导读：
近日，我院白勇教授团队联合新加坡南洋理工大学研究团队在Nature子刊《Communications Engineering》上发表了题为Intelligent shipping: integrating autonomous maneuvering and maritime knowledge in the Singapore-Rotterdam Corridor的研究论文。该研究提出了一种创新性的智能航运模型，旨在推动安全航运和智能化航运技术的发展，并将其应用在全世界最长的绿色走廊“新加坡-鹿特丹”航线。
《Communications Engineering》是Nature旗下第一本工程领域子刊。该期刊主要发布工程学所有领域的高质量研究、综述和评论，发表的研究论文代表了某一专业领域研究与发展的重大进展，还发表社论、研究亮点、问答和观点，反映编辑团队和广大工程界人士的分析和观点。
研究概述：
本研究提出了一种基于模型与数据双重驱动的智能航运框架，旨在结合公司特定的航运需求与船舶的操控性，提升现代航运操作的智能化和安全性。本研究通过分析AIS（自动识别系统）数据，提取了航运中的关键海事知识，并在此基础上设计了一个自主航行模型。首先，研究团队对AIS数据进行了清洗、压缩和提取，确保高质量的船舶轨迹数据。接着，采用无监督的层次化方法，从全球和局部层面提取海事交通知识，分析船舶行为、航迹聚类及交通流量图等，为航运公司提供个性化的航线设计。最后，通过建立船舶非线性操控模型和自动控制系统，并进行了自主操控测试，评估了航线的安全性和可行性。这一框架不仅能够为航运公司提供定制化的航线设计，还能有效减少人为错误，提高航行安全性，推动绿色航运的发展。
模型与数据双重驱动的智能航运框架
研究影响：
研究团队首次将航运与海洋技术相结合，通过分析来自全球AIS数据的船舶行为和航行模式，成功开发了一个能够根据公司需求定制的航线规划系统。在此基础上，航运公司可以根据不同的季节、航程长度、航线偏好、港口到达要求等因素，量身定制航线设计，从而提升航线运营效率。此外，基于自主航行模型的预航安全评估，也为航运行业提供了全新的安全保障手段。研究表明，通过在航行前进行详细的船舶操控性能和碰撞风险评估，能够有效提升航行安全性，尤其是为船舶自动驾驶系统或手动操作提供了重要支持。这一框架的成功实施为航运公司在实际运营中减少事故风险、提高航行安全提供了强有力的保障。
本研究的框架不仅为智能航运领域提供了新的思路，也为全球航运业的绿转型提供了宝贵的技术支持。随着全球航运业对可持续发展和智能化的需求日益增加，研究提出的自主航行与海事知识融合的框架有望在未来成为全球航运网络中的核心技术之一。
论文信息：
网址：https://www.nature.com/articles/s44172-025-00346-0
引用：Zhao, L., Xu, M., Liu, L., Bai, Y., Zhang, M., & Yan, R. (2025). Intelligent shipping: integrating autonomous maneuvering and maritime knowledge in the Singapore-Rotterdam Corridor. Communications Engineering, 4(1), 11.
作者简介：
赵亮，结构工程研究所博士生，师从白勇教授。研究方向为自主水面船的规划与决策、海事大数据、智能航运、绿色船舶技术。曾获多次研究生国家奖学金，期刊 Editor's Choice Award，ESI高被引，Outstanding Poster Award，以及各类校设奖学金和荣誉。在海洋工程、计算机等领域的高水平期刊发表学术论文20余篇。
白勇，结构工程研究所教授/博导，挪威科学技术院院士，国家特聘专家，美国造船与轮机工程师协会(SNAME)会士。研究方向包括海洋工程结构、海洋管道与立管、复合材料管缆、高压储氢容器、海洋机器人及动力定位、海洋大数据研究与建设、海洋人工智能开发与应用研究等。曾任丹麦技术大学、挪威科技大学以及美国加州伯克利大学研究员，在挪威船级社、美国船级社、挪威JP KENNY公司、美国壳牌石油公司和美国MCS公司等国际知名的海洋油气公司从事近10年的技术研发和工程管理工作。2010年起在浙江大学建筑工程学院任教授/博导，主持了数十个大型船舶结构、海底管线/立管、海洋平台结构设计、分析与风险评估项目，承担国家重大专项以及企业委托等二十余项科研项目。白勇教授在国内外知名学术期刊上发表了学术论文200余篇(其中被SCI和EI收录的文章有150多篇），英文学术专著15部，中文专著12部。
张明阳，芬兰阿尔托大学博士后研究员，专注于船舶航行智能感知与决策研究。现任 IET Intelligent Transport Systems副主编、Engineering Applications of Artificial Intelligence编辑，并担任荷兰国家基金委评审专家。发表高水平论文80余篇，其中，5篇论文入选 Web of Science研究前沿（Research Front）。研究成果入选2024年欧洲交通运输领域水上交通前沿研究前十榜单，并荣获全球船舶与海洋工程国际会议最佳论文奖。连续两年跻身全球2%顶尖科学家榜单。
鄢然，新加坡南洋理工大学（NTU）土木与环境工程学院（CEE）航海运输方向助理教授。自2024年5月起，担任新加坡科技研究局（A*STAR）高性能计算研究院（IHPC）联合高级科学家。鄢然博士分别于2020年和2022年在香港理工大学获得哲学硕士和哲学博士学位。她自2022年5月至2023年3月在香港理工大学物流与航运学系担任研究助理教授。鄢博士的研究兴趣包括航运数据分析、航运大数据、绿色航运管理、航运风险管理以及港口和航运优化。鄢然博士研究受到新加坡教育部、新加坡科技局、新加坡能源署、新加坡南洋理工大学、COSCO等政府部门和企业的资助。鄢然博士已在交通和航运的知名SCI/SSCI期刊发表论文70余篇，其中以第一作者或通讯作者发表50余篇。著有英文专著一本。