基于5G技术的内河智能船舶最优路线规划及自动航行系
国际学院
OPTIMAL ROUTE PLANNING AND AUTOMATIC NAVIGATION SYSTEM FOR INTELLIGENT INLAND RIVER SHIPS BASED ON 5G
智能船舶概念的发展由来已久。国际海事组织(international maritime organization,IMO)于 2006 年 5 月通过了 E-Navigation 相关工作项目。E-Navigation 成为最早期的智能船舶概念,即利用电子信息技术协调船岸通信和导航信息,实现船舶、船岸和岸端之间信息互通,促进海洋环境保护和船舶高效安全航行。智能船舶被 IMO、国际标准化组织(international organization for standardization,ISO)等列为重要议题,国际船舶和航运业势必向船舶智能化方向发展,世界各大船级社也针对智能船舶发布了相关规范和指南文件。
2023年,江苏省在关于印发《江苏省新能源船舶产业高质量发展三年行动方案(2023-2025 年)》的通知中,将 “智能航行和控制系统”作为重点任务,推动智能航行船舶技术研发应用,加强新型数字化智能船用设备研发,开展基于 5G 网络的“岸基驾控、船端值守”船舶航行新模式研究,重点突破船岸协同下的远程驾驶技术和避碰技术,提升船岸通信能力和安全水平。基于此,我研究小组决定以船舶智能航行为项目研究方向,设计出 “利用5G通讯和自动化控实现内河船舶按固定航线自动驾驶的功能”的软硬件装置。
目前,我研究小组所研究的方向集中在船舶智能驾驶领域。我研究小组通过一系列软硬件技术,结合软件、传感器与物联网的形式,利用岸边基站定位,构建内河船舶与岸边双向实时监测系统,使船舶能在复杂水文条件的地理环境下,自动完成船舶从入港——卸货——离港的一系列规范流程,力求全程达到安全高效的目的。在规划思路上,我小组借鉴自动驾驶汽车的运行模式,通过传感器识别获取数据,在经过电脑系统进行计算,基于区块链技术串联沿河基站形成完整的区域模型,并由系统判定规划合适路线后,做出合理航行决策。我研究小组基于此研究思路分工合作,分期完成不同阶段程序设计与模型建构,以先期开发简易程序为主,在基础1.0版本上不断进行系统升级迭代,逐步丰富船舶驾驶各项主要功能,并达到设计要求,完成研究目的。
在先期阶段,我小组将以虚拟环境模拟为背景进行设计,再解决完相应技术问题后,转向实地模拟测试阶段,实地解决实践过程中遇到的诸多问题,并加以改进。本研究创新性强、具有一定可行性和实用性。完成后将初步达到准实用化水平,为后续可能的产品发展及面向市场做好准备。同时作为学生研究项目,本研究具有一定技术含量,具备综合利用各类技术功能的特点。