中大型无人船舶自主控制系统架构设计及实现

[目的]自主控制系统作为无人船舶的核心系统,负责协调全船其他系统,共同完成各项既定使命任务,是无人船舶技术的重要研究方向。[方法]首先,借鉴主导人类智能的“神经系统”的生理学结构和认知机制,归纳出对于无人船舶自主控制系统架构仿生设计的6点启示。然后,基于这些启示,从“中枢神经系统”和“周围神经系统”两个维度,研究自主控制系统的物理架构及其典型实现。最后,借鉴人类智能的信息处理流程,提出8大功能模块构成的自主控制系统的功能架构以及面向服务架构(SOA)的设计思路。[结果]经研究得到了无人船舶自主控制系统物理架构和功能架构,[结论]其可为中大型无人船舶自主控制系统的总体架构、系统设计与产品研制提供路线参考。

无人船舶的路径规划与避碰策略研究

随着自动化和智能化技术的飞速发展,无人船舶作为海洋运输的重要组成部分,其自主导航与决策能力受到广泛关注。路径规划与避碰是无人船舶自主导航系统的核心技术之一,直接关系到无人船舶的安全性和经济性。本文旨在研究和提出一种有效的无人船舶路径规划和避碰方法,以适应复杂多变的海上交通环境。

智能无人船舶海上保险规制的现状及建议

分析智能无人船舶和智能无人船舶保险现状,梳理智能无人船舶海上保险面对的风险与挑战,提出完善智能无人船舶海上保险制度建议,以期为智能无人船舶海上保险制度建设提供参考。

研发试验阶段的无人船舶所面临的法律障碍及应对

海上无人船舶的试验航行是研发成功并投入商业营运的必经之路。船舶智能化程度与船舶配员标准的对应需要长期的验证,对无人船舶研发试验所面临的法律障碍及其应对展开研究,既能解当前无人船舶法律研究的燃眉之急,又是长久之计。对于处于研发试验阶段的无人船舶的法律地位界定、海上安全行政法规对无人船舶的适用障碍及应对、海上事故的民事责任承担以及无人船舶保险等方面分别加以分析,认为国际法和国内立法中的船舶定义都未规定船上人员这一要件,现行法律体系原则上可以适用于无人船舶,但公法上需要在船舶检验标准和规范、船舶国籍取得条件、船舶配员、安全区域与警示、应急管理等方面针对无人船舶进行立法或调整,对于研发试验阶段无人船舶海上事故的责任承担以及船舶保险等民事法律制度也应做出相应完善。

中小型无人船舶电子数据取证模型研究

电子数据取证是中小型无人船舶驾驶的关键技术之一,传统的取证模型对于信息的采集时间过长,致使工作效率低,船舶的航行线路出现偏差。基于云计算设计了新的中小型无人船舶电子数据取证模型,探讨了建立流程,分析了模型工作内容,通过实验验证了给出模型的工作效率。实验证明,新的电子取证模型能够整合大量物理资源,在保证良好服务质量的同时,成本微乎其微,有效提高工作效率,是未来无人船舶电子数据取证的重要发展方向。本课题具有前沿性,对于无人船行业的发展有指导意义。

无人船舶责任保险制度研究

无人船舶的研发和使用对现行责任保险制度提出重大挑战。通过运用比较分析、利益衡量的方法,分析现行人保责任险条款在相关概念、保证制度、事故责任确定、先付原则等方面对无人船舶出现的不适用性,探讨无人船舶风险评估、保费制定以及利益协调方面的困难。针对这些新挑战,建议明确无人船舶下“船员”、“保证”等概念,将新增的岸基操作人员归入船员范畴,构建无人船舶责任制度以填补海事法下的“责任缺口”,推进风险评估与定价系统的逐步建立。

航运物流中承运人的无人船舶适航义务

随着数字技术的迅猛发展,无人船舶已经从理论层面走向实践层面,逐步开始投入国际航运物流的实践之中。与此同时,无人船舶也对《海牙规则》规定的船舶适航义务提出了新的挑战。具体而言,需要在数据处理、船员配备、船舶适航标准和适航时间上对承运人的船舶适航义务进行完善,以便于承运人更好地履行义务、适应国际航运物流的发展需要。

未来20年无人船舶展望

通过分析未来2 0年科学技术和世界贸易的发展,以及人力资源的变化,提出无人船舶的概念,并从导航、动力和通信等几个方面展开讨论。

考虑航行经验规则的无人船舶智能避碰导航方法

针对无人船舶在海上复杂航行条件下的自动避碰问题,基于深度竞争Q学习算法及A*算法提出了一种考虑航行经验和避碰规则的无人船舶智能避碰导航方法。通过在强化学习避碰任务和A*局部动态导航的设计中融入船舶的操纵特性,缩减了模型训练和A*算法路径规划的时间,以及将避碰经验规则转化成动态的航行限制线以获得本船周围的全部可航区域,并从全局角度衡量本船的航行态势做出避碰决策,使得避碰决策符合国际海上避碰规则和避让经验的要求。在开阔水域和受限水域中完成的仿真结果表明该方法能够成功避让所有船舶和静态障碍物,具有重要的工程应用价值。

无人船舶适航的配员标准研究

无人驾驶技术的发展,使得无人船舶成为可能。但是在现行国际条约和国内法下,适当配备船员是保证船舶适航的必要条件。无人船舶可能因船上无人操作而无法满足船舶配员的要求;岸上操作人员因不在船上也无法被认定为船员,无法享有船员的权利、承担船员的义务。现行制度需要做出适当调整,或者采用法律解释的方法加以适用,缓和船舶配员的要求、扩大船员的范围,方可适应、促进无人船舶技术的发展。

无人船舶水面运动仿真平台的通用化设计

为满足对于大型无人船舶(MASS)水面运动的不同分析需求,使其不再局限于图表分析,设计一种通用的无人船舶水面运动仿真平台。该平台可针对无人船舶不同的控制方式,通过不同的可视化方式实时显示船舶运动状态。该平台具备数据中心,可将运动状态数据进行集中存储,还能根据不同的分析需求提供标准化的数据接口中间件。目前,该仿真平台的通用行及可靠性已在“智腾”号无人船及“智飞”号无人集装箱船上得到验证。

无人船舶综合电力系统健康管理技术

以无人船舶综合电力系统为设计对象,提出一种切实可行的健康管理技术设计方案。该方案以基于测试性的故障预测、故障重构的故障恢复和健康管理的维修建议为指导思想。首先通过分析设备的典型故障及故障可测试性,结合专家经验选取健康状态监测参数;其次对健康状态监测参数进行数据分析与特征提取,根据各设备实际状态与正常/设计状态的偏离程度,采用层次分析方法对各设备及系统进行健康状态评估与趋势预测;最后针对各设备在不同健康度及不同工况下,根据系统任务可用性推理分析,对系统故障进行重构,实现基于故障重构的故障恢复,并给出相应设备的辅助维修建议,最终实现运行任务的优化与控制、重大事故发生前的预警与故障恢复,防止重大事故的发生。

无人船舶碰撞法律责任规制研究

决策自动化驾驶、远程控制驾驶、遥控驾驶和人工智能船舶四种具象形成无人船舶的算法规则的载体,现有法律规则调整下无人船舶面临侵权法、产品质量法、海商法理论中法律责任聚合的冲突与弥合。在法律责任归责体系下,四种无人船舶面临责任主体认定困难及责任承担划分等不同困境,故此需要在海商法背景下进行无人船舶及船舶碰撞法教义学的厘定。在总体归责原则下,民法的全面补偿原则、产品质量法的惩罚性赔偿原则,以及海商法中海事赔偿责任限制规定需实现不同规则在具体场景适用的优先顺位。针对无人船舶四种样态分而规定不同的具体归责细则,以期对无人船舶碰撞的法律责任规制提供宏观和微观的路径选择。

无人船舶抗噪信号接收器设计

常规船舶信号接收器能够实现船舶信号的接收,但由于接收信号噪点较高,不适合无人船舶信号的接收,为此提出无人船舶抗噪信号接收器设计。利用10 MHz TCXO以及多次滤波方式,构建抗噪信号接收器系统结构,依托信号计算进行接收通道结构设计;基于接收器数据算法和判断指令运算方式,实现无人船舶抗噪信号接收器设计。试验数据表明,设计的无人船舶抗噪信号接收器较常规船舶信号接收器噪点率下降27.99%,适用于无人船舶信号的接收。

数据挖掘下无人船舶目标图像识别研究

研究针对无人船舶目标图像识别质量差、可见范围有限等问题,引入数据挖掘,对水面目标图像特征进行提取分析,通过数据挖掘明确了无人船舶目标图像阈值,结合其误差对目标图像进行分割处理,获得无人船舶目标图像后实施预处理,并优化改进图像识别算法,经过仿真试验,证实该方法能够提高目标图像识别效率,较传统识别方法时间缩短35%,捕捉船舶图像物理范围扩大了30.2%。能够有效解决无人船舶目标图像识别时间长、可见范围小等问题,减少船舶图像模糊的发生,有着较高的应用价值,值得推广。

基于现场总线技术的无人船舶自动控制系统分析

本文以无人船舶自动控制系统设计中的现场总线技术为研究内容,在对船舶自动控制系统组成进行简要介绍的基础上,从数据传输机制角度指出传统自动控制系统存在的问题,并提出与船舶自动控制系统相匹配的现场总线模型,显著提升无人船舶自动控制系统的可靠性与稳定性,以推动自动控制技术的发展与在无人船舶领域的应用。

无人船舶智能导航系统设计分析

伴随人工智能、物联网、云计算、计算机等技术的不断发展,船舶智能化程度日益提升。在水文勘测、军事、海域管理以及科学探索等诸多方面,无人船舶有着大量的运用。基于此,本文对无人船舶的发展进行深入探究。

无人船舶的国际法规制:概念认定、规范释义及路径选择

“无人船舶”的兴起离不开信息技术革命和人工智能的发展,在给国际航运带来安全、效率和可持续性发展的同时,也引起了国际社会对“无人船舶”的运营和监管是否符合国际法的关注。“无人船舶”是否属于国际法中的“船舶”,是判定国际法能否适用于“无人船舶”的前提。该前提得到满足后,接下来需要初步审查国际法哪些条款适用于“无人船舶”,哪些条款不适用于“无人船舶”。然后,再根据审查结果采取澄清、解释、修正或立法等不同方式来解决“无人船舶”与国际法之间的法律不适或法律冲突。中国作为世界船舶大国之一,应当重视国际法对“无人船舶”的调整和规制,积极参与国际立法议程,贡献中国力量和中国智慧。

无人船舶在航行中发生碰撞的相关责任研究

随着科学技术的不断发展和完善,各个领域都逐渐被人工智能技术所渗透,伴随着人工智能技术在船舶上应用的不断深入,出现了无人船舶这一新型的船舶运输方式,无人船舶的出现,促进了航运事业的发展,不仅节省了人力资源,也提高了航行的效率,但同时无人船舶在航行中发生碰撞相关责任问题的承担,目前法律尚未有明确的规定。本文是为了对无人船舶进行定义,针对无人船舶在公海上的碰撞产生的侵权责任进行讨论,根据不同的情形厘清相关责任的划分与承担。

无人船舶碰撞责任的相关法律问题

无人船舶有望在未来大规模投入到海上货物运输领域,法律法规存在滞后性,没有考虑到无人船舶的特殊性。无人船舶与传统船舶最大的特殊性在于可以不配备船上船员,通过岸站操作人员远程控制进行操作,具有一定的自主决策能力,根据自身算法自行操纵避让。无人船舶相较于传统船舶更加依靠科技产品功能的正常发挥,其与传统船舶碰撞存在很大区别。本文旨在讨论无人船舶的涵义以及分类,提出无人船舶碰撞侵权的合理化构想。