今年全国科普日的主题为“提升全民科学素质，助力科技自立自强”。为进一步了解航运科技创新和产业发展成果，本文将在武汉理工大学严新平院士团队“面向新一代航运系统的船舶智能航行技术研究进展”的研究基础上，系统地介绍船舶智能航行技术的研究进展。

01. 新一代航运系统进展

2012年，欧盟启动MUNIN项目，以无人散货轮为对象开展了大型船舶的智能航行研究。2015年，芬兰启动AAWA项目，旨在实现船舶的远程驾驶与无人运输。2017年，罗尔斯·罗伊斯公司成功在拖船Svitzer Hermod号上完成了全球首次商船远程操作。2018年，罗尔斯·罗伊斯公司对全球首艘无人驾驶渡轮Falco号进行试航。2020年，日本启动完全自主船舶计划MEGURI 2040并相继完成6种船型的智能航行系统开发和实船测试。2021年，Yara Birkeland号在挪威亮相，作为第一艘全电动无人驾驶货轮，能够自动避让和自行靠泊。2022年，韩国超大型天然气运输船Prism Courage号完成了远洋智能航行实验。

现阶段，我国船舶智能航行技术按照“辅助决策-远程控制-自主航行”的路径有序开展。从智能船舶1.0专项研究开始，到2022年珠海云全球首艘智能型无人系统母船下水，展现出我国在智能船舶领域有规划的技术研究和探索。图为国内外船舶智能航行技术发展情况时间轴线图。

智能船舶发展情况时间轴线图

02. 智能感知技术

智能感知技术作为船舶智能航行的前提，利用雷达、摄像头、AIS(automatic identification system)等船载传感器设备以及信息处理技术设备获取船舶自身状态信息和船体周围各种信息，为船舶智能航行后续的智能决策、智能控制等关键技术提供更可信的数据。

船舶智能感知技术图

在能源公司船舶航行风险与关键操作风险智能识别研究/集团AI项目中，为了提高预警准确率，项目内充分运用船舶AIS数据、雷达数据和视频数据等关键数据，实现对船舶态势和外部环境的准确感知。

03. 智能决策技术

智能决策技术是船舶智能航行的核心，主要包括航行环境态势评估、航线智能规划、智能避碰。智能决策技术指的是，船舶通过对智能感知获得的航行环境、交通、航线、航行状态等信息进行分析和态势评估，不断更新行动决策和规划。

凭借AI技术，船舶智能决策可通过机器智能延伸和增强人类的认知、决策、规划、执行的功能，完成人类无法完成的特定任务或比人类更有效地完成特定任务，实现控制主体从驾驶员向人机共融的决策与协同控制模式转变。

船舶智能决策技术图

在能源公司船舶航行风险与关键操作风险智能识别研究/集团AI项目中，为了更好地实现预警功能，项目内充分应用AI技术，高效地对收集的数据进行分析和处理，从而给出开阔水域航行避碰、码头靠泊、船员操作的风险预警，现阶段系统主要涉及辅助决策功能。

04. 智能控制技术

智能控制技术主要包括船端的运动控制和岸端的远程控制两部分。船端运动控制利用智能控制理论、信息和计算机技术，对船舶运动进行精确控制、实时调整和优化，以提高船舶的航行安全性和驾驶舒适性。

岸端远程控制针对现有的自主航行系统无法保障智能船舶在所有复杂环境下安全航行等情况，通过船-岸之间、船-船之间的网络通信和信息交互，达成“人-船-岸-云”的高度协同，实现船端部分自主运行，岸基支持中心实时监测船舶位置和航行动态，必要时远程驾控，图示为“船-岸-云”一体控制中心结构。

“船-岸-云”一体控制中心结构图

05.船舶通信网络

船舶通信网络是信息交互的重要渠道，其基本结构如图所示，用于传输船舶的位置、速度、目的地、航行计划和航行状态等重要信息，包括船舶内部网络和外界通信网络。

船舶内部网络主要用于船舶各系统之间的通信，船舶与外界的通信网络则包括卫星通信、无线局域网、Wi-Fi、LTE/4G、5G和有线通信等多种形式。

船舶通信网络结构

来源：中远海运能源