船舶内部通信系统设计分析

2022-10-23周轲

船舶标准化工程师 2022年2期

周轲

（大连中远海运重工有限公司，辽宁大连 116113）

0 引言

船舶内部通信系统是船舶电气系统的重要组成部分，承担着船舶日常工作时内部沟通、指令下达、信息传递，以及船舶遇险时通用报警、火灾报警、气体报警和弃船报警等重要作用。各个船级社对于内部通信系统都有着明确的设计要求。通过分析船舶内部通信系统的设计范围、基本要求和注意事项，本文给出既符合船级社要求又满足船舶自身运行需要的设计方案，以免后期出现大范围的修改。

1 船舶内部通信系统的设计范围

船舶内部通信系统主要包括广播系统、对讲系统、自动电话系统、声力电话系统、通用报警系统、冷库报警系统、应急车钟系统和报警灯板系统。其中，最重要是广播报警系统与自动电话系统。广播报警系统主要包括广播控制部分、功率放大器和广播扬声器。自动电话系统主要包括电话控制系统、交换机和自动电话。各系统主要配置如下：

1）广播系统

广播系统由AC 220 V助航分电箱和DC 24 V助航分电箱供电。在操纵室设置广播扩音机1台；在驾控台、集控台、救生筏存放处和CO控制站设有广播遥控分站；在罗经甲板处设置100 W高音喇叭；在露天甲板各工作部位设置25 W或15 W的高音扬声器；在机舱、泵舱、住人舱室、内走道、餐厅和会议室等处所配备相应的扬声器。

2）对讲系统

在机舱监控室设置嵌入式对讲机主机1部，在轮机长房间、内走道、餐厅和轮机部办公室各设 1只对讲机分机。

3）自动电话系统

设置1套72门自动通话系统，将电话分机安装在操纵室、机舱监控室、餐厅、机舱、辅机舱、应急兼停泊发电机室、船员房间、变频间、液压泵站、泵舱、推进舱和舵机舱等处所。其中，机舱、辅机舱、应急兼停泊发电机室、推进舱和舵机舱等处所的电话分机具备防噪声和声光提示的功能。操纵室、船长室和轮机长室的电话享有优先权，具有强制插入通话的功能。自动通话系统由AC 220 V和DC 24 V电源供电，当AC 220 V电源掉电时，自动切换至DC 24 V电源。

4）声力电话系统

设置1套12门指挥型声力电话系统。总机设在操纵室内，具有忙线插入的功能；分机分别设在机舱监控室、机舱、推进舱、舵机舱、应急兼停泊发电机室和CO间等处所。

5）通用报警系统

在船员区域设置适量警铃；在机舱、辅机舱和分油机舱设置组合报警灯板；在液压泵舱设置声光报警器；在操纵室设置控制板；在CO室和救生筏旁设置遥控台。通用报警系统与火警和气笛间设有接口，在发出通用报警信号时，气笛一同发声。通用报警系统与广播系统间设置联锁，在发布紧急广播时，通用报警系统停止发声，当广播结束后，通用报警系统继续发声。此外，广播系统也能发出通用报警信号。通用报警系统由正常AC 220 V和应急AC 220 V电源进行供电。

6）冷库报警系统

在厨房和餐厅分别设置带灯警报器，在冷库设置报警按钮。当按下冷库的按钮时，厨房和餐厅的带灯警报器会发出连续调频声光报警信号。

7）应急车钟系统

在驾驶室航行控制台上设置嵌入式发送器；在机舱监控室设置嵌入式复示器；在推进舱设置壁挂式接收器。

8）报警灯板系统

在机舱设置1套组合报警灯板系统，包括1个报警继电器箱、若干机舱报警灯板和1只报警灯板复示器。

2 船舶广播系统的设计基本要求

各船级社对于声压等级的要求具体为：1）在室内区域，应保证至少75 dB(A)，且超过环境声压至少 20 dB(A)的声压等级；2）在露天区域，应保证至少80 dB(A)，且超过环境声压至少15 dB(A)的声压等级。对于机舱和泵房等噪声过大的区域，一般广播系统的设计声压达不到要求，需增加报警灯板作为补充。根据国际海事组织（International Maritime Organization，IMO）的要求，声压等级不能超过110 dB(A)，即使是佩戴听力保护器的船员，也不能暴露于声压等级超过120 dB（A）的环境中。

对于报警广播系统，各船级社规范提出如下要求：1）报警广播系统应覆盖船员的日常活动范围；2）广播报警系统需设计多个报警控制站，控制站位置可设置于驾控台和船东规格书中要求的其他位置；3）报警广播系统需要主电源与应急电源2路电源进行供电。

广播扬声器和自动电话的安装方式与 IP等级需要根据船舶实际的情况进行选择，广播扬声器的安装方式包括嵌入式、壁挂式和号角式3种。在高噪声区域设置自动电话需考虑配有电话亭和耳麦。若电话通过网线传输信号，则还需考虑电缆长度。

广播系统承担船舶日常和紧急时刻的广播及报警任务，故整个系统需尽可能减少单点故障的影响，保证在单个电路或元器件发生故障时依然能够实现广播报警功能，具体包括以下5点措施：

1）布置多个放大器，将广播通过不同的放大器输出。

2）备份放大器，当单个放大器故障时，不至于影响整个系统的工作。

3）对电缆路径进行隔离，同一扬声器的回路尽量布置在同一区域。当某个地点出现火情的时候，其他地点的广播功能不受影响。

4）每个场所应设置有多个发声设备，当单个扬声器故障的时候，场所内依然能进行广播和报警。

5）扬声器应具有独立的短路保护功能，以避免单个扬声器的故障影响同一回路上的其他扬声器。

3 分析比较

通常情况下，相较于船舶，海洋平台内部通信系统的设计要求更高。海洋平台的广播系统一般设计为A和B双系统的形式，2个系统均采用回路设计，这样可保证当广播线路在某处断开时，不影响回路中其他区域的广播工作。A系统和B系统一般布置在不同的地方，当单处失火时，不会影响整个系统的工作。船舶的广播系大多为单系统形式，且一般不采用回路设计。当广播线路在某处断开时，整个广播系统将停止工作。

由于船舶内部通信系统一般不采用回路设计，故需注意将每一条线路尽量布置在同一层甲板，以保证当某层甲板的广播出现问题时不会影响其他层甲板的广播工作。海洋平台的广播系统采用回路设计，故回路数量一般较少，穿过甲板层数较多。

4 广播系统设计注意事项

1）广播报警声与灯板报警声同步问题

如果广播与灯板的报警声不同步，就会导致船员无法分别报警声的具体内容。为解决该问题，广播机柜向报警灯板输出3个信号，分别为控制灯光的持续信号、控制灯板报警的信号和静默信号。通过这3个信号统一报警灯板和报警广播的发声控制源，进而实现声音频率的同步。

2）火警报警信号的输出问题

所有悬挂欧盟旗帜的船舶的火警系统需满足船用设备指令（Marine Equipment Directive，MED）的要求。若生活区的广播喇叭是火警报警的唯一方式，那么广播系统也要满足MED的要求。然而，目前尚无明确满足MED要求的广播系统。该问题的解决办法是将广播系统与火警系统独立设置，单独安装火警报警警铃，由火警系统独立驱动。

3）放大器型号选取问题

若广播系统为A和B双系统的形式，相应的放大器也要互相独立，不能2个系统共用同一放大器。一般情况下，放大器的负荷不应超过限值的 80%，极限情况下也不能超出限值90%。因此，在进行放大器的选型时，应在估计的广播总功率的基础上增加至少20%～30%的余量。

4）双路广播系统回路布置

双路广播系统的回路布置应满足交叉布置的原则，同一区域必须同时覆盖，这样能保证当一路广播出现问题的时候，另一路广播依旧可正常工作。

5）声压等级确定

由于具体的声压等级需要在海试阶段才能最终测出，而此时再对广播系统进行大的修改会造成巨大的返修施工工作量。因此，在设计之初就要重视声压等级的确定工作。

6）驾控室与集控室间的通信方式

根据规范要求，驾驶室与集控室之间应具备至少2种相互独立的通信方式。通常情况下，一种为车钟系统，另一种为声力电话或对讲系统。

5 设计方案

根据上述分析，可给出船舶内部通信系统的设计方案：广播系统分为2个回路，2个回路的广播功放彼此独立。广播回路分为4个区域，分别为住舱、办公处所、机舱和室外区域。在驾控室设有控制站，在救生艇区域和消防控制站设有报警按钮与对讲机。广播扬声器的声压满足船检的要求。广播机柜配有连接电话系统的接口，以保证电话喊话功能可正常使用。广播系统与报警灯板系统之间配有静默信号、脉冲信号和长触点信号。