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摘 要

第1章 绪论 2

1.1 研究背景 2

1.2 国内外研究现状 3

1.2.1 智能船舶定义 3

1.2.2 各种技术在智能船舶中的应用 4

1.2.3 各国智能船舶的发展现状 6

1.3 研究意义 7

1.4 研究（设计）的基本内容、目标、拟采用的技术方案及措施 8

1.4.1 研究内容 8

1.4.2 研究目标 8

1.4.3 拟采用的实施方案和技术路线 8

1.5 本章小结 9

第2章 智能船舶发展方向 10

2.1 智能船体 10

2.1.1 虚拟模型 10

2.1.2 船舶线型智能优化 11

2.1.3 可感知船体 11

2.2 智能航行 12

2.2.1 自动决策船舶 12

2.2.2 部分时间自主船舶 12

2.2.3 不完全自动驾驶船舶 13

2.2.4 完全自动驾驶船舶 13

2.3 智能管理集成平台 13

2.3.1 智能货物管理平台 14

2.3.2 智能能效管理平台 14

2.4 本章小结 14

第3章 智能船舶依赖的新技术概述 15

3.1 物联网技术 15

3.2 云技术 15

3.3 大数据技术 16

3.4 网络通信技术 16

3.5 人工智能技术 16

3.6 本章小结 17

第4章智能船舶发展关键技术 19

4.1 信息感知技术 19

4.2 能耗控制技术 19

4.3 自我检测技术 19

4.4 航线航速自主规划技术 20

4.5 本章小结 21

第5章智能船舶发展关键问题和建议 22

5.1 管理问题 22

5.2 技术问题 22

5.3 未来发展趋势 23

5.4 本章小结 24

第6章 我国智能船舶发展规划建议 25

6.1 政策层面 25

6.1.1 大力支持技术研发 25

6.1.2 重视相关人才培养 25

6.2 技术层面 26

6.2.1 攻克人工智能、大数据等技术的瓶颈 26

6.2.2 攻克船舶与相关技术结合的瓶颈 26

6.3 本章小结 27

第7章 结论与展望 28

7.1 结论 28

7.2 展望 28

参考文献 29

致谢 33

摘要

近年来，随着信息技术的不断发展，智能船舶也呈现出加速发展趋势。本研究立足于智能船舶的特点和研究现状，首先从宏观的角度总结概括出了智能船舶的三个研究方向：智能船体、智能航行和智能管理集成平台，并对每个研究方向进行了细分。在研究方向的基础上，本研究进一步概括总结出了智能船舶所依赖的新技术：物联网技术、云技术、大数据技术、人工智能技术和网络通信技术。进一步的，本研究根据新技术在船舶上的应用，从宏观的角度上，对智能船舶的智能船舶的几个关键技术进行了论述和概括，具体包括信息感知技术、自主避碰技术、能耗控制技术、自我检测技术和船体设计技术。最后，结合我国智能船舶发展现状总结出了我国智能船舶发展的关键问题，并针对性的给出了建议和可行措施。

ABSTRACT

Based on the characteristics and research status of intelligent ships, this study first summarizes and summarizes three research directions of intelligent ships from a macro perspective: intelligent hull, intelligent navigation and intelligent management integration platform, and each research direction is separated each time. Based on the research direction, this study further summarizes and summarizes the new technologies that smart ships rely on: Internet of Things technology, cloud technology, big data technology, artificial intelligence technology and network communication technology. Further, based on the application of new technologies on ships, this research has carried out the size and dimensions of several key technologies of smart ships of smart ships from a macro perspective. The key issues of ship development, and put forward suggestions. Including information perception technology, autonomous collision avoidance technology, internal control technology, self-detection technology and hull design technology. And feasible measures.

第1章 绪论

1. 研究背景

船舶是重要运载工具之一，超过80%的全球贸易需要通过船舶运输^[1]。随着时代的发展和技术的进步，对于船舶信息化程度和系统集成度的要求越来越高。 “通过机制进行建模，通过阈值进行监视以及通过经验进行管理”的传统造船和船舶运营的模式已经逐渐被取代。非智能化船舶往往难以满足迅速发展的市场需求和运输要求，船舶智能化必将是未来船舶发展的主要趋势。

随着海洋技术、信息技术、大数据技术和人工智能的发展，智能船舶的出现正在加速。在未来10至20年中，智能船舶的发展将成为决定航运业未来方向的重要因素。劳埃德船级社（LR），阿奎那TEEK集团和南安普敦大学共同发起的《2030年全球海洋技术趋势》指出^[2]，智能船舶被列为未来18种主要海洋技术之一。德国工业4.0研究院（Global Institute of Industry 4.0 GmbH）基于大数据分析，预测了智能船舶将成为智能制造的重要分支之一^[3]。英国劳氏船级社（LR）发布了智能船舶入级指导文件，英国政府于2019年2月又发布《海事战略2050》，宣称要在海上自主航行技术以及其他创新船舶技术的设计、生产、理解及运用方面成为世界领先者^[4]。随后，美国船级社于2019年5月2日发布了第一版《船舶和海上设施智能功能指南》^[5]。

国外智能船舶技术的飞速发展，也使中国造船业开始重视物联网，大数据和智能服务在造船领域的应用。2015年，中国船级社（CCS）根据国内外智能船应用的经验以及船舶的未来发展方向制定了《智能船规范》^[6]，明确规定了智能船在船体，机舱，航行，能源效率控制，货物管理，数据集成平台的特定要求等。2017年11月28日，被国内媒体誉为世界上第一艘智能船的“大智号”正式交付使用。它是由中国船舶工业总公司开发的。2018年12月，工信部、交通运输部、国防科工局联合发布了《智能船舶发展行动计划（2019-2021年）》。2019年5月，交通运输部、中央网信办、发展改革委、教育部、科技部、工业和信息化部、财政部联合发布了《智能航运发展指导意见》^[7]。《中国制造2025》将海洋工程设备和高科技造船业视为十大关键领域之一，其中智能船舶则是重要的组成部分^[8]。

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