《电池动力船舶船员技能培训》基本培训教材第三章 电池动力船主要设备及操作.pdfVIP

第三章电池动力船主要设备及操作

一、船舶态势感知系统

（一）态势感知概述

态势感知（SituationAwareness）起源于战争中对敌我双方攻防态势的估计。在态势

感知中，感知处于第一层次，获取环境中的重要线索或要素，原指通过人的视觉、听觉、触

觉等感知器官所感受到的外部环境；理解处于第二层次，整合感知到的数据和信息，分析其

与任务目标的相关性，获取对环境深层次的认识；预测处于第三层次，基于前两层次的结果，

预测相关要素的未来发展趋势，该层次原指人脑对未来发展趋势的判断。

以人工驾驶船舶在开阔水域中的行驶为例，驾驶员首先应了解船舶所处的自然地理环境，

如航道宽度、水深和流速等。同时，驾驶员还应知道船舶自身的状态，如位置、航速和航向

等；若在本船周围还有其他船只，还应尽可能地了解这些船只的运动信息。这些信息以数据、

图像和声音等形式汇集在驾驶员头脑中，驾驶员可根据以往的经验，形成对本船所处局面的

整体认识和感受，即所谓的船舶航行态势。

船舶态势感知系统将各感知设备获得的信息、数据等，通过多种传感器算法的融合，实

现对动静态目标实时情况的态势感知，形成态势认知视图，用于自主航行及自主靠离泊的实

现。

在传统航运业和船舶工业行业转型升级的关键阶段，船舶智能化已然成为行业发展的必

然需求。态势感知系统是智能化船舶的关键子系统，是航行安全的保障，可以精准、快速地

对感知物体进行直观判断和决策预警，从根本上减少安全事故的发生概率。态势感知不足将

会严重影响航行的安全，可能导致船舶发生碰撞，造成巨大的经济损失。

（二）船舶态势感知系统获取信息的要求

中国船级社在必威体育精装版版的规范中根据航行场景明确了智能船舶在辅助航行、开阔水域自主

航行、全航程自主航行时对多要获取信息的要求。

1.辅助航行时需要感知的信息包括但不限于以下内容:

（1）风速和风向、海面能见度、水流流速等船舶航行中的实时环境气象数据;

（2）船位、航速、航向、吃水、船体运动响应等本船实时信息，其中船体运动响应应

至少包括横摇、纵摇和艏摇，吃水信息应包括艏部、舯部和艉部左右舷的吃水;

（3）水上目标船舶自动识别系统AIS的数据；

（4）电子海图数据及更新；

（5）航经水域航道数据及更新；

（6）雷达范围内海上其它目标实时信息，包括其他船舶的位置、运动方向、运动速度、

大小尺寸、实际距离、与我船相交角度、航行状态及水面其他固定障碍物及运动目标信息；

（7）船舶所在位置的实测水深。

2.开阔水域自主航行船舶应能够全天候感知辅助航行所要的信息，并用于自主航行决策。

3.全航程自主航行时，要求船舶除在开阔水域实现自主航行外，还应能在狭窄水道、进

出港口等所有场景下工作，因此，船舶还应能获取以下2点场景信息:

（1）实时感知艏部、艉部与岸的间距及船岸间的角度；

（2）获得港口航道潮汐、流速、流向变化信息及其他相关环境信息。

规范中对智能船舶感知的内容进行了较为明确的描述。上述信息多为感知对象的状态，

部分为环境信息。规范对开阔水域和全航程的感知信息进行了区别描述，这意味着在狭窄水

道航行所需的态势感知信息更加丰富，也体现了航行态势感知的空间要素特征，反映出感知

的目标和程度的区别。在时间要素方面，规范强调了要进行全天候感知和航行时感知。

（三）船载感知设备

1.气象、水文环境感知设备

气象信息是船舶航行的重要信息，会对航行安全产生直接影响。船舶气象仪是测量船舶

外部环境参数的综合测量设备。一般由多种环境感知测量设备组成，如数字风速、风向计、

数字温度计、数字湿度计和数字气压表等，船舶气象仪通过集成这些设备的测量结果，并提

供统一数据接口，实现多种气象要素的感知。船舶航行时水流方向和流速对航行能效有显著

影响，靠离泊时水流对航行安全也有明显影响。超声波潮流计是测定海洋潮流速度与方向的

船载水文感知设备。

2.本船状态感知设备

本船运动状态主要是指本船位姿信息，而运动状态感知设备组成了船舶基本的导航系统。

船位是船舶航行所要感知的最基本的信息之一，船舶航行实际就是船舶位置不断变化而形成

的结果。现代船舶常用的导航定位系统一般依赖天基或岸基系统进行辅助实现定位，如：全

球导航卫星系统（GlobalNavigationSatelliteSystem,GNSS）、岸基区域无线电导航系统

等。全球导航卫星