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摘要:目前船舶驾驶自动化以及智能化技术得到了有效应用,但其应用过程仍有较大的提升空间。基于此,文章探讨无人驾驶船舶的优势,分析船舶驾驶自动化智能化技术的应用。
关键词:船舶驾驶;自动化;航海智能化中图分类号:G4 文献标识码:A 文章编号:(2021)-03-297
随着电气自动化技术的不断发展,船舶驾驶自动化水平不断提升,加之航海工作提出的更多要求,都使航海领域需要有更深层次的探索。所以船舶驾驶技术要有一定的升级和强化,以便使航海的各项工作效率能够得到高效提升。
一、无人驾驶船舶的优势
将无人驾驶的船舶和人工驾驶进行对比,无人驾驶具有一些优点:一个就是可以节约更多的人力资源。因为我们在航海方面的生活极其单调,并且我们长期都要远离土地和身边的亲朋好友,所以该职业产生的吸引力非常差,当前海运企业正面临着招收不到航海员的严重问题。但是借助无人驾驶技术,货轮便不需要航海员的跟随,招收航海员困难的问题就得到了解决,而且还能节约相应的资金。二是节约能源资源。因为无人驾驶船舶不需要对船员休息室、驾驶室、食品仓库等进行建设,因此轮船会变轻,所需燃料也会减少。如果完全实现了无人驾驶技术以及智能化技术,轮船在运行过程中,其效率可提升大概20%,并且排放量减少20%左右。当然针对无人驾驶最关注的问题还是安全性,无人驾驶有益于事故减少,即便有触礁、暴风雨、海盗以及撞船事故产生,也可以通过远程对其操控,与人工驾驶相比会更加安全一些。
二、无人驾驶船舶存在的问题
尽管船舶驾驶自动化和技术存在一定的优势,但现在的科技水平下,还存在一定的危险,目前还不能直接进入投产,还需要技术的进一步完善。无论是采用无人驾驶还是远程遥控技术,都需要背后强大的计算机技术作为支撑,以数据传输与虚拟现实技术作为依托的“无人货船”的实现还需要一定的技术层面的突破。
三、船舶驾驶自动化智能化技术的应用
2.1船舶综合自动化技术的应用措施
该项技术的发展是基于计算机发展的基础之上,目前自动化技术在船舶电气领域的使用已经非常普及,并且信息自动化技术的逐步提升以及完善,促进了船舶综合自动化的更新和升级。从总体角度而言,该项技术综合了航行自动化、装载自动化、机床以及机械自动化技术,是综合自动化水平非常高的一项控制技术,它使得船舶综合自动化水平以及性能有了很大的进步。在当前使用的该项技术当中,共有工作母站两个,并设置了几个工作分站和一定
数量控制体系。在工作母战当中,又对驾驶室和飞船机舱的工作室都进行了自动化的设置,母站和飞船的父母站之间都是独立的,可以单独地进行操控。此外,母站之间还对船舶的数据进行了备份,这样如果其中某个工作站有故障产生,依然可以正常进行操控,对船舶的有序运行提供了保障。此外,应用到的控制分站管理系统主要包括电站信息管理、遥控系统、机场监视和报警等等,针对分站的有效设置,还根据需求在分析了船舶工作的实际需求后,对其进行了结合设定,该系统所设定的最终目标就是对于船舶当中所有设备以及网络所能实现的监控给予一定保障。其中,各个分站都是可以同时与外部网络保持联系,每一个分站都是联系外部的重要窗口。同时分站当中还设有信箱以及电子邮件等,这有益于传播和对外交流,实现信息资源的互通。另外,必须对设备进行高效维护,提升电气系统的各项功能,强化安全性。
2.2综合导航以及驾驶网络系统的有效应用
针对自动化技术,在当前阶段的发展情况进行分析,使用到的各种高端自动化技术正在逐步成熟并且深入推广,其中船舶导航技术以及自动化技术需要更多地依赖于航海专家仓库、电子海图等技术,以实现船舶的智能化和数字化技术的综合,实现综合导航以及构建完善的驾驶网络系统。对于该系统的使用,需要集成信息和控制技术、计算机通信技术等,这样才能使船上的各类控制设备导航以及雷达等得到有效应用,使其组合之后发挥更加突出的效果。对于导航驾驶路线避让,轮机监测等相关工作的目标落实效果非常突出,还可以做出自动报警,使得驾驶整体有效性有了很大程度的升级。
当前,现代化的船舶在航运当中,整体发展趋势已经走向了大型化和高速化,在复杂的海域和环境当中,船舶驾驶的安全避让问题就显得十分关键,如果导航中有一个相应的偏差产生,造成的船舶驾驶安全事故可能会非常严重,所以通过综合导航以及自动驾驶网络技术,可以促使船舶的驾驶行为实现自动化,使得航行的安全性也有了一定的保障。同时对于能源和资源的消耗也是有所降低,对于未来的发展也起到了一定的推动作用,有着很强的现实意义。在综合导航以及该系统当中,还应用了液化装卸自动化技术,这对于后勤工作给予的支持力度非常完善,使得船舶装卸实现了自动化,并且系泊自动化的目标也由此实现。该系统技术,需要应用数据库中心当中提供的数据,组合好各个控制模块,并借助模拟以及监测,将液化装卸工作完成,这使得船舶高精度浮态监控的目标有了更进一步的提升,整体状态更加稳定,并对装卸工作开展的有效性给予了保障。
2.3船舶駕驶导航技术的应用措施
导航是航行当中非常重要的设备之一,是避免方向迷失以及保持航向的关键性设备,同时也能帮助船舶挑选好最佳的路线,避免航行增加等问题。当前,针对船舶电气技术的相关研究工作,自动化方向是研究的重点方向之一,各个国家对于该项技术的研发正在逐步推进,所以在未来,该项技术的普及非常值得期待。针对这一技术的设计,重点工作便是通讯设备、导航设备以及电子图等相关监控的有效性,可以向船只提供相应的航行方向指导以及清晰
的雷达影像。同时,对最理想的行驶速度、定位信息等的综合制定,使得船舶始终处于最佳的线路当中航行。此外,对于该项技术的探究,智能化也是非常重要的发展方向,如果该项技术得到了应用,可以对危险源智能捕捉,同时避免船舶出现一系列的危险。 2.4海上救援技术的应用
海上的航行条件会受到很多因素的影响,例如:天气、礁石、冰山存在的风险因素非常复杂。此外,还存在一些人为的危险因素,如海盗。如果船只在遇到危险时,没有及时避让,会出现性能方面的故障,这对于船舶的安全会产生非常严重的威胁。所以海上救援工作至关重要,需要对船舶的智能跟踪给予强化。对跟踪技术的使用,结合了多项技术。
一是无人机技术。无人机涵盖了自动化以及智能化技术,通过模块化的高度设计,在航行过程中携带非常方便,并且运作时变现的非常稳定,安装起来也十分的方便,可以对相应的能量进行储备,使船舶的智能驾驶与地面系统之间做到更好的连接。根据高清摄像获得的数据,可以得到实时的船舱驾驶状态,在遇到突发事件时能够做出相应的应急措施。当无人机发现海上或者船舶驾驶舱存在安全隐患时,会第一时间将安全隐患的数据及时上传到驾驶员的手中,并发出安全警报,以便驾驶员做好相应的应对措施。二是跟踪系统。该跟踪系统属于在船舶上使用的光跟踪器,系统在海上识别、跟踪、取证以及搜索的过程中,产生的作用非常突出,能够为搜救以及调查工作提供所需的视频数据,并通过最直接以及最直观的方式进行展示。此外,该系统在白天时,可以借助可见光高清系统对目标进行确认和识别、发现;在夜间则是利用高性能红外线热成像完成这一工作。
2.5远程操控技术的可靠性
远程操控技术也是未来智能船舶所需要解决的关键技术之一,海上恶劣的环境以及海水自生所带来的巨大阻力都为海上航行带来了巨大的难题。货船不像汽车那样灵活,在面临突发情况时不能对船员做出快速的保护,所以远程操控技术就显得更为重要。
四、结束语
船舶航行的自动化以及智能化发展,还有很长的一段路要走,相关技术的研究要更加深入。当前,对于该项技术的应用,因为技术等因素的限制,还有很大的提升空间,未来随着科技的完善,船舶驾驶自动化以及智能化会有更大的发展空间。
参考文献
[1]唐庆友,宋妍成,杨弘曧.智能时代船舶驾驶对航海保障的需求[J].上海船舶运输科学研究所学报,2019,42(02):23-27.
[2]富梁波.试析船舶驾驶自动化与航海智能化[J].船舶物资与市场,2019(04):54-55.
[3]周连国.无人驾驶船舶发展与航海教育对策研究[J].考试周刊,2018(85):44.
[4]吳兆麟.船舶驾驶自动化与航海智能化[J].中国海事,2017(08):16-19.作者简介:廖宏珍(1969.8),男,汉族,广西桂林市人,工作单位:招商局能源运输股份有限公司, 大专(学历),中级(职称)。
研究方向:航海技术。
(招商局能源运输股份有限公司海宏轮船船员部)
关键词:船舶驾驶;自动化;航海智能化中图分类号:G4 文献标识码:A 文章编号:(2021)-03-297
随着电气自动化技术的不断发展,船舶驾驶自动化水平不断提升,加之航海工作提出的更多要求,都使航海领域需要有更深层次的探索。所以船舶驾驶技术要有一定的升级和强化,以便使航海的各项工作效率能够得到高效提升。
一、无人驾驶船舶的优势
将无人驾驶的船舶和人工驾驶进行对比,无人驾驶具有一些优点:一个就是可以节约更多的人力资源。因为我们在航海方面的生活极其单调,并且我们长期都要远离土地和身边的亲朋好友,所以该职业产生的吸引力非常差,当前海运企业正面临着招收不到航海员的严重问题。但是借助无人驾驶技术,货轮便不需要航海员的跟随,招收航海员困难的问题就得到了解决,而且还能节约相应的资金。二是节约能源资源。因为无人驾驶船舶不需要对船员休息室、驾驶室、食品仓库等进行建设,因此轮船会变轻,所需燃料也会减少。如果完全实现了无人驾驶技术以及智能化技术,轮船在运行过程中,其效率可提升大概20%,并且排放量减少20%左右。当然针对无人驾驶最关注的问题还是安全性,无人驾驶有益于事故减少,即便有触礁、暴风雨、海盗以及撞船事故产生,也可以通过远程对其操控,与人工驾驶相比会更加安全一些。
二、无人驾驶船舶存在的问题
尽管船舶驾驶自动化和技术存在一定的优势,但现在的科技水平下,还存在一定的危险,目前还不能直接进入投产,还需要技术的进一步完善。无论是采用无人驾驶还是远程遥控技术,都需要背后强大的计算机技术作为支撑,以数据传输与虚拟现实技术作为依托的“无人货船”的实现还需要一定的技术层面的突破。
三、船舶驾驶自动化智能化技术的应用
2.1船舶综合自动化技术的应用措施
该项技术的发展是基于计算机发展的基础之上,目前自动化技术在船舶电气领域的使用已经非常普及,并且信息自动化技术的逐步提升以及完善,促进了船舶综合自动化的更新和升级。从总体角度而言,该项技术综合了航行自动化、装载自动化、机床以及机械自动化技术,是综合自动化水平非常高的一项控制技术,它使得船舶综合自动化水平以及性能有了很大的进步。在当前使用的该项技术当中,共有工作母站两个,并设置了几个工作分站和一定
数量控制体系。在工作母战当中,又对驾驶室和飞船机舱的工作室都进行了自动化的设置,母站和飞船的父母站之间都是独立的,可以单独地进行操控。此外,母站之间还对船舶的数据进行了备份,这样如果其中某个工作站有故障产生,依然可以正常进行操控,对船舶的有序运行提供了保障。此外,应用到的控制分站管理系统主要包括电站信息管理、遥控系统、机场监视和报警等等,针对分站的有效设置,还根据需求在分析了船舶工作的实际需求后,对其进行了结合设定,该系统所设定的最终目标就是对于船舶当中所有设备以及网络所能实现的监控给予一定保障。其中,各个分站都是可以同时与外部网络保持联系,每一个分站都是联系外部的重要窗口。同时分站当中还设有信箱以及电子邮件等,这有益于传播和对外交流,实现信息资源的互通。另外,必须对设备进行高效维护,提升电气系统的各项功能,强化安全性。
2.2综合导航以及驾驶网络系统的有效应用
针对自动化技术,在当前阶段的发展情况进行分析,使用到的各种高端自动化技术正在逐步成熟并且深入推广,其中船舶导航技术以及自动化技术需要更多地依赖于航海专家仓库、电子海图等技术,以实现船舶的智能化和数字化技术的综合,实现综合导航以及构建完善的驾驶网络系统。对于该系统的使用,需要集成信息和控制技术、计算机通信技术等,这样才能使船上的各类控制设备导航以及雷达等得到有效应用,使其组合之后发挥更加突出的效果。对于导航驾驶路线避让,轮机监测等相关工作的目标落实效果非常突出,还可以做出自动报警,使得驾驶整体有效性有了很大程度的升级。
当前,现代化的船舶在航运当中,整体发展趋势已经走向了大型化和高速化,在复杂的海域和环境当中,船舶驾驶的安全避让问题就显得十分关键,如果导航中有一个相应的偏差产生,造成的船舶驾驶安全事故可能会非常严重,所以通过综合导航以及自动驾驶网络技术,可以促使船舶的驾驶行为实现自动化,使得航行的安全性也有了一定的保障。同时对于能源和资源的消耗也是有所降低,对于未来的发展也起到了一定的推动作用,有着很强的现实意义。在综合导航以及该系统当中,还应用了液化装卸自动化技术,这对于后勤工作给予的支持力度非常完善,使得船舶装卸实现了自动化,并且系泊自动化的目标也由此实现。该系统技术,需要应用数据库中心当中提供的数据,组合好各个控制模块,并借助模拟以及监测,将液化装卸工作完成,这使得船舶高精度浮态监控的目标有了更进一步的提升,整体状态更加稳定,并对装卸工作开展的有效性给予了保障。
2.3船舶駕驶导航技术的应用措施
导航是航行当中非常重要的设备之一,是避免方向迷失以及保持航向的关键性设备,同时也能帮助船舶挑选好最佳的路线,避免航行增加等问题。当前,针对船舶电气技术的相关研究工作,自动化方向是研究的重点方向之一,各个国家对于该项技术的研发正在逐步推进,所以在未来,该项技术的普及非常值得期待。针对这一技术的设计,重点工作便是通讯设备、导航设备以及电子图等相关监控的有效性,可以向船只提供相应的航行方向指导以及清晰
的雷达影像。同时,对最理想的行驶速度、定位信息等的综合制定,使得船舶始终处于最佳的线路当中航行。此外,对于该项技术的探究,智能化也是非常重要的发展方向,如果该项技术得到了应用,可以对危险源智能捕捉,同时避免船舶出现一系列的危险。 2.4海上救援技术的应用
海上的航行条件会受到很多因素的影响,例如:天气、礁石、冰山存在的风险因素非常复杂。此外,还存在一些人为的危险因素,如海盗。如果船只在遇到危险时,没有及时避让,会出现性能方面的故障,这对于船舶的安全会产生非常严重的威胁。所以海上救援工作至关重要,需要对船舶的智能跟踪给予强化。对跟踪技术的使用,结合了多项技术。
一是无人机技术。无人机涵盖了自动化以及智能化技术,通过模块化的高度设计,在航行过程中携带非常方便,并且运作时变现的非常稳定,安装起来也十分的方便,可以对相应的能量进行储备,使船舶的智能驾驶与地面系统之间做到更好的连接。根据高清摄像获得的数据,可以得到实时的船舱驾驶状态,在遇到突发事件时能够做出相应的应急措施。当无人机发现海上或者船舶驾驶舱存在安全隐患时,会第一时间将安全隐患的数据及时上传到驾驶员的手中,并发出安全警报,以便驾驶员做好相应的应对措施。二是跟踪系统。该跟踪系统属于在船舶上使用的光跟踪器,系统在海上识别、跟踪、取证以及搜索的过程中,产生的作用非常突出,能够为搜救以及调查工作提供所需的视频数据,并通过最直接以及最直观的方式进行展示。此外,该系统在白天时,可以借助可见光高清系统对目标进行确认和识别、发现;在夜间则是利用高性能红外线热成像完成这一工作。
2.5远程操控技术的可靠性
远程操控技术也是未来智能船舶所需要解决的关键技术之一,海上恶劣的环境以及海水自生所带来的巨大阻力都为海上航行带来了巨大的难题。货船不像汽车那样灵活,在面临突发情况时不能对船员做出快速的保护,所以远程操控技术就显得更为重要。
四、结束语
船舶航行的自动化以及智能化发展,还有很长的一段路要走,相关技术的研究要更加深入。当前,对于该项技术的应用,因为技术等因素的限制,还有很大的提升空间,未来随着科技的完善,船舶驾驶自动化以及智能化会有更大的发展空间。
参考文献
[1]唐庆友,宋妍成,杨弘曧.智能时代船舶驾驶对航海保障的需求[J].上海船舶运输科学研究所学报,2019,42(02):23-27.
[2]富梁波.试析船舶驾驶自动化与航海智能化[J].船舶物资与市场,2019(04):54-55.
[3]周连国.无人驾驶船舶发展与航海教育对策研究[J].考试周刊,2018(85):44.
[4]吳兆麟.船舶驾驶自动化与航海智能化[J].中国海事,2017(08):16-19.作者简介:廖宏珍(1969.8),男,汉族,广西桂林市人,工作单位:招商局能源运输股份有限公司, 大专(学历),中级(职称)。
研究方向:航海技术。
(招商局能源运输股份有限公司海宏轮船船员部)