2022船舶自主航行检验指南.docx

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1、船舶自主航行检验指南2023第1节一般规定5第2节适用范围5第3节知识产权及保密5第4节辅助航行6第5节自主航行7第6节设计运行条件10第7节术语及定义12第8节绵喀语14第2章图纸与资料审查16第1节一般规定16第2节总体说明17第3节功能说明18第4节主要组件说明18第5节布置及原理图19第6节安全理念19第7节制造商进行的试验与验证21第8节数据22第9节网络安全23第10节软件安全23第11节操作手册23第3章风险评估25第1节一般规定25第2节风险评估流程26第3节风险识别29第4节风险分析34第5节风险评价36第6节风险应对37第4章性能要求41第1节一般规定41第2节基础要求41

2、第3节动态任务44第4节人机交互50第5节应急操作51第6节数据记录52第7节网络安全和软件安全54第8节安全保障55第9节监控人员56第5章系统认可与试验技术要求58第1节一般规定58第2节认可及检验阶段58第3节原理认可59第4节设计认可60第6节单件/单批检验64第6章检验65第1节建造检验65第2节建造后检验66第7章实船测试70第1节一般规定70第2节测试场70第3节测试场景71第4节为达到测试目的而进行的修改72第5节测试工具72第6节试验报告73附录1建模与仿真74第1节一般规定74第2节文件资料审查74第3节可信度评估74附录2风险评估77第1节风险评估报告77第2节自主航行风

3、险关键因素80第3节辅助航行风险关键因素84第1章通则第1节一般规定1.1.1 本指南为中国船级社(以下简称“CCS”)智能船舶规范第二章“智能航行”中船舶自主航行系统的开发、应用、测试验证提出具体的技术要求，以保障具有自主航行功能的船舶满足性能要求，同时保证可靠性、安全性。1.1.2 为满足市场需求，在智能船舶规范规定的“智能航行”的基础上，将智能航行功能进一步细分，提出了辅助航行功能的要求。1.1.3 本指南为智能航行系统的认可及实船应用提出了验证及检验内容方法及程序要求。1.1.4 除本指南另有明文规定外，智能航行系统还应满足CCS相应的规范和船旗国主管机关的适用要求。第2节适用范围1.

4、2.1 本指南适用于对申请智能航行系统进行认可或装有智能航行系统的船舶进行检验。1.2.2 类似系统不申请认可/检验的，其性能标准可参考本指南适用部分。第3节知识产权及保密1.3.1 一般要求1.3.1.1 CCS按照钢质海船入级规范(2023)第1篇3.1.10.2的要求对申请方提交资料进行保密。131.2申请方应保证所有提交资料满足钢质海船入级规范(2023)第1第4节辅助航行1.4.1 辅助航行分类1.4.1.1 航路航速设计及优化功能是基础的辅助决策功能，航路航速设计优化相关要求不在本指南范畴，相关要求见智能船舶规范2.3.Io在实现该功能的基础上，进行对海洋环境、船舶运动状态、其他船

5、舶及航行障碍物的实时感知，并实现对传感器、海图等信息的融合显示，为驾驶人员提供更加高效的辅助航行信息展示。更进一步，实现航行态势、危险的实时判断，做出动态航线决策，这是另一类别的辅助航行。因此辅助航行功能可以分为以下两类：（1）增强显示类辅助航行（2）决策规划类辅助航行1.4.1.2 增强显示类的辅助航行主要功能为将雷达、A1S、光电传感器、运动感知设备等多源信息融合处理为辅助驾驶员进行决策的直观、可靠的综合信息，并以良好的展示和交互方式叠加在某一/多个显示终端，其主要显示终端包括视频显示终端、2D/3D环境重构显示终端、AR/VR显示终端、基于海图开发的显示终端等。1.4.1.3 决策规划类

6、的辅助航行除了对信息进行综合显示外，还可根据融合信息进行动态航行规划，为驾驶人员提供决策方案选择，并由驾驶人员最终控制船舶。第5节自主航行1.5.1 自主航行架构1.5.1.1 自主是指机器能够实现感知、认知、决策及对船舶或设备的控制，并安全、可靠地完成预期任务，无需人为干预，仅在特殊情况下进行接管控制。自主航行是指在具备辅助航行功能的基础上进一步，机器将决策信息输入控制机构，船舶就可以自主完成感知、认知、决策、控制等任务，见图1.5.1.10自主肮行itt及优化图1.5.1.1自主航行功能架构1.5.2 自主航行分级1.5.2.1 在从感知到控制的整个过程中，由于任务场景的变化和任务要求的提

7、高，自主航行功能的各项性能均大幅提升，见图152.1。自主航行功能按环境复杂度分级表1.521等级名称附加标志1开阔水域自主航行No2全航程自主航行Nn物斯大法升级用助ug主航行图1.521开阔水域与全航程自主航行功能关系1.5.3 人员参与程度分级1.5.3.1 对于已经具备自主航行功能的船舶，能够在收到航行指令后完成从感知、认知、决策到控制的整个过程。此时，船上人员的作用是监控船舶自主航行的状态，以确保在系统报警或请求接管以及任何紧急情况下时采用应急措施将风险降到最低。1.5.3.2 根据监控人员在航行过程中进行监视的周期对船舶的自主航行监控进行等级划分，见表153.2。自主航行监控等级划

8、分表153.2等级名称监视周期1连续值班人员在控制位置持续监视2周期性值班人员在控制位置周期性监视3无人值班无需在控制位置进行值班监视。在系统报警后监控人员应及时到达控制位置注：连续值班系指在自主航行功能运行过程中，监控人员必须在控制位置持续监视船舶运行状态。周期性无人值班系指在自主航行功能运行过程中，监控人员无须保持时刻在控制位置进行监视，而是根据说明书或实际情况进行周期性值班监视。无人值班系指无须人员在控制位置监视自主航行功能运行时船舶状态,监控人员仅需在系统发出报警或提出接管申请时及时到达控制位置。第6节设计运行条件1.6.1一般要求1.1.1.1 运行条件（ODC）是智能航行系统设计时

9、确定的适用于其功能运行的各类条件的总称，包括设计运行范围、驾驶人员状态及其他必要条件。1.1.1.2 具备智能航行功能的船舶应当确定设计运行条件，智能航行功能在满足设计运行条件时方允许开始运行。1.1.1.3 智能航行系统制造商应当识别合理的设计运行条件元素集合，并利用所选择的元素集合通过合理的构建方法，形成易理解、无歧义的设计运行条件表达方案，将各元素进行详细描述，并考虑多个元素的合理组合关系，使各利益相关者清楚了解智能航行系统的启动和运行条件。1.1.1.4 智能航行系统应监控当前的ODC,以使系统保持在设计和定义的ODC之内。在即将超出ODC边界的情况下，智能航行系统应能触发接管请求，并

10、考虑监控人员值班的不同情况，保证有足够的时间进行接管。1.6.2智能航行系统应确定设计运行条件，包括但不限于以下内容的边界：1.6.2.1 自然环境条件（1） 海况等级；（2） 水深；（3） 能见度（雾、雪、降雨等）；（4） 海冰；（5） 航行区域（开阔水域、进出港、码头等）。1.6.2.2 通航条件（1） 目标船数量；（2） 目标船种类；（3） 航道障碍物情况；（4） 限制航速；（5） 分道通航情况；（6） 航行方向；（7） 限制航行区域：施工、事故等其他限制。（8） 进出港航道障碍物。（适用于全航行智能航行船舶）1.6.2.3 本船操纵和装载情况（1） 装载工况；（2） 操纵性能。2.6.

11、2.4 码头条件（适用于全航程自主航行船舶）（1） 码头停船情况；（2） 码头空余长度；（3） 码头水深情况；（4） 码头附近一定范围是否存在船舶及其他碍航物；（5） 具备码头高精度先验海图。2.6.2.5 软硬件（1）海图版本；（2）软件版本；（3）硬件性能;(4)软硬件失效；(5)硬件在船上的安装及布置。第7节术语及定义1.7.1 硬件(hardware)：用于处理、存储或传输计算机软件或数据的物理设备。1.7.2 软件(software)：计算机编码、程序、测试脚本以及与计算机系统操作有关的相关文档和数据。1.7.3 自主航行系统(autonomousnavigationsystem)：

12、自主航行系统系指利用感知技术获取所需数据和信息，通过信息融合等计算机技术进行分析和处理,为船舶的航行提供行动决策，并按照决策实现船舶自主控制的所有软硬件的集合。1.7.4 辅助航行系统(navigationassistancesystem)：辅助驾驶系统系指利用感知技术获取所需数据和信息，通过信息融合等计算机技术进行分析和处理,为船舶的航行提供导航辅助决策的所有软硬件的集合。1.7.5 智能航行系统(inte11igentnavigationsystem)：自主航行系统与辅助航行系统的总称。1.7.6 设计运行条件(Operationa1designconditions=ODC):自主航行功能

13、生效的条件及适用范围。1.7.7 动态任务(dynamictask)：智能航行系统根据环境及其他实时信息的感知融合后进行决策或决策与控制的任务，不包括航路设计等静态任务。1.7.8 场景(scenarios)：系指自主航行船舶航行时所处的地理区域、自然环境、会遇态势和时间等要素的集合。1.7.9 开阔水域(OPenWaterarea)：船舶有足够水域进行船舶采用安全航速进行改向避让的开阔海面，一般不位于港口、锚地等复杂环境附近。1.7.10 仿真测试(SimU1ationteSts)：采用仿真工具部分或全部替换被测系统及信息源，以验证被测系统部分/全部功能及性能的测试。1.7.11 确认(va

14、1idation)：评估产品的过程，通过测试、分析、检查或演示以确定其是否满足客户和其他利益相关者的期望。1.7.12 验证(VerifiCatiOn):评估系统的过程，以确定给定开发阶段的产品是否满足批准的要求，并可通过测试、分析、演示或检验在产品生命周期的不同阶段进行控制。1.7.13 安全理念(safetyconcept)：在智能航行功能设计时采取的安全措施,以使船舶在与ODC相关的场景中运行时无不合理的风险。1.7.14 可靠性(re1iabi1ity)：系统或部件在一定条件和时间范围内控制特定功能的能力。1.7.15 感知信息源：系指为感知系统提供所需信息的传感器或其他设备。感知信息源可能包括雷达、自动识别系统、卫星定位系统、罗经、电子海图、航速及计程仪、测深仪、吃水测量仪、风速风向仪、视觉传感器、温度传感器、降水量传感器、惯性加速度传感器及通讯设施等。1.7.16 态势感知(SitUatiOnaIaWareness)：态势感知是船舶利用传感器及智能融合算法对多种信息(自然环境信息、自身运动信息、其他船舶信息)的感知以及对感知信息的融合处理并生成航行态势信息。1.7.17 自主决策(autonomousdecision)：根据态势感知信息，分析当前船舶存在的风险，结合当前船位、航速、航向制定局部航路及航速决策，避让可能发生危险的机动或非机