智能船舶信息联通国际标准发展动向

近年来，信息化、智能化技术的发展和在其他行业的应用，使海事工业相关方看到未来发展的全新可能。海事监管机构希望更加全面和及时地掌握海上航行船只的实时信息，提升船舶安全和环保性能；船东希望借助大数据和人工智能实现航线优化、能效管理等功能，从而降低运营成本；船员希望通过智能设备系统的应用提升工作效率，减少人为失误，降低工作强度，优化工作环境。上述市场需求对智能船舶的发展具有巨大驱动作用。

具体到技术实现环节，则以信息联通最为关键。智能化意味着人员在船舶航行中的介入减少，取而代之的是各类船载决策支持系统和岸基服务中心，这对网络通信、数据传输，以及各类海事服务的准确性、及时性和协同性提出了更高的要求。从更加宏观的角度看，船舶和航运智能化发展带来的是全产业链的生态环境变化，涉及航运、港口、物流、通信、系统设备制造、海事服务等领域全方位的变革，创造了自主避碰、远程遥控、自动靠离泊、自动装卸货等全新应用场景，预计未来在全产业链层面信息联通与协同将成为趋势，而标准化工作在这其中将起到重要作用。

国际标准支撑信息联通

随着航运和船舶的智能化发展，各种船舶设备和应用服务从原先独立布设的松散状态，正在向中心化、集成化和模块化的方向发展，服务于船上、船-岸和船-船间的联通需求。然而，船舶所涉及的数据来源多样、类型复杂，各类数据资源只面向特点海事信息系统，分别由不同业务管理系统维护，造成数据资源分散，共享程度较低。总体而言，智能船舶信息联通面临的挑战主要包括数据标准不统一、缺乏产业链信息共享机制、数据分析能力不足、信息安全风险高等问题，而上述问题主要通过国际法规和标准来协调解决。

表1展示了货物及进出口管理、港口进出港管理、船舶海上航行(包括安全与救险)、船舶营运等主要航运活动的相关信息联通需求，其中数据传输和交换模式主要包括企业-政府管理当局的B2G模式和航运公司与海事服务企业之间的B2B模式。B2G模式主要通过政府机构或政府间国际组织共同制定的法规和标准来保障，B2B模式则更多以非强制性的技术标准作为参考。

表1 船舶信息联通国际法规标准支撑情况

在国际标准支撑信息联通方面，日本依托“ShipDC(船舶数据中心)”架构发布的ISO 16425《船载设备和系统通信网络布设指南》、ISO 19847《用于现场数据共享的船舶数据服务器》和ISO 19848《船载机械设备的标准数据》等一系列国际标准可以作为典型案例。上述标准针对船舶信息系统总体架构及其数据服务器、数据管理和标识、船岸通信等问题提出了技术要求，构成了“ShipDC”架构下船端数据管理的核心。尽管“ShipDC”的中心化架构并非船端数据管理的唯一或最佳技术方案，但由于其通用性和灵活性较强，目前已经成为国际上最受关注的方案之一，也成为后续船舶和航运智能化国际标准化活动中的重要参考。

图1 “ShipDC”架构示意图

智能船舶信息联通相关国际标准化工作

当前的智能船舶国际标准化工作以信息联通为关注重点，相关机构主要包括国际标准化组织船舶与海洋技术委员会“智能航运”工作组(ISO/TC 8/WG 10)、国际航标协会(IALA)和国际电工委员会海上导航和无线电通信设备及系统技术委员会(IEC/TC 80)等，已发布和在研的标准主要覆盖船载网络、数据交互、船岸通信等领域技术要求和相关设备系统的性能表现。

1. ISO/TC 8智能航运国际标准化路线图及重点标准

国际标准化组织船舶与海洋技术委员会(ISO/TC 8)于2016年9月成立了智能航运工作组(ISO/TC 8/WG 10)，是当前在智能船舶领域较为活跃的国际组织，旨在面向行业智能化发展趋势统筹资源和开展顶层设计，响应IMO国际海事立法。其工作范畴是面向大数据分析、物联网、传感器等电子信息技术在船舶建造、运营和海洋技术领域的应用，开展国际标准制修订工作。目前，工作组正在开展的重要工作之一是智能航运国际标准化路线图2.0版本的编制，为相关国家和国际组织开展智能船舶国际标准化顶层设计提供参考。标准化路线图总体上遵循识别重点技术领域、开展差距分析、研判未来标准化活动的思路。

在重点技术领域识别方面，工作组于2018年发布的智能航运国际标准化路线图1.0版本将船舶和航运智能化发展需要关注的重点技术领域分成了信息和通信基础设施、船舶、概念、船舶运营和支持服务等五个领域。2021年，结合智能船舶领域技术发展和IMO工作进展情况，工作组对重点领域及其内涵提出了修订建议，其中概念部分重点对标IMO要求，在通用技术和分类分级的基础上进一步纳入了教育和培训；“支持服务”领域被明确为“港口服务”，着重强调了自动靠泊系统与自动装货系统，体现了新技术发展趋势下船舶、港口一体化、系统化发展的思维。

图2 智能航运国际标准化路线图1.0版

图3 智能航运国际标准化路线图2.0(讨论稿)

能够发现，随着智能船舶的进一步发展，无论是对于船上、船-岸还是船-船间的信息联通，网络安全都需要作为重要问题加以考虑，而船-船互通则随着甚高频数据交换系统(VDES)等技术的发展出现新的需求。

在具体标准方面，目前ISO/TC 8下已发布和在研标准自上而下可分为一般性指南&功能要求类标准、技术方案类标准，以及设备与应用类标准，为行业智能化转型提供参考。下一步，工作组将进一步针对信息基础设施数据与服务器要求、网络安全风险评估、船岸通信等重点领域制定标准。

表2 ISO/TC 8智能船舶相关标准情况

图4 ISO/TC 8智能船舶相关标准覆盖领域

2. IALA标准

国际航标协会(The International Association of Marine Aids to Navigation and Lighthouse Authorities，缩写为IALA)在智能船舶领域的工作主要体现在电子航海(e-navigaiton)和相关数据信息系统方面。IALA提出的E-navigation定义已经被IMO所接受，即通过电子手段协调船舶和岸上航海信息的采集、整合、交换、展示和分析，以增强船舶泊位到泊位的导航和相关服务，以保障海上航行安全、安保和保护海上环境，从而促进水上航运高效、安全的进行。IALA还同时提出E-Navigation系统架构建设必须用户需求为指导，主要组成包括船、岸系统以及导航与通信基础设施。因此，可以发现IALA的工作与智能船舶有较多交互，目前发布的标准主要覆盖船舶海事服务信息方面，具体情况如下：

表3 IALA发布标准情况

3. IEC/TC 80标准

海上导航与无线电通信设备及系统技术委员会(IEC/TC 80)为海上通导设备系统制定电子、光电、数据处理等技术领域的国际标准，在智能船舶船港岸一体化发展的趋势下，相关通讯设备标准和数据接口类标准具有十分重要的意义。目前已发布的具体标准情况如下：

表4 IEC/TC 80相关标准情况

通过以上标准梳理，可以发现由于智能船舶国际标准化具有工作渠道多、覆盖领域广的特点，加之近年来各国科研和产业化投入不断加大，导致国际标准竞争也愈加激烈，欧洲、美国、日本纷纷从船载网络、数据交互、船岸通信等信息基础设施标准出发推广本国技术方案，而以ISO/TC 8智能航运国际标准路线图为代表的顶层设计也值得国内船舶工业界重点关注。

相关建议

当前是智能船舶从技术研发向商业实践过渡的关键时期，在技术更新迭代加速、国际规则体系不断完善、信息基础设施建设和商业模式构建的需求不断凸显的背景下，智能船舶产业发展和标准化工作思路也亟需转变。

一是要注意跟踪研判智能船舶技术发展与法规标准的发展趋势和相互作用关系，及时调整工作思路。行业的智能化转型正在从船舶设备系统、船岸间协同的层级拓展到上下游产业链，加之远程遥控、自主避碰、自动靠离泊等全新应用场景的出现，技术发展为信息联通及标准化工作带来了新的要求。另一方面，IMO e-navigation发展战略和依托日本ShipDC数据平台方案制定的ISO 16425、ISO 19847、ISO 19848等国际标准对智能船舶发展技术路径和信息基础设施建设思路具有较大影响，因此密切跟踪国际技术和规则动态，是确保我国产业发展紧跟国际前沿，争夺前沿技术主导权、抢占发展先机的重要基础。

二是智能船舶技术发展与标准化工作要进行前瞻性和总体性布局。在行业智能化全面转型的背景下，构建面向未来的全新商业生态已成为重要发展趋势。智能船舶发展涉及到船舶设计、设备系统制造、通信基础设施、海事服务等领域的诸多相关方，又影响到航运、港口、物流，乃至金融保险等上下游产业链，在产业发展与标准化工作中需要以信息联通为突破口进行前瞻性和总体性思考，避免“只见树木，不见森林”式的发展。当前正在推进的日本DFFAS(Designing the future of full autonomous ship，完全自主船舶的未来设计)项目参研单位逾30家，覆盖了航运、造船、科研机构、海事服务、机械制造、通导设备、气象服务、保险服务等诸多领域企业，并明确提出了面向2040年、旨在构建新的产业生态的日本海事工业智能化发展概念图，相关规划能够为我国智能船舶发展提供重要参考。

三是开展多渠道、多主体、多层次的国际规则制定工作。目前智能船舶仍处在技术发展和市场培育阶段，国际规则将对未来行业发展起到重要塑造作用，但与此同时相关法规和标准制定的竞争也愈加激烈。国内相关企业和科研机构应采取灵活的国际标准制定策略，充分利用IMO、ISO、IEC、IALA等不同领域、不同层次的国际法规标准制定渠道，同时积极利用船海领域非政府间国际组织(NGO)，使标准制定主体多元化、标准制定策略立体化和系统化，如此方能在当前这一智能船舶发展的机遇期赢得主动。