论文总字数：21837字

摘 要

人类的航运事业经历了几千年的发展，从最初的用树干做舟到使用风帆，再到工业革命的蒸汽机，如今进入到电子的时代。现世界各国的研究热点在于航运的智能化，船舶的自主化、无人化，在近十年来许多国家对自主航行船舶的研究有了初步的探索和项目成果。本项目基于自主航行船舶发展的现有情况以及趋势，分析自主航行船舶在航海过程中所存在的问题并对比与传统船舶在航行中不同的侧重点，同时结合具体案例分析发展自主航行船舶的必要性以及在未来的不可替代性，文中还将针对自主航行船舶的实现所需要的技术进行思考，提出关于自主航行船舶未来的发展趋势的理论。

关键词：自主航行船舶；无人船；新能源；。

Abstract

The shipping industry of mankind has experienced thousands of years of development, from the initial use of tree trunks to the use of sails, to the steam engine of the Industrial Revolution, and now it has entered the era of electronics. The research hotspots of countries all over the world now lies in the intelligentize of shipping, the autonomy and unmanned ships. In the past ten years, many countries have made preliminary explorations and project achievements in the research of autonomous navigation ships. Based on the current situation and trends of the development of autonomous ships, this project analyzes the problems existing in the navigation process of autonomous ships and compares the different emphasis points with traditional ships in navigation. And the irreplaceability in the future, the article will also consider the technology required for the realization of autonomous ships, and put forward the theory of the future development trend of autonomous ships.

Key words：autonomous ships; Safe navigation; unmanned ships;

new energy.

目录

第1章 绪论…………………………………………………1

1.1 研究的背景…………………………………………2

1.2 自主航行船舶国际研究现状………………………2

1.2.1 Yara Brikeland………………………………2

1.2.2 Folgefonn……………………………………3

1.2.3 AAWA…………………………………………3

1.2.4 日本的研究……………………………………3

1.2.5 韩国的研究……………………………………4

1.3 国内发展现状…………………………………………4

1.3.1 筋斗云号………………………………………4

1.3.2 IDOLPHIN………………………………………5

1.3.3 中国智能船舶1.0专项计划…………………5

第2章 传统船舶在航行中须注意的问题……………………6

2.1 航次计划………………………………………………6

2.2 瞭望……………………………………………………6

2.3 不同环境下的预警措施………………………………7

2.4 避碰……………………………………………………7

2.5 防止污染………………………………………………8

第3章自主航行船舶发展亟需解决的问题……………………9

3.1 船舶航行稳性…………………………………………10

3.2 环境监测与感知………………………………………10

3.3 节能减排………………………………………………10

3.4 遇险预警………………………………………………11

第4章 自主航行船舶发展关键技术分析……………………11

4.1 智能航行………………………………………………12

4.2 智能船体………………………………………………12

4.3 智能机舱………………………………………………13

4.4 智能能效管理…………………………………………13

4.5 智能货物管理…………………………………………13

4.6 智能集成平台…………………………………………14

4.7 常用状态监测技术……………………………………14

第5章 针对自主航行船舶关于国际法律法规的相关规范………………………………………………………15

第6章 总结……………………………………………………16

参考文献…………………………………………………………17

致谢………………………………………………………………21

第1章 绪论

1.1研究的背景

随着物联网，大数据，5G技术以及AI等高新科技的迅速发展，我们的文明正在走向智能化。全球也都在工业4.0的路上大步迈进，近十年来，智能设备已经在多个行业崭露头角，例如汽车行业特斯拉的无人驾驶、机器人领域的Alpha Go 、还有航空航天的一些重大突破，当然还有航运中的自主航行船舶。

自主航行船舶首先在2017 年国际海事组织（International Maritime Organization ,IMO）海上安全委员会（MSC）的第98届会议上正式提出了“水面自主船舶”（Maritime Autonomous Surface Ships，MASS）的概念。接下来在2018年IMO第99届MSC会议上宣布并制定了相关的公约和规范来管制MASS安全、安保、环保等一系列问题。而且还成立了MASS的工作小组，用以制定监管范围界定的框架（含有目的、方法、目标、文件、船舶类型、尺寸、定义与自主、自动、操作与人工等不同类型的概念）、作计划（时间、交付成果）、并考虑是否应建立信息共享与经验教训总结并与其他国家分享MASS的信息等。

MASS是指在不同程度上可以独立于人机交互而运行的船舶。自主度可以分为以下四个等级：1、具有自动化过程和决策支持的船舶：还远可以操作于控制船舶上的系统和功能，某些操作是可以自动的。2、船上有海员的遥控船舶：船舶在另一地点被控制与操作，但是船员在船上。3、船上没有海员的遥控船舶：船舶在另一地点被控制和操作，船上没有船员。4、全自主船舶：船舶的操作系统能自动决策和确定行动。

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