淺析船舶自動化技術(shù)現(xiàn)狀

王金光　涂興建　李日發(fā)

摘 要：船舶自動化技術(shù)指的就是采用自動化裝置代替人工的機(jī)械操縱，在這個過程中，技術(shù)人員可以使用可編程控制器、現(xiàn)場總線技術(shù)對整個船舶或者是船舶的某個部分進(jìn)行實時監(jiān)控。與此同時，船舶自動化技術(shù)還包括將最新的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、人工智能控制技術(shù)等最尖端的信息控制技術(shù)應(yīng)用到船舶的故障診斷、避碰等方面。在本文中，筆者將具體的講述船舶自動化的基本技術(shù)應(yīng)用，并描述船舶自動化的發(fā)展進(jìn)程，并對船舶自動化研究現(xiàn)狀的現(xiàn)狀以及一些關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了闡述。

關(guān)鍵詞：船舶 自動化技術(shù) 現(xiàn)狀

中圖分類號：F426 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）04（c）-0055-01

1 船舶自動化技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程

根據(jù)船舶自動化技術(shù)的發(fā)展歷程，可以具體的分為三個階段：第一個階段是船舶單元裝置自動化時期；第二個階段是船舶機(jī)艙自動化時期；第三個階段是船舶全船綜合自動化時期。

1.1 船舶單元裝置自動化時期

船舶單元裝置自動化技術(shù)是在船舶自動化技術(shù)發(fā)展的最初階段出現(xiàn)的，這一段歷史進(jìn)程的最主要特點就是船舶的一個單獨的設(shè)備的自動化技術(shù)的應(yīng)用。具體的說，就是通過安裝在船舶上面的各種設(shè)備儀器、船舶上面具有各式各樣功能的儀表設(shè)備、船舶上面的各種監(jiān)控設(shè)施來實現(xiàn)船舶的自動化管理。船舶單元裝置自動化時期的自動化技術(shù)雖然很好的提升了當(dāng)時的船舶自動化技術(shù)，但是作為船舶上的儀器，船舶上的各個自動化設(shè)備之間很難做到有效的溝通處理。因此，在船舶單元裝置自動化時期，整個船舶的自動化設(shè)備之間無法做到有效連接，收集的自動化信息也比較松散，尚且需要船舶上的工作人員進(jìn)行一定的人工手動操作，是最初級的船舶自動化技術(shù)。

1.2 船舶機(jī)艙自動化時期

在當(dāng)代背景下，擁有先進(jìn)船舶自動化技術(shù)的國家率先結(jié)合電子信息科學(xué)研究出來了船舶集中監(jiān)控系統(tǒng)，通過對船舶集中監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用，就可以實現(xiàn)船舶機(jī)艙夜間無人值班，船舶自動化技術(shù)也隨之快速發(fā)展。船舶機(jī)艙自動化時期主要研究出來的船舶自動化技術(shù)有：船舶主機(jī)遙控技術(shù)、出阿伯電站管理技術(shù)、船舶動力裝置的監(jiān)測報警技術(shù)、船舶柴油機(jī)的工控監(jiān)測與趨勢分析技術(shù)、船舶故障預(yù)診斷技術(shù)等。船舶機(jī)艙自動化自動化技術(shù)的技術(shù)核心是船舶機(jī)艙自動化監(jiān)控技術(shù)。在最初的船舶機(jī)艙自動化時期，機(jī)艙自動化監(jiān)控技術(shù)的核心是集中船舶船艙監(jiān)控，其主要特點是整個船舶采用一臺計算機(jī)進(jìn)行集中控制和管理。一旦這一臺計算機(jī)出現(xiàn)故障，這種管理模式就難以維持整個船舶機(jī)艙自動化的需求。針對這樣的問題，20世紀(jì)70年代，先進(jìn)國家研究出了分散監(jiān)控的新型監(jiān)控模式，通過船舶上面多臺計算機(jī)的聯(lián)合操作實現(xiàn)自動化管理，有效的完成了船舶的自動化運行。

1.3 船舶全船綜合自動化時期

進(jìn)入新世紀(jì)以來，隨著信息科學(xué)技術(shù)以及互聯(lián)網(wǎng)計算機(jī)科學(xué)技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，船舶自動化技術(shù)已經(jīng)開始初步邁進(jìn)實現(xiàn)船岸信息共享、船舶網(wǎng)絡(luò)一體化的船舶全船綜合自動化時期。船舶全船綜合自動化技術(shù)是對船舶的航行、裝卸、機(jī)艙等各個方面實行全方位的監(jiān)督和管理。在具體的船舶全船綜合自動化技術(shù)之中，采用的是分級管理的模式，在進(jìn)行監(jiān)督管理的時候，每一個船舶總系統(tǒng)管理下的分系統(tǒng)都擁有自己的獨立的計算機(jī)來進(jìn)行自動化運行。與此同時，各個獨立的分系統(tǒng)之間也可以通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行信息的共享，進(jìn)而實現(xiàn)整個船舶的信息共享、整個船舶的集中管理控制。當(dāng)各個分系統(tǒng)收集到足夠資料后，在匯總進(jìn)入總系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一處理，實現(xiàn)船舶的自動化操作。

2 船舶自動化技術(shù)現(xiàn)狀

2.1 船舶主機(jī)遙控系統(tǒng)

船舶主機(jī)遙控技術(shù)出現(xiàn)于20世紀(jì)的60年代，其實目前實現(xiàn)船舶自動化的重要組成部分之一。目前，PLC系統(tǒng)已經(jīng)成為了船舶自動化技術(shù)最廣泛采用的主機(jī)遙控技術(shù)，其具有可靠性強(qiáng)、通信功能強(qiáng)大等優(yōu)良的特性。

2.2 船舶機(jī)艙監(jiān)控系統(tǒng)

作為船舶自動化技術(shù)的核心技術(shù)，船舶機(jī)艙監(jiān)控技術(shù)主要包含船舶互聯(lián)網(wǎng)鏈接以及船舶現(xiàn)場總線技術(shù)這兩個部分。目前，采用最廣泛的總線技術(shù)是CAN總線技術(shù)，其具有高效的信息傳輸能力和比較強(qiáng)的穩(wěn)定性，CAN總線技術(shù)主要是應(yīng)用在船舶的船艙自動化技術(shù)方面。船舶的互聯(lián)網(wǎng)鏈接技術(shù)采用的最廣泛的是無線通信技術(shù)，主要指的就是GPS和NET技術(shù)，這樣船舶就可以實現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程監(jiān)控，與此同時，還可以通過加密軟件的使用保證整個船舶的信息安全。

2.3 船舶電站管理系統(tǒng)

目前，世界的大部分船舶都具有體積大、速度快的特點，為了適應(yīng)船舶的這些變化，就要求船舶自動化技術(shù)的船舶電站管理技術(shù)可以維持船舶高速運行的電力消耗，要求船舶電站管理系統(tǒng)可以為船舶提供穩(wěn)定大量的電力輸出。針對這樣的情況，目前采用最廣泛的船舶電站管理技術(shù)是仿真電站管理技術(shù)，可以為整個船舶提供穩(wěn)定大量的電力資源。

2.4 船舶自動避碰

目前，如何有效的實現(xiàn)船舶之間的自動躲避已經(jīng)成為了船舶自動化技術(shù)研究的重點項目之一，通過船舶自動躲避碰撞技術(shù)的研究，可以有效避免人為因素所造成的船舶碰撞現(xiàn)象。在今后一段時期內(nèi)，船舶自動躲避技術(shù)會成為自動化技術(shù)研究的主攻方向。

3 結(jié)語

綜上所述，船舶自動化技術(shù)已經(jīng)隨著現(xiàn)場總線技術(shù)以及通信技術(shù)的不斷發(fā)展而日趨完善，與此同時，人工智能技術(shù)的發(fā)展也極大地促進(jìn)了船舶自動化技術(shù)的發(fā)展。隨著時間的發(fā)展，船舶自動化技術(shù)終將成為船舶安全運行的有力保證。

參考文獻(xiàn)

[1] 戴利雄，孟憲堯.一種新的船舶柴油機(jī)模糊故障診斷方法[J].船舶工程，2009（1）.

[2] 陳雪娟.采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化避碰模糊系統(tǒng)[J].常德師范學(xué)院學(xué)報：自然科學(xué)版，2003（4）.

[3] 陳佳，王建華，張冰，等.船舶電站故障診斷中的數(shù)據(jù)融合算法[J].電力自動化設(shè)備，2006（3）.

[4] 宗陽，王建華，劉維亭.基于無線以太網(wǎng)的船舶機(jī)艙自動化監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計[J].華東船舶工業(yè)學(xué)院學(xué)報：自然科學(xué)版，2004（1）.

[5] 洪曄，邊信黔.基于規(guī)則法的水下避碰專家系統(tǒng)[J].哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報，2007（3）.endprint