摘要：船舶智能航行是智能船舶中的关键技术，是反映船舶智能化程度的最重要参数。在对欧盟、日本和中国在智能航行研发现状进行分析基础上，总结和展望了智能航行技术的发展趋势。智能航行技术的应用可以减少在船上人员的数量，降低船舶的安全风险，从而可以节约船舶航行费用。
关键词：船舶运输 智能航行 航行技术 自主航行
1 船舶智能航行的概念
近几年，智能船舶越来越受到国际航运界的重视，而船舶智能航行技术是智能船舶中最重要的技术之一，吸引了许多航运发达国家投入大量人力、物力进行研究。本文主要收集国内外有关技术发展动态，总结技术发展规律，展望未来技术发展方向。中国航海协会于2021年12月发布了《船舶智能航行系统等级划分与技术水平评定》，其中明确提出“船舶智能航行是指以辅助驾驶、遥控驾驶和自动驾驶三种方式，代替人工操作船舶航行的技术”。 过氧化氢含量的测定2 国际智能航行技术发展现状宁波溲疏
2.1欧盟国家
从2017年五月开始，康斯博格海运公司与雅苒公司合作，建造了全球首艘全电动零排放集装箱船“Yara Birkeland”。其舰长79.5米、宽14.8米，最大速度13节，载重3200吨，由8个电池组形成总电池组容量为6.8 MWh的动力系统。该船将在挪威南部海岸12海里范围内行驶，在37海里的三个港口之间来回，替换40000辆燃料货车。除了具有智能航行功能，它还将与自动跨运车、自动门吊相结合，实现货物的自动装卸。
在2017年，罗尔斯-罗伊斯公司和拖轮Svitzer A/S公司合作，对28米长的“Svitzer Hermod”拖轮进行了遥控驾驶试验。实现远距离操作中心，舰长遥控船舶离泊、360°旋转、航行后靠泊等操作。在2021年年初，双方将和美国船级社合作，开发全球首款符合地方海事规范的可在陆地上进行远程遥控操作的拖轮。
2018年12月，芬兰轮渡FinFerries公司和罗尔斯·罗伊斯公司合作，对“FALCO”轮渡“FALCO”进行了自主驾驶试验。通过试验，在不需要人为干扰的情况下，实现了自动靠离。该船配备了高精度的感应装置，能够对周围的环境进行实时的感知，并将其反馈给远程控制中心，对船舶的操作进行实时监测。
瓦锡兰技术公司于2018年四月成功地完成了“Folgefonn”83米的轮渡系统的试验，它在距离泊位2000米的地方被激活，然后逐渐放慢速度，开始全自动的船位控制和靠泊作业。在自动靠离泊的过程中，可以在任何时候转换为人工介入或操纵。同年11月，船舶成功地完成了从码头到码头的预设航线及航路控制点的自主航行试验。
2018年12月，“Suomen linna II”冰级游轮，该游轮采用艾波比（ABB）的动力定位、环境感知和动力驱动等系统。在无人的情况下，由控制中心进行远程遥控操作，从码头出发，抵达指定的无船水域并返回。
2.2日本
2019年7月，日本三井造船厂通过“Shioji Maru”在开放海域建造的虚拟码头，进行了54次自主停泊的实验，获得了大量的实验资料。由日本财团牵头、40多个日本公司参与的“MEGURI2040”计划于2020年2月正式启动，其目的是研究和实践船舶智能化技术，争取到2040年日本国内航线上50%的船舶实现无人驾驶。在2022年1-3月份，对6类船舶进行了智能导航试验，其中包括：
(1)在横须贺市周边水域内行驶1.7公里的小型观光船，展示从起航到停泊的自主航行，其中包括自主避撞和自动靠离。利用光学摄像机、GPS、AIS等传感器对周围环境进行感知，并对其进行持续的自动驾驶，从而达到自主驾驶的目的。
(2)“Ro-Pax”轮船长222米、15500吨，在九州 Shinmoji至 Iyonada之间240公里的航程中，进行了全程自主驾驶试验，试验时间长达7小时，最高时速26节，以及带有转向和倒车功能的自动停泊。
扬声器结构(3)由福井县敦贺到鸟取县坂见门的“Mikage”货轮，全程自主行驶270公里，并在停靠期间进行了无人驾驶的带缆系泊试验。本舰的智能感测系统由 AIS、导航雷达、可见光和红外线摄像机组成，用于夜间作业。
(4)“Sunflower Shiretoko”大型轮渡船，在约18个小时的时间里，从北海道的苫小木驶向茨城县大来，具有自动靠离和陆地上的远程遥控导航功能。
(5)“朱雀”号（95米，749总吨）采用自动驾驶系统，完成了从东京湾至伊瑟湾的790公里往返自主航行试验。系统主要由船端导航系统、岸基监控和远程控制系统、岸上通信系统构成。东京湾平均每天500人次的车流，证明了在繁忙海域中船舶的智能驾驶是可行的。
(6)11.83米长的水陆两栖船只，在马县吾妻湖中自由地行驶了大约2公里。除激光雷达、可见光照相机、全球定位系统等感知和导航设备外，它还装备有水下声呐，以适应各种水深的水下避障要求。
3 国内船舶智能航行技术发展情况
3.1 早期主要研究成果情况
动力钳
我国船舶智能化技术方面的研究比较早。前期具有里程碑意义的事件，一是由中国船级社颁布的《智能船舶规范(2015)》。利用岸基支撑系统，在开阔水域、狭窄水域和复杂环境下进行自动规避。二是“智能船舶1.0”项目于2016年启动，运用智能化技术解决船员在监控、经验、决策等方面存在的缺陷。三是武汉理工大学于2017年启动的“安全辅助驾驶”项目，根据长江下游蒸汽渡轮的航行和环境，研制了一套安全辅助驾驶系统。另外，交通运输部水利科学研究院于2017年进行了无人驾驶船发展模式，预测了到本世纪中期，智能船舶对航运产业的影响。
3.2 近期主要研究项目情况
目前，我国已完成了国家重点研发计划“船岸协同”的船舶智能驾驶技术研究。在近3年的研究中，初步形成了船舶智能航行与控制协调思想，并在“智飞号”及两条内河货轮上进行了应用。“智飞号”是全球最大的智能化集装箱船，船长115米，装载能力316 TEU，已具备自主规划航线、环境感知认知、自主循迹、避碰、遥控驾驶等多项功能。中国航协在2022年年初，根据《船舶智能航行系统等级划分与技术水平评定》标准（T/CIN003-2021)，组织国内一流的舰长和，在现场进行远程驾驶和自主驾驶试验，对“智飞号”进行了实地试验。
此外，山东海事局、交通运输部水利科学研究院、交通运输部北海航海保障中心、智慧航海（青岛）科技有限公司联合承担的强国试点项目“智能航运关键技术研究与试验”，包括智能航行海上实验、测试场建设和智能航行关键技术与装备研发正在实施中。与此同时，交通运输部还组织开展“智能航运先行示范”项目，目标是将沿海散货、沿海集装箱、水陆协同、旅游一体化船舶和具有代表性的内河船舶等进行智能航运试点。
酒瓶盖中国已经积累了大量的研究和应用实例，并组建了一支具有一定规模的科研力量。其中，大连海事大学、交通运输部北海航海保障中心、武汉理工大学、交通运输部水利科学研究院、哈尔滨工程大学、中国船级社、7704研究所等直属海事局为研究力量。
4我国智能航行技术发展展望
船舶智能航行技术的发展方向是：在开放海域采用自主航行，在复杂海域采用远程控制或辅助方式。《中国智能航运技术与产业化发展路线图》是中国科协在2020年发布的，由中国航海学会联合交通部等多个部门及权威人士，对中国船舶智能化技术的应用提出了以下预期：“十四五”时期，我国将实现7.5%的关键技术，“十五五”时期将达到74%，“十六五”时期将达到100%。总的来说，我国船舶智能航行技术的发展前景比较乐观。
根据以上预测和相关因素的分析，中国若能有效地实施相应的策略，可以制定如下发展目标：到2025年，中国的智能航运技术和产业化将基本达到世界领先水平；到2035年，我国船舶智能化技术和产业化将达到世界先进水平，新的船舶形态全面智能化，自主驾驶和沿海自主驾驶船舶的比例在30%以上；2050年，智能船舶技术和产业化将达到世界先进水平，智能化、网络化的船舶服务供应将遍布世界各地，并形成高品质的智能航运系统。气体放电灯
5 结束语
总之，目前国内外的智能化船舶技术都以实现船舶和相关装备的无人化、自主化为目的，
逐渐从单一功能向全船人机融合、无人驾驶转变，以增强辅助驾驶、远程驾驶能力为主要特征的自主航行技术。
参考文献
[1]李永杰,张瑞,魏慕恒,张羽.船舶自主航行关键技术研究现状与展望[J].中国舰船研究,2021,16(01):32-44.
[2]范爱龙,贺亚鹏,严新平,王骏腾.智能新能源船舶的概念及关键技术[J].船舶工程,2020,42(03):9-14.
[3]封波.智能船舶发展战略规划研究[J].船舶工程,2020,42(03):1-8.
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议