智能船舶系統研究現狀及發展趨勢

許維明 瞿榮澤 薛國良 徐敏義 祝 曉 劉志堅 張奇奇

（1.大連中遠海運川崎船舶工程有限公司 大連 116052；2.大連海事大學 輪機工程學院 大連 116026）

0 引言

自美國2012 年提出“工業互聯網”概念、德國2013 年推出“工業4.0”項目、我國2015 年提出“中國制造2025”戰略以來，高端制造業已成為世界科技革命和產業變革的新高地[1-2]。其中，海洋工程裝備及高技術船舶相關技術的研究在“中國制造2025”強國戰略中被列為十大領域之一，對智能船舶的發展而言也是難得的歷史機遇。

眾所周知，在傳統交通工具領域，船舶智能化起步并不晚，早期也積累了一些較為成熟的技術（如無人機艙和自動化駕駛技術等），但近20 年來智能船舶技術發展卻較為緩慢。這主要是由于船舶本身的標準化程度低、配套設備品種繁多、數字化水平參差不齊等因素，導致船舶數據收集水平低下，難以形成標準的數據分析方法和理論。此外，高額的通訊帶寬和網絡安全建設投入，也影響了船東投資智能船舶發展的積極性。

世界航運業復蘇緩慢、智能船舶研究的高投入和當前全球相對稀缺的衛星寬帶資源等因素限制了初期智能船舶的發展。然而，隨著智能船舶技術被普遍視為下一代船舶工業技術革命，世界主要造船國家開始發力，大力投入智能船舶研究。同時，隨著近年來低軌寬帶衛星的發射和運營，在未來將為海洋船舶提供速率更高、資費更低、時延更少和全球無縫隙覆蓋的衛星寬帶互聯網服務，大規模的云計算服務有望在未來的智能船舶系統上實現[3]。

縱觀近年來智能船舶系統發展，船舶智能化設備不斷豐富，智能系統配套軟件逐漸完善，產學研合作力度加大，互聯網通信領域企業跨界合作，都是智能船舶研究進入快速發展時期的福音。

1 智能船舶發展概況

國際海事組織（international maritime organization,IMO）于2006 年5 月通過了E-Navigation 相關工作項目，E-Navigation 成為最早期的智能船舶概念，即利用電子信息技術協調船岸通信和導航信息，實現船舶、船岸和岸端之間信息互通，促進海洋環境保護和船舶高效安全航行。[4]智能船舶被IMO、國際標準化組織（international organization for standardization,ISO）等列為重要議題，國際船舶和航運業勢必向船舶智能化方向發展，世界各大船級社也針對智能船舶發布了相關規范和指南文件，見表1。

表1 各大船級社智能船舶相關規范文件

為加快建設海洋強國、制造強國、交通強國的戰略目標，我國大力發展智能船舶技術，推動船舶工業高質量發展。2017 年，工業與信息化部設立了高技術船舶科研專項“智能船舶1.0”；2018 年，工業與信息化部、交通運輸部與國防科工局聯合編制了《智能船舶發展行動計劃（2019—2021 年）》；2019 年，交通運輸部等七部門聯合印發了《智能航運發展指導意見》。

2 智能船舶系統

2.1 概述

智能船舶的智能化水平集中體現在船舶已配置的智能系統。智能船舶系統涵蓋了當前智能船舶的基礎共性技術和關鍵核心技術，也是對船舶總體、動力、感知、通信、控制和人工智能等多學科交叉的集成創新能力展示。[6]

在中國船級社發布的相關指南中，將智能船舶系統功能分為8 個部分，分別為智能航行、智能船體、智能機艙、智能能效管理、智能貨物管理、智能集成平臺、遠程控制和自主操作，這些功能逐漸發展形成相應的子系統。但由于不同類型船舶營運任務不同，所需要的智能系統功能也會有較大差異。以大型海洋運輸船舶為例，這類船舶主要有液化天然氣船、大型油輪、大型散貨船和集裝箱船等類型，共性特點主要表現為：船舶及貨物附加值高、船舶噸位大、事故導致的后果或危害較大，并且這類船短期內對遠程控制和自主操作功能的需求并不強烈。盡管如此，各類型船舶對智能船舶系統功能依然具有普遍共性需求，主要包括智能航行系統、智能機艙系統、智能能效系統和智能集成平臺系統。

2.2 智能船舶系統設備

在構建智能船舶系統總體方案之前，首先要根據船舶實際運營任務需求來配置各智能系統，結合船舶結構、機械設備布局、智能設備配置、船員操作規范和習慣等因素明確各智能系統的設備。

智能集成平臺系統的主要設備有集成平臺交換機、通信網關、服務器、防火墻、多計算機切換器和綜合顯示工作站等；智能機艙系統主要設備包括機艙狀態監測系統軟件、設備運行維護軟件、機艙主要機械設備傳感器、軸系振動數據采集箱和軸系油液監測箱等；智能能效系統主要設備包括智能能效服務器、報警監控系統、通導、液位遙測、配電板、流量計和軸功率儀等；智能航行系統主要設備包括防火墻、不間斷電源、氣象工控機、通導交換機、航路服務器、航路系統交換機、視頻圖形陣列（video graphios array,VGA）發送器/接收器、圖像采集卡、圖像服務器、DC 12 V和24 V電源、航行系統相關傳感器和顯示器等。

智能船舶系統設備的安裝應在滿足船舶電氣設備安裝規范的前提下，根據各智能系統的技術要求合理調整船舶結構并優化設備布置。某智能船舶系統主要設備布置信息見表2。

表2 智能船舶系統主要設備布置信息

2.3 智能船舶系統網絡拓撲圖

智能船舶項目根據不同船型和營運任務可以設計出不同的智能船舶系統，其智能系統設備及其布置、供電方式、通信協議和接口并不唯一[7]。智能系統設備與實船設備關聯集成，構建了各智能功能系統和集成平臺系統，形成了智能船舶系統總體方案。智能船舶系統網絡拓撲圖如下頁圖1 所示。

圖1 智能船舶系統網絡拓撲圖

智能航行系統是智能船舶系統的關鍵核心技術，融合了先進的傳感和感知技術，配置氣導、通導等智能導航設備，通過采集分析船舶航行環境、船舶狀態、設備狀態等數據信息，實現航線與航速的設計和優化、開闊水域自主航行、輔助避碰決策等功能。智能航行系統一定程度上降低了船員的誤操作和海損事故的發生率，提高了船舶航行的安全性。

智能集成平臺系統是智能船舶系統方案的框架基礎，綜合了智能系統集成、平臺管理和船岸同步子模塊等功能，實現船舶信息管理、智能航行、智能能效和智能機艙等功能系統的數據采集、存儲、整合、交互、共享和展現。集成平臺系統數據接口方案完整，具備開放性，可擴展新的智能系統并與岸端保持良好的數據交互。

智能機艙系統是智能集成平臺系統上的重要功能應用，不僅可以監測機艙主推進相關設備與系統的狀態，還提供船舶設備優化使用、科學維護、全壽命周期管理等方面輔助決策支持。該系統基于機艙主要設備狀態監測數據和集成平臺整合的船舶設備運行數據，通過分析評估機艙各設備與系統的運行情況及健康狀況，提出針對性的合理建議和預見性診斷，降低了機艙設備突發故障的幾率和維護成本。

智能能效系統集成在智能集成平臺系統上，是一個營運經濟性管理系統。智能能效管理可基于船舶航行狀態信息和營運能耗的監測數據，對船舶裝載狀態、出行計劃、能源使用狀況等進行分析評估，提供能效/能耗評估報告、航線/航速優化、縱傾和配載優化等輔助決策支持。該系統為船員和船東提供了船舶能效監測、分析、評估、報告、報警與決策建議等服務，使船舶營運管理更高效、經濟且環保。

3 智能船舶系統國內外研究現狀

智能船舶系統屬于大型綜合動態系統，融合了人工智能和現代信息技術等新技術，具有較好的安全性、環保性和經濟性等特點[6]。以下僅從智能航行系統、智能機艙系統、智能能效系統和智能集成平臺系統等方面簡述國內外研究現狀。

3.1 國外研究現狀

全球智能船舶研制和智能船舶系統開發呈現快速發展的整體趨勢。然而，由于國際各方的關注重點和技術優勢存在差異，各國智能船舶系統研究方向和路徑不盡相同。中國、韓國、日本等亞洲國家的智能船舶系統研究注重船舶整體智能化水平的提升，在大型遠洋船舶上已安裝使用了初期的智能系統；英國、挪威、芬蘭、丹麥等歐洲國家及羅爾斯·羅伊斯公司（下文簡稱“羅羅公司”）等企業選擇由“局部智能”向“全局智能”的過渡方式，首先在小型船舶如拖船、渡輪上開展智能船舶技術研發和系統應用[8]。

3.1.1 智能航行系統

國際海事組織于2017 年新增“自主無人船舶”議題，并于2019 年以通函方式批準了《水面自主船舶試航暫行指南》。目前，由于國際法律公約限制和智能航行技術適用性，國外智能航行系統的研究大多傾向于在小型船舶上開展船舶態勢感知、遠程遙控駕駛、自主航線優化和開闊水域的輔助避碰等技術研究。

2017 年，羅羅公司與全球拖船運營商Svitzer合作，在丹麥哥本哈根港成功展示了拖船遠程遙控系統。船長28 m 的Svitzer Hermod 號拖船安全地執行了停靠、解鎖、360°旋轉等操控動作，全程由船長在Svitzer 總部基地進行遙控，遙控操作中心重新定義了船舶的控制方式。

2017 年，挪威YARA 公司和Kongsberg 公司合作建造了首艘自動駕駛電動集裝箱船——YARA Birkeland 號。該船可通過全球定位系統、雷達、攝像機和傳感器等設備實現了在航道中自動避讓功能，而配套的自動停泊系統則可以完成自主船舶停泊和起航。其船體已于2020 年2 月下水，但由于新冠疫情和全球前景變化，而后暫停了進一步開發。

2018 年，羅羅公司和芬蘭國有渡輪運營商Finferries 在芬蘭圖爾庫市南部的群島成功展示了世界首艘全自動渡船——Falco 號汽車渡船。該船長53.8 m，既可完全自主運行，也能通過指揮中心遠程控制。同年，芬蘭瓦錫蘭集團成功試驗了船舶自動靠泊系統，在挪威海事局的見證下，船長85 m的Folgefonn 號渡船自主操作，實現了3 個港口航線的不間斷運營。這是此類尺寸船舶首次嘗試在完全無人操作模式下實現岸到岸的全面自動化航行。

3.1.2 智能機艙系統

國外智能機艙系統主要由全球著名的柴油機廠商配套開發，機艙綜合狀態監測診斷系統是其研發的重點，目前市場上已有多種成熟的機艙狀態監測診斷系統。[9]

MAN Diesel &Turbo 公司早期開發了計算機控制故障監測系統。該系統能夠實現對柴油機運行狀態參數的連續監測，記錄并存儲各時段數據，比較當前狀態參數和診斷數據庫故障參數，生成故障診斷報告和建議維護措施，其維護保養應用程序會列出維修計劃表和備件庫存明細表。此外，該系統的趨勢分析功能促進了柴油機的預防性維護，降低了突發性故障風險。芬蘭瓦錫蘭公司開發的MAPEX狀態監測診斷系統可通過對柴油機狀態參數的實時監測，實現柴油機活塞環磨損趨勢預測、氣缸內燃燒狀態評估和柴油機軸系健康情況分析。德國LEMAG 公司的柴油機在線監測系統、EUB 研究所的故障診斷系統以及挪威Kongsberg 公司和美國KYMA 公司的發動機狀態監測系統，均已應用于實船。

2010 年，韓國現代重工啟動“智能船舶1.0”計劃，開發了基于有線/無線船舶綜合管理網通訊技術的船舶主機遠程監控系統。該系統借助信息與通信技術優化了460 多種設備部件的綜合管理，其遠程技術不僅實現了對船舶設備運行狀態的實時監控，還促進了遠程維修技術應用。[10]

3.1.3 智能能效系統

智能能效管理系統是“智能船舶”和“綠色船舶”的重點研究技術之一，國外船舶能效管理系統研究起步較早，已有多種能效監控系統投入使用，市場占有率較高。[11]

2009 年，德國勞氏船級社旗下海事咨詢公司Future Ship 開發了“ECO-Assistant”船舶能效軟件系統。該系統可通過船舶營運參數（如航速、排水量和水深等）計算出特定船舶的最佳縱傾角度，進而降低燃油消耗和二氧化碳排放量，最多可提升6%效率，并且投資回收期僅幾個月。2011 年，韓國三星重工開發了船舶能效管理系統（ship energy efficiency management system，SEEMS），可利用數據采集技術、遠距離數據傳輸技術、數據庫和計算機軟件等技術提高能效管理系統的集成度和智能化水平，至少可節省15%的能耗[11]。冰島Marorka 公司開發的船舶能效管理系統能夠通過監控船舶性能參數，綜合分析船舶運行數據、航次計劃和能效評估等信息，形成高精度的航線優化和縱傾優化方案，其精密的計算模式和可靠的系統表現廣受好評。

羅羅公司開發的智能能效管理系統可利用大數據和人工智能算法等技術降低船舶能源消耗和營運成本，此外還可分析評估機艙設備運行狀態，提供維護管理的輔助決策建議，大大提高了船舶能效監測和設備維護的智能化水平。

3.1.4 智能集成平臺系統

國外自20 世紀80 年代就開始研究船舶數字化平臺管理系統，已開發出綜合平臺管理系統[12]。目前國際主要船舶自動化設備供應商（如ABB、SAM、Konsberg 等公司）的綜合平臺管理系統都較為成熟，且已占據大部分市場份額[13-16]。

SAM 公司的綜合平臺管理系統是開放式的體系，在船舶網絡框架下，各設備依據不同功能被分類集成為相應的系統。綜合平臺管理系統遵循統一的操作和設計方式，使用通用的硬件平臺，提供良好的人機交互界面，降低了設備安裝維護難度、備件數量和人員培訓成本，從而實現降本增效。Konsberg 公司的綜合平臺管理系統通過冗余的大通信寬帶網絡系統集成了船舶導航、動態定位、舵系操縱、推進控制、機艙自動化和安全管理等獨立子系統，采取分布式控制策略和通用的通信協議，實現了各子系統間的數據信息交互，具有較強的邏輯性，便于船員管理。

2012 年，日本相關單位啟動了“智能船舶應用平臺”項目研究。該項目研發了1 套智能信息與控制系統，通過集成主機遙控、壓載水管理、船舶電力管理、電子海圖等傳統船載監控系統，借助遠程數據傳輸和存儲技術，搭建了服務于各應用系統的統一數據交互平臺，實現了智能航行、智能機艙、智能能效和遠程維護管理等功能。目前，該平臺系統已在渡船和油船上實際應用[17]。

3.2 國內研究現狀

3.2.1 智能航行系統

智能航行系統是我國智能船舶亟需突破的關鍵核心技術之一，國內圍繞智能航行系統開展了智能航行技術、遠程遙控駕駛技術、自主航行避碰技術等研究。

武漢理工大學科研團隊開創了“航行腦”智能航行系統，設計構造了1 套模仿“人腦”工作模式的“人工智腦”系統。該系統被設計成3 個相互關聯的工作空間模塊，即“感知空間”、“認知空間”和“決策執行空間”。3 個模塊相互協作，實現了船舶智能航行的“感知、認知、決策與控制”全過程[18]。

2018 年，基于“航行腦”概念的“船岸協同安全輔助駕駛系統”被部署于南京板橋汽渡。該系統對渡區的船舶和水域進行全局監控，有效提升了氣渡船水域的航行安全性[19]。

2019 年，武漢理工大學首次實現了8 500 km洲際遠程駕控試驗，在荷蘭瓦赫寧根遠程操控了在中國武漢湯遜湖內進行試驗的自航模型船。

2019 年5 月，全球首艘智能集裝箱船荷花號交付運營。荷花號的智能船舶系統是由上海船舶運輸科學研究所聯合中國船級社等單位自主研制，其智能航行系統可通過感知航行態勢，智能切換船岸通信路由，構建船岸協同的航路選擇模式，實現船舶航行風險、時效、成本和能耗的綜合優化，保障航行安全。

同年6 月，我國首艘滿足IMO 海上自主水面船舶要求的自主航行試驗船 ——智騰號順利完成了自主航行和自主避碰試驗，其自主智能航行系統由中國船舶集團有限公司第七〇四研究所研發。該系統集成了智能態勢感知系統、自主航行決策系統和自主駕駛控制系統，具備自主航行、自動避碰、自主靠離泊和遠程遙控等功能，未來將應用于小型自主航行集裝箱船。

3.2.2 智能機艙系統

中國船級社《智能船舶規范》第4 章給出了智能機艙的定義和一般要求。我國在智能機艙方面已進行了大量基礎性研究，但國內開發智能機艙設備與系統的廠家并不多，成熟應用的相對較少。

國內，上海三進科技發展有限公司基于控制器局域網（controller area network,CAN）總線技術，開發了CJB 3100 系列監測報警系統。比太系統工程有限公司聯合華東船舶工業學院，研發了船舶自動化監控系統和Seainfo 軟件系統[20]。武漢理工大學提出了船用發動機綜合狀態診斷系統，該系統包含多個子系統，對主/輔發動機轉速、氣缸壓力、軸系振動、軸功率、機艙設備熱力參數、船舶油耗和航速等運行參數進行綜合診斷和評估。該狀態診斷系統綜合應用多種診斷方法，實現對整個機艙的智能監控[21]。王延濤等[22]提出1 種新的智能機艙監測報警系統，該系統利用總線式分布結構設計，提高了系統各模塊的自制權。與傳統報警系統相比，新系統結構更簡單靈活，危險信號響應迅速，報警信息反饋及時，具備很強的可靠性。孟慶寶[23]研發的艦船智能機艙系統可通過CAN 總線和以太網技術實現機艙監控數據的傳輸與共享，運用模塊化技術提高了艦船智能機艙系統的維護效率。

目前，國內已有大型運輸船舶配置新型智能機艙系統。以某大型智能散貨船為例，通過運用數據采集及測量技術、狀態分析及預測技術等關鍵技術，實現了基于熱工參數及振動的故障分析和關鍵狀態趨勢預測，搭建了機艙設備狀態監測及健康管理系統架構。該智能機艙系統如圖2 所示。

圖2 智能機艙系統圖

3.2.3 智能能效系統

中國船級社發布的《智能船舶規范》和《智能船舶能效管理檢驗指南》對我國船舶智能能效優化提出明確要求[24]。目前國內的船舶能效監控系統研發已取得一些進展，但智能能效控制系統技術研究仍處于起步階段，智能能效管理系統仍需不斷更新和完善。

國內，中遠集裝箱運輸有限公司與上海海事大學合作開發了船舶燃油監控系統。該系統可監測燃油消耗情況、分析油耗異常原因、提供能效優化方案，有效實現了船舶營運過程中的降本增效和節能環保[25]。

中國船級社聯合大連海事大學等科研單位先后研發了多款船舶能效系統，并基于船舶能效數據庫、應用系統軟件和船載數據采集與管理軟件開發了營運船舶能效管理和計算軟件系統。船舶能效在線智能管理系統利用大數據和人工智能算法等技術，可提供船舶能效綜合智能優化方案[26]。武漢理工大學開發了船舶能效與通航環境數據監測系統，此系統可對船舶主機轉速、轉矩、油耗、軸功率、船舶對水/對地航速、風速風向與航道水深等船舶姿態、能耗和通航環境數據進行實時的采集與監控[27]。

滬東中華造船（集團）有限公司為中遠海運集團設計建造了首艘獲得CCS 認證的智能能效管理船舶——中遠海運乞力馬扎羅號。該船的智能能效系統不僅能監測船舶能耗水平，還能為船員和船東提供能效優化輔助決策[28]。

3.2.4 智能集成平臺系統

中國船級社《智能船舶規范》曾給出了智能集成平臺系統層次劃分和總體結構，見圖3。

圖3 智能集成平臺系統總體結構

目前，我國的船舶智能集成平臺系統研制還在起步階段，且主要應用于國內自主研發的智能船舶。

國內，常熟瑞特電氣股份有限公司開發了智能船舶集成信息平臺。該平臺統一了船舶各智能系統數據的信息模型，實現了系統數據的可靠交互和信息可視化[29]。中國船舶及海洋工程設計研究院為我國極地科考船研發并加裝了智能機艙集成平臺系統。該集成平臺系統項目的實施，使我國極地科考破冰船邁入世界先進行列[30]。

2018 年8 月，工信部高技術船舶科研專項“智能船舶1.0”的專項智能系統聯合調試順利結束，總體聯調測試了各應用功能，確定了各智能系統的交互方案，為智能系統裝船奠定了基礎。同年，全球首艘30 萬t 智能超大型油輪凱征輪及其姊妹船新海遼輪、全球首艘40 萬t 智能超大型礦砂船明遠輪及其姊妹船明卓輪成功交付。這4 艘智能示范船應用“平臺+應用”的設計理念，搭建了智能綜合網絡信息平臺，顯著提高運營能效和管理水平，同時獲得了中國船級社和挪威船級社的智能船舶符號認證[31-32]。2019 年，荷花號智能集裝箱船應用“1+N”智能體系框架，搭建了匯集智能機艙、智能航行和智能能效等功能系統的集成平臺，使船舶更“聰明”，營運更高效，航行更安全。2022 年3 月，搭載了增強視覺輔助航行和3D 影像智能輔助靠泊功能的山東新時代輪交付，并具備遠程監測、遠程運維和遠程管控3 個維度的船岸交互服務能力。

4 智能船舶系統發展趨勢

IMO 在海上安全委員會（marine safety committee,MSC）第99 屆會議上，正式宣布將研究并制定相關公約規范解決海上水面自動船舶（maritime autonomous surface ship,MASS）的安全、環保等一系列問題。此后，MASS 成為每屆MSC 會議的熱點議題。2022 年4 月，MSC 第105 屆會議制定了為MASS 開發IMO 規則的工作計劃。將先以非強制性原則制定規則，預計在2024 年下半年通過。在此基礎上，制定強制性規則，預計在2028 年生效。由此可見，智能船將迎來加速發展階段。結合國內外發展現狀分析，智能船舶系統將向新型智能系統、智能系統網絡安全、船岸通訊系統升級、智能船舶測試驗證技術等方向發展。

4.1 新型智能系統

隨著現代信息技術和人工智能等技術在智能船舶領域的不斷發展與應用，船舶智能感知系統、智能航行系統、網絡與通信系統等關鍵智能技術將迎來突破性進展。不同類型船舶根據其執行任務不同，可細分出各自的智能系統發展路線，產生專業化、定制化的新型智能系統，船舶設備智能化水平、設備集成化、船岸協同交互程度將進一步提高。

在當前航運市場低迷、船舶運力過剩和節能減排限制等現實條件下，發展智能船舶、綠色船舶、新能源船舶，提高船舶營運效率，降低船舶排放，減少因人員失誤導致的事故，保障船舶航行安全，開發配套的新型智能任務系統，是世界各大航運公司未來發展的重點轉移方向。未來智能船舶在感知、認知、決策、控制和執行等功能模塊將會誕生船用智能機器人、遠程駕駛控制系統、自動靠離泊系統、自主避碰系統、船岸協同系統、船舶排放監控系統和貨物智能管理系統（裝卸貨）等新型智能系統。

4.2 智能系統網絡安全

隨著船舶網絡化程度逐漸提高，船舶網絡安全開始面臨威脅[33-34]，船舶智能系統網絡安全已引起國際海事領域的密切關注。國際船級社協會將船舶網絡安全監管作為未來主要工作之一，波羅的海航運工會于2016 年發布了第1 版《船舶網絡安全指南》，國際海事組織先后批準通過了《海事網絡風險管理指南》和《安全管理體系中的海事網絡風險管理》，中國船級社編寫了2020 年生效的《海事網絡風險評估與管理體系指南》（2019）。

目前，我國智能船舶發展的重點任務主要包括提升智能船舶網絡和信息安全防護能力，智能船舶系統要求實現船舶的網絡與鏈路安全、系統硬件與軟件安全、船舶數據安全。2019 年全球首艘大型集裝箱智能船舶荷花號獲得中國船級社頒發的全球首張智能船舶網絡安全證書。

4.3 船岸通訊系統升級

智能船舶系統的進一步發展需要寬帶互聯網平臺支持的大規模云計算服務，需要占據一定的衛星寬帶資源。2017 年，我國首顆高通量通信衛星成功發射，實現了大陸東部附近水域航行船舶的低資費衛星寬帶服務。預計未來10～ 15 年，智能船舶能夠得到高速率、低費率和低延遲的衛星寬帶服務[35]。

智能船舶需要包含船舶、港口物流及船隊調度管理的船岸一體綜合服務，船岸通訊系統是其核心，海事衛星通信技術的發展將促使船岸通訊系統升級，確保智能船舶船岸通訊系統在高通量、低時延條件下的可靠性。

4.4 智能船舶測試驗證技術

世界主要航運國家和各大船級社都在積極探索智能船舶功能測試技術、測試標準體系和分類等級劃分。目前已有多個國家建立了智能船舶水上實驗場，但智能船舶功能測試的驗證方法、測試標準、操作規范和海況場景等都在探索階段[36]。

2016 年，挪威設立了全球首個智能船舶海上試驗區（Trondheimsfjorden 試驗場），其位于挪威特隆赫姆峽灣區，目前已有多家高校和公司在此開展無人駕駛技術的測試。2017 年，芬蘭建立了全球首個對外開放的海上無人船測試場（Jaakonmeri測試場），其所在海域和航道環境復雜，可以實現多場景的試驗，有利于進行船舶自動駕駛技術測試。2018 年，比利時向公眾開放了智能航行測試場，該試驗場以萊茵河航行管理委員會制定的智能船舶等級分類規范標準進行測試。

2018 年，珠海開始建設亞洲首個無人船試驗場，并取得了中國船級社首張測試場服務供應方認可證書；隨后，國內在山東日照、青島和廣東湛江等地，相繼建設了多個智能船舶海上試驗場。

目前，國內外智能船舶海上試驗場大多針對小型無人船進行智能航行系統能力的測試，對大型船舶智能航行系統外的智能能效系統、智能貨物系統、智能機艙狀態監測系統以及船岸信息一體化系統等智能系統的海上試驗驗證還沒有建立相應的評價標準和測試體系。

5 結語

目前，世界范圍的智能船舶研究仍在探索和發展，船舶智能系統總體設計尚不完善，智能船舶關鍵核心技術還未突破，智能船舶功能驗證和評價標準體系仍在探索，智能船舶相關國際公約法規尚處于起步階段。當前，我國智能船舶發展適逢機遇也面臨挑戰，因此應根據智能航行技術的需要，積極開展智能船舶系統網絡安全、船岸通訊系統升級和智能船舶測試驗證技術的研究，同時開展各類新型智能系統攻關。

展望我國智能船舶發展，還需通過國家智能船舶重點項目的引導，加快關鍵核心技術和重點系統設備的研發，加速智能船舶技術、新一代信息技術和人工智能技術的融合，為各類型船舶量身定制智能化發展策略，有序推進各船型智能船舶系統發展，努力提升智能船舶的相關性能。