智能船舶概述及其能效管理系统研究课件

1、智能船舶概述及其能效管理系统研究智能船舶的概念和意义智能船舶的发展概述智能船舶的关键技术智能能效管理系统智能船舶的未来挑战13245内容 智能船舶概述及其能效管理系统研究智能船舶的概念和意义智能船舶的发展概述智能船舶的关键技术智能能效管理系统智能船舶的未来挑战13245内容 智能船舶概述及其能效管理系统研究智能船舶的概念和意义现代船舶相关技术向智能化、信息化转型与发展什么是智能船舶？利用传感器、通信、物联网、互联网等技术，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；基于计算机、自动控制、和大数据技术，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；使船舶更加

2、安全、环保、经济和可靠。智能化信息化智能船舶1.0 智能互联辅助决策系统及数据集成、辅助决策、全寿期的数据服务2.0 智能物联半自主部分自主（机舱）、远程遥控3.0 无人自主完全自主船岸港互联、自主靠泊、自主航行发展阶段特征实现功能智能船舶的概念和意义智能船舶 技术发展阶段 船舶装备正朝两个重点方向发展： （1）高技术和高附加值化 （2）智能船舶及设备 目前，三大主力船型市场份额占比65%，预计2025年智能型三大主力船舶市场价值将达到1757亿元，相关智能配套设备产值也将提升至18%，因此三大主力船型的智能化是创高端品牌的重要突破口，同时也是我国船舶工业提高供给质量、推动供给结构对需求结构适

3、应性改革的方向。智能船舶是我国船舶工业创立高端品牌的突破口智能船舶的概念和意义智能船舶为纽带拉动全产业链协同发展智能船舶 产业辐射面广、带动性强以智能船舶为纽带，衔接上下游，打造产业创新生态圈，带动配套产业跨越发展，以智能化信息服务促进行业整体提升！智能船舶的概念和意义智能船舶的概念和意义智能船舶的发展概述智能船舶的关键技术智能能效管理系统智能船舶的未来挑战13245内容 智能船舶概述及其能效管理系统研究 20152017201820172018中国船级社CCS发布智能船舶规范美国船级社ABS讨论智能船舶安全运营、大数据应用和船舶分类等问题劳氏船级社LR推出LR无人驾驶船舶系统规范中国船级社C

4、CS发布智能集成平台检验指南日本船级社NK发布无人船概念设计指南智能船舶的发展概述中国船级社将智能船舶的功能分为智能航行、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六大板块。美国船级社是通过对智能船舶传感器、自动导航系统、推进和辅助系统等方面的考核来评判。 中国船级社美国船级社智能船舶的发展概述英国劳氏船级社在其入门级智能船舶指导文件中提到船舶自动化的程度，是从AL1-AL6，分为六个等级，并从设计到营运，针对每个等级的特征进行了准确的规定。日本船级社主要明确船舶智能化和无人化的操作和职责，划分船员操作与智能操作的区别。劳氏船级社日本船级社智能船舶的发展概述2012年9月，德

5、国Fraunhofer CML等8家研究机构共同启动MUNIN项目；欧盟2015年8月，法国CMACGM集团最新的18000标准箱的“布干维尔”号船舶应用了“TRAXENS”通信技术;2017年12月， 罗尔斯-罗伊斯首个智能船舶体验空间正式开放。智能船舶的发展概述2016年，现代重工与埃森哲联合开发 “互联智能船”，实现故障诊断、航路规划、支撑船队管理（船舶、港口、海运）；韩国2018年5月，韩国大宇造船、NBP及英特尔韩国公司进行合作，共同建立智能船舶4.0服务基础设施。2019年，现代重工与英特尔、微软等共同开发新型智能船舶，实现压载水舱检验、远程医疗服务、运行维护；智能船舶的发展概述2

6、014年日本船舶机械与设备协会牵头SSAP（智能船舶应用平台研究项目），开展船岸信息传输标准研究，推动相关标准国际化；日本2015年，日本船级社建立船舶大数据中心，进行船舶设备优化建议； 2016年，商船三井启动“ISHIN NEXT”智能船舶项目，安全航行、减排技术；2018年，商船三井与Rolls-Royce共同开展船舶智能识别系统的测试工作。智能船舶的发展概述2015年，CCS发布了智能船舶规范;中国2016年，云洲智能无人船项目落户青岛，设立智能化研究院，研发海洋智能装备、海洋无人系统公共服务平台等;2017年11月，中船集团iDolphin智能38800吨散货船完成交付，是全球第一艘

7、同时获得英国劳氏船级社和中国船级社智能船符号的智能船舶;2018年11月，全球首艘40万吨智能超大型矿砂船（VLOC）“明远”号在上海命名交付，标志着中国智能船舶全面迈入1.0新时代。智能船舶的发展概述1、能效优化综合性能航行2、机舱运维设备健康状态评估视情维护3、智能航行航线优化辅助避碰4、货物管理液货监控矿物液化5、船岸一体同步轻量化船岸/船船智能船舶的发展概述能效优化综合性能航行机舱运维设备健康状态评估视情维护智能航行航线优化辅助避碰货物管理液货监控矿物液化船岸一体同步轻量化船岸/船船智能船舶1.0功能实现数据集成、应用集成智能船舶的概念和意义智能船舶的发展概述智能船舶的关键技术智能能效

8、管理系统智能船舶的未来挑战13245内容 智能船舶概述及其能效管理系统研究智能船舶的关键技术中国船级社提出智能船舶的智能模块分为智能航行、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六个部分。信息感知技术、通信导航技术、能效控制技术、航线规划技术、状态监测与故障诊断技术、遇险预警救助技术、自主航行技术七大技术在六大模块中发挥着重要的作用，为智能船舶的正常运行提供有力保障。智能模块与关键技术的关联性智能船舶的关键技术 智能模块 关键技术智能航行智能船体智能机舱智能能效管理智能货物管理智能集成平台信息感知技术通信导航技术能效控制技术航线规划技术状态检测与故障诊断技术遇险预警救助技术

9、自主航行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，包括船舶航速、航向、时空位置等的变化等，使船舶能够更安全、可靠航行的一种技术手段。目前，常用的船舶状态感知技术手段有雷达、船舶自动识别系统（AIS）、全球定位系统等。信息感知技术智能船舶的关键技术通信导航技术是运用各种技术手段，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，从而通过航位推算、无线电信号、惯性解算、地图匹配、卫星定位及多方式组合以达到确定运载体的动态状态和位置等参数的综合技术。通信导航技术可细分为船舶通信技术和船舶导航技术两个部分。通信导航技

10、术智能船舶的关键技术船舶能效管理控制计划，是通过对能效指标进行分析和汇总整理，指导船舶能效因素（航线设计、航速控制、船舶浮态、能量管理，动力设备）和人员培训等技术措施的改善，最终实现减少排放、提高能效目的的技术手段。能效控制技术智能船舶的关键技术状态监测技术是以监测设备振动发展趋势等技术为手段，判断设备是处于稳定状态或正在恶化。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，判断被诊断对象的状态是否处于异常状态或故障状态，以及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。状态监测与故障诊断技术智能船舶的关键技术智能航行是利用计算机技术、控制技术等

11、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。自主航行技术智能船舶的关键技术船舶遇险预警及求救系统是指船舶在遭遇恶劣海况、天气或其他特殊情况时能够对船舶航行姿态进行实时监测和预警，并能在船舶发生倾覆等突发情况时自动向监控中心或周围船舶发出求救信号，指引搜救人员和船舶前往遇难遇险船舶开展救助的方法手段。遇险预警救助技术智能船舶的关键技术智能船舶的概念和意义智能船舶的发展概述智能船舶的关键技术智能能效管理系统智能船舶的未来挑战13245内容 智能船舶概述及其能效管理系统研究智能能效管理

12、系统以大型远洋客船综合电力系统为研究对象，针对其负载多层复杂多变，缺少相应管理方法，多层级电网风险发生概率高等问题，开展智能能效管理研究。智能能效管理系统可以提高智能船舶的电网运行经济型，提高分布式电网的暂态响应能力。智能能效管理系统智能能效管理系统负荷分类和分级管理研究内容多智能体综合电力系统负荷分类方法研究负荷分级智能化管理方案研究智能能效管理系统对已有船舶航行工况、航行区域、季节、时间段、乘客需求对系统负荷的影响进行调研分析，再结合负荷的重要程度，对数据进行智能辨识，再通过专家库等方法对船舶综合电力系统负荷进行分类和分级。根据负载的分级情况，能源分配情况和实际需求情况决定负载进行切出和负

13、荷的启动，由各智能体自主、智能地实现负载自动卸载控制和重载启动询问。负荷分级管理系统结构图智能能效管理系统研究内容智能能效管理系统综合控制策略研究智能能效管理系统综合控制结构研究智能能效管理系统综合控制功能研究智能能效管理系统智能能效管理系统分层次递阶控制结构图智能能效管理系统研究内容系统能效优化研究船舶综合电力系统能效分析船舶综合电力系统能效优化研究节能降耗系统及其管理方法研究智能能效管理系统船舶综合电力系统能效分析1分析环境诸因素对船舶能效变化的影响作用；研究基于精确量测负荷数据的船舶中低压配电网静态、动态和技术经济分析的综合能效分析方法。设计船舶能效研究系统建立损耗分析评价指标体系建立配

14、电网节能降损技术多目标决策模型构建能效电站随机生产模拟模型技术路线智能能效管理系统船舶综合电力系统能效优化研究2形成多变量、多约束的混合非线性规划问题描述。根据需要动态选取性能指标最优或系统有功网损最小，或两者进行加权优化。建立船舶电力系统能效优化问题的数学模型形成能效优化问题中的变量约束形成适用于船舶综合电力系统的多目标动态优化方法技术路线智能能效管理系统节能降耗系统及其管理方法研究3通过分布式任务协调与分解智能体，实现各个节能设备智能体之间的交互、协作和远程控制，减小节能设备之间的相互影响。形成基于多智能体的船舶综合电力系统节能降耗系统及其管理方法构建基于多智能体的豪华船舶综合电力系统智能

15、监测系统、节能降耗管理系统， 负荷管理系统、综合自动化系统等信息平台；同时提出相应的管理方法技术路线智能能效管理系统研究内容智能能效管理系统选型分析智能能效管理系统性能指标分析研究智能能效管理系统选型方案研究智能能效管理系统智能能效管理系统选型方案研究2智能能效管理系统性能指标分析研究1考虑船舶的安全性、经济性和可靠性，提出多智能提综合电力系统智能能效管理系统的性能指标，包括发电系统管理性能指标、负载系统管理性能指标、配电管理性能指标、和多智能体系统性能指标。适用性与先进性相结合原则选择市场主流产品原则安全可靠原则产品与服务相结合原则选择满足船舶入级规范和具体船型设计要求的产品智能能效管理系统

16、研究内容智能能效管理系统仿真验证智能能效管理系统仿真软件架构智能能效管理系统仿真硬件架构船舶综合电力系统半实物仿真系统试验验证智能能效管理系统实现船舶综合电力系统运行性能分析方法和智能能效管理策略，包括基础设施（操作系统、中间件、基础服务）、领域应用（通用服务、控制策略、人机界面）和资源管理（服务管理、资源部署、配置管理、资源监控、虚拟化）三个方面。软件架构硬件架构采用三层设备，分别是指底层的现场设备（传感器、同步测量与控制终端）、通讯转换中继控制（分布式控制单元，包括智能体硬件平台、通讯和时间同步设备等）、上层信息监控设备（服务器集群、综合显控台等）。智能能效管理系统智能能效管理系统 全回转

17、电推、可调桨控制台 电站、整流、逆变装置电力推进循环水系统 原动机控制、交直流区域配电船舶综合电力系统智能能效管理系统仿真验证架构建设方案智能能效管理系统智能船舶的概念和意义智能船舶的发展概述智能船舶的关键技术智能能效管理系统智能船舶的未来挑战13245内容 智能船舶概述及其能效管理系统研究将智能船舶操作与设备结合是当前系统控制技术方面存在的瓶颈，故而当前首要关键技术的发展目标是集中力量突破设备系统控制方面的算法及与设备的接口；当前智能船舶在数据采集与处理分析方面的技术也相对较弱，故而下一步的发展目标是研究如何精确和完备地采集相关数据，并对数据进行处理与分析，为智能船舶未来的发展奠定技术基础。智能船舶的未来挑战集中力量突破智能船舶关键技术瓶颈1智能船舶系统损坏可能引发严重的后果以及当前网络环境复杂多变，发展智能船舶亟需解决智能船舶系统可靠性的问题，以及研究如何在保证在该功能的系统可靠性的前提下，降低设备系统的冗余；研究网络信息安全的对策，在满足智能船舶网络需求的同时，实现网络接入点的封闭性，确保智能船舶的网络安全。智能船舶的未来挑战大力发展技术安全与可靠性理论2当前船舶生态圈的环境对智能船舶并不友好，因此