海洋工程船舶电气数字化技术应用现状与发展

陆超

摘 要：随着社会的飞速发展，各行各业都在探索自动化、数字化的发展方向，对于海洋工程船舶电气数字化技术来说，其能够促进船舶智能化发展，实现自动运行、自动监测避险智能报警、自动定位、船舶综合自动化等作用，未来还会朝着更加深入更加智能的方向发展，大大提升海洋工程船舶运行的智能化水平，具有非常积极的现实意义。本文首先对船舶电气数字化技术、应用意义以及应用现状等进行综合阐述，其次分析船舶电气的数字化技术的应用，最后分析船舶电气数字化技术未来的发展方向，希望能有帮助。

关键词：海洋工程;船舶电气数字化;现状与发展

引言：

现在船舶航行范围越来越广、航行距离越來越长，朝着海洋深处不断探索，在海洋工程中，应用电气自动化、数字化技术，能够有效提升成功运行管理的有效性，为海洋相关工作提供便利，保证其能够安全展开，目前我国的船舶电气数字化技术应用并未深入，都处于半自动化阶段，未来智能化发展还有很长的路要走。

一、船舶电气数字化技术、意义以及现状进行综合阐述

（一）船舶电气数字化技术

船舶电气数字化技术一方面在内，利用精确度非常高的检测与感应元件，检测传播被检测电气设备的运行数据，比如电压、电流、功率等模拟量信号，作为自动化运行的基础数据依据，将这些模拟量信号转化为计算机处理的数字量信号，通过可视化操作投放在相关船舶操控工作人员面前，可设定具体航线，使得船舶自动导航驾驶，朝着目标方向进发，相关船舶操控人员亦可随时更改设定，进行数字化操作;一方面在外，利用电气数字化技术，可进行自动监测避险安全技术、自动定位、与岸联系等，让他提升船舶运行的智能化水平[1]。

（二）船舶电气数字化的意义

1.提升船舶质量和安全：传播电气设备运行的安全性和可靠性至关重要，借助精准的数字化监控系统，能够对船舶电气设备运行过程数据进行实时监控，避免人力监控可能存在的诸多问题，同时系统还有智能报警以及智能检测等功能，为维护以及抢修提供数据支持，可以说船舶电气数字化技术，能有效提升船舶运行的安全性和可靠性。

2.提升船舶管理智能化：数字化是为了智能化而准备的，将船舶运行过程中的电气设备运行数据实时监控，就能够实现船舶运行管理的智能化水平，可以实现传播运行“四遥”（遥测遥信遥控遥调），现阶段传播运行已实现无人机舱，所有设备大都能自由调控，但仍然配备船员，未来可实现船舶无人驾驶也说不定。

3.增强自动感知能力：中国船级社（CCS）在《智能船舶规范》中说，智能船舶能够自动感知和获得船舶自身、海洋环境、物流、港口等方面的信息和数据，自动感知并不是靠的肉眼观察，而是靠的传感器、通信、射频、互联网等数字化技术，才能实现对事物的自动感知。

（三）船舶电气数字化现状

随着时代的发展，我国船舶领域已大范围内实现简单数字化，数字化功能或许不全，但重要方面已能满足实际需求，就船舶航行来说，目前属于半自动化状态，大部分船都是无人机舱，所有设备大都能自由调控，但是船舶上仍然会有船员，因为一些突发情况电脑是没办法处理的，比如主机冷却水缸套爆了，再比如空压机马达坏了，这些维修工作上需要工作人员去解决。

二、船舶电气数字化应用方面

1.传播驾驶综合自动化（自动驾驶导航）：利用精确度非常高的检测与感应元件，检测船舶被检测电气设备的运行数据，比如电压、电流、功率等模拟量信号，作为自动化运行的基础数据依据，将这些模拟量信号转化为计算机处理的数字量信号，通过可视化操作投放在相关船舶操控工作人员面前，设定相应参数与航线，使得船舶能够自动驾驶运行[2]。

2.安全监视并数据收集处理：机电控制装备以及计算机监控系统对船舶电气设备进行安全监视，监视电气设备设备开停机过程、运行监视、异常工况、故障处理等监视，收录设备运行日志或各种报表，同时，数字化系统实时收集船舶电气设备运行过程中的各项数据，在很短的时间频率内刷新检测电气设备运行数据，通过相关数字化算法对电气设备运行数据进行数字模拟与建模，分析和处理数据，一旦发现异常数据或超出设定阀值的数据，数字化系统变立刻进行故障报警。

3.智能诊断：在监测到电器故障后，相应的数字化系统还能够根据被监控电气设备的日常运行日志、维护日志、故障前后模拟量数据等，进行故障诊断，给出一定的故障维修意见，帮助船员第一时间找出故障所在，第一时间解决问题。

4.自动感知：电气数字化技术能够推动船舶自动感知能力的提升，获得船舶自身、海洋环境、物流、港口等方面的信息和数据[3]，这会让海上救援、岸上中心指导、港口信息交互更加方便。尤其是海洋环境的自动感知，将对海上遇险安全技术有非常大的提升，海洋结构复杂，海底结构风险不易察觉，通过自动感知使得船舶能够自动避险，大大提升船舶运行的安全程度。

三、未来船舶电气数字化发展趋势

1.人工智能：人工智能是社会先进科学技术的体现，包含人工智能语音识别、人工智能扫描、人工智能移动、人工智能大脑等关键技术，人工智能可以提升船舶修造的自动化程度，利用人工智能机器人来代替人力作业，一方面可以将人们从繁重的低级劳动中解脱出来，而转移到其他岗位，比如机器人运营、机器人调度等，一方面能够真正实现“无人船舶”[4]。

2.全球海洋数字化工程：在全球范围内构建数字化工程，深入开发能够探测海下环境感知技术，结合GIS系统构建海洋数字化图，为海洋工程探索提供数据支撑。并且未来船舶从受控制的船变成会思考的船，自主识别海洋环境，智能调度，促进船舶安全、高效航行。

3.船舶共联：通过更加先进的数字化技术，利用传感器、通信、射频、物联网等技术，实现船舶、港口、物流等方面的信息共享，实现船舶共联，再加上信息感知、通信导航、能效管控等关键技术，让船舶航行更加智能化，数字信息共享、透明，安全航行在世界任何海域。

四、结束语

综上所述，船舶电气数字化技术能够推动传播智能化发展，实行先进技术的根本体现，目前来说我国船舶领域大多出于半自动化状态，相信未来随着科技的发展，能够真正实现以大数据、云计算为基础的智能化船舶，探索海洋，造福人类。

参考文献

[1]毕建骄，赵哲，张莹. 海洋工程船舶电气系统和设备的现状及展望[J]. 农家科技旬刊，2013，000（011）：148-148.

[2]陈耀辉. 海洋工程船舶电气数字化技术及发展趋势探究[J]. 商品与质量，2019，000（022）：1，25.

[3]吴斐文. 海洋工程船舶电气系统和设备的现状及展望[J]. 船舶，2011（04）：45-52.

[4]王聪. 海洋工程船舶电气数字化技术及发展趋势探究[J]. 船舶物资与市场，2019，NO.157（03）：23-24.