“国际海事组织（IMO）正在积极制定海上自主水面船舶（MASS）相关规则，2025年已经通过了非强制性法规，2026年将正式批准生效，2030年还将通过强制性法规，2032年正式生效实施。”在2025年中国国际海事会展现场，来自中国船舶集团有限公司旗下上海船舶研究设计院创新中心的资深数据分析师黄建涛演讲时表示：“现在，日韩欧洲等造船大国和地区都在大力推进此项研究，欲在海事法规换代的带动下，实现船舶的换代和系统的换代，以夺取21世纪造船业发展的先机。对此，我们要抓紧研发，尽快补上产业链的短板，把MASS的强制实施作为中国造船业创新领先的机遇。”

　　原则很明确 细则需补齐

　　黄建涛演讲的题目为《MASS思考与研发实践》。他首先指出，现有的IMO文件要求船上至少应配备最低限度的人员，以执行确保安全、可靠和环保的船舶运营所需的各种任务。但现阶段MASS规则仍是原则性的要求，并不具体，需依托细化的技术细则与配套标准，将其原则性要求转化为可实施依据，以支撑规则有效落地。

　　上船院作为中国智能船舶创新联盟的理事长单位，其智能创新实验室汇聚了MASS实验室、数字孪生实验室、数字化营运支持中心以及总体联调实验室，为智能船舶的研发提供了基础。

　　黄建涛指出，未来，人工智能船舶相关功能自主/遥控化将覆盖航行、稳性控制、消防、锚泊、拖带和系泊等领域，包括自主航行系统及远程操作中心(ROC)所使用的软件等应具备集成性和兼容性，这一点非常重要。全船各系统需要设计冗余机制，同时提供发生故障时的安全措施。根据自主/自动化功能对船舶的影响，明确船员在进行系统操作时的定位与职责，要根据MASS规则对系统设计的新要求及人员定位变化，调整船型开发的总体布局与舱室设计方案。

　　针对上述情况，由上船院牵头提交的MSC 110/5/10号提案《关于MASS（海上自主水面船舶）规则结构、分舱、稳性和水密完整性的建议》被IMO海上安全委员会第110届会议采纳。上船院也积极参与技术规范的制定，包括通用类、船舶类、产品类、检验测试类。船舶网络安全风险评估ED1已于2024年发布。上船院持续跟进智能相关国际标准及提案编制工作，已针对多项标准草案反馈意见。

　　在船型设计方面，上船院可谓成效卓著：设计的全球首艘超大型智能矿砂船“明远”号、“明卓”号首创“平台+应用”技术体系，实现两大平台+五大应用的技术突破，开启中国智能船舶1.0新时代；设计的全球首艘具有远程遥控和自主航行功能的科研及实训船“新红专”号，实现驾驶、轮机、电气深度融合；设计的全球首艘深远海绿色智能技术试验船“未来”号，推动船舶总体技术、人工智能技术、控制技术、综合测试技术的有机融合。

　　上船院的系统研发包括操作模式、运行边界及系统。在操作模式方面，首先明确了全船的操作模式、人机协同方式及权责；在此基础上进行运行边界的定义，包括设计运行范围、降级状态、回退状态以及应急计划等；最后关注系统本身，需要进一步推动人工智能技术的应用，提升系统的感知、决策、控制功能。

　　仿真+实船 勤积累重反馈

　　大数据是人工智能运行的基础，而所有的大数据都必须从海量的测试中取得。因此，测试验证尤为重要。黄建涛指出，中国的智能船舶研发实践表明，数字化和自主化的成熟需依赖海量场景数据的积累与反馈闭环。

　　自主船舶研发的关键技术之一是对船舶周围态势的正确感知。为解决雷达虚假目标以及船舶自动识别系统（AIS）遗漏目标的问题，需要用图像对周围的障碍物进行识别，定位和运动预测。在船舶航行中，还需要解决诸多问题：船舶自身摇晃（横摇、纵摇），致使检测图像界面出现偏移；由于船舶操纵惯量很大，对于海上目标物，既要求对近距离目标识别，也需要对6～10海里以外的远距离目标识别。因此，上船院在yolo-v8模型基础上自主研发了针对小目标的识别算法，解决了这个问题。

　　自主船舶研发的另一项关键技术是航线规划和路径追踪。首先，要从海图机获得海图数据，并根据航次任务，采用群智能方法，规划和优化生成目标航线；任务航线激活后，上船院自研的控制箱会给主机和自动舵分别发送设定转速以及航迹或舵角信号，使船舶能够沿着设定航线航行。经测试，航行距离偏移不大于2倍船宽，艏向角偏移不超过2度。

　　此外，自主船舶还有一项关键技术即自主避碰。上船院搭建了虚拟测试环境，采用了“机理+强化学习”的方法，首先在虚拟环境中测试了两船会遇、对遇、追越等场景的合理避碰决策，再将虚拟验证转移到实践验证环境。避碰算法在该院自主设计的“智艇1号”上开展了充分的测试验证，证明感知、决策、控制算法的稳定可靠。

　　上船院自主研发的740TEU纯电船“宁远电鲲”号也具备自主航行功能。该船航行区域为杭州湾水域，往返于乍浦和北仑港。其推进方式是以电池为动力的双桨推进。“我们首先定义了系统的设计运行范围（ODD），明确人机交互模式，采用神经网络算法对目标物的意图进行预测，并采用‘机理+强化学习’算法开展避碰决策的训练。”黄建涛表示，目前，产品已满足中国船级社（CCS）的开阔水域自主航行要求。上船院正在开展狭窄水道中的自主航行技术研发。

　　迎挑战抓机遇 扬优势补短板

　　人工智能正以前所未有的广度和深度渗透到船海产业乃至航运业的方方面面，它不仅仅是现有技术的增量改进，更是驱动行业发生根本性变革的关键赋能者。

　　黄建涛指出，智能船舶的发展正面临基础架构的挑战，如各系统数据标准不一、接口封闭，会形成大量“数据孤岛”，阻碍全船数据的融合与贯通；如电子海图、雷达、主机遥控、自动舵等系统往往不开放相应接口，使得自主应用无法接入，显著影响了自主应用的大范围推广。中国参与MASS规则制定的实践表明，自主船舶的全球推广需建立跨域兼容的技术框架，还要更深入技术接口标准化，避免各国因通信协议、避碰逻辑的差异形成“技术孤岛”。

　　黄建涛表示，中国造船业优于建造而弱于上下游相关产业链的配套产品。在统一的技术标准框架下，各设备系统应共同努力，实现向信息化、数字化、智能化的转型，从而变危机为挑战，构建一个坚实的智能化船舶平台，为船舶的自主化发展提供基础。在船舶向自主化迈进的过程中，抢抓MASS发展机遇期，共同构建开放协同的设备系统应用生态。

　　（郑蔚  黄尊礼）