2025年無人船出海測試題及答案一、單項選擇題（每題2分，共20題，總分40分）1.無人船自主導(dǎo)航系統(tǒng)中，以下哪項技術(shù)通過慣性測量單元（IMU）實現(xiàn)短時間高精度定位？A.GNSS差分定位B.慣性導(dǎo)航系統(tǒng)（INS）C.視覺SLAMD.激光雷達建圖答案：B2.無人船與岸基控制中心通信時，需滿足“低延遲、高可靠”要求的場景（如緊急避障指令），優(yōu)先選擇的通信方式是？A.衛(wèi)星通信（Inmarsat）B.4G/5G蜂窩網(wǎng)絡(luò)C.VHF甚高頻通信D.AIS自動識別系統(tǒng)答案：B3.無人船電力推進系統(tǒng)相較于傳統(tǒng)柴油機推進的核心優(yōu)勢是？A.初始成本更低B.維護周期更短C.能量轉(zhuǎn)換效率更高且可精準(zhǔn)控制D.無需考慮散熱問題答案：C4.無人船感知系統(tǒng)中，多波束聲吶的主要功能是？A.識別水面障礙物B.監(jiān)測船舶姿態(tài)（橫搖/縱搖）C.測量海底地形及航道水深D.探測空中目標(biāo)（如無人機）答案：C5.無人船控制模式中，“半自主模式”的典型特征是？A.完全由岸基人員實時操控B.系統(tǒng)按預(yù)設(shè)程序執(zhí)行任務(wù)，無需人工干預(yù)C.關(guān)鍵決策（如避障路徑選擇）需人工確認后執(zhí)行D.僅在故障時切換至人工控制答案：C6.無人船避障算法中，動態(tài)窗口法（DWA）的核心是？A.全局路徑規(guī)劃，避免靜態(tài)障礙物B.實時評估當(dāng)前速度與加速度約束下的可行軌跡C.基于概率模型探索未知環(huán)境D.通過A算法快速生成最短路徑答案：B7.無人船數(shù)據(jù)鏈路由衛(wèi)星通信與4G/5G組成冗余設(shè)計時，衛(wèi)星通信的主要作用是？A.提供高速率數(shù)據(jù)傳輸（如高清視頻）B.覆蓋遠海無蜂窩網(wǎng)絡(luò)區(qū)域C.降低通信延遲至100ms以內(nèi)D.替代AIS實現(xiàn)船舶間信息交互答案：B8.國際海事組織（IMO）對海上自主水面船舶（MASS）的安全等級分級中，“4級MASS”指？A.部分自主（特定操作自主）B.條件自主（需人工監(jiān)督）C.高度自主（有限人工干預(yù)）D.完全自主（無人員在船/岸控制）答案：D9.無人船能源管理系統(tǒng)（EMS）中，電池管理系統(tǒng)（BMS）的核心監(jiān)測指標(biāo)不包括？A.電池組電壓/電流B.單體電池溫度C.剩余電量（SOC）D.船舶實時航速答案：D10.無人船出海測試前，港口準(zhǔn)備階段的關(guān)鍵步驟是？A.測試人員簽署安全責(zé)任書B.向海事部門報備測試區(qū)域與時間C.檢查船載咖啡機電量D.更換船舶外觀油漆答案：B11.以下哪種傳感器組合最適合無人船在夜間及低能見度環(huán)境下的障礙物檢測？A.可見光攝像頭+激光雷達B.紅外熱成像儀+毫米波雷達C.多波束聲吶+AISD.IMU+GNSS答案：B12.無人船路徑規(guī)劃中，“局部路徑規(guī)劃”的主要輸入?yún)?shù)是？A.全局電子海圖B.實時感知的障礙物位置與運動狀態(tài)C.船舶設(shè)計最大航速D.岸基控制中心的指令優(yōu)先級答案：B13.無人船測試中，“定位精度驗證”需在以下哪種環(huán)境下進行？A.完全遮擋GNSS信號的隧道內(nèi)B.開闊海域（無遮擋）與港口復(fù)雜建筑區(qū)C.僅在實驗室模擬環(huán)境D.靜止錨泊狀態(tài)答案：B14.無人船應(yīng)急模式觸發(fā)條件不包括？A.連續(xù)30秒未接收岸基控制指令B.推進器故障導(dǎo)致航速低于安全閾值C.電池SOC低于15%D.船員在駕駛艙操作傳統(tǒng)船舶答案：D15.無人船通信系統(tǒng)的“電磁兼容（EMC）測試”主要驗證？A.通信設(shè)備在強電磁干擾下的工作穩(wěn)定性B.通信數(shù)據(jù)的加密強度C.衛(wèi)星天線的指向精度D.4G/5G信號的覆蓋范圍答案：A16.無人船適航性測試中，“耐波性試驗”需記錄的關(guān)鍵參數(shù)是？A.船舶在不同浪高、風(fēng)速下的橫搖/縱搖幅度B.船載傳感器的防水等級C.推進器的最大輸出功率D.導(dǎo)航系統(tǒng)的定位延遲答案：A17.無人船數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)（VDR）的最小數(shù)據(jù)存儲時長要求是？A.12小時B.24小時C.48小時D.72小時答案：C18.無人船與商船會遇時，需遵守的核心規(guī)則是？A.《國際海上避碰規(guī)則》（COLREGs）B.《國際防止船舶造成污染公約》（MARPOL）C.《海員培訓(xùn)、發(fā)證和值班標(biāo)準(zhǔn)國際公約》（STCW）D.《國際海上人命安全公約》（SOLAS）答案：A19.無人船動力系統(tǒng)匹配設(shè)計時，需重點考慮的因素是？A.船舶外觀設(shè)計的美觀性B.目標(biāo)海域的典型海況（如最大風(fēng)速、浪高）C.船載娛樂設(shè)施的電力需求D.船員休息室的空調(diào)功率答案：B20.無人船測試報告中，“缺陷分類”通常不包括？A.關(guān)鍵缺陷（影響航行安全）B.主要缺陷（影響任務(wù)執(zhí)行）C.次要缺陷（不影響功能但需改進）D.審美缺陷（如船體顏色不達標(biāo)）答案：D二、多項選擇題（每題3分，共10題，總分30分，少選、錯選均不得分）1.無人船的核心系統(tǒng)包括？A.導(dǎo)航與定位系統(tǒng)B.環(huán)境感知系統(tǒng)C.自主控制系統(tǒng)D.船岸通信系統(tǒng)答案：ABCD2.無人船自主避障策略需綜合考慮的因素有？A.障礙物的運動方向與速度B.本船的操縱特性（如轉(zhuǎn)彎半徑）C.航道規(guī)則（如分道通航制）D.岸基控制人員的實時指令答案：ABC3.無人船出海測試前，需完成的系統(tǒng)檢查包括？A.動力推進系統(tǒng)的冗余測試（主/備推進器切換）B.通信系統(tǒng)的多鏈路切換測試（衛(wèi)星/4G/5G）C.感知傳感器的標(biāo)定（如雷達與攝像頭外參校準(zhǔn)）D.定位系統(tǒng)的GNSS/INS融合精度驗證答案：ABCD4.無人船通信系統(tǒng)的冗余設(shè)計通常包括？A.衛(wèi)星通信（如Inmarsat）作為遠海備份B.4G/5G蜂窩網(wǎng)絡(luò)作為近海主鏈路C.VHF甚高頻作為短距離應(yīng)急通信D.藍牙通信用于船載設(shè)備間數(shù)據(jù)傳輸答案：ABC5.無人船故障診斷系統(tǒng)需監(jiān)測的異常狀態(tài)包括？A.攝像頭圖像持續(xù)模糊（傳感器失效）B.推進器轉(zhuǎn)速與指令不符（機械異常）C.通信延遲超過500ms（鏈路故障）D.控制算法計算耗時低于100ms（正常）答案：ABC6.國際海事組織（IMO）針對MASS的監(jiān)管框架涉及的公約包括？A.SOLAS（人命安全）B.MARPOL（防污染）C.STCW（船員培訓(xùn)）D.COLREGs（避碰規(guī)則）答案：ABCD7.無人船環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)需實時采集的參數(shù)包括？A.風(fēng)速、風(fēng)向B.浪高、浪向C.表層水溫、鹽度D.大氣PM2.5濃度答案：ABC8.無人船能源系統(tǒng)的可選配置包括？A.高能量密度鋰電池組B.氫燃料電池（需配套儲氫裝置）C.柔性太陽能電池板（輔助供電）D.小型柴油發(fā)電機（作為應(yīng)急電源）答案：ABCD9.無人船測試數(shù)據(jù)記錄需包含的關(guān)鍵信息有？A.時間戳與地理位置（經(jīng)緯度）B.傳感器原始數(shù)據(jù)（如雷達點云、攝像頭圖像）C.控制指令（如目標(biāo)航速、轉(zhuǎn)向角度）D.異常事件日志（如故障代碼、觸發(fā)時間）答案：ABCD10.無人船適航性測試的主要項目包括？A.載重線驗證（確保不超載）B.穩(wěn)性試驗（傾斜試驗驗證重心位置）C.抗沉性測試（模擬船艙進水后的浮態(tài)）D.防火性能測試（消防系統(tǒng)響應(yīng)時間）答案：ABCD三、判斷題（每題1分，共10題，總分10分）1.無人船的“自主導(dǎo)航”完全依賴岸基控制中心的實時通信。（）答案：×（自主導(dǎo)航可脫離實時通信，依賴船載傳感器與算法）2.AIS系統(tǒng)僅用于接收其他船舶信息，無法主動廣播本船數(shù)據(jù)。（）答案：×（AIS可主動廣播船位、航速、船名等信息）3.多波束聲吶通過發(fā)射高頻聲波并接收回波，可實現(xiàn)高精度海底地形測繪。（）答案：√4.電力推進系統(tǒng)的“零排放”僅指無直接廢氣排放，發(fā)電環(huán)節(jié)可能間接產(chǎn)生排放。（）答案：√5.無人船避障算法中，優(yōu)先考慮的是“最小碰撞時間（TTC）”而非“最小距離”。（）答案：√6.衛(wèi)星通信的延遲通常低于4G/5G網(wǎng)絡(luò)，適合用于實時控制指令傳輸。（）答案：×（衛(wèi)星通信延遲較高，4G/5G更適合實時控制）7.無人船應(yīng)急模式觸發(fā)后，需立即切換至“遙控模式”并由岸基人員接管。（）答案：√8.電池管理系統(tǒng)（BMS）僅需監(jiān)控電池組的總電壓，無需關(guān)注單體電池差異。（）答案：×（BMS需監(jiān)控單體電壓、溫度，防止過充/過放）9.無人船出海測試報告需由第三方檢測機構(gòu)簽字確認，方可作為適航認證依據(jù)。（）答案：√10.IMO對MASS的分級中，4級為“完全自主”，即無人員在船或岸基控制。（）答案：√四、簡答題（每題5分，共6題，總分30分）1.無人船與傳統(tǒng)船舶的核心差異體現(xiàn)在哪些方面？請至少列出3點。答案：①自主性：無人船依賴船載算法實現(xiàn)自主決策，傳統(tǒng)船舶依賴船員操作；②系統(tǒng)集成：無人船需高度集成導(dǎo)航、感知、控制、通信系統(tǒng)，傳統(tǒng)船舶各系統(tǒng)相對獨立；③通信依賴：無人船需可靠的船岸通信鏈路支持遠程監(jiān)控，傳統(tǒng)船舶通信為輔助功能；④冗余設(shè)計：無人船對動力、感知、通信的冗余要求更高，以應(yīng)對無人員現(xiàn)場維護的風(fēng)險。2.無人船感知系統(tǒng)通常由哪些傳感器組成？各傳感器的主要作用是什么？（至少列出4種）答案：①毫米波雷達：探測中遠距離障礙物（如船舶、浮標(biāo)），不受光照/雨霧影響；②紅外熱成像儀：夜間或低能見度下檢測發(fā)熱目標(biāo)（如船舶發(fā)動機、人員）；③多波束聲吶：測量航道水深及海底地形，防止觸底；④AIS接收機：獲取其他船舶的靜態(tài)信息（船名、載重）與動態(tài)信息（航速、航向）；⑤激光雷達：近距離高精度障礙物測距與輪廓識別（如碼頭、小型船只）。3.簡述無人船自主避障的決策流程。答案：①感知層：通過傳感器（雷達、攝像頭、聲吶、AIS）獲取周圍障礙物的位置、速度、類型等信息；②識別層：融合多源數(shù)據(jù)，區(qū)分靜態(tài)障礙物（如礁石）與動態(tài)障礙物（如商船），并預(yù)測其運動軌跡；③評估層：計算本船與障礙物的碰撞風(fēng)險（如碰撞時間TTC、最小距離DCPA）；④規(guī)劃層：基于避障算法（如DWA、RRT）生成符合COLREGs規(guī)則的可行路徑；⑤執(zhí)行層：向推進系統(tǒng)發(fā)送控制指令（調(diào)整航速、轉(zhuǎn)向角度），并實時監(jiān)控執(zhí)行效果。4.無人船通信系統(tǒng)為何需要冗余設(shè)計？常見的冗余方案有哪些？答案：冗余設(shè)計的必要性：無人船無人員在船，通信中斷可能導(dǎo)致失控，因此需通過多鏈路備份確保控制指令與數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。常見方案：①主鏈路：近海使?G/5G（低延遲），遠海使用衛(wèi)星通信（廣覆蓋）；②應(yīng)急鏈路：VHF甚高頻（短距離、抗干擾）用于與附近船舶/港口直接通信；③輔助鏈路：AIS廣播本船狀態(tài)，確保其他船舶可主動規(guī)避。5.無人船出海測試中需記錄的關(guān)鍵數(shù)據(jù)有哪些？請至少列出5類。答案：①導(dǎo)航數(shù)據(jù)：GNSS定位坐標(biāo)、INS姿態(tài)（橫搖/縱搖/航向）、航速；②感知數(shù)據(jù)：雷達點云、攝像頭圖像、聲吶測深結(jié)果、AIS接收信息；③控制數(shù)據(jù)：目標(biāo)航速/航向指令、推進器實際輸出（轉(zhuǎn)速/扭矩）、舵角；④環(huán)境數(shù)據(jù)：風(fēng)速/風(fēng)向、浪高/浪向、水溫/鹽度、能見度；⑤異常數(shù)據(jù)：故障代碼、觸發(fā)時間、系統(tǒng)自救措施（如切換備用傳感器）。6.簡述鋰電池管理系統(tǒng)（BMS）的主要功能。答案：①狀態(tài)監(jiān)測：實時采集單體電池的電壓、電流、溫度及電池組總電壓；②安全保護：防止過充（電壓過高）、過放（電壓過低）、過流（電流過大）、過熱（溫度過高）；③均衡管理：通過主動/被動均衡技術(shù)，縮小單體電池間的容量差異，延長整體壽命；④剩余電量（SOC）估算：基于安時積分法或卡爾曼濾波算法，預(yù)測電池剩余可用能量；⑤故障診斷：識別電池老化、內(nèi)部短路等異常，觸發(fā)報警或切斷高壓回路。五、案例分析題（每題10分，共2題，總分20分）案例1：某無人船在遠海測試時，突然出現(xiàn)4G/5G信號中斷，衛(wèi)星通信延遲升至2秒以上，無法實時接收岸基控制指令。此時船舶正在執(zhí)行“沿預(yù)設(shè)航線巡航”任務(wù)，周圍3海里內(nèi)有1艘商船（AIS顯示其航向與本船交叉，預(yù)計10分鐘后進入碰撞危險區(qū)）。問題：請設(shè)計應(yīng)急處理流程，并說明每一步的依據(jù)。答案：應(yīng)急處理流程：1.觸發(fā)應(yīng)急模式：船載控制系統(tǒng)檢測到通信延遲超閾值（如>1秒），自動切換至“受限自主模式”（依據(jù)：無人船安全規(guī)范中通信故障的應(yīng)急觸發(fā)條件）。2.保持預(yù)設(shè)航線：繼續(xù)按原計劃航行，避免因無指令干擾導(dǎo)致路徑突變（依據(jù)：COLREGs規(guī)則中“直航船”需保持航向航速的要求）。3.啟動自主避障：通過船載雷達/AIS持續(xù)監(jiān)測商船動態(tài)，計算碰撞風(fēng)險（如TTC<8分鐘時），生成符合COLREGs的避障路徑（如向右轉(zhuǎn)向15度，增速0.5節(jié)）（依據(jù)：自主避障算法的實時性要求）。4.廣播應(yīng)急信息：通過AIS發(fā)送“通信故障”狀態(tài)碼，提醒商船注意（依據(jù)：AIS協(xié)議中異常狀態(tài)的廣播規(guī)范）。5.低功耗模式：若通信中斷超過30分鐘，降低非必要設(shè)備功耗（如關(guān)閉高清攝像頭），延長續(xù)航（依據(jù)：能源管理系統(tǒng)的優(yōu)化策略）。6.上報海事部門：待衛(wèi)星通信恢復(fù)后，立即向附近海事局報告事件過程與處