2025年大學(xué)《海洋技術(shù)》專業(yè)題庫——海上作業(yè)機(jī)器人技術(shù)在港口作業(yè)中的應(yīng)用考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分。請將正確選項(xiàng)的代表字母填涂在答題卡相應(yīng)位置）1.下列哪項(xiàng)不屬于海上作業(yè)機(jī)器人的主要類型？A.自主航行船舶(AutonomousSurfaceShips)B.水下機(jī)器人(UnderwaterRobots)C.岸基自動(dòng)化設(shè)備(BaseAutomatedEquipment)D.飛行器(Aircraft)2.在港口作業(yè)中，海上作業(yè)機(jī)器人主要利用哪種能源進(jìn)行自主航行？A.電力(Electricity)B.柴油(Diesel)C.太陽能(SolarEnergy)D.液化天然氣(LNG)3.船舶自主靠離泊作業(yè)中，機(jī)器人導(dǎo)航定位主要依賴的技術(shù)是？A.衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(GNSS)和激光雷達(dá)(LiDAR)B.液壓傳感器和超聲波檢測C.人工指令和碼頭燈光D.港口廣播和船舶鐘聲4.港口貨物自動(dòng)裝卸搬運(yùn)場景下，海上作業(yè)機(jī)器人需要具備的關(guān)鍵能力是？A.高精度地形測繪B.復(fù)雜環(huán)境下的物體抓取與放置C.深海資源勘探D.大規(guī)模數(shù)據(jù)處理分析5.海上作業(yè)機(jī)器人在港口應(yīng)用面臨的主要環(huán)境挑戰(zhàn)之一是？A.城市噪音污染B.惡劣海況與強(qiáng)干擾信號C.人口密集交通擁堵D.氣候干燥少雨6.用于港口水下設(shè)施檢查與維護(hù)的機(jī)器人，其核心優(yōu)勢在于？A.極高的移動(dòng)速度B.強(qiáng)大的水下環(huán)境適應(yīng)能力C.完全自主的決策能力D.極低的制造成本7.實(shí)現(xiàn)“人機(jī)協(xié)作”安全的關(guān)鍵技術(shù)保障包括？A.高性能計(jì)算平臺B.實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)測與預(yù)警系統(tǒng)C.先進(jìn)的機(jī)器人操作系統(tǒng)D.寬帶網(wǎng)絡(luò)連接8.以下哪項(xiàng)技術(shù)不屬于提升海上作業(yè)機(jī)器人港口應(yīng)用智能化水平的關(guān)鍵因素？A.機(jī)器學(xué)習(xí)(MachineLearning)B.云計(jì)算(CloudComputing)C.傳統(tǒng)自動(dòng)化控制邏輯D.人工智能(ArtificialIntelligence)9.港口機(jī)器人集群化作業(yè)的主要優(yōu)勢體現(xiàn)在？A.降低單次作業(yè)成本B.提高整體作業(yè)效率和靈活性C.減少對人工的依賴D.以上都是10.當(dāng)前海上作業(yè)機(jī)器人技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要趨勢是？A.更加注重單一功能強(qiáng)化B.向更高程度的自主化、智能化方向發(fā)展C.減少與現(xiàn)有港口系統(tǒng)的集成需求D.降低對高精度傳感器的依賴二、填空題（每空1分，共15分。請將答案填寫在答題卡相應(yīng)位置）1.海上作業(yè)機(jī)器人在港口作業(yè)中，通過傳感器獲取環(huán)境信息，并利用______進(jìn)行處理，以實(shí)現(xiàn)自主導(dǎo)航和決策。2.港口自動(dòng)化裝卸搬運(yùn)系統(tǒng)通常需要機(jī)器人具備精確的______和______能力。3.為了確保海上作業(yè)機(jī)器人在港口的安全運(yùn)行，必須建立可靠的______和有效的______機(jī)制。4.水下機(jī)器人（ROV/AUV）在港口應(yīng)用中，常用的通信方式包括______和水下聲學(xué)通信。5.海上作業(yè)機(jī)器人的能源供給方式多種多樣，包括______、燃料電池和太陽能等。6.港口機(jī)器人技術(shù)的應(yīng)用，顯著提升了港口作業(yè)的______和______。7.人機(jī)協(xié)作模式要求機(jī)器人具備良好的______能力，以適應(yīng)動(dòng)態(tài)變化的環(huán)境和任務(wù)需求。三、簡答題（每題5分，共20分。請將答案填寫在答題卡相應(yīng)位置）1.簡述海上作業(yè)機(jī)器人進(jìn)行船舶自主靠離泊作業(yè)的基本流程。2.闡述海上作業(yè)機(jī)器人在港口進(jìn)行水下設(shè)施檢查與維護(hù)的主要作用。3.分析海上作業(yè)機(jī)器人在港口應(yīng)用中面臨的主要技術(shù)挑戰(zhàn)及其可能的解決方案。4.比較自主航行船舶與岸基輔助機(jī)器人在港口作業(yè)中的應(yīng)用場景和優(yōu)勢。四、論述題（每題10分，共20分。請將答案填寫在答題卡相應(yīng)位置）1.結(jié)合當(dāng)前技術(shù)發(fā)展趨勢，論述人工智能技術(shù)如何賦能海上作業(yè)機(jī)器人在港口作業(yè)中的應(yīng)用，并展望其未來發(fā)展方向。2.以港口貨物自動(dòng)裝卸搬運(yùn)為例，詳細(xì)分析海上作業(yè)機(jī)器人（或機(jī)器人系統(tǒng)）如何實(shí)現(xiàn)高效、安全的作業(yè)，并探討其在提高港口競爭力方面的重要意義。---試卷答案一、選擇題1.D2.A3.A4.B5.B6.B7.B8.C9.D10.B二、填空題1.決策算法2.定位，避障3.安全協(xié)議，應(yīng)急響應(yīng)4.水上無線5.電力電池6.效率，安全性7.交互三、簡答題1.基本流程：機(jī)器人（通常搭載傳感器和導(dǎo)航系統(tǒng)）進(jìn)入指定作業(yè)區(qū)域；利用傳感器感知船舶位置、姿態(tài)及周圍環(huán)境；根據(jù)預(yù)設(shè)航線或自主規(guī)劃路徑，開始接近泊位；在靠泊/離泊過程中，實(shí)時(shí)監(jiān)測距離和相對姿態(tài)，進(jìn)行速度和方向調(diào)整；通過控制自身推進(jìn)和靠泊裝置，實(shí)現(xiàn)與泊位或船舶的安全對接/分離；完成作業(yè)后，規(guī)劃路徑返回指定位置或待命區(qū)。2.主要作用：替代人工進(jìn)入危險(xiǎn)、深水或人難以到達(dá)的港口水下設(shè)施（如船體、碼頭結(jié)構(gòu)、水下管道、沉箱等）進(jìn)行檢查；利用搭載的攝像頭、聲納、無損檢測設(shè)備等獲取水下設(shè)施的圖像、視頻和數(shù)據(jù)；對檢查結(jié)果進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)損傷、腐蝕、設(shè)備故障等問題；為港口設(shè)施維護(hù)、維修和保養(yǎng)提供決策依據(jù)，提高檢查效率和準(zhǔn)確性，降低安全風(fēng)險(xiǎn)。3.主要挑戰(zhàn)與解決方案：*挑戰(zhàn)：惡劣海況（風(fēng)浪、海流）導(dǎo)致機(jī)器人姿態(tài)不穩(wěn)和定位困難；港口水域環(huán)境復(fù)雜，存在障礙物和強(qiáng)干擾；機(jī)器人能耗大，續(xù)航能力有限；水下通信困難，數(shù)據(jù)傳輸帶寬低、延遲高；人機(jī)協(xié)作安全風(fēng)險(xiǎn)；高昂的制造成本和維護(hù)費(fèi)用。*解決方案：采用高精度傳感器（IMU、GPS、LiDAR、多波束聲納）和魯棒導(dǎo)航算法；開發(fā)強(qiáng)大的路徑規(guī)劃和避障軟件；使用高能量密度電池、燃料電池或太陽能等能源技術(shù)；研究水下無線通信增強(qiáng)技術(shù)（如水聲調(diào)制解調(diào)、激光通信）或發(fā)展短時(shí)隙通信協(xié)議；設(shè)計(jì)符合安全標(biāo)準(zhǔn)的傳感器融合與協(xié)作機(jī)制；通過模塊化設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)化接口降低成本。4.應(yīng)用場景與優(yōu)勢比較：*自主航行船舶：主要用于港口水域的交通監(jiān)控、巡邏安防、環(huán)境監(jiān)測、輔助引航、小型物料的跨港區(qū)運(yùn)輸?shù)?。?yōu)勢在于覆蓋范圍廣、移動(dòng)速度快、可長時(shí)間自主運(yùn)行。*岸基輔助機(jī)器人：主要用于碼頭前沿的貨物搬運(yùn)、堆垛、水平運(yùn)輸、岸邊設(shè)備巡檢與維護(hù)、與船舶的對接輔助等。優(yōu)勢在于可承載較大載荷、運(yùn)行穩(wěn)定、與碼頭固定設(shè)施結(jié)合緊密、部署相對靈活。四、論述題1.人工智能賦能與未來展望：*賦能應(yīng)用：AI通過機(jī)器學(xué)習(xí)、計(jì)算機(jī)視覺、自然語言處理等技術(shù)，顯著提升了海上作業(yè)機(jī)器人的智能化水平。例如，利用計(jì)算機(jī)視覺進(jìn)行港口環(huán)境的實(shí)時(shí)感知與理解（識別障礙物、船只、人員、貨物類型）；應(yīng)用機(jī)器學(xué)習(xí)進(jìn)行自主路徑規(guī)劃（考慮實(shí)時(shí)交通、天氣、能見度等因素）；通過強(qiáng)化學(xué)習(xí)優(yōu)化作業(yè)策略（如裝卸效率、能耗）；利用自然語言處理實(shí)現(xiàn)與操作人員的自然交互與遠(yuǎn)程監(jiān)控。*未來展望：未來，AI將推動(dòng)海上作業(yè)機(jī)器人向更高程度的自主化發(fā)展，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜任務(wù)的自主決策和執(zhí)行；發(fā)展集群智能，使機(jī)器人能協(xié)同工作，完成單一機(jī)器人難以完成的任務(wù)；深化人機(jī)協(xié)作，實(shí)現(xiàn)更自然、更安全、更高效的交互；結(jié)合大數(shù)據(jù)分析，實(shí)現(xiàn)港口作業(yè)的預(yù)測性維護(hù)和智能調(diào)度；持續(xù)探索更智能的能源管理策略，延長作業(yè)時(shí)間。2.自動(dòng)裝卸搬運(yùn)分析及意義：*實(shí)現(xiàn)方式：海上作業(yè)機(jī)器人（或機(jī)器人系統(tǒng)）通過高精度定位系統(tǒng)（如RTK-GNSS、激光掃描）精確定位自身及貨物位置；利用傳感器（視覺、激光、力覺）識別貨物類型、形狀、重量及周圍環(huán)境；根據(jù)預(yù)設(shè)程序或自主規(guī)劃，執(zhí)行抓取、搬運(yùn)、放置等動(dòng)作；通過自動(dòng)化控制系統(tǒng)與港口其他設(shè)備（如岸橋、場橋）協(xié)同，實(shí)現(xiàn)貨物的無縫流轉(zhuǎn)；整個(gè)過程由中央控制系統(tǒng)或機(jī)器人自身智能決策單元監(jiān)控和調(diào)度，實(shí)現(xiàn)高效、精準(zhǔn)、連續(xù)作業(yè)