智能船舶的未来与发展

张玉泉 孙世虎

摘  要：船舶作为水路运输的主力军，其发展问题受到了世界范围内的关注。近年来，随着网络通信技术、大数据、物联网和人工智能的不断发展与广泛应用，船舶驾驶与操纵也开始向智能化的方向发展。为了使大家更多地了解智能船舶，认识到智能船舶对我国乃至全世界水路运输的积极作用，本文对智能船舶的未来与发展进行了浅显的分析和研究。

关键词：智能船舶  发展现状  关键技术  未来与发展

中图分类号：R61                              文献标识码：A                 文章编号：1674-098X（2020）08（c）-0057-03

Abstract： As the main force of waterway transportation， the development of ships has attracted worldwide attention. In recent years， with the continuous development and wide application of network communication technology， big data， Internet of things and artificial intelligence， ship navigation and maneuvering also began to develop in the direction of intelligence. In order to make us know more about the intelligent ship and realize the positive role of the intelligent ship to the waterway transportation of our country and even the whole world， this paper analyzes and studies the future and development of the intelligent ship.

Key Words： Intelligent ship; Development status; Key technology; Future and development

智能船舶就是利用传感器、通信、物联网等现代化技术手段，自动感知和获得船舶自身、海洋环境等方面的信息，并且在计算机技术、自动控制技术等手段的作用下，实现船舶航行、管理、运输等方面的智能化，具有安全性高、可靠性强、节能环保等优势。当前，虽然智能船舶在多种技术手段的作用下实现了迅速发展，但总体的发展还尚未成熟，在这种情况下，需要我们做进一步的探索和实践。唯有注重相关技术的研究应用，才能够保证智能船舶未来的发展进程，进而满足人类社会对智能船舶的发展所需。

1  当前智能船舶的发展现状

因智能船舶是世界范围内关注的热点话题，所以各个国家在智能船舶的发展道路上存在着较大的差异，对智能船舶的建造有着独到的见解。下面笔者以挪威、英国、日本和中国为例，就智能船舶的发展现状进行简单论述。

对于挪威来说，在20世纪80年代就有相关企业提出了船体结构监测的需求，并于提出后便开始紧锣密鼓的研究，但在多种因素的影响下，使得该项研究结果不了了之，智能船舶的研究也石沉大海。到了20世纪90年代末，有关专家将光纤结构健康监测系统应用在“盾牌”号快速巡逻舰的MARINTEK耐波性水池的耐波性实验中，不但达到了预期的效果，还为后续的船体设计提供了重要的保障。进入21世纪后，挪威船级社DNV再次提出“航运2020”，并在2015年进行更新，将“船舶混合推进”与“连通性”两大技术应用其中。上述两项技术的应用与不断创新，为挪威智能船舶的发展提供了重要的保障。

对于英国来说，因其具有全球最大船舶设备供应商之一的称号，所以罗尔斯·罗伊斯公司（英国著名的航空发动机公司）格外注重智能船舶的发展，相继提出了无人船舶、船舶智能化等概念，并于提出后投入了大量的技术。比如说，2013年研制的无人驾驶货船，这种货船不仅具有可操作、可控制等优势，而且不受地域的限制，可以航行到世界各地。不仅如此，罗尔斯·罗伊斯公司于2016年下旬发布了“遥控无人船舶——下一步”的白皮书，预计在2020年用于商用。英国罗尔斯·罗伊斯公司对智能船舶做出的贡献，既可以巩固自己全球最大船舶设备供应商的称号，又能够推动世界智能船舶的发展进程，具有切实可行的现实意义。

对于日本来说，自SSAP项目于2014年正式启动，智能船舶的发展及建设工作便受到了相关行业的重视，如JSMEA（日本船舶机械与设备协会）、三菱重工、川崎重工、东京机器株式会社、日本邮船等，同时将“建立船舶及岸上获取船舶设备数据的标准化，逐步提升船舶的安全性与环保性”视为统一目标。当前，在造船、航运等单位的积极参与，以及科学技术的日益创新，日本智能船舶的发展技术已达到一定的高度，实现了安装应用。不仅如此，日本智能船舶项目团队借助信息技术与互联网技术特有的功能，将智能船舶应用平台创设为IMO E-Navigation测试版，并规范、统一涉及的所有工作。此外，日本在智能船舶的研究领域中也大施拳脚，相继推出了10多項国际标准研制，囊括了船舶通道、航行记录、信息传输等领域，同时将智能船舶定义为“国际海事立法发展战略中核心目”。如此一来，既能推动日本造船工业的发展进程，又能促进国家综合实力与国际竞争力的提升。

对于中国来说，自互联网、物联网、大数据等技术手段在船舶行业中的应用，造船企业就予以其足够的重视，同时认识到智能船舶对我国水运交通发展的重要性。在现实中，造船企业不仅积极开展科学技术与船舶之间存在的相互作用的研究，而且在2015年将海洋工程装备和高技术船舶作为重要发展领域，这足以证明我国对智能船舶的重视程度。此外，随着我国对智能船舶的重视程度日益提升，许多相关单位、专家和学院也跻身其中，如武汉理工大学、同济大学、中国舰船研究院等，有了这些专家和学者的鼎力相助和不懈努力，属于“中国制造”的智能船舶将会在不久的将来扬帆起航。

2  智能船舶的相关技术

智能船舶的发展与所使用的技术手段有着密切的联系，换言之，智能船舶的未来发展离不开技术手段的支持与维护。通过对智能船舶的深入了解发现，涉及的主要技术包括以下几项：其一，信息感知技术。信息感知技术是指在各种传感设备、网络系统和信息处理器等技术手段的作用下，船舶可接收到来自自身或周围环境的信息，以保证船舶的安全、稳定航行;其二，通信导航技术。通信导航技术作用于船舶上的各系统与设备之间，担任着船舶与船岸，船舶与航标之间的信息交流工作，我们所熟知的通信方式有VHF、海事卫星、手机网络等;其三，能效控制技术。能效控制技术作用于智能船舶的主要目的之一是控制船舶航速，使其存在的吃水、装载量、航线等问题得到优化，将“绿色船舶”的发展目标变为可能;其四，自主航行技术。自主航行技术即无人驾驶，该技术所指的是利用智能化技术、控制技术等手段分析船舶获取的信息，然后根据实际情况重新规划航行路线和航速，從而使航行安全得到保证;其五，状态监测与故障诊断技术。状态监测技术是一种以监测设备振动发展趋势为核心的监测预警技术，将其应用在智能船舶中，可对船舶的航行状态做出准确的判断，如是否处于稳定状态或正在恶化，而故障诊断技术就是根据船体的运行路径、状态等分析是否处于异常状态或故障状态，并对造成故障的原因进行判定，如触礁、撞船等。

3  智能船舶的未来与发展

通过对国内外智能船舶的发展现状及其技术手段的实际应用了解到，虽然一些技术理论和方法已经日渐成熟，并成为智能船舶研究中不可或缺的重要支持，但还有部分技术缺少实际验证，将其应用在智能船舶研究中的时机还尚未成熟。从世界范围内的角度来看，尽管智能船舶得到了相关领域的重视，实现了迅速发展，但距离预期目标还存在着一定的差距;从中国的角度来看，信息技术、船舶技术、科学技术的综合发展提高了国家及相关领域对智能船舶的重视程度，但在具体的研究和发展中还存在着各种各样问题和缺陷，比如说缺少对大数据的分析利用，无法从中获取有价值的信息;对相关理论和技术的研究不够深刻;将智能船舶的研究重点放在海洋行驶上，缺少或没有对内河复杂的条件进行研究;并未根据自身的发展所需参考或借鉴国外先进的技术等等。

针对我国智能船舶在发展中存在的问题，相关部门及专家除了要对信息感知、通讯导航、自动控制等技术手段进行管控外，还要致力于解决自身存在问题，善于利用大数据提供的各项信息，详细分析后进行合理的运用;加强对理论知识和操作技术的研究;革新研究理念，改变研究方向，注重对内河复杂地形条件的研究;吸收借鉴英国、美国等西方国家先进的智能船舶技术，然后结合自身的实际情况予以有效的利用。只有加大对智能船舶的研究力度，对其涉及的技术手段进行渗透的研究，才能够在未来的某一天实现智能航行、智能船体、智能机舱、智能货物管理的各项目标。

4  结语

综上所述，计算机、互联网等技术手段作为人类迈向智能化领域的敲门砖，有着不可估量的作用，若是将相关技术应用在智能船舶的发展中，不但可以指明船舶行业未来的发展方向，实现其长久发展，对世界范围内的水路运输行业的蓬勃发展也有着十分重要的促进作用。

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