船舶与海上设施数字系统验证指南2026_51页_2mb

船舶与海上设施数字系统验证指南总结

核心内容概述

本指南由中国船级社（CCS）发布，旨在规范船舶与海上设施及其附属设备的数字系统的技术标准符合性、功能完整性、模型可验证性、软硬件设施可靠性和网络及数据安全性等维度的测试验证。文档涵盖从数据标识、采集、存储、传输、集成、模型构建到数据应用的全过程，明确了数字系统在不同应用场景下的技术要求和验证流程。

主要观点与关键信息

1. 数据标识

• 数据标识是数字系统的核心要素，需遵循原子性、唯一性、科学合理性、可扩充性、可控性、开放性、兼容性、全面性、可操作性和规范性等原则。
• 数据标识应采用标准或专有编码标准，如 ISO 19848。
• 标识编码应能注册、变更和删除，并保证数据的唯一性。
• 提交文件包括数据标识方案、代码表和模型说明。

2. 数据基础设施

• 数据基础设施包括数据采集、存储和传输网络，需满足数据采集接口、数据资源管理、数据存储和数据传输网络等要求。
• 数据基础设施应具备数据存储、传输、时间同步、数据完整性校验和通信安全等能力。
• 数据基础设施应满足《船舶网络安全指南》的 SL0 级安全要求，关键组件如交换机、服务器、边界防火墙等应具备安全防护机制。
• 数据基础设施应支持时间同步、数据完整性监测、数据备份与恢复机制。

3. 数据采集

• 数据采集应依据数据标识规则进行，并标记数据的有效性状态。
• 数据采集应有数据质量控制方案，包括数据有效性与一致性检查机制。
• 数据接口协议应优先采用行业标准协议，如 NMEA 2000、OPC UA 等。
• 数据采集过程需避免影响数据源的正常运行，并定期进行数据质量评估。

4. 数据存储

• 数据存储应满足业务需求，并支持扩展。
• 建议实现数据划分、拼接、索引等功能以提高效率。
• 数据存储应支持时间同步，并提供数据备份与恢复策略。

5. 数据传输

• 数据传输需识别通信协议，并进行完整性校验。
• 数据传输网络应具备监测功能，能够识别网络中断和数据丢失，并提供告警机制。
• 传输协议应遵循 IEC 61162 系列标准或行业通用标准，如 TCP/IP、OPC UA、NMEA 2000 等。
• 对于船岸通信，建议采用双通道传输，确保数据安全。

6. 通信安全要求

• 通信安全应根据数据影响等级分为三级，并采取相应强度的加密策略。
• 通信链路应具备时间同步机制，支持 NTP、SNTP 或 PTP 协议。
• 数据传输时延应满足应用场景需求，并可进行测试和说明。

7. 数据集成

• 数据集成分为物理集成和虚拟集成两种方式，应满足数据校准、共享、融合和分发等要求。
• 数据集成应确保数据的保密性、完整性和可用性。
• 验证测试包括数据集成范围、完整性、校准、融合和共享等方面。

8. 模型

• 模型分为监测类和推断类，前者用于反映物理实体运行状态，后者用于预测和决策。
• 模型验证应基于置信度计算，考虑误差源的加权评估。
• 模型需满足数据质量、系统完整性、置信水平等要求，并通过测试验证模型性能。

9. 数据应用

• 数据应用包括监测、诊断、预测和决策四种功能。
• 数字系统应满足数据标识、基础设施、集成、模型等技术要求。
• 应用能力验证需提交系统规格书、数字模型说明、可靠性、完整性、网络安全等验证文件。
• 系统应具备自检能力，并能输出自检报告。

10. 数据应用能力验证

• 监测、诊断、预测和决策能力验证需分别提交相应的说明文件和测试数据。
• 验证测试包括数据标识、基础设施、集成、模型验证、功能完整性测试和性能效率测试。

验证要求

• 验证过程需包括数据标识、基础设施、集成、模型等维度。
• 验证文件资料包括系统拓扑图、系统说明、数据格式说明、测试程序文件、数据备份恢复策略等。
• 验证测试应覆盖数据完整性、校准、融合、共享、分发等过程。

附加标志

• DATA-ID (standards)：适用于满足数据标识要求的船舶与海上设施。
• DATA-INF：适用于满足数据基础设施要求的船舶与海上设施。
• DATA-APP (Monitor, Diagnose, Predict, Decision)：适用于满足数据应用要求的船舶与海上设施。

术语与定义

• 置信区间：验证结果与物理实体状态之间的合理误差范围。
• 置信度：模型、数据或验证结果反映物理实体真实状态的可信程度。
• 数据清洗：提升数据准确性、符合性、现时性及存储效率的过程。
• 数据驱动模型：基于数据特征自主学习，通过训练算法构建的模型。
• 模型：对物理实体的抽象表达。
• 标准接口协议：如 OPC UA、NMEA 2000、MODBUS TCP、CANopen 等。
• 专用接口协议：由特定厂商/项目组制定的定制化数据交换规则。

人员与变更管理

• 船东或船舶管理公司应制定数字系统相关的管理办法、培训计划和操作程序。
• 人员需接受培训，熟悉数字系统操作。
• 对于变更或修理后的数字系统，需进行检验以确认其满足技术要求。

免责条款与规范引用

• 数字技术不断变化，本指南不能取代专业分析和建议。
• 文档引用了 CCS《钢质海船入级规范》、《船舶网络安全指南》、《船舶数据质量评估指南》等文件。
• 未注日期的引用文件采用最新版本。

总结

本指南系统性地规定了船舶与海上设施数字系统的构建与验证流程，涵盖了数据标识、采集、存储、传输、集成、模型及应用等环节，明确了技术标准、功能完整性、系统可靠性、网络安全及数据安全等关键维度的要求。其目的是保障数字系统的安全、可靠、高效运行，推动数字技术在船舶和海上设施中的应用。