.812 智能系统学报 第11卷 开发利用监管资源，促进安全信息的整合和共享，提 约50%，同时还具有零排放、噪声小的优点[8」。鹿 高海事监管的质量和效能1]。智慧海事监管的核 特丹港混合动力和电池-电力AGV原型如图7。 心是信息化，具体是利用AS、闭路监控电视 2)联运系统 (CCTV)、射频识别(RFID)、船舶远程识别与跟踪 鹿特丹港具有发达的联合运输网络(intermodal (LRT)、船舶交通服务(VTS)等系统，以及大数据、 transportation,简称联运)，包括内河、道路、近海、管 船联网和云计算技术手段，实现对航运船舶的远程、 道运输等，这使得鹿特丹港能够将货物在24h内运 实时、全程监管与服务。 输到欧洲各个重要的目的地[]。联运系统最重要 近年来，国内外学者在智能海事相关的架构设 的特点是能够充分发挥每个运输方式的优势，从宏 计、智能决策等方面做了大量的研究工作。文献 观（交通拥堵、排放等）和微观（某一货物达到时间 [31]提出了一种基于面向服务的体系结构(SOA) 等)两个层面综合考虑，最终设计一个最优的运输 的分布式“智慧海事云”架构：针对VTS系统交管雷 方案。鹿特丹港充分发挥了联运系统的优势，在提 达对船舶目标自动识别问题；文献[32]提出了一种 高运输效率的同时还节约了能源、降低了排放。 改进的模糊C-Mean方法来实现雷达自动雷达标绘 仪(ARPA)目标的自动提取，有效降低了人工识别 船舶目标的难度：文献[33]基于天气信息系统构建 了一种海事智能管理工作站，既能够为船舶交通管 理者提供决策支持，也能够为船舶本身提供服务：文 献[34]为提高船舶交通管理的安全性，提出利用人 工神经网络机理同时监控多条船舶的状态，并将获 取的信息与现有的船舶交通管理和信息系统(vessel traffic monitoring and information systems,VTMISs) 行融合，同时还提出利用扩展卡尔曼滤波实现单条 船舶状态轨迹的预测：文献[35]基于模糊推理系统 研发一种智能化的实时多船避碰风险评估系统，保 障船舶航行安全。 AGV details 4典型智能航运系统 99 2006 2012 2013 器 目前智能航运系统仍处于发展和完善阶段，以 鹿特丹港和新一代智能船舶为例介绍已有智能航运 系统的现状。 a = 4.1世界领先港口—鹿特丹港 一元5一 鹿特丹港位于莱茵河与马斯河河口，是欧洲最 大也是全球最先进的港口，被誉为“欧洲门户”[6]。 图7鹿特丹港混合动力AGV和电池-电力AGV原型 作为首个使用自动引导车(automated guided vehi- Fig.7 Prototypes of hybrid and battery-electric AGV in cles,AGV)和首个建成全自动化集装箱码头的港 port of rotterdam 口，鹿特丹港除了巨大的吞吐量外，更让人熟知的是 4.2新一代智能船舶 其对先进运营理念和技术的不断追求。以下简要从 罗尔斯·罗伊斯(Rolls Royce)公司致力于研发 自动引导车和联运系统来分析鹿特丹港的先进性。 具有无人驾驶和全球航行能力的新一代商用智能船 1)自动引导车 舶，能够有效提高运营效率、降低成本、减少排放甚至 码头AGV是一种用于船舶与堆场之间运输集 降低风险。新一代智能船舶或许是航运业历史上的 装箱的交通工具，是实现全自动集装箱码头的关键 一次重要变革，已经引起了全世界广泛的关注[0]。 装备[37]。AGV经历了卡车、柴油-液压车、油电混 2015年，罗尔斯·罗伊斯公司联合芬兰船舶设 合车的发展后，鹿特丹港在2013年就开始应用无人 计公司Deltamarin、国际海事卫星组织、芬兰图尔库 电池-电力AGV,该AGV首次将集装箱的运输和存 大学等近10家机构共同承担了由芬兰政府资助的 放过程分离，并能将集装箱在码头的处理效率提升 AAWA advanced autonomous waterborne applica-开发利用监管资源，促进安全信息的整合和共享，提 高海事监管的质量和效能［３１ ］ 。 智慧海事监管的核 心是 信 息 化， 具 体 是 利 用 ＡＩＳ、 闭 路 监 控 电 视 （ＣＣＴＶ）、射频识别（ＲＦＩＤ）、船舶远程识别与跟踪 （ＬＲＩＴ）、船舶交通服务（ＶＴＳ）等系统，以及大数据、 船联网和云计算技术手段，实现对航运船舶的远程、 实时、全程监管与服务。 近年来，国内外学者在智能海事相关的架构设 计、智能决策等方面做了大量的研究工作。 文献 ［３１］提出了一种基于面向服务的体系结构（ ＳＯＡ） 的分布式“智慧海事云”架构；针对 ＶＴＳ 系统交管雷 达对船舶目标自动识别问题；文献［３２］提出了一种 改进的模糊 Ｃ⁃Ｍｅａｎ 方法来实现雷达自动雷达标绘 仪（ＡＲＰＡ）目标的自动提取，有效降低了人工识别 船舶目标的难度；文献［３３］基于天气信息系统构建 了一种海事智能管理工作站，既能够为船舶交通管 理者提供决策支持，也能够为船舶本身提供服务；文 献［３４］为提高船舶交通管理的安全性，提出利用人 工神经网络机理同时监控多条船舶的状态，并将获 取的信息与现有的船舶交通管理和信息系统（ｖｅｓｓｅｌ ｔｒａｆｆｉｃ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ａｎｄ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍｓ， ＶＴＭＩＳｓ）进 行融合，同时还提出利用扩展卡尔曼滤波实现单条 船舶状态轨迹的预测；文献［３５］基于模糊推理系统 研发一种智能化的实时多船避碰风险评估系统，保 障船舶航行安全。 ４ 典型智能航运系统 目前智能航运系统仍处于发展和完善阶段，以 鹿特丹港和新一代智能船舶为例介绍已有智能航运 系统的现状。 ４．１ 世界领先港口———鹿特丹港 鹿特丹港位于莱茵河与马斯河河口，是欧洲最 大也是全球最先进的港口，被誉为“欧洲门户” ［ ３６ ］ 。 作为首个使用自动引导车（ ａｕｔｏｍａｔｅｄ ｇｕｉｄｅｄ ｖｅｈｉ⁃ ｃｌｅｓ， ＡＧＶ）和首个建成全自动化集装箱码头的港 口，鹿特丹港除了巨大的吞吐量外，更让人熟知的是 其对先进运营理念和技术的不断追求。 以下简要从 自动引导车和联运系统来分析鹿特丹港的先进性。 １）自动引导车 码头 ＡＧＶ 是一种用于船舶与堆场之间运输集 装箱的交通工具，是实现全自动集装箱码头的关键 装备［ ３７ ］ 。 ＡＧＶ 经历了卡车、柴油－液压车、油电混 合车的发展后，鹿特丹港在 ２０１３ 年就开始应用无人 电池－电力 ＡＧＶ，该 ＡＧＶ 首次将集装箱的运输和存 放过程分离，并能将集装箱在码头的处理效率提升 约 ５０％，同时还具有零排放、噪声小的优点［ ３８ ］ 。 鹿 特丹港混合动力和电池－电力 ＡＧＶ 原型如图 ７。 ２）联运系统 鹿特丹港具有发达的联合运输网络（ ｉｎｔｅｒｍｏｄａｌ ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ，简称联运），包括内河、道路、近海、管 道运输等，这使得鹿特丹港能够将货物在 ２４ ｈ 内运 输到欧洲各个重要的目的地［ ３９ ］ 。 联运系统最重要 的特点是能够充分发挥每个运输方式的优势，从宏 观（交通拥堵、排放等）和微观（某一货物达到时间 等）两个层面综合考虑，最终设计一个最优的运输 方案。 鹿特丹港充分发挥了联运系统的优势，在提 高运输效率的同时还节约了能源、降低了排放。 图 ７ 鹿特丹港混合动力 ＡＧＶ 和电池－电力 ＡＧＶ 原型 Ｆｉｇ．７ Ｐｒｏｔｏｔｙｐｅｓ ｏｆ ｈｙｂｒｉｄ ａｎｄ ｂａｔｔｅｒｙ⁃ｅｌｅｃｔｒｉｃ ＡＧＶ ｉｎ ｐｏｒｔ ｏｆ ｒｏｔｔｅｒｄａｍ ４．２ 新一代智能船舶 罗尔斯·罗伊斯（Ｒｏｌｌｓ Ｒｏｙｃｅ）公司致力于研发 具有无人驾驶和全球航行能力的新一代商用智能船 舶，能够有效提高运营效率、降低成本、减少排放甚至 降低风险。 新一代智能船舶或许是航运业历史上的 一次重要变革，已经引起了全世界广泛的关注［ ４０ ］ 。 ２０１５ 年，罗尔斯·罗伊斯公司联合芬兰船舶设 计公司 Ｄｅｌｔａｍａｒｉｎ、国际海事卫星组织、芬兰图尔库 大学等近 １０ 家机构共同承担了由芬兰政府资助的 ＡＡＷＡ （ ａｄｖａｎｃｅｄ ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ ｗａｔｅｒｂｏｒｎｅ ａｐｐｌｉｃａ⁃ ·８１２· 智 能 系 统 学 报 第 １１ 卷