1.一種極地航行智能船舶，其特征在于：包括船載航行數(shù)據(jù)記錄儀，報警管理系統(tǒng)，冰載荷監(jiān)控系統(tǒng)，應力監(jiān)控系統(tǒng)，縱傾優(yōu)化和航速優(yōu)化系統(tǒng)，冰層厚度和冰清監(jiān)控系統(tǒng)，存儲系統(tǒng)，噪音和振動監(jiān)控系統(tǒng)和智能管理系統(tǒng)，所述報警管理系統(tǒng)，冰載荷監(jiān)控系統(tǒng)，應力監(jiān)控系統(tǒng)，冰層厚度和冰清監(jiān)控系統(tǒng)，存儲系統(tǒng)，噪音和振動監(jiān)控系統(tǒng)均與所述智能管理系統(tǒng)連接；所述船載航行數(shù)據(jù)記錄儀包括波浪儀、風速風向儀、轉速儀、船首尾吃水計、衛(wèi)星定位接收儀，所述報警管理系統(tǒng)包括燃油溫度計、燃油質量流量計和軸功率計檢測報警系統(tǒng)；所述燃油質量流量計測量燃油消耗，所述波浪儀實時測量波浪方向和波高，所述風速風向儀實時測量船舶航行時外界的風速風向，所述轉速儀實時測量主機轉速，所述船首尾吃水計實時測量船舶首尾的吃水，所述衛(wèi)星定位接收儀接收船舶的經緯度信息，所述應力監(jiān)控系統(tǒng)實時測量船舶首部的結構應力水平，所述噪音和振動傳感器實時測量船上居住區(qū)等區(qū)域的噪音和振動，所述冰層厚度和冰情監(jiān)控系統(tǒng)實時接收極地冰情，所述存儲系統(tǒng)實時存儲各系統(tǒng)收集和測量的數(shù)據(jù)，所述智能管理系統(tǒng)對收集和測量的數(shù)據(jù)進行管理。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種極地航行智能船舶，其特征在于：所述船載航行數(shù)據(jù)記錄儀實時監(jiān)測主推進發(fā)動機、輔助發(fā)電用發(fā)動機、軸系的運行狀態(tài)，并根據(jù)狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)收集的數(shù)據(jù)，對機械設備的運行狀態(tài)和健康狀況進行分析和評估，并給出分析和評估結果。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種極地航行智能船舶，其特征在于：通過所述衛(wèi)星定位接收儀接收岸上海洋氣象監(jiān)測中心發(fā)布的海洋氣象預報，包括海浪、潮汐、潮流、風暴潮、水溫、海水鹽度、海水密度、海冰、海流、大風、海霧，還接收各港口等主要地區(qū)的天氣預報，包括溫度、濕度、風級、氣壓、云層、降雨；船員還可通過智能管理系統(tǒng)根據(jù)需要顯示當前及未來一段時間內各地區(qū)的天氣狀況、云層、海冰分布、海流信息。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種極地航行智能船舶，其特征在于：所述應力監(jiān)控系統(tǒng)在極地冰區(qū)航行時采集、存儲及顯示結構的應力，當應力水平超過預設的臨界值時，系統(tǒng)發(fā)出警報并給出調整航向建議，同時還能夠分析結構應力的長期統(tǒng)計平均值，并能對易受浮冰破壞的結構給出維護與加強的建議。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種極地航行智能船舶，其特征在于：所述縱傾優(yōu)化和航速優(yōu)化系統(tǒng)中的縱傾優(yōu)化系統(tǒng)，能夠收集并分析船舶在少量碎冰或無冰的敞水海域航行時在不同吃水、航速時各種縱傾浮態(tài)下轉速、風速風向等航行狀態(tài)數(shù)據(jù)及功率、油耗數(shù)據(jù)，建立無冰海域下的縱傾性能數(shù)據(jù)庫，得到不同吃水、航速對應的最佳縱傾，并根據(jù)用戶輸入的或通過傳感器采集的吃水、航速狀態(tài)信息分析，并提供船舶在少量碎冰或無冰海域航行時浮態(tài)調整的建議；所述縱傾優(yōu)化系統(tǒng)，還能夠收集并分析船舶在浮冰、碎冰海域航行時在不同吃水、航速、縱傾浮態(tài)下的轉速、風速風向等航行狀態(tài)數(shù)據(jù)及功率、油耗數(shù)據(jù)，建立浮冰海域下的縱傾性能數(shù)據(jù)庫，根據(jù)用戶輸入的或通過傳感器采集的吃水、航速信息給出該吃水對應的最佳縱傾，并根據(jù)分析結果提供船舶在浮冰、碎冰海域航行時浮態(tài)調整的建議；所述縱傾優(yōu)化系統(tǒng)還與裝載計算機系統(tǒng)相連，最佳縱傾信息傳遞到裝載計算機系統(tǒng)，裝載計算機系統(tǒng)基于該最佳縱傾，對裝載方案進行尋優(yōu)計算，找到最接近目標縱傾的裝載方案，該最佳裝載方案，不僅符合最佳節(jié)能航態(tài)目標，同時滿足船體強度、完整穩(wěn)性、谷物穩(wěn)性、破艙穩(wěn)性等安全指標要求；航速優(yōu)化系統(tǒng)根據(jù)航次計劃，包括船舶的出發(fā)港、目的港、出發(fā)時間，燃料消耗、綜合經濟效益分析等，提供基于燃油消耗最低并在預定時間內到達目的港為目標的航速優(yōu)化方案。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種極地航行智能船舶，其特征在于：所述智能管理系統(tǒng)提取任意所需時間段內的數(shù)據(jù)并生成各種數(shù)據(jù)圖表，并根據(jù)已有數(shù)據(jù)生成其它數(shù)據(jù)；繪制不同數(shù)據(jù)之間的關系曲線，并根據(jù)選定的時間段或航次計算平均油耗；所述智能管理系統(tǒng)對收集的功率、航速、風速風向、波浪等數(shù)據(jù)進行分析，將實際運營中的速度、功率數(shù)據(jù)進行修正得到無風浪的理想海洋環(huán)境下的速度功率曲線，并將該速度功率曲線與設計狀態(tài)時的速度功率曲線進行對比，給出船體清潔計劃的建議。
7.根據(jù)權利要求1所述的一種極地航行智能船舶，其特征在于：該船舶在極地航行時，智能管理系統(tǒng)根據(jù)接收的冰情數(shù)據(jù)、風速風向及海況等信息，給出最佳的參考航行路線，船舶航行中不會遇到大量浮冰，保證船舶安全，同時船舶所受阻力較小、油耗較低，所述智能管理系統(tǒng)還可根據(jù)更新的冰情數(shù)據(jù)、天氣與海況預報，不斷對航線進行調整和優(yōu)化。
8.根據(jù)權利要求1所述的一種極地航行智能船舶，其特征在于：該船舶在普通海域或浮冰較少的海域航行時，智能管理系統(tǒng)根據(jù)接收的天氣及海況預報，設計最佳的航行路線使油耗較低，并能根據(jù)最新的預報信息優(yōu)化航線；在普通海域航行時，監(jiān)測船舶運動與加速度以及首部砰擊壓力等參數(shù)，當這些參數(shù)高于預設值時發(fā)生報警，系統(tǒng)能根據(jù)當時的海況、航向、航速，對船體載荷進行總體計算分析與評估，并作出是否需要改變航向、改變航速以及船舶姿態(tài)等建議性操作指令。
9.根據(jù)權利要求1所述的一種極地航行智能船舶，其特征在于：所述冰載荷監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)監(jiān)測的冰載荷，計算船體結構在冰載荷作用下的應力，評估船體結構是否能夠承受冰載荷，并給出建議。
10.根據(jù)權利要求1所述的一種極地航行智能船舶，其特征在于：所述冰層厚度和冰情監(jiān)控系統(tǒng)是通過電阻式冰厚傳感器實現(xiàn)對各檢測點冰層厚度的自動監(jiān)測，通過系統(tǒng)內嵌的GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)實現(xiàn)對各冰情檢測點的定位，所述電阻式冰厚傳感器是利用冰、水和空氣的電阻率特性差異實現(xiàn)對冰層內部與冰下水位自動檢測的，包含有導電離子的自然水在常溫下是導電的，隨著溫度的降低水的電阻值會逐漸升高，其電阻值在幾十至幾百KΩ范圍，達到冰凍狀態(tài)后電阻值在幾MΩ至幾百MΩ范圍變化，冰具有弱電特性，被看作電阻值較大的弱導體，空氣則被看作絕緣體；冰情監(jiān)控系統(tǒng)通過在船首部和舷側部安裝攝像系統(tǒng)，對航線附近的冰情信息實時采集、存儲、傳輸。