中国智能航海与智能船舶发展现状分析开题报告

2.1研究内容

本文将从我国研究的智慧桥·综合导航系统、船舶远程信息服务系统、智能雷达监控系统、电子海图显示与信息系统以及相关系统的其他相设备分析我国“智能航海”发展现状，也将从船舶智能避碰系统及智能船舶的成功案例中分析我国“智能船舶”的发展现状。

2.1.1智慧桥·综合导航系统

“海兰信”在国产智能通讯导航方面，是创新者，也是先驱者。2013年5月，北京海兰信数据科技股份有限公司推出了自主研发的新一代综合船桥系统（IBS）：“智慧桥·综合导航系统” ，该系统具有多功能工作站，每一台工作站都具备航线规划、航行监控、避碰、航迹控制、航行状态及数据显示、中央报警管理以及航迹功能。并且该系统还具备信息融合的功能，能够对当前船舶的情况以及根据所受到的威胁做出全面的评估和应对措施^[10][11]。虽然我国在这方面的技术起步较晚，和其他国家相比许多技术方面还存在一定的差距，但是“智慧桥·综合导航系统”为我国智能航海发展做出的贡献也为接下来智能船舶的发展奠定了坚实的基础。

2.1.2 海兰云（Hi-Cloud）船舶远程信息服务系统

“海兰云”是专门为船东、船长以及船队管理者等提供的专用数据服务。“海兰云”一端和船舶的设备相连接，另一端和岸上的终端连接。用户就可以通过岸上的设备甚至是手机就可以查看船舶的实时数据或者历史数据，掌握船队的状态、航行状态、船舶设备情况以及船舶周围的环境^[12][13]。“海兰云”能提供对船舶设备的状态监控和远程诊断能力以及将船舶机舱报警信息和航行安全信息及时通知给用户防止信息丢失等等功能，提高了船舶运行的安全性。船岸一体化系统的应用为智能船舶所需信息交互提供了技术保障, 使得智能船舶的船舶综合能效,设备运行维护、货物状态监控、自动驾驶辅助决策等功能成为现实，真正的实现船舶的智能化管理。

2.1.3智能雷达监控系统

该系统是由“海兰信”自主研发的，通过先进的雷达信号处理算法技术和自适应门限设计，最终达到能够对海上极小的目标进行探测提供海上目标态势，目前在我国浙江、海南、福建等多地的岸基近海雷达综合监控网建设和海监救助船便得到了应用。为海洋渔业执法、港口监控和海事交通以及海洋资源保护等任务提供了信息化手段，提高了船舶的管理效率^[14]。

2.1.4电子海图显示与信息系统

HLD-ECDIS600 具有海图在线更新、雷达图像叠加、气象叠加、航线生成和优化、航迹控制等功能. 能偶获取电子海图上物标的详细描述信息以及在整个航行过程中的航行条件信息 ，并且能提供本船、船舶周围目标之间的位置关系, 方便船员做出合理的避碰措施，提高了船舶航行过程中的安全性。并且在系统发生故障的时候还可以提供备用系统，以保证在设备故障的时候也能提提供航行数据保证航行安全^[15]。

2.1.5我国智能船舶研究

我国在智能船舶上的研究还处于初级阶段，但是也取得了一定的成就。例如，2019年5月16日，国内首艘无人驾驶自主航行系统实验船“智腾”号成功进行人工驾驶、远程遥控及自主航行，以及水下避碰和自动靠、离泊等功能演示，标志着我国无人船的探索取得了重要进展。虽然目前和造船强国相比还有很大的差距，但是在今后的几年里这样的差距一定会越来越少，这是对中国造船业的信心、对中国力量的肯定^[4]。

2.1.6 “智能船舶”智能避碰研究

船舶无人驾驶技术是多种先进技术的融合，包括智能导航(智能识别和智能决策)、岸基支撑、船岸通信、船舶设计制造、能源效率、综合测试等技术。所要解决的问题是基于无人驾驶船舶环境知识的驱动策略的确定。国外专家针对无人驾驶船舶如何识别周围环境从而做出智能避碰的问题，提出了一种深度强化学习避障决策(DRLOAD)算法。分析了无人驾驶船舶智能避碰决策中遇到的问题，提出了一种决策算法的设计准则。基于马尔可夫决策过程，建立了无人驾驶船舶的智能避碰模型。通过将无人驾驶船舶状态映射到行为的收益最大化的价值函数，确定智能决策系统的最优策略^[16]。

2.2研究目标

（1）通过对我国的“综合导航系统”以及“船岸一体化技术”的发展现状分析，让读者了解到我国目前“智能航海”的水平。

（2）通过对我国试验成功的“智腾”号等其他智能船舶的介绍，让人们了解到我国智能船舶目前的技术水平。

（3）通过与国外优秀技术的对比，认识到我们和其他国家之间的差距。

2.3技术方案