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...     

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,...     

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、     

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...     

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。     

自主船舶与有人驾驶船舶动态博弈避碰决策

[目的]为实现船舶的高效避碰与安全航行,针对自主船舶与有人驾驶船舶混合航行环境下的交互避碰问题展开研究,提出一种多智能体交互的船舶动态博弈避碰决策方法。[方法]依据驾驶实践,理解并分析混行环境下的船舶避碰问题,基于《国际海上避碰规则》量化船舶会遇态势及碰撞危险,引入动态博弈理论,将存在碰撞危险的船舶个体建模为博弈中具有独立思想的参与者,并以船舶的航向改变量为博弈策略,在船舶安全性收益、社会性收益及经济性收益约束下求解船舶的最优行动序列,以及将船舶驾驶员风格的差异化引入仿真实验中以验证避碰决策的有效性。[结果]结果显示,所提方法能够在自主船舶与有人驾驶船舶混行场景下实现多船的安全会遇;各船在面对不同驾驶风格的目标船舶时均能类人地调整自身的行为策略,从而实现安全避让。[结论]所做研究可为自主船舶及有人驾驶船舶的避碰决策提供参考。     

船舶航行数据远程采集系统

介绍了一种基于卫星通信的船舶数据远程采集系统,该系统采用嵌入式控制设计,组合船舶C站和自动识别系统(AIS)设备组建系统,利用C站的卫星通信功能接收陆地远程控制指令,通过嵌入式控制系统实现对C站和AIS设备的远程控制。采集C站和AIS设备中的船舶航行信息,通过卫星通信将航行信息传送到陆地船舶管理系统,实现了船舶数据的远程采集,为提高船舶自动化和现代化管理水平提供了技术平台。     

吊舱式推进系统在实船上的集成应用和接口分析

对吊舱式推进系统在智能型无人系统母船上的集成应用和接口进行分析,对智能航行与远程控制系统的集成和智能航行与吊舱式推进系统的接口进行分析。阐述智能型无人系统母船的人工驾驶、智能航行和远程控制等操作模式及其控制逻辑,为类似智能船舶的设计与建造提供借鉴与参考。     

智能船舶远程驾驶控制技术研究现状与趋势

阐述智能船舶及其远程驾驶的发展背景.基于目前大多数无人船艇远程控制存在的问题,在分析智能船舶远程驾驶需求和场景的基础上,提出基于人机共融理念的智能船舶远程驾驶框架.针对不同的远程驾驶模式,提出技术等级和相关的关键技术.通过借鉴交叉领域网络控制系统的发展成果,指出网络时延补偿、网络丢包补偿、安全应急、运动模型应用、运动控...     

面向智能航行的货船“航行脑”概念设计

提出"航行脑"系统的概念设计。该系统是服务于船舶智能航行的人工智能系统,由感知、认知和决策执行等3个功能空间组成。"感知空间"获取船舶在航环境和自身状态信息;"认知空间"根据感知的信息抽象出航行态势,实现自身状态辨识,最终基于人工驾驶记录和机器学习建立智能船舶驾驶行为谱;"决策执行空间"利用"感知空间"反馈的信息修正"认知空间"的态势认知,在驾驶行为谱的支持下实现对智能船舶的鲁棒控制。分析"航行脑"系统的"感知空间""认知空间"和"决策执行空间"等关键技术,并展望"航行脑"系统在智能货船上的应用,以实现货船的智能航行,达到减少配员、降低排放和提高船舶航行安全性的目的。     

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].     

现有标准在船舶智能航行领域的适用性分析

介绍船舶智能航行的现状,并结合自主航行等级划分情况,从自主导航角度入手,探讨现有国际标准、国家标准和行业标准在船舶智能航行领域的制定发布情况,通过对技术条款的分析给出相关标准制修订建议。     

“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）、     

浅谈无人艇搭载智能设备在航标巡检领域的应用

随着无人艇技术和智能设备的快速发展,其在航标巡检领域的应用前景日益广阔。无人艇具有稳定可靠、高效精确的优点,能够适应复杂的水域环境。而智能设备如高清摄像头、传感器、AIS系统、北斗定位技术和无驾驶技术等,可以为航标巡检提供强大的技术支持,提高巡检效率和精度。通过无人艇搭载智能设备,可以实现无人化操作,降低人力成本,远程监控航标状态,及时发现航标故障,保障航行安全。尽管面临技术成熟度、安全隐私和法规政策等挑战,但无人艇搭载智能设备在航标巡检领域的应用具有广阔的发展前景。     

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。     

智能船舶航行态势感知技术现状

作为船舶智能技术体系的关键组成部分，航行态势感知近年来引起了广泛关注。为了能把握船舶航行态势感知的发展方向，文章从船舶航行态势感知的概念、感知设备和感知信息处理及融合技术等3方面介绍了船舶航行态势感知技术的发展现状。在此基础上，就现阶段船舶航行态势感知所面临的信息深度挖掘不够、综合感知能力不强、评测体系缺乏的问题进行了讨论，最后对船舶航行态势感知的未来发展进行了展望。     

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。     

船舶动力装置可组态智能故障诊断系统设计

旋转机械是许多船舶动力装置的核心设备,其设备状态与安全性直接关系到船舶航行的安全.为了保障船舶安全正常航行,针对当前船舶动力装置故障诊断系统的不足,研究开发了基于旋转机械监测诊断技术、数据库技术、网络技术以及组态式软件技术的船舶动力装置可组态智能故障诊断系统,介绍了该系统的体系结构、硬件结构、软件功能、网络技术及特点....     

智能船舶航行系统测试的方法与体系

如何对智能船舶航行系统进行测试，是世界各国及相关国际组织在智能船舶发展过程中面临的一个重大挑战。在机器学习(Machine Learning, ML)、人工智能(Artificial intelligence, AI)等技术大量应用的背景下，传统的导航系统测试方法已难以有效覆盖智能航行技术的新特征。本文在概述与分析了智能船舶航行系统的功能特征和测试需求基础上，总结了现有智能系统测试方法的优缺点，提出了智能船舶航行系统测试思路和方法，并构建了一种以场景为中心，多种测试方法协同的智能船舶航行系统测试体系，旨在提高系统研发测试效率，促进智能船舶产业发展。