數字內通系統在海洋平臺上的設計應用

張 淼，劉洪亮

（1.上海振華重工（集團）股份有限公司 海工集團研發中心電氣所，上海 200125；2.上海船舶研究設計院 能源技術部，上海 200125）

關鍵字：PAGA；PABX；局域網；娛樂系統；降噪

0 引言

本文是作者在多條實船項目不斷改進研究設計方案、項目的技術設計經驗總結和現場施工時遇到的問題及解決辦法的匯總，已經由原來初步嘗試應用于實船項目中轉化為成熟模式的應用，并全船取得了相關船級社的入籍證書。本文主要通過與傳統的設計理念相比較，可以很容易看到這兩者之間的差別，并發現數字內通的優勢。

1 系統功能

該系統由 PAGA、PABX、娛樂系統和局域網等相關設備組成，雖然每個項目中使用的內通廠家大不相同但是基本設計理念和架構基本上是一致的，下面將逐一進行介紹。

1）PAGA系統。將傳統項目中的廣播系統和通用報警系統合二為一，并采用雙系統的方式提高全船的安全性能。PAGA系統輸入信號有火災報警信號、可燃氣體報警信號、H2S氣體報警信號、機械故障報警信號后按照優先級向全船發布緊急廣播報警信號，也可以通過手動按鈕方式發布棄船和通用報警廣播信號，并且每種報警廣播音頻可以用肉耳輕易區分，同時自動關閉一切娛樂信號。由于該系統使用的是2套獨立的PAGA，所以在設計的時候要注意2套系統的獨立性能和同步性能。

2）PABX系統。由模擬電話和數字電話2部分組成。住艙的每個艙室都配置1個網絡中斷的接口可以用來實現看電視節目、打電話、上局域網3個功能，并且還要滿足規范對自動電話要求；工作區域選用傳統的模擬電話，主要是考慮工作環境比較惡劣，并且還需要在噪聲較大的場所配備耳機和閃鈴。

3）娛樂與網絡系統。為了節省空間，在設計時將娛樂系統與網絡系統安放在1個主控制控制柜中，然后根據實際需要配置3個網絡分站，從而減少網線敷設距離和長度，保證信號強度，網絡布置廣泛靈活分散。如：轉臺面的司機室里面都可以配置防爆的網絡口。

整個數字內通系統都由正常電源、應急電源和UPS（可供電1 h）3種電源供電，并且互為備用，提高整個系統運行的穩定性和可靠性，保證當災難發生時全船每個角落都能聽到緊急報警，人員安全撤離。

2 設計方案

2.1 PAGA系統

PAGA系統為全船提供安全性保證，所以對安全性的要求很高。圖1為PAGA系統2臺主機間通信具體事例情況。

圖1 PAGA系統2個主機箱圖紙

在設計部分采用2套獨立且又同時工作、互為備用的設計模式來提高PAGA的安全性能，即同一房間內布置或者相鄰2個區域的喇叭由不同的主機柜供電；并且將2個主機安放在不同的防火分割區內，這樣保證當1臺主機無法正常工作時，PAGA還能繼續為全船提供廣播報警服務。

PAGA主機功率是根據總體圖紙上主艙數量和機械區域數量和大小預估出每種揚聲器的數量、位置和功率，在此基礎上增加一些余量初步算出主機柜總功率為訂制產品做參考。通常都是采用3套獨立電源為該系統供電：正常電源和應急電源可以自動轉換，待兩者電源都無法供電時自動轉換成UPS供電1小時為全船應對緊急事故使用。根據實際工作、生活、休息的情況將全船廣播系統分區（也可以根據船東的個人愛好更改），并實現區域廣播，設計盤線的時候要特別注意此處；在為室內的揚聲器選型時要盡量考慮到美觀、舒適，盡量不影響船員的休息，每個住人艙室可以考慮配置帶調音開關的揚聲器，但在全船廣播的時所有揚聲器跳到最大；而機械區域機械設備噪聲較大，通常使用號角式大功率揚聲器功率同時加裝報警燈柱視覺報警。另外，除了防爆區域以外，海洋平臺船級社要求安裝在室外的內通設備要求是防爆的。由于本系統采用2套主機系統，為了防止重音而導致現場人員無法聽清楚廣播內容，2臺主機必同步，保證廣播的同步而不相互干擾。在調試階段時，調試人員要實際測試有授權的自動電話可以通過撥打預先設定號碼來實現全船廣播或者應急喊話的功能。

2.2 PABX系統

程控交換機總功率可以通過總圖中住艙數量確定數字電話的數量以及機械區域數量確定模擬電話機的數量。按照建造規格書要求選用程控交換機及容量，并且確定其要具備的功能。

PABX接口有2種：與外部聯系的接口，內通設備之間的接口。外部接口通常都是可選項，都為預留，主要用來與外部聯系，與衛星接口可以同陸上終端進行電話聯系，如通過F站實現該功能；預留與平臺間通訊的衛星站、擴頻設備或者光端機，可以與周邊平臺通話聯系，這種情況是周邊多個平臺同時作業時相互聯系下使用。而內部接口則是與PAGA系統和局域網系統聯相連，用于網絡電話或者模擬電話分機通過廣播系統頒布緊急廣播等情況下實現內部通信功能時使用。

圖2為海洋平臺項目中PABX主控柜內部控制圖紙，所有電話都具備以下功能：自動撥號、重撥、三方通話、分機代接/轉接、分機等級設定、保留指示、廣播、強插等，并可以根據隨時船東要求對設置權限而作出調整。安裝在機械場所或者噪聲較大處所電話機可以多配置具有防水、隔音功能防護罩，必要處還可以增加視覺指示燈和耳機；安裝在危險區域的防爆自動電話通常選用本案電話，配置相應防爆設備時需要獨立供電。

圖3為數字電話網絡控制柜內部控制圖，該控制柜將網絡、娛樂系統、數字電話集成在一起并通過網線傳輸到每個終端。住艙的每個房間終端配置1臺小型的網關POE，將網絡傳輸信號轉換成內部局域網、娛樂、數字電話等信號給船員工作或者休息時使用；機械區域的終端只安置防水網口而防爆區域配置防爆網口實現上網功能，甚至還可以用光纖通過拖鏈直接拉到司鉆房實現上網功能，這也是該系統作為數字內通的亮點之一，用1根網線代替了原來傳統使用3種不同的線，大大節約電纜使用成本，減少敷設施工難度，節約人工成本。

2.3 娛樂系統

主要選用衛星天線和全向衛星天線兩種天線，波段為全波段信號接收，適合全球路線使用。并且衛星天線內部配置跟蹤接收器可以自動通過掃描方式追蹤鎖定衛星，除此之外還配置了GPS接收器、傾角傳感器、外接羅經接口，內置減震器等常用設備，安置方便操作簡單。該系統內部可以同時接收幾路衛星電視信號，開路地面電視的路數，廣播和DVD節目的臺數以及近岸的電視節目，也可以通過增加放大器、解調器的數量來增加接受衛星電視信號的數量或者船東指定的頻段。娛樂系統的信號通過局域網的網線通常選用CAT 5e這類目前比較流行的傳輸方式，接入全船的每個房間。該系統更改方便靈活，操作簡單，能靈活滿足船上工作人員的需求，豐富他們的業余生活。

圖2 自動電話主控制箱部分

圖3 網絡系統部分圖紙

3 施工降噪措施

內通系統的設計理念就是出于全船工作人員的人身安全，但由于大多數工作區域場所吵雜的機械運轉噪聲是無法避免的，而安置在這些處所的內通設備工作受到環境噪聲干擾很大。在做全船耐久實驗的時候，發現變壓器間、灰罐間等這些處所的噪聲和主機室的噪聲相當。所以在現場施工過程中，首先需要通過實際測量每個處所的環境噪聲，當發現所在場所不能滿足所入船級社這部分內容對音頻的要求時，除了增加該處所內通設備功率以外，還需要盡量采取如下的措施降噪：1）增加消音器降噪，如風機等設備上增加消音器達到降噪目的；2）增加降噪材料，如風管或者風道上再包裹一層降噪材料達到降噪目的。

4 結論

數字內通是將傳統的內通系統與現代通信技術應用相結合的成果，已然成為海上平臺內通系統的發展趨勢。該系統不僅具有更高的安全性、靈活性、使用性和可靠性，保障海上作業安全，還可以減少敷設電纜的成本，降低施工成本。