以下是航海技术在提升船舶航行效率方面的一些最新进展:
自主伴航技术:多模通讯技术与 AI 算法技术相结合,如全球首艘具备自主伴航功能的拖轮 “津港轮 36”,其多模通讯系统支持多种模式通讯,可根据不同环境需求切换组合通讯模式,确保船舶在任何条件下正常工作。AI 算法技术则可感知船舶运行状态,优化航行线路,避免碰撞,并通过传感器实时感知海洋环境、识别障碍物,依据深度学习算法进行智能决策,提高航行安全性与效率1.
船舶自动驾驶技术:利用先进的传感器和雷达系统实时感知船舶周围环境,结合高精度地图和航行规则进行实时决策,规划出安全、经济的航行路线,并通过控制算法和执行机构实现船舶的精准控制和自动驾驶,减轻船员劳动强度,提高航运效率4.
风能辅助推进:如全球首艘安装风帆助航系统的货船 “Pyxis Ocean” 号轮,采用 “WindWings” 风帆技术,利用大型可折叠复合材料风帆捕捉风力,为船舶提供辅助推进力,风帆系统能根据风向和风速自动调整角度,可减少船舶 30% 的燃油消耗和碳排放6.
太阳能辅助推进:通过在船舶甲板上安装高效太阳能电池板,将太阳能转化为电能,为船舶提供辅助动力或满足日常用电需求,提高船舶能源利用效率和环保性能4.
新能源动力船舶:采用电力推进系统、氢能技术等新能源动力的船舶逐渐增多。例如,电池动力船舶具有零排放、低噪声和高效率等优点;氢燃料电池船舶以氢气和氧气为燃料,通过电化学反应产生电能,不产生污染物,能量转换效率高24.
大数据分析:通过安装在船只和码头上的传感器,以及卫星和无人机等设备收集大量数据,利用物联网技术实现数据共享和传输,建立数据仓库和数据湖进行集中存储和管理。借助分布式计算、云计算技术和机器学习算法对数据进行实时处理和分析,挖掘有价值信息,从而优化船舶航线和装卸顺序,提前预测未来货运需求和天气情况,调整船舶调度计划,提高运输效率和计划性34.
物联网技术应用:物联网传感器可实时采集船舶运营数据并传输至岸基,实现船舶与岸基的无缝连接。岸基控制中心可对船舶进行远程监控与管理,包括航行状态、设备运行状况、货物装卸情况等。同时,物联网技术还可实现货物装卸的自动化和智能化,以及货物库存的实时监控与管理,优化运输路线,缩短运输时间,降低运输成本3.
5G 通信技术:提供高速、低延时的数据传输能力,支持船舶与岸基、船舶与船舶之间的大数据量实时传输,实现对船舶设备和系统的远程实时监控和控制,提高管理效率和响应速度,还可为船员和乘客提供智能化、个性化的服务体验4.
水动力优化:新型船舶设计采用先进的水动力优化技术,如玲珑型球鼻艏设计、大直径螺旋桨和节能导管耦合优化技术等,可使船舶在多装重载的情况下,实现高航速、低油耗,提高航行效率.
轻量化设计:在船舶建造中采用轻量化材料和简约化设计,如无人船的船体采用轻量化材料,以减少船舶重量,提高航行效率,同时也有助于降低能源消耗5.
节能型设备与系统:使用节能型船舶涂料、节能型推进器等设备,以及船舶能源管理系统,实现船舶能源的合理分配和利用,提高船舶能源效率2.