随着航运业快速发展及海洋强国战略推进,船舶航行安全保障需求日益严苛,尤其是复杂海况下船舶稳性突变引发的倾覆风险,已成为航运安全的核心痛点。传统船舶稳性监测技术存在数据采集单一、动态响应滞后、复杂海况适配性差等问题,难以精准捕捉实时稳性变化,且与通航安全评估环节衔接不畅,无法形成“监测-预警-处置”的闭环管控。宁波海韵航海科技有限公司深耕航海科技服务领域,具备船舶稳性监测相关专利技术,长期开展通航安全评估、通航保障等业务,项目覆盖浙江省沿海全部城市,在船舶安全与通航服务领域积累了丰富的行业经验。
当前企业在船舶稳性监测服务中面临核心技术痛点:一是现有监测手段仅依赖单一姿态测量数据,未融合载重、风浪等关键影响因素,稳性评估精准度不足;二是复杂海况下(大风、涌浪、急转向)稳性参数计算模型适应性差,易出现偏差;三是预警阈值固定,无法根据船型、载重、海况动态调整,误报、漏报率较高;四是稳性监测数据与通航安全评估系统割裂,难以支撑航行风险的协同研判;五是监测终端体积大、功耗高,适配小型船舶的灵活性不足,移动端实时交互体验差。
研发船舶动态稳性多源数据融合监测与智能预警技术,能够有效提升复杂海况下船舶稳性监测的精准度与预警的及时性,实现与通航安全评估的联动协同,填补企业在动态稳性智能监测领域的技术空白,同时依托现有通航服务渠道快速推广应用,增强在航海安全技术服务市场的核心竞争力。基于此,企业亟需开展相关技术研发工作。
(1)多源数据融合协同难题:需解决姿态测量、载重分布、风速浪高、航向航速等多源异构数据的实时同步采集问题,攻克数据噪声过滤与精准融合算法,提升稳性评估的数据源可靠性。
(2)动态稳性精准计算难题:需建立适配不同船型的非线性稳性计算模型,解决复杂海况下稳性参数动态修正问题;攻克风浪载荷、船舶运动耦合作用下的稳性临界状态判定技术,提升极端场景下的计算精度。
(3)智能预警动态适配难题:需开发基于船型、载重、海况的预警阈值动态优化算法,解决固定阈值适配性差的问题;攻克多维度风险因子加权研判技术,实现分级预警的精准推送与处置建议智能生成。
(4)通航安全联动衔接难题:需设计稳性监测数据与通航评估模型的标准化接口,解决数据格式不兼容问题;攻克稳性状态与通航环境(航道、交通流)的协同研判技术,形成一体化航行风险评估体系。
(5)轻量化终端集成难题:需解决监测终端的小型化、低功耗设计问题,攻克多传感器集成与数据高效传输技术;优化移动端交互界面,保障无网络环境下的离线数据存储与预警功能正常运行。
(1)技术储备:企业已组建由船舶工程、航海技术、数据处理等领域专业人才组成的研发团队,具备丰富的通航安全评估与船舶技术服务经验;拥有“一种基于姿态测量信息的船舶稳性实时监测报警方法及装置”相关专利,掌握船舶稳性监测的基础技术原理,完成了多源数据融合监测的初步方案设计,积累了大量沿海船舶航行数据与通航安全评估案例。
(2)设备基础:已购置姿态测量实验设备、海洋环境数据采集终端、多源数据融合测试平台、船舶模拟航行实验装置及基础的电子加工设备,能够满足前期核心技术验证、原型终端开发、算法调试及海试前性能测试需求;企业拥有成熟的通航安全服务团队与沿海港口资源,具备技术成果海试验证的场景基础。
(3)市场与资源积累:已完成沿海航运企业、港口管理部门、海事机构等重点客户的需求调研,明确了动态稳性监测的精准度、预警响应速度等核心技术指标;与多家船舶制造企业、海洋环境监测机构建立了长期合作关系,可提供技术交流与海试资源支撑;同时与高校船舶工程学院、航海技术研究所开展了初步技术交流,具备产学研合作的良好基础。
(1)技术目标:开发完成船舶动态稳性多源数据融合监测与智能预警系统,多源数据融合精度≥99%,动态稳性计算误差≤3%;复杂海况下稳性临界状态识别准确率≥99.5%,预警响应时间≤2秒;预警阈值动态适配覆盖80%以上主流沿海船型;监测终端功耗降低40%以上,支持离线连续运行≥72小时;系统与通航评估模型衔接适配率100%。
(2)应用目标:完成至少4个典型应用场景(沿海货船、港口拖轮、渔船、小型客船)的海试验证,形成标准化行业解决方案;技术应用后,船舶稳性相关安全事故发生率降低75%以上,通航风险评估效率提升60%以上。
(3)成果目标:获得相关核心技术发明专利2-4项(含发明专利至少1项)、实用新型专利3-4项、软件著作权1-2项;形成完整的技术研发报告、生产工艺文件、产品检测标准及使用手册;将技术成功应用于批量生产与服务,实现至少10家沿海航运企业、3家港口管理部门的长期合作。
(1)技术文档:包括船舶动态稳性多源数据融合监测与智能预警技术研发报告、动态稳性计算模型手册、数据融合算法规范、终端集成设计方案、生产操作规程、产品性能检测标准及方法、专利与软件著作权申请文件、海试验证报告等。
(2)实物成果:船舶动态稳性多源监测终端原型机及量产产品、智能预警系统软件(含桌面端、移动端、云端平台)、数据融合处理模块、海试测试工装。
(3)知识产权:围绕核心技术获得的发明专利、实用新型专利、软件著作权等知识产权证书。
(4)应用成果:系统性能与海试验证报告、典型船型适配应用评估报告、产业化生产可行性分析报告及市场推广方案。