IBS是实现智能船舶的最重要组成部分
现代船舶设计与制造智能化研究
现代船舶设计与制造智能化研究发布时间：2021-10-08T06:50:01.828Z 来源：《科学与技术》2021年5月第15期作者：叶超锦李军兵方海滨[导读] 智能船舶已发展成全球各大船舶制造企业布局的重点领域，意在加强船舶设计与制造的效率及质量。
叶超锦李军兵方海滨舟山长宏国际船舶修造有限公司浙江舟山 316000摘要：智能船舶已发展成全球各大船舶制造企业布局的重点领域，意在加强船舶设计与制造的效率及质量。
近几年，中国、日本以及韩国等国家在船舶制造智能化、数字化方面都开展了大量工作，将船舶智能制造作为发展重心。
因此，对船舶智能制造技术的应用及其发展趋势进行研究有非常重要的意义。
关键词：现代船舶；设计；制造；智能化一、船舶设计与制作的智能化研究现状1.1船舶智能航行船舶智能化水平随着计算机信息科学、通信科技、传感器设备等技术水平的不断提升得到优化，其内部安装的导航、感知以及其他自动化设备设施的智能化程度得到显著提升。
当前在船舶设计制造领域，积极将大数据、信息系统、物联网等相关技术应用其中，使得船舶之间船舶与港口之间形成更快捷的信息沟通，为后续构建IBS船桥系统打下基础。
依靠IBS系统可以将船舶周边的环境状态及其内部设备状态进行高效监控，便于及时提示船舶管理人员对问题进行处理，保证航行的安全可靠性，降低船舶航行过程中产生故障的概率，降低船舶维护成本。
IBS系统的广泛应用和智能化水平的不断提升可以加速提升船舶自动行驶性能的研究程度，成为未来船舶智能化发展的重要趋势。
1.2船舶智能管理与服务船舶智能化设计和制造的一个重要作用是提供更加智能化的交通服务业管理，为船舶管理工作提供更大的便利，有效提升交通管理质量。
当前的船舶交通服务尚未实现船舶交通的全范围覆盖，服务通过雷达与船舶自带的识别系统只能完成部分的船舶监控管理和服务工作，存在较大的技术漏洞。
当前船舶管理服务工作中应用众多新的技术。
例如：电子航道图可以将船舶航行区域的水深、航标、航线、水位、主缓流等重要信息通过动态模型展现出来，同时也可以为船舶航行提供一定的安全预警，为航船提供更优质的安全保障；欧洲的内河信息服务可以为管理人员提供电子江图、船舶登记信息以及相关标准规范等，同时动态化的将船舶及货物的相关信息展示出来；智能化的船舶电子签证系统可以在船舶不停靠的情况下完成签证工作，智能化的服务为船舶提供更优质的体验。
综合船桥系统分析研究
２综合船 桥 系统的发 展 ２１ Ｂ ． ＪＳ的发展大 体上经 历 ７三 个阶段 ［： ４
２ １ １６ 年代 末期 ～７ 年 代初期 ． ． ０ Ｏ 挪 威 Ｎｒ ｏ ｔｏ 公司在 １６ 年 开发 了世界 上第一套 ＩＳ命 名 为数据桥 ｏｃ ｎｒ ｌ ９９ Ｂ， （ａａ Ｂ ｉｇ ） Ｄ ｔ ｒ ｅ 。这 种 初期 的 Ｉ ｓ主要 由 “ 据雷 达 ” 数 据 航行 ” ｄ Ｂ 数 、“ 、 “ 据 定 位 ”和 “ 据 操 舵 ”等 四个 子 系 统 构 成 。 这种 系统 实际 上 是 一 数 数 种计算 机化 的避碰和 综合 导航系统 ， 合程度 较低 ， 能主要 限于 导航 。１７ 综 功 ９０ 年 日本也 在 “ 光 丸 ”油轮 安装 了数 据 桥 系 统 。 星
该 监控 中心也可 看成 是一个 航行 管理系 统 。增 加 了通 信功 能是这 一阶段 Ｉ ＳБайду номын сангаасＢ 的另一突 出特 点。实现 通信功 能的典 型系统 是美 国斯伯利 的计算 机数据 传输 通 信网络 。通 信网络 是充 分发 挥 Ｉ ｓ 率的关 键技 术， Ｉ Ｓ实现船 舶航 行 Ｂ 效 使 Ｂ
［ ］。 ３
国际上 ，Ｂ 是从 ６ 年代 末期发 展起 来的， ＩＳ Ｏ 经过近 ４ 年 的发 展， ０ 目前世 界 上先 进 国家 己研 制推 出 了第三 代 、第 四代新 的 Ｉ Ｓ。它 作 为全船 自动化 的 Ｂ 个 重要组 成 部分， 开始 广泛 装备 于各种 舰船 。Ｉ Ｓ的研究 具有 重要 的现实 Ｂ 意 义 和 军 事价 值 。
行 管理 控制 自动 化等 多种 功 能 。系统 的主 要使 命 是实现 船 舶航 行 高度 自动 化 ， 高 航行 的安全 性 、经 济性 和有 效性 ［ ］ 已成 为从 ８ 提 １。 Ｏ年 代末 到 ９ Ｏ年 代最 富活 力的船 舶 自动 化发 展技 术， 进人 ２ 是 １世纪船舶 的目标发 展技术 ［］ ２
综合船桥系统
IBS
3、数字式自动舵
能对船舶装载、航速及风、流、浪等航行环境变化，联机实时辨识出 变化后的船舶操纵运动数学模型及干扰模型，并以此自动改变操舵规 律。自适应数控舵具有滤波与自适应能力，控制精度高，操舵次数少， 经济效益高等优点。
三、工作原理
通过电气组合和机械组合将船舶众多内外设备和系统 组合在一起，进行综合处理与控制。
4）高速数据通信网络NIU-Network Information Unit:： 原用 SeaNet 记号 数据通信网络，现可进Internet网。 5）数字化仪Digitizer ： 用于人工输入海图信息。 6）标绘仪Plotter ： 用于绘制数字地图；检测EC库容量；在纸海图上标绘船位； 任意缩放、 局部放大、选择投影方式；选择海图投影坐标。 7）打印机：实时数据记录，航线航行数据硬copy.
INS
IBS
（二）主要功能
3. 避碰 Radar/ARPA，AIS，遵照避碰规则避让 4、航线设计
★ 经济航线 ◆ 恒向线 ◆ 大圆航线 ◆ 混合航线 ★ 气象航线 5、Radar/ECDIS overlay
★ 雷达图像叠加 ECDIS ★ ARPA 目标叠加 ECDIS
INS
IBS
6、电子海图
IBS
1.3 综合驾驶台系统
（IBS —— Integrated Bridge System）
1-3-1
1、什么是IBS？
IBS 概述
集导航、监控、管理、显示于一体的智能化、网络化的综合航行管 理系统。它通过相互连接以集中使用来自工作站的传感器信息、命 令或控制，其目的是提高操作人员管理船舶的安全性和效率。
IBS
2、航行管理子系统组成及主要性能
1） 航行工作站NWS－Navigation Working Station 用微机、彩显，
ibs海上训练专业用语
ibs海上训练专业用语摘要：I.引言A.介绍IBS 海上训练专业B.阐述IBS 海上训练专业的重要性II.IBS 海上训练专业的术语定义A.动力定位B.船舶操纵C.航行规划D.货物操作E.海洋环境保护F.紧急情况处理III.IBS 海上训练专业的发展趋势A.技术进步B.行业需求C.国际合作IV.IBS 海上训练专业的挑战与应对策略A.人才短缺B.设备更新C.法规遵守V.结论A.总结IBS 海上训练专业的发展现状B.展望IBS 海上训练专业的未来正文：【引言】在我国，IBS 海上训练专业作为一个重要的领域，承担着培养优秀海上训练专业人才的重要任务。
随着我国海洋事业的不断发展，IBS 海上训练专业在技术、人才、设备等方面面临着新的挑战和机遇。
本文将重点介绍IBS 海上训练专业的相关术语及发展情况，以期对该领域的进一步发展提供参考。
【IBS 海上训练专业的术语定义】IBS 海上训练专业涵盖多个方面，以下为一些关键术语的定义：1.动力定位：动力定位是指船舶通过自身的动力装置，在特定海域内保持稳定的位置和姿态。
2.船舶操纵：船舶操纵是指通过调整船舶的推进器、舵等设备，使船舶实现前进、后退、转向等动作。
3.航行规划：航行规划是指根据船舶的性能、气象、海况等条件，制定合理的航行路线和时间表。
4.货物操作：货物操作是指在船舶装卸货物过程中，对货物的安全、快速、准确地进行搬运、装载、卸载等操作。
5.海洋环境保护：海洋环境保护是指采取有效措施，防止船舶在航行、停泊、作业过程中对海洋环境造成污染。
6.紧急情况处理：紧急情况处理是指在船舶遇到突发情况时，如火灾、碰撞、沉船等，迅速采取措施，保障船舶及人员安全。
【IBS 海上训练专业的发展趋势】随着科技的发展，IBS 海上训练专业正呈现出以下发展趋势：1.技术进步：自动化、智能化设备的应用，使得IBS 海上训练专业的训练手段更加丰富，训练效果更佳。
2.行业需求：随着我国海洋事业的发展，对IBS 海上训练专业人才的需求不断增加，推动了该领域的快速发展。
船桥系统（IBS）
一、综合船桥系统（IBS）概述文章来源：中国船员招募网点击数：273 更新时间：2011年11月01日随着世界海运事业的发展，船舶数量越来越多，船舶朝大型化、高速化方向发展，船舶的航行安全显得越来越重要，这客观上推动着船舶导航与自动化驾驶技术的发展。
为了提高船舶导航的效率、可靠性和安全性，早期独立工作的导航设备渐渐综合集成一种新型的船舶自动航行系统——综合船桥系统(IntegratedBridge System)。
目前的集成驾驶台系统主要是对现有的各种设备的组合、信息的综合显示以及简单的航行管理（Voyage Management），对便于驾驶员观测，减轻其工作负担起到一定的作用。
未来的集成驾驶台系统中更加强调认知集成（Cognitive Integration）而不仅仅是设备的集成，集成驾驶台系统中将包括更多的传感器，数据融合技术（Data Fusion）将对来自众多的传感器的测量数据进行综合处理有很大帮助。
专家系统（Expert System）为自动航行和自动避让提供了有力的手段。
人工神经网络（ANN），遗传（GA）算法，以及模糊控制理论的不断发展和成熟，也将为集成驾驶台系统提供更多的理论工具和控制算法。
集成驾驶台系统将更加强调信息的深层次处理，充分发挥计算机的快速计算和推理能力，起到态势分析、危险评估、决策支持，智能导航，自动驾驶的作用。
总之未来的集成驾驶台系统成为集导航（定位、避碰）、控制、监视、通信笔货物管理于一体的船舶综合管理系统，更加重视信息的集成，如LITTION MARINE SYSTEMS将其下一代集成驾驶台系统命名为综合船舶信息系统-ISIS（Integrated Ship Information System），并逐步朝着船舶自动驾驶、自动避让以及自动靠离码头的智能化和全自动化的方向发展。
综合船桥系统IBS(Integrated Bridge System)是在综合导航系统INS(Integrated Navigation System)的基础上发展起来的一种新型、功能更强的海上自动航行系统。
IBS是实现智能船舶的最重要组成部分
IBS是实现智能船舶的最重要组成部分，是船舶自动化领域的核心装备，二十世纪九十年代中期至今是第四代综合船桥系统，它是集海上综合导航（包括各种信息测量、采集、优化处理和使用、航行状态监控、预报、航线计划、航路导航、航海作业管理、综合航务管理等）、操纵驾驶、机舱监测和遥控、自动避碰、航行控制、综合通信管理以及舰船安全、消防、自动监测和报警等众多功能为一体的高度信息化、自动化的集成系统。
第四代综合舰桥系统的特征如下：（1）系统较为模块化模块化设计思想已成为集成驾驶台的规范，各功能部件经模块化设计集成，功能相对独立且易于组合集成，可根据需求脱开或接入系统，具有高度灵活性和扩展性。
（2）信息交互基于局域网船桥内部设备之间的有效数据共享，使得综合船桥的任何一个工作站都能获取所有船桥系统数据，从而实现高效简单的驾驶值班操作。
（3）雷达与 ECDIS 的覆盖通过对雷达图像处理叠加在电子海图上显示，达到雷达图像与 ECDIS 叠加显示的目的，使得驾驶员对船舶周围态势有一个更加直观的感知。
（4）多功能工作站第四代 IBS 集中航海功能的雷达，电子海图，中央驾控和 AIS 数据，功能能任意组合，可控的配置范围从一个独立的雷达或者电子海图系统的工作场所，到一个完整的集成多功能工作站。
（5）智能警报管理智能警报管理指导留意驾驶台上必要的警报，分类关于系统状态的警报，减少实际产生警示。
（6）引入了一些智能性功能第四代综合船桥部分功能已经趋于智能化，例如德国STN ATLAS 船用电子公司——NACOS 4 型系统的人机交互技术（HMI），人机交互（HMI）支持新手和专家使用，被设计成与用户所需要的信息相匹配。
第四代综合船桥系统主要有德国 STN ATLAS 公司的NACOS 4 型综合船桥系统、德国RAYTHEON 公司的BridgeControl 型综合船桥系统、荷兰IMTECH——UnMACS3000型综合船桥系统、日本古野公司——Voyager型综合船桥系统、美国Sperry 公司 VISIONMASTER FT 型综合船桥系统等。
智能船舶规范
智能船舶规范智能船舶规范是指为了确保船舶在智能化运营及管理过程中的安全、可靠和高效运行而制定的一系列规则和标准。
本文将从智能船舶的定义、智能船舶的关键技术、智能船舶的规范内容等方面进行阐述。
一、智能船舶的定义智能船舶是指基于现代信息技术，集成传感器、通信、控制、决策等功能模块，能够自主感知、自主决策和自主控制的船舶。
智能船舶通过感知环境、获取信息、分析数据，并对船舶的运行状态和行为进行决策和控制，以实现高效、安全、节能的航行和管理。
二、智能船舶的关键技术智能船舶的关键技术包括：感知技术、信息处理技术、决策与控制技术以及通信与网络技术。
感知技术可以通过各种传感器实时获取船舶及周围环境的信息，包括船体姿态、动力系统状态、气象海况等。
信息处理技术可以对感知到的信息进行处理和分析，生成船舶的状态评估和决策依据。
决策与控制技术可以基于信息处理的结果，实时做出决策，并通过船舶的自主控制系统实现船舶的自主运行。
通信与网络技术可以实现船舶内部各部分之间的信息交换和与岸基系统之间的远程通信。
三、智能船舶的规范内容1. 安全规范：包括船舶的建造、设备安装和系统运行的安全规范，确保船舶的智能化系统具备可靠的安全性能。
2. 信息规范：包括数据采集的准确性、数据传输的可靠性等信息规范，确保信息的准确性和及时性。
3. 决策规范：包括船舶自主决策的规范，确保船舶的决策过程科学合理，并能实现预警和紧急处理等功能。
4. 控制规范：包括船舶自主控制的规范，确保船舶能够根据决策结果，实现自主导航、自主作业等功能。
5. 通信规范：包括船舶内部通信和船舶与岸基系统之间通信的规范，确保通信的可靠性、安全性和互操作性。
6. 数据规范：包括船舶数据的格式、存储和传输的规范，确保数据的统一格式和标准，方便数据的处理和共享。
7. 人机交互规范：包括船舶自动化系统和船员的交互界面的规范，确保船员能够准确理解和操作智能船舶系统。
总之，智能船舶规范是指为了确保船舶在智能化运营及管理过程中的安全、可靠和高效运行而制定的一系列规则和标准。
世界海军武器装备技术重大发展方向
世界海军武器装备技术重大发展方向伴随着以信息技术为代表的多项重大基础学科技术领域取得关键突破，以及海军作战思想和装备发展思路的改变，进入新世纪以来，海军武器装备发展取得了一系列重大的甚至是划时代的技术突破。
这些重大技术正在改变着新一代海军装备的面貌，将对海军武器装备的发展和未来海上作战产生革命性的影响。
1、舰艇总体技术领域（1）水面舰艇综合隐身现代战场要求舰艇必须具备电磁、红外、声、磁、光、水压及尾流等综合隐身能力。
隐身性能已成为现代新型舰艇研制中优先权最高的重要战技指标之一。
2000年瑞典全隐身近海护卫舰建成，标志着一个新的开端。
多数国家准备建造的新一代战舰大多是隐身舰。
美、俄、英、德等不少国家推出了以雷达波隐身为主要特点的新型水面舰艇设计方案或构想，出现了集成上层建筑、综合天线桅杆、X型桅杆，以及武器、电子设备和舰艇上层结构的共形设计等一系列新的隐身措施。
从各国新型舰艇研制和科研计划的发展趋势来看，水面舰艇隐身已经从雷达隐身为主，发展到要求控制舰船的声、电、磁等众多物理场特性，形成全谱舰船目标特性控制。
隐身作为一种复杂的属性，采用单项技术是无法实现的，它涉及基础理论和机理、应用技术、系统综合和集成等方面，只有从设计之初开始，通过总体、系统和设备的每个层次、每个环节协调地优化，舰艇目标特性控制、综合集成的效果才是最好的，否则可能会恶化目标特性控制的整体效果。
当前，国外正利用系统工程方法，采用舰船全谱物理特性控制技术体系，控制舰船主动和被动产生的物理场，实现舰船的综合隐身。
（2）集成上层建筑舰艇上层建筑部分是影响全舰作战性能和舰艇隐身性能的最主要方面。
信息时代对舰艇不断增长的信息能力需求要求在舰艇上不断增加新的装备与能力。
在已往的上层建筑状态与设计方法下，舰艇每增加一个新系统，而且要使新系统性能最佳，都会引发一系列问题。
从而使设计过程实际上成为各种工程评估问题，如结构、气流、电磁、武器有效范围和效应、发现目标/阻断、安全等，此外，还需要完成整舰评估，如整体监视能力、可承受能力以及顽存性、可维性、可靠性等。
船舶综合驾驶台系统
注：倾斜部分为不确定考点 试卷 A 卷共 2 页，71 分 PDC Protective Data Capsule 数据保护容器（B 卷） CPA Closest Point of Approach 最近会遇距离、TCPA 相遇船航行到 CPA 所需的时间 考试时间 18/19 周 请确保考试时间 1 小时 以上资料仅供参考 By chuxt 2011/12/10
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其他：雷达的显示方式、ARPA 雷达（课件）
（一）显示方式分类 从本船(扫描中心)在荧光屏上的运动形式划分：相对运动显示方式 RM (Relative Motion)、真运动显示 方式 TM (True Motion) 以荧光屏正上方的指向划分：船首线向上 H UP (Head Up)、指北向上 N UP (North Up)、航向向上 CRS UP (Course Up) （二）相对运动的显示方式 特点： ①代表本船位置的扫描中心不动②周围物标相对于本船作相对运动，固定目标则与本船等速 反向移动 ③无需航速输入 包括：船首向上(H UP)图像不稳定显示模式、指北向上(N UP)图像稳定显示模式、航向向上(CRS UP) 图像稳定显示模式 1、船首向上显示模式 无需输入罗经航向，用 H UP 表示。 特点：（1）船首方向在荧光屏方位圈上为 0° ，由此读取的其他物标方位是相对方位(即舷角)——“相 对方位显示方式 ”。（2）本船转向时，船首线始终指向固定刻度圈 0° 不动，而周围目标则向相反方 向以本船为中心作圆周运动，在目标后面留下一段弧形尾迹，影响观测。
2
船舶综合驾驶台系统
它是一种图像不稳定的模式。 优点：非常直观，屏面上图像分布情况与雷达操纵使用人员在驾驶台上向外看到的真实情景一致，特 别是目标在屏面上的方向是舷角，对于判断是否有碰撞危险十分方便，是最常用的一种显示方式。 不足：转向或航向不稳时，会因图像频繁移动留下的弧形余辉而变得模糊，影响正常观测。 2、指北向上显示模式 需要输入罗经航向，用 N UP 表示。 特点：（1）方位圈 0° 在荧光屏正上方并代表罗北，船首线指向实际航向。物标显影在固定方位圈上 的读数是真方位——“真方位显示方式 ”；（2）本船转向时，船首线始终跟踪实际航向而随之转动。 其它目标按自己的航速、航向运动。 优点：可方便地测得目标的真方位，且在本船转向或船首偏荡时，目标回波在屏面上不动，屏面图 像仍十分清晰，因此在观测、定位时十分方便，故又称其为“稳定显示模式”。 不足：当航向在 090° ～270° 之间，特别是 180° 附近时，船首线指向屏面下方，观测十分不习惯，容 易搞错左右舷角，这对避碰操作是十分不利的。 3、航向向上显示模式 需要输入航向，用 CRS UP 表示。 特点：（1 ）船首线指向屏面上方，图像与视外景一致，非常直观；（ 2）一般配有陀螺罗经稳定的 可动方位圈或电子方位刻度圈，可读目标的真方位和舷角；（3）本船转向时，船首线随航向转动， 固定目标回波则在屏上不动，保持了图像的稳定、清晰。当航向改变完毕，只要按一下 “新航向向 上”(New Course up)按钮，则船首线、图像及可动方位圈一起转动，直到船首线指向固定方位刻度圈 的 0° 为止。因此，它总是可以保持直观的观测。 优点：结合了船首向上和指北向上的优点，克服了两种显示模式的不足。 不足：使用起来不方便，特别是在高速运动和转向时，恢复时间受到了一定的限制 （三）真运动的显示方式 特点：代表本船位置的扫描中心及运动目标回波均按其真实航向及成比例航速在屏面上进行移动， 而固定目标回波不动。需要输入航向、航速。 分类：按速度类别来分，包括： 对水真运动与对地真运动显示方式，避碰用对水真运动方式更准； 按屏幕上方指向分，包括：北向上显示方式与航向向上显示方式 ；按速度输入源来分，包括：计程 仪真运动和模拟真运动。 1、北向上真运动显示方式 特点：显示屏正上方代表北，船首线指向实际航向值，本船转向时船首线移动，其它目标按原来的 运动方式不变 优点：直观、方便。就像在空中所看到海面上的实际情况一样，在狭水道航行时更有利。 不足：当航向处在 090° ～270° 之间时，观测、使用就会不大习惯，有时还容易搞错左、右舷，这对 避让及航行会造成不利。 2、航向向上真运动显示方式 特点：与相对运动航向向上显示方式一样， 唯一的区别是：扫描中心与实际速度成比例地在屏幕上 移动。 （四）两大显示方式的比较 需要外接信号情况 相对运动：无需外接信号或只需航向信号。真运动：需要航向、航速信号。 图像稳定情况 相对运动：一种图像不稳定显示，另两种图像稳定显示。真运动：全都属于图像稳 定显示。 各显示模式的全称 相对运动 船首向上图像不稳定的相对运动显示模式、指北向上图像稳定的相对运动显示模式、航向 向上图像稳定的相对运动显示模式 真运动 指北向上图像稳定的真运动显示模式、航向向上图像稳定的真运动显示模式
2驾驶台综合导航系统(IBS)
NAUT-AW 范畴包括: 字尾Q 字尾Q代表品质保证系统的设立, 确定船舶上 有关的操作程序及自动避免搁浅系统GAS是 有效地运作。船只能满足这些运作的要求, 便 可获得Q字尾于入级符号之后。 Q 其内容涵盖: 驾驶台员工资格 操作程序 NAUT 这代表船只是根据和依照船级社高速轻型船/ 海军船只的法规而装备和兴建的, 其中覆盖了 营运船舱的分布图, 双操纵驾驶室的导航系统 及操作设施, 与及整体的后备系统. NRA 航海风险评估 NRA(navigation risk analysis)是一项针对船只进入某些水域范围 的风险分析 (例如港口), 而焦点则放在搁浅 和碰撞的风险分析上, 也包含了护航系统运作 的评估.
2．船级符号（Class Notation） 船级证书除了记载船舶的主要技术性能外，还绘制出相应的船 级符号。各国船级社对船级符号的规定不同。 中国船级社的船级符号为*ZC。 英国劳埃德船级社的船级符号为LR，标志100AI，100A表示 LR 100AI 100A 该船的船体和机器设备是根据劳氏规范和规定建造的。I表示船 I 舶的装备如船锚、锚链和绳索等处于良好和有效的状态。 为回应国际海事组织(IMO)通过的涂层标准以及即将通过的针 对空舱、货油舱和其他涂层标准，英国劳氏船级社近日公布了 新的防腐系统ShipRight抗腐蚀系统(ACS)船级符号。新船级 符号。新船级符号将取代现行的ShipRight PCWBT(压载水舱 的保护涂层)描述性船级符号，适用于按照船舶结果共同规范要 求建造的油船和散货船。
1 驾驶台工作站的设计和布置
为实现驾驶台的集中监控必须设置一个工作站。 要求值班驾驶员在无人帮助的情况下能有效而安全地执 行最基本的航行职责，包括对航行的操作和监控 航行的操作和监控。设计 航行的操作和监控 必须保证两位驾驶台操作人员能同时操作而不相互妨碍。 驾驶台的设计、工作站的布置和各种仪器设备在工作站 的集合都是IBS设计的重要组成部分； 要求工作站在航行时具有良好的工作环境、足够的视野 和易于接近。重要的是，IBS系统中的一个子系统的故 障不应导致另一子系统的故障，同时任何故障必须马上 引起值班驾驶员的注意。
智能船舶技术发展与趋势简述
智能船舶技术发展与趋势简述摘要：智能化船舶现阶段发展之中，已成为船舶研发和船舶设计的最新方向。
国内外大部分专家与学者都曾多次进行过一系列的研究以及设计。
智能船舶采用数据信息技术、智能化技术等最新技术，并与以往船舶技术充分融合，达到更加经济安全、生态环保的效果。
围绕智能船舶的发展，阐述了智能船舶的重要作用，并简要分析了其背后的关键技术。
关键词：智能船舶；通信导航；航线监控引言作为航运大国，我国正在积极推动智能船舶技术的发展。
2015年12月，中国船级社率先发布了《智能船舶规范（2015）》。
2017年工业与信息化部设立了“智能船舶 1.0”专项。
2018年12月，由工业和信息化部等部委联合编制的《智能船舶发展行动计划（2019—2021年）》，要求全面强化顶层设计、突破关键智能技术、推动船用设备智能化升级以及统筹推进内河、沿海、远洋各类智能船舶试点示范，助力船舶行业供给侧结构性改革。
2019年5月，交通运输部等部门联合印发的《智能航运发展指导意见》，提出到2025年形成以充分智能化为特征新业态、形成高质量智能航运体系的战略目标。
2020年3月，中国船级社发布了《智能船舶规范（2020）》，增加了远程控制船舶和自主操作船舶在设备配备、状态监测与健康管理、设计原则与性能等方面的要求。
1.智能船舶现状分析1.1国外研究现状英国于2019年推出“海洋2050”。
从其内容来看，虽然当前的通信设施基本能满足现实所需，然而随着远程技术和智能导航的进步、真实环境的变化、北极航线的扩大，海洋环境中的通信带宽和覆盖范围不断扩大，未来的环境将得到进一步的拓展和改善。
在可预见的几年到十几年间，英国政府将把更多的空间技术融入海洋研发，全面释放技术的主导作用，致力于各领域设备设施的集成和应用。
1.2我国智能船舶研发现状哈尔滨工业大学与深圳海斯比展开了深度合作，成功建造了世界上最快的无人快艇，引发广泛关注。
尤其是设计的“大智”在上海交付，轰动全球。
船舶的系统架构及智能船舶
船舶的系统架构及智能船舶船舶作为海上交通工具的重要组成部分，其系统架构的设计和智能化发展日益受到关注。
本文将探讨船舶的系统架构以及智能船舶的发展。
一、船舶的系统架构1.1 主要系统船舶的系统架构主要包括以下几个方面的主要系统：1.1.1 动力系统船舶的动力系统是船舶运行的核心，包括主机、发电机组、推进器等。
主机负责提供船舶运行所需的动力，而发电机组则为船舶提供电力，推进器则将动力转化为推进力。
1.1.2 电气系统电气系统是船舶各个系统之间进行电力传输和控制的基础设施。
电气系统包括发电与配电系统、照明系统、自动化与控制系统等。
1.1.3 舾装系统舾装系统主要包括船体结构、货舱、甲板设备等。
舾装系统的设计需考虑到船舶在不同海况下的稳定性、航行状态下的承载能力、货物的储存与运输等。
1.1.4 通信与导航系统通信与导航系统是船舶保持航行安全和进行通讯联络的必要设备。
通信系统包括船舶与岸基通信、船舶与船舶之间的通信等。
导航系统则包括GPS导航设备、雷达、声纳等。
1.1.5 环境控制系统环境控制系统是为了船舶内部的船员和乘客提供合适的环境条件而设置的系统。
环境控制系统主要包括空调系统、通风系统、供水系统等。
1.2 系统之间的集成在船舶的系统架构中，各个系统之间的集成非常重要，通过有效的集成，可以实现不同系统之间的数据共享和相互控制。
例如，动力系统与电气系统之间的集成可以实现动力的有效管理和局部电力的辅助供应。
二、智能船舶的发展随着科技的不断进步，智能船舶的发展呈现出日新月异的态势。
智能船舶利用先进的信息与通信技术、自动化技术等，为船舶的运行和管理提供智能化解决方案。
2.1 自主导航系统自主导航系统是智能船舶的重要组成部分。
利用先进的导航技术、传感器和相应的控制算法，船舶能够实现自主驾驶、自动避碰、自动航迹规划等功能，大幅度提升航行的安全性和效率。
2.2 船舶状态监测系统船舶状态监测系统通过安装在船体不同位置的传感器，实时监测船舶的运行状态和各个系统的工作情况。
工信部 智能船舶标准体系建设指南
工信部智能船舶标准体系建设指南
智能船舶标准体系建设指南是由工信部所制定的，旨在指导船舶行业的智能化发展，推动船舶智能化技术的应用和标准化建设。
该指南主要包括以下内容：
1. 智能船舶标准体系的框架与架构：介绍智能船舶标准体系的基本框架和架构，包括标准的分类、组织结构等。
2. 智能船舶基础标准：介绍智能船舶领域的基础标准，如智能船舶网络标准、智能船舶通信协议等。
3. 智能船舶应用标准：介绍智能船舶应用领域的标准，包括智能导航系统标准、智能船舶能源管理标准等。
4. 智能船舶安全标准：介绍智能船舶安全领域的标准，包括智能船舶信息安全标准、智能船舶操作安全标准等。
5. 智能船舶管理标准：介绍智能船舶管理领域的标准，包括智能船舶维护管理标准、智能船舶数据管理标准等。
通过制定智能船舶标准体系建设指南，工信部旨在加强船舶行业的标准化管理，推动船舶智能化技术的发展和应用，提高船舶行业的运行效率和安全性。
这对于推动我国船舶产业转型升级，提升船舶技术水平具有重要意义。
64000载重吨智能散货船总体设计研究
第３８卷 第２期江苏船舶Ｖｏｌ．３８ Ｎｏ．２ ２０２１年４月ＪＩＡＮＧＳＵＳＨＩＰＡｐｒ．２０２１６４０００载重吨智能散货船总体设计研究李 磊，周 庆，夏讨饭（中远海运重工有限公司，上海２００１３５）摘 要：基于船舶绿色节能、智能化、安全化的发展要求，以６４０００载重吨智能散货船为研究对象，优化总布置方案，采用型线、桨、节能装置一体化的节能装置设计方法优化船舶水动力性能，配置船舶智能系统。
实船应用表明：合理的总体方案布置、优化的节能装置设计和船舶智能系统的配置可以使船舶的营运更经济、更安全。
关键词：智能散货船；总布置；节能装置；智能系统中图分类号：Ｕ６６２文献标志码：ＡＤＯＩ：１０．１９６４６／ｊ．ｃｎｋｉ．３２ １２３０．２０２１．０２．００１０ 引言随着大数据、智能终端、感知技术等高端技术的出现，以及航运企业对降低运营成本的迫切需求，船舶智能化已成为新时期船舶制造与航运领域的技术发展的重点方向。
６４０００载重吨散货船是散货船市场上的主流船型，市场需求较大。
何新宇等［１］介绍了６５０００载重吨散货船的开发设计概况及主要特点。
陈正敏等［２］分析了６１０００载重吨散货船货舱分舱布置对总纵弯矩的影响。
张陈等［３］介绍了６７０００载重吨散货船轮机系统的优化设计方法。
贾锐等［４］介绍了智能船舶的概念、研究现状和意义，分析了智能船舶应具备的系统配置。
刘微等［５］对国内外智能船舶发展现状进行系统分析与比较，为我国智能船舶的发展提出若干建议。
张雷等［６］介绍了基于现代网络结构、船舶数据采集、数据共享和船舶数据二次分析的现代船舶智能系统的结构组成、系统分析和设计方法。
李娜等［７］根据中国船级社《智能船舶规范》中智能机舱入级符号的相关要求，研究了机舱主辅机等重大设备智能监测设计方案与智能机舱监测评估系统。
目前，智能系统在船舶上的应用已有成功的案例，但是从设计初期就将船舶设计与智能系统进行融合的方案较少。
本文结合多艘６４０００载重吨散货船的建造经验，设计初期就融入智能“１＋３”系统，通过优化总体布置、型线和节能装置，开发出了收稿日期：２０２０ １１ １６作者简介：李磊（１９８５—），男，硕士，工程师，从事船舶总体方向研究。
船舶智能制造标准体系构建
船舶智能制造标准体系构建随着船舶智能制造技术的快速发展，船舶制造行业面临着全新的挑战和机遇。
为了促进船舶智能制造的发展，提高行业的整体竞争力，建立起一套科学、完善的船舶智能制造标准体系显得尤为重要。
本文将从船舶智能制造的概念、发展现状、需求分析等方面入手，探讨船舶智能制造标准体系的构建。
一、船舶智能制造的概念和特点船舶智能制造是指运用现代信息技术、智能控制技术和大数据分析技术，对船舶制造过程中的各个环节进行智能化改造和优化，以提高生产效率、降低生产成本、提升产品质量和增强产品竞争力的一种制造模式。
船舶智能制造具有以下几个特点：1.高度自动化：船舶智能制造采用先进的自动化生产设备和智能化制造系统，实现了生产线的高度自动化和智能化，大大提高了生产效率。
2.信息化生产：船舶智能制造通过信息技术和大数据分析技术，对生产过程进行实时监控和数据分析，为生产决策提供科学依据。
3.柔性化制造：船舶智能制造可以根据订单需求灵活调整生产线，实现多品种、小批量生产，有效提高了生产的柔性化程度。
4.绿色环保：船舶智能制造注重节能减排，采用清洁生产技术和绿色材料，实现了生产过程的绿色环保。
二、船舶智能制造的发展现状分析目前，全球船舶制造业正处于经济全球化、信息化和智能化的快速发展阶段。
在这种背景下，船舶智能制造技术得到了迅速普及和应用，并取得了一系列突破性进展。
1.技术应用领域不断拓展：船舶智能制造技术在船舶设计、工艺优化、生产制造、设备维护等领域得到了广泛应用，为船舶制造行业注入了新的活力。
2.产品质量和生产效率得到提升：船舶智能制造技术提升了产品设计和制造的精度和效率，显著提高了产品质量和生产效率。
3.国际合作日益密切：为了推动船舶智能制造技术的发展，国际上各国船舶制造业积极开展技术合作和交流，加强技术创新和标准统一。
4.智能制造标准体系建设迫在眉睫：船舶智能制造技术的快速发展，为建立完善的智能制造标准体系提出了迫切需求，这将成为未来行业发展的重要支撑。
船舶综合驾驶台系统
船舶综合驾驶台系统1．IBS的配置原则是。
[单选题] *A．满足有关国际公约和国际标准B．满足船级社的规范要求C．满足船东的要求D．A + B + C(正确答案)2．目前实船配备的驾驶台设备，IBS与INS的关系为。
[单选题] *A．INS包括IBSB．IBS包括INS(正确答案)C．INS与IBS无关D．INS以IBS为基础3．INS主要考虑的是。
[单选题] *A．定位B．导航C．避碰D．航行的安全性和经济性(正确答案)4．航行管理系统是INS的核心，它由导航工作台、辅助工作台、综合信息显示台等组成。
制定计划航线、对电子海图进行编辑和修正，通常在上完成。
[单选题] *A．导航工作台B．辅助工作台(正确答案)C．综合信息显示台D．网络单元5．综合导航系统中，输入给航行管理系统的原始航速信息来自。
[单选题] * A．计程仪(正确答案)B．陀螺罗经C．测深仪D．AIS6．INS中，罗经是一重要的传感器，向其它航海仪器输出信号。
下面哪个航海仪器不需要罗经为其提供信号？ [单选题] *A．雷达B．自动舵C．电子海图D．计程仪(正确答案)7．GPS可提供标准定位服务(SPS)，SPS可利用载波上的，获得20米左右单点实时定位精度。
[单选题] *A．L1；CA(正确答案)B．L2；CAC．L1和L2；CAD．L3；CA8．GPS导航系统中，卫星导航仪在三维定位时至少需要4颗卫星，其中第4颗是用来估算出偏差。
[单选题] *A．用户钟(正确答案)B．卫星钟C．用户钟、卫星钟D．用户钟、卫星钟和系统时间9．GPS卫星导航系统中，卫星导航仪所接收的导航信息包括。
[单选题] * A．卫星导航系统工作状态B．卫星星历C．卫星识别标志D．A + B + C(正确答案)10．何谓陀螺仪的定轴性？ [单选题] *A．其主轴指向地球上某一点的初始方位不变B．其主轴动量矩矢端趋向外力矩矢端C．其主轴指向空间的初始方向不变(正确答案)D．相对于陀螺仪基座主轴指向不变11．三自由度陀螺仪的进动性是如何描述的? [单选题] *A．在外力的作用下，陀螺仪主轴的动量矩矢端将以捷径趋向外力方向B．在外力矩的作用下，陀螺仪主轴的动量矩矢端力图保持其初始指向不变C．在外力矩的作用下，陀螺仪主轴的动量矩矢端将以捷径趋向外力矩(正确答案) D．在外力矩的作用下，陀螺仪主轴即能自动找北指北12．自由陀螺仪的主轴动量矩水平指北，若加一外力矩，其方向水平向西，则主轴指北端进动。
船舶智能制造
船舶智能制造船舶智能制造概述船舶智能制造是指利用先进的技术和方法，通过集成控制、自动化和数字化技术，实现船舶制造的智能化和高效化。
船舶智能制造的出现，为船舶制造行业带来了革命性的变化，极大地提高了船舶制造的质量和效率。
历史背景在过去，船舶制造主要依靠人工操作和传统的工艺流程。
这种制造方式存在许多问题，如工艺复杂、效率低下、质量难以保证等。
随着科技的快速发展，自动化和数字化技术的引入，船舶智能制造逐渐成为可能。
技术应用1. 数字化设计和仿真数字化设计和仿真是船舶智能制造中的重要环节。
通过使用CAD（计算机辅助设计）软件和仿真工具，船舶设计师可以在计算机上进行船舶设计和性能分析。
这样可以大大缩短设计周期，减少设计错误，并提高船舶的性能。
2. 智能控制系统智能控制系统是船舶智能制造的核心技术之一。
它通过集成传感器、执行器和控制算法，实现对船舶制造过程的自动化控制。
智能控制系统可以实时监测和调整船舶制造过程中的各项参数，从而保证船舶的制造质量和稳定性。
3. 技术技术在船舶智能制造中发挥着重要作用。
可以代替人工完成一些重复、繁琐和危险的工作，如焊接、切割和装配。
的应用可以提高工作效率，降低制造成本，并减少人为因素对船舶质量的影响。
4. 大数据分析在船舶智能制造中，大数据的应用是不可或缺的。
船舶制造过程中会产生大量的数据，包括船舶设计数据、生产数据和性能数据等。
通过对这些数据的分析，可以获取有价值的信息，帮助优化船舶制造过程和改进船舶性能。
智能制造的优势船舶智能制造相比传统制造方式具有许多优势：1. 提高生产效率：船舶智能制造利用自动化和数字化技术，可以大大提高生产效率和制造速度，减少生产周期。
2. 提高产品质量：智能控制系统和技术的应用可以准确控制船舶制造过程，避免人为因素对产品质量的影响。
3. 降低生产成本：船舶智能制造可以减少人工和物料的浪费，优化生产流程，降低生产成本。
4. 提高安全性：的应用可以代替人工完成危险工作，提高生产的安全性。
STCW公约马尼拉修正案解读
STCW公约马尼拉修正案解读东昉;毛洪鑫【摘要】1978年通过的《海员培训、发证和值班标准国际公约》（STCW公约）对于海员发展产生了深远的影响一随着航运事业的发展，该公约进行了多次修正，2010年6月通过并于2012年1月1日生效的STCW公约马尼拉修正案对海员培训与值班标准提出了更高的要求。
本刊从政府履约、院校教育、企业培训等多个角度解读如何应对该公约修正案。
【期刊名称】《中国海事》【年(卷),期】2012(000)005【总页数】5页(P6-10)【关键词】STCW公约;修正案;马尼拉;解读;海员培训;值班标准;航运事业;国际公约【作者】东昉;毛洪鑫【作者单位】不详;不详【正文语种】中文【中图分类】U692.121978年7月，国际海事组织通过了有史以来第一个《海员培训、发证和值班标准国际公约》（STCW公约）。
1980年6月8日，我国政府向同际海事组织提交了批准STCW公约的文件，成为该公约的缔约国。
公约于1984年4月生效。
新形势：马尼拉修正案产生的背景根据航海技术及航运业发展的需要，STCW公约进行了多次修正。
其中，1995年修正案对STCW公约的附则进行了全面修改，同时新制定了《海员培训、发证和值班规则》（STCW规则），作为对STCW公约附则的补充。
随着全球经济一体化的进程，船舶朝着大型化、快速化、专业化、现代化的方向发展，全球对海洋环境保护更严格，包括信息技术（IT）在内的新技术的应用越来越广泛与深入，对海员的培训与值班标准的要求越来越高。
同时，由于海盗猖獗，海运安全受到严重的挑战，对海员的培训与值班标准又提出了新的保安要求。
1995年修正案生效后，国际海事组织又对STCW公约和规则进行了多次修正。
1995年修正案通过10年后，国际海事组织认为需要对STCW公约和规则进行全面回顾，从而进行系统的修正。
2006年，应国际海事组织船员培训和值班标准分委会（STW分委会）第37次会议的请求，海上安全委员会（MSC）第81次会议指示STW分委会在工作计划中加入“对STCW公约和规则全面回顾”的高优先权议题。
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IBS是实现智能船舶的最重要组成部分，是船舶自动化领域的核心装备，二十世纪九十年代中期至今是第四代综合船桥系统，它是集海上综合导航（包括各种信息测量、采集、优化处理和使用、航行状态监控、预报、航线计划、航路导航、航海作业管理、综合航务管理等）、操纵驾驶、机舱监测和遥控、自动避碰、航行控制、综合通信管理以及舰船安全、消防、自动监测和报警等众多功能为一体的高度信息化、自动化的集成系统。
第四代综合舰桥系统的特征如下：
（1）系统较为模块化
模块化设计思想已成为集成驾驶台的规范，各功能部件经模块化设计集成，功能相对独立且易于组合集成，可根据需求脱开或接入系统，具有高度灵活性和扩展性。
（2）信息交互基于局域网
船桥内部设备之间的有效数据共享，使得综合船桥的任何一个工作站都能获取所有船桥系统数据，从而实现高效简单的驾驶值班操作。
（3）雷达与ECDIS的覆盖
通过对雷达图像处理叠加在电子海图上显示，达到雷达图像与ECDIS 叠加显示的目的，使得驾驶员对船舶周围态势有一个更加直观的感知。
（4）多功能工作站
第四代IBS集中航海功能的雷达，电子海图，中央驾控和AIS数据，功能能任意组合，可控的配置范围从一个独立的雷达或者电子海图系统的工作场所，到一个完整的集成多功能工作站。
（5）智能警报管理
智能警报管理指导留意驾驶台上必要的警报，分类关于系统状态的警报，减少实际产生警示。
（6）引入了一些智能性功能
第四代综合船桥部分功能已经趋于智能化，例如德国STNATLAS船用电子公司——NACOS4型系统的人机交互技术（HMI），人机交互（HMI）支持新手和专家使用，被设计成与用户所需要的信息相匹配。
第四代综合船桥系统主要有德国STNATLAS公司的NACOS4型综合船桥系统、德国RAYTHEON公司的BridgeControl型综合船桥系统、荷兰IMTECH——UnMACS3000型综合船桥系统、日本古野公司——V oyager 型综合船桥系统、美国Sperry公司VISIONMASTERFT型综合船桥系统等。
德国STNATLAS船用电子公司——NACOS4型系统，采用AtlasRadarpilot1000系列雷达，显着改进了雷达和电子海图之间的数据交换，从而把所有基本的导航设备和传感器的功能综合在一起。
它能同时跟踪50个不同模式的目标。
采用自动视频增强（A VE）技术和自动清除扫描程序来消除杂乱回波。
一个带有放大功能的显示窗用来显示风向风速、回波测深仪的深度图象、靠岸机动情况、停泊位置和相对岸边的距离和速度。
其高分辨率处理器还能对航速基准点、轨迹、岸线轮廓和海图符号进行计划、存储、更正和编辑。
NACOS4型系统引入中央报警管理、自动航速控制、航行计划和综合操舵和航迹控制等功能，通过网络把AIS（自动辨别系统）信号发送给所有导航显示器。
采用AtlasMultipilot多功能工作站，它可通过把雷达图象叠加于电子海图来实现ARPA功能或ECDIS功能。
NACOS4型通常还与具有航行计划、ECDIS显示和海图数字化功能的AtlasChartpilot控制台连用。
德国RAYTHEON公司——BridgeControll型综合船桥系统，其驾驶员一直处于视野无阻的中心工作位置，方便地获得罗经指向、航速、舵角、避碰雷达及电子海图等信息。
从罗经到雷达、电子海图、手动舵和自动舵所有设备单元都采用统一的键纽、显示及视窗菜单。
信息综合显示器可显示出轨迹偏离航向、转向速率、向前速度、向侧速度、舵角、水深、至下个航标的距离和航向、风速、风向、水流流速等。
同时具有全面的报警功能，所有的系统功能和各单元的操作是否正常都在监控范围内。
如航向偏离、轨道偏离、危险物标、浅滩、航标、航路点等。
此外，雷达、陀螺罗经、
DGPS、自动舵和电子海图等都是双套配置，可自动切换，提高了系统的安全性。
荷兰的IMTECH——UnMACS3000型综合船桥系统，将整艘船的监控和操纵集中在一个中央船桥指令站，通过具有高度一致性的用户接口连接整个综合系统。
具有电源管理、推进器控制、压舵控制、油舱检测、防火报警和船用黑厘子功能。
日本古野公司——Voyager型综合船桥系统，采用了模块化设计、标准控制台和灵活方便的安装形式，这种综合船桥系统能适合各类船桥使用。
图1基于环形网络的IBS架构
美国Sperry?Marine公司的综合船桥系统（其系统结构如图1所示）把船舶所有的航行传感器和系统，包括雷达、电子海图显示及信息系统、电罗经、测深仪、测速仪、差分全球定位系统（DGPS）以及自动舵合并成为一个完全综合的成套设备，其中心部件是该公司开发的船用航行管理系统（VMS）软件，能提供简捷、准确的航线计划，并且与雷达目标和自动识别系统一起，在电子海图显示及信息系统上给出船舶的准确位置和移动的清晰画面。
此外，船舶舰桥系统中的性能导航系统（PBN）是为提高运营效率而设计的系统模块，主要功能包括实时海图更新和燃油管理，根据航行时的天气状况自动规划航线以及优化油耗，并能提供远程诊断、软件更新和其他技术支持。
[1]王帅,王胜利,刘涛,崔东旭.综合船桥系统跨代研究[J].中国水运(下半月),2013,12:100-101.
[2]国外最新综合船桥系统（IBS）介绍??。