船舶航行與導(dǎo)航技術(shù)

匯報(bào)人：2024-01-20船舶航行與導(dǎo)航技術(shù)目錄CONTENTS船舶航行基本原理導(dǎo)航技術(shù)基礎(chǔ)現(xiàn)代導(dǎo)航技術(shù)航行安全與避碰規(guī)則船舶通信與信息技術(shù)應(yīng)用綠色航運(yùn)與環(huán)保要求01船舶航行基本原理船舶在水中受到的向上的浮力，與船體排開水的重量相等，使船舶能夠浮在水面。浮力原理穩(wěn)定性因素穩(wěn)性衡準(zhǔn)船舶的穩(wěn)定性取決于其重心和浮心的相對(duì)位置，以及船體水下部分的形狀和面積。為確保船舶安全，需滿足一定的穩(wěn)性衡準(zhǔn)，如完整穩(wěn)性和破艙穩(wěn)性等。030201浮力與穩(wěn)定性

推進(jìn)力與阻力推進(jìn)力船舶主機(jī)通過螺旋槳旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的推力，推動(dòng)船舶前進(jìn)。推進(jìn)力大小與主機(jī)功率、螺旋槳設(shè)計(jì)和船速等因素有關(guān)。阻力船舶在水中航行時(shí)受到的阻力，包括摩擦阻力、形狀阻力和興波阻力等。阻力大小與船體形狀、表面粗糙度和航速等因素有關(guān)。推進(jìn)效率推進(jìn)力與阻力的差值決定了船舶的推進(jìn)效率，優(yōu)化船體形狀和減小阻力是提高推進(jìn)效率的關(guān)鍵。操縱性01船舶在航行中應(yīng)具有良好的操縱性，即能夠快速響應(yīng)舵令，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向和保持航向。操縱性取決于舵設(shè)備性能、船體水下形狀和裝載狀態(tài)等因素。航向穩(wěn)定性02船舶在直線航行時(shí)應(yīng)具有良好的航向穩(wěn)定性，能夠抵抗風(fēng)浪等外部干擾，保持航向不變。航向穩(wěn)定性與船體水下部分的形狀、面積和重心位置等因素有關(guān)。操縱設(shè)備與控制系統(tǒng)03為確保良好的操縱性和航向穩(wěn)定性，船舶需配備高效的舵設(shè)備、推進(jìn)器以及先進(jìn)的自動(dòng)控制系統(tǒng)。操縱性與航向穩(wěn)定性02導(dǎo)航技術(shù)基礎(chǔ)包括經(jīng)度和緯度，用于確定地球表面任意一點(diǎn)的位置。地理坐標(biāo)系統(tǒng)船舶航行的方向，通常以真北為基準(zhǔn)，用方位角表示。航向由于地球磁場的不規(guī)則性，磁羅經(jīng)指示的磁北與真北之間存在一定的夾角，稱為羅經(jīng)差。羅經(jīng)差地理坐標(biāo)系統(tǒng)與航向根據(jù)船舶的航速和計(jì)劃航行時(shí)間，計(jì)算出預(yù)計(jì)到達(dá)目的地的距離。航程計(jì)算綜合考慮氣象、海況、潮流、航道水深等因素，設(shè)計(jì)出安全、經(jīng)濟(jì)的最優(yōu)航線。航線設(shè)計(jì)制定詳細(xì)的航行計(jì)劃，包括預(yù)計(jì)到達(dá)時(shí)間、燃料消耗、備用車速等。航行計(jì)劃航程計(jì)算與航線設(shè)計(jì)導(dǎo)航儀器及使用磁羅經(jīng)利用地球磁場確定方向，是船舶最基本的導(dǎo)航儀器。計(jì)程儀通過測量船舶航行的速度和時(shí)間來計(jì)算航程。自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)（AIS）通過衛(wèi)星定位技術(shù)，實(shí)時(shí)顯示周圍船舶的位置、航向、航速等信息，提高航行安全性。電子海圖顯示與信息系統(tǒng)（ECDIS）將電子海圖、雷達(dá)圖像、AIS信息等多源數(shù)據(jù)融合顯示，為船舶提供全面的導(dǎo)航信息。03現(xiàn)代導(dǎo)航技術(shù)利用美國GPS衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)提供全球范圍內(nèi)的定位、導(dǎo)航和時(shí)間服務(wù)。全球定位系統(tǒng)（GPS）俄羅斯的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，提供與GPS相似的服務(wù)。格洛納斯（GLONASS）歐洲的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，旨在提供更高精度的定位服務(wù)。伽利略（Galileo）中國的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，具備短報(bào)文通信和位置報(bào)告等特色功能。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（BDS）衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)加速度計(jì)測量載體在慣性空間中的加速度，經(jīng)積分處理后得到載體的速度和位置信息。陀螺儀利用陀螺儀的定軸性和進(jìn)動(dòng)性，測量載體的角速度，經(jīng)積分處理后獲取載體的姿態(tài)和航向信息。初始對(duì)準(zhǔn)技術(shù)在載體啟動(dòng)或重啟時(shí)，將慣性導(dǎo)航系統(tǒng)與已知地理坐標(biāo)系進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)，以確保導(dǎo)航精度。慣性導(dǎo)航系統(tǒng)將衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)和慣性導(dǎo)航系統(tǒng)相結(jié)合，利用衛(wèi)星導(dǎo)航的長期穩(wěn)定性和慣性導(dǎo)航的短期高精度特性，提高導(dǎo)航系統(tǒng)的整體性能。衛(wèi)星/慣性組合導(dǎo)航采用卡爾曼濾波、粒子濾波等算法，將多個(gè)傳感器的信息進(jìn)行融合處理，提高導(dǎo)航系統(tǒng)的精度和可靠性。多傳感器融合技術(shù)利用船舶自身的運(yùn)動(dòng)信息和環(huán)境特征，如航跡推算、地形匹配等，實(shí)現(xiàn)船舶在復(fù)雜環(huán)境下的自主導(dǎo)航。自主導(dǎo)航技術(shù)組合導(dǎo)航系統(tǒng)04航行安全與避碰規(guī)則船舶在航行和錨泊時(shí)，應(yīng)當(dāng)運(yùn)用一切有效手段保持正規(guī)瞭望，以便對(duì)局面和碰撞危險(xiǎn)作出充分的估計(jì)。保持正規(guī)瞭望船舶在任何時(shí)候均應(yīng)使用安全航速行駛，以便能采取適當(dāng)而有效的避碰行動(dòng)，并能在適合當(dāng)時(shí)環(huán)境和情況的距離內(nèi)把船停住。使用安全航速船舶在航行過程中，應(yīng)當(dāng)及早發(fā)現(xiàn)來船，并充分考慮到船舶之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，以及當(dāng)時(shí)環(huán)境和情況，對(duì)碰撞危險(xiǎn)作出充分的估計(jì)。判定碰撞危險(xiǎn)國際海上避碰規(guī)則船舶在航行過程中，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格遵守國際海上避碰規(guī)則和各港口、航道的特殊規(guī)定。遵守航行規(guī)則船舶之間以及船舶與岸臺(tái)之間應(yīng)當(dāng)保持通信暢通，及時(shí)溝通信息，協(xié)調(diào)避讓。保持通信暢通船舶在航行過程中，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)值班瞭望，確保在任何時(shí)候都能及時(shí)發(fā)現(xiàn)來船和障礙物。加強(qiáng)值班瞭望航行安全實(shí)踐應(yīng)急處理在發(fā)生碰撞、擱淺、火災(zāi)等緊急情況時(shí)，船舶應(yīng)當(dāng)立即啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案，組織船員進(jìn)行自救和互救，同時(shí)向外界發(fā)出求救信號(hào)。救援措施在接到求救信號(hào)后，附近船舶和岸上救援機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)立即啟動(dòng)救援程序，協(xié)調(diào)力量進(jìn)行救援。救援過程中應(yīng)當(dāng)注意自身安全，并盡可能減少對(duì)環(huán)境的影響。事故報(bào)告與分析事故發(fā)生后，相關(guān)方面應(yīng)當(dāng)及時(shí)報(bào)告事故情況，并配合有關(guān)部門進(jìn)行事故調(diào)查和分析。通過事故分析總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，防止類似事故再次發(fā)生。應(yīng)急處理與救援措施05船舶通信與信息技術(shù)應(yīng)用船舶通信系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)船舶與陸地、船舶與船舶之間的語音、數(shù)據(jù)、圖像等信息的傳輸和交換。船舶通信系統(tǒng)的特點(diǎn)具有遠(yuǎn)距離、高速率、大容量、高可靠性等特點(diǎn)，適應(yīng)海上惡劣環(huán)境和復(fù)雜通信需求。船舶通信系統(tǒng)的組成包括船岸通信系統(tǒng)、船船通信系統(tǒng)、船內(nèi)通信系統(tǒng)等。船舶通信系統(tǒng)概述123通過信息技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)航運(yùn)業(yè)務(wù)的自動(dòng)化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化，提高航運(yùn)效率和服務(wù)質(zhì)量。航運(yùn)信息化利用互聯(lián)網(wǎng)和電子商務(wù)技術(shù)，開展航運(yùn)交易、訂艙、報(bào)關(guān)、結(jié)算等在線服務(wù)，簡化業(yè)務(wù)流程，降低成本。航運(yùn)電子商務(wù)運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)航運(yùn)數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘和分析，為航運(yùn)決策提供支持，提高航運(yùn)安全和運(yùn)營效率。航運(yùn)大數(shù)據(jù)分析信息技術(shù)在航運(yùn)中應(yīng)用03航運(yùn)區(qū)塊鏈運(yùn)用區(qū)塊鏈技術(shù)構(gòu)建航運(yùn)信任機(jī)制，實(shí)現(xiàn)航運(yùn)信息的透明化、可追溯化和安全化，降低航運(yùn)風(fēng)險(xiǎn)和成本。01無人駕駛船舶利用先進(jìn)的導(dǎo)航、控制和通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)船舶的自主航行和遠(yuǎn)程控制，提高航運(yùn)安全和效率。02智能港口通過物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)港口的智能化管理和服務(wù)，提高港口運(yùn)營效率和服務(wù)水平。智能化航運(yùn)發(fā)展趨勢(shì)06綠色航運(yùn)與環(huán)保要求推廣清潔能源鼓勵(lì)使用液化天然氣（LNG）等清潔能源，減少對(duì)傳統(tǒng)重油的依賴。節(jié)能減排通過改進(jìn)船舶設(shè)計(jì)和運(yùn)營方式，提高能源利用效率，減少碳排放。環(huán)保法規(guī)制定嚴(yán)格的國際和國內(nèi)環(huán)保法規(guī)，規(guī)范航運(yùn)業(yè)的環(huán)境保護(hù)行為。綠色航運(yùn)理念及政策燃油質(zhì)量使用低硫燃油或安裝脫硫裝置，減少硫氧化物排放。岸電技術(shù)推廣岸電技術(shù)，允許船舶在靠港期間使用陸地電力，減少船舶輔機(jī)排放。廢氣處理采用高效的廢氣處理裝置，如選擇性催化還原（SCR）技術(shù)，降低氮氧化物排放。