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摘 要

科学技术的发展为船舶实现智能化这一长远目标提供了理论支持。针对未来智能船舶在实际运行中可能遇到的锚稳安全问题，本文构建了一种面向智能船舶的锚稳安全检测系统。

在对智能船舶与普通船舶锚稳判断方法进行对比分析后，确定了适用于智能船舶的锚稳判断方法——通过直接对影响船舶锚稳安全的因素进行数据收集和分析来判断船舶是否处于锚稳状态。本文基于多传感器融合技术与大数据分析技术：一方面利用各传感器获取能够判断走锚的信息与预先设定的模拟结果进行对比，获取相关性系数，并综合所有的匹配程度，做出判断；在另一方面，将实时的数据经过大数据分析技术进行综合分析并做出判断。本文所提出的智能船舶锚稳安全检测系统在理论上能够满足智能船舶走锚报警甚至预警的功能。

关键词：智能船舶；走锚报警；多传感器融合；大数据分析

Abstract

The development of science and technology has provided theoretical support for the long-term goal of ships to achieve intelligence. Aiming at the future security problems that the intelligent ships may encounter in actual operation, this paper builds an anchor stability detection system for intelligent ships.

After comparing and analyzing the anchor stability judgment methods of smart ships and ordinary ships, the anchor stability judgment methods suitable for smart ships are determined-by directly collecting and analyzing the factors that affect the safety of ship anchors to determine whether the ship is anchor Steady state.This article is based on multi-sensor fusion technology and big data analysis technology: on the one hand, each sensor is used to obtain information that can determine the anchoring, and the preset simulation results are compared, the correlation coefficient is obtained, and all matching degrees are synthesized to make a judgment; On the other hand, real-time data is analyzed comprehensively using big data analysis technology to make judgments. The intelligent ship anchor stability safety detection system proposed in this paper can theoretically meet the functions of alarm and even early warning of the intelligent ship anchorage.

Keywords: intelligent ship; anchoring alarm; multi-sensor fusion; big data analysis

目录

第一章 绪论 7

1.1研究目的及意义 7

1.1.1 研究目的 7

1.1.2 研究意义 7

1.2 国内外研究现状 8

1.2.1 对于现有船舶的判断方法的改进 8

1.2.2 对于智能判断系统的设想 8

1.3. 研究的基本内容、目标、拟采用的技术方案及措施 9

1.3.1 研究的基本内容 9

1.3.2研究目标 9

1.3.3 拟采用的技术方案及措施 9

第二章 简述智能船舶 11

2.1智能船舶的概念 11

2.1.1智能航行 11

2.1.2智能船体 11

2.1.3智能机舱 11

2.1.4智能能效管理 11

2.1.5智能货物管理 12

2.2 智能船舶的核心技术 12

2.2.1全船感知技术 12

2.2.2状态监测故障诊断和容错控制技术 12

2.2.3路径规划和自主避障技术 12

2.2.4综合能效控制管理技术 12

2.2.5智能信息服务技术 13

第三章智能船舶锚泊问题 14

3.1锚泊稳定 14

3.2影响锚稳的因素 14

3.2.1自然条件 14

3.2.2锚泊船影响 15

3.3船舶锚稳特征与判断方法 16

3.3.1判断走锚的方法： 16

3.3.2遭遇走锚风险的解决办法 18

3.4 智能船舶锚稳判断研究 18

第四章 智能船舶锚稳安全检测系统 20

4.1系统的组成 20

4.2信息收集及传递系统 20

4.2.1适用于智能船舶的信息收集 20

4.2.2收集信息方法 21

4.2.3传递信息的方法 22

4.3信息分析系统 22

4.4决策建议 23

4.5小结 23

第五章 结语 24

参考文献 25

致谢 27

第一章 绪论

1.1研究目的及意义

1.1.1 研究目的

在智能船舶成为未来船舶发展的趋势下，运用智能化手段解决智能船舶的实际需求。随着大数据、物联网等技术的发展，为满足智能船舶需求提供了可能。基于智能船舶的锚泊安全需求，研究智能船舶锚稳安全检测方法，完成智能船舶锚泊过程中的监测与预警。

1.1.2研究意义

（一）理论意义

随着国际与国内海上贸易的日益增加，海上交通运输的效率、安全和节能等问题面临新的挑战。海上运输作为一种非常重要的运输方式，作为海上运输的载体，船舶的智能化水平的提高，对航运业有重要意义。在自动化船舶，信息化船舶后，智能化船舶这一发展趋势被提出，作为其支撑的是现在发展的大数据、信息物理系统、物联网等技术和概念。使用智能化新技术满足船舶功能需求的研究应运而出。^[1]

对于船舶锚稳，现有的判断是否走锚的主要方法是通过观察以及仪器辅助：通过观察锚链和船艏方向，或者利用锚泊船GPS（Global Positioning System）接收机提供的COG（Course Over Ground）和SOG（Speed Over The Ground）数据可以判断锚泊船是否走锚。使用GPS设置警戒圆和测定岸上物标的方位也是判断方法之一。

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