无人驾驶船舶浅析

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无人驾驶船舶浅析

摘 要：时代脚步匆匆，“智能化”、“3d打印技术”、“无人机”等成为新时期科技领域的砝码。科技创新持续发展，推动了我国各个领域的现代化建设。无人机、机器人、智能化、无人驾驶汽车成为热门话题，为社会与人们生活带来便利的同时，承载着越来越多人的期望。而无人驾驶船作为一项新兴项目，它的研发在近年来取得了突破性进展，其广阔的发展前景被越来越多人看好。本文针对无人驾驶船的优点、技术架构进行深入探究，以期能够促进我国无人驾驶船的研究。

关键词：无人驾驶；船舶；技术

纵观当下，发达国家与发展中国家先后对无人驾驶船投入了较多的物力、财力、人力等资源，并陆续开展理论研发、技术研发以及实验工作。究其原因在于：第一，经过长期经验得出海上发生的安全事故多数与人为操作密切相关，无人驾驶船刚好利用现代化自动感知技术以及智能化决策技术等，可以代替人为因素作出合理的决策，避免因人为操作导致错误发生，有效降低了我国海上事故发生率；第二，现阶段我国无人驾驶船刚处于初级发展阶段，研究人员都想抢占先机，期望着无人驾驶船能够促进全世界航运业与造成也的发展，带来更多的便利。

一、简述无人驾驶船舶的基本特征

与传统型人为驾驶的船舶相比，无人驾驶船舶具有鲜明的优点，它既不用配置维持人类驻守与生活的保障体系、饮用水系统、生活洗涤污水系统、空调系统、厨卫系统等，也不用提供较大面积以供人类生活休息，在一定程度上节省了大量的空间，简化了船舶内部系统，能够运输更多的货物，并大幅度降低了制作成本、运营成本、维护成本等费用。无人驾驶船舶的相关优点具体表现如下： （一）能够节约船舶的大量空间

根据船舶造船的相关统计数据显示，我国人类活动区域、住宿空间、生活区域、娱乐活动区域等占据了一艘正常船舶的35%——65%左右的空间，而维护人类长期生活的相关设备则占据全船系统的一半以上。在无人船舶中，以上的空间与面积都能够节省出来，主要可以将其用作货运业务、军需物资运输、安装作业设备等运载工作，极大的提高了船舶空间的整体利用率。

（二）能够简化船舶系统

在对船舶进行设计与建造的过程中，对船舶的机械系统进行设计与建造是较为复杂化、专业化的艰涩工作，船舶上各种设备、系统以及船舶部件之间的各种错综复杂的管线附件、阀件和电缆等，对船舶系统的可靠性、操作以及维护提出了较高的要求。而在无人驾驶船舶上，当一些系统相继被取消以后，则在一定程度上提高了船舶整体的稳定性、可靠性以及简易性，使船舶后期的维护与保养更加便捷。 （三）能够节约运营成本和制造成本

基于无人驾驶船舶可以不用装置系统和舱室，并改变防护要求，极大的节约了用于安装施工以及管线设备的成本。不仅对船舶内部结构有所优化，并且有效减小了船舶的内部结构制造难度，缩减了船舶制造成本。无人船舶不必聘请船员，节约了一定的人力运营成本。现阶段我国传统型船舶驾驶仍然对专业船员的需求与依赖程度较大。海上船员的招聘，需要几十人到成百上千人，因较长时间的海上枯燥无味的生活，导致如果不采用高薪招聘则无人应聘的尴尬。人力成本在现代化社会发展中是一项不可避免的支出成本，而无人船恰好不用有这方面的担忧，并且省去了因人力资源管理不稳定导致船舶行驶存在严重安全隐患的问题。无人


驾驶船舶可以长期稳定行驶，在确保动力足够的情况下，可以省去靠岸补给这一环节，极大的节约了能源。 二、实现无人驾驶船舶

（一）关于无人驾驶船舶的控制体系

在现阶段，我国船舶若想实现无人化运行与无人化管理，首先应对无人船自动运行的稳定性与自动智能控制等问题加以解决。确保无人船系统能够实现智能化、安全化、可靠性、准确性以及敏捷性。针对无人船的控制系统，具体情况如下：

无人船的控制系统主要包括：其一，远程遥控型。即以通信卫星或者其他信息中介传输飞行器为载体，直接接收远程指挥控制中心对海空陆目标的作业指令。其二，自动智能判断处置型。主要是以无人船的作业目标、自带预设命令的分析决策系统、预置路线等为载体，当处于缺少外界遥控的状态下，能够按照外界的实际情况进行作业，并完成任务。针对以上系统，无论是两种系统中的任何一种，亦或是两种一起的混合系统，都要以无人船能够对指定的目标任务进行识别、技术分类以及搜寻等为前提条件。故此，无人船应配备传感器、多方位高性能摄像仪以及通信设备等，起到自动分类图像、自动搜集图像的作用。与此同时，能够按照作业任务的不同，替换、选取或者安装种类不同的传感器、通信设备以及摄像仪等，将得到的雷达搜索结果、视频图像以及无线热成像等进行比对分析，并进行实时处理。除此之外，应结合定位数据(如北斗、GPS等)、图像数据(如热成像、微波雷达、视频等)、以及传感器的数字型号(如压力、内部系统温湿度)等，进行针对性的统计功能、目标识别以及位置计算等，通过以上种种操作，即可实现无人船舶的驾驶。

无人船舶的控制系统中的决策判断、数据收集以及数据处理等为循环性的操作工程，因此要求其应具有较为强大的数控设备作为支撑，保证控制系统的船载计算机的可靠性、功能具有稳定性、以及大数据量网络传输具有稳定性。 （二）简介无人船的动力系统

在无人船中所运用到的系统主要是沿用传统型船舶的动力系统，其可以分为全电力推进系统以及发动机轴系推动系统两种。其主要的动力来源包括：

其一，传统型动力系统。以燃气、化石燃料-燃油等为动力支持，并要求其应按时船海中补给或者定期靠岸补给。

其二，以核动力系统为支持点，带动发电机过着燃气轮机的顺利运行，这一系统提供的动力相对稳定且持久，并且如果处于无机械故障的条件下，无人船可以在不补给的情况下，全天候的长时间作业以及巡航等。但是这一系统的不足在于：体型较大、反应堆结构相对复杂、成本较高。

其三，新能源循环动力系统。主要运用太阳能电池发电站与无人船自带风力发电机结合的方式，为系统的正常运行提供能量。同时，在无机械故障的基本前提下，无人船可以不用补给，全天候长期作业以及巡航，并且较为清洁、环保。这一系统的不足之处在于：动力来源的波动性较大，应提前准备好性能较高的储蓄电池以备用。 结束语：

无人驾驶船舶的有序发展应该在海上通信、自主航行以及岸基支持等多方面的研究中形成系统化、专业化的理论体系，并能够攻克诸多的技术难题。除此之外，无人驾驶船舶的稳定性与可靠性需要在长期的海上进行无数次的测试，并且需要建立起相关的制度法律等，因此，我国现阶段距离无人船舶驾驶的真正投入使用仍然具有一段距离。但是，无人驾驶船舶的前景广阔，其自身具备的智能性与先进性代表了将来航运的发展，预计在不久的未来，无人驾驶船舶将被广泛的应用于近海流域、全球海域当中。


参考文献：

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