一、指导思想、基本原则和主要目标
(一)指导思想。
按照走集约、智能、绿色、低碳的新型城镇化道路的总体要求，发挥市场在资源配置中的决定性作用，加强和完善政府引导，统筹物质、信息和智力资源，推动新一代信息技术创新应用，加强城市管理和服务体系智能化建设，积极发展民生服务智慧应用，强化网络安全保障，有效提高城市综合承载能力和居民幸福感受，促进城镇化发展质量和水平全面提升。
(二)基本原则。
以人为本，务实推进。智慧城市建设要突出为民、便民、惠民，推动创新城市管理和公共服务方式，向城市居民提供广覆盖、多层次、差异化、高质量的公共服务，避免重建设、轻实效，使公众分享智慧城市建设成果。
因地制宜，科学有序。以城市发展需求为导向，根据城市地理区位、历史文化、资源禀赋、产业特色、信息化基础等，应用先进适用技术科学推进智慧城市建设。在综合条件较好的区域或重点领域先行先试，有序推动智慧城市发展，避免贪大求全、重复建设。
市场为主，协同创新。积极探索智慧城市的发展路径、管理方式、推进模式和保障机制。鼓励建设和运营模式创新，注重激发市场活力，建立可持续发展机制。鼓励社会资本参与建设投资和运营，杜绝政府大包大揽和不必要的行政干预。
可管可控，确保安全。落实国家信息安全等级保护制度，强化网络和信息安全管理，落实责任机制，健全网络和信息安全标准体系，加大依法管理网络和保护个人信息的力度，加强要害信息系统和信息基础设施安全保障，确保安全可控。
(三)主要目标。
到2020年，建成一批特色鲜明的智慧城市，聚集和辐射带动作用大幅增强，综合竞争优势明显提高，在保障和改善民生服务、创新社会管理、维护网络安全等方面取得显著成效。
公共服务便捷化。在教育文化、医疗卫生、计划生育、劳动就业、社会保障、住房保障、环境保护、交通出行、防灾减灾、检验检测等公共服务领域，基本建成覆盖城乡居民、农民工及其随迁家属的信息服务体系，公众获取基本公共服务更加方便、及时、高效。
城市管理精细化。市政管理、人口管理、交通管理、公共安全、应急管理、社会诚信、市场监管、检验检疫、食品药品安全、饮用水安全等社会管理领域的信息化体系基本形成，统筹数字化城市管理信息系统、城市地理空间信息及建(构)筑物数据库等资源，实现城市规划和城市基础设施管理的数字化、精准化水平大幅提升，推动政府行政效能和城市管理水平大幅提升。
生活环境宜居化。居民生活数字化水平显著提高，水、大气、噪声、土壤和自然植被环境智能监测体系和污染物排放、能源消耗在线防控体系基本建成，促进城市人居环境得到改善。
基础设施智能化。宽带、融合、安全、泛在的下一代信息基础设施基本建成。电力、燃气、交通、水务、物流等公用基础设施的智能化水平大幅提升，运行管理实现精准化、协同化、一体化。工业化与信息化深度融合，信息服务业加快发展。
网络安全长效化。城市网络安全保障体系和管理制度基本建立，基础网络和要害信息系统安全可控，重要信息资源安全得到切实保障，居民、企业和政府的信息得到有效保护。
二、科学制定智慧城市建设顶层设计
(四)加强顶层设计。城市人民政府要从城市发展的战略全局出发研究制定智慧城市建设方案。方案要突出为人服务，深化重点领域智慧化应用，提供更加便捷、高效、低成本的社会服务；要明确推进信息资源共享和社会化开发利用、强化信息安全、保障信息准确可靠以及同步加强信用环境建设、完善法规标准等的具体措施；要加强与国民经济和社会发展总体规划、主体功能区规划、相关行业发展规划、区域规划、城乡规划以及有关专项规划的衔接，做好统筹城乡发展布局。
(五)推动构建普惠化公共服务体系。加快实施信息惠民工程。推进智慧医院、远程医疗建设，普及应用电子病历和健康档案，促进优质医疗资源纵向流动。建设具有随时看护、远程关爱等功能的养老信息化服务体系。建立公共就业信息服务平台，加快推进就业信息全国联网。加快社会保障经办信息化体系建设，推进医保费用跨市即时结算。推进社会保障卡、金融IC卡、市民服务卡、居民健康卡、交通卡等公共服务卡的应用集成和跨市一卡通用。围绕促进教育公平、提高教育质量和满足市民终身学习需求，建设完善教育信息化基础设施，构建利用信息化手段扩大优质教育资源覆盖面的有效机制，推进优质教育资源共享与服务。加强数字图书馆、数字档案馆、数字博物馆等公益设施建设。鼓励发展基于移动互联网的旅游服务系统和旅游管理信息平台。
(六)支撑建立精细化社会管理体系。建立全面设防、一体运作、精确定位、有效管控的社会治安防控体系。整合各类视频图像信息资源，推进公共安全视频联网应用。完善社会化、网络化、网格化的城乡公共安全保障体系，构建反应及时、恢复迅速、支援有力的应急保障体系。在食品药品、消费品安全、检验检疫等领域，建设完善具有溯源追查、社会监督等功能的市场监管信息服务体系，推进药品阳光采购。整合信贷、纳税、履约、产品质量、参保缴费和违法违纪等信用信息记录，加快征信信息系统建设。完善群众诉求表达和受理信访的网络平台，推进政府办事网上公开。
(七)促进宜居化生活环境建设。建立环境信息智能分析系统、预警应急系统和环境质量管理公共服务系统，对重点地区、重点企业和污染源实施智能化远程监测。依托城市统一公共服务信息平台建设社区公共服务信息系统，拓展社会管理和服务功能，发展面向家政、养老、社区照料和病患陪护的信息服务体系，为社区居民提供便捷的综合信息服务。推广智慧家庭，鼓励将医疗、教育、安防、政务等社会公共服务设施和服务资源接入家庭，提升家庭信息化服务水平。
(八)建立现代化产业发展体系。运用现代信息化手段，加快建立城市物流配送体系和城市消费需求与农产品(1016, 002, 020%)供给紧密衔接的新型农业生产经营体系。加速工业化与信息化深度融合，推进大型工业企业深化信息技术的综合集成应用，建设完善中小企业公共信息服务平台，积极培育发展工业互联网等新兴业态。加快发展信息服务业，鼓励信息系统服务外包。建设完善电子商务基础设施，积极培育电子商务服务业，促进电子商务向旅游、餐饮、文化娱乐、家庭服务、养老服务、社区服务以及工业设计、文化创意等领域发展。
(九)加快建设智能化基础设施。加快构建城乡一体的宽带网络，推进下一代互联网和广播电视网建设，全面推广三网融合。推动城市公用设施、建筑等智能化改造，完善建筑数据库、房屋管理等信息系统和服务平台。加快智能电网建设。健全防灾减灾预报预警信息平台，建设全过程智能水务管理系统和饮用水安全电子监控系统。建设交通诱导、出行信息服务、公共交通、综合客运枢纽、综合运行协调指挥等智能系统，推进北斗导航卫星地基增强系统建设，发展差异化交通信息增值服务。建设智能物流信息平台和仓储式物流平台枢纽，加强港口、航运、陆运等物流信息的开发共享和社会化应用。
三、切实加大信息资源开发共享力度
(十)加快推进信息资源共享与更新。统筹城市地理空间信息及建(构)筑物数据库等资源，加快智慧城市公共信息平台和应用体系建设。建立促进信息共享的跨部门协调机制，完善信息更新机制，进一步加强政务部门信息共享和信息更新管理。各政务部门应根据职能分工，将本部门建设管理的信息资源授权有需要的部门无偿使用，共享部门应按授权范围合理使用信息资源。以城市统一的地理空间框架和人口、法人等信息资源为基础，叠加各部门、各行业相关业务信息，加快促进跨部门协同应用。整合已建政务信息系统，统筹新建系统，建设信息资源共享设施，实现基础信息资源和业务信息资源的集约化采集、网络化汇聚和统一化管理。
(十一)深化重点领域信息资源开发利用。城市人民政府要将提高信息资源开发利用水平作为提升城市综合竞争力的重要手段，大力推动政府部门将企业信用、产品质量、食品药品安全、综合交通、公用设施、环境质量等信息资源向社会开放，鼓励市政公用企事业单位、公共服务事业单位等机构将教育、医疗、就业、旅游、生活等信息资源向社会开放。支持社会力量应用信息资源发展便民、惠民、实用的新型信息服务。鼓励发展以信息知识加工和创新为主的数据挖掘、商业分析等新型服务，加速信息知识向产品、资产及效益转化。
四、积极运用新技术新业态
(十二)加快重点领域物联网应用。支持物联网在高耗能行业的应用，促进生产制造、经营管理和能源利用智能化。鼓励物联网在农产品生产流通等领域应用。加快物联网在城市管理、交通运输、节能减排、食品药品安全、社会保障、医疗卫生、民生服务、公共安全、产品质量等领域的推广应用，提高城市管理精细化水平，逐步形成全面感知、广泛互联的城市智能管理和服务体系。
(十三)促进云计算和大数据健康发展。鼓励电子政务系统向云计算模式迁移。在教育、医疗卫生、劳动就业、社会保障等重点民生领域，推广低成本、高质量、广覆盖的云服务，支持各类企业
充分利用公共云计算服务资源。加强基于云计算的大数据开发与利用，在电子商务、工业设计、科学研究、交通运输等领域，创新大数据商业模式，服务城市经济社会发展。
(十四)推动信息技术集成应用。面向公众实际需要，重点在交通运输联程联运、城市共同配送、灾害防范与应急处置、家居智能管理、居家看护与健康管理、集中养老与远程医疗、智能建筑与智慧社区、室内外统一位置服务、旅游娱乐消费等领域，加强移动互联网、遥感遥测、北斗导航、地理信息等技术的集成应用，创新服务模式，为城市居民提供方便、实用的新型服务。
五、着力加强网络信息安全管理和能力建设
(十五)严格全流程网络安全管理。城市人民政府在推进智慧城市建设中要同步加强网络安全保障工作。在重要信息系统设计阶段，要合理确定安全保护等级，同步设计安全防护方案；在实施阶段，要加强对技术、设备和服务提供商的安全审查，同步建设安全防护手段；在运行阶段，要加强管理，定期开展检查、等级评测和风险评估，认真排查安全风险隐患，增强日常监测和应急响应处置恢复能力。
(十六)加强要害信息设施和信息资源安全防护。加大对党政军、金融、能源、交通、电信、公共安全、公用事业等重要信息系统和涉密信息系统的安全防护，确保安全可控。完善网络安全设施，重点提高网络管理、态势预警、应急处理和信任服务能力。统筹建设容灾备份体系，推行联合灾备和异地灾备。建立重要信息使用管理和安全评价机制。严格落实国家有关法律法规及标准，加强行业和企业自律，切实加强个人信息保护。
(十七)强化安全责任和安全意识。建立网络安全责任制，明确城市人民政府及有关部门负责人、要害信息系统运营单位负责人的网络信息安全责任，建立责任追究机制。加大宣传教育力度，提高智慧城市规划、建设、管理、维护等各环节工作人员的网络信息安全风险意识、责任意识、工作技能和管理水平。鼓励发展专业化、社会化的信息安全认证服务，为保障智慧城市网络信息安全提供支持。
六、完善组织管理和制度建设
(十八)完善管理制度。国务院有关部门要加快研究制定智慧城市建设的标准体系、评价体系和审计监督体系，推行智慧城市重点工程项目风险和效益评估机制，定期公布智慧城市建设重点任务完成进展情况。城市人民政府要健全智慧城市建设重大项目监督听证制度和问责机制，将智慧城市建设成效纳入政府绩效考核体系；建立激励约束机制，推动电子政务和公益性信息服务外包和利用社会力量开发利用信息资源、发展便民信息服务。
(十九)完善投融资机制。在国务院批准发行的地方政府债券额度内，各省级人民政府要统筹安排部分资金用于智慧城市建设。城市人民政府要建立规范的投融资机制，通过特许经营、购买服务等多种形式，引导社会资金参与智慧城市建设，鼓励符合条件的企业发行企业债募集资金开展智慧城市建设，严禁以建设智慧城市名义变相推行土地财政和不切实际的举债融资。城市有关财政资金要重点投向基础性、公益性领域，优先支持涉及民生的智慧应用，鼓励市政公用企事业单位对市政设施进行智能化改造。
各地区、各有关部门要充分认识促进智慧城市健康发展的重要意义，切实加强组织领导，认真落实本指导意见提出的各项任务。发展改革委、工业和信息化部、科技部、公安部、财政部、国土资源部、环境保护部、住房城乡建设部、交通运输部等要建立部际协调机制，协调解决智慧城市建设中的重大问题，加强对各地区的指导和监督，研究出台促进智慧城市健康发展以及信息化促进城镇化发展的相关政策。各省级人民政府要切实加强对本地区智慧城市建设的领导，采取有力措施，抓好全过程监督管理。城市人民政府是智慧城市建设的责任主体，要加强组织，细化措施，扎实推进各项工作，主动接受社会监督，确保智慧城市建设健康有序推进。
智慧城市作为一种新的城市发展模式，是通过综合运用现代科学技术、整合信息资源、统筹业务应用系统，促进城市在规划、建设、管理、运行和服务上的科学发展。住建部将智慧城市建设重点放在城镇化建设，于2012年启动国家智慧城市试 点工作，先后公布两批共193个试点。数据显示，这些试点共涉及重点项目近2600个，投资总额超万亿元人民币。科技部与国家标准委也于2013年9月底 选择了20个城市开展智慧城市技术与标准试点示范工作。截至目前，已有超过100个城市政府表达出申报第三批智慧城市试点的明确意向。
另悉，为提高我国智慧城市规划设计和管理水平，推进试点城市重点项目建设，住建部建筑节能与科技司将于2014年8月-10月期间举 办智慧城市重点项目建设系列培训。第一期培训于8月27日开始，主要为智慧城市申报培训，面向申报本次试点的城市、企业。
随着“双碳”目标的提出，船舶行业推行“智能化”“可视化”“无接触式”“绿色化”。智能船舶也是未来船舶发展的必然趋势，引领未来航运时代发展的主流。
智能船舶主要是指利用传感器、通信、物联网、互联网等技术手段，自动感知和获得船舶自身、海洋环境、物流、港口等方面的信息和数据，并基于计算机技术、自动控制技术和大数据处理分析技术，在船舶航行、管理、维护保养、货物运输等方面实现智能化运行的船舶，航行过程中的精准定位、实时跟踪渡船动态，密切掌握船舶载货信息和渡运动态，通过“预防超载、远程控制、信息预警、数据分析”，以使船舶更加安全、环保、经济和更加可靠。
船舶作为港口运行的先决条件，其“智慧化”程度的提升，将促进港口智能化的质变。航行过程中的精准定位、实时跟踪渡船动态，密切掌握船舶载货信息和渡运动态，通过“预防超载、远程控制、信息预警、数据分析”，让船舶拥有智慧的数字大脑。
作为国产化可视化/数字孪生领域得排头兵，曾参与搭建了一套又一套智慧港口-只会传播-智慧轮渡 3D 可视化解决方案，助力货船的绿色低碳安全运输。
可视化大屏上，透过全球定位系统（Global Positioning System，GPS）监视集装箱船位置，掌握航路上是否有潜在事故风险等。5G 技术为船只与控制中心提供联系，同时 AI 技术则会协助船只设定航线。
点击集装箱下钻至集装箱船界面，可视化 2D 面板可查看货舱参数，如货舱种类、储存总量、货舱面积、货舱温度，管理员等，船员通过手机就能掌控全局。
通过集装箱箱号识别，可对接传统理货系统，可视化平台将货物的配送情况进行展示，替代原有人工理货的过程，提高安全性和理货效率。
螺旋桨是现代船舶的主要推进工具，螺旋桨一般有 3～4 片桨叶,直径根据船的马力和吃水而定，以下端不触及水底，上端不超过满载水线为准。螺旋桨转速不宜太高，海洋货船为每分钟100转左右。巴拿马型船采用大功率的主机，螺旋桨激振易造成船尾振动、结构损坏、噪声、剥蚀等问题。采用可视化进行效率、工况等数据监控，保证船舶安全航行。
航运监控管理可视化
中控室综合展示区可查看船舱监控，海上气象情况，发动机数据监测，船体转向查看，坐标定位。Hightopo综合展示区从船上和陆地上的各种来源收集信息，并在显示器上展示出来。船长和轮机长可以通过查看显示器上的信息来检查船舶的运行状况并制定航线计划，控制船舶。
船舱监控：依托大数据深度学习能力、图像识别跟踪与处理技术以及物联网交互技术，通过监控摄像头，智能识别非法闯入人员、物品掉落等情况。接入温度传感器数据，避免火灾发生。
将视频监控系统与安防系统中的各个子系统间实现无缝连接，并在统一的可视化管理平台上实现管理和控制。赋予港口航运更智慧化的管理，通过主动式安防，将安全事件的识别效率有效提升。让管理者在最短的时间里控制局面，占据主导地位。
基于船舶气象站数据，分析海洋上空各层次的大气压力、温度、露点、风向、风速，海平面上的大气压力、温度、湿度、风向、风速、海面能见度、海面天气状况、海面蒸发、表层水温、波浪和其他特定的水文气象要素等，科学管理，在气象灾害来临前采取防护措施。
集装箱船普遍采用大功率柴油机，柴油机出水温度偏高，会增加运行阻力。查看设备数据，可随时进行调节，减少燃油浪费。同时，采用废气涡轮增压并提高增压度，轻量化、高速化、低油耗、低噪声和低污染，是柴油机的重要发展方向。
为使船舶保持在计划航线上，就要正确掌握转向的提前量和所使用的舵角，对于巴拿马船型，转向一般在离转向点 05 海里开始使舵，观测转向角速度表，根据转向角速度，及时回舵、反向 *** 舵把定航向。通过驾驶台的可视化大屏，能一目了然的掌握船舶的转向速度。结合航道、水文等安全信息，避免船舶转向时进入泡漩发生旋回而导致集装箱落水。
根据船舶自动识别系统、GPS 与北斗定位装置，精准定位。轮船定位和导航服务随之兴起，各种船舶 GPS 监控系统逐渐被开发并应用于水路运输的监控管理中。
GPRS 是通用分组无线业务( General Packet Radio service，GPRS)，以 GPS 作为船舶定位手段，GPRS 作为数据传输方式，通过船载终端和监控中心的信息交互，实现对远程作业船舶的有效监控，由此将大大提高水上作业船舶的安全性，减少水上交通事故的发生，保障人民生命财产安全。
智能船舶发展趋势分析—以海海事巡逻艇为例
目录
摘要 3
一、智能船舶发展趋势概况 4
1发展智能船舶的原因 4
2智能船舶是什么 4
3智能船舶功能模块 4
4智能船舶关键技术 4
5目前的技术和难点 6
6国际上的先进成果 6
7总论 7
二、海事巡逻船介绍 7
三、海事巡逻船的智能化 9
1通讯与识别 1 0
2安全与自动航行 1 1
3船舶动力 1 3
摘要
船舶作为海上重要交通工具，其智能化成为世界各国关注的重点。本文概括了智能船舶的特点，总结已有成就并指出问题和和可能的改进措施和思路。就我国广阔的海域和现有的技术基础，探索海事巡逻艇在通讯与识别、安全与自动航行和动力方面可能解决的措施和方法。
关键词：智能船舶海事巡逻艇船舶智能化e航海
一．智能船舶概况
1发展智能船舶的原因
近年来由于智能船舶概念的兴起以及智能船舶技术的日益发展，船舶智能化已经成为全球航运的大势所趋。出于通过船舶智能化降低船舶控制和管理难度，减少人为误 *** 作，提高设备及船舶营运的安全，优化船舶航行，控制燃油消耗、降低成本，提高收益等目的，目前智能船舶的研究已在全球范围内开展。[]
2智能船舶是什么
2015年12月1日，由中国船级社（CCS）编制的《智能船舶规范》正式对外发布，其中定义：“智能船舶指利用传感器、通信、互联网等技术手段，自动感知信息和数据，并通过自动控制技术和大数据处理分析技术来实现智能化运行。”智能船舶以“大数据”为基础，运用实时数据传输和汇集、大容量计算、数字建模、远程控制等先进的信息化技术，实现船舶智能化的感知、判断分析以及决策和控制，从而更好地保证船舶的航行安全及运营效率智能船舶也是《中国制造2025》中明确重点发展的领域，代表了船舶未来的发展方向，关乎航运业的转型升级。[]
3智能船舶功能模块
中国船级社发布的《智能船舶规范》将智能船舶分为六大功能模块：智能航行、智能船体、智能机舱、智能能效管理、智能货物管理和智能集成平台。
4智能船舶中的关键技术
（1）信息感知技术
船舶信息感知是指船舶能够基于各种传感设备、传感网络和信息处理设备，获取船舶自身和周围环境的各种信息，使船舶能够更安全、可靠航行的一种技术手段。
（2）通信导航技术
通信技术是用于实现船舶上各系统和设备之间，以及船舶与岸站、船舶与航标之间的信息交互。常用的通信方式主要包括：VHF（甚高频）、海事专网、海事卫星、移动通信网络（手机网络）等。导航技术是用于指导船舶从指定航线的一点运动到另一点，通常包括定位、目的地选择、路径计算和路径指导等过程。船舶常用的导航技术包括早期的无线电导航和现在广泛使用的卫星导航。北斗卫星导航系统为我国船舶导航领域提供了新的发展契机。
（3）能效控制技术
2007年，世界海运船舶排放CO2达104亿吨，其中国际海运排放CO2约87亿吨，分别占当年全球CO2排放总量的33%和27%。为提高船舶能效、减少船舶温室气体排放（节能减排），国际海事组织（IMO）提出EEDI（新造船设计能效指数）、EEOI（船舶营运能效指数）等评价标。智能船舶的发展应顺应“绿色船舶”的发展潮流，分析通航环境、装载量、吃水、主机功率（转速）等因素与船舶营运能效指数EEOI之间的内在关系，在保证船舶安全和营运效率的前提下，通过优化控制船舶航速、装载量、吃水、航线等，以最大限度降低EEOI指数。
（4）航线规划技术
航线规划是指船舶根据航行水域交通流控制信息、前方航道船舶密度情况、公司船期信息、航道水流分布信息、航道航行难易信息，智能实时选择船舶在航道内的位置和航道，以优化航线，达到安全高效、绿色环保的目的。目前常用的航线规划方法包括：线性规划方法、混合整数规划模型、遗传算法、模拟退火、粒子群优化算法等智能算法
（5）状态监测与故障诊断技术
状态监测技术是以监测设备振动发展趋势为手段的设备运行状态预报技术，通过了解设备的健康状况，判断设备是处于稳定状态或正在恶化。未来船舶故障诊断可考虑以大数据为基础，运用多尺度分析方法来构建设备状态监测系统。故障诊断技术就是在船舶机械设备运行中或基本不拆卸设备的情况下，掌握设备的运行状况，根据对被诊断对象测试所取得的有用信息进行分析处理，判断被诊断对象的状态是否处于异常状态或故障状态，判断劣化状态发生的部位或零部件，并判定产生故障的原因，以及预测状态劣化的发展趋势等。
（6）遇险预警救助技术
水上交通事故时有发生，尤其是碰撞和搁浅事故，往往造成严重的经济损失和人员伤亡。无论是在海上还是内河水域，船舶碰撞是最为常见的水上交通事故类型，在所有的水上交通事故中占很大的比例。船舶遇险预警与搜救技术能够有效的降低事故的发生率以及降低事故的损失。
（7）自主航行技术
《智能船舶规范》中定义，智能航行系指利用计算机技术、控制技术等对感知和获得的信息进行分析和处理，对船舶航路和航速进行设计和优化；可行时，借助岸基支持中心，船舶能在开阔水域、狭窄水道、复杂环境条件下自动避碰，实现自主航行。[]
5目前技术发展的成果和难点
虽然GPS、AIS、电子海图、VHF 等无线电设备和导航设备等都广泛应用在现代船舶上，同时，基于各种自动化设备的综合桥楼系统、集成控制系统和机舱监测报警系统等自动化系统都已普遍应用，且技术成熟，但是，距离上述智能船舶对智能化的要求还有不少差距。无论是尚有技术难度的船-岸大容量通信技术、大数据分析技术、智能决策技术，还是现有数据的融合及转化，还是为了长远考虑必须规划和整理的相关标准，都是摆在造船人面前的艰巨任务。
建议结合E-航海、E-内河的规划，基于已有的技术和基础设施，加快关键技术的研究，扩展现有设备的智能化功能。
6当前国际上取得的先进成果
2012 年，由德国 Fraunhofer CML、挪威 MARINTEK、瑞典查尔姆斯理工大学等 8 家研究机构共同合作的“MUNIN” 项目（基于智能化网络的海洋无人航行）[28]，首次以无人散货轮为对象开展大型无人船的研究。
挪威船级社（DNV）在船体结构监测，舰船性能管理、船体集成管理等方面都持续进行研究，建立数字化船体模型，开发了相应的工具，可为世界各国航运公司提供系统监控及报告、高质量和综合性的视觉信息、全生命周期信息、通过3D 结构模型实现清晰通信等技术服务。
作为全球最大的船舶设备供应商之一，英国的罗尔斯·罗伊斯公司最近几年提出了自动船舶（Autonomous Ship），机器人船舶（Robotic Ship），无人船舶（Unmanned Ship），船舶智能化（ShipIntelligence）等概念。2013 年，罗尔斯·罗伊斯公司开展无人驾驶货船（ robotic cargo ship）项目的研究，这种无人驾驶货船可以从全息控制室实现全部 *** 作，并可以航行到世界各地。罗罗公司认为，智能船舶的下一步发展应该着眼于远程遥控和无人驾驶。该公司在2014年就开始开发名为“未来 *** 作体验概念”(Future Operator Experience Concept)的岸基遥控系统。2016年3月，该公司又与芬兰国家技术研究中心(VTT)、阿尔托大学和坦佩雷大学人机互动研究中心结成合作伙伴，拟于2020年前推出成型产品。通过与VTT进行技术合作，罗罗公司够有效评估远程遥控自动化船舶的设计方案。[]
7总论
总体来说，部分智能船舶相关技术理论较为成熟（环境感知技术、通信导航技术、状态监测与故障诊断技术等），已经得到实际应用，但有些技术理论缺少在真实环境下的验证（能效控制技术、航线规划技术、安全预警技术、自主航行技术等），因此，智能船舶总体仍处于快速发展阶段，还未完全成熟。随着船舶技术、信息技术的发展，以及“大数据”的智能应用，正推动着智能船舶的加速出现。船舶智能化的发展将是决定未来船舶行业发展方向的重要因素；除了信息感知、通信导航、能效管理等关键技术，自动停泊、离岸，自动维修，自动清洗，自动更换设备部件，自我防护等同样将会趋于智能化发展；随着船舶智能化相关技术的不断发展，最终可实现由智能系统设备逐步转变为会思考的智能船舶，促进船舶安全、高效航行。并为我国航运带来新的发展机遇。
二、海事巡逻船的介绍
我国是海洋和航运大国，是国际海事组织A类理事国，在和平开发和利用海洋资源、履行国际公约中发挥着重要作用。但是由于历史原因，，我国水上交通安全监督管理能力还不适应经济发展需要，与我国海洋大国和航运大国的地位极不相符。20001年，《中国海事发展纲要》提出，到2005年，中国海事将要把1000海里内的国际航线和海上设施等纳入监管范围，50海里内重要干线航道和重要港口附近的应急到达时间不大于3小时。实现这一目标的要求存在于多方面，其中一个重要原因即为具有远航能力的现代化的海事巡逻船。
海事巡逻船在海事巡航执法等诸多方面中发挥着关键作用，其任务主要包括：1、执行海上巡逻、监管、警戒、护航、交通疏导2、执法取证：处理和调查一切海上事故的必须交通工具，维护水上秩序 3、应急搜救：承担水上搜寻救助组织和海上应急值班工作，协调和指导的有关工作。
海事巡逻船上应配备的光电跟踪取证系统能够良好实现海上取证，有效地进行海上内交通事故调查和处理、搜寻和水域污染检测等活动。海上取证不似陆地证据那般固化，会随时间和海流、风向的变化而变化甚至消灭。及时准确的海上取证极为重要。因此，该系统在海事巡逻船得以应用。
海事巡逻船还有一个特殊舱室——多功能厅。此厅类似于会议室，不同的是该亭内具备巨屏显示器以及安装电脑和各种电子设备的 *** 作台。此厅不仅用于召集紧急会议，更可以通过以太网络系统，实现现场指挥部用特殊频点甚至高频无线通话与渔政、海关船舶通信联络；也可以通过船上海事卫星系统接入全国海事网，甚至接入国际海事组织。
海事巡逻船能保证我国领海的安全，帮助我国实现海上透明化的宏伟目标。而其更智能化是海事巡逻船的发展趋势，也是我们应努力的方向。
三、 海事巡逻船的智能化
基于海事巡逻船的特点及现有技术基础，实现有限度的海事巡逻船的的智能化是必要且可行的。海事巡逻船的任务及功能有其特殊性，不同于其他船种。其主要任务类型包括巡逻护航、监管执法、搜救指挥、污染防治业务和维护国家安全和利益。[5]根据《国家水上交通安全和救助系统布局规》制定的监管目标，巡逻船要能在12h之内到达离岸200 n mile内的任何水域，在90min之内到达离岸50nmile内的重点水域。该任务需求对船舶航速提出明显需求，但考虑到节省燃油，船舶日常巡航是低速航行的，仅在需要时才迅速提高航速，因而要求船舶在中低速和高速的状态下都能有较低的耗油率。同时，考虑到重大海难大多发生在恶劣海况下，要求船舶有优良的 *** 纵性和适航性、较大的续航力和结构强度及先进的通信指挥和救援设备。表一归纳了海事履职的主要任务与船舶主要性能的相关性其中船舶生存能力主要指船舶稳性和抗沉性[6]。
针对以上对海事巡逻船的规范和要求，本文将讨论海事巡逻船在解决通讯与识别、安全和自动航行及动力方面可能的措施及思路。
1通讯与识别
船舶间通讯主要通过卫星通讯和地面通信，关于海事巡逻船队间的通信，可以考虑移动自组网技术。自组网是指一组带有无线接收装置的移动节点组成的一个多跳临时性的自治系统。主要应用在没有网络基础设施支持的环境中或现有网络不能满足移动性机动性等要求的情况下。自组网一般采用按需路由策略，按需路由认为在动态变化的自组网环境中，没有必要维护去往其他节点的路由，仅在没有去往的节点陆游的时候才“按需”进行路由发现，拓扑结构和路由表内容是按需建立。通过上述部署可以实现编队间的实时数据交流。
关于船舶的识别，上世纪年代后期，美国、日本及西欧国家开发了基智能交通系统（ITS）现在己经趋于成熟，为该领域的发展指明了方向。船舶交通服务系统(VTS）最早在欧洲建立，起初应用于内陆水域，目前已经被沿海各国普遍应用。
对于海事巡逻船来说，它的主要执法对象既包括强制安装AIS系统的大型船舶，也包括相关水域的小型船只。基于相关情况，本文主要提出基于VTS+AIS模式（船舶交通管理系统船舶自动识别系统）和基于GPS+GIS+GPRS/CDMA系统的两种识别方式。
VTS是通过前端的雷达和后端的综合信息处理系统，将船舶的位置、速度、方向等信息显示在显示器上，并以此来实现交通流的组织、助航等服务的电子系统。这对组合的优势
在于，能够最大程度地发挥雷达和的互补作用，对于大型（等强制要求安装终端设备的船舶而言，基本上能够实现全覆盖。但船载设备设备的费用相对来说较高，因此安装的成本太大，而砂石运输船等小型船舶又属于非船舶，没有强制安装终端的要求，因此，这套方案对于小型船舶而言，不易于推广实施。
GPS+GIS+GPRS/CDMA系统定位精度比较高，分辨率可以达到15米，速度测量精度可以达到01米秒；能够更准确地把握周边信息，通过地图将船位置信息标注到海图上，实现对船舶的监控和管理，对沿海、内河这些移动、联通网络覆盖率高的区域，更有利于实现对船舶安全航行提供助航服务；更有利于实时通信，在移动、联通网络覆盖范围内，网络传输的速度较快，传输的准确率较高，也实现了网络化通信的目标；经济实用，性价比高，这也是与其他种船舶监控方式相比的最大优势。一些小型施工船，强制其安装价格昂贵的设备，将会给这些船舶带来巨大的经济压力。而基于的方案能够充分利用公共通信服务网络，网络通信费用较低，船载终端的成本更加低廉，不会像设备那样增加船方更多的经济负担，比较有利于推广。
由于可以通过技术的手段来转换GPS信息与AIS信息的数据格式，因此，小船的数据信息在系统可以实现集成显示。
2安全和自动航行
智能船舶的航行对通讯的安全性和设备的可靠性提出了很高的要求。对于通讯，一般来说，一个完整的安全模型应由以下五部分组成：安全管理、入侵检测、安全保护、安全恢复、安全响应。评价一个网络安全的程度应当遵循“木桶原则”，即以最低网络安全程度作为判断的依据。因此，一个安全无漏洞的系统，应当从各个方面来加强网络安全，应当构建一个多层的安全保护网。在实现定位功能和数据传输方面，选取了信号稳定、成本较低的GPS定位系统，以及GPRS网络系统，突出了节约经费的思路；在小船监控系统应用于管理方面，通过对新系统的研究，找到了将小船AIS目标融合到目标中的途径，迎合了系统集成化的趋势；在网络架构方面，对VTS安全网络进行了较为认真的分析研究，提出了一个四层安全架
构，体现了网络安全的理念。
智能船舶的自动航行需要一系列软硬件支持，现有的一人桥楼和无人机舱的技术并不稳定，通常在实践过程中并不能发挥应有的作用。智能船舶在算法设计上系统应采用变论域模糊控制通过实时控制舵角输出实现船舶航向的精确控制。目前以专家系统、模糊控制、神经网络等控制算法为核心的第四代自动舵系统。目前比较常见的船舶航向控制系统主要由上位机、航向控制器、舵伺服系统等部分组成其中上位机作为数据参数的发送端,主要实现航向控制值的设定及当前船舶所受扰动量的输入;航向控制器则在结合相关数据的基础上经过智能算法运算实现控制舵角值的输出;最后由舵伺服系统实现舵机控制及当前舵角反馈,以此实现船舶航向智能控制。
智能船舶的避碰功能也是船舶航行过程中需要考虑的重要问题。不同船型有不同的回转半径，不同速度下有不同的转弯角速度。要想真正实现船舶避碰ARPA功能，每种船型的数学模型是不一样的。如果是运输船舶，不同（装载量），其特性也不一样的。换言之，船舶避碰 ARPA 软件还要具有“不断学习”的能力，以适应海事巡逻船巡逻执法的需要。与传统的“ARPA 功能”相比，新型导航雷达要与“船舶能效管理系统”有接口关系，实现自身船型特性数据的输入和实时修正。
与传统的“观察”相比，新型导航雷达要与“船舶气象仪”及其他气象设备有接口关系，获得实现天气、海浪等气象特性数据的自动输入和实时修正。根据目标的大小需要变换量程，或者需要调节增益，新型导航雷达本身能够实现自动调节。另外，借助岸基支持中心，也能遥控实现自动调节。
现代导航雷达显示器能够与“电子海图显示与信息系统（ECDIS）”和 “船舶自动识别系统（AIS）进行融合。这样的雷达画面，就是智能船舶的实时场景。与传统的“融合观察”相比，新型导航雷达能够与对外通信系统或情报系统有接口关系，能够将“实时场景”传输到岸基支持中心，以便实现岸基互动，更好的维护我国利益，实现海事巡逻船的预定功能。
[if !supportLists]3 [endif] 船舶动力
海事巡逻艇对速度有着明确的要求，要求其在指定时间内到达出事海域，同时要求起能实现长时间巡航。这就对海事巡逻艇的动力装置的性能，尤其是速度和可靠性提出了要求。当前船舶动力系统种类可分为：柴油机动力系统和燃气轮动力系统，前者优点是：安全可靠，经济实惠启动迅速功率范围大部分负载运转性能好效率可观技术比较成熟，而目前市场上半数以上船舶使用的就是这一系统；而后者具有质量轻功率大、尺寸小、环保等优良特性，但同时也有油耗高、对燃料要求高的缺点。目前国内船舶动力系统的发展趋势：双燃料单缸输出功率大的常规智能型柴油机动力系统、电力动力系统（采用交流变频技术，易于布置，节能，噪声小，易实现自动化控制）、和混合动力系统（可靠性高，常用于军船和大型远洋商船）。
在船舶汽轮机调速过程中经常采用PID控制器，这主要是由于PID算法具有结构简单、容易实现的特点，利于实现对动力系统的智能控制。但在常规PID算法需要人工试凑，不利于实现船舶的智能化。要对其进行智能化改造，采用基于模糊神经网络的模糊型PID控制器。
参考文献：
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[6]赵福波，谢新连，李猛《海事巡逻船优化选型数学建模》J中国航海20 16（1）以下是一些已建成的远洋大数据项目：
1 远洋集团物业管理平台：这一大数据平台主要用于集中管理所有远洋房地产项目的数据，包括物业维护、资源调配、数据分析等方面。
2 远洋海洋馆：位于上海市静安区的远洋海洋馆是一个集海洋生态研究、科普教育、旅游娱乐于一体的综合性场馆。该项目采用了大数据技术进行海洋生态数据的采集和分析，为观众提供了更丰富、更有趣的海洋科普体验。
3 远洋智慧社区：远洋智慧社区是一个基于大数据技术的物业服务平台，旨在提升业主的生活品质和物业管理的效率。该平台通过智能门禁、智能停车、智能监控等手段，实现全方位的居家安全保障和便捷服务。
4 远洋集团旅游智慧云：这是一个以旅游大数据为核心的综合性平台，包括景区管理、旅游信息发布、在线预订、数据分析等一系列功能。该平台可为旅游行业提供精准的市场营销和管理决策支持，帮助企业实现更高效、更精准的运营。
5 远洋地产智慧数据中心：该项目是一个集数据采集、存储、计算、分析、应用于一体的大数据平台，为远洋地产各项业务提供稳定、高效的数据支持。该中心主要涵盖市场分析、项目评估、客户关系管理、企业经营决策等方面，为远洋地产的发展提供了强有力的数据支撑。我们目前有跟一家云流区块链公司合作解决港口无纸化问题，在我看来，区块链在航运界的应用有3点是肯定的：
1、航运供应链运作模式的变化。传统的运作模式会发生改变，一些机构职能也可能发生转变，如货代相关机构可能会转变为专门提供知识服务和技术服务的机构。一方面是区块链的去中心化运作模式，不仅能绕过一些中间机构，而且将简化运作流程、提高运作效率、节省运作成本。另一方面是基于区块链上的支付活动是可编程的，即智能合约。利用智能合约，大量单证可以被消除，航运可以实现无纸化运作，从而达到节省成本的目的。同时通过智能合约，各节点之间的资金流转也变得安全、高效，也许可以绕过第三方机构(如银行)完成支付。
2、改变港航电子数据交换系统。一是区块链将在贸易运输的各相关主体间实现国际贸易提单等电子单证的交换应用;二是区块链将会实现国际供应链“物流、信息流、资金流”三流合一，并替代部分物流，形成线上交易通道的堆叠模式。当货物运输过程中出现问题，货主、海关、承运人、保险公司都可以追溯可靠的电子证据，从而清楚界定各方承担的责任，提高付款、交收、理赔的处理效率。未来国际贸易所涉及的各种法律文书也都可以采用类似提单信息交换的区块链解决方案，实现安全、可靠、互认的传输
3、改变信用评价系统、创新金融服务。区块链对于涉及多个交易主体的复杂交易场景的用处应该是有意义的，风险控制重要的就是交易是否真实，因为底层的数据是打通的，所以可以解决供应链金融行业的痛点。在平台时代，假如相关交易主体的信用相关信息都保存在区块链上，可以轻松获取，那么交易主体之间完全可以直接进行点对点的可信交易，中介的角色则更接近技术顾问。事实上，目前区块链技术的应用的确逐渐由数字货币向“区块链+”过渡，由金融领域逐步向物联网等非金融领域延伸。另外，通过区块链将资产化的航运资源，以数字形式放上云端后，交易、融资都更加灵活，资产的追踪和管理更加便捷。责岛市是位于中国山东省东部沿海的一个县级市，六大平台五个中心是该市的一项重要发展战略。其中五个中心是指“创新创业中心、现代服务业中心、文化旅游中心、物流分拨中心和生态环保中心”，其具体含义如下：
1 创新创业中心：旨在加快推进科技创新和创业发展，培育新兴产业和高新技术企业，推动经济转型升级。
2 现代服务业中心：旨在打造现代化服务业集聚区，吸引国内外知名企业和服务机构，提升市场竞争力和服务水平。
3 文化旅游中心：旨在挖掘和保护责岛的历史文化和自然资源，发展旅游产业，促进文化交流和旅游经济发展。
4 物流分拨中心：旨在建设现代化物流基础设施，提高物流效率和服务水平，打造物流枢纽和配送中心。
5 生态环保中心：旨在加强环境保护和生态建设，发展循环经济和绿色产业，提升城市环境质量和居民生活品质。
以上五个中心的建设，是责岛市实现经济社会可持续发展和构建新时代城市现代化体系的重要举措。同时，这也是该市加快推进城市化进程、提升城市综合竞争力、打造宜居宜业城市的重要战略方向。
“互联网+”已深入社会各领域，有“综合工业之冠”的船舶业在物联网、大数据、云计算等技术的影响下，传统基础设施和创新要素日益变化，行业生态体系和发展模式遭遇严重挑战。在“互联网+”影响下，船舶业呈十大发展趋势。
船舶生态体系加速重构
能给船舶业带来革命性变化的技术已经到来，并趋向成熟，这就是信息化时代互联网下的物联网、大数据和云计算技术。其所引发的不仅仅是生产力的指数级提升，更是生产关系的颠覆，正重新构建、擘画人类生产方式变革和生活方式调整发展新蓝图。航运、造船、配套及相关技术、生产等资源的优化配置和发展方式的转变，催生的智能化技术装备、协同化创新体系、柔性化生产方式、集约化资源利用、精准化管理模式不断重塑新时期船舶业竞争新优势，对传统行业生态体系新格局进行颠覆，加之通过生态系统的有效性和用户黏性，逐步建立包含供应商、销售商、客户、竞争对手和科研机构以及政府单位等相关经济协助发展船舶业联合体，越来越多地表现为产业生态系统的竞争，传统行业的互联网化已成为未来船舶业的一张“生死牌”。
管理模式网络量子化
信息化时代，传统行业从单一部件、单机设备、单一环节、单一场景的局部小系统不断向整体大系统、全局巨系统演进，从部门级到企业级、产业链级乃至产业生态级不断演进，并形成相互作用的复杂网络，突破地域、组织、机制界限，通过对大规模信息技术数据应用，实现人、财、物资源和要素的高效整合，有计划按比例地提供强有力的革命性手段进行社会经济运行调节，对传统的管理思想和模式产生颠覆式改变。在目前经济低迷和船舶企业纷纷进行资源优化整合之际，精益管理综合作用凸显，成为推动船舶企业发展不可或缺的管理理念。借助信息化手段改造企业内部每一个流程，将科层制管理模式转为网络式管理模式，构建精简高效的扁平化组织结构，改造企业客户间关系，充分发挥员工的积极性和主动性，挖掘潜在智慧，“互联网+”式网络量子化管理成为企业新的生产力。
大数据成战略核心力量
数据，已经渗透到当今每一个行业和业务领域，成为重要的生产因素，一个大规模生产、分享和应用数据的时代正在开启，对数据的挖掘已成为企业竞争力的重要来源，而云计算则是开启大数据应用新领域的“金钥匙”。作为“综合工业之冠”的船舶业，是劳动、资金、技术密集型产业，涵盖航运、造船、船舶配套以及相关服务等产业链，并涉及机电、钢铁、化工、航运、海洋资源勘采等上下游产业，庞大的人群和应用市场，复杂性高，充满变化，使得船舶业当之无愧成为最复杂的大数据行业。船舶业却是个数据应用贫乏的行业，未来的船舶企业必须学会如何处理及如何使用数据。解决由大规模数据引发的问题，探索以大数据为基础的解决方案，将成为船舶业转型升级、效率提高的重要手段，大数据将成为未来船舶企业的战略核心力量。
万物互联平台模糊产业边界
近年来，互联网不断推动着各行业生态的改变，制造业更是经历前所未有的转变，国家战略上的纷纷布局：美国的“工业互联网”和中国的“两化融合”，国际巨头更是加快构建工业云和智能服务平台，加快全球战略资源的整合步伐，抢占规则制定权、标准话语权、生态主导权和竞争制高点，通过丰富开发工具、开发应用接口、共享数据资源、建设开发社区，构建以自己为中心的星状网络数据处理平台，以形成赢者通吃的市场局面。
智慧航运突破传统航运思维
信息化技术的应用、船舶技术的创新将引发航运管理变革和服务进步。基于互联网、大数据、云服务等技术手段，整合船舶的设计、生产、制造、使用、维护、售后、物流各个环节，在运营公司、设计建造商及设备商等之间建立起更全面的生产关系。将智能系统在船舶设计建造阶段就纳入后期航运运营考虑，引入大数据挖据技术，提高航运服务的标准化和信息化程度，提供更稳定、更易维护、更具d性的在线订舱服务。运营过程中清晰规划运输船舶航程和航站，推进航运思维、理念及商业模式的“智慧”化。
智能船舶成必争之地
过去船舶更多侧重于船舶基本功能的实现，未来的船舶将在互联网技术下，会更加关注设备的智能化、系统的智能化甚至整体船舶运营的智能化，智能船舶将会应运而生。智能船舶的发展要充分利用现有条件，从环境、能源、材料、空间、电子、机械、导航、物联网、大数据、云计算等多个领域建立实体和虚拟设施，实现 *** 纵系统、航行系统、设备技术、节能技术甚至生产系统等的智能化，逐步形成能自感知、自评估、自预测、自组织、自重构于一体的船舶，实现信息与实体智能耦合全过程。DNV GL集团2014年曾发布一份名为《未来航运业》的报告，提出智能船舶这一新概念。2015年中国政府发布的《中国制造2025》明确将智能船舶作为重点发展的领域。可见未来智能船舶将决定各国船舶工业在船舶市场的地位，成为各大造船国家现今进行的必争之地也就理所当然了。
智能制造发展趋势势不可挡
大数据背景下，智能制造已成为船舶制造与航运领域发展的趋势，“互联网+”促使船舶企业借助物联网、大数据、人工智能取代封闭的生产制造系统，提高制造系统柔性化、自动化和智能化水平，通过信息物理融合系统，用IT把设计源头与工厂的各个末端连接起来，实现人、产品、设备完全交互，牵引着传统工业发生革命性的演变。搭建设计、生产、采购等业务“一体化”智能生产流程设施，建立智能化的生产系统和车间物流系统，使智能化设备机器代替人工 *** 作的机器，通过云技术把所有生产资源都连接起来，使目前的半自动化、全自动化生产系统向智能化生产系统转变，实现船舶的定制化与规模化、个性化与普适化、虚拟与实体、微观与宏观、当前与未来的结合。
科创模式及资源要素全球化
在“一带一路”战略规划下，中国船舶业要实现转型升级，必须爬全球价值链高端的这个“坡”，过核心技术这道“坎”。基于此，船舶企业纷纷联合政府机构、科研院所和高校等单位，建立国家级高新技术船舶实验室，搭建“官、产、学、研、用、检”全产业链良性循环、可持续发展的生态体系。越来越多的科技型企业更是打破传统的内部研发模式，跨越组织边界，开始更多地利用和整合外部的社会力量来进行创新。
技术产业化成发展新方向
伴随国家制造业的转型升级，船舶业必将迎来跨越式的发展，在物联网等信息技术的支撑下，为满足未来客户大批量个性化需求，企业设计纷纷转型改制，基于互联网进行全球资源优化整合、科技创新发展和设计模式转变，从封闭型的单纯向企业提供设计向工程技术总承包的开放式模式转变。工程技术公司更是通过全产业链、全生命周期的工程EPC能力和国际市场拓展能力运营模式，围绕集约航运、绿色航运、安全航运、智能航运主题，进行新船型开发、船舶性能优化、航运安全、航运效率、节能减排、航运信息化等学术前沿和关键问题研究，为客户提供技术咨询服务，输出设计技术，转让设计方案、技术标准、专利技术及科技成果，抢占市场订单赢得市场份额，提升船舶国际市场的竞争力。
产融结合重建行业竞争格局
在“互联网+”形势下，针对巨大的船舶业全产业化规模和特色的个性化发展需求服务推出明显不足，引导社会资本和商业银行创新面向船舶业构建一种高效快速匹配资源的产融结合经营模式，金融直接投资产业，股权收益补偿，形成合理的收益分享、风险共担机制，愈来愈受到资本和产业的关注和追捧。随着市场发展趋势，船舶业也在实施产业科技和金融融合战略，联合系统内投资企业就某一产业进行研究，评估并实施解决方案利用上海船研所技术优势，借助上市公司资金投入，将重组客户、供应商、销售商以及企业内部组织的关系，重构生产体系中信息流、产品流、资金流的运行模式，重建新的产业价值链和竞争格局。
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