无人船发展趋势探析

郭海洋　王威　李正军

摘 要：随着定位导航技术、人工智能技术、通信技术等科技的发展，无人船将会有巨大的应用前景。本文主要从国内外无人船的发展现状、关键技术以及发展应用等方面进行探析，为无人船的深入研究和发展提供参考。

关键词：无人船;关键技术;发展应用

随着新技术在船舶行业的发展应用，无人船将是未来的主要发展方向，世界大国都在致力于无人船的发展战略和规划。无人船具有安全、经济、高效特点，不仅能够降低人为产生的错误而造成的风险，也能节省船员活动场所、空调、排污设施等占据的空间，降低成本。虽然无人船还存在技术（船舶、感知、通信、控制、远程监控、网络化等）及其它不确定性，但这是发展方向。本文就国内外无人船的发展现状、关键技术和发展应用进行探析。

1 无人船发展现状

最早被应用的无人船是在二战时期用于清除障碍物和水雷，主要通过遥控技术操作实现。随着科学技术的发展，美国和以色列率先进行了无人船研究，并先后将研发的“斯巴达克侦察兵”无人船、“保护者”无人船装备于部队。其他各国也紧随其后，都在致力于研发无人船，以抢占市场，特别是近几年来，无人船研发取得了很多成果。

2008年，美国通用动力公司研制了一种无人作战水面船，该船全长12.3m，空船总重7800kg，有效载重2300kg，最大航速35kn，单次续航达24h。

2016年，美国国防高级研究计划局研制了一种大型反潜战无人船，该船全长40m，重140t，最高时速为27kn。

2017年，康市伯、挪威Yara集团、Marin Teknikk公司共同研制了“Yarn Birkeland”号无人集装箱船。该船是全球首个采用电力推进零排放的无人船，全长80m，宽15m，最大航速13kn，可以实现自行避障和靠岸。

2019年，中国船舶重工集团有限公司第704所、交通运输部水运科学研究院、智慧航海（青岛）科技有限公司联合研发了“智腾”号。该船是我国首艘海上自主航行实验船。该船全长21m，宽5.4m，航速14kn，具备自主航行、自主靠离岸、自动避碰和远程遥控等功能。

2019年，珠海云州智能与中国电信公司签署了国内5G+天通一号卫星空天一体无人船应用战略合作协议，研发空天一体无人船，用于全国水污染监测服务。

2 无人船关键技术

无人船技术涉及材料、感知、通信、动力、导航、自动化、远程监控、控制等多个领域，但是其关键技术在于感知、动力、导航和控制。感知技术能够对周围环境进行自主、准确、有效的认知，为无人船提供了“眼睛”和“耳朵”;动力技术能够为设备、仪表和任务载荷提供电源，为无人船提供动力源;导航技术为无人船提供位置、速度、航向和姿态等信息，保障无人船安全航行;控制技术为无人船提供了稳定地做出各种航行所需动作。无人船智能控制是关键技术中的关键，是整个技术中的核心，能够通过视觉识别目标信息，从而控制无人船，使其自主稳定航行。

感知技术。未来，针对无人船任务需求多、环境影响因素大等特点，研制出适合无人船搭载的模块化多传感器，同时加强多传感器融合技术研究，形成相应的理论体系，提升环境感知能力，将是我国无人船感知技术重点研究方向。

动力技术。目前，无人船的动力源主要是电池、汽油或柴油发动机。未来将向电力模式和混合动力模式方向发展。

导航技术。目前，无人船的导航技术主要是卫星导航技术、捷联惯导技术和组合导航技术。未来将向组合导航技术方向发展，可以融合各种技术优势，增强导航的精准度和可靠性。

控制技术。控制是无人船的“大脑”和“心脏”，是整个技术中的关键核心，智能控制将是重要研究方向。未来无人船可以将人工智能技术与控制方法结合起来，以满足各种任务的航行需求。

3 无人船发展应用

我国云州智能科技有限公司、海兰信、中国船舶重工股份有限公司、华测公司、武汉劳雷绿湾等许多公司都在进行无人船技术研究并取得了一定成果。目前，主要针对是民用方面进行研究。2018年，中国船级社（CCS）签发了首艘无人船“瞭望者3号”入级证书。2019年，国内在广东珠海的香山海洋科技港建成了首个无人船研发测试基地，该基地由珠海云州智能科技有限公司主持。该基地的建立为我国海上无人系统与智能系统的研发、设计、实验等提供了平台和发展方向。从上面可以看出我国无人船研发正向国际接轨，未来将向体系化、智能化、模块化、群体协同化方向发展。

随着各国对无人船发展的重视，将依据各国需求，对无人船展开研究，未来无人船将向军用、科考、海运3个方向应用，目前，军用、科考已经研制并具体运用，海运方面也将实现。随着技术的发展以及智能化技术的提高，无人船也将被广泛应用于事故监测及救援、测绘、石油开采等领域。

4 结语

无人船对船舶的发展具有极大的应用价值，适应市场对船舶高效、环保、经济等性能的要求，也能为船舶轉型升级及竞争力提升带来更多的机遇，未来的应用也将越来越多。本文介绍了国内外无人船发展现状，从感知、动力、导航、控制4个方面分析了无人船的关键技术，并展望了发展应用。随着科学技术的发展和国家经济市场发展需求，应加大对感知技术、动力技术、导航技术和控制技术的研究，增强我国无人船技术的核心竞争力，同时加强无人船理论创新研究，尽快形成体系化和模块化无人船装备，提升我国无人船实力。

参考文献

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[2]申云磊，高霄鹏.无人艇的研究现状与进展[J].船电技术，2018，38（9）：7-10.