張云飛+潘登+蔡玉良+劉金華

摘 要：國際海事組織（IMO）是聯(lián)合國系統(tǒng)內(nèi)主管海上安全和防止船舶造成海洋污染及其法律問題的專門機(jī)構(gòu)。IMO公約對各締約國具有強(qiáng)制性，各締約國必須承擔(dān)公約所約定的義務(wù)，制定與之相一致的國內(nèi)法規(guī)。在IMO頒布的眾多公約中，對船舶設(shè)計和建造關(guān)系密切的有如下七個：（1）《國際海上人命安全公約》；（2）《國際防止船舶造成污染公約》；（3）《1966年國際載重線公約》；（4）《國際海上避碰規(guī)則公約》；（5）《2001國際控制船舶有害防污底系統(tǒng)公約》；（6）《2004國際船舶壓載水及沉淀物控制和管理公約》；（7）《1969年國際船舶噸位丈量公約》。此外，還有一個由國際勞工組織頒布、對船舶設(shè)計建造影響重大的 《2006年海事勞工公約》。本文主要討論在這八個公約框架下無人船的設(shè)計問題。

關(guān)鍵詞：無人船；國際海事組織；國際海事組織公約

中圖分類號：U674 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

USV and IMO Convention

ZHANG YunFei1， PAN Deng1， CAI YuLiang2， LIU JinHua3

（ 1.Zhuhai Yunzhou Intelligence Technology Ltd. Zhuhai 519000； 2. China Classification Society， Beijing 100007；

3. Shanghai Waigaoqiao Shipbuilding Co.， Ltd. Shanghai 200131）

Abstract： The International Maritime Organization （IMO） is the United Nations' specialized agency responsible for the safety and security of the shipping and the prevention of marine pollution by ships. After the conventions take force， they will become compulsory to the contracted parties thus mandating the undertaking of the responsibility stipulated in the conventions and the drafting of domestic laws to enforce them. Seven of said conventions are heavily involved in ship design and construction. They are as follows： （1） International Convention for the Safety of Life at Sea， （2） International Convention for the Prevention of Pollution from Ships， （3） International Convention on Load Lines， 1966， （4） Convention on the International Regulation for Preventing Collision at Sea， （5） International Convention on the Control of Harmful Anti-Fouling Systems， 2001， （6） International Convention for the Control and Management of Ship's Ballast Water and Sediments， 2004， （7） International Convention on Tonnage Measurement of Ships， 1969. Aside from the above-mentioned conventions released by the IMO， another convention entitled the Maritime Labor Convention， which is released by the International Labor Organization， will have a huge impact on ship design and construction. This paper discusses the design of USV under the frame of these eight conventions.

Key words： USV； IMO； IMO Conventions

1 前言

IMO頒布的公約多達(dá)35個之多，這些公約對船舶的設(shè)計、建造、運(yùn)營、拆解等整個生命周期產(chǎn)生著重要影響。在無人船時代來臨之際，我們選擇這些公約中最重要的八個從無人船的視角進(jìn)行解讀分析，提出設(shè)計方案，希望能為拉開無人船時代的大幕盡綿薄之力?？紤]到船型紛繁復(fù)雜，不方便展開具體討論，故我們將目標(biāo)船定為一艘80 000 DWT的無人散貨船。

2 無人船（USV）定義

關(guān)于無人船（USV），維基網(wǎng)有如下定義：（1）它不搭載船員（但并沒有說不搭載乘客）；（2）它的運(yùn)營范圍在水面。

3 SOLAS

3.1 SOLAS起源及沿革

眾所周知，1912年的“泰坦尼克”豪華郵輪冰海沉船災(zāi)難催生了SOLAS公約。這場世紀(jì)大災(zāi)難引發(fā)人們對于海上安全標(biāo)準(zhǔn)的思考，1914年在英國推動下由13個國家代表參加的國際會議通過了第一版SOLAS公約。誕生之初的SOLAS公約正如其名稱所描述的，主要是針對人命安全制訂，該公約對遠(yuǎn)洋船舶的水密和防火艙壁、救生設(shè)備、消防設(shè)備等作了嚴(yán)格的規(guī)定。隨著時間的推移，SOLAS公約從單純的結(jié)構(gòu)和設(shè)備要求，擴(kuò)展到人員的操作性要求，擴(kuò)展到公司和船舶的安全管理要求，擴(kuò)展到船舶保安要求。從硬件到軟件，從船舶到公司，從水上到岸上，為船舶安全營運(yùn)提供了有力的保障。endprint

SOLAS公約主要的沿革：1929年公約修訂-增加經(jīng)過修訂的國際海上避碰規(guī)則作為其附則；1948年公約修訂-500 GT以上的貨船須持有國際設(shè)備安全證書等。同年IMO的前身政府間海事協(xié)商組織（IMCO）成立；1960公約修訂-客船安全措施擴(kuò)大到貨船，修訂和制定無線電設(shè)備和救生設(shè)備條款；1974公約修訂-默認(rèn)生效程序；1994公約修訂-增加第IX章國際安全管理規(guī)則；2002公約修訂-增加第XI章國際船舶和港口設(shè)施保安規(guī)則；2010公約修訂-推出了醞釀已久的目標(biāo)型標(biāo)準(zhǔn)（GBS）。

3.2 SOLAS總則

（1）適用范圍：本規(guī)則僅適用于國際航行的船舶。

（2）國際航行的定義：系指由適用本公約的一國駛往該國以外港口或與此相反的航行。

（3）例外：① 軍船和運(yùn)兵船； ② 小于500 GT的貨船； ③ 非機(jī)動船； ④ 制造簡陋的木船； ⑤ 非營業(yè)性游艇； ⑥ 漁船。

從SOLAS的適用范圍來看，無人船并沒有被排斥在公約之外，僅有小于500 GT的貨船和非國際航行的無人船可以部分免除SOLAS要求?？紤]到我們的目標(biāo)是打造一條國際航行的萬噸級無人貨船，故SOLAS中規(guī)定的例外情況不予考慮。

4 IMO安全證書要求

主要的安全證書包括：

（1）構(gòu)造安全證書

主要是確保船舶布置、材料、結(jié)構(gòu)尺寸和工藝、鍋爐和其他受壓容器及其附件、主輔機(jī)、電氣設(shè)備以及其他設(shè)備等符合本公約規(guī)則的各項要求。

（2）設(shè)備安全證書

確保消防系統(tǒng)和設(shè)備、救生設(shè)備和裝置、船載導(dǎo)航設(shè)備、引航員登船設(shè)施等符合本公約規(guī)則的各項要求，均處于合格狀態(tài)。防火控制圖、航海出版物、號燈、號型、以及發(fā)出聲響信號和遇險信號的設(shè)備也應(yīng)接受檢查，以確保其符合本公約規(guī)則的各項要求以及符合現(xiàn)行國際海上避碰規(guī)則的要求。

（3）無線電安全證書

確保無線電裝置（含救生設(shè)備中使用的無線電裝置）符合本公約規(guī)則的各項要求。

IMO要求的證書相當(dāng)之多，加上ILO和船籍國要求的各種證書，一艘遠(yuǎn)洋船舶隨船攜帶的證書和文件不可勝數(shù)，PSC的檢查也是以證書為核心展開的。對于無人船舶，可以考慮設(shè)置一個電子證書管理終端，所有的證書以電子文檔形式存儲在這個終端，PSC授權(quán)的船級社，可以自由訪問、查閱核對、批注、復(fù)檢等。電子證書終端可以與一個IMO證書中心服務(wù)器連接，在網(wǎng)絡(luò)連接正常情況下，終端更新數(shù)據(jù)可以同步到服務(wù)器，服務(wù)器數(shù)據(jù)也可以下載到終端。

5 IMO公約第II-1：構(gòu)造-結(jié)構(gòu)、分艙與穩(wěn)性、機(jī)電設(shè)備

（√ 遵守公約要求；× 無需遵守公約要求；Φ 部分遵守公約要求或視情況而定。）

（1）船舶結(jié)構(gòu)

見表1。

在船上保留一套建造圖紙在無人船似乎沒有必要，但考慮到這種習(xí)慣由來已久，而且保留一套圖紙的費用，可以忽略不記，故仍予保留。

系泊設(shè)備必須高度智能化，以便讓碼頭工人能夠快速輔助完成系泊工作。

（2）分艙與穩(wěn)性

見表2。

舷窗的設(shè)置主要是方便船上人員觀察外部情況以及獲得自然光，在無人船上設(shè)置的舷窗要少很多。對于進(jìn)水的預(yù)防和控制，無人船的要求要遠(yuǎn)高于常規(guī)船舶。

（3）機(jī)器設(shè)備

見表3。

關(guān)于噪聲的防護(hù)，IMO已經(jīng)出臺相關(guān)指導(dǎo)準(zhǔn)則，這份準(zhǔn)則規(guī)定了相關(guān)處所的允許噪音。對于無人船舶，主要是考慮噪音對信號傳輸和通訊的影響。對于搭載水底聲學(xué)設(shè)備的船舶，還要考慮對這些設(shè)備使用性能的影響。

駕駛室與機(jī)械處所的通信，在常規(guī)船舶上是指語音通訊。但在無人船上，這無疑是畫蛇添足，但數(shù)據(jù)的通信還是必須的。

輪機(jī)員的報警裝置和上述情況類似。

無人船舶裝設(shè)了各式傳感器、攝像頭、自動控制設(shè)備，所有這些感知/控制設(shè)備所收集到的信息，通過通信信道傳輸給一個全天無休的中央處理器，中央處理發(fā)號施令，操縱全船機(jī)械設(shè)備。

（4）電氣裝置

見表4。

常規(guī)船舶對應(yīng)急發(fā)電機(jī)的啟動方式并未指定。無人船舶應(yīng)急發(fā)電機(jī)的啟動推薦用電池，因為它有兩個明顯的優(yōu)勢：① 能量大小便于檢測；② 便于復(fù)原。

（5）周期無人值班機(jī)器處所的附加要求

見表5。

6 IMO公約第II-2：構(gòu)造-防火、探火與滅火

（1）火災(zāi)和爆炸的預(yù)防

見表6。

煙氣和毒性氣體的相關(guān)規(guī)定，對于無人船可以酌情降低。

（2）火災(zāi)的抑制

見表7。

火災(zāi)發(fā)生對無人船舶無疑是一個巨大的災(zāi)難，然而無人船上并沒有船員，這樣滅火就相對簡單且快捷：一旦檢測到火災(zāi)，立即關(guān)閉所有通風(fēng)口，釋放Co2，火災(zāi)可以在最短時間內(nèi)撲滅。探測設(shè)備的可靠性和及時性必須大大提高，而報警裝置（在常規(guī)船舶上主要是聲光報警）則可以刪除。但需注意的是，考慮到無人船舶在港維護(hù)檢修時存在人員登船的情況，故消防裝置必須設(shè)置兩個模式：有人模式和無人模式。

（3）脫險

見表8。

無人船設(shè)置脫險通道，也配置通知船員的設(shè)備，但這些僅僅是用于無人船的維護(hù)檢修期，這些配置要求可以相對降低。

（4）操作性要求

見表9。

7 救生設(shè)備與裝置

見表10。

VHF的配備只是為了有人登乘船舶時使用；船上通信和報警系統(tǒng)以及公共廣播系統(tǒng)，僅僅是有人在船上維修保養(yǎng)的時候發(fā)揮作用。

可以考慮在無人船上裝設(shè)一個升降設(shè)備，在他船救生艇靠近時，將其升起至甲板。

8 IMO公約第IV：無線電通信設(shè)備

見表11。

無線電通信設(shè)備對無人船顯得尤為重要，設(shè)備的可靠性，準(zhǔn)確性、冗余性是保障船舶安全的關(guān)鍵因素。無人船舶控制中心由船舶轉(zhuǎn)移至岸基，這些信息由岸基收集并分析做出行動判斷。衛(wèi)星通信是無人船舶最主要的通訊手段，其發(fā)展直接關(guān)系著無人船的面世時間。如果衛(wèi)星通訊迅猛發(fā)展，通訊速度急劇上升和資費大幅度下降，則商業(yè)用的無人船的出現(xiàn)則不再是天方夜譚。

9 航行安全

見表12。

航行安全是除了無線電通信之外，無人船另一個關(guān)鍵之處。在常規(guī)船舶上，航行安全依靠各種電子設(shè)備和人的視聽，通過人本身的判斷來操縱船舶，保證航行安全。而無人船只能依靠電子設(shè)備和中央處理器，這必然要求電子設(shè)備具有高度的準(zhǔn)確性和靈敏性，中央處理器有優(yōu)秀的處理速度。當(dāng)前的綜合樓橋系統(tǒng)已經(jīng)具備無人船舶安全航行系統(tǒng)的基本雛形，但是在集成度稍有欠缺；另外在自動避障/避碰上有待加強(qiáng)。在遠(yuǎn)洋船舶和漁船上AIS已經(jīng)強(qiáng)制安裝，這給自動避障/避碰帶來了不小的便利。駕駛室可以考慮保留一個迷你版的，駕駛臺也可以做成即插即用型的。

10 其他

SOLAS第VI章<貨物運(yùn)輸>、第VII章<危險貨物運(yùn)輸>、第VIII章<核能船舶>、第IX章<船舶安全營運(yùn)管理>、第X章<高速船安全措施>、第XI-1<加強(qiáng)海上安全的特別措施>、第XI-2<加強(qiáng)海上保安的特別措施>和第XII章<散貨船安全附加措施>，在此不予考慮。endprint