全球海上自主水面船舶(MASS)的发展势头正在加速,国际海事组织(IMO)正在果断地支持自主航运发展成为切实可行的商业现实。
经过长时间的磋商,随着讨论日趋成熟,焦点正从最初设想的完全无人船舶转向更为现实的监督式、自主式和远程支持式操作。这反映出人们日益认识到,自主性并非终点,而是一个持续发展的过程,仍然依赖于船上或岸上人员的参与。
MASS技术的逐步发展促使业界认真思考自主性的监管、技术和人为因素。这也凸显了监管机构肩负的重任,即提供强有力的监督。
今年 5 月,国际海事组织 (IMO) 通过了非强制性的《国际海上自主水面船舶安全规则》(MASS 规则),旨在支持自主和远程操作的商船安全地融入全球航运。
MASS 规则制定了一个全面的、以目标为导向的框架,以帮助确保远程控制或自主船舶的设计和运营达到传统船舶所期望的安全、安保和环境保护水平,并考虑到未来的合规要求。
在制定相关法规的过程中,国际船级社协会针对这项技术创新的实际操作提出了重要的见解和技术指导。
适合用途的自主性
对于船舶所有人和运营商而言,自主性并非总是最终目标或唯一状态,而是一种可根据运营需求在不同层级应用的工具。从这个意义上讲,更高的自主性并非总是更好。“合适”的自主性层级取决于运营环境、风险状况和所需的人员参与程度,不同的运营可能需要不同程度的自主性。
自主化是一个循序渐进的过程,其发展应以安全为导向,分阶段逐步引入新功能。早期阶段可能依赖于先进的非自主决策支持系统,例如自动化监控、咨询功能以及其他能够增强船舶系统态势感知能力的智能工具。
随着操作经验的积累,可以逐步引入更高水平的自主性,从决策支持功能扩展到跨多个舰载领域的更自主的能力。
采用分阶段方法的监管和技术要求在每个阶段提供渐进式的保证、测试和验证,最终有助于从实际经验中学习,同时也有助于在船员、运营商、监管机构和其他利益相关者之间建立信任。
弥合人因工程和培训差距
在向自主海上作业迈进的过程中,人因工程(HFE)仍然是最严峻的挑战之一。虽然许多新兴技术都必须考虑其对人类活动的影响,但自主性从根本上来说却是建立在人参与之上的。每一项自主功能都与人类的决策、监督和干预相互作用,这意味着人为因素绝不能被忽视。
当前人因工程在自主运行方面的不足包括:对人如何监督、交互和干预自主系统关注不够;此外,缺乏明确的定义或通用的评估标准来评价自主导航解决方案。
此外,技术发展的速度已经超过了船员的适应能力。技能、能力和培训途径的发展速度并未跟上系统更新换代的步伐。这导致技术能力与员工实际操作能力之间的差距日益扩大。如果不加大对培训和以人为本的设计的投入,这种差距将继续扩大。
验证和确认仍然是自主技术安全保障的核心。仅靠传统测试无法涵盖自主系统在海上可能遇到的所有场景。
作为必不可少的工具,虚拟测试以及系统级和全任务桥接仿真使开发人员和评估人员能够探索在物理试验中难以或不安全地重现的极端情况、压力条件和罕见事件。当与实际测试相结合时,这可以更全面地展现系统性能。
为了提高透明度、一致性和信任度,标准化的虚拟测试和评估框架可以支持对系统性能进行更一致的评估,同时生成数据以支持 MASS 的监管决策。
海事训练模拟器。图片来源:Adobe Stock/evannovostro