工业4.0时代，新兴数字化、智能化技术的涌现，深刻影响了智能船舶的发展，更是改变了几百年来水
上船舶运输的底层逻辑。数字化、智能化技术在提升智能船舶性能的同时，也带来了一系列的系统性问题。智能船舶在人机平衡、法律规范、数据安全、行业协作等领域而临诸多挑战。
人机平衡
传统船舶在航运时，主要依赖于船长、大副、轮机长等船员对船舶状况、航行状态、海上环境进行直
接的判断。这些判断往往基于船员的经验和理论知识储备，具有很强的主观性。经验性的航海知识虽然能
从一定程度上减少海上事故发生率，但无法最大化地压缩安全事故的发生几率。随着智能化设备的不断升
级，智能船舶则更多地依赖配备的智能系统。如，智能船舶利用配备的“智能导航”系统，能够将获取的
传感器数据按照自主驾驶、机舱监控、自动避碰、综合通信等功能进行分类，从而实现航行状态监视、航
线自主规划、综合作业管理等功能，形成一套集船舶安全、消防、自动监测和报警等众多功能为一体的信
息化、自动化、数字化的集成导航系统。但当智能算法失效时，智能系统可能会做出错误的决策，给船
舶安全、船员生命财产甚至停泊口岸带来巨大的安全隐患。同时，在实际使用过程中，智能设备故障、
传感器精度降低以及大量数据信息的快速融合，也势必会增加智能船舶系统的系统性风险。
因此，平衡人机参与智能船舶运营的程度，实现人机协同显得至关重要。工业4.0时代，智能船舶可以利用现有的运筹学、博弈论、线性规划技术对船舶运行情况进行预测，针对不同海况，输出最佳的控制
决策。同时，利用大数据技术将已有的经验性判断与理论性分析纳入智能船舶事故预警系统，再由船舶管
理人员在岸基控制中心进行最终判断，最大程度地减少系统性安全事故的发生。
针对智能设备故障与老化带来的系统性风险，参照传统船舶设备的使用与监管，智能船舶应建立一套
完善的智能设备可靠性评估流程。如图2所示，在智能设备入库后，建立设备全生命周期跟踪系统，记录
设备从入库、安装、维护、维修、直到退役的全过程。同时，在全生命周期系统中嵌入反馈评估体系，评估整个生命周期内智能设备的表现情况，包括设备的良品率、维修维护情况、使用寿命等，设定评估标准，以筛选相关智能设备。
法律、规范亚需完善
与传统船舶相比，智能船舶涉及的法律归属问题更加多样化。我国现行的船舶检验法律重点关注传统
船舶，对智能船舶的检验缺乏相关法律制度，存在相当一部分法律法规未明确的领域。目前，智能船舶是
否应当强制入级尚不明确，智能船舶检测也没有完整的法律规定。
同时，岸基控制中心几乎成为工业4.0时代的智能船舶的标准配置。目前，我国船舶检验法律未明确
是否对智能船舶岸基控制中心检验。按照传统的船舶检验流程，岸基控制中心属于智能船舶的配备设施，
在对智能船舶进行检验时，与其对应的岸基控制中心也应进行检验。但当岸基控制中心控制多艘智能船舶
时，必然存在检验时间上的冲突[mo。船级社及法律界应针对智能船舶与配套设备的入级与检验，逐步探索，尽快出台相关法律法规。
而在安全事故方而，目前船舶法律对于智能船舶的概念界定还不够完善;现有的船舶法律是否适用于
智能船舶还没有达成一致;对于智能船舶安全事故的法律责任主体划分存在很大争议，并且缺乏安全事故
的归责原则和责任承担。在L1辅助决策阶段，船运责任主体依然为船长，智能机器作为辅助工具，通过
可视化的界而，船长可以对船舶的运行状态、外部环境、船舶自身情况有着更直观切实的了解。而在L2-v
LS阶段，随着机器参与控制的程度不同，责任主体就会发生质的改变。对于具有一定智能自主化程度的智能船舶，其操作系统的相关责任人是否应被视为责任主体，这个问题在汽车自动驾驶的分析中就有过较为激烈的讨论。
由于责任主体的划分与风险转让的程度密切相关，智能船舶可以借鉴汽车自动驾驶事故中的责任认
定规则。在智能船舶中，责任主体可以分为两大类，一类是生产商，另一类是船员。其中，智能软件的开
发商、智能设备的生产商、智能软件和智能设备的销售商被统称为生产商。当智能船舶发生事故时，责任
认定应重点关注搭载的智能系统。若系统出现错误，同时未对船员履行警示义务，生产商应承担全部责任;若系统出现错误，并警示船员可能会出现安全事故，生产商应承担部分责任;若系统未出现错误，则全部事故责任应归为船员。
数据安全保障
智能船舶是一个完整的信息数据融合体，包含了大量的设备运行、船舶航线、水文环境等数据信息。
目前，智能船舶采集的信息数据安全保障管尚无成熟的管理体系与规定，智能船舶数据安全、用户隐私、
商业机密未能得到有效的保护。构建完善的信息安全体系，保障智能船舶数据安全迫在眉睫。
为此，从数据信息安全技术体系出发，智能船舶信息数据系统应要求用户进行身份验证，对用户进行
分级，确认用户的身份及其访问权限。通过相关网络协议，信息数据系统限制外网中的远程用户的权限，
确保其只能浏览在线模型和查询相关信息。一般用户权限设置则通过让重定向来完成，利用安全控件来验证权限。同时，通过系统总线或局域网这类安全系数高的传输方式来实现内部数据通信。外部通信方而，智能船舶需要对数据包进行协议加密，以防}卜信息传输过程中出现数据丢包或者黑客攻击盗取数据的现象。
在完善信息安全技术体系的同事，智能船舶也应建立相应的安全保障体系。从船舶情况为基础，综合
考虑信息安全管理模型，构建初步的信息安全管理系统，并在后续使用维护过程中对其进行改进细化整
个过程需要严格遵守“PDCA”模型[mo。工业4.0时代，智能船舶设计单位应具备体系化的能力，制定智
能船舶整体的数据安全解决方案，从信息化设计阶段开始做到数据安全保障同步，通过构建智能船舶信息
数据融合体系、安全保障体系、运维保障体系，组成完整的智能船舶数据信息系统，
行业协作
随着信息技术的飞速发展，智能船舶已经基本完成了在技术设计上的信息化改造。但由于缺乏实战经
验以及改造体制的不健全，整个信息化改造过程缺少行业间的协同工作，并产生了大量的重复信息，造成
资源浪费。船舶行业协作成为智能船舶发展过程中的一个痛点。
从横向来看，智能船舶企业应该建立企业内部的数据库平台，涵盖信息安全保障、数据库访问和框架
设计方案等，形成企业数字化的信息共享系统，实现对船舶的全生命周期把控，为生产和设计提供海量的
参考资源。从纵向上看，传统的船舶生态圈对智能船舶支持力度不够，智能船舶的发展及深入存在着客观
阻碍。船舶行业内部应建立新的船舶生态圈，促进相关职能机构和船舶上下游企业发展包括公约规范制
定、船岸信息数据共享及基础设施建设等智能船舶相关配套。船舶生态圈内的各相关利益方，应建立数据
互通体系，构建集监管、智能化运维、陆运海运于一体的先进物流管理体系，提高航运的效率和经济性。
船舶作为海洋运输的重要载体，其智能化发展必将推动航运模式的整体改变。借鉴空中管控的方式，
智能船舶从独立运作转变为整个物流、仓储、运输的协同管控，结合工业物联网、智能设备生产商等上下
游企业，共同构建图4的健康高效船舶生态圈，以提升货运效率，安全有效地降低运营成本。
结论
智能船舶是工业4.0背景下船舶行业发展的大趋势。随着物联网、无线通信等相关技术的飞速发展，
智能船舶呈现出数字化的发展方向。在“碳中和”的大背景下，依托智能能效管理系统，智能船舶在减碳
排放上有着巨大的优势。智能船舶的商业运营向定制化、规模化、管理精细化发展，以市场为导向，形成
有高价值的附加产业联盟，带动行业人才洗牌，构建出全生命周期的智能船舶产业链。
在发展过程中，智能船舶也在人机平衡、法律法规、数据安全、行业协作等领域遇到了挑战。智能船
舶应充分发挥工业4.0时代的大数据技术，将专家经验、理论模型和实时数据有机结合，平衡人机决策比
重，完善智能设备评估流程，构建人机平衡的决策方案。船级社和法律界应尽快出台智能船舶相关法律法
规，并参考汽车自动驾驶事故中的责任认定规则明确发生事故时的责任主体。同时，智能船舶应建立完善
的数据信息系统，重点保障信息数据的安全性。船舶行业应构筑适合智能船舶的生态圈，发展智能船舶相
关配套产业，推动航运模式的更新迭代。
目前智能船舶在航运业的应用尚处于初级阶段。随着工业4.0的不断深入，与智能船舶相关的物联网
技术、智能设备、网络安全架构、自动控制技术也将飞速发展。如何将更新换代的先进技术合理应用于智
能船舶领域将是船舶行业下一阶段的主要工作。未来的智能船舶将具有自主规划、自主导航和自主环境感
知的能力。依托人工智能技术，智能船舶将继续推动船舶的数字化设计，尽可能地提升船舶的智能程度，在海洋货运和军事事务中发挥更加重要的作用。
