論船舶電氣主要技術(shù)及發(fā)展趨勢

1、    論船舶電氣主要技術(shù)及發(fā)展趨勢    王鵬翔 韓玉 孫新博摘 要：船舶電氣的發(fā)展是靠先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)。研究船舶電氣主要技術(shù)及發(fā)展趨勢不僅能夠提高船舶電氣技術(shù)水平，而且對船舶行業(yè)的發(fā)展有著深遠(yuǎn)的意義。本文從船舶電氣的發(fā)展現(xiàn)狀入手，著重分析了船舶綜合自動(dòng)化技術(shù)、駕駛導(dǎo)航技術(shù)、海上遇險(xiǎn)安全技術(shù)、全球定位技術(shù)、自動(dòng)識別技術(shù)、航行數(shù)據(jù)記錄技術(shù)、綜合通訊技術(shù)等主要技術(shù)，并探索了船舶電氣主要技術(shù)的發(fā)展趨勢。關(guān)鍵詞：船舶電氣；主要技術(shù)；發(fā)展趨勢船舶電氣主要指電氣技術(shù)在船舶中的應(yīng)用，是科學(xué)與技術(shù)的結(jié)合。船舶電氣主要包括電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)、船舶電站、通信系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、無

2、線電、導(dǎo)航系統(tǒng)、自動(dòng)化系統(tǒng)等。船舶電氣在發(fā)展的過程中需要自動(dòng)化技術(shù)、導(dǎo)航技術(shù)、安全技術(shù)、定位技術(shù)、自動(dòng)識別技術(shù)等技術(shù)的支持，隨著科技的發(fā)展和進(jìn)步，船舶電氣的自動(dòng)化程度越來越高，自動(dòng)化己經(jīng)成為船舶電氣的重要發(fā)展方向。一、船舶電氣的發(fā)展現(xiàn)狀我國船舶電氣技術(shù)實(shí)現(xiàn)了機(jī)艙自動(dòng)化。在機(jī)艙系統(tǒng)中運(yùn)用總線控制技術(shù)，對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行集中管理和分散控制的管理方式。其中，主機(jī)遙控系統(tǒng)主要采用車鐘技術(shù)、主機(jī)安保技術(shù)和主機(jī)遙控技術(shù)。機(jī)艙報(bào)警系統(tǒng)主要采用呼叫技術(shù)和自動(dòng)報(bào)警技術(shù)。自動(dòng)化電站則主要采用報(bào)警技術(shù)和自動(dòng)化保護(hù)技術(shù)。而在船上也會(huì)設(shè)置機(jī)艙區(qū)域網(wǎng)絡(luò)和船舶辦公室區(qū)域網(wǎng)絡(luò)。其中，機(jī)艙區(qū)域網(wǎng)絡(luò)主要采用報(bào)警延伸技術(shù)、呼叫技術(shù)、報(bào)

3、警技術(shù)等以實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)的安全保護(hù)。船舶辦公室網(wǎng)絡(luò)主要采用資源共享技術(shù)來實(shí)現(xiàn)文件的傳閱和信息的共享。二、船舶電氣的主要技術(shù)1.船舶綜合自動(dòng)化技術(shù)。船舶綜合自動(dòng)化技術(shù)是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生的，被廣泛應(yīng)用在船舶電氣系統(tǒng)中。并且，信息自動(dòng)化技術(shù)水平的提升將船舶綜合自動(dòng)化技術(shù)提升到了一個(gè)更高的層次。船舶綜合自動(dòng)化技術(shù)是機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)、航行自動(dòng)化技術(shù)、裝載自動(dòng)化技術(shù)、機(jī)艙自動(dòng)化技術(shù)的綜合，能夠?qū)⒍喾N自動(dòng)化技術(shù)和功能整合為一個(gè)整體的系統(tǒng)。船舶綜合自動(dòng)化技術(shù)主要包括兩個(gè)工作母站、若干工作分站、若干控制系統(tǒng)。工作母站一個(gè)設(shè)置在駕駛室，一個(gè)設(shè)置在機(jī)艙工作室。并且，這兩個(gè)工作母站相對獨(dú)立，能夠單獨(dú)操作來完成任務(wù)

4、。同時(shí)，兩個(gè)工作母站互為備份，能夠在另一個(gè)工作母站出現(xiàn)問題是獨(dú)立操作。控制系統(tǒng)主要包括主機(jī)遙控系統(tǒng)、電站管理系統(tǒng)、機(jī)場監(jiān)測警報(bào)系統(tǒng)、自動(dòng)倒仰系統(tǒng)、泵浦系統(tǒng)等。母站與控制系統(tǒng)通過高速傳輸技術(shù)而形成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。并且，在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，需要根據(jù)實(shí)際需要來設(shè)置工作分站，以實(shí)現(xiàn)對船舶各設(shè)備和各項(xiàng)工作的監(jiān)控。并且，每個(gè)分站可以作為一個(gè)對外聯(lián)系的窗口，實(shí)現(xiàn)船舶與外界設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)的連接。并且，工作分站能夠借助電子郵件、信息傳輸?shù)燃夹g(shù)與其他船舶進(jìn)行信息交流、資料查詢、資源共享、設(shè)備維護(hù)等業(yè)務(wù)活動(dòng)，進(jìn)而增強(qiáng)船舶電氣系統(tǒng)的安全性和功能性，保證船舶電氣系統(tǒng)的正常運(yùn)行。2.駕駛導(dǎo)航技術(shù)。船舶的在水面上的運(yùn)行需要駕駛導(dǎo)航

5、技術(shù)的支持來保證正確的航行方向。因此，很多網(wǎng)家都將船舶電氣技術(shù)的目光集中在駕駛導(dǎo)航技術(shù)上面?，F(xiàn)階段，駕駛導(dǎo)航技術(shù)的開發(fā)研究正處于上升時(shí)期，德國、荷蘭、英國、瑞典等國家都參與了國際性的駕駛導(dǎo)航技術(shù)開發(fā)計(jì)劃。駕駛導(dǎo)航技術(shù)主要指在船舶運(yùn)行的過程中對駕駛室內(nèi)的導(dǎo)航設(shè)備、通訊設(shè)備、電子圖等進(jìn)行監(jiān)控，進(jìn)而為船舶提供正確的雷達(dá)圖像、航向方向、航行速度、定位信息，是船舶在最佳航線上運(yùn)行。并且，駕駛導(dǎo)航技術(shù)能夠有有效捕捉并辨別危險(xiǎn)目標(biāo)，避免船舶與危險(xiǎn)目標(biāo)的碰掩，進(jìn)而確保船舶運(yùn)行的安全性。3.海上遇險(xiǎn)安全技術(shù)。船舶在海上運(yùn)行會(huì)面臨海浪、礁石等不安全因素，存在著較大的安全風(fēng)險(xiǎn)。針對這一問題，世界各國積極探索船舶海上

6、遇險(xiǎn)安全技術(shù)，以增強(qiáng)船舶海上運(yùn)行的安全性。在船舶海上遇險(xiǎn)安全技術(shù)研發(fā)之前，船舶在海上的運(yùn)行主要依靠值班室報(bào)務(wù)員接受或發(fā)出求救信號，進(jìn)而采取求救措施。這種安全應(yīng)急措施的可靠性較差，工作效率不高。而海上遇險(xiǎn)安全技術(shù)主要通過衛(wèi)星通訊道向想指定區(qū)域發(fā)布觀測到的海情，使船舶及時(shí)了解運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)、海上風(fēng)暴等海亊仿息，進(jìn)而采取相關(guān)的規(guī)避措施。海上遇險(xiǎn)安全技術(shù)主要包括衛(wèi)星、網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)站、岸站和船站。4.全球定位系統(tǒng)。船舶的海上運(yùn)輸需要全球定位系統(tǒng)來進(jìn)行船舶的定位，進(jìn)而確保出船舶的正確航行方向。因此，世界各國在船舶電氣系統(tǒng)中都引入了全球定位系統(tǒng)。全球定位系統(tǒng)主要包括地面接收設(shè)備、空間星座、地面監(jiān)控這三部分，能夠?yàn)榇?/p>

7、提供全天候、全方位的定位導(dǎo)航服務(wù)。并且，全球定位系統(tǒng)的保密性較高，使用成本較低，使用十分方便，己經(jīng)被廣泛應(yīng)用在船舶電力系統(tǒng)之中，成為船舶電力系統(tǒng)的主要定位設(shè)備。5.自動(dòng)識別技術(shù)。針對船舶的海難事故和船舶碰撞等情況，國際上的相關(guān)組織提出了尋找海難原因，擴(kuò)大設(shè)備配置的要求，并強(qiáng)調(diào)了自動(dòng)識別技術(shù)在海難救助中的應(yīng)用。自動(dòng)識別技術(shù)在船舶電氣系統(tǒng)中的應(yīng)用能夠加強(qiáng)對海難的識別，有利于海難救助的開展。現(xiàn)階段，大多數(shù)船舶己經(jīng)使用了自動(dòng)識別技術(shù)，自動(dòng)識別技術(shù)水平也會(huì)隨著船舶研究而不斷提升。自動(dòng)識別技術(shù)能夠?yàn)榇疤峁┪唤纭⒋?、航向、船箱、船速等信息，也能夠自?dòng)接收相關(guān)信息，并對目標(biāo)船舶進(jìn)行監(jiān)控和跟蹤。自動(dòng)識別技術(shù)

8、主要包括dgps、vhf、通訊控制器。而船舶的定時(shí)和定位信息總都來源于全球定位系統(tǒng)。自動(dòng)識別技術(shù)能夠在定時(shí)和定位信息的技術(shù)上對可識別范圍內(nèi)的船只進(jìn)行識別，并預(yù)測與船只的相遇點(diǎn)、敁近交匯距離、船只航向及航速等信息。自動(dòng)識別技術(shù)在船舶電氣系統(tǒng)中的應(yīng)用標(biāo)志著船舶信息交換進(jìn)入了更高的水平。現(xiàn)階段，船舶自動(dòng)識別技術(shù)產(chǎn)品越來越多，技術(shù)水平也越來越高。6.航行數(shù)據(jù)記錄技術(shù)。船舶在航行的過程中需要對航行數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，因此，船舶電氣系統(tǒng)引入數(shù)據(jù)記錄技術(shù)十分必要。世界各國技術(shù)研究人員加快開啊航行數(shù)據(jù)記錄技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)對船舶航行數(shù)據(jù)的真實(shí)記錄?，F(xiàn)階段，幾乎所有的船舶都會(huì)安裝電氣系統(tǒng)中應(yīng)用數(shù)據(jù)記錄技術(shù)，以便于船只遇難尋

9、找和船只海難原因分析。航行數(shù)據(jù)記錄技為船舶事故相關(guān)數(shù)據(jù)分析提供真實(shí)的幫助尋找船舶事務(wù)的原因。具體來說，航析導(dǎo)技術(shù)需要對船舶的船位、航向、船舶航行信息的完善記錄。7.多功能綜合通信系統(tǒng)。現(xiàn)階段，各國船舶通訊研究部門在全面研究多功能綜合通信系統(tǒng)，并將綜合通信系統(tǒng)逐步推廣到市場上。多功能通信技術(shù)主要通過微機(jī)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)對船舶內(nèi)部通信、聲力電話、自動(dòng)電話、對講、廣播、報(bào)警、信息、數(shù)字重點(diǎn)、檢測、指示燈等系統(tǒng)整合為一個(gè)完整的控制裝置。這個(gè)控制裝置主要由多個(gè)控制柜組成，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對船舶各系統(tǒng)的集中控制。并且，船舶電氣系統(tǒng)可以根據(jù)需要將控制柜安裝在兩個(gè)不同的地方，以實(shí)現(xiàn)控制柜控制的靈活性。多功能綜合通信系統(tǒng)集成了船舶電氣各子系統(tǒng)的功能，能夠滿足船舶的各種通信需求。另外，多功能綜合通信系統(tǒng)的可靠性較強(qiáng)、操作十分方便，功能齊全，具有較髙的應(yīng)用價(jià)值。因此，安裝這一綜合通信系統(tǒng)已經(jīng)成為船舶電力系統(tǒng)的重要發(fā)展趨向。三、船舶電氣主要技術(shù)發(fā)展趨勢首先，綜合化發(fā)展己經(jīng)成為船舶電氣技術(shù)的重要發(fā)展趨勢。現(xiàn)階段，船舶電氣技術(shù)實(shí)現(xiàn)了系列化、通用化和模塊化，能夠被靈活應(yīng)用在船舶電氣系統(tǒng)之中。其次，網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展是船舶電氣技術(shù)的又一重要發(fā)展方向，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在船舶電氣系統(tǒng)中的應(yīng)用能夠有效提高電氣技術(shù)的自動(dòng)化和智能化水平，實(shí)現(xiàn)船舶電氣系統(tǒng)的信息交流和共享，構(gòu)建船舶通信網(wǎng)絡(luò)，減少船舶電氣系統(tǒng)操作錯(cuò)誤，促進(jìn)船舶電氣系統(tǒng)的正常運(yùn)行。參