船舶电气自动化控制安全性问题探析

船舶电气自动化控制安全性问题探析

郑刚

江龙船艇科技股份有限公司 广东省 528462

摘要：近年来随着科学技术的快速发展，船舶自动化的科学性越来越强，自动化系统目前已经覆盖了大部分船舶机构，在这种情况下，一旦自动化系统有问题出现，船舶将会面临着全面瘫痪的危险。所以，目前怎样对船舶电气自动化控制的安全性问题进行保证已经成为非常重要的问题。本文首先对船舶电气自动化控制的现状进行了简单概述，然后针对船舶电气自动化控制的安全性问题进行了进一步的分析和研究，希望可以为相关研究带来一些借鉴和参考。

关键词：船舶；电气自动化；控制；安全性；问题；

引言

进入新世纪以后，船舶电子自动化技术也随之提升了一个新的台阶，自动化系统目前已经覆盖了很多大型船舶的整体，从船舶中的电器到导航再到与港口数据之间的连接与传递，以上这些过程中都对自动化控制进行了充分的利用，并且近年来随着技术的发展，船舶自动化控制系统发展也朝着网络化与综合化方向迈进。

一、船舶电气自动化控制概述

进入 21 世纪，船舶的电子自动化系统也提升了一个档次，自动化系统已经覆盖了一些大型船舶的整体，从船舶内部的各种电器到导航，再到与港口数据的连接与传输，都有着自动化控制的身影。随着近些年来的不断改进，船舶的自动化控制系统逐渐向综合化和网络化发展。

1.1船舶电气自动化的综合发展

船舶电气化的综合发展归功于计算机技术的兴起，通过计算机控制技术将船舶内的各种电气控制整合至一个界面，通过该界面可以完成对所有电子系统的控制，通过这一综合控制可以避免出现突发事件出现时无法解决，或者由于电子元件过多造成多操、误操、重复操作等操作失误问题，大大提高了船舶运行的安全性和稳定性。

1.2电子自动化网络覆盖船舶

在电子技术没有在船舶中应用时，由船舶中的控制系统来完成对航线的指引，人工对船舶中各种电器进行控制，一旦有问题出现很难快速得到解决。例如泰坦尼克号就是一个典型例子，当时因为没有电气自动化网络系统覆盖船舶，只能依靠自带的导航系统，在面对冰山时不能做到及时发现，不能及时避开冰山，这是酿成悲剧的最主要原因。当船舶中电子自动化网络系统覆盖实现以后，可以提前通过航线侦查发现冰山，网络系统覆盖能够帮助我们尽快发现冰山，并完成躲避。电子自动化网络覆盖为船舶提供了采集数据的网络，利用直接操作系统为船舶运行提供重要保障。

二、船舶电气自动化控制的现状

2.1装船设备的稳定性、可替换性

目前船装单一设备较多，主要考虑备用旋转设备或是备件作为冗余，及时恢复设备运行的主要措施，往往都是发生在设备已经故障停止或是触发系统报警的情况下才可能被发现，通常需要进行备用旋转设备切换或是备件更换，过程中肯定会发生停机现象，从而发生港修或是推进机械降低负荷维持运行的情况发生，导致实际运营船期超计划船期。

2.2船内网络系统以及船岸网络系统的稳定性和安全性

现在船舶技术中，计算机、PLC、单片机等微处理器的应用、各类通讯总线和互联网技术得到了广泛应用，加之卫星FBB和VSAT通讯的推广，目前运营和管理船舶不再依靠单边带和传真机，以邮件和双向通讯作为主要手段，在设备或卫星网络出现故障，甚或网络和卫星定位系统受到黑客攻击情况下，船舶方位信息或海事通讯卫星都会出现不准确、停止工作的危险，致岸上物流系统和船务、船东公司无法准确获知船舶方位信息以及船舶运营状态信息，无法准确进行港口物流车辆部署和客户交接时间节点。

2.3系统设备的错误率问题

方便、稳定、实用一向是电气自动化技术的标签，但是这不代表它不会犯错，它实际上是有一定的容错概率的，而且这样一个概率是我们无法预测并改变的。通常这个概率会出现在电气设备本身以及在设备安装、运行的时候。要知道电气设备的制造和安装不可能做到百分百安全，这个错误率早在设备制造的时候就已经产生，并且会随着使用时间的增加而增长。这样的故隧和错误率我们是无法预先知晓的，即使可以通过后期的维护、保养来降低这种错误率，但的确是无法完全规避这样的风险。一日出现，整个电子自动化系统将处于瘫痪状态。

2.4电磁方面问题

在电子电路和输送电设备引用过程中，电磁场不可避免。且船上的强电动力设备和系统、照明设备均采用了电压大于 AC220V 的电制，而船舶自动化监测以及通导无线电等控制和监测类系统和设备往往都是弱电电子类设备，船舶建造过程中由于类似设备的布置位置以及电缆敷设等环节上，都会出现电磁干扰问题，该类故障和风险源于船舶空间局限性，电子元件排列非常紧密，干扰问题发生概率会增加。

三、加强船舶电气自动化控制安全措施

3.1 完善管理体系

各类规范和技术标准的执行与完善，是电气自动化安全运行的重要基础。广大船舶制造及运营单位在运用自动化技术时，务须严格遵循国际船级社、挂旗国、海事管理部门颁布实施的相关规定，船舶运营单位和舰队管理者也要严格遵守相关规定，强化制度的操作性，以及最终的实用性能。另外，需要对操作过程中的每一个环节倍加重视，就所有步骤进行明确规定以及详细讲解，杜绝违规操作事件发生。

3.2大力推进智能化进程

在新时代、新科技、新理念的大背景之下，未来的船舶发展，一定会不断朝着智能化的方向迈进。鉴于此，相关企业应当大力推广应用各类新技术，比如 CPS 技术（物理信息系统）的推广及应用，其对船舶智能化的发展有着较大的促进作用。由于船舶项目复杂性的日益提升，自动化程度不断增加，船上人员的数量配置就会越来越少，这就需要智能化操作具备较强的、持续的稳定性。CPS 技术功能的发挥，可以综合运用预防、检测、防御性修复、系统复原等方式，为船舶操作系统的安全性提升提供较大的助力。比如，当该技术检测到一些安全隐患时，会让船舶及时躲避。当系统出现问题的时候，一些智能化的手段也会发挥出其该有的作用，从而对这些故障进行高效化的处理。此外，CPS 系统亦具备强大的容错功能，即在错误出现的时候，系统的正常运行也可以得到全面的保障，从而维护好系统的安全性和可靠性。再有就是，通过 CPS 系统的各个节点，可以全面感应各类型的信息，将输送到中枢的信息进行条分缕析，高效实现反馈控制。通过建立 GPS 系统科学的模型，该系统可以对船舶航行过程中的各种情况进行自动化的分析，针对不同的问题采取合理的措施予以应对，待分析和处理完成以后，将其发送到相关人员，这样就会使得解决问题的效率大大提升。相关人员可以全方位、无死角地监控各类操作，船舶行驶的安全性就会得到很大程度的提高。

四、结束语

船舶电气自动化是新时代的产物，它结构复杂，并且对船舶的整体运行有着极大的帮助。然而在诸多优势的表面下却隐藏着许多难以发现的危险，因此对船舶电气自动化安全的评估和检测显得尤为重要。电磁技术的安全、设备容错问题、线路控制问题等都是不容忽视，并且对电子自动化系统影响极大的存在。只有在设备的制造、安装使用过程中，做好提前的检测，并且找出这些问题的重点，逐一解决，才能够保证船舶电气自动化的可靠，稳定，才能保证船舶运行的安全。

参考文献

[1]倪永亮，于宪令.船舶电气自动化系统运行保障分析[J].科技创新与应用，2015,21:110.

[2]袁战勇，吴桐，杨琨.浅谈船舶电气自动化系统的可靠性保障技术[J].中国水运（下半月）,2015,08:128-129+131.

[3]高寒.船舶电气自动化中几个重要技术的应用[J].黑龙江科学，2016,13:36-37.