船舶电子电气自动化技术应用与安全控制措施

船舶电子电气自动化技术应用与安全控制措施

姜光友

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摘要：船舶电子电气自动化技术的广泛应用为船舶行业带来了诸多便利和效益。然而，随之而来的安全问题也不容忽视。为确保船舶的安全运行，必须采取一系列的安全控制措施。本文旨在探讨船舶电子电气自动化技术的应用领域以及相应的安全控制措施。通过系统备份与冗余设计、安全监测与报警系统、访问控制和身份验证、数据备份与恢复、持续监测与维护以及培训与意识提升等措施，可以有效减少船舶电子电气自动化技术所带来的安全风险。鉴于此，本文围绕船舶电子电气自动化技术应用与安全控制措施展开探讨，以期为相关工作起到参考作用。

关键词：电子电气；自动化技术；电子自动化；能量管理；安全控制

引言

船舶电子电气自动化技术是当前船舶行业的重要发展方向，其涉及到电子、电气、控制、通讯等多个领域。随着科技的飞速发展，船舶电子电气自动化技术日益成熟，为船舶行业注入了新的活力。自动化技术在船舶航行、导航、货物管理等方面的应用不仅提高了船舶航行的效率和安全性，还推动了船舶行业的整体发展。然而，在自动化技术广泛应用的同时，也带来了一些安全问题。

1 船舶电子电气自动化系统组成

自动化系统配置主要包括能量管理主系统、辅助决策子系统以及状态监控子系统。其中，对电子电气自动化技术应用而言，最核心的是能量管理主系统，能量管理主系统包括以下内容：1）发电机控制系统。该系统用于监控和控制船舶上的发电机组，可以实时监测发电机的运行状态、输出功率和电压等参数，并根据船舶的电力需求自动调整发电机的负载和运行模式。2）输配电系统监控保护。这个部分主要负责监控和保护船舶的输配电系统，包括电缆、开关设备和电子断路器等，能够及时检测电路的过载、短路或故障，并自动切断电源以防止设备受损或火灾发生。3）主要用电设备监控管理。这个部分用于监控和管理船舶的主要用电设备，如船舶动力系统、船舶驱动系统和船舶辅助设备等。可以实时监测设备的运行状态、能耗和故障情况，并提供相关的报警和诊断信息。4）系统检测报警。这个部分用于监测和报警船舶各个系统的异常情况，如火警、漏水、气体泄漏等。通过安装传感器和探测器，实时检测船舶的环境状态，并在发现异常时及时发出警报，以防止事故的发生或扩大。自动化技术应用能够基本实现监测、分析、判断与决策等操作，船舶电子自动化能量管理系统示意图。

2 船舶电子电气自动化技术应用

2.1 无线信息传输机制应用

随着科技的不断发展，无线信息传输机制在船舶电子电气自动化技术中得到了广泛应用。无线信息传输机制是指使用无线信号或电磁波等无线通信技术，在船舶系统中进行数据传输和信息交流的一种方式。在船舶电子电气自动化技术中，无线信息传输机制被应用于多个方面。首先，在船舶通信系统中起到了重要的作用。通过无线信息传输机制，船舶可以与岸上的通信网络进行连接，实现与陆地之间的无线通信。这使得船舶能够及时获取到最新的天气预报、海图更新以及其他相关信息，提高航行安全性和效率。其次，无线信息传输机制在船舶监控系统中也具有重要意义。船舶监控系统可以通过无线信号传输船舶各个部位的状态信息，包括船体结构、机械设备、电气系统等。

2.2 智能远程监测技术应用

智能远程监测技术是船舶电子电气自动化技术中一项重要的应用。它利用先进的传感器、数据采集和通信技术，实现对船舶各个系统和设备的远程监测和管理。通过智能远程监测技术，船舶的各种设备和系统状态可以实时地被监测和记录。例如，船舶的发动机、电力系统、液压系统等可以通过传感器采集相关数据，如温度、压力、电流等，并将这些数据发送到远程监测中心。监测中心可以通过云计算和大数据分析技术，对这些数据进行实时分析和处理，从而判断出设备是否正常工作、是否需要维护或更换部件等。同时，监测中心还可以通过远程控制接口，对设备进行控制和调整。智能远程监测技术的应用具有如下优势：首先，提高了船舶的安全性和可靠性。通过实时监测各个设备的工作状态，及时发现潜在的故障或问题，并采取相应的措施，可以预防事故的发生，保障船舶的安全运行。其次，智能远程监测技术减少了人力资源和维护成本的消耗。

3 船舶电子电气自动化技术的安全控制措施

3.1 系统备份与冗余设计

系统备份和冗余设计是保障船舶电子电气自动化技术安全性的重要措施之一。通过对关键系统进行备份和冗余设计，可以避免单点故障导致整个系统瘫痪。

首先，针对船舶关键系统，如发动机控制、导航系统等，应该设置系统备份。即使一个系统出现故障，备份系统可以立即接管并继续正常工作，确保船舶的安全运行。这通常包括备用设备或备用电源的设置，以便在主要设备或电源失效时提供持续的支持。其次，冗余设计也是保障船舶安全的重要手段。通过在系统中引入冗余元件，如备用传感器、备用控制器等，可以实现在某个元件失效时，仍然能够正常工作。这样可以提高系统的可靠性和容错性，减少故障对船舶运行的影响。此外，应该定期进行系统备份和冗余元件的测试和维护。通过定期检查和测试备用系统和冗余元件的功能和性能，确保其能够在需要时正常工作。

3.2 安全监测与报警系统

安全监测与报警系统是保障船舶电子电气自动化技术安全性的关键措施之一。通过实时监测船舶各个系统和设备的工作状态，并及时发出警报，可以有效预防潜在的风险和故障。首先，船舶的安全监测系统应该包括各种传感器和检测装置，用于监测船舶关键设备的参数，如温度、压力、液位、电流等。这些传感器将实时收集数据，并将其发送到监测中心进行分析和处理。其次，监测中心应该配备相应的报警系统，能够及时发出警报信号以提醒操作人员或船员注意。这些警报系统可以通过声音、光线、震动等方式传达信息，确保操作人员能够迅速响应并采取相应的措施。另外，安全监测与报警系统还可以与其他船舶设备和系统进行集成。例如，与自动化控制系统和自动驾驶仪等设备进行联动，实现对船舶姿态、航向和速度等方面的自动调整和控制。

3.3 访问控制和身份验证

访问控制和身份验证是保障船舶电子电气自动化技术安全性的重要措施之一。通过限制系统的访问权限和确保用户身份的合法性，可以防止未经授权的人员对系统进行非法操作或篡改。首先，船舶电子电气自动化系统应设置严格的访问控制机制。只有经过授权的人员才能够访问系统，并根据其职责和需求分配相应的权限。这样可以确保只有具备必要资格和知识的人员才能对系统进行操作，并防止未经授权的人员进入系统。其次，身份验证是确保用户身份合法性的重要手段。在访问系统时，用户需提供身份证明，如用户名和密码、指纹或虹膜识别等，系统将对用户提供的身份信息进行验证，从而确保其身份的合法性。另外，船舶电子电气自动化系统还可以采用多因素身份验证方式，增强安全性。例如，结合使用密码和指纹识别，或者使用动态令牌等。这样可以提高系统的安全性，防止身份被冒用。

结语

船舶电子电气自动化技术的应用为船舶行业带来了很多好处，但也伴随着一定的安全风险。通过采取系统备份与冗余设计、安全监测与报警系统、访问控制和身份验证、数据备份与恢复、持续监测与维护以及培训与意识提升等安全控制措施，可以有效减少安全风险，并确保船舶电子电气自动化技术的安全运行。

参考文献

[1]姜传龙,韩廷选,王旭龙,等.船舶电气应用现代电力电子技术的价值分析[J].船舶物资与市场,2021,29(12):32-34.

[2]徐雪慧,陈柳.物联网技术在船舶电子设备故障诊断中的应用[J].舰船科学技术,2021,43(22):160-162.