船舶自主航行关键技术研究现状与展望

船舶自主航行作为智能船舶的显著特征,日益受到工业与海事企业的关注.为把握船舶自主航行现状和发展方向,开展相关关键技术研究调研与综述.分析近三年国内外船舶自主航行技术的发展现状,针对航行态势感知、认知计算、避碰决策、航行控制、赛博安全等关键技术,剖析其技术内涵、研究现状与应用情况.针对智能航行关键技术现状与技术需求,从态...     

自主航行船舶的技术路径

<正>自主航行三大核心技术为态势感知、运动控制和智能决策。智能航运已经成为航运业发展的一个主要方向,船舶自主航行技术是实现智能航运的关键技术。随着人工智能技术及高速处理器在近十年来的高速发展,自主航行技术的发展已经初具雏形,具有自主航行技术的船舶已经开始进行试验,在未来几年内具有商业价值的自主航行船舶将进入运营阶段。     

虚实融合的智能船舶测试验证评估技术体系

正根据中国船级社2020版《智能船舶规范》中的描述,智能船舶包含八大功能模块,分别为智能航行、智能船体、智能机舱、智能能效管理、智能货物管理、智能集成平台、远程控制船舶和自主操作船。其中智能航行、远程驾控和自主航行功能是当下重点关注的研究难点。面向智能船舶各项功能的实现,亟需突破一系列技术瓶颈,包括信息感知技术、通信导航技术、     

浅析船舶智能航行驾驶模式与对外信息交互协同

为了厘清船舶智能航行状态下的船岸、船船协同关系,梳理了船舶航行的23项活动、行为及其相关方.结合实例分析了船舶智能航行各种驾驶模式及其转换与发展趋势,简要介绍了遥控驾驶和自主驾驶模式下的船船协同、船舶与岸端机构的信息交互和协同,为提高智能航行信息交互效率,认识智能航行的船船、船岸协同关系和构建基于船岸协同的智能航行与控...     

智能船舶技术发展与趋势简述

近年来,智能船舶技术已受到全球造船界与航运界的广泛关注。智能船舶以实现船舶及其配套设备、航行环境的智能化、自主化发展为目标,深度融合传统船舶设计与制造技术以及现代信息通讯与人工智能技术。通过从部分设备智能到全船智能系统、从内河到远洋、从单船智能航行到协同智能编队航行、从人机共融到远程自主的逐步发展,实现其以增强驾驶、辅助驾驶、远程驾驶、自主驾驶等为代表的阶段性功能,最终呈现智能航运新业态。     

“HiNAS 2.0”为何如此特别？

<正>搭载“HiNAS 2.0”的大型船舶远洋航行测试数据有望进一步帮助船东了解智能航行系统的经济和社会效益,促进智能船舶相关技术的发展和应用。随着人工智能技术的不断发展和创新,自主航行已成为未来方向和趋势。2023年3月14日,HD现代集团（原现代重工集团）旗下的船舶自主航行解决方案公司Avikus与泛洋海运（Pan Ocean）、     

智能船舶关键技术未来趋势

<正>2021年11月18日,全球第一艘全电动自主航行集装箱船Yara Birkeland开启处女航。2022年伊始,日本紧锣密鼓推动自主航行海试。目前已完成客船、沿海集装箱船、沿海汽车渡船等船型的自主航行示范验证。通过一系列的示范验证,日本希望将无人驾驶技术广泛应用于内航船舶。疫情之下,智能船舶在相关技术强力加持下发展风生水起。洞察相关关键技术发展动向,对把握和促进智能船舶健康发展具有重要意义。     

基于驾驶实践的无人船智能避碰决策方法

[目的]为实现沿海无人驾驶船舶自主航行,充分考虑无人驾驶船舶智能避碰决策的合理性和实时性后,提出并建立一种基于驾驶实践的无人船智能避碰决策方法.[方法]首先,以本体论为基础,设计无人驾驶船舶航行态势本体概念模型,并结合《国际海上避碰规则》及良好的船艺将船舶航行态势量化划分为12种会遇场景;然后,从驾驶实践的角度改进影响...     

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...     

航行控制算法的智能评估架构设计

控制算法测试验证评估是确保智能船舶航行性能可靠性和安全性的关键。本文梳理了国内外智能评估技术的发展现状,以Transas船舶航行模拟器为船舶智能航行虚拟测试平台,进行航行控制算法测试评估。根据船舶直线段和弯曲段航行特征建立评估指标,提出航行控制算法智能评估系统的设计思路、框架结构和构建流程,初步建立虚拟仿真测试下的船舶航行控制算法智能评估体系,指出该智能评估系统所涉及的关键技术。基于以上研究,对船舶航行控制算法虚拟测试评估技术和未来改进方向进行总结。     

智能船舶创新发展思考

围绕智能船舶创新发展,提出狭义和广义两种概念,归纳其呈现的五大技术特征:全面信息感知、高度自主航行、超级节能环保、绝对安全可靠、群体智能协同。在此基础上,总结船舶智能化和智能船舶两种发展路径,为相关研究人员提供参考,共同推动我国智能船舶发展能力的全面提升。     

交通运输公益卫星系统建设助力智能船舶发展

当前,智能船舶仍处于探索和发展的初级阶段,稳定可靠的船岸通信则是未来智能船舶运营的基础支撑。文中在研究智能船舶与通信卫星产业发展现状的基础上,结合国内外智能航运通信发展规划,提出通过推进航运与卫星产业融合发展、建立自主可控的交通运输公益卫星系统,以保障未来智能船舶运营发展与航行安全。     

基于安全会遇距离模型的智能船舶航行行为可靠性评估

为提高智能船舶的可靠性和航行安全性,提出了一种基于安全会遇距离模型的智能船舶航行行为可靠性评估方法.文章构建智能船舶航行行为可靠性评估指标体系,并运用船舶安全会遇距离模型,建立智能船舶在两船互见会遇场景中的航行行为故障判断流程,研究在不同会遇场景中智能船舶航行行为可靠性指标值并进行对比分析.研究结果表明,该可靠性评估方...     

基于网络感知信息的船舶航迹规划智能避障方法

为实现智能避障,确保船舶航行安全,设计基于网络感知信息的船舶航迹规划智能避障方法。高效感知船舶本身及附近环境信息,精准获取船舶本身及附近船舶位置信息。依据位置信息构建船舶航迹规划中碰撞危险度模型,判断本船是否存在碰撞危险。若存在碰撞危险,则采用模糊神经网络智能控制船舶航行方向完成智能避障。试验结果表明：该方法可精准感附近信息,在简单与复杂航迹环境下均能够实现智能避障;本船与附近船舶距离高于安全距离,船航向角变化曲线平稳、无抖动情况,确保船舶航行安全。     

船舶智能航行安全风险及其演化研究

认知安全风险是构建基于船岸协同的船舶智能航行系统的前提条件.基于船岸协同关系研究结论,根据船舶智能航行系统技术特点和"智飞"号智能航行测试结果,研究构建了船舶智能航行风险演化概念模型及其数学表达模型,分析了无人化趋向、基于航行场景和连锁效应下的风险演化一般规律及其特征,为船舶智能航行风险认知和管控、政府治理以及基于船岸...     

《智能船舶规范》将于2016年3月1日生效

<正>从中国船级社网站获悉,《智能船舶规范》是基于中国船级社近年来的科技研究成果,并充分考虑了国内外有关智能船舶的应用经验和未来船舶智能化的发展方向编制而成。CCS智能船舶规范体系由智能航行,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六大功能组成。智能化程度上,分别从船舶数据感知、分析、评估、诊断、预测、决策支持、自主响应实施等方     

考虑船位预测不确定性的船舶碰撞危险度计算方法

[目的]船舶碰撞是威胁智能船舶航行安全的主要因素。船舶碰撞危险度计算模型应及时发现船舶航行中潜在的碰撞风险,为智能船舶的自主避让决策提供依据。[方法]首先,根据船舶领域侵入程度与侵入时间等参数,分析基于领域的碰撞危险参数计算模型,将航行场景划分为单船会遇局面和本船与船舶群组的会遇局面,给出一种新的多船会遇情况下的碰撞危险参数计算模型;其次,基于维纳过程对船位预测不确定性进行建模,根据卡方分布获取船位预测不确定性椭圆;最后,给出考虑船位预测不确定性的碰撞危险参数计算方法。[结果]该计算模型能够考虑船位预测不确定性对船舶碰撞危险的影响。[结论]可以进一步保障智能船舶的海上航行安全。     

自主航行船舶控制系统架构与关键技术

随着大数据、物联网和人工智能技术的发展,近几年自主航行船舶(无人船)研究成为行业研究的热点.MUNIN项目是最早研究无人商船的项目[1-3],该项目研究并验证了自主航行商船的概念和可行性.MUNIN项目引起了多方对自主航行船舶的广泛关注.挪威建立了世界上第一个自主航行船舶测试区,成立了自主航行船舶论坛NFAS[4].Rolls-Royce公司公布了由其引领的"高级无人驾驶船舶应用开发计划"(AAWA)项目[5-6]研究无人船舶,主要研究感知系统(Intelligence System),近期在挪威开展了自主航行船舶的测试[7].Kongsberg公司已经完成了自主航行船舶的水池测试,并且与氮肥料厂商合作开发一条自主航行船Yara Birkeland[8],并与挪威航运巨头威尔森集团成立了自主航行船公司Massterly[9].     

基于区块链技术的船舶智能航行大数据平台仿真

当前平台可以实时监测船舶在海上航行的动态,但功能和性能无法满足用户的需求,为此提出基于区块链技术的船舶智能航行大数据平台。采用区块链技术设计船舶智能航行大数据平台架构,利用RMTP925DB型号芯片设计船舶航行大数据采集复位电路,设置数据压缩节点在传输过程中的请求速率在带宽容量范围内,计算终端接收到船舶航行数据包总数。通过压缩门限值采集船舶航行过程中实时数据,根据船舶航行数据压缩空间的判断,压缩了船舶航行大数据,结合船舶航行领域模型的构建,实现船舶智能航行大数据平台设计。测试结果表明,本文平台功能可以满足用户的需求,提高了服务效率。     

智能航行船舶的治理

习近平总书记指出,经济强国必定是海洋强国、航运强国.智能航运是航运强国建设的综合性抓手,也是全世界航运竞争的主战场之一.2018年12月,工业和信息化部联合交通运输部、国防科工局发布了《智能船舶发展行动计划(2019-2021年)》,目标是经过3年努力,形成我国智能船舶发展顶层规划,初步建立智能船舶规范标准体系,突破智能航行核心技术,完成相关重点智能设备系统研制,实现远程遥控、自主航行等功能的典型场景试点示范,保持我国智能船舶发展与世界先进水平同步.2019年5月,交通运输部联合工业和信息化部、国家发改委、科学技术部、财政部、教育部和中央网信办发布了《智能航运发展指导意见》,首次系统地针对智能船舶、智能港口、智能监管、智能航行保障和智能航运服务这5个智能航运的组成要素提出了发展目标、主要任务和保障措施,由此,智能航运发展走上了快车道[1].