海洋工程船舶電氣數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展

陸超

摘 要：隨著社會的飛速發(fā)展，各行各業(yè)都在探索自動化、數(shù)字化的發(fā)展方向，對于海洋工程船舶電氣數(shù)字化技術(shù)來說，其能夠促進船舶智能化發(fā)展，實現(xiàn)自動運行、自動監(jiān)測避險智能報警、自動定位、船舶綜合自動化等作用，未來還會朝著更加深入更加智能的方向發(fā)展，大大提升海洋工程船舶運行的智能化水平，具有非常積極的現(xiàn)實意義。本文首先對船舶電氣數(shù)字化技術(shù)、應(yīng)用意義以及應(yīng)用現(xiàn)狀等進行綜合闡述，其次分析船舶電氣的數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用，最后分析船舶電氣數(shù)字化技術(shù)未來的發(fā)展方向，希望能有幫助。

關(guān)鍵詞：海洋工程;船舶電氣數(shù)字化;現(xiàn)狀與發(fā)展

引言：

現(xiàn)在船舶航行范圍越來越廣、航行距離越來越長，朝著海洋深處不斷探索，在海洋工程中，應(yīng)用電氣自動化、數(shù)字化技術(shù)，能夠有效提升成功運行管理的有效性，為海洋相關(guān)工作提供便利，保證其能夠安全展開，目前我國的船舶電氣數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用并未深入，都處于半自動化階段，未來智能化發(fā)展還有很長的路要走。

一、船舶電氣數(shù)字化技術(shù)、意義以及現(xiàn)狀進行綜合闡述

（一）船舶電氣數(shù)字化技術(shù)

船舶電氣數(shù)字化技術(shù)一方面在內(nèi)，利用精確度非常高的檢測與感應(yīng)元件，檢測傳播被檢測電氣設(shè)備的運行數(shù)據(jù)，比如電壓、電流、功率等模擬量信號，作為自動化運行的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)依據(jù)，將這些模擬量信號轉(zhuǎn)化為計算機處理的數(shù)字量信號，通過可視化操作投放在相關(guān)船舶操控工作人員面前，可設(shè)定具體航線，使得船舶自動導(dǎo)航駕駛，朝著目標方向進發(fā)，相關(guān)船舶操控人員亦可隨時更改設(shè)定，進行數(shù)字化操作;一方面在外，利用電氣數(shù)字化技術(shù)，可進行自動監(jiān)測避險安全技術(shù)、自動定位、與岸聯(lián)系等，讓他提升船舶運行的智能化水平[1]。

（二）船舶電氣數(shù)字化的意義

1.提升船舶質(zhì)量和安全：傳播電氣設(shè)備運行的安全性和可靠性至關(guān)重要，借助精準的數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)，能夠?qū)Υ半姎庠O(shè)備運行過程數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)控，避免人力監(jiān)控可能存在的諸多問題，同時系統(tǒng)還有智能報警以及智能檢測等功能，為維護以及搶修提供數(shù)據(jù)支持，可以說船舶電氣數(shù)字化技術(shù)，能有效提升船舶運行的安全性和可靠性。

2.提升船舶管理智能化：數(shù)字化是為了智能化而準備的，將船舶運行過程中的電氣設(shè)備運行數(shù)據(jù)實時監(jiān)控，就能夠?qū)崿F(xiàn)船舶運行管理的智能化水平，可以實現(xiàn)傳播運行“四遙”（遙測遙信遙控遙調(diào)），現(xiàn)階段傳播運行已實現(xiàn)無人機艙，所有設(shè)備大都能自由調(diào)控，但仍然配備船員，未來可實現(xiàn)船舶無人駕駛也說不定。

3.增強自動感知能力：中國船級社（CCS）在《智能船舶規(guī)范》中說，智能船舶能夠自動感知和獲得船舶自身、海洋環(huán)境、物流、港口等方面的信息和數(shù)據(jù)，自動感知并不是靠的肉眼觀察，而是靠的傳感器、通信、射頻、互聯(lián)網(wǎng)等數(shù)字化技術(shù)，才能實現(xiàn)對事物的自動感知。

（三）船舶電氣數(shù)字化現(xiàn)狀

隨著時代的發(fā)展，我國船舶領(lǐng)域已大范圍內(nèi)實現(xiàn)簡單數(shù)字化，數(shù)字化功能或許不全，但重要方面已能滿足實際需求，就船舶航行來說，目前屬于半自動化狀態(tài)，大部分船都是無人機艙，所有設(shè)備大都能自由調(diào)控，但是船舶上仍然會有船員，因為一些突發(fā)情況電腦是沒辦法處理的，比如主機冷卻水缸套爆了，再比如空壓機馬達壞了，這些維修工作上需要工作人員去解決。

二、船舶電氣數(shù)字化應(yīng)用方面

1.傳播駕駛綜合自動化（自動駕駛導(dǎo)航）：利用精確度非常高的檢測與感應(yīng)元件，檢測船舶被檢測電氣設(shè)備的運行數(shù)據(jù)，比如電壓、電流、功率等模擬量信號，作為自動化運行的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)依據(jù)，將這些模擬量信號轉(zhuǎn)化為計算機處理的數(shù)字量信號，通過可視化操作投放在相關(guān)船舶操控工作人員面前，設(shè)定相應(yīng)參數(shù)與航線，使得船舶能夠自動駕駛運行[2]。

2.安全監(jiān)視并數(shù)據(jù)收集處理：機電控制裝備以及計算機監(jiān)控系統(tǒng)對船舶電氣設(shè)備進行安全監(jiān)視，監(jiān)視電氣設(shè)備設(shè)備開停機過程、運行監(jiān)視、異常工況、故障處理等監(jiān)視，收錄設(shè)備運行日志或各種報表，同時，數(shù)字化系統(tǒng)實時收集船舶電氣設(shè)備運行過程中的各項數(shù)據(jù)，在很短的時間頻率內(nèi)刷新檢測電氣設(shè)備運行數(shù)據(jù)，通過相關(guān)數(shù)字化算法對電氣設(shè)備運行數(shù)據(jù)進行數(shù)字模擬與建模，分析和處理數(shù)據(jù)，一旦發(fā)現(xiàn)異常數(shù)據(jù)或超出設(shè)定閥值的數(shù)據(jù)，數(shù)字化系統(tǒng)變立刻進行故障報警。

3.智能診斷：在監(jiān)測到電器故障后，相應(yīng)的數(shù)字化系統(tǒng)還能夠根據(jù)被監(jiān)控電氣設(shè)備的日常運行日志、維護日志、故障前后模擬量數(shù)據(jù)等，進行故障診斷，給出一定的故障維修意見，幫助船員第一時間找出故障所在，第一時間解決問題。

4.自動感知：電氣數(shù)字化技術(shù)能夠推動船舶自動感知能力的提升，獲得船舶自身、海洋環(huán)境、物流、港口等方面的信息和數(shù)據(jù)[3]，這會讓海上救援、岸上中心指導(dǎo)、港口信息交互更加方便。尤其是海洋環(huán)境的自動感知，將對海上遇險安全技術(shù)有非常大的提升，海洋結(jié)構(gòu)復(fù)雜，海底結(jié)構(gòu)風險不易察覺，通過自動感知使得船舶能夠自動避險，大大提升船舶運行的安全程度。

三、未來船舶電氣數(shù)字化發(fā)展趨勢

1.人工智能：人工智能是社會先進科學技術(shù)的體現(xiàn)，包含人工智能語音識別、人工智能掃描、人工智能移動、人工智能大腦等關(guān)鍵技術(shù)，人工智能可以提升船舶修造的自動化程度，利用人工智能機器人來代替人力作業(yè)，一方面可以將人們從繁重的低級勞動中解脫出來，而轉(zhuǎn)移到其他崗位，比如機器人運營、機器人調(diào)度等，一方面能夠真正實現(xiàn)“無人船舶”[4]。

2.全球海洋數(shù)字化工程：在全球范圍內(nèi)構(gòu)建數(shù)字化工程，深入開發(fā)能夠探測海下環(huán)境感知技術(shù)，結(jié)合GIS系統(tǒng)構(gòu)建海洋數(shù)字化圖，為海洋工程探索提供數(shù)據(jù)支撐。并且未來船舶從受控制的船變成會思考的船，自主識別海洋環(huán)境，智能調(diào)度，促進船舶安全、高效航行。

3.船舶共聯(lián)：通過更加先進的數(shù)字化技術(shù)，利用傳感器、通信、射頻、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，實現(xiàn)船舶、港口、物流等方面的信息共享，實現(xiàn)船舶共聯(lián)，再加上信息感知、通信導(dǎo)航、能效管控等關(guān)鍵技術(shù)，讓船舶航行更加智能化，數(shù)字信息共享、透明，安全航行在世界任何海域。

四、結(jié)束語

綜上所述，船舶電氣數(shù)字化技術(shù)能夠推動傳播智能化發(fā)展，實行先進技術(shù)的根本體現(xiàn)，目前來說我國船舶領(lǐng)域大多出于半自動化狀態(tài)，相信未來隨著科技的發(fā)展，能夠真正實現(xiàn)以大數(shù)據(jù)、云計算為基礎(chǔ)的智能化船舶，探索海洋，造福人類。

參考文獻

[1]畢建驕，趙哲，張瑩. 海洋工程船舶電氣系統(tǒng)和設(shè)備的現(xiàn)狀及展望[J]. 農(nóng)家科技旬刊，2013，000（011）：148-148.

[2]陳耀輝. 海洋工程船舶電氣數(shù)字化技術(shù)及發(fā)展趨勢探究[J]. 商品與質(zhì)量，2019，000（022）：1，25.

[3]吳斐文. 海洋工程船舶電氣系統(tǒng)和設(shè)備的現(xiàn)狀及展望[J]. 船舶，2011（04）：45-52.

[4]王聰. 海洋工程船舶電氣數(shù)字化技術(shù)及發(fā)展趨勢探究[J]. 船舶物資與市場，2019，NO.157（03）：23-24.