GBT 23428-2026 船舶和海上技术 艏向控制装置标准立项发展报告

船舶和海上技术艏向控制装置标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:ShipandMarineTechnology—HeadingControlDevices摘要随着全球航运业智能化、自动化水平的持续提升，船舶艏向控制装置作为船舶航行安全与操纵性能的核心设备，其技术规范与标准化需求日益迫切。本报告围绕国家标准GB/T23428-2026《船舶和海上技术艏向控制装置》的立项与编制工作展开系统阐述。报告首先分析了当前国际海事组织（IMO）相关公约要求、国内外艏向控制技术发展现状及现有标准体系存在的缺口；继而明确了本标准修订的目的意义、技术路线与适用范围；在此基础上重点介绍了标准的主要技术内容，包括艏向控制装置的分类、技术要求、试验方法及检验规则等，并详述了主要起草单位的行业背景与技术实力。本报告认为，该标准的制定与实施将有效填补我国在艏向控制装置领域通用技术标准的空白，完善智能船舶标准供给，为设备设计制造、检验检测和航行应用提供统一的技术依据，对提升我国船舶配套产业核心竞争力、支撑海洋强国战略实施具有重要的现实意义和深远影响。关键词：艏向控制装置；船舶与海上技术；国家标准；标准化；自动舵；航行安全1引言1.1研究背景艏向控制装置（HeadingControlDevices）是控制船舶航行方向的关键设备，广义上涵盖从传统机械操舵装置到现代自动舵（Autopilot）系统的一系列设备总成。作为船舶航行安全攸关设备，艏向控制装置的性能优劣直接关系到船舶的操纵性、航向保持精度和海上航行安全。近年来，随着智能航运的快速发展、船舶大型化与高速化趋势的加剧，以及国际海事组织（IMO）对船舶automation和e-navigation战略的持续推进，艏向控制技术正经历从传统PID控制向自适应控制、智能控制跃升的深刻变革。1.2目的与意义在此背景下，现行标准GB/T23428—2009《船舶和海上技术艏向控制装置》已发布实施十余年，其技术内容与当前国际标准（如IEC62065、ISO11674等）的协调性不足，部分术语定义、性能指标和试验方法已难以适应新技术发展的需要。为此，亟需对原有标准进行修订升级，以对标国际先进水平、回应产业实际需求。国家标准GB/T23428-2026《船舶和海上技术艏向控制装置》即在此背景下立项编制。2标准编制背景与必要性分析2.1行业发展现状与技术趋势艏向控制装置的发展历经机械舵、液压舵、电气舵至数字自动舵的数次技术迭代。当前，行业呈现如下显著趋势：-智能化：借助人工智能算法、机器学习及信息融合技术，现代艏向控制装置已具备航迹控制、智能避碰辅助决策和自主学习优化能力。自动舵系统从简单PID控制向模糊控制、神经网络控制及模型预测控制等方向发展，航向保持精度和自适应能力得到显著提升。-集成化：艏向控制装置越来越多地与综合船桥系统（IBS）、船舶管理系统（SMS）和岸基支持系统集成，实现船舶航行态势的全局感知与集中管控。-网络化与远程运维：基于船舶网络和信息物理系统（CPS），艏向控制装置可实现远程监控、故障诊断和程序远程升级。全球海上遇险与安全系统（GMDSS）及海上宽带技术的发展进一步提升了装置的信息交互能力。2.2现行标准存在的问题与不足我国于2009年首次发布了GB/T23428—2009《船舶和海上技术艏向控制装置》，该标准在规范产品基本性能、统一试验方法等方面发挥了重要作用。然而，对照当前技术水平和国际标准体系，其不足日益显现：1.技术内容落后：标准未涵盖近年快速发展的自适应舵、智能艏向控制算法等相关内容，对航迹控制、多模式切换等功能缺乏规定。2.与IEC标准协调性不足：现行标准与IEC62065（船舶航行设备和系统—航迹控制系统）等国际标准的协调存在间隙，部分术语定义和技术指标不完全一致，制约了国际贸易和技术交流。3.试验方法亟需细化完善：部分性能测试的条件设定和评判准则不够具体，不同试验条件下结果的可比性不足。4.缺少新兴技术接口要求：面对智能船舶和数字化发展的需要，标准对数据接口、通信协议、信息安全等方面的要求基本空白。2.3标准修订的紧迫性3标准编制原则与技术路线3.1编制原则本标准的修订遵循以下原则：-协调一致原则：充分对标ISO、IEC及IMO相关国际标准和公约要求，确保标准技术内容的国际协调性和兼容性。-科学先进性原则：立足当前艏向控制技术的发展现状，合理吸收智能控制、数字通信等新兴技术成果，标准指标设置体现科学性、适度先进性。-适用可操作原则：充分考虑我国船舶工业的技术基础与检测条件，技术要求和试验方法应具有可操作性和可验证性。-安全底线原则：所有技术条款的设置以确保船舶航行安全为底线，充分考虑设备故障模式和安全性设计要求。3.2技术路线标准修订采取“现状调研→国际比对→技术研讨→试验验证→征求意见→审查报批”的总体技术路线。编制组通过收集分析国内外相关标准和法规，深入骨干船厂、设计院所和设备制造企业进行实地调研，开展关键指标的试验验证工作，广泛征求行业意见，确保标准修订的科学性与权威性。4标准主要技术内容说明4.1标准适用范围本标准规定了船舶艏向控制装置（包括自动舵和航向控制子系统）的分类、技术要求、试验方法、检验规则及标志、包装、运输和贮存等要求。本标准适用于各类民用船舶（包括货船、客船、工程船舶及海上设施）所安装的艏向控制装置的设计、制造和检验。4.2术语和定义标准对艏向控制相关基础术语进行了系统梳理和定义，主要包括：艏向控制装置、自动舵、航向保持、航迹控制、偏航角、舵角反馈、航向传感器、操舵模式、随动操舵、非随动操舵等术语。相较原版标准，新增了“航迹控制”“自适应控制模式”“偏航报警”等术语及其定义，以回应智能航行技术的发展需求。同时，术语条目尽量与IEC62065、ISO11674等国际标准中同类术语保持一致。4.3分类与组成标准按控制方式和功能特征对艏向控制装置进行分类。按操舵控制模式分为：非随动操舵、随动操舵、自动航向控制、航迹控制等类型。按自动化程度分为：基本型（手动操舵和简单自动舵功能）、增强型（具备自适应控制或多模式切换功能）、智能型（具备航迹规划、自主决策和信息交互等智能化功能）。标准同时明确了艏向控制装置的基本组成，包括航向感知单元、控制运算单元、人机交互单元、执行机构接口单元等。4.4技术要求标准从使用环境条件、性能要求、功能要求、安全要求、电磁兼容性和信息安全等方面做出系统规定。-环境条件要求：规定了艏向控制装置在温度、湿度、振动、盐雾、电磁干扰等海洋环境条件下的工作适应性要求，确保设备在复杂恶劣海况下正常工作。-性能要求：规定了艏向控制装置的航向控制精度（在平静水域条件下，自动舵航向偏差控制在±1°以内）、舵角指示误差、系统响应时间、偏航报警精度等性能指标要求。-功能要求：明确提出自动航向控制功能、航迹控制功能、操舵模式切换功能、舵角限位与失舵保护功能等具体功能要求。-安全要求：规定了失效安全保护、手动操舵优先切换、供电异常应对、故障自诊断和报警等技术要求。-电磁兼容性要求：规定了设备的电磁发射限值和电磁抗扰度要求，确保装置在船舶复杂电磁环境中正常工作且不对其他设备产生有害干扰。-信息安全要求（新增）：针对具备网络通信功能的智能型装置，规定了基本的信息安全防护要求，包括访问控制、数据完整性和安全审计等。4.5试验方法对应上述技术要求，标准规定了相应的试验条件、试验设备和试验程序，主要包括环境试验方法、性能试验方法、功能试验方法（含实船试验或半物理仿真试验方法）、电磁兼容试验方法、安全性试验方法以及信息安全验证方法等。试验条件尽量与IEC60945等相关标准保持一致，以保证测试结果的国际互认性。4.6检验规则规定了艏向控制装置检验的分类——型式检验和出厂检验，明确了各检验类别的检验项目、抽样方案和合格判定准则。5主要起草单位及行业背景本标准由中国船舶工业综合技术经济研究院牵头组织修订，联合多家行业优势单位共同起草。中国船舶工业综合技术经济研究院（以下简称“中船综合院”）是我国船舶行业综合性科研与标准化权威机构，长期承担全国海洋船标准化技术委员会（SAC/TC12）秘书处工作，是国际标准化组织ISO/TC8/SC6（船舶与海上技术—航行与船舶操作分技术委员会）的国内技术对口单位。该院在船舶标准科研领域拥有近六十年积累，先后牵头组织制修订船舶工业国家标准和行业标准千余项，在艏向控制装置、船舶导航设备、综合船桥系统等领域的标准化研究方面具有深厚的理论积淀和丰富的工程实践经验。在艏向控制装置相关领域，中船综合院持续开展了大量卓有成效的工作。研究院密切跟踪IMO、ISO、IEC相关国际标准动态，牵头完成了多项关于自动舵性能标准、航迹控制设备试验方法等领域的国际提案和标准对比分析。近年来，该院聚焦智能船舶标准化前沿方向，参与了工业和信息化部《智能船舶标准体系建设指南》的研究编制工作，主导开展了船用设备信息安全、智能航行系统数据接口等一批基础性、共性技术标准预研课题。依托其在标准试验验证方面的优势，中船综合院构建了包含仿真测试与实船试验相结合的验证能力，为标准的科学性和可行性提供了有力保障。此外，起草组还汇聚了中国船舶集团第七〇四研究所、有关骨干自动舵制造企业和航运企业等产业链各环节的核心力量。七〇四研究所是我国舰船特种装置和自动控制领域的重点研究所，在船舶操纵控制理论研究和装备研制方面具有突出的技术实力，其研发的系列自动舵和航迹控制装置已在多型船舶上实船应用，积累了丰富的设计与试验数据。参编制造企业代表了国内艏向控制装置自主研制和生产制造的一线水平，为标准技术指标的合理制定提供了实践支撑。6标准实施的预期效益国家标准GB/T23428-2026的实施预计将产生多维度的综合效益：-技术引领效益：推动艏向控制装置向智能化、高精度方向发展，激励企业加大自主创新投入，引导行业技术进步方向。-产业促进效益：统一产品技术要求和检验依据，营造公平有序的市场竞争环境，推动产业兼并重组和优胜劣汰，加快高端船舶配套设备国产化替代进程。-安全保障效益：强化艏向控制装置的安全底线要求，从源头上降低因设备性能缺陷导致的偏航、碰撞等航行事故风险。-国际接轨效益：促进我国标准与国际标准和法规的协调一致，降低国际贸易技术壁垒，为我国艏向控制装置产品走向国际市场创造有利的制度条件。在应用层面，该标准可为船舶设计院所确定设备选型技术要求提供依据，为艏向控制装置制造企业提供统一的产品开发与出厂检验准则，为船舶检验机构开展产品型式认可提供技术参照，还可为航运企业编写设备维护与操作管理文件提供指导。7结论与展望7.1结论1.构建一套结构合理、技术先进、协调配套的艏向控制装置国家标准，有力填补现行标准在智能控制、信息安全等维度的空白；2.形成与国际标准深度协调的技术指标体系，增强我国在船用操纵设备标准领域的制度性话语权；3.为设备设计制造、检验检测、航运应用和海事监管提供统一权威的技术依据。本标准的发布实施，将为提高我国船舶航行安全水平、推动高端船配产品自主化、支撑造船强国和海洋强国建设提供坚实的标准保障。7.2展望展望未来，随着人工智能、数字孪生、自主航行等新技术持续赋能，艏向控制装置将朝着更高程度的自主化、智能化方向演进。相应地，标准化工作应从以下方向持续深化：1.动态跟踪国际标准：密切跟踪IMO自主水面船舶（MASS）规则制定进程和IEC、ISO相关标准动态，及时做好国内标准后续修订迭代的预研储备；2.加强试验验证与示范应用：依托实船测试和智能船舶试验场等平台，积累标准指标验证数据；3.推动标准国际化：适时推动将我国优势技术和指标纳入国际标准，提升国际化水平；4.完善标准体系化布局：在艏向控制装置这一关键标准基础上，逐步构建覆盖智能航行设备互联互通、数据安全和测试评估等方向的完整标准族。参考文献[1]全国海洋船标准化技术委员会.船舶和海上技术艏向控制装置:GB/T23428-2026[S].北京:中国标准出版社,2026.[2]国际海事组织(IMO).自动舵性能标准决议MSC.64(67)[S].1996.[3]国际电工委员会(IEC).Maritimenavigationandradiocommunicationequipmentandsystems—Trackcontrolsystems—Operationalandperformancerequirements,methodsoftestingandrequiredtestresults:IEC62065[S].Geneva:IEC,2014.[4]国际标准化组织(ISO).Shipsandmarinetechnology—Elect