试论船舶自动化的技术应用

[摘 要]从加入世贸以来我国的经济得到了快速发展，而在信息技术方面由于借鉴与引进国外的技术也得到了很大的进步，各行业也逐渐进入了信息化，当然我国船舶行业方面也不例外，现正逐步以信息技术代替老式的操作方式，从而实现现代船舶的自动化，不过，跟国外相比，我国的船舶信息自动化技术还相对落后，因此，我们需要采取符合实际的积极措施，结合本国国情，研制出符合本国的船舶自动化技术，以此提高我国航运技术与造船技术的科技水平。本文主要对我国船舶自动化的应用与未来的发展趋势进行探讨。

[关键词]船舶；自动化应用；发展

中图分类号：TG333 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）34-0241-01

引言

近几年来我国船舶工业在不断的吸收、学习外国的先进技术中，在船舶自动化性能、程度、理念以及技术水平等方面都有了一定程度的进步，而这些都已成功地运用到船舶业的各个方面。特别是近几年来，由于我国科技实力及相关技术人员实力的增长，在船舶自动化技术方面更是得到了重大的突破。不过，我国目前的船舶自动化还不是很成熟，上升的空间还很大，在很多方面都需要更进一步的加强。因此，只有充分把握我国船舶自动化的趋势及加强对船舶自动化的应用与科学研究，才能全面提高我国的船舶自动化水平。

1、船舶自动化的意义

船舶自动化就是利用现代科学技术以及各种自动化装置来替代人工直接操纵与管理船舶。船舶的自动化既能保证操作过程中的安全及提高准确性，又能减少操作人员、改善劳动条件，使复杂的系统能够简单安全地进行，大大缩短作业时间，很大程度上提高了工作效率，从而增加船舶营运作业的经济效益。

2、船舶自动化的应用

船舶自动化包括轮机自动化、动力装置自动化、导航自动化与舾装自动化等。现在，由于计算机与通信技术得到了提高及技术含量日益成熟，进行船舶作业时，在驾驶、装货与机舱管理等各方面都逐渐实现计算机控制。

2.1 轮机自动化是在发电机组内安装调速器，利用车钟直接操纵主机；根据电站负荷变化，令备用发电机投入并联运行或者脱开，不仅能自动调节锅炉水位以及压力、柴油机冷却水温度与燃油粘度等技术参数；还能自动启动与停止某部分辅机，比如空气压缩机、制冷机等；对分油机排渣的时间顺序进行自动控制；在某些重要的泵发生故障时，能立即自动切换备用泵；这样保证了操作中的安全性。

2.2 船舶进行海洋航行作业的时候，在测定本船在海图上所处的位置及避免碰撞、触礁等方面，目前航海仪器大部分取代了驾驶员的人工操作。直接利用船舶无线电导航设备来替代六分仪测定船的位置，而其自动定位在一定条件下的误差可小于 1海里。随着航海技术的迅速发展，船舶导航设备的自动化程度变得越来越高，更多的大型船只借助于现代先进的科学技术，将航海雷达、电子海图显示、驾驶台控制、船舶自动识别系统及全球定位系统融合一体，来代替原有的人工操舵，既可以修正海上风浪引起的船舶航向偏差，缩短航行的时间，提高工作效率及经济性。还可以代替驾驶员在航行时的海图作业，标示本船实际航线，为雾天航行创造有利条件；提高操纵船舶的机动性。例如：上海到大连的直线距离为552海里，在人工操舵的状态下，由于受到风、浪等因素影响，船舶必然会偏离设定航向，偏离设定的航向数值由操舵人员掌握，而在同样的情况自动舵操舵状态下，自动舵会立刻对偏向进行纠正，因此，累计直线距离，自动操舵比人工操舵小很多。

2.3 目前，在我国船舶作业中数字化技术与总线技术应用已经相对成熟，现场总线是一种互联现场设备与控制系统之间的双向数字通信网络。其主要采用双层网，第一层是数据采集与传送网，第二层为控制网。我们可以通过系统的网络化，采用数字化与高层次的自动化技术代替大量繁琐的人工操作，在数据采集与控制平台上各分系统进而密切结合，但是在系统结构上它又是一个主动性极强的系统，在平台某些系统局部受损的时候不影响其独立工作。现场总线既是船舶控制站到现场设备的延伸，也是支撑船舶网络信息集成的基础及现场设备实时监控的重要手段。其出现为分布式控制系统实现了各节点之间实时、可靠的数据通信提供了强有力的技术支持。目前计算机监控系统正在朝着网络型（智能型）计算机监控系统发展。而这种技术的发展将会被应用到船舶工业中去，这将对我国船舶的航行与安全产生重大的影响。

2.4 在船舶到港后的货物装卸等方面，我们可以通过自动化的装置来完成。例如，在进行油船装卸作业时，我们可以按照其装卸的先后顺序，根据液位检测的信号，对阀门的开关进行定时自动控制，自动装卸货油与灌排压舱水，来避免船体因受力不均匀而产生过度弯曲应力，而且保证了在卸油过程中油泵不会被吸空，装油时也不会溢油。而在装卸重件货时，则使用自动压舱装置调节压舱水，使船舶首尾吃水和左右舷吃水适当等。

3、我国船舶自动化的发展趋势

近年来我国船舶自动化技术已取得相当不错的进展，同时，根据我国的国情，在船舶工业方面正慢慢朝着综合自动化的方向发展，有着很好地发展前景。现代船舶对操纵从安全性、可靠性到航行成本的节约都提出了新的要求，这也引起了船舶配套设备研究生重视。

3.1 船舶综合自动化是指机舱自动化、航行自动化、机械自动化、装载自动化等一体化的多功能综合系统，该系统是由两个工作母站、若干个分控制系统以及若干个工作分站组成。一般情况下，一个工作母站设在机舱控制室，而另一个则设置在驾驶室。这两个工作母站可以完全独立，可同时或单独操作，并互为备用。可以在最大的程度提高船舶航行的安全性、可靠性与经济性。随着我国计算机技术的迅速发展，可以预见该技术在舰船上的发展与推广应用。我国舰船自动化技术，将向着全船综合自动化的高层次阶段发展。

3.2 随着我国新一代大功率半导体电力电子器件与计算机的应用发展，人们对环境保护意识的日益增强，对于船舶电气设备的应用将会向着安全、节能环保型的方向发展。而船舶工业将朝着全自动化延伸。

3.3 随着自动化船舶的日益增多，在未来的船舶操作中将以机舱无人操纵为标准，往“无人机舱”发展。

4、结语

船舶工业是我国国防建设、航运交通以及海洋开发提供主要装备的战略性产业，是保障国家安全与维护海洋权益的重要工业基础。而加快船舶工业发展，在加强国防现代化建设、促进相关产业发展，振兴装备制造业、扩大机电产品出口、解决劳动力就业等方面具有不可替代的意义。因此，我们要加快创新技术，早日实现船舶工业的全自动化。

参考文献

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[2] 侯馨光，张敏.船舶自动化技术需求与研发重点[J].上海造船，2009（2），2.

[3] 刘湘武.基于现场总线技术的先进控制系统[J]；中国测试技术；2006年01期.