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面向智能航行的货船“航行脑”概念设计 被引量:36
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作者 严新平 吴超 马枫 《中国航海》 CSCD 北大核心 2017年第4期95-98,136,共5页
提出"航行脑"系统的概念设计。该系统是服务于船舶智能航行的人工智能系统,由感知、认知和决策执行等3个功能空间组成。"感知空间"获取船舶在航环境和自身状态信息;"认知空间"根据感知的信息抽象出航行态... 提出"航行脑"系统的概念设计。该系统是服务于船舶智能航行的人工智能系统,由感知、认知和决策执行等3个功能空间组成。"感知空间"获取船舶在航环境和自身状态信息;"认知空间"根据感知的信息抽象出航行态势,实现自身状态辨识,最终基于人工驾驶记录和机器学习建立智能船舶驾驶行为谱;"决策执行空间"利用"感知空间"反馈的信息修正"认知空间"的态势认知,在驾驶行为谱的支持下实现对智能船舶的鲁棒控制。分析"航行脑"系统的"感知空间""认知空间"和"决策执行空间"等关键技术,并展望"航行脑"系统在智能货船上的应用,以实现货船的智能航行,达到减少配员、降低排放和提高船舶航行安全性的目的。 展开更多
关键词 智能船舶 航行脑系统 人工智能 驾驶行为模型 船舶运动控制
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船舶柴油机故障预测与健康管理技术综述 被引量:36
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作者 柯赟 宋恩哲 +1 位作者 姚崇 董全 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期125-131,共7页
为解决船舶柴油机传统维修和计划维修的缺陷,对故障预测与健康管理技术进行了综合研究。介绍船舶行业在运维管理上亟待解决的问题,阐述船舶PHM技术的内涵和必要性。基于不同故障预测方法和不同研究单位分析了国内外船舶柴油机PHM技术的... 为解决船舶柴油机传统维修和计划维修的缺陷,对故障预测与健康管理技术进行了综合研究。介绍船舶行业在运维管理上亟待解决的问题,阐述船舶PHM技术的内涵和必要性。基于不同故障预测方法和不同研究单位分析了国内外船舶柴油机PHM技术的研究现状。根据PHM技术的技术框架,提出以燃油系统为例的柴油机子系统PHM系统实现路线。剖析船舶柴油机PHM技术面临的挑战,展望未来的技术发展趋势和重点研究问题,为智能船舶的研发提供一些参考。 展开更多
关键词 船舶柴油机 故障分析 故障诊断 故障预测 健康管理 PHM技术 剩余寿命 智能船舶
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智能船舶发展现状及我国发展策略研究 被引量:35
3
作者 刘微 尚家发 《舰船科学技术》 北大核心 2017年第11期189-193,共5页
近年来,智能船舶的发展呈加速趋势,智能船舶已成为未来船舶发展的主要方向。本文对当前国内外智能船舶发展现状进行系统梳理与比较分析,为我国智能船舶的发展提出若干建议。
关键词 智能船舶 发展现状 发展策略
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面向智能船舶的航海类新工科人才培养刍议 被引量:32
4
作者 邢辉 《高等工程教育研究》 CSSCI 北大核心 2017年第6期33-38,共6页
智能船舶背景下,船岸交互将在很大程度上改变未来航海类人才的岗位职责和工作方式。在论述了智能船舶的发展趋势和特点基础上,指出了传统的航海类人才将不能适应未来行业需求;高等航海教育界必须谋求转型发展,面向智能船舶全生命周期培... 智能船舶背景下,船岸交互将在很大程度上改变未来航海类人才的岗位职责和工作方式。在论述了智能船舶的发展趋势和特点基础上,指出了传统的航海类人才将不能适应未来行业需求;高等航海教育界必须谋求转型发展,面向智能船舶全生命周期培养航海类新工科人才,包括航海科研人才、工程技术人才和具有航海教育背景的复合型人才。智能船舶背景下航海类新工科人才的培养需要重新建构培养模式和路径:一是专业调整和内涵建设;二是促进课程体系的重构;三是开展跨学科培养;四是强化实践和创新能力。 展开更多
关键词 智能船舶 高等航海教育 航海类人才 新工科
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基于“工业4.0”的智能船舶系统探讨 被引量:25
5
作者 李光正 宋新刚 徐瑜 《船舶工程》 北大核心 2015年第11期58-60,71,共4页
以大数据为基础,预测技术为核心的"工业4.0"对船舶工业的发展必将产生深远的影响。介绍了基于"工业4.0"的智能船舶系统的基本概念及体系结构,将网络互联和船舶实体深度融合,构建了集系统化、网络化、智能化和服务... 以大数据为基础,预测技术为核心的"工业4.0"对船舶工业的发展必将产生深远的影响。介绍了基于"工业4.0"的智能船舶系统的基本概念及体系结构,将网络互联和船舶实体深度融合,构建了集系统化、网络化、智能化和服务化为一体的智能服务体系,分析了各模块的功能,探讨了传统船舶与智能船舶系统的区别。最后,具体阐述了智能船舶系统的构建步骤与过程。 展开更多
关键词 工业4.0 船舶工业 智能船舶 智能服务
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智能交通发展的现状、挑战与展望 被引量:23
6
作者 严新平 褚端峰 +2 位作者 刘佳仑 蒋仲廉 贺宜 《交通运输研究》 2021年第6期1-10,22,共11页
交通运输行业面临着交通安全、交通效率和节能减排三大难题,智能交通为解决这些问题带来了契机。探讨了智能交通的发展状况,分析了我国交通运输的现存问题,以此提出发展智能交通的必要性。首先,介绍国内外智能交通在运载工具和交通系统... 交通运输行业面临着交通安全、交通效率和节能减排三大难题,智能交通为解决这些问题带来了契机。探讨了智能交通的发展状况,分析了我国交通运输的现存问题,以此提出发展智能交通的必要性。首先,介绍国内外智能交通在运载工具和交通系统两方面的发展现状。在运载工具方面,智能汽车与智能船舶都处于驾驶辅助阶段;在交通系统方面,国内外已经开展智慧海事系统和城市交通控制的应用。然后,提出三方面的技术挑战,即目前人工智能技术水平还难以满足智能交通发展需求、智能系统可靠性验证亟需完善、面向智能车和船系统的法规标准体系亟待构建。最后,对智能交通的未来进行了展望,建议我国须统筹各方力量,推动自主式交通系统发展,实现安全、便捷、高效、绿色、经济的综合交通体系。 展开更多
关键词 智能交通 人工智能 智能汽车 智能船舶 自主式交通系统
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基于AIS数据的智能船舶动态视频监控系统设计 被引量:24
7
作者 周剑敏 王捷 《上海海事大学学报》 北大核心 2009年第4期26-29,共4页
针对港口船舶动态视频监控系统应用中视频监控系统人工操作的不便性,开发智能船舶动态视频监控系统.根据船舶自动识别系统(Automatic Identification System,AIS)获取的港内船舶动态数据,设计自动监控决策控制模块,建立待监控船舶的被... 针对港口船舶动态视频监控系统应用中视频监控系统人工操作的不便性,开发智能船舶动态视频监控系统.根据船舶自动识别系统(Automatic Identification System,AIS)获取的港内船舶动态数据,设计自动监控决策控制模块,建立待监控船舶的被监控优先因子算法,通过驱动多智能球摄像机阵列对待监控船舶队列进行智能排序定位,实现对航行船舶的自动化智能视频跟踪. 展开更多
关键词 自动识别系统 动态监控 视频跟踪 智能船舶 船舶交通服务系统
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智能水运的发展现状与展望——第十届中国智能交通年会《水路交通智能化论坛》综述 被引量:22
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作者 蒋仲廉 初秀民 严新平 《交通信息与安全》 2015年第6期1-8,共8页
智能化已成为现代水路运输的重要发展趋势之一。通过对第十届中国智能交通年会《水路交通智能化论坛》主题报告内容的分析和梳理,探讨了极地航海保障技术、内河航道智能化建设、"置"慧航运、港口资源管理和船舶电力推进技术... 智能化已成为现代水路运输的重要发展趋势之一。通过对第十届中国智能交通年会《水路交通智能化论坛》主题报告内容的分析和梳理,探讨了极地航海保障技术、内河航道智能化建设、"置"慧航运、港口资源管理和船舶电力推进技术等水路交通智能化领域的研究热点,展望了智能船舶、信息传输网络技术和船联网在未来水路交通智能化领域的发展趋势。 展开更多
关键词 水路交通 信息通信技术 大数据 智能船舶 船联网
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智能船舶的研究现状可视化分析与发展趋势 被引量:21
9
作者 张笛 赵银祥 +1 位作者 崔一帆 万程鹏 《交通信息与安全》 CSCD 北大核心 2021年第1期7-16,34,共11页
为了更好地把握智能船舶研究领域的前沿问题及发展现状,针对智能船舶领域相关主题,基于中国知网(CNKI)和Web of Science数据库中2010-2020年的文献检索结果,运用知识图谱从计量统计的角度从时间、作者、机构以及关键词4个方面系统地呈... 为了更好地把握智能船舶研究领域的前沿问题及发展现状,针对智能船舶领域相关主题,基于中国知网(CNKI)和Web of Science数据库中2010-2020年的文献检索结果,运用知识图谱从计量统计的角度从时间、作者、机构以及关键词4个方面系统地呈现了智能船舶领域发展的趋势、前沿和热点。在此基础上,从智能船舶的态势感知、智能避碰、智能控制、网络通信和法律规则研究5个研究方向分析了智能船舶研究趋势和热点问题,并提出了智能船舶人机共融及决策技术研究、编队航行风险研究以及传统/智能船舶混行风险评价研究这3个重点研究方向。研究结果表明,从2015年开始,智能船舶相关研究文章快速增长,增长幅度在每年14篇以上,平均增长率达58%;国内智能船舶主要研究机构包括武汉理工大学、大连海事大学、上海交通大学等,国外主要研究机构包括挪威科技大学和代尔夫特理工大学;智能船舶领域的研究热点包括态势感知、智能避碰、智能控制、网络通信安全和法律安全。 展开更多
关键词 交通工程 智能船舶 航行安全 知识图谱 热点分析
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一种基于虚拟现实系统的船舶数字孪生框架 被引量:18
10
作者 景乾峰 神和龙 尹勇 《北京交通大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期117-124,共8页
数字孪生是真实船舶的动态虚拟再现,它利用来自传感器数据和物理模型的综合知识来模拟船舶的运行状态.提出一种基于虚拟现实系统的船舶数字孪生框架,首先开发实海域数据库和水动力数据库,以确保海洋环境和船舶运动特性与物理实体的一致... 数字孪生是真实船舶的动态虚拟再现,它利用来自传感器数据和物理模型的综合知识来模拟船舶的运行状态.提出一种基于虚拟现实系统的船舶数字孪生框架,首先开发实海域数据库和水动力数据库,以确保海洋环境和船舶运动特性与物理实体的一致性,然后基于传感器数据和物理模型构建虚拟船舶,最后在模拟器中对实海域环境和虚拟船舶进行渲染.传感器驱动的虚拟船舶可用于航行状态的实时监控,物理模型预测结果可与恶劣海况下的工况极限等知识进行集成,以提供早期预警信息.此外,展示了基于该框架的航程重现分析实例,其中控制输入与实船传感器保持一致.结果表明:基于物理模型能够提供有效的船舶运行状态预测信息.该数字孪生框架能够增强智能船舶的态势感知能力. 展开更多
关键词 虚拟现实系统 数字孪生 传感器 实海域数据库 物理模型 智能船舶
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基于改进蚁群算法的智能船舶路径规划 被引量:18
11
作者 龚铭凡 徐海祥 +1 位作者 冯辉 薛学华 《武汉理工大学学报(交通科学与工程版)》 2020年第6期1072-1076,共5页
文中针对传统蚁群算法收敛速度慢以及传统人工势场法目标不可达、易陷入局部最小值等问题,提出了以势场合力为启发信息的改进蚁群算法.该算法运用势场合力结合船舶与目标点间距离信息构建综合启发信息,使蚁群对障碍物具有预避障能力;引... 文中针对传统蚁群算法收敛速度慢以及传统人工势场法目标不可达、易陷入局部最小值等问题,提出了以势场合力为启发信息的改进蚁群算法.该算法运用势场合力结合船舶与目标点间距离信息构建综合启发信息,使蚁群对障碍物具有预避障能力;引入最差蚁群影响,对修改信息素更新机制,提高蚁群搜寻路径的目的性,并对信息素挥发系数进行自适应调节,且对其设定阈值,提升算法的全局搜寻性.通过仿真实验,该算法在实时性以及路径长度上较传统算法有显著提升. 展开更多
关键词 智能船舶 路径规划 人工势场 蚁群算法 启发信息函数
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复杂开放水域下智能船舶路径规划与避障方法 被引量:16
12
作者 杨琪森 王慎执 +4 位作者 桑金楠 王朝飞 黄高 吴澄 宋士吉 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2022年第7期2030-2040,共11页
针对复杂动态环境下,智能船舶航运过程中的路径规划与避障问题,结合海图与国际海上避碰规则,搭建了仿真平台,并进行马尔可夫决策过程抽象建模。理论分析了深度强化学习方法和传统确定性算法,在深度强化学习算法中设计了适用于智能船舶... 针对复杂动态环境下,智能船舶航运过程中的路径规划与避障问题,结合海图与国际海上避碰规则,搭建了仿真平台,并进行马尔可夫决策过程抽象建模。理论分析了深度强化学习方法和传统确定性算法,在深度强化学习算法中设计了适用于智能船舶航行任务的势能引导奖励,并在不同障碍物数量及障碍物状态的条件下,通过实验比较了两者的路径规划与实时避障能力。仿真环境下,深度强化学习方法在不同难度的环境设置下,均表现出了优于传统方法的性能。随着环境难度的增大,传统方法的表现逐渐变差,但是深度强化学习方法性能稳定。深度强化学习方法在实时避碰的决策任务上,具有安全性高、航行时间短、性能稳定等优点。 展开更多
关键词 智能船舶 路径规划 避障 深度强化学习
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基于视觉的船舶环境感知数据融合算法研究 被引量:17
13
作者 甘兴旺 魏汉迪 +1 位作者 肖龙飞 张兵华 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 2021年第2期201-210,共10页
海上安全事故往往由人为因素造成,因对环境条件感知不足而导致的操作失误是一个主要原因。论文提出基于视觉的船舶环境感知数据融合算法,对相机、雷达和船舶自动识别系统(AIS)进行多传感器数据融合,实现对船舶周边环境的高效感知。基于Y... 海上安全事故往往由人为因素造成,因对环境条件感知不足而导致的操作失误是一个主要原因。论文提出基于视觉的船舶环境感知数据融合算法,对相机、雷达和船舶自动识别系统(AIS)进行多传感器数据融合,实现对船舶周边环境的高效感知。基于YOLOv3建立船舶自动识别模型,通过相机图像实现对周边船舶的自动化目标检测。然后,使用IOU匹配算法将雷达与AIS等多源位置信息和视觉信息融合,从而确定周边船舶的位置,提高感知精度。在上海黄浦江上进行的实测结果显示,融合后的检测正确率达94.35%,平均每帧检测时间为98.54 ms,与传统感知的效果相比有较大的提高。 展开更多
关键词 目标识别 数据融合 智能船舶 航道预警
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基于物联网体系的智能船舶设计 被引量:14
14
作者 李光正 王涛 张国勇 《船舶工程》 CSCD 北大核心 2012年第6期59-62,共4页
物联网已成为当今世界新一轮经济和科技发展的战略性新兴产业,对船舶建造业的发展必将产生深远的影响。文章介绍了物联网基本概念及体系结构,将物联网技术和智能空间相结合,构建了集信息化、智能化、理解和决策控制为一体的"智能... 物联网已成为当今世界新一轮经济和科技发展的战略性新兴产业,对船舶建造业的发展必将产生深远的影响。文章介绍了物联网基本概念及体系结构,将物联网技术和智能空间相结合,构建了集信息化、智能化、理解和决策控制为一体的"智能船舶空间",探讨了基于层次结构的船舶物联网系统设计,并分析了各层的功能、设备配置和技术要求。最后,设计实现了智能船舶的网络模型。 展开更多
关键词 物联网 智能空间 智能船舶 智能航行
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基于B/S和C/S架构的船舶动力装置远程故障诊断系统 被引量:14
15
作者 唐盖盖 傅祥棣 陈宁 《船舶工程》 CSCD 北大核心 2018年第8期66-71,共6页
依据智能船舶的理念,针对船舶动力装置故障诊断系统,提出一种基于B/S和C/S混合架构的船舶动力装置远程故障诊断系统。依据B/S和C/S架构的优势,开发基于C/S架构的数据管理平台,实现船、岸间的数据和信息交互;将基于模糊神经网络的专家诊... 依据智能船舶的理念,针对船舶动力装置故障诊断系统,提出一种基于B/S和C/S混合架构的船舶动力装置远程故障诊断系统。依据B/S和C/S架构的优势,开发基于C/S架构的数据管理平台,实现船、岸间的数据和信息交互;将基于模糊神经网络的专家诊断模型应用于B/S架构的岸基船舶动力装置故障诊断系统的故障诊断判别,并利用BP算法训练实例对该模型进行精度验证。结果表明,该系统稳定可靠,故障诊断准确性高,为智能船舶发展提供了一个良好的解决方案。 展开更多
关键词 船舶动力装置 远程故障诊断系统 智能船舶 专家系统 模糊神经网络
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智能船舶主要技术分析与小型无人船研发 被引量:13
16
作者 高炳 严健雄 +1 位作者 王磊 张少明 《船舶》 2019年第2期21-26,共6页
中国船舶航运事业正面临时代更迭以及新技术快速发展的严峻挑战。该文在智能船舶与智能机舱的涵义界定进行比较研究的基础上,分析了大数据挖掘处理技术、船机信息感知技术、无人船技术、智能机舱技术等主要智能船舶机电应用技术的特点... 中国船舶航运事业正面临时代更迭以及新技术快速发展的严峻挑战。该文在智能船舶与智能机舱的涵义界定进行比较研究的基础上,分析了大数据挖掘处理技术、船机信息感知技术、无人船技术、智能机舱技术等主要智能船舶机电应用技术的特点和应用情况。小型无人船"芙蓉号"的试验研发,进行了方案设计、功能与硬件设计、算法优化和实船试验等方面的工作,对无人船技术研发有创新引领和经验积累作用。 展开更多
关键词 智能船舶 智能机舱 无人船
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船舶多清洁能源混合动力系统及其关键技术 被引量:12
17
作者 王凯 卢博闻 +4 位作者 李仁祥 李宇奇 黄连忠 马冉祺 李嘉源 《舰船科学技术》 北大核心 2020年第9期6-11,共6页
近年来,船舶的绿色化与智能化引起了业界的广泛关注,混合动力船舶应用多种清洁能源,可有效地提高船舶的绿色化水平。通过多种船舶清洁能源应用技术,以及混合动力系统优化设计技术、建模与仿真技术、能量管理策略等方面的系统分析,论述... 近年来,船舶的绿色化与智能化引起了业界的广泛关注,混合动力船舶应用多种清洁能源,可有效地提高船舶的绿色化水平。通过多种船舶清洁能源应用技术,以及混合动力系统优化设计技术、建模与仿真技术、能量管理策略等方面的系统分析,论述了诸关键技术的国内外发展现状,提出了船舶多清洁能源混合动力系统所存在的不足与挑战,最终,对多清洁能源混合动力系统及其关键技术的未来发展与研究方向做出展望。 展开更多
关键词 绿色船舶 智能船舶 混合动力船舶 多清洁能源 能量管理策略
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基于HHM-RFRM理论的智能船舶航行风险识别与筛选 被引量:9
18
作者 张文君 张英俊 张闯 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期333-340,共8页
针对智能船舶航行过程中航行关键风险因素的有效识别和筛选问题,提出了基于等级全息建模(Hierarchical Holographic Modeling, HHM)框架和风险过滤、评级与管理(Risk Filter, Ranking and Management, RFRM)思想的智能船舶航行风险识别... 针对智能船舶航行过程中航行关键风险因素的有效识别和筛选问题,提出了基于等级全息建模(Hierarchical Holographic Modeling, HHM)框架和风险过滤、评级与管理(Risk Filter, Ranking and Management, RFRM)思想的智能船舶航行风险识别与筛选理论。首先,构建智能船舶航行风险识别HHM模型,以全面而准确地选取和反映智能船舶航行风险来源;其次,通过RFRM模型对风险因素进行过滤、排序和筛选,结合贝叶斯方法的多判据评估模型,识别出智能船舶航行过程中可能存在的关键风险因素。结果可以为相关海事机构和船舶公司进行动态管理提供理论依据,同时为保障智能船舶航行安全提供一种手段。 展开更多
关键词 安全工程 等级全息建模(HHM)-风险过滤、评级与管理(RFRM) 智能船舶 风险识别
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基于虚拟仿真测试平台的船舶智能航行系统设计及应用 被引量:7
19
作者 韩成浩 马吉林 +2 位作者 刘佳仑 李诗杰 赵轩 《中国航海》 CSCD 北大核心 2023年第1期148-154,共7页
智能航行是智能船舶的核心功能,其关键技术包括对通航环境及船舶自身状态的感知、对全局航线和局部避碰路径规划的决策以及控制船舶自主航行的运动控制算法等。基于“航行脑”系统的设计思想,面向货运船舶开发了由感知、决策、控制、执... 智能航行是智能船舶的核心功能,其关键技术包括对通航环境及船舶自身状态的感知、对全局航线和局部避碰路径规划的决策以及控制船舶自主航行的运动控制算法等。基于“航行脑”系统的设计思想,面向货运船舶开发了由感知、决策、控制、执行、反馈组成的模块化船舶智能航行系统。对船舶智能航行系统的功能需求进行分析,设计了智能航行系统框架;面向苏伊士运河航行场景开发了货运船舶智能航行功能;通过虚拟仿真的方式对智能航行系统功能进行验证,得到了较好的效果。最后对智能航行系统开发与测试过程中出现的问题进行总结,可为货运船舶智能航行系统的开发工作提供参考。 展开更多
关键词 智能航行 智能船舶 虚拟仿真 船舶运动控制
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智能船舶综合能源系统及其分布式优化调度方法 被引量:12
20
作者 滕菲 单麒赫 李铁山 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第9期1809-1817,共9页
船舶航运污染是阻碍海洋经济发展、海洋强国建设的瓶颈问题.智能船舶为航运业绿色环保发展提供了重要手段.为进一步开发船载新能源,提升能源综合利用效率,降低船舶航运污染排放,本文构建以能量优化调度系统为核心、以能源转换中心为枢... 船舶航运污染是阻碍海洋经济发展、海洋强国建设的瓶颈问题.智能船舶为航运业绿色环保发展提供了重要手段.为进一步开发船载新能源,提升能源综合利用效率,降低船舶航运污染排放,本文构建以能量优化调度系统为核心、以能源转换中心为枢纽的智能船舶综合能源系统;考虑其特有的动力系统负荷需求、航行低污染排放量标准以及电−热多能流耦合供能特性,建立智能船舶综合能源系统能量优化调度目标函数及相关约束条件;并基于宽度学习、带有广义噪声的多智能体分布式优化相关理论,提出可快速准确地预测全航程各时段负荷需求、可容纳复杂干扰的分布式优化调度方法,实现高效的智能船舶综合能源系统能量优化调度,保障智能船舶经济、可靠、稳定航行.仿真分析验证了所提出智能船舶综合能源系统分布式优化调度方法的有效性. 展开更多
关键词 智能船舶 综合能源系统 分布式优化调度 宽度学习 广义噪声
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