船舶駕駛自動(dòng)化與航海智能化探究

摘要：目前船舶駕駛自動(dòng)化以及智能化技術(shù)得到了有效應(yīng)用，但其應(yīng)用過(guò)程仍有較大的提升空間?；诖?，文章探討無(wú)人駕駛船舶的優(yōu)勢(shì)，分析船舶駕駛自動(dòng)化智能化技術(shù)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：船舶駕駛;自動(dòng)化;航海智能化中圖分類號(hào)：G4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：（2021）-03-297

隨著電氣自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展，船舶駕駛自動(dòng)化水平不斷提升，加之航海工作提出的更多要求，都使航海領(lǐng)域需要有更深層次的探索。所以船舶駕駛技術(shù)要有一定的升級(jí)和強(qiáng)化，以便使航海的各項(xiàng)工作效率能夠得到高效提升。

一、無(wú)人駕駛船舶的優(yōu)勢(shì)

將無(wú)人駕駛的船舶和人工駕駛進(jìn)行對(duì)比，無(wú)人駕駛具有一些優(yōu)點(diǎn)：一個(gè)就是可以節(jié)約更多的人力資源。因?yàn)槲覀冊(cè)诤胶７矫娴纳顦O其單調(diào)，并且我們長(zhǎng)期都要遠(yuǎn)離土地和身邊的親朋好友，所以該職業(yè)產(chǎn)生的吸引力非常差，當(dāng)前海運(yùn)企業(yè)正面臨著招收不到航海員的嚴(yán)重問(wèn)題。但是借助無(wú)人駕駛技術(shù)，貨輪便不需要航海員的跟隨，招收航海員困難的問(wèn)題就得到了解決，而且還能節(jié)約相應(yīng)的資金。二是節(jié)約能源資源。因?yàn)闊o(wú)人駕駛船舶不需要對(duì)船員休息室、駕駛室、食品倉(cāng)庫(kù)等進(jìn)行建設(shè)，因此輪船會(huì)變輕，所需燃料也會(huì)減少。如果完全實(shí)現(xiàn)了無(wú)人駕駛技術(shù)以及智能化技術(shù)，輪船在運(yùn)行過(guò)程中，其效率可提升大概20%，并且排放量減少20%左右。當(dāng)然針對(duì)無(wú)人駕駛最關(guān)注的問(wèn)題還是安全性，無(wú)人駕駛有益于事故減少，即便有觸礁、暴風(fēng)雨、海盜以及撞船事故產(chǎn)生，也可以通過(guò)遠(yuǎn)程對(duì)其操控，與人工駕駛相比會(huì)更加安全一些。

二、無(wú)人駕駛船舶存在的問(wèn)題

盡管船舶駕駛自動(dòng)化和技術(shù)存在一定的優(yōu)勢(shì)，但現(xiàn)在的科技水平下，還存在一定的危險(xiǎn)，目前還不能直接進(jìn)入投產(chǎn)，還需要技術(shù)的進(jìn)一步完善。無(wú)論是采用無(wú)人駕駛還是遠(yuǎn)程遙控技術(shù)，都需要背后強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)技術(shù)作為支撐，以數(shù)據(jù)傳輸與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為依托的“無(wú)人貨船”的實(shí)現(xiàn)還需要一定的技術(shù)層面的突破。

三、船舶駕駛自動(dòng)化智能化技術(shù)的應(yīng)用

2.1船舶綜合自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用措施

該項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展是基于計(jì)算機(jī)發(fā)展的基礎(chǔ)之上，目前自動(dòng)化技術(shù)在船舶電氣領(lǐng)域的使用已經(jīng)非常普及，并且信息自動(dòng)化技術(shù)的逐步提升以及完善，促進(jìn)了船舶綜合自動(dòng)化的更新和升級(jí)。從總體角度而言，該項(xiàng)技術(shù)綜合了航行自動(dòng)化、裝載自動(dòng)化、機(jī)床以及機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)，是綜合自動(dòng)化水平非常高的一項(xiàng)控制技術(shù)，它使得船舶綜合自動(dòng)化水平以及性能有了很大的進(jìn)步。在當(dāng)前使用的該項(xiàng)技術(shù)當(dāng)中，共有工作母站兩個(gè)，并設(shè)置了幾個(gè)工作分站和一定

數(shù)量控制體系。在工作母戰(zhàn)當(dāng)中，又對(duì)駕駛室和飛船機(jī)艙的工作室都進(jìn)行了自動(dòng)化的設(shè)置，母站和飛船的父母站之間都是獨(dú)立的，可以單獨(dú)地進(jìn)行操控。此外，母站之間還對(duì)船舶的數(shù)據(jù)進(jìn)行了備份，這樣如果其中某個(gè)工作站有故障產(chǎn)生，依然可以正常進(jìn)行操控，對(duì)船舶的有序運(yùn)行提供了保障。此外，應(yīng)用到的控制分站管理系統(tǒng)主要包括電站信息管理、遙控系統(tǒng)、機(jī)場(chǎng)監(jiān)視和報(bào)警等等，針對(duì)分站的有效設(shè)置，還根據(jù)需求在分析了船舶工作的實(shí)際需求后，對(duì)其進(jìn)行了結(jié)合設(shè)定，該系統(tǒng)所設(shè)定的最終目標(biāo)就是對(duì)于船舶當(dāng)中所有設(shè)備以及網(wǎng)絡(luò)所能實(shí)現(xiàn)的監(jiān)控給予一定保障。其中，各個(gè)分站都是可以同時(shí)與外部網(wǎng)絡(luò)保持聯(lián)系，每一個(gè)分站都是聯(lián)系外部的重要窗口。同時(shí)分站當(dāng)中還設(shè)有信箱以及電子郵件等，這有益于傳播和對(duì)外交流，實(shí)現(xiàn)信息資源的互通。另外，必須對(duì)設(shè)備進(jìn)行高效維護(hù)，提升電氣系統(tǒng)的各項(xiàng)功能，強(qiáng)化安全性。

2.2綜合導(dǎo)航以及駕駛網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的有效應(yīng)用

針對(duì)自動(dòng)化技術(shù)，在當(dāng)前階段的發(fā)展情況進(jìn)行分析，使用到的各種高端自動(dòng)化技術(shù)正在逐步成熟并且深入推廣，其中船舶導(dǎo)航技術(shù)以及自動(dòng)化技術(shù)需要更多地依賴于航海專家倉(cāng)庫(kù)、電子海圖等技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)船舶的智能化和數(shù)字化技術(shù)的綜合，實(shí)現(xiàn)綜合導(dǎo)航以及構(gòu)建完善的駕駛網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。對(duì)于該系統(tǒng)的使用，需要集成信息和控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)通信技術(shù)等，這樣才能使船上的各類控制設(shè)備導(dǎo)航以及雷達(dá)等得到有效應(yīng)用，使其組合之后發(fā)揮更加突出的效果。對(duì)于導(dǎo)航駕駛路線避讓，輪機(jī)監(jiān)測(cè)等相關(guān)工作的目標(biāo)落實(shí)效果非常突出，還可以做出自動(dòng)報(bào)警，使得駕駛整體有效性有了很大程度的升級(jí)。

當(dāng)前，現(xiàn)代化的船舶在航運(yùn)當(dāng)中，整體發(fā)展趨勢(shì)已經(jīng)走向了大型化和高速化，在復(fù)雜的海域和環(huán)境當(dāng)中，船舶駕駛的安全避讓問(wèn)題就顯得十分關(guān)鍵，如果導(dǎo)航中有一個(gè)相應(yīng)的偏差產(chǎn)生，造成的船舶駕駛安全事故可能會(huì)非常嚴(yán)重，所以通過(guò)綜合導(dǎo)航以及自動(dòng)駕駛網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可以促使船舶的駕駛行為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，使得航行的安全性也有了一定的保障。同時(shí)對(duì)于能源和資源的消耗也是有所降低，對(duì)于未來(lái)的發(fā)展也起到了一定的推動(dòng)作用，有著很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。在綜合導(dǎo)航以及該系統(tǒng)當(dāng)中，還應(yīng)用了液化裝卸自動(dòng)化技術(shù)，這對(duì)于后勤工作給予的支持力度非常完善，使得船舶裝卸實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，并且系泊自動(dòng)化的目標(biāo)也由此實(shí)現(xiàn)。該系統(tǒng)技術(shù)，需要應(yīng)用數(shù)據(jù)庫(kù)中心當(dāng)中提供的數(shù)據(jù)，組合好各個(gè)控制模塊，并借助模擬以及監(jiān)測(cè)，將液化裝卸工作完成，這使得船舶高精度浮態(tài)監(jiān)控的目標(biāo)有了更進(jìn)一步的提升，整體狀態(tài)更加穩(wěn)定，并對(duì)裝卸工作開(kāi)展的有效性給予了保障。

2.3船舶駕駛導(dǎo)航技術(shù)的應(yīng)用措施

導(dǎo)航是航行當(dāng)中非常重要的設(shè)備之一，是避免方向迷失以及保持航向的關(guān)鍵性設(shè)備，同時(shí)也能幫助船舶挑選好最佳的路線，避免航行增加等問(wèn)題。當(dāng)前，針對(duì)船舶電氣技術(shù)的相關(guān)研究工作，自動(dòng)化方向是研究的重點(diǎn)方向之一，各個(gè)國(guó)家對(duì)于該項(xiàng)技術(shù)的研發(fā)正在逐步推進(jìn)，所以在未來(lái)，該項(xiàng)技術(shù)的普及非常值得期待。針對(duì)這一技術(shù)的設(shè)計(jì)，重點(diǎn)工作便是通訊設(shè)備、導(dǎo)航設(shè)備以及電子圖等相關(guān)監(jiān)控的有效性，可以向船只提供相應(yīng)的航行方向指導(dǎo)以及清晰

的雷達(dá)影像。同時(shí)，對(duì)最理想的行駛速度、定位信息等的綜合制定，使得船舶始終處于最佳的線路當(dāng)中航行。此外，對(duì)于該項(xiàng)技術(shù)的探究，智能化也是非常重要的發(fā)展方向，如果該項(xiàng)技術(shù)得到了應(yīng)用，可以對(duì)危險(xiǎn)源智能捕捉，同時(shí)避免船舶出現(xiàn)一系列的危險(xiǎn)。

2.4海上救援技術(shù)的應(yīng)用

海上的航行條件會(huì)受到很多因素的影響，例如：天氣、礁石、冰山存在的風(fēng)險(xiǎn)因素非常復(fù)雜。此外，還存在一些人為的危險(xiǎn)因素，如海盜。如果船只在遇到危險(xiǎn)時(shí)，沒(méi)有及時(shí)避讓，會(huì)出現(xiàn)性能方面的故障，這對(duì)于船舶的安全會(huì)產(chǎn)生非常嚴(yán)重的威脅。所以海上救援工作至關(guān)重要，需要對(duì)船舶的智能跟蹤給予強(qiáng)化。對(duì)跟蹤技術(shù)的使用，結(jié)合了多項(xiàng)技術(shù)。

一是無(wú)人機(jī)技術(shù)。無(wú)人機(jī)涵蓋了自動(dòng)化以及智能化技術(shù)，通過(guò)模塊化的高度設(shè)計(jì)，在航行過(guò)程中攜帶非常方便，并且運(yùn)作時(shí)變現(xiàn)的非常穩(wěn)定，安裝起來(lái)也十分的方便，可以對(duì)相應(yīng)的能量進(jìn)行儲(chǔ)備，使船舶的智能駕駛與地面系統(tǒng)之間做到更好的連接。根據(jù)高清攝像獲得的數(shù)據(jù)，可以得到實(shí)時(shí)的船艙駕駛狀態(tài)，在遇到突發(fā)事件時(shí)能夠做出相應(yīng)的應(yīng)急措施。當(dāng)無(wú)人機(jī)發(fā)現(xiàn)海上或者船舶駕駛艙存在安全隱患時(shí)，會(huì)第一時(shí)間將安全隱患的數(shù)據(jù)及時(shí)上傳到駕駛員的手中，并發(fā)出安全警報(bào)，以便駕駛員做好相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施。二是跟蹤系統(tǒng)。該跟蹤系統(tǒng)屬于在船舶上使用的光跟蹤器，系統(tǒng)在海上識(shí)別、跟蹤、取證以及搜索的過(guò)程中，產(chǎn)生的作用非常突出，能夠?yàn)樗丫纫约罢{(diào)查工作提供所需的視頻數(shù)據(jù)，并通過(guò)最直接以及最直觀的方式進(jìn)行展示。此外，該系統(tǒng)在白天時(shí)，可以借助可見(jiàn)光高清系統(tǒng)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行確認(rèn)和識(shí)別、發(fā)現(xiàn);在夜間則是利用高性能紅外線熱成像完成這一工作。

2.5遠(yuǎn)程操控技術(shù)的可靠性

遠(yuǎn)程操控技術(shù)也是未來(lái)智能船舶所需要解決的關(guān)鍵技術(shù)之一，海上惡劣的環(huán)境以及海水自生所帶來(lái)的巨大阻力都為海上航行帶來(lái)了巨大的難題。貨船不像汽車那樣靈活，在面臨突發(fā)情況時(shí)不能對(duì)船員做出快速的保護(hù)，所以遠(yuǎn)程操控技術(shù)就顯得更為重要。

四、結(jié)束語(yǔ)

船舶航行的自動(dòng)化以及智能化發(fā)展，還有很長(zhǎng)的一段路要走，相關(guān)技術(shù)的研究要更加深入。當(dāng)前，對(duì)于該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用，因?yàn)榧夹g(shù)等因素的限制，還有很大的提升空間，未來(lái)隨著科技的完善，船舶駕駛自動(dòng)化以及智能化會(huì)有更大的發(fā)展空間。

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[4]吳兆麟.船舶駕駛自動(dòng)化與航海智能化[J].中國(guó)海事，2017（08）：16-19.作者簡(jiǎn)介：廖宏珍（1969.8），男，漢族，廣西桂林市人，工作單位：招商局能源運(yùn)輸股份有限公司， 大專（學(xué)歷），中級(jí)（職稱）。

研究方向：航海技術(shù)。

（招商局能源運(yùn)輸股份有限公司海宏輪船船員部）