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        基于避碰規(guī)則自動駕駛船舶路徑優(yōu)化的研究進展*

        2021-04-04 06:55:38徐笑鋒肖英杰章學來
        交通信息與安全 2021年2期
        關鍵詞:船舶規(guī)則規(guī)劃

        徐笑鋒 肖英杰 章學來

        (上海海事大學商船學院 上海201306)

        0 引 言

        船舶作為海洋資源利用的有效載運工具,主要依靠駕駛人員基于海圖與船舶自動識別系統(tǒng)(automatic identification system,AIS)作出駕駛決策與判斷。隨著電子傳感器、通信和計算機的發(fā)展,促使了自動駕駛船舶的出現,它將會作為數字通信技術、人工智能最新的受益者。自動駕駛船舶因其高安全性、高效率,以及低費用的特點受到廣泛的關注,在民用與軍用領域都具有突出作用。自動駕駛船舶在保證安全的同時,也擁有更大的貨物運載量和更低的風阻,能夠使船舶更輕、燃料消耗更少,減少操作與建設成本。因此,自動駕駛船舶在人工智能與大數據背景時代吸引國內外的廣泛關注,尤其在美國、以色列等國發(fā)展尤為迅速。

        自動駕駛船舶區(qū)別于普通船舶的最大能力,是能夠感知并快速傳達船舶周圍的狀況,從而可以指引船舶執(zhí)行復雜操作,避免船舶之間的碰撞,指引船舶順利抵達目的地。在航行過程中自動駕駛船舶必須遵守《1972年國際海上避碰公約》(以下簡稱《避碰公約》)來進行避碰。如果在遇到動態(tài)及靜態(tài)障礙物時自動駕駛船舶沒有按照《避碰公約》進行決策并躲避,將難免會帶來財產損失與人員傷亡。如何在《避碰公約》的指導下有效進行避碰是自動駕駛船舶發(fā)展應用的關鍵因素,而自動駕駛船舶避碰必須從法律規(guī)范層面與技術層面雙管齊下。通過法規(guī)的完善可規(guī)范自動駕駛船舶行駛權利與義務,在技術上完善傳感器控制及路徑優(yōu)化更可以有效在航行中避碰。當前在自動駕駛船舶的條件技術方面有著不斷進步完善的趨勢,但是自動駕駛船舶的發(fā)展仍面臨著很大的不確定性。船舶行駛路徑選擇是有效躲避障礙的基礎,主要分為全局路徑規(guī)劃與局部避碰路徑規(guī)劃。全局路徑優(yōu)化主要從全局考慮風、浪、流的氣象條件及交通組織等多重影響因素,在保障人們財產生命安全的前提下,使自動駕駛船舶在復雜的海洋環(huán)境下時間最快、距離最短到達目的地。局部路徑優(yōu)化主要考慮自動駕駛船舶在航行階段中遇到靜態(tài)與動態(tài)障礙時的決策與處理,是規(guī)避碰撞風險的重中之重。基于全局與局部路徑優(yōu)化,國內外進行了大量研究,主要從算法優(yōu)化、約束條件的確定,以及目標函數等方面開展。

        目前全球航運規(guī)則對自動駕駛船舶仍未有清楚的規(guī)定,監(jiān)管與規(guī)范存在較大政策空白,因此近年來自動駕駛船舶一直是技術和法律研究的主題。早在2000年,英國水下技術學會已經審查海洋科學研究的自主水下航行器的法律地位。由瑞典等6國組成的歐洲無人海事系統(tǒng)安全和規(guī)章小組(SARUMS)以及英國海上自治系統(tǒng)監(jiān)管小組與勞斯萊斯AAWA項目已經開展了自動駕駛船舶在法律問題方面的研究。其研究目的為確保《國際海上人命安全公約》更新時能夠有效反應船舶新技術的發(fā)展情況。2017年,國際海事組織推行“自主海上水面船只”(簡稱MASS)相關的“監(jiān)管范圍界定工作”,為了確定海事組織文書中如何處理安全、有保障,以及無害環(huán)境的作業(yè)。

        本文從自動駕駛船舶避碰角度綜述了法規(guī)政策與路徑優(yōu)化的研究現狀,明確了自動駕駛船舶避碰概念與要求,揭示了自動駕駛船舶發(fā)展的法律方面的短板與空白,指出了避碰路徑優(yōu)化目前存在的缺陷。

        1 自動駕駛船舶避碰相關規(guī)范

        為了識別并解決自動駕駛船舶與現行法律之間的沖突問題,國際海事委員會(CMI)成立了其下屬單位“國際工作組”(IWGUS)。IWGUS于2017年3月開始向各成員國發(fā)布調查問卷,且截止2018年2月已經有中國、美國等10余國家給予答復[1]。該調查問卷總結、歸納出自動駕駛船舶應在短時間內解決3個主要問題:①定義;②監(jiān)管問題;③自動駕駛船舶的碰撞責任。這些問題的設計給予研發(fā)試驗階段自動駕駛船舶的法律問題基本框架。

        1.1 自動駕駛船舶的定義

        傳統(tǒng)船舶一般具備4個基本特征:①具備“浮動”的外貌和結構特征;②可以在水面移動(受控情況下);③可以裝載人或物;④船舶能夠從事海上航行。以上4個特征自動駕駛船舶均可滿足,其最主要“特性”只有1個:沒有工作人員在船上。

        目前的法律文獻在這方面有2個“討論焦點”:①遙控操作類型的自動駕駛船舶,是由位于岸基操控人員借助于各種設備,通過傳輸信號或數據的方式來操作船舶以及判斷其所處狀況[2];②能夠自主航行的自動駕駛船舶,其基本上都是借助于人工智能或事先輸入的程序確定航線,無需人工介入即可自主完成航行。目前,已有的自動駕駛船舶的共同特點是小型化,大型自動駕駛船舶的研發(fā)和建造也正在實施中,預計未來2~3年將投入使用。

        IWGUS將自動駕駛船舶定義為“無船員且可在水上受控制移動”。自動駕駛船舶主要涵蓋4條界定的意義:①可漂??;②可受控制在水上移動;③可運輸人或者貨物;④可以在海上航行。Robert Veal等[3]認為“船舶”一詞是具有抽象意義的,表明的含義特指這一事物,而自動駕駛船舶是船舶的外延。在國際條(公)約和一些國際立法之中的“船舶”定義中,基本上都難以找到和如今自動駕駛船舶有關的內容,故而當時也并未將識別船舶是否“搭載船員”作為必要條件。當今的法律體系不能被自動駕駛船舶自動適用的狀況并不等于不能適用,而是要對目前所使用的法律體系進行適當的調整后方能適用。在研發(fā)試驗階段確定自動駕駛船舶屬于“船舶”范疇,而對于自動駕駛船舶海上碰撞及保險責任承擔制度研究具有重要意義。

        1.2 自動駕駛船舶的監(jiān)督管理問題

        自動駕駛船舶能夠像普通船舶一樣控制水上運動。盡管也能夠導航,但在以下方面仍不同于船舶:首先,目前的一些自動駕駛船舶規(guī)模相對較小。大多數國際航運法規(guī)僅適用于超過最低總噸位500的船舶[4]。對不從事國際航運的小型船只的管理一般由運營國決定。事實上,這是自動駕駛船舶發(fā)展的1個優(yōu)勢,因為它可以由每個國家根據本國技術進步的速度制定1個監(jiān)管制度。但是,從長遠來看,這種方法也有問題,因為監(jiān)管缺乏統(tǒng)一性可能會限制某些自動駕駛船舶在其他國家水域的運作。其次,在普通的運行模式下,自動駕駛船舶上沒有船員[5],對于完全自主的自動駕駛船舶,他們的操作甚至可能不會涉及到任何人在岸上或其他地區(qū)的決策過程。再次,與傳統(tǒng)船只不同,目前的自動駕駛船舶不能用于國際貿易,因為它們缺乏運送乘客、貨物甚至自己船員的能力。如果自動駕駛船舶不是船只,那么就不會受到國際航運法規(guī)的制約,海事組織參與器國際監(jiān)管就可能會有問題[6]。

        1.3 自動駕駛船舶的碰撞責任

        針對自動駕駛船舶海上碰撞的民事責任承擔問題,以英國、美國為代表的普通法系國家認為,若1艘配備了避碰系統(tǒng)的自動駕駛船舶在航行過程中因系統(tǒng)故障發(fā)生事故,責任劃分不能一概而論,要根據特定事實進行分析。德國學者認為當該自動駕駛船舶發(fā)生事故的唯一原因是系統(tǒng)故障且具有合法性(船東無疏忽過失之類),船東不負任何責任。如今這一領域的問題解決方案有2種:①算作系統(tǒng)生廠商的過失(一般按侵權責任追究);②援引缺陷產品質量追究責任。國際海事組織起草并于1987年在里斯本通過了1套船舶碰撞后損壞認定的規(guī)則(Lisbon Rules 1987),雖然該規(guī)則不具有強制性法律的性質,但是對于法官、仲裁員、保險商等評價損失具有指導意義[7]。

        國內目前針對自動駕駛船舶的特點,較多學者系統(tǒng)研究了在國際公約、條約及國內法的框架下有關船舶定義、船員定義、船舶碰撞、海難救助,以及共同海損等規(guī)定[8-10]。研究結果將自動駕駛船舶對現行法律的沖突歸結為以下幾個方面:判定自動駕駛船舶正規(guī)瞭望標準、識別法律地位、歸責事故原則、海上保險的責任承擔等。對于自動駕駛船舶是否適用現行海上行政法規(guī)的規(guī)制,王欣等[11]認為無論是國際法還是國內法的船舶定義中都沒有包含“船員”這一要件,當前處于研發(fā)試驗階段的自動駕駛船舶仍應受海上行政法規(guī)的調整。

        對于自動駕駛船舶發(fā)生海上碰撞事故的民事責任承擔,《中華人民共和國海商法》(以下簡稱《海商法》)第八章關于船舶碰撞事故的歸責原則采取的是過錯責任原則,責任主體根據最高人民法院所發(fā)布的若干規(guī)定,源于船舶事故的賠償責任承擔者應是光船承租人(依法登記的)或船舶所有人,此類規(guī)則均適用自動駕駛船舶事故。具體到目前,自動駕駛船舶亟待解決的問題是在《海事避碰規(guī)則》的約束下,如何確定自動駕駛船舶的過錯與責任比例。王國華等[12]認為應對自動駕駛船舶事故責任的“重點”在于對“船人關系”的確認,即操控者和自動駕駛船舶的法律地位,提出要明確岸基操控人員的法律地位、調整國際海事條約的規(guī)定,并建立針對自動駕駛船舶的約束機制。王欣等[11]認為若是在研發(fā)試驗階段出現駕駛系統(tǒng)缺陷未被解決而造成事故者,應算作“輕信”的過錯,依然應該承擔碰撞責任。呂方圓等[13]認為有必要出臺獨立管理辦法,在具體責任劃分方面,可以在限額內按照過錯程度比例追償;系統(tǒng)的開發(fā)者、設計者基本上都不是狹義海事事故的主體,故應算作民事合同及產品質量法的調整對象,該對象主體不應該被海事賠償責任限制所覆蓋;人工智能船舶自身可算作1個責任主體,但在承擔責任方面則基本無法可依(一般將責任主體定位為設計者)。學者同時呼吁,期待未來出臺1部類似《機器人法令》的規(guī)則來調整完善。對于自動駕駛船舶碰撞的保險制度問題,自動駕駛船舶性能更加高端、技術更加復雜,與技術性能有關的風險更為突出。

        2 自動駕駛船舶避碰路徑優(yōu)化

        路徑規(guī)劃問題作為當前自動駕駛船舶避碰運動規(guī)劃的1個重要研究課題,多以路徑、軌跡2個部分規(guī)劃所構成,起點和結點2處相互連接的曲線或者序列點均可算作路徑,構成路徑的策略便是所謂“路徑規(guī)劃”[14]。

        此領域的算法最早多用于機器人的自主運動規(guī)劃中,雖然移動機器人與自動駕駛船舶在安全要求和自由度上均有類似性,但因為其運動環(huán)境開放性更大且充滿變數,需根據船舶自身特性,結合已有的機器人路徑規(guī)劃算法進行改進,才能實現現實條件下船舶路徑規(guī)劃系統(tǒng)的開發(fā)[15]。通常而言,路徑規(guī)劃按照掌握環(huán)境信息的程度劃分,可以將之分為全局路徑規(guī)劃(基于先驗完全信息)和局部路徑規(guī)劃(基于傳感器信息)2種,也能夠在運動過程中先行根據已有的環(huán)境信息統(tǒng)籌規(guī)劃全局路徑行進,同時利用傳感器感知周圍環(huán)境是否有原先未知的障礙物,如果發(fā)現未知障礙物則判斷繼續(xù)原來的運動路徑是否有風險,如果有風險則需要規(guī)劃新的運動路徑,最終目的是安全順利到達終點[16-17]。

        全局路徑規(guī)劃指船舶根據已有的全局環(huán)境信息(如電子海圖)來規(guī)劃經過海域的靜態(tài)障礙物并最終抵達目的點的大范圍離線路徑規(guī)劃[18]。全局海圖的環(huán)境信息全局規(guī)劃中多源于已有信息,且全局海圖中已知船舶位置,起點和終點也是預先設定好的,各個靜態(tài)障礙物信息,包括位置及大小等已知,船舶根據不同的要求(如時間最短、距離最短、耗能最少等)來尋找1條最優(yōu)化的路徑來抵達已知目的點。然而,在現實情況下的全局路徑規(guī)劃因為不能根據環(huán)境中的不確定因素做出正確合理的應對,所以其實用價值并不高,無法應用在船舶的現實導航中[19]。所以,為了解決這個問題,可以在原有離線的全局規(guī)劃中加入在線的局部路徑規(guī)劃,使其能夠完成已知和未知情況下對靜動態(tài)障礙物的避障尋路。因為獨立使用的局部規(guī)劃尚且不具有目標可達性,所有單純采用局部規(guī)劃也不能實現最終到達目的點的目標,所以混合使用全局規(guī)劃和局部規(guī)劃才能使效益最大化,這也是現代導航,制導與控制所采用的基本方式[20]。

        通過AIS或其他方式獲得的動態(tài)運動的船舶在這里也被納入全局規(guī)劃中,雖然運動的船舶是屬于動態(tài)障礙物,需要在路徑規(guī)劃時予以規(guī)避的,但是由于已經在規(guī)劃時已經獲取了該船的當時位置、船舶特性(例如船長、船寬等要素)以及運動特性(如運動方向、運動速度等)[21-23]。目標船在運動到鄰近海域時的某個時刻,該船是靜止在該海域的某個點的,通過結合該船當前的航向航速以及國際海事組織的避碰規(guī)則來判斷目標船與該船的關系(包括無風險通過、追越、對遇以及交叉相遇),并根據不同情況做出合理的路徑規(guī)劃[24]。

        2.1 全局路徑規(guī)劃

        全局路徑規(guī)劃通常是目標物體(如機器人、無人車、船舶等)在實際出發(fā)之前或者是進入某1個運動區(qū)域前,通過雷達、攝像頭等各種傳感器收集獲取即將要駛入的該區(qū)域不同障礙物的相對大小形狀、相對位置以及移動方向和速度,通過運用不同的算法,如傳統(tǒng)的模擬退火算法、模糊邏輯算法,又或是從自然界中獲得的啟發(fā),仿真學習得到的例如蟻群算法、粒子群算法、神經網絡算法以及遺傳算法等等,最終目的在于求解出1條能夠從起點聯(lián)通終點、并符合一定限制條件、達到設定的優(yōu)化目標的可行全局路徑。國內外不同學者專家從船舶的實際情況出發(fā),運用不同的算法或方式,規(guī)劃出符合避障要求且能滿足不同要求的全局路徑。

        應士君等[25]在遺傳算法基礎上引入貝葉斯模型,利用信息熵原理設計避碰航路。尚明棟等[26]在蟻群算法基礎上加入方向角權重來改變路徑選擇概率,優(yōu)化全局路徑的長度和和解算時長。薛敏等[27]采用粒子群算法求解靜態(tài)障礙物避障路徑節(jié)點。陳華等[28]在設計船舶避障路徑時,將最短路徑連同最小航向改變量納入多目標遺傳算法,并采用綜合模糊評判來獲得最小危險度的航行路徑。劉建[29]在規(guī)劃全局路徑時開創(chuàng)性地設計了1種結構簡單,編碼方便的勢場動態(tài)柵格法,利用細化柵格對環(huán)境信息精確建模,并采用了改進勢場法優(yōu)化冗余路徑節(jié)點和減低計算復雜程度,取得較好的全局規(guī)劃效果。唐平鵬等[30]采用了結合距離函數和雙懲罰函數的多目標遺傳算法,使用Pareto強度及最小代溝模型均衡能耗、路徑長度、航行時間,以及路徑平滑性水平,取得較好的全局規(guī)劃性能。孫曉界[31]采用進化遺傳算法解決全局路徑規(guī)劃問題,并使用貝塞爾曲線優(yōu)化路徑折線,使之更加符合船舶實際運動性能。陳曉等[32]以路徑最短為優(yōu)化目標,先用Maklink圖以及迪杰斯特拉算法生成初始規(guī)劃路徑,后用蟻群算法調整優(yōu)化路徑節(jié)點位置和數量,取得較好效果。

        以上研究在設計路徑規(guī)劃算法時使用了諸如地理信息柵格化、生成路徑平滑化等手段,使規(guī)劃的路徑更符合航海實踐。在約束條件中加入懲罰函數,使路徑更趨于安全、高效,同時縮短算法的求解時間以滿足實際需要。但是較為依賴已知的環(huán)境信息,無法對動態(tài)障礙物做出反應。

        2.2 局部路徑規(guī)劃

        由于全局規(guī)劃中環(huán)境信息的障礙物必須為相對靜止的且位置大小均已知,但實際航行中不可能保證在規(guī)劃路徑時對該海域的所有障礙物信息都能完全掌握,這就導致了船舶在航行過程中如果沒有局部規(guī)劃的話遇到未知情況下出現的動態(tài)障礙物難以及時做出正確的應對,容易導致事故發(fā)生,所以局部規(guī)劃必不可少。局部路徑規(guī)劃可以通過船舶上安裝的雷達、AIS或者例如光電傳感器等裝備來感知采集該海域實時的環(huán)境信息,并根據目標船自身的運動性能、動態(tài)障礙物的外形特征、運動信息,結合《海事避碰規(guī)則》和當前海域的風流水流天氣因素等來規(guī)劃1條局部路徑。一般來說,局部路徑規(guī)劃需要精度較高,運算能力較好的算法來應對區(qū)域內實時變化的環(huán)境信息。國內外很多科研人員根據局部環(huán)境下動態(tài)障礙物的變化情況提出了一些較為可行的算法,雖然這些算法大多是基于移動機器人而設計的,但對于海上的船舶也有一定的參考價值。

        楊懷[33]提出了結合IvP函數的多目標優(yōu)化算法,采用分枝定界快速搜索決策空間,生成避障航路點。孫立成[34]運用模糊數學計算多船相遇時的碰撞危險度,提出由船舶領域來確定避碰行為幅度,并結合其大小確定恢復原航向時機。鄭中義等[35]提出時間碰撞危險度和空間碰撞危險度,探討B(tài)P神經網絡在確定混合碰撞危險度的可行性。魏新勇等[36]提出了1種基于VFH*算法的前向預測USV局部避障方法,并結合傳感參量確定船舶的避障方向。張汝波等[37]運用Sarsa在線策略的強化學習驗證了水面無人艇對障礙物的自適應避碰能力,且航向改變量和航速改變量能夠控制在1個離散的有限空間內。王程博等[38]聯(lián)合強化學習以及深度學習,提出1種基于DRL的USV智能避碰決策方式,使USV能在無先驗環(huán)境信息情況下與環(huán)境交互學習,并用激勵函數不斷進化船舶避碰能力。王哲[39]通過分析航向和航速改變量對于DCPA和TCPA的影響,評判船舶碰撞危險度,建立了基于航向以及航速的船舶避碰系統(tǒng)知識庫。楊柏丞等[40]利用改進的模擬退火算法來解決多船會遇情形下全局范圍內最優(yōu)路徑點的選取,使船舶碰撞危險程度和路程損失函數降到較低程度。李建江等[41]通過挖掘海域內移動目標的歷史位置,聚類分析軌跡點,提取出基于網絡熱度值的船舶規(guī)律路徑節(jié)點,為實際航行提供有益借鑒。孫耀東[42]使用經過篩選的子目標點來引導改進的勢場柵格法,得到優(yōu)先避障的局部安全航線。

        以上研究或考慮實時的DCPA、TCPA,或結合AIS數據、實時激光雷達數據來對可能發(fā)生碰撞的物體采取避碰行動。如前所述,單純的局部規(guī)劃沒有實際意義。一些研究將歷史數據與實時數據相結合來進行路徑規(guī)劃以保障航行的安全、效率。但在避碰決策時,大多采用轉向策略,而較少考慮減速,同時也忽略了真實海況中風浪流的影響。在做轉向決策時,所采取的轉向幅度較為固定(22.5°或45°的倍數),不符合具體無人駕駛船舶的行為(連續(xù)性)。

        2.3 整合路徑規(guī)劃

        如今的路徑規(guī)劃設計理念越來越體現出將2種路徑規(guī)劃整合,由此來構建起混合路徑規(guī)劃的方向,雖然全局路徑規(guī)劃可以離線生成預定航跡于船舶航行區(qū)域內,也可很好地規(guī)避靜態(tài)障礙物(已知),如靜態(tài)浮標、鉆井平臺等,也可以結合《海事避碰規(guī)則》來盡可能規(guī)避已知航向航速的其他船舶,但是應用非實時性的全局規(guī)劃容易在應對未知情況下的動態(tài)障礙物時出現事故,發(fā)生碰撞。而單獨使用局部路徑規(guī)劃的做法,往往包含環(huán)境整體信息,易于造成船舶進入無法復航的“死角”。故而,未來發(fā)展趨勢是將二者結合起來成為1個混合的綜合路徑規(guī)劃來應對現實環(huán)境中的路徑規(guī)劃。

        3 自動駕駛船舶與《海事避碰規(guī)則》

        《聯(lián)合國海洋法公約》第94條第3款(c)規(guī)定各個國家應對懸掛該國旗幟的船舶采取為保證船舶海上安全的必要措施,包括信號的使用、通信的維持,以及碰撞的防止。第4款(c)規(guī)定船長和高級船員應當充分熟悉并且遵守關于海上人命安全公約的國際規(guī)章?!逗J卤芘鲆?guī)則》是船舶在海上航行避讓的行動指南,對于保障船舶的航行安全有重大意義。自動駕駛船舶的航行應當受到《海事避碰規(guī)則》的規(guī)范與限制。

        《海事避碰規(guī)則》第2條責任部分規(guī)定規(guī)則不免除任何船舶所有人、責任人。對于遵守規(guī)則但因疏忽而導致各種后果的責任在解釋規(guī)定的時候也應適當考慮特殊情況,其中包括船舶的限制條件。第2條確認良好的船藝優(yōu)先于遵守規(guī)則條文的原則,在特定情況下更廣泛的義務可能要求采取符合明確指示的行動。良好船藝包括2種觀點層面的法律基礎:①良好船藝應作為《海事避碰規(guī)則》之中每1個條款的最主要基礎;②良好船藝仍然是《海事避碰規(guī)則》有未盡之意前提下的1種“兜底條款”,從而填補《海事避碰規(guī)則》的一些空白[43]。良好船藝是《海事避碰規(guī)則》背后的最主要規(guī)則之一,在必須采取與不符合規(guī)則之行動的時候。良好的船藝要求有數量充足的船員,責任條款則是要求“人”在特殊情況之下做出相應決策。在自動駕駛船舶情況下,良好船藝能否獲得履行便成為了1個需要加以探討的問題。只要自動駕駛船舶的遠程控制人員受過充分的訓練,能夠使用該技術及時評估環(huán)境并控制自動駕駛船舶的運動,原則上遠程控制沒有理由不執(zhí)行航海技術標準。相反,該規(guī)則給使用算法沖突避免技術自治的自動駕駛船舶帶來了明顯的困難,決定什么時候最重要的航海技術標準需要偏離規(guī)則是1個非常復雜的認知過程,甚至超越了自動駕駛船舶目前使用的現代控制算法。自動駕駛船舶的自治水平至關重要,如今,自動駕駛船舶工程師多借助于聲吶、攝像機之類開發(fā)海上避碰算法。然而,要如何做出不符合《海事避碰規(guī)則》的各種行動,是無法以預設程序實現的事情,只有具體情形發(fā)生了才能知道。

        《海事避碰規(guī)則》第5條涉及船只的瞭望,每艘船舶都應經常使用聽覺、視覺等一切有效手段來保持正規(guī)的瞭望,以對船舶周圍情況作出充分的估計。從文義上理解,該條規(guī)定的是船上是否有足量的值班人員,規(guī)則充分考慮了人類感知的行使,通過“視覺和聽覺”完成瞭望的要求,自動駕駛船舶帶來的問題是瞭望是否可以通過技術手段來替代執(zhí)行針對這一問題,目前有3種觀點:①技術可替代人工瞭望;②僅遙控自動駕駛船舶可用技術替代人工瞭望;③技術不可替代人工瞭望[44]。作為判例法的英國,在CMI發(fā)布的調查問卷中認為技術可否替代人工瞭望需要在具體案例中由法律裁量?!逗J卤芘鲆?guī)則》第5條僅僅是暗示了瞭望需要人的感知,但是并沒有明確必須要“在船上”的人來感知,所以,“正規(guī)的瞭望”完全可以由技術來滿足。美國和德國認為遙控自動駕駛船舶的瞭望可以由技術替代,但是自控自動駕駛船舶不可以。意大利認為需要采取嚴格的解釋態(tài)度,船上的人工瞭望不能被替代。適用算法制約的自動駕駛船舶,雖然可能保留一定程度的空間意識,但不能滿足視覺和聽覺的評估要求,完全利用全球定位系統(tǒng)跟蹤、控制自動駕駛船舶是否屬于符合規(guī)則對瞭望的規(guī)定也值得商榷。今天的一些自動駕駛船舶安裝了高度精密的攝像機和聽覺傳感器,為岸基操作者提供了自動駕駛船舶附近非常準確的實時信號,為了確保航行安全,滿足《海事避碰規(guī)則》要求的瞭望,如何設計傳感器的技術規(guī)格也是應該考慮的重要問題。

        通過分析可知,作為船上行動的指南《海事避碰規(guī)則》,對自動駕駛船舶存在著客觀的不適性,為了保證自動駕駛船舶的運行有法可依,應當對《海事避碰規(guī)則》做出新的解釋或者對相關條款進行修改完善。

        4 結束語

        躲避碰撞是船舶航行安全性的基本保障,隨著自動駕駛船舶的飛速發(fā)展與應用,其法律規(guī)范與避碰技術務必與其對應發(fā)展。筆者綜述了國內外關于自動駕駛船舶避碰的法律規(guī)范研究現狀,分析了當下避碰路徑優(yōu)化的一些新方法,主要提出以下建議。

        1)在自動駕駛船舶法律定義方面,雖然其并未廣泛應用于載人/貨,但未來趨勢必在于此,因此不妨將其視為《海事避碰規(guī)則》中的船舶,對其約束。

        在自動駕駛船舶監(jiān)管方面,對其法規(guī)的適用不應受船舶噸位的限制。因為當自動駕駛船舶與他船或障礙物發(fā)生碰撞時,對事故的應急處置必定遜于傳統(tǒng)意義船舶,應該對其嚴格監(jiān)管。

        2)基于AIS與電子海圖的自動駕駛船舶路徑優(yōu)化研究中應對其傳統(tǒng)算法進行改善,將全局路徑優(yōu)化與局部路徑優(yōu)化相結合,增加約束條件,完善影響因素。應添加魯棒特性分析以降低氣象等因素的干擾,并加入深度學習等使自動駕駛船舶更加智能化。

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