船舶机舱自动化发展研究
摘 要：本文概述了船舶机舱自动化发展的历程和现状，指出了船舶机舱无人值班所具有的优势，对船舶机舱自动化体系进行了深入分析。
关键词：船舶机舱；发展；无人值班
中图分类号：U664.82l 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）06-0077-02
1 船舶机舱自动化发展历程与现状
随着自动化技术在陆用上的发展，船舶自动化技术也逐渐取得了长足的进步。截止20世纪五十年代末，船舶上已开始广泛采用反馈控制技术，这为机舱运行参数的自动化控制打下了坚实的基础。到20世纪六十年代中期，第一个无人机舱诞生了。在六十年代末，伴随着计算机应用水平的不断提升，船舶机舱自动化技术取得了质的飞跃。在此之后，以计算机科学技术不断革新为基础的船舶机舱自动化技术进入了飞速发展的阶段。目前，可以将船舶机舱自动化技术的发展大致划分为三大阶段。在第一个阶段，船舶内主要是依靠单台计算机实现集中控制的。在这个阶段计算机监控系统的可靠性还相对较差，并且造价高昂。更严重的是，如果计算机出现了故障，很有可能系统会完全瘫痪。在第二个阶段，为了避免单台计算机管理过于集中的问题，开始采用多台计算机进行分散管理。在这个阶段，不同的计算机开始对船舶机舱不同的局部系统分别进行监控，这使得监控系统的可靠性得到了大幅度的提升。至今为止，我国大部分的船舶机舱监控依然采用了这种方式。随着网络技术的兴起，船舶机舱自动化技术逐步进入了第三阶段，在这个阶段网络控制成为了船舶机舱控制管理的主要特征。在网络技术的带领下，分散系统控制存在的信息交流困难、消息互换不便的现象得以缓解。通过网络将分散系统信息连为一体，使得集中型控制方式与分散性控制方式的优点得以延续，这给现代船舶机舱的自动化管理带来了许多便捷性。
2 周期无人值班应满足的条件
（1）驾驶室控制站应满足船级社规范要求和退审图纸要求（参照SOLAS）：①在包括操纵的所有航海情况下，螺旋桨的转速、推力方向，如适用时，螺旋桨的螺距应完全由驾驶室控制；②对于每一独立螺旋桨，连同所有相关的自动执行机构，以及必要时包括的防止推进装置超负荷的装置，其遥控应由一个单一的控制装置来执行；③主推进装置应备有能在驾驶室紧急停机的装置，该装置应独立于驾驶室控制系统。
（2）来自驾驶室的推进装置指令，应在主机控制室或适当的推进装置控制位置显示出来。
（3）推进装置的遥控在同一时间只能在一处进行；在这些地点允许互连控制位置。在每一控制地点应有一个指示器以指明哪个控制地点正在控制推进装置。驾驶室和机器处所之间控制转换，应只能在主要机器处所或主机控制室进行。此系统应包含由一个到另一个控制地点转换时防止推力发生显著变更的装置。
（4）对于安全操作船舶所必需的所有机器，即使自动或遥控系统的任何部分发生故障，也应能就地进行控制。
（5）自动遥控系统的设计应使其发生故障时能发出报警。除非主管机关认为不可行，否则预定的螺旋桨转速和推力方向应一直保持直到进行就地控制为止。
（6）驾驶室应安装指示器，以指示：①固定螺距螺旋桨转速和转动方向；②可调螺距螺旋桨转速和螺距位置。
（7）连续自动起动的失败次数应加以限制，以确保有足够的起动空气压力。应设有报警装置，以指示仍然能进行推进装置起动操作的最低起动空气压力。
3 中央控制站应满足的条件
中央控制站应临近推进机械处所，至少两条尽量远离的通道，并在限制界面提供不易碎的可视玻璃。中央控制室的布置应满足以下功能：
（1）有效的对推进处所进行监测和操作；
（2）提供推进系统遥控控制设备；
（3）提供推进机械处所监测系统（如主机、锅炉，辅机和其它系统等），监控系统采用计算机作为监测系统，应提供两台带鼠标、键盘的计算机作为显示，除非有其他的替代显示设备；
（4）提供有效的自动和手动功能：如1.备用泵等设备故障自启动功能2.发电机故障自启动3.推进设备故障自动停车/自动降负荷等；
（5）控制、监测、安全系统应至少由两路独立电源供电，一路为主电源，一路为应急电源，当电源发生故障问题时应能在监测系统上显示。
4 轮机员处所在不良状态下的监测功能
（1）在轮机员公共处所应至少提供一个监测站。并在每个高级轮机员房间提供监控装置。監控装置应具有以下三点功能：1）监测推进机器处所火灾报警，火灾报警应单独显示，声音应与其它的报警声音能分开。报警面板上的火灾报警栏不能被切换。2）监测推进机械处所高液位报警。3）监测设备安全报警。（2）每个轮机员房间应提供有效的声力电话。报警系统的消音只能在机舱控制室消音，但允许在轮机员公共处所和轮机员报警面板消除综合报警和舱底水系统报警，但相关视觉信号不应消除。如果在一个设定的周期内没有人到机舱控制室复位，轮机员报警将重新启动。
5 提供一个快速反应的控制站
在机舱外围提供一个消防控制室，消防控制室与相邻的舱室或机械处所及门的布置应满足相对应的防火分隔要求（如A60，A15等），消防控制室的遥控布置应满足以下要求：
（1）提供应急切断机舱风机的装置；（2）提供应急切断机舱燃油输送泵、燃油单元等类似的燃油装置；（3）提供应急切断锅炉鼓风机，内燃机和焚烧炉等；（4）提供燃油速闭阀装置操作系统；（5）提供电动百叶窗遥控装置（如机械处所天窗，烟囱，通风风闸和其它类似开口）；（6）关闭推进处所水密和防火门；（7）应急发电机没有自启动功能，应提供遥控启动应急发电机装置；（8）提供应急消防泵遥控启动装置及对应的所必须的遥控阀装置；（9）提供热油装置系统循环泵停止功能；（10）机械处所灭火控制装置。
6 船舶无人机舱消防灭火