【《智能船舶发展现状调研分析报告》3000字】

智能船舶发展现状调研分析报告1.1智能船舶发展历程目前，全球工业的发展都朝向智能化、信息化迈进，作为世界贸易大动脉的航运业也紧跟时代潮流，智能船舶也终将是未来航运发展的主旋律，世界上主要的造船大国都已将智能船舶的发展作为未来发展的方向。1.1.1国外智能船舶的发展目前全球范围内各国航运界对智能船舶的研发热火朝天，其中在智能船舶研发领域处于先进水平的国家包括日本、韩国、以及欧洲的芬兰以及挪威。日本船级社已经将研发智能船舶的工作作为重点，并且加强政府民间合作，由日本政府机构领导多家国内大型企业共同合作，研发了多种智能船舶系统，以解决智能船舶的导航问题。创立了“海事业大数据中心”与IBM合作开发应用在机舱内对机舱内各种传感器传出的数据进行分析处理的软件，这些数据及分析结果对于未来智能船舶的机舱内设备的维护和保养的提供了决策依据。并且在目前智能船舶关键技术以及设备并未有具体的国际标准，日本政府也在积极进行推进这项事务。韩国作为造船大国其智能船舶的研究主要是由民间的企业进行。其中现代重工对智能船舶的研究方向主要是智能船舶的应用。2011年，在现代重工的推动下与韩国电子通信研究院共同研发了世界上第一艘“智能船舶”，在2013年又推出智能船舶1.0的研究成果及推广计划。目前欧洲已经对于智能船舶开展大量的研究，所取得的成果也是非常显著的。芬兰已经宣布在2025年研制出第一艘无人驾驶的货船，第一艘无人拖轮如图2-1，也已经在欧洲开始投入使用，英国罗尔斯罗伊斯公司作为船舶设备的生产商也已经开始了对智能船舶的研发，并准备将自主研发的第一艘智能船舶在未来的十年智能投入运营。图2-1无人拖轮及远程遥控1.1.2国内智能船舶的发展我国智能船舶的发展相较于其他国家属于比较晚，但是已经在智能船舶研发上取得了不小的成绩。我国提出了全球首部《智能船舶规范》，并且在国内也不断推出相关政策支持智能船舶的研发，目前国内也有很多企业及单位加入对智能船舶的研发中，其中以中船集团研制的“大智号”如图2-2为例，该船是我国自主研发并实现运营的智能散货船也是全球首艘智能船舶，它的出现是我国智能船舶的发展道路上的重要成就。作为我国远洋运输行业中的龙头老大中远海运集团旗下的上海船舶运输研究所对于智能船舶的研发也取得了不小的成就，其中该公司研发的智能"1+3"平台并成功应用在210K散货船等多种船型上。图2-2大智号我国自主研发的第一艘具备自主航行功能的“筋斗云0号”货船如图2-3，已经完成装载货物的首航。已经为我国智能船舶的研究带来巨大的成就。图2-3筋斗云0号尽管目前国内智能船舶发展势头迅猛，但是目前我国对智能船舶的研发仍处于国际海事组织提出的“E-航海”架构的第一阶段只能对船舶设备进行远程监控和数据分析，距离真正实现完全自主的运营的船舶仍有很大差距。1.2我国智能船舶目前所处阶段IMO根据船舶自动化程度将智能船舶划分为四个等级：具有自动化处理和决策支持的船舶、有船员在船但实现远程控制的船舶、无船员在船实现远程控制的船舶、完全自主控制的船舶。1.1.1我国智能船舶所处阶段目前我国智能船舶的研发仍处于第一阶段，“大智”号作为我国第一艘自主研发并投入运营的智能船舶，其主要还是继“大智”轮之后，我国已经相继研发出四艘智能示范船并且均已交付使用，并已经开始研发智能船舶的第二阶段，开始向船舶减少人员配备、船舶远程控制以及部分功能实现自主操作发展。近些年来，我国相继推出《智能船舶发展行动计划(2019—2021年)》、《智能航运发展指导意见》、《数字交通发展规划纲要》、《基于船岸协同的船舶智能航行与控制关键技术》等文件，预示着我国对智能航运的发展与规划所表现出来的决心。1.1.2目前智能船舶操纵对VTS的要求智能船舶的发展就如同人类学习的过程由低到高、由深到浅，而目前智能船舶的发展仍处于初级阶段，主要体现在是船舶人员减少，船舶智能化程度提高，部分工作可以依靠船舶本身或者通过岸基对船舶进行远程控制来完成。拿我国第一艘智能船舶“大智”号可以根据预设 要求，可以自行规划航线，并且能够自动对暗礁以及过往船只进行避让 。船舶本身配备 健康诊断系统，可以对发生故障部位发出预警，并提出解决方案。全船配备500个传感器，可以及时收集船舶内外数据，用于船舶分析所处环境以及自身健康状况，为船舶安全运营保驾护航，对大大减少了对人员的需求。船舶的智能化对VTS的要求也逐渐提高，由于港口复杂的环境，仅仅依靠目前船舶智能化水平并不能保证船舶能够安全进出港，所以对于VTS的依靠并不少于传统船舶。但在船舶信息化、智能化的环境下VTS所发挥的作用就捉襟见肘了，主要问题在于信息的收集、共享、处理方式需要做出改变。传统VTS对于信息的收集有限，不能够为智能船舶提供所需要的足够信息，并且各岸基系统之间信息相对孤立，故不能对信息进行融合，提高信息的可靠性。对于所得信息的处理能力有限，仅仅依靠VTS值班员对所得信息进行分析下达，指令的操作方式显然不适用于智能船舶的管理。1.3VTS与智能船舶进出港安全的关系1.3.1VTS的作用VTS系统的主要功能是为所管辖水域内的船舶提供信息服务、助航服务和交通组织服务，协助进行联合服务和应急服务，以及保护管辖水域内的海洋环境。VTS的系统的信息服务，可以为辖区内的船舶提供周围船舶的动态包括位置、航向、目的地等，对VTS水域内的环境进行通报包括浅滩、暗礁、禁航区等，对一些区域内的气象、能见度、助航设备的状况等，进行提前告知大大提高航行安全。助航服务是指VTS中心在得到船舶的请求或者VTS中心提前发现危险时，提示并协助船舶做出航行决策。交通组织服务是在VTS值班员对所辖水域船舶进行航行监控和组织交通，能够维护水上秩序，保障良好的通航环境，提高整个水域的通航效率。1.3.2VTS系统运作方式VTS系统主要是由数据采集、数据传输、数据处理、数据综合应用组成，如图2-1，其中信息采集来源主要是通过通信设备、监视设备、助航设备，通过船上人员于岸基人员的沟通以及设备的传感器所采集的信息统一发给VTS中心，通过对传感器所采集到的信息利用计算机进行处理并显示在雷达综合图像显示、交通信息字符显示等REF_Ref4940\r\h[5]。图2-4VTS信息结构通过计算机处理雷达信息，可以更加直观的对船舶实行实时监控，当船舶发生船舶偏离航道，或者发生碰撞搁浅危险等时计算机发出警报，值守人员通过通讯设备与船舶取得联系询问情况，并且协助船舶处理险情。1.3.3传统VTS局限性随着智能船舶技术的飞速发展VTS也将对会面临很多困境，尽管VTS可以从各种渠道获取各类信息，但是缺乏由于信息的处理手段，信息融合、信息交换的效率也很低，与船舶之间沟通也主要是通过VHF通信，对于VTS来说如何为智能船舶提供服务来说也是很大的挑战。以下几个方面是目前VTS中主要存在的问题。过于依赖人工：目前VTS的管理模式主要依靠人工，在当今信息化、智能化时代快速发展的背景下，仅靠人工已经不能VTS发展的需要，应以计算机智能代替人工，是未来VTS的发展趋势。信息处理能力不足：VTS通过雷达、AIS、CCTV、VHF等通信子系统可以收集大量船舶信息，但由于缺乏有效的信息整合处理平台，导致信息处理效率低。影响VTS对船舶服务缺乏准确性。信息共享率低：VTS属于岸基系统，与同属于岸基系统的岸基AIS网络、GMDSS、航标系统、船位报告