)舶有(yǒu)别于常規有(yǒu)人(rén)船(chuán)舶的複雜性，基于系統——理(lǐ)論事故模型和(hé)過程的方法(STAMP/STPA)開(kāi)展風險評估，除識别設備系統的失效之外，也關注各設備系統之間(jiān)的匹配性。風險評估包括定義分析目的、構建控制(zhì)結構、識别不安全行(xíng)為(wèi)和(hé)不安全控制(zhì)行(xíng)為(wèi)緻因分析四個(gè)方面。
為(wèi)保障船(chuán)舶在自主航行(xíng)和(hé)遠程控制(zhì)航行(xíng)試驗期間(jiān)持續符合安全和(hé)環保技(jì)術(shù)标準，2023年4月3日，交通(tōng)運輸部海事局發布了《船(chuán)舶自主航行(xíng)試驗技(jì)術(shù)與檢驗暫行(xíng)規定》，5月1日起施行(xíng)。該規定要求在船(chuán)舶自主航行(xíng)試驗開(kāi)展前，船(chuán)舶遠程控制(zhì)站(zhàn)應開(kāi)展風險評估并采取适當措施将風險降低(dī)至可(kě)接受水(shuǐ)平，确保試驗船(chuán)舶具備不低(dī)于常規船(chuán)舶的安全環保水(shuǐ)平；試驗單位應根據試驗船(chuán)舶的具體(tǐ)情況和(hé)試驗功能的需求，編制(zhì)基于試驗前風險評估的試驗大(dà)綱 ；基于試驗前的風險評估結果，試驗責任單位應制(zhì)定合理(lǐ)有(yǒu)效的應急計(jì)劃，以減少(shǎo)可(kě)預見事件或故障的影(yǐng)響。
相關船(chuán)級社已經就智能船(chuán)舶可(kě)能面臨的網絡安全威脅開(kāi)展了海上(shàng)網絡安全方面的研究。國內(nèi)外相關專家(jiā)、學者對智能船(chuán)舶航行(xíng)技(jì)術(shù)帶來(lái)的風險及應對措施等也進行(xíng)了深入研究并發表了諸多(duō)文章。
智能船(chuán)舶航行(xíng)風險認知誤區(qū)
2023年，山(shān)東海事局承擔了交通(tōng)運輸部海事局船(chuán)舶監督重點工作(zuò)“智能船(chuán)舶海事監管措施研究”課題，要求科學識别智能船(chuán)舶當前階段面臨的主要風險，有(yǒu)針對性地提出監管措施，降低(dī)智能船(chuán)舶試驗、試航和(hé)應用風險。研究之初，課題組仍然按照傳統的思路和(hé)方法分析了四種駕駛模式可(kě)能帶來(lái)的風險并提出了應對措施。後期，課題組意識到智能航行(xíng)風險問題是一個(gè)十分龐雜的問題，必須跳(tiào)出IMO對水(shuǐ)面自主船(chuán)舶的四種分類方法，從宏觀視(shì)角綜合分析和(hé)研究(即跳(tiào)出純技(jì)術(shù)維度，從智能船(chuán)舶的智能航行(xíng)技(jì)術(shù)發展演進規律、法律等不同的視(shì)角加以綜合分析研判)。
課題組首先将智能船(chuán)舶發展從法律維度分成兩個(gè)大(dà)的階段，即現階段N和(hé)未來(lái)階段F(見圖3)。兩個(gè)階段的分界線是等号(條件是MASS CODE或者智能船(chuán)舶法定檢驗規定的出台)。MASS CODE計(jì)劃在2024年下半年以非強制(zhì)性規則通(tōng)過，2028年1月1日轉為(wèi)強制(zhì)性規則，也就是說2028年1月1日之前階段界定為(wèi)現階段N，之後的階段界定為(wèi)未來(lái)階段F。現階段的主要特征是在常規船(chuán)舶A的基礎上(shàng)增加一個(gè)自主航行(xíng)系統B。這裏的加号除了代表增加外，還(hái)有(yǒu)一個(gè)非常重要的含義，即傳統駕駛模式切換到自主航行(xíng)系統的轉換開(kāi)關。未來(lái)階段的特征是船(chuán)舶具有(yǒu)比較成熟的自主航行(xíng)系統，這個(gè)系統是在現階段自主航行(xíng)系統B經過不斷的測試驗證和(hé)叠代升級、安全風險控制(zhì)在認可(kě)的範圍內(nèi)之後發展而來(lái)的。
圖3 智能船(chuán)舶發展階段示意圖
從本質上(shàng)講，現階段傳統船(chuán)舶A隻是自主航行(xíng)系統B的測試平台，一個(gè)測試平台可(kě)以同時(shí)安裝多(duō)套自主航行(xíng)系統。這個(gè)系統可(kě)以包括輔助駕駛、有(yǒu)人(rén)和(hé)無人(rén)遙控駕駛與自主航行(xíng)四種駕駛模式。從這個(gè)意義上(shàng)來(lái)講，現在的營運船(chuán)舶也可(kě)以作(zuò)為(wèi)自主航行(xíng)系統的試驗措施平台。
從法律視(shì)角來(lái)看，現階段的“船(chuán)舶”(A+B)不等于水(shuǐ)面自主船(chuán)舶C，并不是法律意義上(shàng)的智能船(chuán)舶；隻有(yǒu)當智能航行(xíng)系統B通(tōng)過測試驗證和(hé)不斷叠代，其安全性、可(kě)靠性、穩定性等達到可(kě)以接受的程度後，再加上(shàng)其他管理(lǐ)措施才能構成法律意義上(shàng)的水(shuǐ)面自主船(chuán)舶C。
從宏觀技(jì)術(shù)背景和(hé)航運發展曆程來(lái)看，船(chuán)舶智能航行(xíng)技(jì)術(shù)尚處于初級階段，仍需要通(tōng)過大(dà)量的測試對所應用的理(lǐ)論和(hé)技(jì)術(shù)進行(xíng)叠代優化，且适用于智能航行(xíng)的國際航行(xíng)準則、立法與标準化工作(zuò)也需要經曆漫長的過渡期。如何認知、評估和(hé)有(yǒu)效防控安全風險是當前船(chuán)舶智能航行(xíng)技(jì)術(shù)發展需要明(míng)确的根本問題，這也直接決定了智能船(chuán)舶的發展進程。
從實踐來(lái)看，現階段對智能航行(xíng)風險的分析通(tōng)常聚焦于智能航行(xíng)系統B和(hé)水(shuǐ)面自主船(chuán)舶C；而傳統船(chuán)舶A在滿足最低(dī)配員要求的情況下(根據《船(chuán)舶自主航行(xíng)試驗技(jì)術(shù)與檢驗暫行(xíng)規定》要求)，船(chuán)上(shàng)駕駛員始終處于傳統值守狀态，必要時(shí)，可(kě)以一鍵結束自主航行(xíng)，切換為(wèi)人(rén)工駕駛。智能航行(xíng)系統B的風險是不能傳導到A的。
目前，在推進智能船(chuán)舶航行(xíng)技(jì)術(shù)過程中存在下列認知誤區(qū)：
一是将IMO對自主航行(xíng)船(chuán)舶劃分的四個(gè)等級當成自主船(chuán)舶發展的四個(gè)階段來(lái)看待，實際上(shàng)這四個(gè)等級對應着自主船(chuán)舶的四個(gè)技(jì)術(shù)等級和(hé)四種駕駛模式，這四種駕駛模式在實驗測試階段上(shàng)完全可(kě)以在一艘船(chuán)上(shàng)同時(shí)進行(xíng)測試驗證。
二是将現階段的“船(chuán)舶”(A+B)等同于水(shuǐ)面自主船(chuán)舶C。從法律意義上(shàng)講，目前不存在自主船(chuán)舶，但(dàn)各種宣傳報道(dào)都将現階段的“船(chuán)舶”(A+B)宣傳為(wèi)水(shuǐ)面自主船(chuán)舶C(或者智能船(chuán)舶)，從而在很(hěn)大(dà)程度上(shàng)對決策層和(hé)大(dà)衆造成誤導。
三是将智能航行(xíng)系統B和(hé)水(shuǐ)面自主船(chuán)舶C的風險等同為(wèi)現階段“船(chuán)舶”(A+B)(正在進行(xíng)試驗測試)的風險，實際上(shàng)這些(xiē)風險本身也正是需要通(tōng)過測試驗證逐步叠代解決的問題。當風險出現時(shí)，可(kě)以一鍵結束自主航行(xíng)，切換為(wèi)人(rén)工駕駛模式。
綜上(shàng)所述，與傳統船(chuán)舶相比，在MASS CODE或者自主航行(xíng)船(chuán)舶的法定檢驗技(jì)術(shù)規則出台前，智能船(chuán)舶航行(xíng)是不存在額外風險的，其風險等于甚至小(xiǎo)于常規船(chuán)舶。這個(gè)結論還(hái)可(kě)以從以下兩個(gè)方面進一步得(de)到确認：一是實踐中很(hěn)多(duō)保險公司對安裝輔助駕駛功能或者自主航行(xíng)系統的船(chuán)舶減免了保險費用，理(lǐ)由是安裝了這些(xiē)系統以後，船(chuán)舶航行(xíng)更加安全了。
二是2022年依托國家(jiā)重點研發計(jì)劃“基于船(chuán)岸協同的船(chuán)舶智能航行(xíng)與控制(zhì)關鍵技(jì)術(shù)”項目建造的我國首艘自主航行(xíng)船(chuán)舶“智飛”号投入商業營運，目前安全航行(xíng)543航次，總裏程超3萬海裏，其中遙控駕駛裏程1175海裏，自主航行(xíng)裏程670海裏。
當然，在船(chuán)舶智能航行(xíng)測試驗證具體(tǐ)實踐中還(hái)可(kě)能存在一些(xiē)特殊風險，需加以關注并采取相應的措施：一是人(rén)工接管不及時(shí)。船(chuán)舶自主航行(xíng)(含遙控駕駛)狀态下，出現意外情況需人(rén)工接管時(shí)，船(chuán)舶駕駛員未能及時(shí)切換人(rén)工駕駛模式，或切換後未能及時(shí)掌握船(chuán)舶及周圍環境狀态，有(yǒu)可(kě)能造成碰撞、擱淺等事故。二是對智能航行(xíng)系統過度信任，甚至依賴。自主航行(xíng)狀态下，船(chuán)員過度信任自主航行(xíng)系統或岸基遙控人(rén)員，未能結合船(chuán)舶工況及周圍環境及時(shí)發現控制(zhì)指令的錯誤，造成船(chuán)舶碰撞、擱淺等交通(tōng)事故。
針對上(shàng)述風險，相關船(chuán)舶已采取如下措施來(lái)防控風險：一是自主航行(xíng)(含遙控駕駛)狀态下，船(chuán)上(shàng)駕駛員始終處于值守狀态，必要時(shí)可(kě)一鍵結束自主航行(xíng)，切換為(wèi)人(rén)工駕駛。二是船(chuán)舶與岸基遙控設備通(tōng)過“心跳(tiào)線”連接，可(kě)及時(shí)發現通(tōng)信、岸基遙控等設備故障，進而通(tōng)過報警提示船(chuán)上(shàng)人(rén)員切換為(wèi)人(rén)工駕駛模式。三是自主航行(xíng)系統及遙控駕駛的指令在船(chuán)端駕駛台會(huì)以圖文、語音(yīn)等形式表達，便于船(chuán)舶駕駛員實時(shí)監控判斷其合理(lǐ)性，發現錯誤及時(shí)更正或切換駕駛模式，人(rén)工接管船(chuán)舶控制(zhì)權。
有(yǒu)關建議
1、消除認知誤區(qū)
發展智能航運和(hé)智能船(chuán)舶已經納入我國交通(tōng)強國建設綱要，7部委聯合出台的《智能航運發展指導意見》等注重頂層設計(jì)和(hé)船(chuán)舶智能航行(xíng)大(dà)系統的構建，為(wèi)我國船(chuán)舶智能航行(xíng)技(jì)術(shù)和(hé)智能航運發展提供了戰略與政策引導。但(dàn)在實踐過程中存在着具體(tǐ)目标和(hé)階段任務不夠清晰和(hé)具象化，研究活躍、應用示範滞後，宏觀統籌協調不夠等諸多(duō)問題。産生(shēng)這些(xiē)問題的深層次原因在于推進過程中普遍存在認知誤區(qū)，沒有(yǒu)正确分析、識别風險，導緻相關部門(mén)、人(rén)員特别是決策層在推進過程中始終采取謹慎的态度。建議多(duō)措并舉，消除智能航行(xíng)技(jì)術(shù)試驗測試安全風險的認知誤區(qū)。
2、加快示範應用
從智能航行(xíng)技(jì)術(shù)的發展規律看，我國船(chuán)舶智能航行(xíng)技(jì)術(shù)要實現全球領先，必須鑄牢數(shù)據驅動和(hé)科學實驗的基礎。目前，我國積累了一批船(chuán)舶智能航行(xíng)技(jì)術(shù)研究與應用的案例，已進入世界船(chuán)舶智能航行(xíng)技(jì)術(shù)發展第一方陣，但(dàn)航運公司缺乏建造和(hé)應用智能航行(xíng)技(jì)術(shù)船(chuán)舶的積極性，應用示範樣本量不足，成為(wèi)制(zhì)約我國智能航運發展的主要因素。建議從國家(jiā)層面制(zhì)定措施推動和(hé)鼓勵大(dà)型航運國企帶頭應用自主智能航行(xíng)技(jì)術(shù)。
3、提供安全保障
在MASS CODE或者自主航行(xíng)船(chuán)舶的法定檢驗規定出台前，智能船(chuán)舶航行(xíng)風險等于甚至小(xiǎo)于傳統船(chuán)舶。但(dàn)在船(chuán)舶智能航行(xíng)測試驗證的具體(tǐ)實踐中還(hái)可(kě)能存在一些(xiē)特殊風險，需加以特别關注并采取相應的措施。同時(shí)，由于智能船(chuán)舶航行(xíng)安全風險的敏感性，也有(yǒu)必要采取特殊的安全保障措施來(lái)保障測試驗證工作(zuò)順利進行(xíng)。目前，山(shān)東海事局制(zhì)定了服務船(chuán)舶遠程控制(zhì)和(hé)自主航行(xíng)保障方案。建議在試行(xíng)的基礎上(shàng)，出台全國範圍內(nèi)的安全保障方案或措施。
