海洋工程船舶電氣數字化技術應用現狀與發展

陸超

摘 要：隨著社會的飛速發展，各行各業都在探索自動化、數字化的發展方向，對于海洋工程船舶電氣數字化技術來說，其能夠促進船舶智能化發展，實現自動運行、自動監測避險智能報警、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，具有非常積極的現實意義。本文首先對船舶電氣數字化技術、應用意義以及應用現狀等進行綜合闡述，其次分析船舶電氣的數字化技術的應用，最后分析船舶電氣數字化技術未來的發展方向，希望能有幫助。

關鍵詞：海洋工程;船舶電氣數字化;現狀與發展

引言：

現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，應用電氣自動化、數字化技術，能夠有效提升成功運行管理的有效性，為海洋相關工作提供便利，保證其能夠安全展開，目前我國的船舶電氣數字化技術應用并未深入，都處于半自動化階段，未來智能化發展還有很長的路要走。

一、船舶電氣數字化技術、意義以及現狀進行綜合闡述

（一）船舶電氣數字化技術

船舶電氣數字化技術一方面在內，利用精確度非常高的檢測與感應元件，檢測傳播被檢測電氣設備的運行數據，比如電壓、電流、功率等模擬量信號，作為自動化運行的基礎數據依據，將這些模擬量信號轉化為計算機處理的數字量信號，通過可視化操作投放在相關船舶操控工作人員面前，可設定具體航線，使得船舶自動導航駕駛，朝著目標方向進發，相關船舶操控人員亦可隨時更改設定，進行數字化操作;一方面在外，利用電氣數字化技術，可進行自動監測避險安全技術、自動定位、與岸聯系等，讓他提升船舶運行的智能化水平[1]。

（二）船舶電氣數字化的意義

1.提升船舶質量和安全：傳播電氣設備運行的安全性和可靠性至關重要，借助精準的數字化監控系統，能夠對船舶電氣設備運行過程數據進行實時監控，避免人力監控可能存在的諸多問題，同時系統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據支持，可以說船舶電氣數字化技術，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：數字化是為了智能化而準備的，將船舶運行過程中的電氣設備運行數據實時監控，就能夠實現船舶運行管理的智能化水平，可以實現傳播運行“四遙”（遙測遙信遙控遙調），現階段傳播運行已實現無人機艙，所有設備大都能自由調控，但仍然配備船員，未來可實現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《智能船舶規范》中說，智能船舶能夠自動感知和獲得船舶自身、海洋環境、物流、港口等方面的信息和數據，自動感知并不是靠的肉眼觀察，而是靠的傳感器、通信、射頻、互聯網等數字化技術，才能實現對事物的自動感知。

（三）船舶電氣數字化現狀

隨著時代的發展，我國船舶領域已大范圍內實現簡單數字化，數字化功能或許不全，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，大部分船都是無人機艙，所有設備大都能自由調控，但是船舶上仍然會有船員，因為一些突發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、船舶電氣數字化應用方面

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

2.安全監視并數據收集處理：機電控制裝備以及計算機監控系統對船舶電氣設備進行安全監視，監視電氣設備設備開停機過程、運行監視、異常工況、故障處理等監視，收錄設備運行日志或各種報表，同時，數字化系統實時收集船舶電氣設備運行過程中的各項數據，在很短的時間頻率內刷新檢測電氣設備運行數據，通過相關數字化算法對電氣設備運行數據進行數字模擬與建模，分析和處理數據，一旦發現異常數據或超出設定閥值的數據，數字化系統變立刻進行故障報警。

3.智能診斷：在監測到電器故障后，相應的數字化系統還能夠根據被監控電氣設備的日常運行日志、維護日志、故障前后模擬量數據等，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：電氣數字化技術能夠推動船舶自動感知能力的提升，獲得船舶自身、海洋環境、物流、港口等方面的信息和數據[3]，這會讓海上救援、岸上中心指導、港口信息交互更加方便。尤其是海洋環境的自動感知，將對海上遇險安全技術有非常大的提升，海洋結構復雜，海底結構風險不易察覺，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、未來船舶電氣數字化發展趨勢

1.人工智能：人工智能是社會先進科學技術的體現，包含人工智能語音識別、人工智能掃描、人工智能移動、人工智能大腦等關鍵技術，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，一方面可以將人們從繁重的低級勞動中解脫出來，而轉移到其他崗位，比如機器人運營、機器人調度等，一方面能夠真正實現“無人船舶”[4]。

2.全球海洋數字化工程：在全球范圍內構建數字化工程，深入開發能夠探測海下環境感知技術，結合GIS系統構建海洋數字化圖，為海洋工程探索提供數據支撐。并且未來船舶從受控制的船變成會思考的船，自主識別海洋環境，智能調度，促進船舶安全、高效航行。

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

四、結束語

綜上所述，船舶電氣數字化技術能夠推動傳播智能化發展，實行先進技術的根本體現，目前來說我國船舶領域大多出于半自動化狀態，相信未來隨著科技的發展，能夠真正實現以大數據、云計算為基礎的智能化船舶，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和設備的現狀及展望[J]. 農家科技旬刊，2013，000（011）：148-148.

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

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

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