CCS《智能船舶规范》六大功能模块要求

CCS规范与技术中心 贺 辞

近年来由于智能船舶概念的兴起以及智能船舶技术的日益发展，船舶智能化已经成为全球航运的大势所趋。出于通过船舶智能化降低船舶控制和管理难度，减少人为误操作，提高设备及船舶营运的安全，优化船舶航行，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围内开展。

日本早在上世纪80年代就已经着手研究带有“智能导航”功能的“人工智能船舶”；韩国于2009年启动智能船1.0计划，并于2011年推出世界首艘智能船舶，目前其智能船舶2.0计划正在推进中；英国罗罗公司于2014年提出无人船舶概念，并已着手相关研究工作。

我国的智能船舶技术的发展虽然刚刚起步，但根据目前的《中国制造2025》提出的战略要求，也已经开始了船舶智能化的顶层设计与研究工作。

因此，考虑到未来船舶智能化的发展方向和发展趋势，为了引领行业发展，同时也为船舶航行更加安全，更加环保，更加经济和更加可靠，中国船级社基于近年来对计算机技术、通信导航技术、先进传感器技术、先进控制技术等国际智能船舶技术的发展研究成果，充分参考国内外有关智能船舶的应用经验和发展现状，编制了CCS《智能船舶规范》，并于2016年3月1日正式生效。

CCS智能船舶规范对智能船舶的定义如下：智能船舶系指利用传感器、通信、物联网、互联网等技术手段，自动感知和获得船舶自身、海洋环境、物流、港口等方面的信息和数据，并基于计算机技术、自动控制技术和大数据处理和分析技术，在船舶航行、管理、维护保养、货物运输等方面实现智能化运行的船舶。

智能船舶分为六大功能模块：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。当船舶的各项功能均符合CCS智能船舶规范要求时，可授予智能船舶附加标志：

i-Ship（Nx，Hx，Mx，Ex，Cx，Ix）

括号内的字母是智能船舶的功能标志，其与智能船舶功能模块的对应如下：

N—智能航行功能标志；

H—智能船体功能标志；

M—智能机舱功能标志；

E—智能能效管理功能标志；

C—智能货物管理功能标志；

I—智能集成平台功能标志；

x—可选功能补充标志。

当船舶具有某一智能功能，即可单独授予相关的智能功能标志。

智能船舶规范对各项智能船舶功能模块的要求如下：

1、智能航行

规范要求智能航行应具有以下基本功能：

■对气象、经济性和物流信息进行分析处理；

■基于分析结果对船舶航路和航速进行设计和优化。

除基本功能外，智能航行还可具有开阔水域自主航行功能，或者具有自动靠离码头、在狭窄水道等复杂环境下的高级自主航行能力，作为智能航行的补充智能功能。

2、智能船体

规范要求智能船体应具有以下基本功能：

■建立并维护船体数据库；

■基于船体数据库数据，对船体全生命周期内的安全和结构维修保养提供辅助决策。

除基本功能外，智能船体还可根据船体相关数据的自动采集与监测，提供船舶操纵的辅助决策作为智能船体的补充智能功能。

3、智能机舱

规范要求智能机舱应具有以下基本功能：

■对机舱内的主机、辅机、轴系的运行状态进行监测；

■根据状态监测系统收集的数据，对机械设备的运行状态和健康状况进行分析和评估；

■根据分析与评估结果，提出纠正建议，为船舶操作提供辅助的决策建议。

除基本功能外，还可根据机械设备运行状态和健康状况的分析和评估结果，制定相应的视情维护计划，作为智能机舱的补充功能。

4、智能能效

规范要求智能能效应具有以下基本功能：

■对船舶航行状态、耗能状况的在线监测与数据的自动采集；

■根据采集的数据，对船舶能效状况、航行及装载状态等进行评估；

■通过大数据分析、数值分析及优化技术，为船舶提供数据评估分析结果和辅助决策建议。

除基本功能外，还可通过航速优化、基于纵倾优化的最佳配载等解决方案，实现船舶能效实时监控、智能评估及优化，作为智能能效的补充功能。

5、智能货物管理

规范要求智能货物管理应具有以下基本功能：

■实现货舱以及货物的监测报警和辅助决策；

■实现货物保护系统的监测报警和辅助决策；

■通过对货物、货舱和货物保护系统参数的采集和处理分析，进行货物的优化配载。

除基本功能外，智能货物管理系统还可具有自动装卸货作为其补充功能。

6、智能集成平台

规范要求智能集成平台应具有以下基本功能：

■至少集成了智能航行、智能机舱、智能能效管理三个系统的数据。

■应具备开放性，能够整合现有船上信息管理系统及后续新增系统，实现对船舶的全面监控与智能化管理。

■通过统计分析、综合评估，实现自动化、标准化的分析报告；

■通过用户设定，为航行、安全、经济性等相关指标提供综合预报预警；

■利用船舶历史运行状态及相关参数，为船舶操作及管理方案提供趋势预测；

■支持良好的辅助决策，提高船舶性能，并减少人为因素的失误。能够根据评估及预测结果，为事故响应、风险反应规划、环境保护措施、事故察觉和预防、经济性能提升、资源管理和通信等提供综合的管理及操作方案；

■能够实现船岸数据交互。

此外，规范中还对各项智能功能所对应的计算机系统和软件开发、送审资料、试验检验及人员配备作出明确要求。

考虑到智能船舶技术的不断发展，规范对新技术的应用作出原则要求：当采用新技术的系统和设备经风险评估和试验证明能够达到CCS规范要求的同等安全水平，这些系统和设备的设计可偏离CCS的规范要求。同时给出了风险评估方法和新技术批准的依据。

船舶智能化已成为船舶制造与航运领域发展的必然趋势。在船舶日趋智能化、船上系统与设备日益复杂的今天，船东、设计单位、船厂、设备厂商均在思考未来船舶的智能化方向，也亟需相应的规范法规来规范现有及未来的船上智能化系统。CCS《智能船舶规范》的面世，正填补了此方面的空缺。是全球首本涵盖了智能船舶从设计、建造到运营全生命周期的船级社规范。

规范在内容上脉络清晰，自成体系，具有可操作性；“智能航行”、“智能船体”、“智能机舱”、“智能能效管理”、“智能货物控制”、“智能集成平台”六大功能的划分方式涵盖了船上各智能化系统；此外，规范内容立足于现有的规范体系，能够很好的与目前CCS的规范要求相互融合。同时，规范开放式的编写方式充分考虑到了未来智能船舶技术的发展，方便今后不断纳入新的应用成果，完善和细化已有的技术要求。