绿色航运发展趋势及燃料电池船舶的应用前景

船舶与港口排放带来了日益严重的环境污染问题，燃料电池作为船舶新能源技术之一，因其效率高、排放清洁、噪声和震动小等优异特性，在船舶节能减排和绿色航运发展中倍受关注。本文分析了我国绿色航运发展趋势，进而介绍了船舶新能源技术和燃料电池技术及特性。综述了燃料电池船舶在国内外的研究与应用进展，重点讨论了燃料电池船舶应用前景，展望了燃料电池船舶的未来发展方向。     

新能源在船舶上的应用研究现状及展望

为应对全球范围内日益严苛的环保要求和强制性减排法规的实施,节能减排逐渐成为船舶行业发展的主流方向,由此,新能源在船舶上的应用也受到持续关注.阐述风能、太阳能、新型动力电池、核能和波浪能等常见新能源在船舶上的应用方式,对国内外新能源船舶的应用研究现状进行综述.通过对比研究当前各种新能源船舶的优缺点,提出存在的技术短板和发展方向,并依据现阶段科研水平展望新能源船舶的发展趋势:多种新能源供能的智能化环保化船舶将逐步取代传统柴油机船舶,未来新能源船舶也必将迎来高速发展阶段.     

智能货运船舶研究现状与发展思考

智能货运船舶是涉及船舶设计、动力组成、状态感知、信息处理、通信控制、风险辨识、人工智能等多学科交叉的研究领域,其发展旨在使水路运输更安全、更环保、更经济。首先,分析货运船舶自主控制与决策的特点与难点,阐述国内外智能货运船舶的研究现状;然后,从智能航行、智能机舱和远程驾驶等技术方面,展望未来智能货运船舶的发展方向;最后,提出发展智能货运船舶的几点思考。     

遗传算法在新能源船舶电力系统优化与仿真中的应用

近年来,太阳能和风能等新能源在船舶领域有了比较广泛的应用,相对于传统的柴油动力能源,新能源具有环保、可持续等优点,合理开发和利用新能源,可以提高船舶电力系统的稳定性、可持续性。本文主要研究了新能源船舶电力系统的稳定性,引入了自适应遗传算法等先进技术,开发了新能源船舶电力系统的控制器,并对其稳定性进行仿真实验。     

智能船舶技术和无人驾驶技术研究

智能船舶概念的兴起以及智能船舶技术的日益发展,已使船舶智能化成为全球航运的大势所趋。文中结合中国船级社今年3月正式发布的《智能船舶规范》,具体介绍了智能船舶技术的六大功能模块(智能航行、智能船体、智能机舱、智能能效管理、智能货物管理和智能集成平台)的主要功能、技术要求,以及实现无人驾驶技术的主要功能和实现难点,对相关技术人员依据《智能船舶规范》进行设计、制造智能船舶方面具有一定借鉴作用。     

新能源与电力电子在船舶电力推进中的发展和应用

在新能源与电力电子技术飞速发展的今天，绿色交通工具已成国内外研究的热点，船舶电力推进系统将是其中重要的应用领域之一。本文主要论述功率变换装置在新能源供电系统中的核心作用、电力电子变换技术与现代电源技术的融合，探讨集成供电系统的电源变换、智能管理及安全控制等问题，并试图从系统结构、变流模式、控制方法和电力电子器件的应用等方面讨论船舶电力推进系统的应用。     

智能船舶主要技术分析与小型无人船研发

中国船舶航运事业正面临时代更迭以及新技术快速发展的严峻挑战。该文在智能船舶与智能机舱的涵义界定进行比较研究的基础上,分析了大数据挖掘处理技术、船机信息感知技术、无人船技术、智能机舱技术等主要智能船舶机电应用技术的特点和应用情况。小型无人船"芙蓉号"的试验研发,进行了方案设计、功能与硬件设计、算法优化和实船试验等方面的工作,对无人船技术研发有创新引领和经验积累作用。     

基于物联网体系的智能船舶设计探讨

物联网已成为当今世界新一轮经济和科技发展的战略性新兴产业,对船舶建造业的发展必将产生深远的影响。文章介绍了物联网基本概念及体系结构,将物联网技术和智能空间相结合,构建了集信息化、智能化、理解和决策控制为一体的"智能船舶空间",探讨了基于层次结构的船舶物联网系统设计,并分析了各层的功能、设备配置和技术要求。最后,设计实现了智能船舶的网络模型。     

智能船舶海上试验场建设现状及发展趋势

我国智能船舶面临较好的发展形势,船舶智能化、无人化将是船舶未来发展的主要方向。我国船舶工业和航运界在智能船舶领域进行了探索与研究,相关科研项目正在积极开展。智能技术工程化应用初显成效,已形成一定的技术积累和产业基础,基本与国际先进水平保持同步。但总体而言,全球智能船舶仍处于探索和发展的初级阶段,智能船舶标准体系、测试与验证体系亟待建立,智能技术工程化应用十分有限,相关国际海事公约法规研究刚刚起步。因此,急需建立大型智能船舶综合测试与验证海上试验场,实现复杂海况下智能船舶航行与作业能力验证,为智能船舶技术发展和智能船舶运营无人化提供有力保障。本文对国内外海上试验场发展现状进行介绍,并对面临的机遇与挑战进行了探讨。建设国家级的智能船舶海上试验场对提高我国航运智能化、安全、营运效率,降低航运成本具有重要意义,将大力促进我国船舶产业智能化升级,提升我国船舶制造和航运市场的国际竞争力。     

基于参数灵活配置的虚拟同步发电机在船舶自主电力系统中的应用

随着全球能源危机和环境污染的不断加剧,绿色环保是船舶未来的发展方向,各国研究者都在积极探索新能源在船舶平台上的应用技术,以实现船舶节能减排的目标。文章针对具有船舶特质的电力系统因新能源融入造成的脆性源增加和系统惯量减少所导致系统容易失稳抗干扰能力差、多种分布式电源之间功率的协调分配等问题进行研究,提出在船舶多模式电站中可采用一种基于虚拟同步发电机原理的并网逆变器控制策略,因其具有类似同步发电机输出阻抗大、转动惯量大和功率按下垂特性分配的特点,适用于船舶电力系统这类自主电力系统;还设计了虚拟惯量和阻尼系数的自适应调节策略,充分利用VSG虚拟惯量和阻尼系数灵活可调的优势,在不同工况下有效解决新能源设备和负荷突变引起的频率和功率的波动;通过仿真验证该控制策略在船舶新能源技术中的可行性。     

储能系统在智能型无人系统母船的应用

对电力推进科考船在科考作业时由于负载波动给电力系统带来技术难题进行分析，提出在电力系统中加入磷酸铁锂储能单元的解决办法，以实现利用储能单元具有的削峰填谷能力，使电力系统的运行趋于稳定。同时，以智能型无人系统母船为例，介绍储能系统兼具动力电池系统在船舶进出港时实现纯电力推进的零排放关键技术。提出含磷酸铁锂储能单元的电力推进配电系统的配置方案及其充放电调度控制方式，为工程人员设计类似科考船提供解决方案和参考。     

智能船舶航行功能测试验证的方法体系

智能船舶航行技术发展的核心在于构建从辅助决策到自主驾控的完整软硬件系统,实现人工驾驶到智能驾驶的演化,而核心技术的突破与软硬件系统的研发离不开完善的测试验证体系和健全的规范标准。对目前国内外智能船舶测试场现状进行综述,对以性能、能效、信息、智能为对象的智能船舶航行功能测试构想进行解析,最终提出以虚拟仿真为初试、模型测试为中试和实船验证为终试的智能船舶航行功能测试验证方法体系。     

新一代智能化舰艇发展初步设想

在工业4.0的背景下,智能船、无人船将是未来船舶主要的发展方向,目前国内外对智能舰艇的研究尚处于积极的探索和发展阶段。本文结合国内外智能化舰艇发展的主要现状,阐述新一代智能化舰艇的初步架构以及主要技术特点,为新一代智能化舰艇的发展提供理论基础和参考架构。     

A review of shipboard large-scale energy storage systems北大核心CSCD

储能系统是船舶中的重要设备,可为各类船舶负荷提供能源。随着电力推进技术的成熟,全电船舶已成为未来船舶设计的主要方向。在此背景下,储能系统将由主要为辅助负荷供能逐步发展到为多类型船舶负荷供能,特别是作为船舶动力系统的重要组成部分与各类船舶主/辅机配合,在满足船舶各类负荷需求的前提下提高船舶的经济/环保特性。功能角色的转变加速了大规模储能系统接入船舶,带来了储能系统的状态估计、能量管理、优化规划等一系列问题。首先,对目前的储能技术进行分类;然后,介绍典型全电船舶的分类方法并指出储能系统的应用场景;最后,提出大容量储能系统接入船舶后带来的若干亟待解决的技术问题,即船舶储能系统分布式控制、船舶储能系统适应性规划与优化,以及船舶储能系统状态评估。所做研究可为未来大规模储能系统在电力化船舶上的应用研究提供参考方向。     

Overview of intelligent ship route optimization methods北大核心CSCD

智能船舶航线优化在学术界和工业界均受到越来越多的关注。针对智能船舶航线优化问题,从航线设计方法和航线优化算法这2个层面,分别阐述各种设计方法和优化算法的特点。结合近5年来的最新研究成果,在分析国内外智能船舶航线优化技术发展现状的基础上,将航线设计方法归纳为3种,即基于气象数据的航线优化、基于油耗模型的航线优化以及基于航线库或航路点库的航线优化,剖析其技术内涵及应用情况;深入分析改进的等时线法、动态规划法、图形搜索算法、智能算法、人工智能和机器学习算法的特性及不足,总结归纳将各类算法应用于智能船舶航线优化时存在的主要问题。最后,简要展望智能船舶航线优化的发展趋势,为未来在该领域的研究提供一定的思路。     

波浪能在航船上的应用分析

为节约能源损耗,推进对海洋中波浪能的充分利用,概述了波浪能利用技术在船舶上的应用,分析现有波浪能装置在趸船或海洋平台上的应用,提出解决航行船舶利用波浪能的难题的总体思路,总结船舶使用波浪能利用技术的发展趋向;将波浪能发电装置应用于航行中的船舶,可以有效降低船舶航行时的碳排放,达到船舶节能减排的目的,实现绿色航运。     

基于智能控制的船舶辅机节能技术研究

随着船舶燃油价格上涨,船舶节能技术成为国际造船及航运行业的研究热点。文章介绍了一种基于智能控制的船舶辅机节能技术途径,阐述了智能控制的节能原理,提出了智能控制节能技术方案,通过实施变频调速、应用高效永磁电动机、根据全船平台信息进行自适应的辅机控制调节等技术来降低船舶辅机的能耗,达到船舶节能的目的。