Análisis de las tendencias de desarrollo de los buques inteligentes: tomando como ejemplo las patrulleras en alta mar

-- Tomando como ejemplo las patrulleras offshore

Contenido

Resumen 3

1. Desarrollo de barcos inteligentes Trend Overview 4

1. Razones para desarrollar barcos inteligentes 4

2. Qué es un barco inteligente 4

3. Módulos funcionales 4

4. Tecnologías clave de los barcos inteligentes 4

5. Tecnologías y dificultades existentes 6

6. Logros avanzados internacionales 6

7. Descripción general 7

II. 7

III. Inteligencia de patrulleras marítimas 9

1. Comunicación e identificación 1 0

2. Seguridad y navegación automática 1 1

3. Ship Power 1 3

Resumen

Como medio importante de transporte marítimo, el grado de inteligencia de los barcos se ha convertido en el foco de atención en todo el mundo. Este artículo describe las características de los barcos inteligentes, resume los resultados existentes, señala los problemas existentes y posibles medidas e ideas de mejora. Combinando la vasta área marítima de mi país y la base técnica existente, se discuten posibles soluciones y métodos para las patrulleras marítimas en identificación de comunicaciones, navegación automática segura y potencia.

Palabras clave: barco inteligente; patrullera costera; barco inteligente; navegación electrónica

1. Descripción general de los barcos inteligentes

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1. Razones para el desarrollo de los barcos inteligentes

En los últimos años, debido a la aumento del concepto de barcos inteligentes y Con el creciente desarrollo de la tecnología de barcos inteligentes, la inteligencia de barcos se ha convertido en una tendencia importante en el desarrollo de la industria naviera mundial. Para reducir la dificultad del control y la gestión de los buques a través de la inteligencia de los buques, reducir el mal funcionamiento humano, mejorar la seguridad de los equipos y las operaciones de los buques, optimizar la navegación de los buques, controlar el consumo de combustible, reducir los costos y aumentar las ganancias, se han llevado a cabo investigaciones sobre la inteligencia de los buques. investigación a nivel mundial. []

2. ¿Qué es un barco inteligente?

El 1 de diciembre de 2015, se publicaron oficialmente las "Reglas de barcos inteligentes" compiladas por la Sociedad de Clasificación de China (CCS), incluidas las Los barcos se definen: "Los barcos inteligentes se refieren al uso de sensores, comunicaciones, Internet y otros medios técnicos para percibir automáticamente información y datos a través de tecnología de control automático y tecnología de procesamiento y análisis de big data para realizar el procesamiento y análisis de datos inteligentes". La tecnología realiza un funcionamiento inteligente. Los barcos inteligentes se basan en "grandes datos" y utilizan tecnologías de información avanzadas, como la transmisión y agregación de datos en tiempo real, informática de gran capacidad, modelado digital y control remoto, para lograr una percepción inteligente, un análisis de juicio y un control de la toma de decisiones de los barcos. , garantizando así mejor La seguridad de la navegación y la eficiencia operativa de los barcos y los barcos inteligentes también son claras prioridades de desarrollo de "Made in China 2025". Los buques inteligentes también son un área de desarrollo claramente enfocada en "2025". Representan la dirección futura del desarrollo de los buques y están relacionados con la transformación y modernización de la industria naviera. [

3. Módulos funcionales de los barcos inteligentes

Las "Especificaciones de barcos inteligentes" emitidas por la Sociedad de Clasificación de China (CCS) divide los barcos inteligentes en seis módulos funcionales:

Las "Especificaciones de buques inteligentes" emitidas por la Sociedad de Clasificación de China dividen los buques inteligentes en seis módulos funcionales: navegación inteligente, casco inteligente, sala de máquinas inteligente, gestión de eficiencia energética inteligente, gestión de carga inteligente y plataforma de integración inteligente.

4. ¿Cuáles son las tecnologías clave de los barcos inteligentes?

(1) Tecnología de detección de información

La detección de información del barco se refiere al barco basado en varios dispositivos de detección. , Las redes de sensores y los equipos de procesamiento de información son medios técnicos para obtener información diversa sobre uno mismo y el entorno circundante, lo que hace que la navegación del barco sea más segura y confiable.

(2) Tecnología de comunicación y navegación

La tecnología de comunicación se utiliza para realizar el intercambio de información entre varios equipos del sistema en el barco, entre el barco y la estación costera, y entre el barco y la marca de navegación. Los métodos de comunicación más utilizados incluyen principalmente VHF (muy alta frecuencia), red marítima privada, satélite marítimo, red de comunicación móvil (red de telefonía móvil), etc. La tecnología de navegación se utiliza para guiar a los barcos para que se muevan de un punto a otro en una ruta designada, y generalmente incluye procesos como posicionamiento, selección de destino, cálculo de ruta y guía de ruta. Las tecnologías de navegación naval más utilizadas incluyen la navegación por radio y la navegación por satélite, ahora ampliamente utilizada.

El sistema de navegación por satélite Beidou ofrece nuevas oportunidades de desarrollo para el campo de la navegación naval de mi país.

(3) Tecnología de control de eficiencia energética

En 2007, los buques de transporte mundial emitieron un total de 1.040 millones de toneladas de dióxido de carbono, de las cuales el transporte marítimo internacional emitió aproximadamente 870 millones de toneladas de dióxido de carbono. , representando el 10% del total de las emisiones globales de dióxido de carbono ese año y el 3,3% de la cantidad. Para mejorar la eficiencia energética de los buques y reducir las emisiones de gases de efecto invernadero (conservación de energía y reducción de emisiones), la Organización Marítima Internacional (OMI) ha propuesto estándares de evaluación como el Índice de Eficiencia Energética para Nuevos Diseños de Buques (EEDI) y el Índice de Eficiencia Energética. para Operaciones de Buques (EEOI). El desarrollo de barcos inteligentes debe ajustarse a la tendencia de desarrollo de los "barcos ecológicos", analizar la relación inherente entre el entorno de navegación, la capacidad de carga, el calado, la potencia del motor principal (velocidad) y el EEOI, y optimizar el control del barco en las instalaciones. de garantizar la seguridad y eficiencia operativa del buque Velocidad, capacidad de carga, calado, ruta, etc., para minimizar el EEOI. Con la premisa de garantizar la seguridad y la eficiencia operativa del buque, el EEOI se minimiza controlando de forma óptima la velocidad del buque, la capacidad de carga, el calado, la ruta, etc.

(4) Tecnología de planificación de rutas

La planificación de rutas se basa en información de control del flujo de tráfico en aguas navegables, información de densidad de barcos en el canal frente al barco, información del cronograma de envío de la empresa, e información de distribución del flujo de agua en el canal, información de dificultad de navegación en el canal, etc., seleccione inteligentemente la posición y ruta del barco en el canal en tiempo real, optimice la ruta y alcance los objetivos de seguridad, eficiencia y ecología. protección ambiental. Los métodos de planificación de rutas más utilizados actualmente incluyen: método de programación lineal, modelo de programación entera mixta, algoritmo genético, recocido simulado, algoritmo de optimización de enjambre de partículas y otros algoritmos inteligentes

(5) Tecnología de monitoreo de condición y diagnóstico de fallas

La tecnología de monitoreo de condición es una tecnología de predicción del estado operativo del equipo que monitorea la tendencia de desarrollo de la vibración del equipo. Al comprender el estado de salud del equipo, puede determinar si el equipo está en un estado estable o se está deteriorando. En el futuro, se puede considerar que el diagnóstico de fallas del barco se encuentra en un estado estable o en deterioro. En el futuro, el diagnóstico de fallas de barcos puede considerar la construcción de un sistema de monitoreo del estado de los equipos basado en big data y utilizando métodos de análisis de múltiples escalas. La tecnología de diagnóstico de fallas consiste en captar el estado operativo del equipo cuando el equipo mecánico del barco está funcionando o el equipo básicamente no está desmontado, y analizar y procesar la información útil obtenida de la detección del objeto diagnosticado para determinar si el estado del objeto diagnosticado. El objeto está en un estado anormal o no, determina el estado de falla, determina las piezas o componentes que se han deteriorado, determina la causa de la falla y predice la tendencia de desarrollo de la degradación del estado.

(6) Tecnología de rescate y alarma de socorro

De vez en cuando se producen accidentes de tráfico acuático, especialmente colisiones y varamientos, que a menudo causan graves pérdidas económicas y víctimas. Ya sea en el mar o en ríos interiores, las colisiones de barcos son el tipo más común de accidentes de tráfico acuático y representan una gran proporción de todos los accidentes de tráfico acuático. La alarma de socorro de los buques y la tecnología de búsqueda y rescate pueden reducir eficazmente la incidencia de accidentes y las pérdidas por accidentes.

(7) Tecnología de navegación autónoma

La definición de navegación inteligente en las "Especificaciones de buques inteligentes" se refiere al uso de tecnología informática, tecnología de control, etc. para analizar y procesar lo percibido. y la información adquirida diseñar y optimizar las rutas y velocidades de los barcos cuando sea posible, con la ayuda de centros de apoyo en tierra, los barcos pueden evitar colisiones automáticamente y lograr una navegación autónoma en aguas abiertas, canales estrechos y condiciones ambientales complejas. Con la ayuda de los centros de apoyo en tierra, los barcos pueden evitar colisiones automáticamente y lograr una navegación autónoma. [

5. Logros y dificultades en el desarrollo tecnológico actual

Aunque los equipos de radio y de navegación como GPS, AIS, cartas electrónicas y VHF se han utilizado ampliamente en los barcos modernos, en Al mismo tiempo, los sistemas de automatización basados ​​en diversos equipos de automatización, como sistemas de puentes integrados, sistemas de control integrados, sistemas de alarma y monitoreo de la sala de máquinas, etc., también se han utilizado ampliamente y están maduros, pero técnicamente no cumplen con los requisitos mencionados anteriormente. Requisitos inteligentes para barcos inteligentes. Sin embargo, en comparación con los requisitos inteligentes de los barcos inteligentes antes mencionados, todavía existen muchas lagunas. Ya sea tecnología de comunicación de gran capacidad de barco a tierra, tecnología de análisis de big data, tecnología de toma de decisiones inteligente, la integración y transformación de datos existentes o los estándares relevantes que deben planificarse y organizarse para consideraciones a largo plazo, estos son todas tareas arduas a las que se enfrentan los constructores navales.

Se recomienda combinar la planificación de "vías navegables electrónicas" y "ríos interiores electrónicos", acelerar la investigación de tecnologías clave y ampliar las funciones inteligentes de los equipos existentes basándose en las tecnologías e infraestructuras existentes.

6. Resultados avanzados internacionales actuales

En 2012, cooperaron 8 instituciones de investigación, entre ellas Fraunhofer CML en Alemania, MARINTEK en Noruega y la Universidad Tecnológica de Chalmers en Suecia *** El "MUNIN "Se lanzó el proyecto (Navegación marina no tripulada basada en redes inteligentes) [28]. El proyecto MUNIN "(Marine Unmanned Navigation Based on Intelligent Networks) [28] es la primera investigación a gran escala sobre buques no tripulados dirigida a graneleros no tripulados.

DNV en el seguimiento de la estructura del casco, gestión del rendimiento del buque, gestión integrada del casco y se han llevado a cabo investigaciones continuas sobre otros aspectos, se ha establecido un modelo de casco digital y se han desarrollado herramientas relacionadas para proporcionar a las compañías navieras globales monitoreo e informes sistemáticos, información visual integral y de alta calidad, información del ciclo de vida completo y comunicación clara.

Como uno de los mayores proveedores de equipos para barcos del mundo, la británica Rolls-Royce ha propuesto barcos autónomos, barcos robóticos, barcos no tripulados e inteligencia naval en los últimos años. En 2013, Rolls-Royce lanzó una investigación. Rolls-Royce cree que el futuro de los barcos inteligentes debe ser el control remoto y la conducción no tripulada. desarrolló un sistema de control remoto en tierra llamado "Concepto de experiencia del operador futuro" en 2014, y en marzo de 2016, cooperó con el Centro Nacional de Investigación Tecnológica (VTT) de Finlandia, la Universidad de Aalto y el Centro de Investigación de Interacción Humano-Computadora del. La Universidad de Tampere ha establecido una asociación con el Centro Nacional Finlandés de Investigación Tecnológica (VTT), la Universidad Aalto y el Centro de Investigación de Interacción Humano-Computadora lanzarán productos prototipo en 2020. La cooperación técnica con VTT permitirá a Rollo. evaluar eficazmente el diseño de barcos autónomos controlados remotamente [

7. Situación general

En términos generales, algunas teorías técnicas relacionadas con los barcos inteligentes son relativamente maduras (tecnología de detección ambiental, tecnología de comunicación y navegación, tecnología de monitoreo de condición y diagnóstico de fallas, etc.) y se han aplicado en la práctica, sin embargo, algunas teorías técnicas carecen del entorno real (tecnología de control de eficiencia energética, tecnología de planificación de rutas, tecnología de advertencia de seguridad, tecnología de navegación autónoma, etc.). .), por lo que los barcos inteligentes todavía se encuentran en una etapa de rápido desarrollo. Sin embargo, algunas teorías técnicas carecen de verificación en el entorno real (tecnología de control de eficiencia energética, tecnología de planificación de rutas, etc.). Por lo tanto, los barcos inteligentes en general todavía se encuentran en una etapa de rápido desarrollo y aún no han madurado por completo. Con el desarrollo de la tecnología de barcos, la tecnología de la información y la aplicación inteligente de "big data", la aparición de barcos inteligentes se está acelerando. el desarrollo de la inteligencia naval será un factor importante para determinar la dirección futura del desarrollo de la industria de la construcción naval, además de tecnologías clave como la detección de información, la comunicación y la navegación, y la gestión de la eficiencia energética, el atraque automático, el mantenimiento en alta mar y la limpieza automática; el reemplazo automático de piezas de equipos, la autoprotección, etc. también tenderán a desarrollarse de manera inteligente; con el desarrollo continuo de tecnologías relacionadas con la inteligencia de los buques, eventualmente los sistemas y equipos inteligentes podrán transformarse gradualmente en buques inteligentes para promover la seguridad de los buques. Con el desarrollo continuo de tecnologías relacionadas con la inteligencia de los buques, con el tiempo será posible transformar gradualmente los equipos de sistemas inteligentes en buques inteligentes, promoviendo una navegación segura y eficiente de los buques. Y traer nuevas oportunidades de desarrollo a la industria naviera de China.

2. Introducción de patrulleros marítimos

Mi país es un importante país marítimo y naviero y un país Clase A de la Organización Marítima Internacional. Desempeña un papel importante en el desarrollo pacífico y. utilización de los recursos marinos y la aplicación de convenios internacionales. Sin embargo, por razones históricas, las capacidades de supervisión y gestión de la seguridad del tráfico acuático de mi país aún no se han adaptado a las necesidades del desarrollo económico y son extremadamente desproporcionadas con respecto a la condición de mi país como importante país marítimo y naviero. En 2001, el "Esquema de Desarrollo Marítimo de China" propuso que para 2005, los asuntos marítimos de mi país incluirían rutas internacionales e instalaciones marítimas dentro de 1.000 millas náuticas dentro del alcance de la supervisión, e importantes vías navegables troncales y puertos importantes dentro de 50 millas náuticas. El tiempo de llegada de emergencia dentro de las 50 millas náuticas de vías navegables troncales importantes y de puertos importantes no excederá de 3 horas. Hay muchos requisitos para lograr este objetivo, una de las razones importantes es que los patrulleros marítimos modernos tienen la capacidad de navegar largas distancias.

Los patrulleros marítimos desempeñan un papel clave en muchos aspectos, como el patrullaje marítimo y la aplicación de la ley. Sus tareas incluyen principalmente: 1. Implementar patrullaje marítimo, supervisión, alerta, escolta y desvío del tráfico 2. Aplicación de la ley. y recopilación de pruebas: procesar e investigar todo. En caso de accidente marítimo, se debe utilizar el transporte para mantener el orden en el agua. 3. Búsqueda y rescate de emergencia: Responsable de organizar la búsqueda y rescate en el agua y las tareas de emergencia marítima, coordinando y guiando. trabajo relacionado.

Los buques de patrulla marítima deben estar equipados con sistemas fotoeléctricos de seguimiento y recolección de evidencia, que puedan realizar de manera efectiva la recolección de evidencia marítima y llevar a cabo de manera efectiva actividades como la investigación y el procesamiento de accidentes de tráfico marítimo, la búsqueda y la detección de la contaminación del agua. La evidencia marítima no está tan sólida como la evidencia terrestre y cambiará o incluso se eliminará con el tiempo y con los cambios en las corrientes oceánicas y las direcciones del viento. La recopilación oportuna y precisa de pruebas marítimas es extremadamente importante. Por tanto, este sistema se puede aplicar a patrulleras de alta mar.

El barco patrullero de alta mar también tiene una cabina especial: una sala multifuncional. Esta sala es similar a una sala de conferencias, pero la diferencia es que el comedor tiene una pantalla enorme y está equipado con computadoras y varias estaciones de operación de equipos electrónicos. Esta sala no sólo se puede utilizar para celebrar reuniones de emergencia, sino que también se pueden realizar llamadas inalámbricas de frecuencia especial o incluso de alta frecuencia con el comando en el sitio y comunicaciones del barco con la pesca y la aduana a través del sistema de red Ethernet; asuntos marítimos nacionales a través del sistema marítimo de satélites del barco e incluso acceder a la OMI.

Los buques de patrulla marítima pueden garantizar la seguridad de las aguas territoriales de nuestro país y ayudar a nuestro país a lograr su ambicioso objetivo de transparencia marítima. Y hacerlos más inteligentes es la tendencia de desarrollo de los patrulleros marítimos, y también es la dirección en la que debemos trabajar.

3. ¿La inteligencia de las patrulleras marítimas

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¿La inteligencia de las patrulleras marítimas

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De acuerdo con las características de las patrulleras de alta mar y la base técnica existente, es necesario y factible realizar una inteligencia limitada de las patrulleras de alta mar. Las tareas y funciones de las patrulleras offshore tienen particularidades propias que las diferencian de otro tipo de buques. Sus principales tareas incluyen patrullaje y escolta, supervisión de la aplicación de la ley, comando de búsqueda y rescate, operaciones de prevención y control de la contaminación y salvaguardia de la seguridad y los intereses nacionales. [5] De acuerdo con los objetivos reglamentarios determinados por el "Reglamento de diseño del sistema nacional de rescate y seguridad del tráfico acuático", las lanchas patrulleras deben poder llegar a cualquier área de agua dentro de las 200 millas náuticas de la costa en 12 horas y llegar a puntos clave dentro de las 50 millas náuticas. mar adentro en 90 minutos. Este requisito de tarea plantea requisitos obvios para la velocidad del barco. Sin embargo, considerando la cuestión del ahorro de combustible, la velocidad del barco es baja durante el crucero diario y la velocidad aumentará rápidamente solo cuando sea necesario. Se requiere tener velocidades bajas y medias. Menor consumo de combustible. Al mismo tiempo, teniendo en cuenta que los grandes desastres marítimos ocurren principalmente en condiciones marítimas duras, los barcos deben tener excelente maniobrabilidad y navegabilidad, gran resistencia y resistencia estructural, así como equipos avanzados de comunicación, comando y rescate. La Tabla 1 resume la correlación entre las principales tareas del desempeño marítimo y el desempeño principal del buque, donde la supervivencia del buque se refiere principalmente a la estabilidad del buque y al anti-hundimiento [6].

En respuesta a las especificaciones y requisitos mencionados anteriormente para las lanchas patrulleras en alta mar, este artículo discutirá medidas e ideas factibles para las lanchas patrulleras en alta mar desde aspectos como la comunicación e identificación, la seguridad y la conducción autónoma, y ​​la potencia.

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1. Comunicación e identificación

? La comunicación entre barcos se realiza principalmente a través de comunicación satelital y comunicación terrestre. En cuanto a la comunicación entre flotas de patrulla marítima, se puede considerar la tecnología de redes móviles autoorganizadas. Una red autoorganizada se refiere a un sistema autónomo temporal de múltiples saltos compuesto por un grupo de nodos móviles con equipo receptor inalámbrico. Se utiliza principalmente en entornos donde no hay soporte de infraestructura de red o la red existente no puede cumplir con requisitos como la movilidad móvil. Las redes ad hoc generalmente adoptan una estrategia de enrutamiento bajo demanda. El enrutamiento bajo demanda significa que en un entorno de red ad hoc que cambia dinámicamente, no es necesario mantener rutas a otros nodos, solo necesita descubrir rutas "bajo demanda" cuando existen. No hay nodos para recorrer el terreno. La topología y el contenido de la tabla de enrutamiento se crean bajo demanda. Las tablas de topología y enrutamiento se crean según demanda. El despliegue anterior permite el intercambio de datos en tiempo real entre formaciones.

En cuanto a la identificación de barcos, a finales del siglo pasado, los sistemas básicos de transporte inteligente (ITS) desarrollados por Estados Unidos, Japón y los países de Europa occidental ahora han madurado, señalando la dirección del desarrollo en este campo. El Sistema de Servicio de Tráfico de Embarcaciones (VTS) se estableció por primera vez en Europa y se utilizó inicialmente en aguas interiores. Ahora es ampliamente utilizado en los países costeros.

En el caso de los buques de patrulla marítima, los principales objetivos de aplicación de la ley incluyen tanto los buques grandes que deben instalar sistemas AIS como los buques pequeños en aguas relevantes.

Según las circunstancias relevantes, este artículo propone principalmente dos métodos de identificación basados ​​en el modo VTS+AIS (sistema de identificación automática de buques del Sistema de gestión de tráfico de vehículos) y el sistema GPS+GIS+GPRS/CDMA.

VTS es un sistema electrónico que muestra la posición, velocidad, dirección y otra información del barco en la pantalla a través del radar frontal y el sistema integral de procesamiento de información posterior, logrando así la organización del flujo de tráfico. ayudas a la navegación y otros servicios. La ventaja de este par de combinaciones

es que puede maximizar la función complementaria del radar para barcos grandes (y otros que requieren instalar equipos terminales), básicamente puede lograr una cobertura total. costo del equipo a bordo Es relativamente alto, por lo que el costo de instalación es demasiado alto, y los barcos pequeños, como los de transporte de arena y grava, no son barcos y no tienen requisitos de instalación obligatorios para las terminales. Por lo tanto, esta solución no es fácil de promover. e implementar para barcos pequeños

El sistema GPS+GIS+GPRS/CDMA tiene una precisión de posicionamiento relativamente alta, la resolución puede alcanzar los 15 metros y la precisión de la medición de la velocidad puede alcanzar los 0,1 metros por segundo; información circundante con mayor precisión y marcar la información de posición del barco en la carta a través del mapa, logrando Para el monitoreo y gestión de barcos en vías navegables costeras e interiores, las redes móviles y conectadas cubren estas áreas, lo que es más propicio para proporcionar ayudas a la navegación para la seguridad. la navegación de los barcos es más propicia para la comunicación en tiempo real. Dentro de la cobertura de China Mobile y China Unicom, la velocidad de transmisión de la red es más rápida y la precisión de la transmisión es más económica. , práctico y rentable, que también es diferente de otros tipos de barcos. La mayor ventaja en comparación con el método de monitoreo. Algunos barcos de construcción pequeños se ven obligados a instalar equipos costosos, lo que supondrá una enorme presión económica para estos barcos. La solución puede aprovechar al máximo la red de servicios de comunicación pública y reducir los costos de comunicación de la red. Más bajo, el costo de las terminales a bordo es relativamente bajo y no agregará más carga económica a los equipos similares a los barcos, y es más propicio para la promoción. p>

Debido a que el formato de datos de la información GPS y la información AIS se pueden utilizar a través de medios técnicos, después de la conversión, la información de datos de embarcaciones pequeñas se puede mostrar de manera integral en el sistema.

2. Navegación

La navegación de los barcos inteligentes afecta a la seguridad de las comunicaciones y a la fiabilidad de los equipos. Planteando requisitos muy altos para las comunicaciones, en términos generales, un modelo de seguridad completo debe incluir las siguientes cinco partes: gestión de la seguridad, detección de intrusiones, protección de seguridad, recuperación de seguridad y respuesta de seguridad Siga el "principio del barril", es decir, el nivel más bajo de seguridad de la red se utiliza como base para el juicio. Por lo tanto, un sistema de seguridad sin lagunas debe fortalecer la seguridad de la red en todos los aspectos. y construir una red de protección de seguridad de múltiples niveles en términos de realización de funciones de posicionamiento y transmisión de datos. Se seleccionó el sistema de posicionamiento GPS y el sistema de red GPRS con señal estable y bajo costo, destacando la idea de ahorrar dinero en términos de gestión de aplicaciones; del sistema de monitoreo de embarcaciones, a través de la investigación sobre el nuevo sistema, encontramos la manera de integrar el objetivo AIS de la embarcación en el objetivo. El método en el método se adapta a la tendencia de integración del sistema;

En términos Desde la estructura de la red, la seguridad de la red VTS se ha analizado y estudiado cuidadosamente y se ha propuesto un marco de seguridad de cuatro capas.

Estructura, que incorpora el concepto de seguridad de la red

Navegación automática. La construcción de barcos inteligentes requiere una serie de soportes de software y hardware. La tecnología existente de puentes artificiales y cabinas de vehículos aéreos no tripulados no es estable y, por lo general, no funciona con el debido efecto. Los barcos inteligentes deben adoptar un control difuso de dominio variable en el diseño del algoritmo del sistema y lograr un control preciso del rumbo del barco mediante el control en tiempo real de la salida del ángulo del timón. El actual sistema de piloto automático de cuarta generación se basa en algoritmos de control como sistemas expertos, control difuso y redes neuronales. En la actualidad, el sistema de control de rumbo de barco más común consta principalmente de un host, un controlador de rumbo, un servosistema de dirección y otras partes. El host, como remitente de parámetros de datos, realiza principalmente la configuración de los valores de control de rumbo y. la entrada de la cantidad de perturbación actual al barco; el controlador de rumbo realiza la salida de control del valor del ángulo del timón a través de algoritmos inteligentes basados ​​en la combinación de datos relevantes; finalmente, el servosistema del timón realiza el control del timón y la retroalimentación de; el ángulo del timón actual y proporciona información sobre el ángulo del timón. El control en tiempo real de la salida del ángulo del timón permite un control preciso del rumbo del barco. Finalmente, el servosistema del timón realiza el control del timón y la retroalimentación del ángulo actual del timón, logrando así un control inteligente del rumbo del barco.

La función de prevención de colisiones de los barcos inteligentes también es una cuestión importante que debe tenerse en cuenta durante la navegación del barco. Diferentes tipos de barcos tienen diferentes radios de giro y diferentes velocidades tienen diferentes velocidades angulares de giro. Para realizar realmente la función ARPA de prevención de colisiones de un barco, el modelo matemático de cada tipo de barco es diferente. En lo que respecta a los buques de transporte, las características de las distintas cargas también son diferentes. En otras palabras, el software ARPA para evitar colisiones de barcos también tiene la capacidad de "aprender continuamente" para adaptarse a las necesidades de las patrulleras marítimas para patrullar la aplicación de la ley. En comparación con la tradicional "función ARPA", el nuevo radar de navegación tiene una relación de interfaz con el "sistema de gestión de energía del barco" y puede realizar la entrada de datos y la corrección en tiempo real de las características del propio barco.

En comparación con la "función de observación" tradicional, el nuevo radar de navegación debe tener una relación de interfaz con equipos meteorológicos como "instrumentos meteorológicos de barcos" para realizar entradas automáticas y correcciones en tiempo real del tiempo, las olas y otros. datos de características meteorológicas. De acuerdo con el tamaño del objetivo, es necesario cambiar el alcance o ajustar la ganancia, el nuevo radar de navegación se puede ajustar automáticamente. Además, se pueden lograr ajustes automáticos mediante control remoto con la ayuda de un centro de soporte en tierra.

Las modernas pantallas de radar de navegación se pueden integrar con el "Sistema de información y visualización de cartas electrónicas (ECDIS)" y el "Sistema de identificación automática (AIS)". Esta imagen de radar es una escena en tiempo real de un barco inteligente. En comparación con la tradicional "observación de fusión", el nuevo radar de navegación puede interactuar con sistemas de comunicación externos o sistemas de inteligencia y puede transmitir "escenas en tiempo real" a los centros de apoyo en tierra para lograr una interacción en tierra y salvaguardar mejor los intereses de nuestro país. , para lograr las funciones esperadas del patrullero marítimo.

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[if !supportLists]3.?[endif] Potencia del barco

Los patrulleros marítimos tienen requisitos claros de velocidad, lo que requiere que estén dentro de Llegar a un tiempo determinado requiere la capacidad de navegar durante mucho tiempo. Esto plantea requisitos para el rendimiento de la central eléctrica de la patrullera costera, especialmente su velocidad y fiabilidad. En la actualidad, los tipos de sistemas de energía para barcos se pueden dividir en: sistemas de energía con motor diesel y sistemas de energía con turbina de gas. Las ventajas de los primeros son: seguridad, confiabilidad, economía, arranque rápido, amplio rango de potencia y buen rendimiento operativo. la mayoría de las cargas y una eficiencia considerable. La tecnología es relativamente madura. Actualmente, más de la mitad de los motores de los barcos en el mercado utilizan este sistema, pero también tiene excelentes características como potencia liviana, tamaño pequeño y protección del medio ambiente. problemas como el alto consumo de combustible y las altas necesidades de combustible. Este último tiene excelentes características como potencia ligera, gran volumen y protección del medio ambiente, pero también tiene las desventajas de un alto consumo de combustible y altos requisitos de combustible. En la actualidad, la tendencia de desarrollo de los sistemas de energía para barcos nacionales es: sistema de energía diésel inteligente convencional con potencia de salida de un solo cilindro de combustible dual, sistema de energía eléctrica (que utiliza tecnología de conversión de frecuencia de CA, diseño conveniente, ahorro de energía, bajo nivel de ruido, fácil de realizar). control automático) y sistema de energía híbrido (alta confiabilidad, a menudo utilizado en buques militares y grandes buques mercantes de alta mar).

Los controladores PID se utilizan a menudo en el proceso de control de velocidad de turbinas marinas. Esto se debe principalmente a que el algoritmo PID tiene las características de estructura simple y fácil implementación, lo que favorece la realización de un control inteligente del sistema de energía. Sin embargo, el algoritmo PID tradicional requiere prueba y error manual, lo que no favorece la realización de la inteligencia del barco. Para realizar su inteligencia, se utiliza un controlador PID difuso basado en una red neuronal difusa.

Referencias:

?[1]. Descripción general del desarrollo de barcos inteligentes en el país y en el extranjero OL. Jiangsu Machinery Industry Network 2017-07-11/2017-12-06.

[2]. Una breve discusión sobre las especificaciones de los barcos inteligentes J. Ship Engineering, 2016-09-15:01-02

[3]. tendencias de los barcos inteligentes OL. Internet.2016-12-14/2017-12-06

[4]. Liang Yunfang, Xie Junyuan, Chen Hu, Ji Han, Wu Hongcheng "Investigación sobre el desarrollo de Intelligent Ships" J. China Conference Paper.2017-07 -01/2017-12-06

[5].Yang LB, Wang W, Deng AM. Investigación sobre tipos de lanchas patrulleras en alta mar e indicadores de rendimiento J. Ships and Ocean Engineering 2013(2)

[6]. Modelado matemático para la selección óptima de lanchas patrulleras en alta mar J. China Navigation 20 16(1)

[6].