新一代聲力電話應用效果分析

王玉巧

摘 要： 有限聲力通信系統是船舶通信系統等復雜高風險通信系統中的常用備份通信系統，但有限通信系統是非標準系統，所以其維護較為復雜，維護成本較高。通過對模型和模糊矩陣進行分析，得出了有限聲力通信系統的維護方法。通過有效的模塊劃分和模糊策略進行的模塊總成更換策略使研究的有限聲力通信系統可以實現可測試的模塊化維護，有效降低了維護成本，減少了維護周期。

關鍵詞： 有限通信； 聲力； 船舶通信； 通信系統

中圖分類號： TN912.13?34 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2016）09?0143?02

Abstract： The limited sound powered communication system is a commonly?used backup communication system in complex high?risk communication systems such as ship communication system. The limited communication system has the complex maintenance and high maintenance cost due to it is a nonstandard system. The maintenance method of the limited sound powered communication system is obtained by means of model analysis and fuzzy matrix analysis. The studied system can realize the testable modularization maintenance with the module assembly replacement strategy of effective module partition and fuzzy strategy， effectively reduce the maintenance cost， and shorten maintenance times.

Keywords： limited communication； sound power； shipping communication； communication system

有限通信系統是指與外界網絡完全隔絕的通信系統，聲力通信系統是指沒有外部電源供給的系統。有限通信系統是與目前網絡云端化趨勢相對應的網絡技術實現形式，而聲力通信系統也是最傳統的聲音通信系統。網絡云端化逐漸普及的今天，網絡的可靠性受到挑戰，構建完全獨立的通信系統是船舶系統、化工系統、礦業系統等通信環境較為苛刻的通信環境中妥協的產物，也是對這些通信系統進行可靠性保障的惟一途徑。

1 項目概況

某集裝箱貨船設計容量3 706標準箱，最寬12箱，最長56箱，最高6箱。壓水艙分段12段，縱隔通道3個，生活甲板3層。舵機控制器2套，錨機4套，主機2臺，鍋爐4臺，輔機控制器1套，船長值班室1間。以上系統共需要聲力通信系統45套。其中壓水艙備用系統每個半艙段布置一個，共24個，舵機控制器、主機、輔機及鍋爐每個工位設置2個備份系統，共18個，錨機控制機旁邊各設置一個系統，船長值班室設置1個。

聲力系統采用雙永磁受話器和永磁耳機，同時使用LED指示器提示信號。雖然采用了純銅大斷面通信電纜（[Φ=]6.0 mm×3），但系統的損耗量（η）與連接器的數量和電纜長度存在一定關系，系統采用的最長電纜長度為190 m，采用了電纜環路并聯保障技術，該電纜的實際損耗量（η）和失真量（ζ）可以在項目分析中進行計算。

2 項目模型分析

因為傳統的有限聲力系統并不能實現模塊化，所以聲力系統在實際維護中經常遇到大面積更換總成以包圍其故障點的問題，且聲力系統日常應用較少，屬于備份系統和閑置系統，真正需要啟動有限聲力系統時，經常遇到潛在故障使得有限聲力系統難以奏效。

本文設計的有限聲力系統分為干線系統、終端總成、分配器系統、數模轉換系統等四個部分，本文給這四個系統均建立了模型，通過對這些系統的綜合矩陣分析得到最終的模糊策略。

3 項目要素分析

3.1 有限系統的必要性

互聯網和大數據充斥著當今的工程界，以聲力通話機為代表的有限通信系統仍然在船舶工業中廣泛應用。因為船舶等特殊行業下，經常會出現沒有電源、沒有外網保障的通信情況。特別是船舶在緊急情況下的通信需求明顯增加，但輔助發電機斷電后，船舶電池不足以維持全系統的高負荷長時間運轉，此時要求通信系統不能接入外部電源，也不能依靠外部信息進行通信。所以當今船舶上仍然保留著電磁電報機、旗號通信、聚光燈通信、聲力電話等設施。

聲力電話可以在系統廣泛接地的情況下完成大部分區域的通信，當系統進水接地后，因為不用擔心電池的損傷，聲力電話可以快速修復并實現通信，且聲力電話連接器可以切除任意一側的通信負荷，整個系統可以隨時隔離成任何的雙機系統進行通信，所以其應急避災能力強。

3.2 電磁系統的必要性

基于前蘇聯聲力通話技術和核心設計思想，我國較長時間內的聲力通話系統均采用聲力管道通話技術，這種技術只能實現點到點的通話，且通話距離較短，機艙內的噪音對通話質量影響較大。隨著船舶系統的日益復雜，船舶通道內的管道空間越來越寶貴，聲力通話管道的空間利用需求經受越來越多的挑戰。電磁系統因為工作原理簡單，不存在載波系統和調制解調系統，信號采用全明文傳輸，系統本身除機械尋址系統和隔離系統外，不存在任何功能之外的輔助系統，系統純凈度較高。同時，電磁系統是有限系統，其可以通過雙向網橋設備實現與其他系統之間的信號互通。本文系統就通過數模轉化器將系統與艙音程控系統實現了對接。

以本文通話需求為例，輪機艙與駕駛艙之間的聲力通話管道較為簡單，但輪機艙需要與所有工位之間實現聲力通話，其喊話喇叭口多達40余個，且輪機艙與船首艙錨鏈艙之間的通話管道長達160余米，通話管道衰減和失真較為嚴重，在本文案例中屬于難以實現的案例。所以，本文采用的[Φ=]6.0 mm×3純銅電纜，其直徑僅為16 mm，該電纜可以布置在通信專用電纜槽中，對通道的要求遠低于之前的輪機艙管道式聲力電話。

3.3 其他有限系統的必要性

雖然本文系統是有限網絡聲力系統，但其仍然以電磁震蕩作為通信的載體。在鏈路過水或者其他原因導致電路接地電流過大時，其通信衰減會顯著增強，系統可靠性下降。當線路遇到臨近電火花干擾或者其他強電磁信號干擾時，系統仍然可能出現失真嚴重的情況。而管道式聲力通話系統，除非在管道斷裂、阻塞、積水等情況，否則不會出現衰減和失真的劇烈變化。所以本文系統案例中使用管道式有限聲力電話系統作為備份，在駕駛臺和主輪機艙之間架設兩條聲力通話管道，在艦橋和駕駛臺之間架設兩條聲力通話管道。同時，在駕駛臺和輪機臺之間部署機械車鐘，在輪機臺和鍋爐總控之間部署機械車鐘，在輪機臺和主機控制臺之間部署機械車鐘，在輪機臺與輔機總控臺之間部署機械車鐘，4套機械車鐘與相應的電子車鐘之間形成備份系統，作為通信系統的補充。

4 結 語

本文研究了基于電磁系統的有限網絡系統，有限網絡系統是船舶應急通信系統的典型代表，也被廣泛地應用于化工車間、煤礦井下等通信場所。通過建立模型優化維護策略，本文系統可以像模塊化系統一樣進行維護，這讓有限聲力系統的維護得到了有效解決。

參考文獻

[1] 魏慶輝.本質安全型船用聲力電話的研究[J].艦船電子工程，2012，32（8）：69?70.

[2] 高云嶺.船用內部綜合通信系統的維修攻關與技術保障[D].北京：北京郵電大學，2007.

[3] 宿勇，李堅波.美國航母內部通信系統發展研究[J].艦船科學技術，2015，37（7）：229?232.

[4] 陳超，張晨.AP1000核電廠通信系統設計研究[J].智能建筑電氣技術，2014，8（6）：65?68.

[5] 潘海鑫.基于無線自組網的船舶通信系統應用分析[J].硅谷，2014（23）：104.

[6] 丁立勛.改善強噪聲下船舶通信能力的電路設計[J].船舶工程，2007，29（1）：45?48.

[7] 侯明煌.船舶通信管理中存在的問題及改進措施[J].航海技術，2005（5）：36.