对自主航海事业发展的实践贡献

为了研究自主逃避机动算法，模型盆地测试的交叉场景。 （图片：MARIN）

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自主帆船围绕着大量的争论和猜测。虽然MARIN不会假装知道所有答案，但它正在采取实际步骤来协助其发展。

进一步提高航运自主性的首要目标是促进更高的安全标准，但与此同时，减少配员。 MARIN主要关注与自主帆船有关的三个主要领域。我们认为研究与交通管制相关的船舶非常重要，以了解航海安全问题和新配员角色的定义，包括陆上的角色定义。

此外，为了进一步研究自主航行，MARIN与荷兰海运业一起，已经开始了一项新的联合行业项目。在“自主航行”中，我们将一起研究所需的技术。在这里，我们概述了各种角色控制和船舶建模在自主航行发展中的作用。

控制
如果没有航向，位置和航迹控制，将不可能进行海洋保持和机动模型试验。关于整个系统性能的结论和预测不可避免地包括受控系统的性能。因此，对MARIN来说，最好的控制是必不可少的。控制系统的性能不应该主宰模拟和模型测试的结果，除非它是应该的。控制系统用于在不同条件下将船舶保持在适当位置或轨道上，并且应该优化使用其所有可用资源，例如安装的发电机功率，推进器特性等。如果这样做不正确，将导致船舶设计的运行能力（预测值）低得多。

自治和控制之间有一个平行的等级。控制是高层自治的不可避免的基础：无控制，无自主。最低自主权对应于人工操作员的手动控制。符合最高自治水平的系统将制定自己的计划，自行决定并使用其控制系统执行。

在进行对接模拟以研究港口进近的安全性时，模拟模型需要包括一个实际分配和控制港口拖船的决策算法，这些港口拖船协助船只进入港口并在码头边停靠。在评估交通分离方案设计时模拟海上交通时适用类似的挑战。这些应该包含某种“循环中的操作员”模式，以便能够包括长期任务计划和避免高风险碰撞情况。

楷模
MARIN的时间仿真模型将被用于提前预测危险情况。这使得船上或岸上的操作员有机会在充足的时间内评估情况，并为他提供了替代解决方案。这些仿真模型越好反映船舶的实际行为，并且它们越好地结合实际环境条件，运营商就能越好地识别危险情况并选择执行的最低风险情景。

航海安全问题
除了足够的机动和路线/航迹预测能力建模之外，“检测和避免”算法还需要有关交通冲突解决方案的知识。后者将不得不应对多船和其他复杂情况。这些情景的冲突解决方案需要考虑到各种观点。他们必须遵守“碰撞规则”（COLREGS），当地法规以及环境对船舶能力的纯粹物理限制。

另外，良好的航海技术和可预测性也是非常重要的因素。这些反映了许多有关交通情况的“不成文规则”，这些规则往往只能通过直接接触VHF来确认。不成文的规则指的是例如在近距离遭遇期间保持的距离和/或更具战略性的长期“明确”行为。交通（冲突）解决方案都有自己的安全和经济驱动参数。

新的Manning角色
每个自治层次都会引入自己的挑战，涉及与路线规划，天气评估和船舶状态等航海数据表示的接口。这些代表的船上和岸上部分都需要新的设备能力和新的操作员能力。再次，检测和避免模型被用于产生适当的和安全关键的情境意识表示，指出（良好）时间和空间到新出现的和可能相冲突甚至违反交通情况。

船员的全部拆除将需要所有船上功能的完全自主权，包括维护和修理。这将需要更简单的系统和关键系统的冗余。 “全电动船”将成为自主船舶非常有吸引力的设计解决方案。此外，全电动船舶还可以大幅度降低排放，因为可再生能源可用于为其电池充电。这里我们概述了一些正在采取的第一批实际步骤。如上所述，自主帆船联合工业项目已经启动。此外，模型测试程序将调查我们的自主避让机动算法（'过境'和'过往'）的现状/能力。


（如发布于2018年3月版海事报道和工程新闻 ）