智能船舶的现状与发展
[摘 要]伴随着全球经济一体化进程的不断推进，货物运输方式也趋于多样化，其中，水路运输运量大且运输成本较低，受到了广泛关注，在货物运输中发挥的作用也越来越大。本文简要分析了智能船舶的内涵，并对技术发展现状和未来发展趋势展开了讨论，仅供参考。
[关键词]智能船舶；内涵；现状；发展趋势
中图分类号：R61 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）08-0192-01
伴随着经济的发展，全球已经进入了“工业4.0”发展时代，并且在2015年发布了中国制造2025计划，对高技术船舶、智能船舶等制造体系进行了重点说明，其发展也逐渐趋向于节能减排、人力成本精简化管理以及船舶安全性管理并行的发展方向。
一、智能船舶内涵
所谓智能船舶，就是借助传感器、通信系统、物联网系统以及互联网技术建立的分析体系，能对物流信息、港口信息以及海洋环境信息等予以系统化网络化分析，对于船舶航行工作、管理工作以及维护保养工作的开展具有重要意义，且整体技术体系秉持环保、经济理念，能提高船舶运输的可靠性[1]。
在2006年，国际海事组织针对 设定了相应的概念，将借助电子信息手段完成海上和岸上海事信息集成过程的沟通工作，为智能船舶运行过程中最终目标的实现提供参考。在智能船舶应用体系内，第一阶段是仅限于船舶设备状态远程监控和数据分析，第二阶段是能借助云计算完成物联网数据分析，第三阶段是在数据分析基础上实现港口物流体系和信息之间的无缝对接，第四阶段则是真正实现全自动化无人驾驶的目标。目前，我国智能船舶已经逐渐从第一阶段转型为第二阶段。
二、智能船舶技术发展现状
在智能船舶运行过程中，智能航行规划、智能机舱、智能货物管理等是基础的信息处理平台，涉及所有智能化功能，要想完善基础功能，就要在研究和深化船舶信息处理工序的基础上维护整合感知技术、状态检测和故障诊断技术等，有效维护一体化航行体系的完整性。
（一）智能船舶信息感知技术
船舶信息感知技术体系内，船舶能借助传感设备和传感网络完成基础信息的获取和处理，从而获得周围环境信息，为船舶安全运行提供保障。需要注意的是，在智能传播信息感知体系内，主要是对自身状态和周围环境信息进行集中收集和汇总分析。
一方面，自身状态信息的收集，包括船舱机舱信息、货舱内设备状态信息、船舶具体运行位置、船舶航速、航向等。应用的是不同参数传感器，整体感知技术较为成熟[2]。
另一方面，环境信息收集，主要是对环境中障碍物信息、气象信息以及水深信息等进行集中收集，依托AIS技术和海事雷达等设备完成数据获取和交互信息的捕捉。但是，在信息感知的过程中会出现冗余或者是冲突问题，需要相关研究部门对其进行深度探索。
（二）智能船舶通信导航技术
目前，借助通信技术能有效连接船舶上各个系统和设备，并且也能完成船舶-岸站/船舶-航标信息交互管理工作。目前，较为常见的通信方式中，高频技术、海事专网体系、移动通信网络体系等较为常见。值得一提的是，导航技术能有效指导船舶按照指定路径完成工作，并且利用路径指导提高船舶运行的效率。导航技术从早期的无线电导航到卫星导航，呈现出全面发展的态势。
（三）智能船舶能效控制技术
伴随着环保理念的推广，绿色智能船舶已经成为顺应时代发展趋势的必然选择，智能船舶要分析通航环境、装载量以及吃水参数的基础上，充分分析船舶营运能效指数之间的内在联系，在保证船舶安全运行环境和运行效率的基础上优化其基础运行体系，也为能耗的降低提供保障，真正推动了船舶清洁系统的研发和管理进程[3]。
（四）智能船舶航线规划技术
之所以成为航线规划，就是结合航行水域的实际交通流量要求以及基础信息制定有效的运行规划，能智能化建立实时航道选择机制，一定程度上优化了航线管理水平，也顺应高效运行和绿色环保的管理要求。近几年，较为常见的航线规划处理机制中，混合证书规划模型、模拟退火机制、线性规划法等应用十分广泛，能借助不同的算法和应用方式对航线规划予以判定。
（五）智能船舶状态监测和故障诊断
在智能船舶状态监测工作中，要将设备振动发展趋势作为基础管理手段，有效整合预报技术，在充分了解设备健康运行趋势的基础上，判定船舶处于稳定状态还是恶化状态，从而提高诊断的合理性。需要注意的是，在船舶故障诊断机制中，要将大数据作为基础，有效应用多尺度分析法对设备进行状态检测和监督。只有充分了解设备运行状态，才能减少故障问题，保证设备运行的高效性，真正实现尽早发现尽早解决的故障管理体系，维护船舶运行的安全性[4]。
（六）智能船舶遇险警报救助技术
在水上航行时，水上交通事故发生几率也较大，尤其是船舶碰撞或者是搁浅等，不仅会造成严重的经济损失，也会导致人员伤亡，因此，要想提高智能船舶管理水平，就要对海上区域、内河区域进行统筹管理，借助船舶遇险预警以及搜救技术降低事故发生率，从根本上保证船舶航行的安全性。
（七）自主航行技术
在船舶规范体系中，要应用计算机技术、控制技术等对信息进行感知和系统化获取，从而分析智能船舶的基础航路以及航速，一定程度上借助支持中心提供的数据确保船舶能在海域较为辽阔的水域中行驶，真正提高自主航行的综合水平。国外对于自主航行技术的研究起步较早，其中，美国、以色列已经开始应用无人驾驶的水面舰艇，能应用于军事侦查和扫雷工作中[5]。
三、智能船舶发展趋势
在计算机技术不断发展的背景下，智能船舶技术理论已经逐渐趋于成熟，并且在实践中得到了良好的应用，但是，一些技术还缺乏真实环境中的全面验证，基于此，智能船舶整体上还处于发展阶段，需要对技术运行体系和关键点予以综合处理，整合智能应用体系的同时，推动智能船舶的综合发展。在未来15年，智能船舶发展将成为船舶行业的发展基点，不仅要对信息感知体系、通信导航体系予以关注，也要建立自动靠泊以及离岸管理，从而整合自我防护机制以及自动清洗模式，一定程度上实现全面智能化运行目标。
正是因为智能船舶的技术优势，其未来发展需求和发展前景广阔，要对理论、认知水平等进行深度挖掘。一方面要深入整合大数据分析技术，有效挖掘有价值的应用信息，并且强化理论和技术研究水平。另一方面，要整合海洋自主驾驶研究，尤其是对内河复杂条件进行集中分析。从应用的角度予以分析，要想發挥智能船舶的价值，也要对军事领域应用体系予以系统化深入探讨[6]。
结束语
总而言之，在智能船舶发展进程中，将智能化技术和船舶发展行业予以融合，要着重强化节能减排机制、人力成本控制机制以及船舶安全性，有效建立更加系统化的智能船舶发展规划体系，从而促进我国智能船舶发展水平的不断提升，实现船舶运输行业的可持续发展。
参考文献
[1]刘微，尚家发.智能船舶发展现状及我国发展策略研究[J].舰船科学技术，2017，39（11）：189-193.
[2]严新平.智能船舶的研究现状与发展趋势[J].交通与港航，2016，3（1）：25-28.
[3]陈益平.基于VTS的海上智能船舶交通系统设计研究[C].第十二届中国智能交通年会论文集.2017：675-680.
[4]严新平，柳晨光.智能航运系统的发展现状与趋势[J].智能系统学报，2016，11（6）：807-817.
[5]顾智艳，寿建敏.从一体化、智能化顶层设计视角看浙江省内河航运建设[J].水运管理，2018，40（4）：3-5，17.
[6]吴笑风，岳宏，石瑶等.我国船舶产业智能制造及其标准化现状与趋势[J].舰船科学技术，2016，38（5）：1-6.