船舶駕駛自動化與航海智能化探究

摘要：目前船舶駕駛自動化以及智能化技術得到了有效應用，但其應用過程仍有較大的提升空間。基于此，文章探討無人駕駛船舶的優勢，分析船舶駕駛自動化智能化技術的應用。

關鍵詞：船舶駕駛;自動化;航海智能化中圖分類號：G4 文獻標識碼：A 文章編號：（2021）-03-297

隨著電氣自動化技術的不斷發展，船舶駕駛自動化水平不斷提升，加之航海工作提出的更多要求，都使航海領域需要有更深層次的探索。所以船舶駕駛技術要有一定的升級和強化，以便使航海的各項工作效率能夠得到高效提升。

一、無人駕駛船舶的優勢

將無人駕駛的船舶和人工駕駛進行對比，無人駕駛具有一些優點：一個就是可以節約更多的人力資源。因為我們在航海方面的生活極其單調，并且我們長期都要遠離土地和身邊的親朋好友，所以該職業產生的吸引力非常差，當前海運企業正面臨著招收不到航海員的嚴重問題。但是借助無人駕駛技術，貨輪便不需要航海員的跟隨，招收航海員困難的問題就得到了解決，而且還能節約相應的資金。二是節約能源資源。因為無人駕駛船舶不需要對船員休息室、駕駛室、食品倉庫等進行建設，因此輪船會變輕，所需燃料也會減少。如果完全實現了無人駕駛技術以及智能化技術，輪船在運行過程中，其效率可提升大概20%，并且排放量減少20%左右。當然針對無人駕駛最關注的問題還是安全性，無人駕駛有益于事故減少，即便有觸礁、暴風雨、海盜以及撞船事故產生，也可以通過遠程對其操控，與人工駕駛相比會更加安全一些。

二、無人駕駛船舶存在的問題

盡管船舶駕駛自動化和技術存在一定的優勢，但現在的科技水平下，還存在一定的危險，目前還不能直接進入投產，還需要技術的進一步完善。無論是采用無人駕駛還是遠程遙控技術，都需要背后強大的計算機技術作為支撐，以數據傳輸與虛擬現實技術作為依托的“無人貨船”的實現還需要一定的技術層面的突破。

三、船舶駕駛自動化智能化技術的應用

2.1船舶綜合自動化技術的應用措施

該項技術的發展是基于計算機發展的基礎之上，目前自動化技術在船舶電氣領域的使用已經非常普及，并且信息自動化技術的逐步提升以及完善，促進了船舶綜合自動化的更新和升級。從總體角度而言，該項技術綜合了航行自動化、裝載自動化、機床以及機械自動化技術，是綜合自動化水平非常高的一項控制技術，它使得船舶綜合自動化水平以及性能有了很大的進步。在當前使用的該項技術當中，共有工作母站兩個，并設置了幾個工作分站和一定

數量控制體系。在工作母戰當中，又對駕駛室和飛船機艙的工作室都進行了自動化的設置，母站和飛船的父母站之間都是獨立的，可以單獨地進行操控。此外，母站之間還對船舶的數據進行了備份，這樣如果其中某個工作站有故障產生，依然可以正常進行操控，對船舶的有序運行提供了保障。此外，應用到的控制分站管理系統主要包括電站信息管理、遙控系統、機場監視和報警等等，針對分站的有效設置，還根據需求在分析了船舶工作的實際需求后，對其進行了結合設定，該系統所設定的最終目標就是對于船舶當中所有設備以及網絡所能實現的監控給予一定保障。其中，各個分站都是可以同時與外部網絡保持聯系，每一個分站都是聯系外部的重要窗口。同時分站當中還設有信箱以及電子郵件等，這有益于傳播和對外交流，實現信息資源的互通。另外，必須對設備進行高效維護，提升電氣系統的各項功能，強化安全性。

2.2綜合導航以及駕駛網絡系統的有效應用

針對自動化技術，在當前階段的發展情況進行分析，使用到的各種高端自動化技術正在逐步成熟并且深入推廣，其中船舶導航技術以及自動化技術需要更多地依賴于航海專家倉庫、電子海圖等技術，以實現船舶的智能化和數字化技術的綜合，實現綜合導航以及構建完善的駕駛網絡系統。對于該系統的使用，需要集成信息和控制技術、計算機通信技術等，這樣才能使船上的各類控制設備導航以及雷達等得到有效應用，使其組合之后發揮更加突出的效果。對于導航駕駛路線避讓，輪機監測等相關工作的目標落實效果非常突出，還可以做出自動報警，使得駕駛整體有效性有了很大程度的升級。

當前，現代化的船舶在航運當中，整體發展趨勢已經走向了大型化和高速化，在復雜的海域和環境當中，船舶駕駛的安全避讓問題就顯得十分關鍵，如果導航中有一個相應的偏差產生，造成的船舶駕駛安全事故可能會非常嚴重，所以通過綜合導航以及自動駕駛網絡技術，可以促使船舶的駕駛行為實現自動化，使得航行的安全性也有了一定的保障。同時對于能源和資源的消耗也是有所降低，對于未來的發展也起到了一定的推動作用，有著很強的現實意義。在綜合導航以及該系統當中，還應用了液化裝卸自動化技術，這對于后勤工作給予的支持力度非常完善，使得船舶裝卸實現了自動化，并且系泊自動化的目標也由此實現。該系統技術，需要應用數據庫中心當中提供的數據，組合好各個控制模塊，并借助模擬以及監測，將液化裝卸工作完成，這使得船舶高精度浮態監控的目標有了更進一步的提升，整體狀態更加穩定，并對裝卸工作開展的有效性給予了保障。

2.3船舶駕駛導航技術的應用措施

導航是航行當中非常重要的設備之一，是避免方向迷失以及保持航向的關鍵性設備，同時也能幫助船舶挑選好最佳的路線，避免航行增加等問題。當前，針對船舶電氣技術的相關研究工作，自動化方向是研究的重點方向之一，各個國家對于該項技術的研發正在逐步推進，所以在未來，該項技術的普及非常值得期待。針對這一技術的設計，重點工作便是通訊設備、導航設備以及電子圖等相關監控的有效性，可以向船只提供相應的航行方向指導以及清晰

的雷達影像。同時，對最理想的行駛速度、定位信息等的綜合制定，使得船舶始終處于最佳的線路當中航行。此外，對于該項技術的探究，智能化也是非常重要的發展方向，如果該項技術得到了應用，可以對危險源智能捕捉，同時避免船舶出現一系列的危險。

2.4海上救援技術的應用

海上的航行條件會受到很多因素的影響，例如：天氣、礁石、冰山存在的風險因素非常復雜。此外，還存在一些人為的危險因素，如海盜。如果船只在遇到危險時，沒有及時避讓，會出現性能方面的故障，這對于船舶的安全會產生非常嚴重的威脅。所以海上救援工作至關重要，需要對船舶的智能跟蹤給予強化。對跟蹤技術的使用，結合了多項技術。

一是無人機技術。無人機涵蓋了自動化以及智能化技術，通過模塊化的高度設計，在航行過程中攜帶非常方便，并且運作時變現的非常穩定，安裝起來也十分的方便，可以對相應的能量進行儲備，使船舶的智能駕駛與地面系統之間做到更好的連接。根據高清攝像獲得的數據，可以得到實時的船艙駕駛狀態，在遇到突發事件時能夠做出相應的應急措施。當無人機發現海上或者船舶駕駛艙存在安全隱患時，會第一時間將安全隱患的數據及時上傳到駕駛員的手中，并發出安全警報，以便駕駛員做好相應的應對措施。二是跟蹤系統。該跟蹤系統屬于在船舶上使用的光跟蹤器，系統在海上識別、跟蹤、取證以及搜索的過程中，產生的作用非常突出，能夠為搜救以及調查工作提供所需的視頻數據，并通過最直接以及最直觀的方式進行展示。此外，該系統在白天時，可以借助可見光高清系統對目標進行確認和識別、發現;在夜間則是利用高性能紅外線熱成像完成這一工作。

2.5遠程操控技術的可靠性

遠程操控技術也是未來智能船舶所需要解決的關鍵技術之一，海上惡劣的環境以及海水自生所帶來的巨大阻力都為海上航行帶來了巨大的難題。貨船不像汽車那樣靈活，在面臨突發情況時不能對船員做出快速的保護，所以遠程操控技術就顯得更為重要。

四、結束語

船舶航行的自動化以及智能化發展，還有很長的一段路要走，相關技術的研究要更加深入。當前，對于該項技術的應用，因為技術等因素的限制，還有很大的提升空間，未來隨著科技的完善，船舶駕駛自動化以及智能化會有更大的發展空間。

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

研究方向：航海技術。

（招商局能源運輸股份有限公司海宏輪船船員部）