严新平，王树武，马枫

1 武汉理工大学 智能交通系统研究中心，湖北 武汉 430063

2 武汉理工大学 国家水运安全工程技术研究中心，湖北 武汉 430063

0 引 言

水路运输具有运量大、成本低、污染小及单位能耗低的特点，在货物运输方面具有较大优势[1]。水路货运量在全球贸易货运量中占据绝大部分，是综合运输体系的重要组成部分。

近年来，基于航运企业对减员增效、节能减排、提高航行安全的多重需求[2]，智能货运船舶的发展受到极大的关注。船舶智能化的研究始于20 世纪70 年代，综合导航系统[3]（integrated navigation system, INS）和综合船桥系统[4]（integrated bridge system, IBS）通过应用计算机技术，实现了船舶自身定位、雷达目标识别、自动舵等系统的集成，使得船舶能够在开阔无障碍水域自动航行。然而，在船舶密度较大的繁忙水域、船舶驾驶难度较大的复杂航道以及船舶进出港时，船舶自动航行尚有许多技术难点有待攻克。随着传感技术、信息处理技术、通信技术、控制技术和人工智能等学科的发展，新一代智能货运船舶有望实现在大多数航行环境下的智能驾驶[5-6]，并最终实现复杂水域、进出港由远程驾驶操纵或船舶自主航行，最终达到减少船舶配员、节能减排、提高船舶安全性的目的。因此，发展智能货运船舶对推动全球航运业转型升级和实现智能、绿色航运具有重要意义。

1 货运船舶的特点

目前已投入实用的“无人艇”，即具备一定自主航行智能的小型水面艇，在测绘、侦查、搜救、水文勘察等领域有较好的研究与应用基础[7]，其实现方法与无人机、无人车类似，具备“小、快、灵”的特点。……