1.1 研究背景

新一代综合船桥系统具备完善的综合导航、自动操船、故障自动诊断、自动避碰和报警等功能，通过对船舶周围和自身状态的监控，既保证了船舶的航行安全也节约了运营成本。全球最大的船舶设备供应商之一的英国罗尔斯·罗伊斯公司已开展无人驾驶货船项目的研究，预计10年内将有第一艘无人驾驶货船投入使用。与汽车无人驾驶相同，船舶无人驾驶必将成为现实。

全球已进入“工业4.0”发展时期，我国于2015年5月发布了《中国制造2025》，并对高技术船舶、船舶智能制造等做了重点说明。智能船舶的发展将能有效解决船舶在节能减排、人力成本和船舶安全性等方面面临的主要问题。

1.2 国内外的研究现状分析

目前，新兴的技术正在促进全世界的船舶管理与服务的发展，在国内，有长江电子航道图 3.0 版能实时提供船舶航行相关的水深、虚拟航标、航线设计、安全预警、水位预测、主缓流信息服务等功能，保障了船舶航行安全^[1]；国外则是如欧洲内河信息服务，其为欧洲为支持内河航运、交通管理、运输管理以及多式联运而提出的信息协同服务理念，为用户提供了电子江图、法律法规、船舶登记等静态信息以及船舶位置、货物信息、预计达到时间等动态信息^[2]。

自动航行系统的发展趋势已俨然是智能船舶研究发展的大趋势，具有不可逆性和必然性，其发展方向应是网络化、智能化和全面化。目前，绝大多数船东要求采用航行自动化技术，即所谓的一人驾驶^[3]。自动航行系统已广泛应用于高级客船、集装箱船和航空母舰，未来的船舶运输将会更加安全、经济、快速。因此，国内外均在智能船舶上投入了巨大的精力去研究，也获得了不小的成就。

其中，国外船舶自主航行技术研究较早，美国、以色列等海洋强国已经开发了无人驾驶的水面舰艇，主要用于军事侦察和扫雷等^[3]。除此之外，德国的SCC综合船桥、日本的 VOYAGER 综合船桥系统等^[4]，集航海计划、自动航迹控制、航行信息显示、避碰、雷达电子海图、传感器、自动电源管理、发动机的遥控、船舶管理和通讯于一体的自主航行设备也层出不穷。

与此同时，我国也早已开展船舶自主航行方面的研究，也取得了一些成果。其中，比较具有代表性的有：中国气象局与航天科工集团合作研发的“天象一号”、青岛北海船舶重工等合作研发的“水面无人智能测量平台工程样机”、珠海云洲智能科技公司研发的“领航者”、上海海事大学研发的“海腾01”号等^[4]。

甚至在全球范围内也有应用，如，船讯网借助岸基 AIS、卫星AIS 和海事卫星等手段获取全球范围内船舶实时信息并利用WebGIS在互联网上实时显示；智能化船舶电子签证管理系统实现了不停船签证^[5]。