船舶运动控制综述(2017.11.11)

《船舶操纵及控制》读书报告（读书笔记）

《船舶运动控制综述》读后感

船舶运动控制是一个重要的研究领域，其最终目的是提高船舶自动化、智能化水平，保证航行的安全性、经济性和舒适性。随着现代物流业的迅速发展,航运自动化水平的不断提高,对海上航运业提出了更高的要求,各种新的控制算法不断应用于船舶控制以提高营运的经济效益。船舶运动已经从手动发展到自动，从单个系统的自动化发展到综合自动化，从简单的控制装置发展成计算机化、网络化的体系结构；船舶运动控制已经成为一门独立的学科。船舶是一种有效的、经济的运输工具，但是还是运输充满危险（人为因素和自然因素），因此，如何科学地操纵和控制船，准时、安全地到达目的地非常重要。为此，我阅读了《船舶运动控制综述》这篇文章。

这篇文章主要介绍了船舶通信与导航系统、船舶综合驾驶控制系统、自动舵和船舶运动控制策略，以从船舶运动自动化作为核心内容。

船舶自动化系统是构成船舶运输控制系统的基础，主要包括无人值班机舱、集成驾驶系统、货运监控系统和船舶管理信息系统等：

1.无人值班机舱。包括主机遥控、机舱监控、柴油机工况监控、电站自动化、辅机调控及锅炉调节等。

2.集成驾驶系统。包括定位导航、电子海图、雷达标绘、自适应操舵及驾驶辅助决策等。

3.货运监控系统。包括液货装卸监控、冷藏船温度监控、船舶配载控制、船舶侧推控制、静电防护、火灾探测报警消防及甲板机械控制等。

4.船舶管理信息系统。包括动力监管、备件盘存、故障诊断及信息黑匣子等。

一般船舶在海上所使用的通信方法计有:旗号通信、灯号通信、声号通信、手旗或手臂通信、扬声器通信、无线电话通信、无线电传电报通信、国际移动卫星通讯、卫星手机通讯、电子邮件通讯、网际网路通讯等。

导航部分包括：

1.自主导航自主导航系统适于上述五种航路的任何一种，它基本上是一种单纯的导航系统，其主要特征是仅向用户提供位置、航速、航向和时间信息，也可包括海图航迹显示，不需通信系统。适应于任何海面、湖面和内河上航行的船舶，从大型远洋货轮到私人游艇。

2. 港口管理和进港引导这种系统主要用在港口/码头的船舶调度管理、进港船舶引导，以确保港口/码头航行的安全和秩序。该系统需要双向数据/话音通信，以便于领航员引导船舶；港区情境/海图显示，以表明停泊的船舶和可利用的进港航线，避免冲撞。这种系统对导航系统的精度要求高，要采用差分GPS和其他增强技术。

3.航路交通管理系统这类系统与2类似，但主要用于近海和内陆河航路上的船舶导航和管理，通常需要卫星通讯系统支持，如INMARSAT等。

4. 跟踪监视系统这类系统主要用于海上巡逻艇、缉私艇及各种游艇，特别是私人游艇以防盗。根据具体的使用对象，有些系统需要给出导航参量和双向数据/话音通讯，如缉私艇。而有时则不需要给出导航参量，如用于私人游艇防盗，

仅需要单向数据通讯，一旦发生被盗，游艇上的导航系统不断把自己的位置和航向送到有关中心，以便于跟踪。

5.紧急救援系统系统也包括两栖飞机，直升机和陆地车辆。它适应于所有五类航路，用于搜寻和救援各种海面、湖面、内河上的遇险、遇难船舶和人员。这类系统需要双向数据/话音通信，要求响应时间快、定位精度高。

6.GPS/声纳组合用于水下机器人导航该类组合系统可用于水下管道铺设和维修（需要视觉系统），水文测量以及其它海下作业，如用于港口/码头水下勘测，以便于进场航道阻塞物清除，保证航道畅通，也可用于远洋捕捞，渔船作业引导等。

在自动化领域，为了减轻劳动强度，实现节能，减少船员配额以提高经济效益，保证航行安全，产生了综合船桥（IBS）。认识上，提高了自动化程度，综合监控，提高了航行安全得到重视。技术上，计算机网络技术的发展，一人驾驶合系统在一位驾驶员的监视和控制下即可保证船舶安全航行。

另外，系统的网络化能通过网络将航海自动化子系统、轮机自动化子系统、货物装卸自动化子系统、船舶运营管理子系统同意管理。

因此，对船舶运动控制的发展趋势提出了新的要求。船舶运动控制将会更加智能，船员劳动力将更加缩减，自动控制系统将进一步代替船员，达到更高的要求，完成更多的工作。随着计算机技术的发展，物联网的兴起，人机界面由早期

的按键、旋钮、手柄发展成现在常见的数码管、发光二极管、键盘和触摸屏。在将来的发展中，人机界面将会向着基于一人驾驶合操作体制的综合驾驶台系统的人机界面的趋势发展。可以想象，人机界面将变得能智能触摸，多维显示，甚至科幻电影阿凡达里的场景（神经信号控制）也将变为现实。

另外，近期由谷歌开发的人工智能AlphaGo打败了人类围棋九段李世石，引起了多方震惊。最近有消息称AlphaGo将进军星际争霸（一种RTS游戏），这是对人工智能的更严格考验。这体现出了人工智能的快速发展和人工智能所能达到的高度。或许，在将来，人工智能能进行人类的思考和对环境进行人类的反应，加上其远远超出人类的优秀的处理能力和计算能力，高度智能的人工智能将完全替代人类对船舶运动进行控制，无人船舶时代即将到来。那时，非人员运输无人船舶的出现将会使人类安全进一步得到保证。

以上是我对这篇文章的一些感悟。