信息化船舶主機監控系統的最新發展研究

戴康德

摘 要：信息化船舶主機監控系統是現今船舶發展的主要的方向，是指通過計算機網絡、主機控制器、網關等設備把獨立的各個系統納入到統一的管理平臺，實現對機艙各個設備的綜合統一管理。文章主要根據對國內外信息化船舶主機監控系統的調查研究及對比分析，針對信息化船舶主機監控系統提出幾點方案。

關鍵詞：信息化船舶；主機監控系統；信息化管理平臺

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）20-0090-02

隨著科學技術的迅猛發展，信息技術已經逐漸應用到各個領域中。在現今船舶業中融入信息技術，能夠有效推動船舶技術的高速發展，提高船舶的生命力、機動性、可操作性。從而使船舶機組人員的操作壓力得到緩解，船舶的安全性也得到了極大的提高。故而，在船舶主體監控系統中引入信息化以及智能化的理念，是現今船舶業發展的主要方向。

1 信息化船舶主機監控系統的現狀

根據調查可以發現，國外在船舶的信息化主機監控系統的研究上取得了一定的成效，以挪威Kongsberg公司的C20主機遙控系統為例，C20系統主要由駕駛臺操縱單元、集控室操縱單元，主機接口單元，電子調速器單元和主機安全單元幾個部分構成，是一種集安全保護與控制于一體的綜合主機遙控系統，各個模塊之間通過冗余CAN線連接通信。由于C20系統每個模塊采取的是標準化設計，所以可以通過軟件對各個模塊進行靈活性組態，使該系統適用于各種不同類型的主機。其主要機艙主要遙控系統，如圖1所示。

我國船舶的監控系統系統的推進方式目前有很多不同的種類，包括有CODOG推進方式、CODAD推進方式以及電力推進方式等，所以，我國船舶的主機監控系統也有著不同的種類，最常用的是總線型網絡微機系統和兩級網絡機艙自動化網絡系統。

其中，總線型網絡微機系統中兩套動力系統是分別設置的，都有著獨立的系統，然后通過主監測機對兩個系統的控制站進行連接。兩級網絡機艙自動化網絡系統，在監控層和現場層分別采用以太網和冗余的現場總線，在監控層上實現了對監測數據的實時傳輸，而現場層則包括有中央站、控制站、網關等硬件設備。

2 信息化船舶主機監控系統的設計模式及公共體系 結構

對信息化船舶主機監控系統的設計從過去對硬件的重視逐漸轉變為對軟件的重視，更加側重于對網絡、標準通用模塊、軟件等的研究，完成船舶主機自動生成系統的設計模式。該設計模式根據通用方式把主機監控系統分為不同功能的通用功能模塊，根據船舶主機監控系統的特點，把所需要的功能模塊，以及相關網絡設備結合，從而形成與船舶相對應的主機監控系統。該系統在船舶的壽命周期中，可以通過對功能模塊的變更或升級來提高整個系統的實用功能，從而使系統能夠更加符合船舶的需求。

主機監控的公共系統是指船舶機艙自動化系統體系結構標準的設計軟件平臺，是在標準的“三化”I/O模塊、標準顯控臺、現場處理站、非系統以及各功能模塊的基礎上，把數據庫、圖形、數據查詢、分析計算、信息管理、標準數據等集合在一起而形成的自動化系統體系結構。

公共系統最大的特點是能夠根據船舶的不同需要而自動生成最符合船舶標準的船舶機艙自動監控系統，可以自動對數據進行保存、分析，生成最符合自身需求的公共體系數據表，而且不需要系統開發人員對系統程序進行改動，使系統的可操作性以及可維護性都大大提高。同時，該系統可以根據對個別功能模塊的變更或者升級，便能夠實現整個系統的升級，使系統的壽命周期也得到了延長。

3 船舶主機監控系統的信息化平臺

船舶主機監控系統的信息化平臺通常以駕控操作層面、集控操作層面和機旁操作層面三個部分為主。

所謂駕控操作層面，其中主要包括數字化手柄及車鐘指示，機艙內儀表指示，車鐘打印，標準顯控臺以及網關，集控操作層面主要包括數字化手柄及車鐘指示，機艙內儀表指示，標準顯控臺，中繼站以及網關，機旁操作層面主要包括現場采集模塊，機旁操作面板，主機控制器，中繼站。

三個操作層面所包含的設備都是通過雙冗余的現場總線，進而形成各自的獨立網絡，然后通過中繼站把各個層次的網絡連接起來。駕控操作層面和集控操作層面都是通過標準顯控臺以及網關連接到上層網絡。

此外，船舶主機監控系統信息化平臺還要注意系統的標準化、網絡化、數字化以及智能化等幾個特點。

首先，船舶主機監控系統信息化平臺的標準化，主要是指主機監控系統所采用的現場處理站、顯控臺以及控制器等設備都要應用標準化的軟硬件模塊，這樣，就可以根據船舶的不同，調整相應的功能模塊，從而生成符合船舶要求的主機監控系統。

其次，是網絡化。在船舶的主機監控系統中，包括手柄、車鐘指示在內的所有設備都要進行網絡連接，這樣不僅能夠減少主機監控系統的接線，還能有效提高主機監控系統的可靠性，降低系統的成本，同時還能方便監控系統與各個設備的綜合統一管理。

再次是數字化。對船舶上的設備信號進行數字化改造，然后傳送到網絡上，這樣，能夠使系統模擬量的傳輸距離減少，使監控性更加具有可靠性，對各個設備進行數字化的監測也會更加準確直觀。

最后，是智能化，主機監控系統在運行的過程中會依據實際情況進行自學習、自組織并對系統不足之處進行自修復，從而實現對船舶主機監控的智能化。在主機系統出現故障的時候，還能根據船舶監控的備份數據重新生成新的信息化主機監控系統。

4 結 語

總而言之，現今船舶業發展的主要方向是對現代信息技術在船舶主機監控系統中的應用，實現船舶主機監控系統的數字化、網絡化、信息化以及智能化，使船舶的操控更加智能，船舶的主機監控管理更加統一，從而有效的提高船舶的安全性以及船舶的壽命周期和可操作性，從而推動船舶業的快速發展，因此，信息化船舶主機系統的推進研究是時代發展的必然趨向。

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