多技术集成智能船舶系统构建体会

多技术集成智能船舶系统构建体会

肖远

中国船舶工业系统工程研究院北京100094

摘要：文中针对船舶系统构建过程中所涉及到的集成技术展开了深入地研究与分析，阐述了计算机集成技术、智能集成技术与信息集成技术。与此同时，将计算机集成技术作为研究重点，针对多技术集成的船舶智能信息管理系统进行了分析，希望有所帮助。

关键词：多技术集成；智能船舶系统；构建

近年来，现代船舶系统的信息化与智能化程度显著提高。在文中，针对多技术集成的智能船舶系统构建方式展开了深入地研究与探讨。一般情况下，智能船舶系统的构建所依赖的关键技术主要有计算机集成技术、信息集成技术与智能集成技术等等。由此可见，针对多技术集成智能船舶系统的构建展开进一步探究具有一定的现实意义。

一、集成技术概述

（一）计算机集成技术

对于智能船舶系统而言，应当借助计算机集成技术，对通用计算机网络予以有效地构建。这一网络主要的功能就是采集不同种类的数据信息，因而也是船舶系统当中最关键的组成部分。如果计算机网络出现了故障，船舶系统必然会整体瘫痪而无法正常运行。现阶段，分布式控制系统与现场总线控制系统就是最常见且最为现代化的船舶网络系统。通过对分布式控制系统的灵活应用，可以实现任务向各处理器的有效分散，尽量降低微机高度集中所带来的危险，使得系统本身实时处理的能力得以提高[1]。而现场总线控制系统与分布式控制系统不同，不仅具有集中管理以及分散控制特征，同样在网络联通方面更具开放性，而且可以保证可靠地传输信号，具有较强的互操作性能。如果船舶系统的需求相对较高，可以将FCS技术应用于其中。

（二）信息集成技术

对于船舶系统而言，所需处理数据量巨大，所以应当借助信息集成技术来完成数据的高效处理与安全维护。其中，所谓的信息集成技术具体指的就是系统软件集成技术，而数据库技术是其核心所在。另外，信息综合显示同样也是当前信息集成技术所要亟待解决的主要问题。

在船舶系统当中，数据库的基本类型涵盖了动态数据库、历史数据库与静态数据库三种不同类型。现阶段，最为先进的数据库技术具体包含了多媒体数据库技术、知识库技术、分布式数据库技术与模糊数据库技术等等。

而在船舶系统方面，应当向操作工作人员呈现的信息内容主要有船舶交通管理信息、导航信息与电子海图信息等等。在这种情况下，应借助信息综合显示技术对船舶系统存在的显示问题予以及时地解决。但需要注意的是，信息综合显示需要有多媒体技术和设计艺术作为必要的支撑。

（三）智能集成技术

对于智能集成技术来讲，需要通过两个角度做出理解：1）指的就是船舶系统构建的过程中，要求各环节应当与人工智能技术予以有效地结合；2）具体指的就是借助不同类型的人工智能算法，实现优势互补，以达到算法集成的目标，并对某一个问题予以有效地解决。

二、多技术集成的船舶智能信息管理系统

（一）计算机集成技术的具体应用

1.分布式控制系统

所谓的分布式控制系统就是在过程控制中实现多台计算机的分散，能够对微机控制高度集中存在的危险予以有效地克服，同样也能够针对常规控制仪表的单一功能予以克服，实现了控制工作实时性的增强。通常情况下，分布式控制系统主要是若干操作站、管理站以及控制站共同组成，借助广泛介质的互相联系而形成独立功能的整体[2]。所以，分布式控制系统的应用与大型计算机应用相似，可以在规定的时间内完成数据采集、处理以及逻辑控制等多种任务。另外，控制站主要选择使用模块结构，所以系统通用性显著增强。

以DCS结构为核心对船舶机舱控制系统进行设计，主机的组成主要包括了微处理器模块、多种接口模块、电源模块与通信模块，能够与传感器、执行器以及变送器相互连接，同样在网络的作用下和操作站与管理站实现连接。需要注意的是，所有操作站的组成部分都是显示器、键盘与通讯母线接口等等，与终端装置相类似，能够有效地提供人机界面，并且为操作工作人员提供实时的监视状态参数，以达到操作动作的目标。另外，管理站的基本功能就是实现集中管理，特别是辅助决策、数据查询与网络管理等等。通常情况下，必须有不低于两台的管理站实现在线冗余运行。即便一站发生故障也能够自动地切换至另一站，所以系统本身的可靠性显著增强。除此之外，应在微机网络当中适当地增加三个逻辑解算站，在相同控制程序运行的情况下，结果三判二以后完成输出，实现操作站与管理站的有效衔接，实现船舶机舱系统可靠程度的有效提高。

2.现场总线控制系统

将现场总线技术应用在船舶智能信息管理系统设计中同样也具有一定的现实意义。其中，现场总线控制技术是上世纪九十年代发展的全新技术，借助该技术所形成的控制系统通常也被称之为现场总线控制系统。该技术能够在传统测量控制仪表当中安装专用的微处理器，以保证其具备数据计算以及通信的功能。在对其进行合理利用的基础上，将其当做网络节点，并连接形成网络系统，始终遵循公开与规范通信协议，选择在若干微机化设备间、设备和远程监控计算机间就可以有效地传输数据并完成信息的交换[3]。

（二）信息集成技术的具体应用

1.数据库技术

在船舶机舱信息管理系统当中涵盖大量数据点，内部数据更是数不胜数。此外，还会存储历史数据，所以实际的数据量极大。在这种情况下，将信息集成技术应用其中承担数据维护的责任，确保数据安全与高效。

对于船舶机舱信息管理系统而言，静态数据库的主要功能就是普通查询、修改与增加和删除等等。而动态数据库需要为后期计算和分析等相关处理工作的开展提供实时信息数据库。另外，历史数据库则是保存特定时间段之内的数据信息，为历史查询以及未来趋势的分析提供便利[4]。

2.信息综合显示技术

在机舱集中监测报警系统中，对信息综合显示技术予以合理地运用，能够保证系统具备声光报警的功能。一旦参数出现越限的情况，蜂鸣器就会发出声响，且回转灯会运作。另外，集控台中存在发光二极管指示灯，能够将相应的参数状态予以有效地显示。

结束语：

综上所述，在文中针对多技术集成的智能船舶构建方式展开了深入地研究，并阐述了船舶系统构建过程中所使用的集成技术。在此基础上，将计算机集成技术与信息集成技术作为核心，探讨了两者在船舶智能信息管理系统构造中的具体应用。根据最终的应用结果可以发现，将多技术集成应用在智能船舶构建中具有一定的可行性。在这种情况下，未来在船舶智能化发展的过程中，应对多技术集成予以充分利用，进一步推动船舶事业的可持续发展。

参考文献：

[1]吕龙德.10年之后智能船舶纵横江河大海[J].广东造船,2017,36(4):4-8.

[2]黎广宇,李林.图像分析在智能水运中的应用前景[J].中国水运（下半月）,2016,16(11):129-131.

[3]管冰蕾,葛泉波,段胜安等.新型船舶智能避碰决策支持系统研究[J].中国航海,2012,35(3):16-22.

[4]邱伯华,魏慕恒,刘鹏鹏等.智能船舶网络实体空间模型理论、方法及应用研究[C].2016年中国造船工程学会MIS/S&A学术交流会议论文集.2016:263-267.