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      淺談船舶駕駛自動化與航海智能化

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      淺談船舶駕駛自動化與航海智能化

      摘要:隨著科學信息技術的飛速發展,當前先進的電子技術與計算機技術已經被廣泛應用在各行各業的生產與運行中。在船舶生產行業中,自動化智能船舶亦是受到大家廣泛關注的重要研究領域之一,目前已經有部分航運國家相繼開展對“智能化船舶”的研發。由此可見,在當前全新的時代背景下,船舶的智能化、自動化已經成為船舶生產行業以及航運領域未來階段發展的必然趨勢,亦是當今重要航運國家的迫切需求。本文主要探討船舶駕駛綜合自動化技術、綜合道和駕駛網絡系統、船舶駕駛導航技術在船舶駕駛自動化領域中的應用,以及海上智能救援技術在航海智能化領域中的應用。

      關鍵詞:船舶駕駛自動化;航海智能化;電氣自動化

      0引言

      電氣自動化技術不斷成熟,已經普及在不同的行業中,在此背景下,船舶自動化的概念被相關學者提出。隨著航海領域工作量的逐漸增大,以及探索領域的不斷擴大,加強對船舶的智能化研發與生產是有效提升航海工作效率的重要途徑。但在當前的船舶駕駛自動化與智能化研究領域中,由于相關的自動化技術以及智能化體系的科研水平有限,因此2項技術仍然處于不斷研發的狀態,相關科研人員仍然需要加強對船舶自動化以及航海智能化的應用,進而有效提升航海領域中的智能化發展水平。

      1船舶綜合自動化技術的應用

      船舶綜合自動化技術的發展是基于計算機技術的發展所建立起來的,在當前船舶制造領域中,該技術已經日漸發展成熟,并得到了廣泛的應用。與此同時,信息自動化技術的有效發展,亦對船舶自動化的發展水平帶來了有效的助推作用。通俗來講,船舶綜合自動化技術主要是將船舶中機械自動化、裝載自動化、機艙自動化以及航行自動化技術等船舶中多個不同的應用機能進行有機結合,最終將其整合為一種新型的船舶綜合自動化技術,進而達到船舶在行駛過程中的自動化性能[1]。在當前的船舶制造中,該系統主要包含2個工作母站,根據船舶類型以及大小的差異性,分別在船舶中設有不同數量的分站以及控制系統。工作母站通常被安裝在船舶的駕駛室與機艙室中,且同一船舶中的不同母站在運行過程中其功能相互獨立,工作人員可對其進行單獨操作來控制船舶的各種技能,與此同時,2個母站之間又會將數據相互備份,因此,在船舶一個母站出現故障的情況下,相關工作人員仍然可通過另一個母站實現對船舶的操控,有效降低船舶在運行過程中出現故障的風險。

      2綜合導航和駕駛網絡系統的應用

      現階段,船舶自動化技術仍處于發展中階段,與人們理想中的狀態仍有一定差距。船舶導航和駕駛自動化功能主要依托航海專家庫以及當前被人們廣泛應用的電子海圖技術,將數字化技術與信息化技術進行有效合成,進而形成綜合的銀行和駕駛網絡系統[2]。在該系統的應用過程中,主要是將船舶的控制技術、信息技術、以及計算機通訊技術等進行有機合成,并將其與船舶中的控制體系、雷達設備以及導航設備整合為一體,進而有效實現船舶的駕駛線路設定、自動導航,預先設定好航行計劃,在航行過程中進行避讓以及輪機檢測等,并且在船舶的航行過程中,一旦發生問題或故障,可自動報警,并且如發現水域中的障礙物,可起到預警作用,進而有效提升船舶整體駕駛的實用性。現階段,在船舶制造領域的發展過程中,隨著人們對船舶需求增加,當前船舶在制造過程中已經逐漸向大型化與高速化方向發展。在船舶航行的過程中,經常會面臨環境相對復雜的海域,因此,船舶在航行過程中,對海域中障礙物的有效避讓是船舶制造過程中需考慮的重要問題,一旦發生任何偏差,都會給人們帶來巨大的經濟財產損失,甚至造成人員傷亡。因此,船舶制造過程中,需要在系統中裝有綜合導航和駕駛網絡技術,方能夠有效實現船舶的駕駛自動化,進而提升船舶在運行過程中的安全系數,降低能源消耗。

      3船舶駕駛導航技術的應用

      船舶在海上航行的過程中,最基礎亦是最重要的裝置是海上導航,是確保船舶按照目標航向行駛,避免迷失方向的重要裝置。與此同時,導航的正確引導亦能夠讓船舶在運行過程中,按照最優航線行駛,有效避免船舶在運行過程中產生的不必要的航海里程,徒增能源消耗[3]。現階段的航海智能化研究領域中,對船舶駕駛導航技術的研發亦是重要研究模塊之一。當前國外一些先進國家亦在對該領域進行不斷研發,因此未來先進的船舶駕駛導航技術的問世指日可待。在該技術的設計過程中,需要對船舶中的導航系統、通訊系統以及電子地圖等子系統進行實施監控,并以此為基礎為船舶提供正確的雷達影像以及航海方向指正,并且可根據周圍海域環境智能變換最佳行駛速度,并且為工作人員提供定位信息等。

      4海上智能救援技術的應用

      在海上的航行過程中,船舶可能會在行駛過程中遇到難以預計的不可控風險,如海域周圍的氣象災害、海底中存在的暗礁或遇到周圍冰山等,除自然災害外,船舶在航行過程中還有可能碰上區域中的海盜或出現船只之間避讓不及時、船舶自身出現運行故障等狀況,都有可能造成船舶無法正常航行,進而發生潛在安全風險。基于此,在船舶運行過程中,首先應當做好海上救援工作,并且在功能研發的方向上加強對船舶智能跟蹤功能的研發。在船舶智能跟蹤技術的研發中,可運用當前先進的科學信息技術來完成,首先是無人機技術,該技術通過智能化控制技術與自動化控制技術,依托無人機機械設備,來實現對船舶的跟蹤功能,并且在其運行過程中,由于機械設備的體系相對較小,且其安裝步驟非常簡單,無人機在運行期間的動力系統也相對穩定,在其設備中能夠儲存一定的能量,并且可借助機械設備自帶的高清攝像頭,對船舶的運行情況以及運行狀態開展有效的檢測,使其在高難度的海域中,面對復雜的海域環境亦能夠實現高清晰拍攝功能[4]。一旦發現船舶出現運行故障,無人機可及時將信息反饋到相關人員手中,使其能夠馬上實行應急預案,最大限度減小損失。在海域環境中開展搜索、識別、跟蹤、取證的重要設備,并且該設備具有視頻錄像功能,能夠為搜救調查工作提供具有高度針對性的視頻圖像,并且船光電跟蹤系統在運行中,在日間工作過程中,可通過可見光高清系統,開展視頻搜查功能。在夜間亦能夠通過設備中的高性能紅外熱成像系統,能夠準確地發展、識別和確認目標,進而為駕駛中的救援與擁擠工作提供有效的信號指示,幫助工作人員及時發現船舶的故障,降低損失。

      5結語

      在航海領域的發展過程中,智能化、自動化技術對航海領域的發展以及智能化船舶的制造具有非常重要的現實意義,并且可有效推動航海領域的發展速度。因此,相關研究人員在開展對船舶駕駛自動化以及航海智能化的研發過程中,首選應當強化船舶駕駛功能的應用,并且以其為基礎開展深入的技術研究,最終使船舶無人駕駛、航海智能化的目標離我們不再遙遠,亦是航海領域未來發展的大勢所趨。

      參考文獻:

      [1]富梁波.試析船舶駕駛自動化與航海智能化[J].船舶物資與市場,2019,(04):56-57.

      [2]唐慶友,宋妍成,楊弘曧.智能時代船舶駕駛對航海保障的需求[J].上海船舶運輸科學研究所學報,2019,042(002):23-27.

      [3]楊贊.船舶加強自動化新發展:智能化船舶的開發研究(III)[J].世界海運,1990,13(4):33-40.

      [4]欒寧,曲永科.試析船舶駕駛自動化與航海智能化[J].科學與財富,2019,(033):227.

      作者:朱玉丹  單位:中國船舶重工集團公司第七六〇研究所

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