淺析船舶智能化研究現(xiàn)狀及發(fā)展

周未明 王宏強(qiáng)

摘 要：綜合利用傳感、通信、信息、計算機(jī)等現(xiàn)代化科技，聯(lián)系船舶的實際運用環(huán)境及條件，促進(jìn)船舶航行、管理與服務(wù)的智能化進(jìn)程，并且有效提升其高效性、低消耗性、安全性等。本文針對船舶智能化研究現(xiàn)狀及發(fā)展進(jìn)行分析，希望能夠有效促進(jìn)船舶智能化的建設(shè)及發(fā)展。

關(guān)鍵詞：船舶；智能化研究；現(xiàn)狀及發(fā)展

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.10.042

如今，我國船舶領(lǐng)域不斷吸收、學(xué)習(xí)西方國家優(yōu)秀船舶智能化經(jīng)驗，而國內(nèi)也不斷自主研發(fā)及模式創(chuàng)新，進(jìn)而有效提升我國船舶智能化的水平。而船舶智能化的要求不但應(yīng)該在技術(shù)層面上有所提高，還應(yīng)該不斷完善船舶管理及服務(wù)。

1 船舶智能化研究現(xiàn)狀

1.1 船舶智能航行

由于計算機(jī)、傳感器、通信及信息等科技的不斷發(fā)展，有效促進(jìn)了船舶導(dǎo)航設(shè)備、自動化設(shè)備、環(huán)境感知設(shè)備的優(yōu)化及升級?，F(xiàn)今，在船舶領(lǐng)域中運用了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、信息物理系統(tǒng)以及大數(shù)據(jù)技術(shù)，使得船船、船岸實現(xiàn)有效的信息交互，這就為創(chuàng)建新一代綜合船橋系統(tǒng)（IBS）奠定了堅實的基礎(chǔ)。新一代IBS擁有非常多的優(yōu)勢，有優(yōu)質(zhì)的綜合導(dǎo)航；能夠自動操船；要是航行過程中存在故障，還能夠自動診斷等。此外IBS能夠有效監(jiān)控船舶周圍及自身狀態(tài)，如此不但能夠有效保障船舶的航行安全，還能夠有效節(jié)省經(jīng)營成本。另外，IBS的發(fā)展及人工智能的突破能夠推動船舶無人駕駛的開發(fā)。如今，船舶無人駕駛的趨勢肯定會成為船舶領(lǐng)域發(fā)展的趨勢。由于船舶無人駕駛具備較高的復(fù)雜性，并且計算量大、可靠性要求非常高，而很多理論及技術(shù)還沒有成熟，因此仍需不斷研究。

1.2 船舶智能管理與服務(wù)

船舶交通服務(wù)在船舶智能管理及服務(wù)中是非常重要的，并且為港口船舶管理、內(nèi)河交通管理提供了極大的便利，可是現(xiàn)今船舶交通服務(wù)只是覆蓋了重要水域，而主要的交互手段是雷達(dá)、船載自動識別系統(tǒng)及語音等，并不能有效監(jiān)控及管理航行船舶的全過程。如今，船舶管理及服務(wù)的過程中運用了很多現(xiàn)代化的科技，比如長江電子航道圖3.0版，可以動態(tài)顯示船舶航行的實際水深、虛擬航標(biāo)、航線設(shè)計、安全預(yù)警、水位預(yù)測、主緩流信息服務(wù)等，進(jìn)而使得船舶航行的安全性得到極大的保證；歐洲內(nèi)河信息服務(wù)能夠顯示電子江圖、法律法規(guī)、船舶登記等，并且動態(tài)顯示船舶實際位置、貨物信息等。此外，不停船簽證是在智能化船舶電子簽證管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上實現(xiàn)的。

1.3 智能化發(fā)展中的阻礙

可是智能化進(jìn)展的過程中也存在很多的困難，包括了：（1）如今由于各方面的限制，再加上海事衛(wèi)星通信寬帶有限，成本太大，因此想要實現(xiàn)在全球任何位置、任意時間可行的船舶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，還需要不斷更新并且升級、布設(shè)船舶通信系統(tǒng)；（2）精確的計算能力才能夠有效支撐大數(shù)據(jù)處理及無人駕駛，這是一般的計算機(jī)所達(dá)不到的，不但要升級硬件，還有基于處理算法及分布式計算等基礎(chǔ)上，有效強(qiáng)化處理速度及技能。

2 促進(jìn)船舶智能化的措施

船舶智能化系統(tǒng)具備非常廣闊的發(fā)展前景，在軍船上運用，能夠有效節(jié)省人力資源，還能夠極大地強(qiáng)化船舶航行的可靠性及安全性，而在商船上運用，能夠有效節(jié)省人工成本及維護(hù)費用?，F(xiàn)今，船舶智能化系統(tǒng)尚未成熟，本文提出下面幾點促進(jìn)船舶智能化的建議：

2.1 提高系統(tǒng)自身的可靠性

智能化的船舶航行駕駛及管理具備非常多的優(yōu)勢，可是也會導(dǎo)致出現(xiàn)船舶設(shè)備人為巡檢頻率減小的現(xiàn)象。要是船舶上個別設(shè)備在航行過程中，產(chǎn)生故障，并且IBS并未發(fā)現(xiàn)，或是IBS本身就存在漏洞，這就會使得船舶人員不能有效控制船舶，進(jìn)而導(dǎo)致出現(xiàn)嚴(yán)重的傷亡事故?，F(xiàn)今，可靠性理論及故障診斷科技的不斷發(fā)展，有效提升了IBS系統(tǒng)的可靠性，因此在今后的設(shè)計中應(yīng)該有效運用可靠性理論，進(jìn)而使得IBS系統(tǒng)的穩(wěn)定性及可靠性得到極大的保障。

2.2 解決信息融合問題

IBS處理涵蓋船舶航行狀態(tài)、環(huán)境感知、船舶控制、數(shù)據(jù)傳輸與存儲在內(nèi)的多源異構(gòu)數(shù)據(jù)。簡單地這對這些信息進(jìn)行集成及組合，幾乎不能將這些信息的價值充分體現(xiàn)出來。就故障診斷的方面來說，應(yīng)該有效分析各項數(shù)據(jù)之后，才能夠明確故障的實際類型；就航行規(guī)劃來說，應(yīng)該有效聯(lián)系船舶周圍的條件及環(huán)境，并且分析自身動力性能及經(jīng)濟(jì)性，借助多目標(biāo)優(yōu)化的方式，設(shè)定最優(yōu)的航線及航速；就數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆矫鎭碚f，要基于網(wǎng)絡(luò)的實際狀況，對數(shù)據(jù)發(fā)送的頻率及實際內(nèi)容進(jìn)行有效調(diào)節(jié)。鑒于此，今后IBS一定要深入探究信息間的聯(lián)系及矛盾，借助證據(jù)理論的實際運用，并且在貝葉斯理論的基礎(chǔ)上，促進(jìn)船舶性能的提升，并且使得船舶保持在最佳狀態(tài)。

2.3 加強(qiáng)數(shù)據(jù)應(yīng)用

在船舶航行的過程中，IBS會累積龐大的數(shù)據(jù)，在大數(shù)據(jù)思想的基礎(chǔ)上，借助聚類、可視化分析等理念，深入分析、總結(jié)數(shù)據(jù)，提供“感知現(xiàn)在”、“預(yù)測未來”及“面向服務(wù)”的實際運用需求。另外，船舶管理部門能夠運用采集到的不同船舶IBS數(shù)據(jù)。鑒于此，在今后船舶大數(shù)據(jù)的發(fā)展過程中，借助IBS能夠奠定船舶航行、管理及服務(wù)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

3 結(jié)語

基于大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)及信息物理系統(tǒng)所構(gòu)建的船舶智能化系統(tǒng)，是今后船舶領(lǐng)域的發(fā)展趨勢及走向。現(xiàn)今船舶智能化主要表現(xiàn)在船舶航行、船舶管理及服務(wù)，相信隨著現(xiàn)代化科技的不斷發(fā)展，今后船舶智能化會在船舶制造、航行、管理及服務(wù)中均有極大的發(fā)揮，進(jìn)而使得航運的實際成本得到有效降低，并且能夠有效提升航運在全球貿(mào)易中的地位及影響力。

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作者簡介：周未明（1988-），男，山西忻州人，本科，項目預(yù)算經(jīng)理，從事船舶項目管理工作。