自動化技術在船舶和航海領域中的應用

摘要船舶和航海業成為當今世界主要海洋強國的支柱產業之一，海洋事業會推動國家經濟發展，提升國家在國際上的經濟和軍事地位。自動化技術能夠提高效率和可靠性，實現船舶的可控自動化操作，并能對船舶的航行實施監控，避免事故。本文主要介紹利用自動化技術在船舶裝置和海洋導航中的應用。

關鍵詞自動化激技術船舶機艙裝置自動導航

中圖分類號:TP23文獻標識碼:A

船舶航運業是一個古老而傳統的行業，在國際交往中，船舶航海的發展程度在某種程度上也代表了一個國家的地位。科學技術迅猛發展的今天，船舶裝置和導航技術到發生了巨大的變化，動力裝置由人工到蒸汽機在到內燃機，控制設備亦由手動控制發展為全自動式、電-氣式、電-液式和自動化微機控制系統，導航技術擁有也由傳統的路線地圖指引變為現在的自動化監控引航。

船舶自動化技術是把船舶各種設備集成到一個計算機網絡平臺里，其基本方法都是信號傳感一信號處理一邏輯運算一發出指令一指令執行一結果反饋一信號傳感，如此循環處理，從而實現所有設備的實時監測和控制。在海洋導航中，自動化監控引航使得航運事故減少，避免海上船舶碰撞事故的頻繁發生、航路安排不當、船員因疲勞而判斷錯誤等重大事故。從技術上提高船舶的自動化程度，在決策和操作上減少人的參與，減輕駕駛員的負擔，逐步實現船舶裝備的自動化和航行控制的自動化，是解決海洋航運事故的根本辦法，新世紀航海自動化勢在必行。

1 船舶裝置的自動化系統

船舶機艙自動化系統集機艙動力系統及輔助系統自動控制，監測，報警于一體，是船舶工業科技戰略發展應用研究的重要技術之一，是涉及計算機網絡，數字化通信技術，現代控制技術，通訊技術，光纖，傳感器，電力電子等多種學科和技術綜合應用的一體化產物。將以集成化，網絡化，標準化，模塊化，智能化向實現全船綜合自動化這個高層次階段發展，是開放式和網絡化未來船舶自動化的創新模式，具有經濟性高，可靠性高，維護簡便等特點。

上世紀60年代開始，基本實現單個裝置自動化，個別船舶安裝了自動舵、自動鍋爐裝置、自動火警和自動滅火設備等，沒有構成完整的集中控制系統;70年代實現了船艙集中監視、遙控和無人船艙;70年代以后由于計算機電子設計、制造與應用技術的日益成熟，應用電子計算機在駕駛、船艙和裝貨等各方面實現全盤控制。

船艙自動化一般包括以下部分:(1)自動報警、滅火系統:當機電設備發生故障或工作參數越限時，發出報警指示;(2)主、輔機遙控、系統控制:主要是從駕駛室遙控主機的啟動、轉向、停止、調速;(3)船舶電站自動化;(4)設備性能運行分析系統;(5)故障自動檢測、維修方案;(6)燃油自動記錄、備件管理。

船舶自動化進一步的發展趨勢是用智能化的計算機進行全船智能管理，能進一步提高自動化的可靠性，并提前檢測故障，防止行駛過程中出現突發事故，并確定預防保養和維修，保證安全、經濟地運行。

2 船舶自動化導航

遠洋運輸從一開始就離不開正確的航行路線，隨著船舶“大型化、高速化、自動化、專門化”的趨勢日益明顯，船舶數量急劇上升，導致通航密度尤其是港口水域和狹水道通航密度劇增。因此，盡管造船技術、航海技術也在發展，但海上事故頻頻，安全形勢依然嚴峻。解決這一問題的關鍵是，要具有充分先進的船舶導航系統，提前預知潛伏危險，并及時通知相關船只，避免事故。

船舶自動化導航系統主要包括航向信息傳感器、船位信息傳感器、航速(航程)信息傳感器、目標自動了望捕捉與自動跟蹤信息傳感器、電子海圖(ECDIS)信息傳感器、自動操舵控制系統、主機自動控制系統等和信息處理與控制系統，以及信息顯示和記錄等部分組成。

自動導航系統一般包括以下幾種功能:(1)航向的自動控制:根據計劃航向、風流情況、船舶吃水、航道寬度等情況，選擇保證船舶航行的精確航向;(2)電子海圖顯示、雷達、衛星導航、定位，隨時確定船只所在的地理位置，并比較海圖，判斷航向是否正確，安全等;(3)自動避碰、選擇航道信息顯示畫面，船只碰撞是海難事故最常見的，實時觀測和信息反饋系統，使集中調控、市場監視和災害預警成為可能，船舶信息網絡工程將船舶動態實時顯示在船東電子海圖上，調度控制一體化;(4)船舶通信系統功能，包括船舶與船東的通信、船舶與港口當局的通信、船舶與船舶間的通信等其它一切通信，保證自動化系統能在船只之間相互協調。

3 總結與展望

船舶自動化是船舶自身裝置和導航技術的發展方向，隨著科學技術的不斷發展，更加先進的一體化，集成化和自動化的將用于船舶裝備控制，導航監控，必將有效地提高船舶的航運能力和航行的安全性，降低企業成本，提高企業效益。