在船舶行业，船舶引航一直都是一个不可或缺的重要组成部分。随着科技的不断进步，智能化船舶技术不断发展，推进了船舶行业的智能化进程。尤其是在疫情背景下，世界各地对水上运输需求下降，船舶的运载效率也随之降低。而船舶引航作为水上交通运输的重要环节之一，为保障水上安全做出了不可替代的贡献。
众所周知，船舶在海上航行是一个风险较高的过程。对于普通百姓来说，离港是最安全的选择，但对于船长、轮机长等一线船员来说，离港是一种极大的风险。因此，如何保证船员在船舶引航过程中的安全，对于船舶引航而言很重要。船舶引航通常是指船长或高级船员通过拖带等方式，将船舶从航行区域拖引到指定港口或者航道进行停靠的行为。现代智能化船舶非常强调对系统间配合、安全等方面的要求。
一、船舶引航的目的
船舶引航是一项复杂的工作，尤其是在我国沿海及内河水域，由于水域宽度较宽、通航密度大，交通流复杂多变，存在很多不确定因素。船舶引航过程中涉及到众多的因素和环节，每一个环节都会对船舶引航造成不同程度的影响，同时也会影响到航运事业的发展和社会经济水平的提升。船舶引航作为一个复杂的工作流程，包含多个部门和诸多环节。每个部门之间都有很强的独立性，同时各个环节之间又存在相互依赖和制约关系。
在实际操作过程中，通常由船长或高级船员为中心控制整个引航过程。具体而言:
(1)负责整个引航过程中的指挥;(2)根据船舶不同类型、吃水、航向等资料，制定最佳操纵方案;(3)根据船舶性能情况及时调整操纵方案;(4)按照有关规定检查并保证船舶安全技术状况良好;(5)掌握船舶航行动态变化;(6)选择和控制合适的锚地或停泊点等。
引航是一项专业性很强的工作。除了具有很强的技术性之外，还具有非常强的复杂性和风险性。一旦操作不当就会对航运事业产生重大影响。因此必须严格执行安全操作程序和风险控制措施并实时监控航行状况以确保安全。引航工作是一项复杂而又危险的工作，必须加强管理来确保引航作业过程中各项安全措施得以执行到位。
二、智能船舶主要技术及系统
1.船岸协同及信息交互系统
船岸协同及信息交互系统是通过无线电通信、传感器和数据融合等技术实现在船舶航行中的岸基信息与岸基设备之间的信息交互。岸基设备包括航行系统、AIS、雷达等设备，用于实时收集、处理和分析船舶航行数据并将其通过无线网络传输给岸基设备。
当船舶停靠码头时，船岸协同及信息交互系统将接收到的船岸通信信号或AIS等数据信息进行融合、计算和分析，根据需要调用相应的数据服务接口，进行船舶定位、船舶航向自动修正、船速自动控制和轨迹回放等操作。在船舶靠泊码头时，岸基系统通过对码头情况的实时监测，识别船舶是否处于锚泊状态，并根据实际情况设置相应的避碰规则。当船舶进入防撞区时，岸基系统会进行防撞提醒，并在航速控制、轨迹回放等方面对船舶进行实时控制。
总体来看，船岸协同及信息交互系统可实现以下功能:
(1)实现远程操控。岸基设备可以对船舶位置、船速、航向等进行实时监测。(2)实时安全预警。当船舶处于危险区域时，岸基设备可以发出报警信号和相应的警示信息提醒船员注意。(3)高效调度指挥。通过远程操控及相关通信技术实现码头与引航操控中心的协调管理与高效操作。船岸协同及信息交互系统能够满足远程操控目的，可以实现对船舶的实时监测和智能化管控，并为港口作业管理提供数据支撑。同时，通过岸基之间的协作交互可以降低航行风险，提高航行安全。可以看出船岸协同及信息交互系统将对船舶引航及港口作业发挥更大作用。
2.自动识别和决策技术
船舶自动识别系统(Automatic IdentificationSystem, AIS)是利用现代电子信息技术对船舶的重要组成部分之一船舶电子海图和相关数据进行自动接收、处理并通过AIS系统将其显示在地图上的系统。AIS能够自动识别和跟踪邻近船舶，并将这些信息提供给其他船舶，是实现“无人值班”的关键。AIS不但能够在特定时间间隔内检测到特定的目标对象，而且可以准确地探测到被观测对象所在的位置及与其相关联的其他信息。通过AIS的配合能够有效地了解过往船舶以及周围环境状况，判断船是否处于危险之中、是否需要采取规避措施等。
自动决策技术是通过智能终端来获取数据并对相关信息进行分析、处理和反馈，从而得出符合当前条件下最优解。目前，自动决策技术可以分为四个领域:
(1)航行避碰技术，智能避碰系统，即智能船舶系统，在特定水域条件下，通过识别可能发生碰撞的位置和类型，运用正确的避碰方法来实现安全地过航。AIS是在船舶上配备有船载设备，可以接收来自船舶自身和外部环境的数据信息，包括AIS接收的船舶信息、海图信息、气象信息以及AIS发送的报警信息等。而避碰技术是在船舶航行过程中，根据航行环境对各种风险因素进行识别和分析、并评估船舶所处
状况或危险程度，制定安全规避决策的过程。此外，引航过程中还可以利用AIS获得船舶与航道等方面数据进行决策。
智能船舶是集传感器、计算机、通信网络及先进算法于一体的新一代航行安全保障系统。通过先进的智能感知、定位、导航和控制等技术，实现船舶实时监测、自主避碰，并可自动生成或优化避碰方案等。并且具有安全监测预警(VTS),碰撞预警(AMR)和多船避碰(MBOC)等功能。
根据船舶之间的距离不同，船舶会遇过程可分为四类:近距离碰撞危险系统、中距碰撞危险系统和远距离碰撞危险系统。近距离碰撞危险系统包括雷达探测距离较近的障碍物，或雷达无法探测到的对海航行的大型船舶;中距碰撞危险系统包括大型船舶之间，或大型船舶与小型船舶之间;远距离碰撞危险系统包括大型及超大型海船之间。
(2)船舶操纵技术，主要是在船舶操纵领域，用于在船舶航行过程中进行自主驾驶的技术。该技术能够在不需要人为干预的情况下，实现船舶的自适应控制。这种技术是在原有人类经验控制的基础上，通过综合分析环境信息以及自身状态信息，并结合以往的历史经验制定出一种适应于当前环境和自身状态的策略。它既能保证船舶航行过程中人、机、船之间相互配合又能提高工作效率。其中最早出现在船舶领域，是由美国研制出来，主要用于解决海洋环境中自动化航行间题的自主控制系统。
与传统自动化航行相比，智能船舶可以更好地根据外界环境信息作出判断和决策并自主地采取相应行动。这种技术的特点是系统能够根据当前的环境信息和自身状态信息决定下一步行动方向、运动速度和转向角度，从而减少人为干预。它更多地体现了智能船舶作为人与机器共同合作的关系而非完全自主或完全依赖机器而实现动力操控这一概念。因此，在未来智能船舶发展过程中应该充分考虑到不同情况下船舶应采取何种控制策略以及如何在现有技术条件下完成任务，这也是未来研究重点之一。
(3)智能信息管理系统(AIS)技术，是指实现船舶信息管理的自动化，并在船舶航行过程中实时提供决策依据，主要应用于港口、航道、锚地等交通流管理。船舶智能信息管理系统(AIS)技术可以实现从船舶航行计划、雷达测速、航路选择到靠离泊及港池作业等过程的智能化和自动化。该系统能在航道导航时为船舶提供自动航向、航线选择，并在靠离泊中实时显示船位。可以有效避免出现船舶偏航或者航向偏离航道等情况。此外，该系统还能为船舶提供自动避碰的预警信息以及相关信息，如水深异常报警或碰撞危险报警等。该技术不仅可以减少人工操作带来的失误，还可以大幅提升港口和航道的管理水平与工作效率。
(4)交通流组织技术，是指船舶引航作业过程中，需要对各种情况进行分析和评估，选择最优的航行路线或泊位位置。尤其是在船位较远、航道狭窄且交通流量大的地方，就需要一个科学合理的航路选择。该技术通过对船舶引航过程中各种实际情况进行分析和评估，综合考虑船舶速度、数量、靠离港方式、港口通航环境等因素，采用最优的航线或泊位。
