齊維種 田延飛 溫小飛 淦學甄

【摘 要】 為更好地保障智能船舶海上測試活動安全，應用SHELL模型，對第三類智能船舶海上測試活動風險因素進行識別。基于該模型，共識別出20個“軟件―人”界面風險因素、17個“硬件―人”界面風險因素、13個“環(huán)境―人”界面風險因素和20個“人―人”界面風險因素等，可為針對性地采取安全保障措施及后續(xù)進行智能船舶海上測試活動綜合風險評估等提供支持。

【關鍵詞】 智能船舶;海上測試;風險識別;SHELL模型

0 引 言

當前，國內(nèi)外在智能船舶標準指南文件的起草、軟件系統(tǒng)的開發(fā)、船舶建造等方面都取得了突破性進展。這不僅讓智能船舶成為國際海事界的新熱點，更讓智能船舶離早日投入市場使用更近一步。2018年5月，國際海事組織（IMO）海上安全委員會（MSC）第99屆會議將“智能船舶”即“海上自主水面船舶（Maritime Autonomous Surface，MASS）”定義為：能夠不同程度地獨立于人際交往的船舶。為了便于實施監(jiān)管，按照自治程度將智能船舶分為4個不同級別：第1級，海員在船上操作并控制船上系統(tǒng)和功能，且某些操作是自動化的船舶;第2級，船上有海員的遙控船，但船舶由數(shù)據(jù)中心遙控和操作，船上海員可隨時接管船舶;第3級，船上沒有海員的遙控船，船舶由數(shù)據(jù)中心遙控和操作;第4級，完全自主的船舶。

如今，智能船舶的安全問題已經(jīng)成為各國關注的焦點，并引起了國內(nèi)外眾多學者的關注。為識別智能船舶的航行風險，全球不同機構(gòu)的諸多學者先后成立了相關研究項目，但針對智能船舶海上測試階段航行風險因素進行識別的研究很少。筆者以第3級智能船舶為研究對象，應用SHELL模型識別其海上測試活動時面臨的風險因素，以期為針對性地采取風險防范措施提供支持。

1 SHELL模型

SHELL模型是一種以人為因素為核心的、分析系統(tǒng)其他要素與人相互影響的工具。SHELL模型由軟件（software，S）、硬件（hardware，H）、環(huán)境（environment，E）、人（liveware，L）等4個部分組成。當“軟件與人”“硬件與人”“環(huán)境與人”“人與人”界面出現(xiàn)故障或不協(xié)調(diào)時，則可能引發(fā)不安全事件。

將SHELL模型用于分析智能船舶海上測試活動的風險因素。此時，S、H、E、L具體指代如下：

（1）軟件（S）。軟件即管理。這里的管理指的是海事主管機構(gòu)對智能船舶海上測試的備案要求和測試過程中的安全要求，以及參與測試組織內(nèi)部的如安全操作流程、船舶維護方案等安全管理要求。

（2）硬件（H）。硬件包括兩類：第一類指智能船舶各功能系統(tǒng)的運行程序，如感知程序、自動決策程序、導航定位系統(tǒng)、通信系統(tǒng)等;第二類指智能船舶船體及設施設備，如主機、副機、舵設備、錨設備、環(huán)境感知器等。

（3）環(huán)境（E）。環(huán)境是指智能船舶海上測試時的自然環(huán)境（海域天氣情況、能見度、風力、浪高、濕度等）、船內(nèi)工作環(huán)境（溫度、亮度、噪聲等）、交通和地區(qū)安全形勢等。

（4）人（L）。人包括在岸參與測試的測試人員、在海上和智能船舶上參與測試的測試人員兩類。

2 風險識別

根據(jù)SHELL模型的原理并結(jié)合智能船舶的特點，在查閱相關文獻后，識別出以下智能船舶海上測試階段的風險因素。

2.1 “軟件―人”界面

智能船舶海上測試方案由人設計并由人執(zhí)行。在對智能船舶進行海上測試活動時，“軟件―人”界面風險主要來源于海事主管機構(gòu)管理失效和測試單位管理失效2個方面。

海事主管機構(gòu)管理失效有2種情況：（1）尚未出臺關于智能船舶的相關標準文件，海事主管機構(gòu)在執(zhí)法時缺少法律依據(jù);（2）海事主管機構(gòu)監(jiān)管不全面，未能及時發(fā)現(xiàn)錯誤并督促改正。

測試單位管理失效有3種情況：（1）測試單位制度或標準要求不合理，未能起到引導或約束作用;（2）測試單位背離制度或標準要求，違反規(guī)章制度和準則進行測試;（3）測試單位安全檢查不到位，出現(xiàn)漏查、少查、容錯等情況。

基于SHELL模型，智能船舶海上測試活動“軟件―人”界面風險因素見表1。

2.2 “硬件―人”界面

在對智能船舶進行海上測試活動中，硬件設備的可靠度、程序軟件的穩(wěn)定性和人―機交互的順暢度都是影響智能船舶海上測試安全的重要因素。“硬件―人”界面風險主要源于硬件設備故障、程序軟件故障和人―機交互不當?shù)?個方面，其中：硬件設備故障是指因船舶動力系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、環(huán)境識別系統(tǒng)等機械設備故障，導致設備功能無法實現(xiàn)而產(chǎn)生的風險因素;程序軟件故障是指船舶搭載的程序軟件不穩(wěn)定，導致不能正常運行而產(chǎn)生的風險因素;人―機交互不當是指測試人員操控設備不順暢而產(chǎn)生的風險因素。

基于SHELL模型，智能船舶海上測試活動“硬件―人”界面風險因素見表2。

2.3 “環(huán)境―人”界面

在對智能船舶進行海上測試活動時，船舶內(nèi)外部的惡劣環(huán)境都會對智能船舶海上測試活動安全造成影響。船外的環(huán)境包括自然環(huán)境、測試海域交通環(huán)境和地區(qū)安全等3類，船內(nèi)的環(huán)境主要指船內(nèi)測試人員的工作環(huán)境。

在船外的3類環(huán)境中，自然環(huán)境惡劣指的是測試海域出現(xiàn)各種極端天氣，交通環(huán)境惡劣指的是測試海域航行環(huán)境差，地區(qū)安全形勢不佳指的是測試海域內(nèi)非法分子對船舶的威脅。船內(nèi)測試人員的工作環(huán)境惡劣是指因船舶構(gòu)造導致測試人員需要在不良環(huán)境中進行測試工作。

基于SHELL模型，智能船舶海上測試活動“環(huán)境―人”界面風險因素見表3。

2.4 “人―人”界面

海事領域普遍認可的管理理論認為，人的因素處于主導地位，對海上安全事故的發(fā)生和發(fā)展起關鍵作用。在對智能船舶進行海上測試活動時也是如此，人的因素將是影響測試活動安全的主要原因。要降低智能船舶海上測試活動的風險，不僅要保證參與測試的測試人員有良好的安全素質(zhì)，還要保證班組內(nèi)測試人員之間能夠進行無障礙的交流和合作;因此可將“人―人”界面的風險因素分為個人缺陷和班組缺陷兩類。

個人缺陷有5種情況：（1）測試人員沒有經(jīng)過合格的安全培訓，沒有足夠的安全意識;（2）測試人員責任意識差，對崗位工作不重視;（3）測試人員技能培訓不合格，不能適任工作崗位;（5）測試人員生理有缺陷，不能完成工作任務;（5）測試人員心理有缺陷，不正常的心理狀態(tài)會影響測試安全。

班組缺陷主要是指班組內(nèi)測試人員之間相處困難、合作不順暢，導致測試工作無法順利進行。

基于SHELL模型，智能船舶海上測試活動“人―人”界面風險因素見表4。

將SHELL模型應用于第三級智能船舶海上測試活動時的風險因素識別。由識別結(jié)果來看，風險因素來源于4類、共有70個，其中“軟件―人”界面風險因素20個、“硬件―人”界面風險因素17個、“環(huán)境―人”界面風險因素13個、“人―人”界面風險因素20個。

3 結(jié) 語

風險識別是進行綜合風險評估和針對性采取安全保障措施的基礎。智能船舶海上測試活動風險識別對于保障測試活動安全具有重要意義?；赟HELL模型框架對第三級智能船舶海上測試活動時的風險進行識別，共識別出風險因素70個，風險識別結(jié)果可為智能船舶海上測試綜合風險評估和針對性采取安全保障措施提供依據(jù)，進而更好保障海上測試活動安全。