船舶自动化发展趋势

船舶自动化发展趋势

随着计算机技术的高度发展，带动了该技术在船舶上的日益发展和广泛应用，展望21世纪船舶自动化技术，将不断向全船综合自动化这个高层次阶段发展，船舶综合自动化，是集机舱自动化、航行自动化、信息一体化、装载自动化等于一体的多功能综合系统。下面就由多个方面来看船舶自动化发展趋势。

1.系统监控的综合化

由于电气设备已经日趋通用化、模块化、系列化，可以做到组态灵活；计算机所有功能选择均能通过屏幕软件按钮直接完成，为系统监控的综合化提供了必要的基础。当然，根据需求不同仍旧存在着先进程度不同和性能要求不同的船舶，但是单机单控的系统必将逐步向综合监控的系统过渡。因为采用综合监控的形式，可以构成双重或多重冗余，对提高系统或者全船整体可靠性是有积极意义的。

2.系统的网络化

当前，数字化技术和总线技术应用已经相当成熟。现场总线是一种互联现场设备（或模块）与控制系统之间的双向数字通信网络。通常采用双层网，第一层为数据采集与传送网，第二层为控制网。为保证系统的可靠性，控制网络可采用冗余结构。考虑到危险分散原则，按系统又分成若干子网。通过系统的网络化，功能上集各子系统之众，从可靠性出发又是一个分布式系统；在数据采集和控制平台上各分系统密切结合，但在系统结构上又是一个主动性极强的系统，在平台某系统局部受损时不影响独立工作；采用网络冗余和设备冗余设计及不间断后备电源，生存能力很强；具有图像控制功能，人机界面和对话效果良好。

网络系统的优势在于采用数字化和高层次的自动化技术代替大量繁琐的人工操作，提高工作效率是显而易见的。它有助于减少频繁操作和减轻人员疲劳，把船员从环境恶劣的工作场合中解放出来。

3．船舶导航与驾驶自动化技术

现代船舶对操纵从安全性、可靠性到航行的成本都提出了新的要求，并且引起船舶配套设备研制生产厂家的重视。目前，世界上先进国家已研制推出第3代、第4代不同类型的综合船桥系统（IBS），其应用计算机、现代控制、信息处理等技术，将船上的各种导航、操作控制和雷达避碰等设备有机地组合起来，对导航、驾驶、机动航行、航行管理、航线计划、避让、轮机监控、自动监测、自动报警等功能实施控制，以最少的人力、最低的燃料消耗，实现船舶自动化航行。系统的主要特点是具有完善的综合导航、自动操船、自动避碰、丰富的图形界面、通信和航行管理控制自动化等多种功能，从而实现船舶航行的高度自动化，提高航行的安全性、经济性和有效性。

船舶导航与驾驶自动化系统是具有航海专家数据库的支持，以及国际通用电子海图技术支持的数字化、智能化、模块化和集成化的综合导航与驾驶控制的网络系统，其技术今后主要需求航海专家数据库技术、通用型电子海图显示信息系统技术、多导航传感器多数据集的信息融合处理技术、在开放式体系中的实时多任务操作系统基础上的系统集成技术、系统导航功能模块化技术等的支持。4．船舶机舱自动化系统及设备技术

船舶机舱自动化系统是集机舱动力系统及辅助系统自动控制、监测、报警等于一体化的监控系统，船舶机舱自动化技术是船舶工业科技战略发展应用研究的重要技术之一，是涉及计算机网络、数字化信息技术、现代控制技术、通讯、信息处理、光纤、传感器、电力电子等多种学科和技术综合应用的一体化产物。机舱自

动化系统包括主动力系统、发电系统等多个子系统的控制与监测，以集成化、网络化、标准化、模块化、智能化、系列化等方式，向实现机舱综合自动化这个高层次阶段发展。其开放式和网络化的未来船舶机舱自动化的创新模式，具有自动化程度高、可靠性高、维护简洁等特点。

船舶机舱自动化系统及设备技术是以计算机网络、现场总线技术为标志的集成平台管理系统IPMS技术、柴油机遥控技术、全自动电站及电能管理技术、全电力推进系统的监控技术、标准操控台的数字监控系统技术、设备软硬件模块化、标准化、系列化技术、船舶光纤数字传输技术、船舶机舱微机电系统的新技术、机舱自动化系统可靠性理论为基础上发展起来的。

5．船舶船岸信息一体化系统技术

船舶船岸信息一体化系统技术是船舶配套技术科技战略发展需要研究和开发的重要课题。船舶船岸信息一体化系统技术是为远洋运输和远洋渔业捕捞队等在世界各海域中执行各项作业任务的大中型民船提供船舶航行状态的实时监视、调度、管理、指挥的大型的自动管理系统。国外有些“船舶自动报告系统”已出现了由电子海图（ECDIS）、船舶自动识别系统（VIS）、船载航行数据记录仪（VDR）等主要设备，通过扩充远程无线网络通信功能，而实现海上数字交通，并且通过卫星通信网、陆地计算机广域网和局域网，以规定的报告格式实时地与基地指挥台自动进行通信，构成船岸信息一体化网络，成为集导航、通信、控制为一体的船舶自动化系统。这对于海上船舶航行安全有很重要意义。此船岸信息一体化网络使船舶自动化上升到新的台阶。

船岸信息一体化网络的结构分析与组建、船台综合后勤支持管理系统的软件平台技术、船岸动态信息传输技术和导航与通信综合集成技术、陆上信息管理与指挥调度系统的软件平台技术、船岸一体化网络通信安全性和高可靠性理论、航行目标、状态信息、作业操控等的虚拟现实技术、智能化的航海知识数据库技术、船舶自动识别系统、船舶航行数据自动记录器、船舶智能化自动航行系统等技术则成为船岸信息一体化系统技术发展的主要方向。

6．液货装卸自动化系统技术

液货装卸自动化系统是实现船舶综合后勤支持管理自动化，以及船舶装卸与系泊自动化的主要装置。其以数据库为核心，将数个控制模块集成在一起运行，可实时地模拟、检测、控制液货装卸船在静水和波浪中各种完整和破舱状态下的静水力、耐波性效应，自动监测控制货油系统、压载系统、水密门，通过高精度监测吃水和对液位遥控实施对船的浮态控制，以确保船的浮态和稳性。

液货装卸自动化系统技术未来的发展趋势有：集成监测控制技术、静水力性能模拟监控技术、动力性能模拟监测技术、吃水和液位遥测遥控技术、货油装卸模拟监测控制技术、自动压载控制技术、水密门监测控制技术、船上掌上电脑无线监控技术、卫星—Internet岸基监控管理等。

综上所述，船舶自动化是船舶科学技术的重要组成部分，其系统及设备发展极其迅速，更新换代的速度也是惊人的，而船舶自动化技术正朝着数字化、智能化、模块化、网络化、集成化的方向迅速发展，这也是21世纪国际船舶自动化技术发展总趋势。