全球智能船舶及规范发展动向

<正>在智能船舶的定义和规范方面,我国走在了世界前列,并且体系更为全面。近年来,无人交通工具创新浪潮风起云涌。在船舶领域,也出现了对无人驾驶船舶相关技术的研发热潮。由于船舶无人化不仅要求实现无人航行,还需要实现机舱无人运维、货物无人监管、无人维修等一系列问题,无法一蹴而就,但其所代表的船舶智能化发展     

基于物联网技术的无人船智能航行控制系统设计与实现

随着智能时代的来临,船舶的智能化、无人化逐渐成为工业界和学术界的关注重点,无人船(Unmanned Surface Vessel,USV)也随之应运而生。基于物联网技术,设计并实现了无人船智能航行控制的演示验证系统,该系统以STM32为主控核心;采用窄带物联网NB-Io T技术和AIS构建船-岸通信链路;采用多种传感器实现船舶自身和环境信息的智能感知;提出一种基于响应式禁忌搜索的PID参数自适应整定航迹控制算法,实现无人船的路径跟随功能;基于Android平台开发岸基支持中心显控软件,实现无人船远程操控、监测和数据共享功能。最后通过真实环境试验验证了系统设计的可行性和航迹控制算法的有效性。     

基于高斯混合模型的运动物体识别技术在高港船闸船舶进闸复核中的应用

船舶基础物理数据(长、宽、型深等)均记录在船闸调度系统数据库中,船舶过闸需要利用这些数据实现综合管理调度。为了确保各闸次的调度安全,需要针对船闸的实际情况,建立自动的船舶进闸前基础数据复核机制。本文结合高港船闸实际船情、水情,设计了高效、准确的船舶进闸复核系统,利用基于高斯混合模型的运动物体识别技术,实现了船舶识别抓拍、长宽复核等智能化监测功能,有效监管各类违章行为,提升了船舶进闸的安全管理水平和智能化程度。     

面向远海作业的智能船舶辅机

智能化是船舶辅机未来发展的重点方向,根据船舶辅机的特点提出实现船舶辅机智能化的目的和手段。通过分析智能船舶辅机的特征可知,大数据的特征是船舶辅机实现智能化的基础,智能操作的特征是船舶辅机实现智能化的手段。通过采用智能化技术,可显著提高面向深远海作业的船舶辅机的安全可靠性,有效延长设备的海上作业时间。     

基于无人船平台的“陆海空天”一体化海事智慧监管系统应用研究

近年来,随着信息技术与人工智能的快速发展,无人船舶智能化水平不断提高,无人船在海事监管工作中的应用逐渐进入探索阶段。为响应交通运输部海事局提出的“陆海空天”一体化水上交通运输安全保障体系战略部署,以无人船为核心平台,提出一种融合“陆海空天”智慧监管手段的一体化系统架构,详细阐述该系统各模块的具体功能及实现方案,探讨其在海事监管工作中的应用场景及优势。     

《智能船舶规范》下的机舱智能化探究

船舶智能化作为船舶设计领域技术变革的中坚力量,将使船舶设计从理念到方法发生质的改变。机舱堪称船舶的"心脏",船舶自动化的推进和发展在很大程度上体现在机舱的自动化程度上,各船级社规范中,也对机舱自动化有着详细的规定和要求。文章在介绍CCS《智能船舶规范》的基础上,对比智能船舶与无人机舱在自动化系统设计上存在的区别,并对机舱智能化的设计思路和智能机舱自动化系统的构建进行探究。     

面向远海作业的智能船舶辅机

船舶辅机智能化是未来发展的重点方向。本文根据船舶辅机的特点,提出了实现智能化的手段和目的,分析了智能船舶辅机的特征,其中大数据的特征是船舶辅机实现智能化的基础,智能操作的特征是船舶辅机实现智能化的手段,通过智能化技术,可以显著提高深远海作业的船舶辅机的安全可靠性能,可以有效延长设备的海上作业时间。     

海洋装备智能化与智能化装备思考

海洋装备游弋于海洋空间,承担着交通、开发和安全等重要职能,且与人工智能技术相结合,能够实现效能的倍增.通过对海洋装备的感知设备、控制系统、决策策略、运维技术和制造环境开展智能化改造,实现现有海洋装备的智能化;从海上无人机、水面无人艇、水下无人潜航器以及水下无人预置系统等方面,构建海洋智能化装备体系.从"装备智能化"和"...     

物联网技术在远洋船舶作业管理系统中的应用

在远洋船舶作业管理系统中,采用物联网技术,能够显著提升管理效率,同时降低了管理成本。而基于物联网技术的现场控制单元,具有相当高的性能水平,也能够与多种平台相互连接,能够实现无人值守,智能化管理的目的。本文采用ARM9为核心的物联网硬件控制平台,建立远洋船舶作业管理系统的工作平台,并在此基础上对网络管理算法进行优化,通过对网络的优化,提升智能化管理系统的作业效率,有利于提升其应用价值。     

无人船舶抗噪信号接收器设计

常规船舶信号接收器能够实现船舶信号的接收,但由于接收信号噪点较高,不适合无人船舶信号的接收,为此提出无人船舶抗噪信号接收器设计。利用10 MHz TCXO以及多次滤波方式,构建抗噪信号接收器系统结构,依托信号计算进行接收通道结构设计;基于接收器数据算法和判断指令运算方式,实现无人船舶抗噪信号接收器设计。试验数据表明,设计的无人船舶抗噪信号接收器较常规船舶信号接收器噪点率下降27.99%,适用于无人船舶信号的接收。     

无人船商业化运用下航海过失免责的适用问题分析

随着船舶智能化的推进,无人船的商业化运用已可预期,当无人船进入水上运输市场后,应明确航海过失免责是否适用于使用无人船载运货物的承运人、无人船的岸基操作员,以及适用航海过失免责对岸基操作员和无人船的要求。运用历史分析法和横向比较法,经分析得出无人船仍需要人的参与,航海过失免责规则将长期存续。分析结果表明:航海过失免责应适用于使用无人船载运货物的承运人和无人船的岸基操作员;岸基操作员应具备相应的适任能力,无人船应当适航;具体的适任要求和适航要求随着技术的发展需不断修订。     

船舶无人驾驶技术中的数据融合应用技术

无人驾驶船舶在海洋勘探、环境监测中发挥着重要的作用,是当前造船业和航海业的下一步发展方向,具有重要的科学和社会意义。然而,当前无人驾驶船舶的自动航行,仍需要较多的人工干预,一方面需要接收岸基控制中心的控制,另一方面为了保证较高的可靠性,通常需要在较好的海况和气象条件下工作,大大限制了无人驾驶船舶的使用范围。针对以上问题,本文提出一种基于多传感器数据融合的船舶无人驾驶技术,这种方法能够将雷达和卫星图像、传感器数据、GPS数据等相融合,实现全自动的无人船舶自动导航技术,从而大大减少人工干预,提升无人船舶遂行各种海洋任务的有效性。     

面向碳排放管理的船舶信息集成平台设计及应用

脱碳减排和智能化是船舶行业未来发展方向,通过对船舶行业碳排放相关法规的调研,以及对智能船舶系统需求的分析,本文设计了一种船舶信息集成平台,并基于该平台开发了CII碳排放管理系统,实现了船舶数据的一体化、船舶碳排放指标的数字化、智能化管理。提高了船舶运营方的管理效率,通过自动报表和辅助决策,帮助船舶符合碳排放法规的相关要求。     

无人艇:向未来进发

正随着通信、人工智能等技术的迅速发展和应用需要的强力推动,无人水面艇已进入飞速发展的黄金时期。智能化的无人水面艇在未来的军用、民用领域都将发挥越来越重要的作用。日前,在备受瞩目的上海海事展上,各种新技术、新产品争奇斗艳,互争雄长。无人艇作为对智能船舶高级阶段探索的一大成果,无疑成为了海事展上的焦点。为增进业界对无人艇的了解,中国船级社(CCS)在展会论坛上重点介绍了基于GBS理念编写的《无人水面艇检验指南》,并向珠海云洲     

基于内河航标的船舶智能识别和避碰预警系统的研究与实现

本文介绍了一种基于内河航标的新型智能化无人值守视频监测系统的研发,可有效解决内河航标被船舶碰触失常报警的实时核对与监测的棘手难题。通过研究,该系统通过嵌入航标灯的视频摄像头和神经网络计算芯片,在嵌入式设备中进行深度学习和神经网络计算,实现了传统被动示警设备变为主动预警设备,赋予了航标灯人工智能的识别和分析能力。可以对航标附近的航行船舶进行智能识别,主动去拍摄、分析、测算,并对贴近或有擦碰航标风险的过往船舶发出预警信号,可有效减少航标事故并对航道实施有效地贴近监控。     

无人船舶适航的配员标准研究

无人驾驶技术的发展,使得无人船舶成为可能。但是在现行国际条约和国内法下,适当配备船员是保证船舶适航的必要条件。无人船舶可能因船上无人操作而无法满足船舶配员的要求;岸上操作人员因不在船上也无法被认定为船员,无法享有船员的权利、承担船员的义务。现行制度需要做出适当调整,或者采用法律解释的方法加以适用,缓和船舶配员的要求、扩大船员的范围,方可适应、促进无人船舶技术的发展。     

欠驱动水面舰船航迹自抗扰系统的研究与设计

随着全球海洋经济的快速崛起,各种先进的智能化无人舰船被广泛应用在货物运送、远程协助、海上救援等领域,所以欠驱动系统也面临更多的挑战。本文所要研究的欠驱动系统不同于传统的全驱动系统,在该系统中系统输入量要小于实际控制所需的空间维度,因此需要重点研究在复杂海洋控制条件下的系统稳定性和控制能力。本文还结合船舶控制领域的自抗扰技术,优化推进电机的控制流程,通过提升电机控制的稳定性,从而进一步改善欠驱动船舶的控制能力,增强船舶在强干扰情况下的生存能力。     

数据挖掘在无人船舶目标图像识别中的应用

为了缩短无人船舶目标图像的识别时间,提高目标图像的质量,提出了数据挖掘在无人船舶目标图像识别中的应用。利用数据挖掘技术确定无人船舶目标图像的阈值,根据目标图像的阈值误差分割了目标图像,采用图像边缘点提取公式将图像边缘点连接成线,提取出目标图像的外轮廓,完成无人船舶目标图像的预处理;通过目标图像识别算法的改进设计,得到了目标图像的识别流程,实现了数据挖掘在无人船舶目标图像的识别中的应用研究。仿真实验结果表明,数据挖掘在无人船舶目标图像识别方法与基于航拍技术的目标图像识别方法相比,目标图像的识别时间缩短了35.1%。     

水面无人船驱动电机远程控制系统设计与实现

针对智能航运时代背景下的船舶远程操纵与控制,本文设计一种面向水面无人船的驱动电机远程控制系统。系统以Arduino 2 560为中央控制器,涵盖中央控制模块、电机驱动模块、无线通信模块和岸基操控端。系统通过远程控制驱动电机,实现船舶前进、后退、左转、右转等运动状态的转换;通过GPRS实现无人船端与岸基操控端的无线通信。试验表明,本文设计的驱动电机远程控制系统操作方便,通信流流畅,运行稳定,能够用于无人船远程操纵和控制,为无人船的发展提供支持。     

Application research on intelligent technology of unmanned surface vessel engine room北大核心CSCD

全自主无人舰船正在受到越来越多的关注,机舱智能化技术是无人舰船长航程全自主运维的基础,是实现其任务使命的重要保障。首先综述国内外机舱智能化技术的发展现状,然后,从无人舰船机舱智能化的任务需求出发,分析机舱智能化应用管控的对象范围,并归纳出机舱智能化5个方面的能力目标图像。进而,基于“应用-控制-现场”分级,提出机舱智能化技术应用总体架构和系统组成,以及实现机舱智能化的技术途径。最后,对未来无人舰船的机舱智能化技术发展重点进行讨论。提出的目标图像和应用方案,对无人舰船机舱智能化技术应用总体研究和机舱智能化技术发展具有一定参考意义。