·62· 智能系统学报 第14卷 特别适用于在交通繁忙的环境中测试更多概念性 弱；受外界因素影响明显；岸壁效应明显。船舶 的开发项目。该地区还具有VTS等监管设备，这 在靠离泊作业时，船两舷与水及岸壁作用产生向 将进一步增加作为测试区域的实用性。 岸靠拢的压力差，产生岸推力矩与岸吸力，使船 2018年2月，中国船级社、珠海市政府、武汉 体向岸壁靠拢。一般船岸间距达1.7倍船宽时 理工大学、云洲智能科技有限公司四方启动“珠 便可显出岸壁影响，并且随着航道宽度变窄、水 海万山无人船测试场”（见图3(）)的建设，作为亚 深变浅、船与岸的距离变近、航速变高、船型肥大 洲首个海上无人船测试场，不同于芬兰和挪威建 而程度加大。 设的以“水域”为核心的测试场，“珠海万山无人船 虽然USV与自主货船各有特点，但USV的 测试场”以多手段的评测体系为核心，其中包含了 设备选取及智能控制方法均对自主货船有参考意 实船测试场、模型船测试场、软件仿真环境、半实 义，可作为海事自主水面货船的雏形，为相关研 物仿真环境、评价方法体系、法规验证体系等。 究与发展提供基础。 综上，当前大型自主水面货船处在研究阶段， 同时大型测试场也在建设中。 3自主水面货船系统组成 23无人艇与自主水面货船研究的异同 大型自主水面货船的系统结构是以有动力的 USV具有小型、快速、灵活等特点。目前，载 船体为平台，搭载通讯设备、控制设备和特殊功 荷能力及运输功能较强的USV主要应用于军事 能设备，进行货物运输，主要是通过地面的基站 领域及科研领域，并未涉足运输业。 或母船的控制中心完成自主水面货船的远程控 自主水面货船操纵性特点：质量大，惯性大， 制。自主水面货船系统主要分为船端、岸端、通 余速消失慢；旋回性能较差；小舵角响应极其微 信系统3部分，如图4所示。 数据采集系统 通信系统 雷达相机/红外相机热像仪 电罗径角速度传感器 天线 导航 测深仪声呐 固态雷达声音传感器 制导、导航与 控制系统 如▣■▣e■e。■ 地面站 推进及动力系统 船体 舵&桨 发动机 艏侧推 图4自主水面货船的系统构成 Fig.4 System composition of autonomous surface cargo ships 3.1船端 igation and control,.GNC)。船端通过感知自主水面 船端主要包括船体结构、推进与动力系统、 货船周围环境信息和自身航行姿态信息，通过 数据采集系统及制导导航控制系统(guidance nav-. GNC系统调用对应的任务功能程序模块，实现自特别适用于在交通繁忙的环境中测试更多概念性 的开发项目。该地区还具有 VTS 等监管设备，这 将进一步增加作为测试区域的实用性[34]。 2018 年 2 月，中国船级社、珠海市政府、武汉 理工大学、云洲智能科技有限公司四方启动“珠 海万山无人船测试场”(见图 3(f)) 的建设，作为亚 洲首个海上无人船测试场，不同于芬兰和挪威建 设的以“水域”为核心的测试场，“珠海万山无人船 测试场”以多手段的评测体系为核心，其中包含了 实船测试场、模型船测试场、软件仿真环境、半实 物仿真环境、评价方法体系、法规验证体系等。 综上，当前大型自主水面货船处在研究阶段， 同时大型测试场也在建设中。 2.3 无人艇与自主水面货船研究的异同 USV 具有小型、快速、灵活等特点。目前，载 荷能力及运输功能较强的 USV 主要应用于军事 领域及科研领域，并未涉足运输业。 自主水面货船操纵性特点：质量大，惯性大， 余速消失慢；旋回性能较差；小舵角响应极其微 弱；受外界因素影响明显；岸壁效应明显。船舶 在靠离泊作业时，船两舷与水及岸壁作用产生向 岸靠拢的压力差，产生岸推力矩与岸吸力，使船 体向岸壁靠拢。一般船岸间距达 1.7 倍 [35] 船宽时 便可显出岸壁影响，并且随着航道宽度变窄、水 深变浅、船与岸的距离变近、航速变高、船型肥大 而程度加大。 虽然 USV 与自主货船各有特点，但 USV 的 设备选取及智能控制方法均对自主货船有参考意 义，可作为海事自主水面货船的雏形，为相关研 究与发展提供基础。 3 自主水面货船系统组成 大型自主水面货船的系统结构是以有动力的 船体为平台，搭载通讯设备、控制设备和特殊功 能设备，进行货物运输，主要是通过地面的基站 或母船的控制中心完成自主水面货船的远程控 制。自主水面货船系统主要分为船端、岸端、通 信系统 3 部分，如图 4 所示。 3.1 船端 船端主要包括船体结构、推进与动力系统、 数据采集系统及制导导航控制系统 (guidance nav￾igation and control, GNC)。船端通过感知自主水面 货船周围环境信息和自身航行姿态信息，通过 GNC 系统调用对应的任务功能程序模块，实现自 通信系统 数据采集系统 雷达 相机/红外相机 热像仪 电罗径 角速度传感器 导航 测深仪 声呐 固态雷达 声音传感器 地面站 制导、导航与 控制系统 船体 推进及动力系统 舵&桨 发动机 艏侧推 天线 图 4 自主水面货船的系统构成 Fig. 4 System composition of autonomous surface cargo ships ·62· 智 能 系 统 学 报 第 14 卷