2.3　关键前沿技术及其发展趋势

通过在工程科技战略咨询智能支持系统（iSS）中筛选智能海洋运载装备领域的全球技术清单和开展文献聚类分析，结合全球智能海洋运载装备技术发展最新态势和专家研讨结果，形成了面向2035年的智能海洋运载装备技术清单，各项技术的内涵与发展趋势如下：

2.3.1　船舶智能航行操控技术

船舶智能航行操控技术是指利用计算机技术、控制技术等对感知和获得的信息进行分析和处理，对船舶航线、航速进行设计和优化；通过建立岸基中心，实现船舶在运营过程中的远程遥控，所涉及的技术主要包括航行环境智能感知与分析技术、航行安全性与经济性优化技术、智能导航自动驾驶技术和恶劣海况下的智能安全操控技术等。未来，船舶智能航行操控技术是智能船舶技术的重点发展方向之一，船舶可在开阔水域、狭窄水道、复杂环境条件下自主避碰，实现自主航行。

2.3.2　全船安全智能监控技术

全船安全智能监控技术是指利用传感器技术等，实现对船舶设备的安全、舱室环境的安全、船体结构的安全等进行自动化、智能化监测和控制，所涉及的技术主要包括机电设备安全智能监测技术、舱室环境安全智能监测技术、船体结构安全智能监测技术、火情火灾监测与智能控制技术、船舶在线自诊断技术、智能预警和灭火技术等。未来，全船安全智能监控技术重点向自主化方向迈进，船舶能够对船体结构、舱室、船舶设备等的安全和运行情况进行自主监测和控制。

2.3.3　船舶能源与动力系统智能管理技术

船舶能源与动力系统智能管理技术是指利用信息采集和感知技术，对船舶能源与动力系统的运行状况、船舶能效情况等进行分析，达到减少排放、提高能效的目的，所涉及的技术主要包括主动力与综合电力系统运行参数监测技术、健康状况与故障智能诊断及控制技术、全船智能能效管理技术等。未来，船舶能源与动力系统智能管理技术向集成化发展，逐步实现全船能源与动力管理的实时优化。

2.3.4　船舶智能货物管理技术

船舶智能货物管理技术是指利用传感器等感知器件对货物、货舱和货物保护系统的参数进行自动采集，并基于计算机技术、自动控制技术和大数据处理和分析技术，实现对货舱、货物和货物保护系统状态的感知和控制，进行货物优化配载和自动装卸，所涉及的技术主要包括货物储运状态监测与状况评估技术、货物装卸位置与过程智能监控技术、货物储运环境智能控制技术、船港一体化智能管理技术等。未来，船舶智能货物管理技术向网络化和智能化方向发展，推动货物自动装卸和海运物流向网络化、智能化发展。

2.3.5　智能船舶一体化信息技术

智能船舶一体化信息技术是指通过构建智能船舶网络安全体系、船舶一体化数据管理平台、海陆空天综合通信系统等，实现船岸一体互通互联，所涉及的技术主要包括大数据融合与实时仿真分析技术、全船任务管理技术、船舶一体化数据管理技术、海陆空天综合通信技术等。未来，智能船舶一体化信息平台在接收海量信息数据的同时，能够实现数据、信息整合、分析、处理，并给出相应的决策依据，辅助智能船舶体系乃至整个智能航运体系运营。

2.3.6　船舶智能设计工业软件技术

船舶智能设计工业软件技术是指利用计算机技术、虚拟仿真技术等，开发基于统一模型的三维设计软件、数值分析与可视化仿真评估软件等。未来，船舶智能设计工业软件将向一体化、集成化发展，通过建立算法库、专家库、母型船信息系统等，为船舶在设计过程中提供辅助决策和优化建议，从而达到最优设计要求。

2.3.7　船舶制造过程智能管控技术

船舶制造过程智能管控技术是指基于物联网技术，收集并整理船舶制造过程中的各个流程信息，然后进行分析，从而对整个船舶制造实行智能管控，达到提高建造效率、精简建造流程的目的，所涉及的技术主要包括船舶制造过程组网/感知/传输与管控技术、车间作业计划排产与自适应调整技术、全过程物流实时管控技术、船舶制造精度和品质管控技术、数字虚拟船厂技术、船舶工业云平台技术等。未来，船舶制造过程智能管控技术向自主化、协同化发展，船厂制造的各项流程实现自主精准控制，在最大程度上达到节约材料、节省建造时间和优化建造流程的目的。此外，船舶制造过程中所有信息均将上传到信息平台，实现造船过程中各项进程的实时跟踪。

2.3.8　海洋油气智能钻井/完井技术

海洋油气智能钻井/完井技术是指在海洋油气钻井/完井过程中，通过对井口监测监控、实时数据采集、智能分析成像等，实现海上钻井的智能化导向，提高钻井/完井效率及安全性的相关技术。海洋油气智能钻井/完井技术是智能海洋工程装备的关键技术之一，也是未来一段时间的技术热点。其核心技术包括智能化导向钻井技术、智能完井技术、油气田虚拟现实技术、自动化数据采集技术、油气田井口监控系统技术、智能机器人钻井系统技术等。未来，海洋油气将实现钻井/完井过程数据的实时采集和传输，通过智能机器人实现连续起下钻、连续循环、连续送钻、连续下套管等功能。

2.3.9　海洋油气田智能综合管理技术

海洋油气田智能综合管理技术是指在油气田开发过程中，对油气田实施远程监测和远程作业控制，并对油气生产实时监测、对开采信息进行智能分析，以及瞬时决策控制响应等智能综合管理相关技术。其核心技术包括油气田开发实时数据采集技术、远程监测与控制技术、远程作业技术、生产监测与优化技术、工业控制系统及信息安全分析技术等。未来，海洋油气田的智能综合管理将实现海洋油气田开采的实时数据采集和远程监测，形成海洋油气田远程控制技术体系，具有远程作业和分析能力。

2.3.10　海洋油气集输智能运维技术

海洋油气集输智能运维技术是指在管线与管道的地理信息数字化感知技术的基础上，运用智能海底管道内外检设备、故障综合诊断系统等设备与系统，使海洋油气集输系统具备智能决策能力的相关技术。其核心技术包括管线与管道的地理信息系统及全球定位系统（GPS）管道巡检管理系统技术、管线检测的智能机器人技术、设备故障综合诊断技术、智能检测报警技术及数字化感知系统技术等。未来，随着机器人技术以及海底管线故障综合诊断技术的进一步发展，海洋油气的集输智运维将全面实现管道与管线机器人巡检和维修，并逐步形成管线与管道自动定位、综合诊断、检测报警等为一体的智能运维技术体系。

2.3.11　渔业养殖装备自动化技术

渔业养殖装备自动化技术是指实现深远海渔业养殖装备无人值守和远程作业控制的相关技术，其核心技术包括投饵装置/洗网装置/收鱼装置等渔业养殖相关配套系统的自动化技术、海上连续供能技术、防生物附着涂料技术、渔业养殖综合管理系统技术和远程控制作业技术等。未来，渔业养殖必将向更远海域进军，随着渔业养殖模式的进一步变革，渔业养殖装备也将不断发展，向着集智能投饵、水下智能洗网、水下智能监控、自动收鱼等功能为一体的智能化管理方向发展。

2.3.12　深海复杂环境下自主感知分析技术

深海复杂环境下自主感知分析技术是指实现对深海地理、物理、化学、生物环境的自主感知、探测、分析的相关技术。由于深海环境复杂多变，海洋生物、水流等的干扰增加了海洋探测感知与分析的难度，因此必须发展深海探测感知新技术。深海复杂环境下自主感知分析技术将向提升效率、可靠性、自主程度发展，同时解决大容量、多种类水下数据存储、处理与识别问题，包括深海复杂环境下智能探测传感器件及其系统配置技术、环境感知/认知与推理分析技术、多目标自主跟踪识别技术等。未来，通过突破相关技术，可实现对浅海、深海及极区等关键海域的自主探测、感知与分析等，大幅度提升水下运动与固定目标的自主感知、跟踪与识别能力。

2.3.13　深海新型通信与定位导航技术

深海新型通信与定位导航技术是指实现深海装备高效、可靠通信与精确定位导航所需的新一代技术。当前，深海水声通信存在通信质量较差和稳定性较低等问题，深海定位导航面临环境复杂、信息源少等特点，技术难度大。发展高精度、高效率、高可靠性的新型深海通信与定位导航技术，成为未来深海探测的关键环节，包括深海环境下的光学通信技术、静动组合通信与定位导航技术、海底GPS高精度定位系统技术、远距离水下高速通信及信息交互技术、极低频电磁波应用技术、海底地形匹配定位导航技术、重力场与地磁场定位导航技术等核心技术。未来，通过构建深海水下通信链和深海定位导航系统，实现各海洋观测平台和传感器之间以及海、空、天之间高速和稳定的数据传输，实现对目标对象的精确定位与导航。

2.3.14　智能深海无人装备高效安全供能技术

智能深海无人装备高效安全供能技术是指实现无缆的深海无人装备高可靠性、高密度储能供能的相关技术。为了满足日益增长的深海探测与作业需求，智能深海无人装备对续航力的要求越来越高，现阶段使用的电池在体积和质量上都影响系统性能。智能深海无人装备动力与供能技术的复杂程度远超水面船舶，储能的体积与质量密度是智能深海无人装备性能的关键要素。因而，高密度、高安全性的供能储能技术成为智能深海无人装备技术的主攻方向之一，包括耐高压/耐腐蚀高能量密度能源技术、水下小体积核动力技术、深海能源补给技术等。未来，通过突破相关技术，可实现对高稳定性、高安全性、高可控性、高容量的智能深海无人装备动力能源持续供给。

2.3.15　水下无人装备自主航行与作业控制技术

水下无人装备自主航行与作业控制技术是指在没有人工实时控制的情况下，水下无人装备在航行及作业过程中能够根据自身状态及外部环境的变化，及时自主地做出决策的相关技术。该技术是水下无人装备技术的重要发展方向，包括复杂环境水下自主航路规划技术、智能航行控制技术、信息融合及实时传输技术、自主对接与回收技术、作业姿态自主控制技术等。未来，通过突破相关技术，将实现智能水下无人装备依靠自主决策和控制能力高效率地完成预定的深海探测与作业任务。

2.3.16　水下有人/无人装备集群智能协同技术

水下有人/无人装备集群智能协同技术是指实现各类水下装备集群协同作业与管理的相关技术。单一水下装备作业效率有限，而且不同类型装备的作业能力也存在差异。因此，各类水下装备协同作业将成为完成水下复杂任务的有效方式之一，是新一代深海探测与作业技术的发展方向，涉及水下无人装备本身的智能控制和有人/无人装备之间的智能协同控制。水下有人/无人装备集群智能协同技术包括集群装备多单元空间与环境信息感知/实时融合技术、集群装备主从单元状态判断/抗交互干扰/时空协调/精确配合/故障诊断与自动排除等智能辅助控制技术、超高压环境下装备的对接与进出舱技术、集群协同作业管理技术等。未来，通过突破相关技术，将实现水下有人/无人装备的有效协同配合，形成构架灵活的水下集群作业能力。