智能型無人系統科考母船“珠海云”運行維護管理探討

摘要：文章對近年來科學考察船運行維護管理的研究現狀進行梳理，從運維管理、科考船評價、共享協同和其他4個主題進行了文獻分析。從科學調查、船舶及科考設備資產、船舶運營、船舶和設備安全、船員5個方面總結了調研的國內4家科學考察船擁船單位的運維管理經驗。以“珠海云”為例，剖析了兼具科考船和智能船舶雙重特征的船舶面臨的運維管理經驗不足、人員單薄和組織欠缺三大挑戰。從5個方面介紹了“珠海云”現行的運維管理實踐，即籌建運管中心雛形、分階段掌控管理權、建立健全船舶管理體系、打造專業化人才梯隊，以及培育中國海洋文化。研究結果旨在為新建科考船和智能船舶的運維管理提供參考。

關鍵詞：智能船舶;科學考察船;珠海云;運維管理

中圖分類號：U674.81;U692.3 文獻標志碼：A 文章編號：1005-9857（2024）04-0161-10

0 引言

科學考察船（以下簡稱“科考船”）為進入、探測和開發海洋提供了重要的技術支撐。近年來國外設計建造的科考船有：美國“Atlantis”海洋科學綜合考察船（排水量3780t，1997 年），挪威“G.O.SARS”海洋科學考察船（排水量4067t，2003年），德國“MARIAS.MERIAN”海洋科學考察船（排水量5573t，2006年），英國“JamesCook”海洋科學考察船（排水量5600t，2006 年），印度“SAGARNIDHI”（排水量5000～6000t，2007 年），英國“Discovery”（排水量6075t，2011年）。國內近年來新設計建造或改建的科考船有：“海洋6號”“海洋4號”“科學號”“向陽紅1號”“向陽紅3號”“向陽紅10號”“探索一號”“嘉庚號”“海洋地質10號”“東方紅3號”“大洋號”“中山大學號”“深海一號”等。其中，“中山大學號”是我國目前排水量最大、綜合科考性能最強的科考船。為支撐海洋科學研究和智能船舶測試，南方海洋科學與工程廣東省實驗室（珠海）（以下簡稱“南方海洋實驗室”）重點打造了智能型無人系統母船“珠海云”，并于2023年1月正式交付。“珠海云”將作為智能快速機動海洋立體觀測系統和智能船舶測試服務的水面支持平臺。

打造智能化、集成化和深遠化，且具有自主知識產權的科考船，是強化“海洋強國”“交通強國”“科技強國”等戰略實施的重要舉措之一，海洋科考船的智能化，智能船舶與海洋科考船的結合將是未來科考船的一種趨勢。經過長時間的經驗積累，我國海洋科學考察船的運維管理形成了較成熟的體系和方法，也取得了顯著的成績。但智能船舶在運維管理方面，因缺少投入實際運營的船舶，幾無案例可參考，科考船與智能船舶結合的雙屬性船舶的運維在我國更是無例可參。如何創新創建船舶運行維護管理機制、建立專業科學的船舶運維管理團隊，以保障智能型科考船（隊）和諧安全、高效永續運行是科考船發展新時期的重要命題之一。

1 文獻搜集與分析

通過國內外文獻搜集，與科考船相關的英文文獻在數量上相較于中文文獻相差懸殊，而與智能船舶相關的英文文獻主要聚焦于商船和無人艇。此外，通過對相關中文文獻的整理，部分中文文獻對國外多艘科考船的運維管理等現狀有詳細的闡述。因此，以下文獻整理分析以中文文獻為主。

1.1 文獻搜集

通過設立組合關鍵詞（組1：“科考船”或“科學考察船”或“科學調查船”;組2：“運維管理”“管理”“船員”;兩組取和）在萬方數據、中國知網搜索中文文獻，經篩選獲得與科考船運維管理密切相關的論文30篇，見參考文獻[1]至[30][1-30]。期刊論文28篇，發表最多的期刊為《海洋開發與管理》，在該期刊發表的論文約占總數的30%;會議論文2篇。按發表時間統計，30篇論文的發表時間分布在2010—2021年之間，其中，在2010—2015年發表較少;相反，在2016—2019年共25篇，占總數的83%，可見科考船相關議題近年來得到更多的關注。

1.2 文獻主題

將30篇中文文獻主題進行歸納，共分為4類，“運維管理”（11篇）、“科考船評價”（9篇）、“共享協同”（5篇）和“其他”（5篇）。對于主題為“運維管理”的文獻，從“文化”“船舶”“管理”“隊伍”“設備”和“岸基”6個方面梳理，大部分文獻聚焦于隊伍建設、管理機制和組織文化等。

對于主題為“科考船評價”“共享協同”“其他”3類文獻分析總結發現，“科考船評價”數量較多，表明目前歐美國家科考船運行管理較為成熟和先進，值得我國學習與借鑒，且我國相關研究人員、科考船管理人員均從不同角度或不同范圍對歐美國家科考船/船隊進行了深入調研、走訪和總結，并結合我國國情提出了解決制約我國科考船（隊）發展的瓶頸。

科考船共享航次/航時已經成為高效利用科考船的有效機制，并已得到歐洲國家響應。我國也高度重視，并開展了相關頂層設計和制定了具體措施。比如，相繼頒布了《國家重大科研基礎設施和大型科研儀器開放共享管理辦法》（國科發基〔2017〕289號）、《國家科技資源共享服務平臺管理辦法》（國科發基〔2018〕48 號）等，以促進資源合理配置，提高公共平臺使用效益和持久的自我運行維護能力。中國科學院于2015年啟動“中國科學院重大科技基礎設施共享服務平臺”建設，明確“科學號”和“實驗1號”等開放共享的要求和指標。此外，科考船的管理還涉及防疫、使用后評價、涉外法律等，這些議題也是后疫情時代、南海爭議等區域矛盾日益激烈的情況下，科考船運維管理必須注意的事項。

2 科考船運維管理調研

目前國內科考船運維管理模式可分為自管、合作和托管3種，其中，合作又可分為船員合作和船舶共管。科考船的運維管理模式與科考船的主要任務密不可分。根據前述30篇中文參考文獻，科考船的主要任務可總結為5個板塊。①科學調查管理（核心競爭力）：組建專業科學調查隊伍，管理和維護各類調查設備;船舶實驗室管理。②船舶及科考設備資產管理（所有權）：資產、經費和采購等工作。③船舶運營管理（使用權）：指揮調度，船時協同和經營;航次組織。④船舶和設備安全管理（管理權）：船舶綜合管理（管理體系，證書申請與保持等）、技術服務（海務、機務等），船舶工作協調，應急管理等。⑤船員管理（人員）：高級船員和普通船員派遣。

筆者調研了與南方海洋實驗室單位性質相似和運行管理模式具有代表性的4家單位，分別為：自然資源部第二海洋研究所（以下簡稱“海洋二所”）、廈門大學科考船運行管理中心（以下簡稱“廈大船管中心”）、中國科學院深海科學與工程研究所（以下簡稱“中科院深海所”）、中國科學院南海海洋研究所（以下簡稱“中科院南海所”）。調研總結發現，調研單位科考船運維管理的主要內容均包含上述5個板塊，但是在某些方面存在不同的形式，尤其是管理權和人員兩個板塊的差異性較明顯，見表1。

3 “珠海云”運維管理挑戰

“珠海云”船長88.5 m，型寬14 m，滿載吃水4m，設計排水量約2100t，續航力6000nmile，自持力32天，定員30人（船員15人，調查隊員15人）。艉甲板作業面積約430m2，實驗室面積約230m2，儀器存儲艙約80m2，儀器維修間約60m2。“珠海云”可搭載批量化空、海、潛無人系統調查設備，可快速到達調查海域開展面向任務的自適應組網，實現對調查目標的立體動態觀測，能同時開展多學科海洋資源與環境調查研究任務。此外，“珠海云”擁有中國船級社“i-ship（No、R1、M、I）”船級符號，即具有遠程控制和開闊水域自主航行功能。“珠海云”兼具科考船和智能船舶的雙重特征是運維管理中需要權衡的關鍵點。

3.1 智能船舶管理經驗不足

《智能船舶規范》（2020）對智能船舶各個附加標志從功能、布置、設計、環境、安全等方面規范了技術要求。為此，“珠海云”的智能航行系統設計了5種操控模式：人工駕駛模式、自動舵模式、智能航行模式、動態定位模式和遠程控制模式。各操控模式都設有特定的作業場景及邊界條件;此外，為確保遠程控制功能的實現，南方海洋實驗室為“珠海云”在岸基配置了兩套控制站，一套設在南方海洋實驗室（珠海），另一套則設在中國船級社（北京），兩套控制站配置相同，含船舶信息綜合顯示單元、遠程控制臺、網絡機房等設施。當一套控制站因火災等故障失效不能監測與控制船舶時，可由另一套控制站接管遠程控制。“珠海云”智能航行系統各操控模式的使用管理和遠程控制站的冗余管理使得“珠海云”的運維管理有別于同類其他科考船，是“珠海云”運維管理面臨的主要挑戰。

科考船運行管理的核心任務是為船舶提供海上作業支持、綜合管理、機務和海務等岸基保障工作，涵蓋專業廣。綜合管理包括體系管理、證書管理、保險和事故處理、商務管理和通信及導航管理等;機務管理包括船舶物料、備件、修理采購管理、監督貫徹落實船舶安全管理體系（Safety Manage"mentSystem，SMS）的實施、制定輪機管理計劃、船舶設備的運行管理及維護保養計劃、船舶維修并跟蹤評估修理和服務質量、協調安排船舶的檢驗及相關工作;海務工作包含氣象跟蹤、航行跟蹤、航海圖書資料保障、事故處理和應急反應、船舶垃圾管理和船員管理等工作。科考船的機務和海務管理是綜合性很強的工作，需要富有船舶管理經驗的人員和團隊進行專業化管理，這對于剛成立不久的南方海洋實驗室也是一個挑戰。

3.2 船舶運維管理人員單薄

《智能船舶規范》（2020）對遠程控制站的人員要求至少配備船舶遠程操作人員、船舶設備和系統管理人員、遠程控制站各系統維護人員等3類人員。其中，船舶遠程操作人員需持有船舶值班駕駛員證書，并須進行專業訓練。該規范對操作人員素質和技能有一定的專業要求。因此，遠程操作人員的管培是“珠海云”運維管理面臨的另一挑戰。

南方海洋實驗室萬山海上測試場平臺負責建造“珠海云”，2020年該平臺全職人員2人，主要完成了功能需求書、建設方案、招標技術文件等大量技術準備工作，簽訂了設計建造合同簽訂;2021年該平臺全職人員5人，推動“珠海云”初步設計、詳細設計，并按計劃節點開工建造;2022年該平臺全職8人，完成了“珠海云”下水與試航;2023年該平臺全職人員8人，完成了“珠海云”交付使用，后期運維管理各項工作和難題也接踵而至。雖然萬山海上測試場平臺近年來逐步增加全職人員數量，但用于船舶運行管理的專職人員極度匱乏，與同類科考船專業化的運行管理隊伍規模仍存在較大差距。該平臺難以在岸基為“珠海云”的運維管理提供充沛的人力保障。

3.3 船舶運維組織機構欠缺

科考船運維管理包含了船舶協調、海務和機務管理、共享利用、航次組織、人員/人事、經費計劃使用、設備資產、合作交流、涉外和宣傳等一系列工作的組織、協調工作，是一項專業化強、復雜度高的團隊工作。調研的幾家單位均設有專門的船舶管理機構以承擔船舶的岸基支持與船舶運行管理，而南方海洋實驗室暫未設置同等規模的機構以承擔對“珠海云”運行進行專職管理。此外，在組建專業運維管理隊伍、專門的船舶管理機構后，人員和機構要立即發揮百分之百的作用也存在很大困難，主要原因在于人員與新單位、新機構之間的適應和磨合需花費較長時間;同時，管理機構及其運行機制也需要大量的時間來檢驗其合理性，并不斷在實踐中摸索、總結經驗和優化完善，進入運行管理成熟期后才達到人、船和組織之間的和諧共生。

《智能船舶規范》（2020）第8.2.9節管理要求指出：遠程控制站應建立管理制度，至少包括下列內容：①人員配備要求和值班要求;②各崗位的職責和資質要求;③遙控操作程序;④應急響應程序;⑤設備和系統維護程序;⑥網絡安全風險識別及控制措施;⑦安保措施。因此，無論是從已有科考船運行經驗、運行管理規律，還是根據《智能船舶規范》（2020）相關要求，建立符合自身體制機制的船舶運維管理機構，并制定相應的管理制度是“珠海云”面臨的又一挑戰。

4 “珠海云”運維管理實踐

“珠海云”兼具科考船和智能船舶雙重特征，南方海洋實驗室要做好“珠海云”運行管理工作，盡快形成船舶管理能力，讓新建船舶加快投入運行，必須逾越船舶運維管理經驗不足、人員單薄、組織欠缺等三座大山。對此，根據上述文獻總結、調研走訪，南方海洋實驗室形成了獨具特色的“珠海云”運維管理實踐，以下從5個方面進行介紹，旨在為新建同類科考船或智能船舶的運行維護管理提供借鑒。

4.1 籌建運管中心雛形船舶運行組

南方海洋實驗室利用現有的管理體系，整合各部門、平臺和已有資源，建立了船舶運行組。船舶運行組作為船舶運行管理中心雛形開展了“珠海云”運行維護管理工作。除加快招聘有經驗的海務和機務人員，船舶運行組著手開展船舶管理和體系建設等工作外;充分調動并發揮南方海洋實驗室各職能部門功能，統籌編制科考船管理體系，解決科考船使用需求、年度航次計劃;落實船舶對外宣傳的音視頻資料采集、整理和規范發布;在原有采購制度上，簡化船舶物料采購事項;同時，利用萬山海上測試場平臺已有的技術支撐人員實現了科考船的網站搭建，海洋科考平臺負責船載科考裝備及各類探測儀器設備的操作與維護等工作。

從調研的幾家單位船舶運管中心的成立時間來看，均是在船舶交付之前成立。船員隊伍、岸基隊伍的提前到位，一方面可以讓船長、輪機長等高級船員提前參與到船舶建造過程中，保證船舶建造質量;另一方面，讓船員逐步熟悉船舶情況，有助于船舶管理。因此，南方海洋實驗室也在“珠海云”正式交付前成立了船舶運行組，2022年底“珠海云”試航時，除船長、值班駕駛員在航行測試時操控船舶航行，船舶運行組也實際參與了對船舶的實時操縱監控、避碰等工作。岸基人員提前到位有利于航次的規劃組織與實施。

4.2 分階段有步驟完全掌控管理權

船舶運行維護管理涉及面廣、專業性強、復雜性高。單船管理的運營初期對船舶運行維護的人員數量和專業水平均有較高要求。調研單位中海洋二所、廈大船管中心在成立前船舶運行維護經驗較少，均選擇船舶管理公司以協助船舶快速進入正常運行階段。但在具備相應運行經驗和儲備相關人員后，比如，海洋二所，逐步將機務、海務等納入該單位船舶管理中心的職責當中，逐漸形成對船舶管理權和使用權的完全掌控。

南方海洋實驗室面對科考船管理基礎薄弱等實際情況，在船舶運管的初期采用了委托管理模式，時機成熟后可采用合作管理模式。南方海洋實驗室于2022年與共建單位海洋二所簽訂了船舶委托管理協議，協議通過將雙方科考船統一進行船隊化管理，可實現船員相互輪休，創建船員人力資源池，減少船員流失，降低船員招聘和培訓成本;可實現關鍵設備備件在緊急情況下互通互用，減少備件采購專用成本，從而降低運營成本，實現雙方合作共贏。通過簽訂委托管理協議與成熟船舶管理公司（單位）建立合作關系，將主要船舶管理業務委托給船舶管理公司（單位）管理，以較為精簡的船舶管理組織架構和較低的人力成本來保證“珠海云”的正常運營，現階段船舶運管中心組織架構如圖1所示。

4.3 建立健全智能科考船管理體系

智能船舶的發展面臨著技術、人員和組織的挑戰[31-32]，智能船舶航行也存在風險[32]，遠程控制船舶在不同控制模式下風險也不完全相同[33]。St?rkersen[34]從船端與岸基、規則、人員、岸基和其他核心業務等幾個方面分析了遠程控制船舶的安全管理議題，其中，遠程控制船舶安全管理事項整理見表2。為保證智能型科考船的航行、科考作業的標準化和規范化，確保船舶、人員和科考設備的安全，“珠海云”委托管理單位海洋二所制定了《智能船舶管理程序》和《智能船舶管理須知》等制度規范了船舶航行等作業行為，并制定了《船舶智能設備、系統清單及檢查表》對船載設備進行逐項核對檢查，以確保“珠海云”智能設備和系統狀態進行有效地監控和持續跟蹤。在遠程控制站管理方面，建立了“珠海云”與兩個遠程控制站聯系制度規范了遠程控制站作業程序，比如，須按《航海日記》《輪機日記》等規定的要求記錄遠程控制過程并長期保存。

4.4 打造堅如磐石的專業化人才梯隊

“珠海云”現有專職運維管理人才梯隊包含老、中和青3類人才，其中從事海洋科考船建設40余年1人、組織和參加數次海洋科考航次2人、航海技術專業人員1人，分管綜合事務、海務和機務。南方海洋實驗室6個管理服務部門分攤“珠海云”物料采購、航次組織等事宜。海洋二所的海務和機務管理人員也是現階段“珠海云”運行管理的生力軍。

船員流動性大是科考船管理共同存在的問題。科考船船員均面臨船員職業榮譽感降低、工資待遇低（較市場工資）、勞保福利差（派遣制）、休假問題、歸屬感小等問題。在前期調研中發現因疫情原因，船員市場工資大漲更對科考船人員隊伍的穩定性帶來很大的沖擊。然而，全部船員管理外包雖使得船舶快速進入運行狀態，但是，也存在科考船單位對船舶控制力減弱、內部和敏感信息泄漏的安全風險，以及與船員管理機構不同的管理理念、文化和機制沖突的風險。“珠海云”高級船員，比如船長、輪機長、大副均具備海洋科考船的航行經驗。但是目前船員采用的是勞務派遣方式，未來可規劃將高級船員采用“一人一議”的制度，納入南方海洋實驗人事管理。

調查隊伍是科考船區別于商船的特征之一。據調研，建立具備科考航次保障與實施能力是科考船運管中心的工作重點之一。為此，“珠海云”科考調查隊伍一方面基于海洋科考平臺調查力量，另一方面擬與其他科考船，比如“中山大學號”“大洋號”等公派科考調查隊員，增強調查隊員交流提升自身技能外，分攤調查隊伍流失的風險。

整體而言，“珠海云”人才梯隊結構較為合理，人員集中又分散。

4.5 培育旗幟鮮明的中國海洋文化

為規范科考船“Sikuliaq”號航行等作業，減少“Sikuliaq”號對調查水域漁民或居民生產生存的影響，University of Alaska Fairbanks、College ofFisheriesandOceanScience和美國國家自然科學基金成立了社區和環境合規性標準作業流程（CommunityandEnvironmentalComplianceStandardOperatingProcedure，CECSOP）[35]，且該標準作業程序采用滾動式修訂模式，保持該標準作業程序與時俱進。因此，該案例可供借鑒之處在于，其一，應規范科考船航行、科考調查作業，盡可能降低對勘探水域的影響;其二，科考船在進入某個水域調查作業前，需了解當地的特殊規則，以避免卷入不必要的爭議;其三，科考船在某一水域開展調查時，應遵守該水域的國際公約或區域性的規則。而這種規則制度的建立也與組織文化密切相關。

良好的文化建設可以提高組織凝聚力，營造和諧的團隊氛圍，保證人員隊伍的穩定性，講好科考故事提高船舶在業內的影響力。南方海洋實驗室立足粵港澳大灣區、深耕南海、放眼全球、謀劃南北極，旨在形成具有引領性和標志性的國際一流海洋科研機構。“珠海云”是一艘適應無限航區航行、滿足海上“智能敏捷立體海洋觀測系統”調查并可兼顧相關多學科海洋調查研究需求的智能型海洋綜合調查船。該船貫徹了無人系統保障、綠色智能、未來感等三大設計理念;船載動力系統、推進系統、智能系統、調查作業支持系統等均為我國自主研制。因此，“珠海云”將充分利用行業背景、區域優勢和自身特征逐步打造“和諧安全、高效永續”的獨具南中國海的海洋科考文化。和諧是安全的基礎，安全是和諧的目的;高效以安全為前提，是永續的必然要求，永續是終極愿景。在濃郁的人文關懷下，岸基和船舶和諧共處，岸基與其他平臺/部門和諧工作。南方海洋實驗室濃郁的“理工結合、文理交融”的活潑氣息，必將引領“珠海云”運維管理走向人文關懷的康莊大道。

5 總結

通過了解科考船運維管理經驗，重點調研了國內科考船運維管理模式，剖析了智能型科考船“珠海云”交付之前運維管理面臨的經驗不足、人員單薄和組織欠缺三大挑戰，并介紹了“珠海云”現行的運維管理實踐，比如籌建運管中心雛形、分階段掌控管理權、建立健全船舶管理體系、打造專業化人才梯隊，以及培育南中國海洋文化等。

遠程控制船舶管理方面國內尚未有成熟先例經驗可循，“珠海云”先期在南方海洋實驗室、海洋二所、中國船級社、海事主管部門、設計建造單位和各智能系統參建單位共同努力下，制定了智能船舶管理體系，但后續仍需結合“珠海云”的實際運行情況，逐步摸索實踐，才能建立起一套行之有效的智能船舶運維管理體系，真正做到減少船舶配員，降本增效;同時確保船岸有關人員在進行遠程操控時分工明確、責任清晰、應急有力，以使船舶航行和作業更加安全和環保，船舶運行和維護更加經濟和高效。

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