船舶智能航行系统等级划分与技术水平评定
全球主要船级社智能船舶规范比较
智能航运 Intelligent Shipping进入21世纪第二个十年，无人艇在全球范围内如火如荼地发展起来，各类产品开始广泛地应用在多个领域，从环境保护到安防巡逻，从海洋调查到军事应用，从应急救援到科技文旅，到处都可以看到无人艇的身影。
随着无人艇技术的快速发展，大型船舶的智能化和无人化也呼之欲出，智能船舶和智能航运成为全球关注的新热点。
在各国政府的大力支持下，业界开展了广泛而深入的研究。
各利益相关方一致认为规范、标准、公约和法规是指导水面船舶设计、生产、检验、认证、运营的重要依据。
在传统船舶行业，这些文本较为完备，为行业的规范、健康发展提供了有力保障。
而无人艇、智能船舶等属于新生事物，目前与之对应的规范、标准、公约和法规等极不健全，严重阻碍了行业的规范、健康发展。
规范化和标准化成为行业发展的当务之急。
在这个背景下，2015年中国船级社发布了全球首个智能船舶规范，并于2016年3月正式生效。
此后，英国船级社、日本船级社、美国船级社、挪威船级社、法国船级社等全球主要船级社陆续发布了智能船舶相关的规范或者指南，为各国智中国船级社 孙 武全球主要船级社智能船舶规范比较珠海云洲智能科技股份有限公司 潘 登珠海云洲智能科技股份有限公司 赵继成能船舶行业的规范化发展打下了基础，促进了行业的健康、有序发展。
在此期间，国际海事组织也对智能船舶的自主等级进行了定义。
本文研究了各国船级社规范的主要内容和特点，并通过横向和纵向对比，分析了这些规范关注的侧重点以及规范之间的差异，从而对智能船舶形成了更加深刻的认识，在此基础上提出关于智能船舶规范发展的一些建议。
各主要船级社智能船舶规范概述截至目前，有六家船级社（见表1）发布了智能船舶相关规范，其中中国船级社最早行动，其智能船舶规范发布于2015年12月，并于2016年3月正式生效。
其规范采用GBS 框架，按照目标、功能、要求的层次，基于模块化的思路进行编写，涵盖航行、轮机、船体、能效管理、货物管理、集成平台六大智能功能。
船舶自动识别系统(AIS)、船载航行数据记录仪(VDR)、电子海图和信息系统(ECDIS)
船舶自动识别系统(AIS)、船载航行数据记录仪（VDR）、电子海图和信息系统(ECDIS)一、“海上数字交通”自从1998年阿尔.戈尔“数字地球”概念的提出，一时间全球以“数字”为开头后面跟随不同名词的概念层出不穷，如“数字中国”、“海上数字交通”等等。
“海上数字交通”一开始仅仅是一个概念，随着时间的推延，已有了具体内涵，主要包含：电子海图（Electronic Chart Display and InFORMation System缩写ECDIS）；船舶自动识别系统(Automatic Identification System缩写AIS) ；船载航行数据记录仪（Voyage Data Recorder 缩写VDR）俗称船用黑匣子等。
在 “海上数字交通”时代，交通工具上需要了解可能到达地方的距离（电子海图）；需要了解在海图上的位置（全球卫星定位系统等）；需要了解周边船舶的船名航行状况等信息（船舶自动识别系统）；需要了解与他船的距离（雷达和船舶自动识别系统）；还需要有自动导航、避碰系统；通信及信息交换系统等。
二、电子海图显示与信息系统电子海图是现代航海的一项新技术，它在保障航行安全和提高航行工作效率方面发挥着显著的作用。
国际海事组织对ECDIS有专门的要求，与简单地用颜色显示的纸海图相比，包括更多的使用简单、操作容易的地理和文字信息,是一种把需要向航海人员显示和解释的各种各样信息融成一体的实时导航系统。
ECDIS能自动地实时计算本船与陆地、海图上的物标、目的地或潜在的危险物的相对位置，可以说将航海安全技术提升到了一个全新的高度。
ECDIS规定必须采用1995年 l1月23日国际海事组织( IMO)正式采纳并以 IMO817(19)议案公布的 ECDIS性能标准。
随着ECDIS性能标准的发展，国际航道测量组织( IHO)也完善了有关 ECDIS内容和显示的数字数据格式和规范，对航道测量数据IHO交换标准，更新模式的性能标准等。
船舶智能控制系统的研究与应用
船舶智能控制系统的研究与应用在当今科技飞速发展的时代，船舶行业也迎来了智能化的变革。
船舶智能控制系统作为这一变革的核心，正逐渐成为提高船舶运行效率、安全性和可靠性的关键因素。
本文将深入探讨船舶智能控制系统的研究现状、关键技术以及在实际应用中的表现和未来发展趋势。
一、船舶智能控制系统的概述船舶智能控制系统是一个综合了多种先进技术的复杂系统，它通过对船舶的各种设备、系统和运行参数进行实时监测、分析和控制，实现船舶的自动化操作和优化管理。
这一系统涵盖了船舶的动力系统、导航系统、通信系统、货物装卸系统等多个方面，旨在提高船舶的整体性能和运营效益。
船舶智能控制系统的发展历程可以追溯到上世纪，随着计算机技术、传感器技术、通信技术等的不断进步，船舶控制系统逐渐从传统的机械控制、电气控制向数字化、智能化控制转变。
早期的船舶控制系统主要依赖于人工操作和简单的自动化设备，功能相对单一，控制精度和可靠性也较低。
而现代的船舶智能控制系统则融合了人工智能、大数据、物联网等前沿技术，具备了更加智能、高效和精准的控制能力。
二、船舶智能控制系统的关键技术1、传感器技术传感器是船舶智能控制系统获取船舶运行状态信息的关键设备。
通过安装在船舶各个部位的传感器，如压力传感器、温度传感器、速度传感器、位置传感器等，可以实时采集船舶的各种参数，如主机转速、油温、航速、船位等。
这些传感器将采集到的信息传输给控制系统，为系统的分析和决策提供数据支持。
为了提高传感器的精度和可靠性，近年来，一些新型传感器技术，如光纤传感器、MEMS 传感器等，逐渐在船舶上得到应用。
2、通信技术高效可靠的通信技术是实现船舶智能控制的重要保障。
船舶智能控制系统需要将采集到的大量数据实时传输到控制中心，并接收控制中心的指令。
目前，船舶通信技术主要包括卫星通信、短波通信、VHF通信等。
随着 5G 技术的发展，未来有望为船舶通信提供更高的带宽和更低的延迟，进一步提升船舶智能控制系统的性能。
船舶智能化技术的现状与挑战
船舶智能化技术的现状与挑战在当今科技飞速发展的时代，船舶行业也迎来了智能化的变革。
船舶智能化技术的应用，正在重塑航运业的面貌，为其带来更高的效率、安全性和可持续性。
然而，如同任何新兴技术一样，船舶智能化在发展过程中也面临着诸多挑战。
一、船舶智能化技术的现状1、自动化驾驶系统自动化驾驶是船舶智能化的核心领域之一。
目前，一些先进的船舶已经配备了自动导航、自动避碰等系统。
这些系统通过传感器收集船舶周围的环境信息，包括水流、风速、其他船舶的位置等，并利用算法进行分析和决策，从而实现船舶的自动驾驶。
例如，某些大型油轮在开阔海域能够在一定程度上实现自动驾驶，减轻船员的工作负担，提高航行的准确性和稳定性。
2、智能监控与检测系统船舶上的各种设备和系统需要实时监控和检测，以确保其正常运行。
智能监控与检测系统利用传感器和数据分析技术，对船舶的主机、辅机、电力系统等进行实时监测。
一旦发现异常，能够及时发出警报并提供故障诊断信息，帮助船员迅速采取措施进行维修，减少故障带来的损失。
例如，通过对船舶发动机的振动、温度、压力等参数的监测，可以提前发现潜在的故障隐患，避免重大事故的发生。
3、通信与信息共享技术高效的通信和信息共享对于船舶的智能化至关重要。
卫星通信、甚高频通信等技术的发展，使得船舶能够与岸基、其他船舶以及航运管理部门保持实时的联系。
同时，云计算和大数据技术的应用，使得船舶产生的大量数据能够被及时传输和分析，为航运决策提供支持。
例如，航运公司可以通过对船舶运行数据的分析，优化航线规划，降低燃油消耗。
4、能源管理系统随着环保要求的日益严格，船舶的能源管理成为了智能化的重要方向。
智能能源管理系统能够实时监测船舶的能源消耗情况，并根据航行条件和负载变化，自动调整船舶的动力输出，以达到节能减排的目的。
此外，一些新型船舶还采用了可再生能源技术，如太阳能、风能等，进一步提高能源利用效率。
二、船舶智能化技术面临的挑战1、技术成熟度与可靠性尽管船舶智能化技术取得了一定的进展，但仍有许多技术尚未完全成熟。
船舶自主航行系统的组成及工作流程
船舶自主航行系统的组成及工作流程1. 引言船舶自主航行系统是近年来航海领域的一个热门话题，它代表着航海技术的前沿和未来发展方向。
本文将围绕船舶自主航行系统的组成及工作流程展开讨论，帮助读者更好地理解和认识这一领域。
2. 组成船舶自主航行系统由多个部分组成，主要包括传感器、控制系统、通信系统和智能决策系统。
（1）传感器：船舶自主航行系统依赖多种传感器来感知周围环境，包括雷达、激光雷达、相机、红外传感器等。
这些传感器可以实时地获取船舶周围的信息，如其他船只、海况、天气等，为后续的决策提供必要的数据支持。
（2）控制系统：控制系统是船舶自主航行系统的核心，它负责根据传感器获取的信息做出航行决策，并控制船舶的航向、速度等参数。
控制系统通常由自动驾驶系统和动力系统构成，能够实现船舶的自主导航和航行。
（3）通信系统：船舶自主航行系统需要与外部实时交换信息，而通信系统则是实现这一功能的关键。
通信系统可以通过卫星通信、雷达通信等手段与其他船舶、岸基监控站进行数据交换，实现信息共享和协同作战。
（4）智能决策系统：智能决策系统是船舶自主航行系统的智能大脑，它通过人工智能、大数据分析等技术，能够根据传感器数据和实时情况做出最优航行决策，确保船舶的安全和效率。
3. 工作流程船舶自主航行系统的工作流程可以简单概括为：数据感知、智能决策、指令输出、执行控制。
（1）数据感知：船舶自主航行系统首先通过各类传感器获取船舶周围的实时数据，包括环境信息、航行状态等。
（2）智能决策：接收到传感器数据后，智能决策系统会对数据进行分析和处理，做出相应的航行决策，如航线规划、避障等。
（3）指令输出：智能决策系统生成的航行指令将通过控制系统转化为具体的控制指令，如舵角、油门等参数。
（4）执行控制：控制系统接收到指令后，将对船舶进行相应的控制，实现自主航行系统的任务。
4. 个人观点船舶自主航行系统的出现和发展，标志着航海技术正朝着更智能、更安全、更高效的方向发展。
船舶智能化系统了解船舶智能化系统的功能和应用案例
船舶智能化系统了解船舶智能化系统的功能和应用案例船舶智能化系统：功能与应用案例船舶智能化系统是指通过先进的技术和设备，使船舶具备自主感知、智能决策、自主控制能力，从而提高航行安全性和效率的系统。
本文将介绍船舶智能化系统的功能以及一些应用案例。
一、船舶智能化系统的功能1. 自主感知功能船舶智能化系统能通过各类传感器感知船舶周围环境的各种参数，包括气象、海洋、水下障碍物等信息。
2. 智能决策功能通过对感知到的信息进行处理和分析，船舶智能化系统能够进行智能决策，根据当前航行环境做出最佳航行策略。
3. 自主控制功能船舶智能化系统能够通过各种控制设备实现船舶的自主控制，包括操纵舵、推进器、锚等，从而确保船舶按照决策结果进行准确而安全的操作。
4. 航行监测功能船舶智能化系统能够对船舶的航行状态进行实时监测，包括位置、速度、航向等参数，以及船舶结构和设备的运行状态，从而确保航行的安全性和可靠性。
5. 环保节能功能船舶智能化系统能够通过数据分析和优化控制，实现船舶的节能和减排，降低对环境的影响。
二、船舶智能化系统的应用案例1. 船舶自主导航系统船舶自主导航系统是船舶智能化系统的重要应用之一。
例如，某公司开发的一款自主导航系统可以通过船舶感知系统获取航行环境信息，进行智能决策，实现自主避碰和路径规划，大大提高了航行安全性和效率。
2. 船舶智能控制系统船舶智能控制系统是船舶智能化系统的另一个重要应用。
某船舶公司研发的智能控制系统能够对船舶各个设备进行统一管理和控制，实现集中监控和自动化操作，提高了船舶的可靠性和效能。
3. 船舶智能维护系统船舶智能维护系统是船舶智能化系统的补充应用。
该系统可以实时监测船舶设备的工作状态、预测故障风险，并提供相应的维护建议，能够降低船舶维修成本和提高设备的可靠性。
4. 船舶智能船舱系统船舶智能船舱系统主要应用于提高船舶运输效能和舒适度。
例如，某船舶公司研制的智能船舱系统可以通过感知乘客的行为和需求，智能控制温度、光照和噪音等环境参数，提供更好的乘船体验。
船舶智能化技术的现状与未来
船舶智能化技术的现状与未来在当今科技飞速发展的时代，船舶行业也迎来了智能化的变革浪潮。
船舶智能化技术正逐渐改变着航运业的面貌，为其带来更高的效率、安全性和可持续性。
一、船舶智能化技术的现状1、智能导航与通信系统如今，船舶的导航系统已经变得越发智能化。
卫星导航技术的精度不断提高，结合电子海图显示与信息系统（ECDIS），能够为船舶提供实时、准确的航线规划和导航信息。
同时，船舶通信也不再局限于传统的无线电通信，高速的卫星通信和宽带网络使得船舶与岸上、船舶与船舶之间能够实现更流畅的信息交流，包括实时的气象数据、交通状况以及货物信息等。
2、自动化驾驶与控制自动驾驶技术在船舶领域取得了显著进展。
一些先进的船舶已经具备了一定程度的自动驾驶功能，能够根据预设的航线和环境条件自动调整航向、速度和推进力。
自动化的船舶控制系统能够实时监测船舶的各项参数，如船舶的姿态、动力系统的运行状态等，并进行自动调整和优化，以提高船舶的航行性能和燃油效率。
3、智能监测与故障诊断通过在船舶上安装各种传感器和监测设备，能够实时获取船舶的机械、电气和结构等方面的运行数据。
利用大数据分析和人工智能算法，可以对这些数据进行处理和分析，实现对船舶设备的智能监测和故障诊断。
这不仅能够提前发现潜在的故障隐患，还能够为维修和保养提供准确的依据，减少船舶的停机时间和维修成本。
4、能源管理与优化随着环保要求的日益严格，船舶的能源管理成为了智能化技术的重要应用领域。
智能能源管理系统能够根据船舶的航行状态、负载情况和气象条件等因素，实时优化船舶的能源消耗，例如调整主机的转速、合理利用船舶的辅助动力系统等。
此外，一些新型船舶还采用了清洁能源技术，如太阳能、风能和燃料电池等，进一步提高了船舶的能源效率和环保性能。
二、船舶智能化技术面临的挑战1、技术可靠性和安全性尽管船舶智能化技术取得了诸多进展，但技术的可靠性和安全性仍然是亟待解决的问题。
在复杂的海洋环境中，智能化系统可能会受到电磁干扰、恶劣天气等因素的影响，导致系统故障或误判。
浅析海上水面自主船舶(MASS)四层级分类下的航标船舶智能化发展
34 航海 NAVIGATION
人员的作业安全，减轻了作业人员的劳动强度。
3.2 国内发展现状
2.3 存在的问题
2015 年 5 月， 我 国 提 出《 中 国 制 造 2025》 战 略 计
航标船舶作业模式的转变虽然有效提升了作业效率， 划，为智能船舶的发展指明了方向；中国船级社（CCS）在
Ships，简称 MASS）是指在不同程度上可以独立于人员干 标船舶不同的智能化程度来展开分析。
预运行的船舶。2018 年 5 月，在伦敦举行的国际海事组织 2 航标船舶的发展现状及相关问题
海事安全委员会（MSC）第 99 次会议上，国际海事组织（IMO） 2.1 航标船舶综述
提出了自主程度的初步定义，将自主船的划分为以下四个
3 当前智能船舶发展现状
爱立信、中国移动公司打造的 5G 无人船亮相，实现了高清
物联网、大数据、云计算等新理念、新技术突飞猛进 视频实时回传、VR 后端演示、无人船舶远程控制、远程控
的发展，为船舶自主、智能技术发展注入了更强大的动力， 制污水精准取样等功能，引发外界关注。
智能船舶逐步成为国内外研究的热点 [4]。
成某行为则称为“自主”；智能则是完成行为过程的能力， 舵、起重机、绞盘、夹持臂、弃链器、制链器、电磁吸盘、
也就是运用的方式方法以及策略是否符合自然规律或符合人 机械臂手等航标船舶专用设备设施的应用，航标船舶的作业
( 或某团体 ) 的行为规则，在千变万化的环境中找到合理的 模式也已从“人力主导”的传统作业模式逐渐转变为“人力 “路径”完成某项任务，则称为是智能的 [2]。对于航标船舶 主导 - 船舶简单协作”的半机械化作业模式，极大地保障了
维护工作 [3]。
1.2 自主与智能
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船舶智能航行系统等级划分与技术水平评定
船舶智能航行系统是近年来随着人工智能、云计算、大数据等技术的发展而不断壮大的新兴领域，它的出现为船舶导航、航行安全、环境保护等方面带来了全新的解决方案。
为了对船舶智能航行系统的技术水平进行评定与等级划分，需要综合考虑系统的功能性、安全性、智能化程度、船舶自主性等方面的指标，以便为相关船舶的设计、建造和运营提供参考和指导。
船舶智能航行系统的等级划分应该综合考虑以下几个方面：
一、智能化程度
船舶智能航行系统的智能化程度可以从系统的自主性和自适应能力等方面进行评估。
自主性指系统在航行过程中能够独立做出决策和行为，而自适应能力则是系统能够根据航行环境和条件调整自身的行为和策略。
智能化程度高的系统通常能够具备更好的应变能力和风险控制能力。
二、航行安全性
船舶智能航行系统的主要目的之一就是提高船舶的航行安全性，因此对系统的安全性能也应成为评定等级的重要指标。
包括系统对于航行障碍物的识别和规避能力、监测航行环境变化的能力、人机交互安全等方面。
三、环境友好性
随着全球对环境保护的重视和船舶碳排放问题的凸显，环境友好性已成为船舶智能航行系统评定的重要指标之一。
包括系统对节能减排的推动能力、航迹优化和船舶排放监控等环保功能。
基于以上几个方面，船舶智能航行系统可以分成以下几个等级：
一、基础级
基础级的船舶智能航行系统主要实现了基本的航行辅助功能，包括电子海图、自动航行控制、简单的障碍物检测和提醒等功能。
这一级别的系统主要用于提高航行效率和减轻船员的负担，航行安全性和环保性能较为一般。
二、提升级
提升级的船舶智能航行系统在基础级的功能基础上进一步增加了一些智能化特性，例如系统可以通过大数据分析进行航道推荐和船舶排放优化，具备一定程度的自适应能力和环境感知能力。
系统在安全性、环保性能和船舶智能化程度上均有所增强。
三、先进级
先进级的船舶智能航行系统在提升级的基础上进一步提升了系统的智能化程度，具备较强的自主性和自适应能力，能够针对复杂多变的航行环境做出更为精准和可靠的决策。
对航行安全性和环境友好性的要求也更高，通常包括了更为智能的自动避碰、航迹规划和动力管理等功能。
四、顶级
顶级的船舶智能航行系统集成了最为先进的人工智能技术和大数据处理能力，具备高度的自主性和自适应能力，能够在复杂、多变的航行环境下保证船舶的安全性和高效性。
这一级别的系统也具备了智能化的辅助决策能力和环境感知能力，可以帮助船舶实现最佳的航迹规划和动力管理，实现船舶的智能驾驶和自主导航。
在对船舶智能航行系统的技术水平进行评定与等级划分时，还需要结合实际航行需求和船舶类型的不同进行具体分析。
随着技术的不断进步和应用场景的不断扩展，船舶智能航行系统的评定标准也应随之进行调整和完善，以确保评定的公平、客观和准确。
船舶智能航行系统的不断发展将为航行安全和环境保护等方面带来更大的改善和推动，相信在不久的将来，智能航行系统将成为船舶航行的标配，为船舶运输、海洋工程和科学研究等领域带来更多的便利和改进。