TCSNAME 153-2025 沿海内河船舶智能航行感知系统设计要求

ICS47.020.60CCS

U62团 体 标 准T/CSNAME153—2025沿海内河船舶智能航行感知系统设计要求Designrequirementsfortheperceptionsystemofcoastalandinlandintelligentnavigationvessels2025-12-31发布 2026-03-31实施中国造船工程学会 发布T/CSNAME153—2025T/CSNAME153—2025II前 言本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国造船工程学会船舶标准化专业委员会提出。本文件由中国造船工程学会归口。本文件起草单位：中国船舶集团有限公司第七〇七研究所。本文件主要起草人：韦一、孟凡彬、曹阳、李伟、张妙藏。T/CSNAME153—2025T/CSNAME153—2025PAGEPAGE1沿海内河船舶智能航行感知系统设计要求范围（设计验证。本文件适用于沿海内河船舶智能航行感知系统的设计和验证。规范性引用文件（包括所有的修改单适用于本文件。NMEA-0183数据标准（DataStandard）中国船级社.智能船舶规范中国船级社.船舶网络安全指南中国船级社.电气电子产品型式认可试验指南中华人民共和国海事局.船舶智能监控系统技术指南（1.0）术语和定义下列术语和定义适用于本文件。智能航行 intelligentnavigation辅助航行 auxiliarynavigation具有航路与航速设计和优化、视觉增强、碰撞预警、综合信息显示基本功能的智能航行。自主航行 autonomousnavigation在辅助航行的基础上，具备在水域自主航行的能力。远程驾控 remotesteeringandcontrol基本功能，辅助驾驶员进行航行控制。需求分析设计依据感知系统设计依据主要包括：设计任务书；相关系统对系统的技术要求。设计原则感知系统设计应遵循如下设计准则：T/CSNAME153—2025T/CSNAME153—2025PAGEPAGE2系统配备要求系统配备要求组合化设计；先进性原则，系统设计宜采用经充分试验验证的新方法、新技术，实现系统技术先进；安全性原则，系统设计考虑网络安全、系统功能/接口安全，以保障航行安全。设计内容设计内容包括：系统配备要求；接口要求；功能性能要求；安全要求；环境适应性设计要求。设计程序感知系统设计程序如图1所示，设计过程中通过问题反馈的形式进行迭代设计。功能性能要求设计依据技术设计设计依据技术设计否否是是否通过设计验证需求分析环境适应性要求安全要求接口要求完成完成图1设计程序设计内容系统配备要求感知系统应至少配备下列设备：显示设备；环境感知设备，包括：ARPA船舶自动识别系统（ABAIS）；船舶定位导航与授时系统或等效设备；电子航道图系统（ECS）；测深仪；航速航程测量装置；风速风向仪；能见度传感器；船舶艏向系统；雨雾天气下的目标感知设备；其他必要的设备或系统。视觉增强系统；数据处理与存储设备。面向沿海内河智能船舶自动靠离泊/自主航行的感知系统，还应额外配备以下环境感知设备：船岸测距设备；流速传感器（当难以实时测量时，可以历史数据代替）。内其他类型设备，配置原则宜综合考虑总需求和费效比。接口要求感知系统应用接口设计应包括：GB/T31843扰能力和连接形式等方面的要求，宜采用双冗余串行接口、以太网等通信方式；品或型号。数据传输接口协议应满足：GB/T31843、NMEA0183校验；ASCII设计数据帧头、一般应包括帧头长度、帧头内容、帧长度等；UTC向、航迹向精度、姿态、姿态精度、角速度、角速度精度等；数据校验方式（奇校验、偶校验、校验和等）。传感器数据之间应实现硬件/软件时间同步，数据时间同步设计应满足：优选卫星导航模块的秒脉冲作为系统的时间同步信号；在秒脉冲中断响应中，利用串行总线传输卫星导航数据并完成数据校验。功能设计一般要求能船舶辅助航行、自主航行、远程驾控、自动靠离泊不同场景时系统的功能设计如下表1所示。表1不同场景下系统功能要求面向场景航行环境感知功能感知数据存储功能气象环境感知功能视觉增强功能船岸测距功能泊位管理功能辅助航行√√√√--自主航行√√√√√√远程驾控√√√√--自动靠离泊√√√√√√注：“√”表示必须满足的功能，“-”表示X非必须满足的功能。航行环境感知功能感知系统能接收并处理下列信息：船舶航行中的实时环境气象数据，包括实时风速、风向以及水流流速流向历史数据和实时数据；船艏、船舯、船艉左右舷吃水；AIS小、与我船相交角度和航行状态等信息；电子航道图固定障碍物信息；其他必要的传感器信息。气象环境感知功能（以及航经水域的风速及风向实时或预报信息。视觉增强功能光照条件以及其他任何不良天气影响条件下，仍能提供有效的视觉感知。船岸测距功能感知系统能够输出船艏、船艉与岸的间距及船岸间的角度。泊位管理功能感知系统应能记录系统/用户指定的泊位，并提供人机交互界面，将泊位可视化并供用户选择泊位。感知数据存储功能感知系统应能自动记录环境感知设备的数据，数据应按帧记录，包含时间戳，性能设计要求视觉增强性能满足视觉增强显示范围的同时，还应满足：在需要时能随时获取水平各方向上的实时视频画面；在需要时能随时获取两舷侧的俯视视频画面，视频画面中船舷侧盲区应小于0.5m。船岸测距性能船岸测距精度应小于1m。系统数据存储性能系统数据存储容量应保证存储的数据时长不少于30d。系统安全设计要求信息安全系统信息安全应满足以下要求：宜参考中国船级社《船舶网络安全指南》（2024）进行系统的信息安全设计；存储备份与故障恢复：应具备存储备份与故障恢复功能，在系统正常运行时定期地或按某种条件实施备份，可提供有选择的备份重要信息的功能，当由于某种原因引起信息丢失或破坏时，可按照自我信息备份所保留的信息进行信息恢复。系统安全警和提示。环境适应性电气设备在下列环境中应可靠地工作：温度：1)封闭处所内，-15℃～55℃；2)开敞甲板，-25℃～70℃；冲击、振动。振动电气设备在船舶所能受到的冲击、振动情况下应能可靠地工作；湿度。电气设备应能耐受水上潮湿空气的影响；霉菌。电气设备应考虑船上可能产生的霉菌环境的影响；盐雾。电气设备应考虑船上可能产生的盐雾环境的影响；电磁兼容。应采取合理的措施保证电气设备与船上其他设备的电磁兼容性。此外，室外视频监控设备宜满足《船舶智能监控系统技术指南》中的要求。设计验证设计验证范围设计验证内容包括：系统设备配备检查；系统接口检查；系统功能设计验证；系统性能设计验证；系统安全设计验证；系统环境适应性设计验证设计验证条件系统的设计验证在实验室条件下，采用实物结合仿真的验证方式进行。验证测试设备验证测试设备应包括：接口适配器；工控计算机；显示器；数字船舶运动仿真模型；计时器。验证方法系统设备配备检查提交系统图纸资料批准，应至少包括：系统主要设备组成；功能；总体性能；设计运行条件说明。系统接口检查提交系统接口说明文件批准，应至少包括：系统输入、输出、主要部件间连接与通信方式，应满足8.2节要求。系统功能设计验证航行环境感知功能采用仿真模型/实采回放数据连接系统，用工控计算机发送传感器数据。通过观察系统能接收并处理的信息类别满足5.3.2要求。气象环境感知功能采用仿真模型/（的风速及风向实时或预报信息，功能满足5.3.3要求。视觉增强功能采用仿真模型/实采回放数据连接系统，用工控计算机发送传感器数据、实时视频数据。观察系统是否能正常显示实时视频信息，满足5.3.4要求。船岸测距功能采用仿真模型/实采回放数据连接系统，并用工控计算机发送传感器数据。通过观察系统船岸测距显示的信息类别满足5.3.5要求。泊位管理功能采用仿真模型/实采回放数据连接系统，并用工控计算机发送传感器数据。通过观察系统泊位管理功能满足5.3.6要求。系统数据存储功能采用仿真模型/实采回放数据连接系统，观察系统是否能自动记录系统数据并以文件形式存储，满足5.3.7要求。系统性能设计验证视觉增强性能采用仿真模型/实采回放数据连接系统，用工控计算机发送传感器数据、实时视频数据。通过观察系统显示的视频信息，验证视频视场大小、显示范围应满足5.4.1要求。船岸测距性能系统推算的船岸测距结果之间的均方根误差，误差应满足5.4.2要求。