船舶內(nèi)部通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析

周 軻

（大連中遠(yuǎn)海運(yùn)重工有限公司，遼寧大連 116113）

0 引言

船舶內(nèi)部通信系統(tǒng)是船舶電氣系統(tǒng)的重要組成部分，承擔(dān)著船舶日常工作時(shí)內(nèi)部溝通、指令下達(dá)、信息傳遞，以及船舶遇險(xiǎn)時(shí)通用報(bào)警、火災(zāi)報(bào)警、氣體報(bào)警和棄船報(bào)警等重要作用。各個(gè)船級社對于內(nèi)部通信系統(tǒng)都有著明確的設(shè)計(jì)要求。通過分析船舶內(nèi)部通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)范圍、基本要求和注意事項(xiàng)，本文給出既符合船級社要求又滿足船舶自身運(yùn)行需要的設(shè)計(jì)方案，以免后期出現(xiàn)大范圍的修改。

1 船舶內(nèi)部通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)范圍

船舶內(nèi)部通信系統(tǒng)主要包括廣播系統(tǒng)、對講系統(tǒng)、自動電話系統(tǒng)、聲力電話系統(tǒng)、通用報(bào)警系統(tǒng)、冷庫報(bào)警系統(tǒng)、應(yīng)急車鐘系統(tǒng)和報(bào)警燈板系統(tǒng)。其中，最重要是廣播報(bào)警系統(tǒng)與自動電話系統(tǒng)。廣播報(bào)警系統(tǒng)主要包括廣播控制部分、功率放大器和廣播揚(yáng)聲器。自動電話系統(tǒng)主要包括電話控制系統(tǒng)、交換機(jī)和自動電話。各系統(tǒng)主要配置如下：

1）廣播系統(tǒng)

廣播系統(tǒng)由AC 220 V助航分電箱和DC 24 V助航分電箱供電。在操縱室設(shè)置廣播擴(kuò)音機(jī)1臺；在駕控臺、集控臺、救生筏存放處和CO控制站設(shè)有廣播遙控分站；在羅經(jīng)甲板處設(shè)置100 W高音喇叭；在露天甲板各工作部位設(shè)置25 W或15 W的高音揚(yáng)聲器；在機(jī)艙、泵艙、住人艙室、內(nèi)走道、餐廳和會議室等處所配備相應(yīng)的揚(yáng)聲器。

2）對講系統(tǒng)

在機(jī)艙監(jiān)控室設(shè)置嵌入式對講機(jī)主機(jī)1部，在輪機(jī)長房間、內(nèi)走道、餐廳和輪機(jī)部辦公室各設(shè) 1只對講機(jī)分機(jī)。

3）自動電話系統(tǒng)

設(shè)置1套72門自動通話系統(tǒng)，將電話分機(jī)安裝在操縱室、機(jī)艙監(jiān)控室、餐廳、機(jī)艙、輔機(jī)艙、應(yīng)急兼停泊發(fā)電機(jī)室、船員房間、變頻間、液壓泵站、泵艙、推進(jìn)艙和舵機(jī)艙等處所。其中，機(jī)艙、輔機(jī)艙、應(yīng)急兼停泊發(fā)電機(jī)室、推進(jìn)艙和舵機(jī)艙等處所的電話分機(jī)具備防噪聲和聲光提示的功能。操縱室、船長室和輪機(jī)長室的電話享有優(yōu)先權(quán)，具有強(qiáng)制插入通話的功能。自動通話系統(tǒng)由AC 220 V和DC 24 V電源供電，當(dāng)AC 220 V電源掉電時(shí)，自動切換至DC 24 V電源。

4）聲力電話系統(tǒng)

設(shè)置1套12門指揮型聲力電話系統(tǒng)?？倷C(jī)設(shè)在操縱室內(nèi)，具有忙線插入的功能；分機(jī)分別設(shè)在機(jī)艙監(jiān)控室、機(jī)艙、推進(jìn)艙、舵機(jī)艙、應(yīng)急兼停泊發(fā)電機(jī)室和CO間等處所。

5）通用報(bào)警系統(tǒng)

在船員區(qū)域設(shè)置適量警鈴；在機(jī)艙、輔機(jī)艙和分油機(jī)艙設(shè)置組合報(bào)警燈板；在液壓泵艙設(shè)置聲光報(bào)警器；在操縱室設(shè)置控制板；在CO室和救生筏旁設(shè)置遙控臺。通用報(bào)警系統(tǒng)與火警和氣笛間設(shè)有接口，在發(fā)出通用報(bào)警信號時(shí)，氣笛一同發(fā)聲。通用報(bào)警系統(tǒng)與廣播系統(tǒng)間設(shè)置聯(lián)鎖，在發(fā)布緊急廣播時(shí)，通用報(bào)警系統(tǒng)停止發(fā)聲，當(dāng)廣播結(jié)束后，通用報(bào)警系統(tǒng)繼續(xù)發(fā)聲。此外，廣播系統(tǒng)也能發(fā)出通用報(bào)警信號。通用報(bào)警系統(tǒng)由正常AC 220 V和應(yīng)急AC 220 V電源進(jìn)行供電。

6）冷庫報(bào)警系統(tǒng)

在廚房和餐廳分別設(shè)置帶燈警報(bào)器，在冷庫設(shè)置報(bào)警按鈕。當(dāng)按下冷庫的按鈕時(shí)，廚房和餐廳的帶燈警報(bào)器會發(fā)出連續(xù)調(diào)頻聲光報(bào)警信號。

7）應(yīng)急車鐘系統(tǒng)

在駕駛室航行控制臺上設(shè)置嵌入式發(fā)送器；在機(jī)艙監(jiān)控室設(shè)置嵌入式復(fù)示器；在推進(jìn)艙設(shè)置壁掛式接收器。

8）報(bào)警燈板系統(tǒng)

在機(jī)艙設(shè)置1套組合報(bào)警燈板系統(tǒng)，包括1個(gè)報(bào)警繼電器箱、若干機(jī)艙報(bào)警燈板和1只報(bào)警燈板復(fù)示器。

2 船舶廣播系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基本要求

各船級社對于聲壓等級的要求具體為：1）在室內(nèi)區(qū)域，應(yīng)保證至少75 dB(A)，且超過環(huán)境聲壓至少 20 dB(A)的聲壓等級；2）在露天區(qū)域，應(yīng)保證至少80 dB(A)，且超過環(huán)境聲壓至少15 dB(A)的聲壓等級。對于機(jī)艙和泵房等噪聲過大的區(qū)域，一般廣播系統(tǒng)的設(shè)計(jì)聲壓達(dá)不到要求，需增加報(bào)警燈板作為補(bǔ)充。根據(jù)國際海事組織（International Maritime Organization，IMO）的要求，聲壓等級不能超過110 dB(A)，即使是佩戴聽力保護(hù)器的船員，也不能暴露于聲壓等級超過120 dB（A）的環(huán)境中。

對于報(bào)警廣播系統(tǒng)，各船級社規(guī)范提出如下要求：1）報(bào)警廣播系統(tǒng)應(yīng)覆蓋船員的日?；顒臃秶?；2）廣播報(bào)警系統(tǒng)需設(shè)計(jì)多個(gè)報(bào)警控制站，控制站位置可設(shè)置于駕控臺和船東規(guī)格書中要求的其他位置；3）報(bào)警廣播系統(tǒng)需要主電源與應(yīng)急電源2路電源進(jìn)行供電。

廣播揚(yáng)聲器和自動電話的安裝方式與 IP等級需要根據(jù)船舶實(shí)際的情況進(jìn)行選擇，廣播揚(yáng)聲器的安裝方式包括嵌入式、壁掛式和號角式3種。在高噪聲區(qū)域設(shè)置自動電話需考慮配有電話亭和耳麥。若電話通過網(wǎng)線傳輸信號，則還需考慮電纜長度。

廣播系統(tǒng)承擔(dān)船舶日常和緊急時(shí)刻的廣播及報(bào)警任務(wù)，故整個(gè)系統(tǒng)需盡可能減少單點(diǎn)故障的影響，保證在單個(gè)電路或元器件發(fā)生故障時(shí)依然能夠?qū)崿F(xiàn)廣播報(bào)警功能，具體包括以下5點(diǎn)措施：

1）布置多個(gè)放大器，將廣播通過不同的放大器輸出。

2）備份放大器，當(dāng)單個(gè)放大器故障時(shí)，不至于影響整個(gè)系統(tǒng)的工作。

3）對電纜路徑進(jìn)行隔離，同一揚(yáng)聲器的回路盡量布置在同一區(qū)域。當(dāng)某個(gè)地點(diǎn)出現(xiàn)火情的時(shí)候，其他地點(diǎn)的廣播功能不受影響。

4）每個(gè)場所應(yīng)設(shè)置有多個(gè)發(fā)聲設(shè)備，當(dāng)單個(gè)揚(yáng)聲器故障的時(shí)候，場所內(nèi)依然能進(jìn)行廣播和報(bào)警。

5）揚(yáng)聲器應(yīng)具有獨(dú)立的短路保護(hù)功能，以避免單個(gè)揚(yáng)聲器的故障影響同一回路上的其他揚(yáng)聲器。

3 分析比較

通常情況下，相較于船舶，海洋平臺內(nèi)部通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求更高。海洋平臺的廣播系統(tǒng)一般設(shè)計(jì)為A和B雙系統(tǒng)的形式，2個(gè)系統(tǒng)均采用回路設(shè)計(jì)，這樣可保證當(dāng)廣播線路在某處斷開時(shí)，不影響回路中其他區(qū)域的廣播工作。A系統(tǒng)和B系統(tǒng)一般布置在不同的地方，當(dāng)單處失火時(shí)，不會影響整個(gè)系統(tǒng)的工作。船舶的廣播系大多為單系統(tǒng)形式，且一般不采用回路設(shè)計(jì)。當(dāng)廣播線路在某處斷開時(shí)，整個(gè)廣播系統(tǒng)將停止工作。

由于船舶內(nèi)部通信系統(tǒng)一般不采用回路設(shè)計(jì)，故需注意將每一條線路盡量布置在同一層甲板，以保證當(dāng)某層甲板的廣播出現(xiàn)問題時(shí)不會影響其他層甲板的廣播工作。海洋平臺的廣播系統(tǒng)采用回路設(shè)計(jì)，故回路數(shù)量一般較少，穿過甲板層數(shù)較多。

4 廣播系統(tǒng)設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

1）廣播報(bào)警聲與燈板報(bào)警聲同步問題

如果廣播與燈板的報(bào)警聲不同步，就會導(dǎo)致船員無法分別報(bào)警聲的具體內(nèi)容。為解決該問題，廣播機(jī)柜向報(bào)警燈板輸出3個(gè)信號，分別為控制燈光的持續(xù)信號、控制燈板報(bào)警的信號和靜默信號。通過這3個(gè)信號統(tǒng)一報(bào)警燈板和報(bào)警廣播的發(fā)聲控制源，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)聲音頻率的同步。

2）火警報(bào)警信號的輸出問題

所有懸掛歐盟旗幟的船舶的火警系統(tǒng)需滿足船用設(shè)備指令（Marine Equipment Directive，MED）的要求。若生活區(qū)的廣播喇叭是火警報(bào)警的唯一方式，那么廣播系統(tǒng)也要滿足MED的要求。然而，目前尚無明確滿足MED要求的廣播系統(tǒng)。該問題的解決辦法是將廣播系統(tǒng)與火警系統(tǒng)獨(dú)立設(shè)置，單獨(dú)安裝火警報(bào)警警鈴，由火警系統(tǒng)獨(dú)立驅(qū)動。

3）放大器型號選取問題

若廣播系統(tǒng)為A和B雙系統(tǒng)的形式，相應(yīng)的放大器也要互相獨(dú)立，不能2個(gè)系統(tǒng)共用同一放大器。一般情況下，放大器的負(fù)荷不應(yīng)超過限值的 80%，極限情況下也不能超出限值90%。因此，在進(jìn)行放大器的選型時(shí)，應(yīng)在估計(jì)的廣播總功率的基礎(chǔ)上增加至少20%～30%的余量。

4）雙路廣播系統(tǒng)回路布置

雙路廣播系統(tǒng)的回路布置應(yīng)滿足交叉布置的原則，同一區(qū)域必須同時(shí)覆蓋，這樣能保證當(dāng)一路廣播出現(xiàn)問題的時(shí)候，另一路廣播依舊可正常工作。

5）聲壓等級確定

由于具體的聲壓等級需要在海試階段才能最終測出，而此時(shí)再對廣播系統(tǒng)進(jìn)行大的修改會造成巨大的返修施工工作量。因此，在設(shè)計(jì)之初就要重視聲壓等級的確定工作。

6）駕控室與集控室間的通信方式

根據(jù)規(guī)范要求，駕駛室與集控室之間應(yīng)具備至少2種相互獨(dú)立的通信方式。通常情況下，一種為車鐘系統(tǒng)，另一種為聲力電話或?qū)χv系統(tǒng)。

5 設(shè)計(jì)方案

根據(jù)上述分析，可給出船舶內(nèi)部通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案：廣播系統(tǒng)分為2個(gè)回路，2個(gè)回路的廣播功放彼此獨(dú)立。廣播回路分為4個(gè)區(qū)域，分別為住艙、辦公處所、機(jī)艙和室外區(qū)域。在駕控室設(shè)有控制站，在救生艇區(qū)域和消防控制站設(shè)有報(bào)警按鈕與對講機(jī)。廣播揚(yáng)聲器的聲壓滿足船檢的要求。廣播機(jī)柜配有連接電話系統(tǒng)的接口，以保證電話喊話功能可正常使用。廣播系統(tǒng)與報(bào)警燈板系統(tǒng)之間配有靜默信號、脈沖信號和長觸點(diǎn)信號。

6 結(jié)論

設(shè)置合適的內(nèi)部通信系統(tǒng)，是船舶電氣設(shè)計(jì)重點(diǎn)任務(wù)之一。本文首先闡述了船舶內(nèi)部通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)范圍、基本要求和注意事項(xiàng)，進(jìn)而設(shè)計(jì)出既符合船級社要求又滿足船舶自身運(yùn)行需要的設(shè)計(jì)方案。