数字内通系统在海洋平台上的设计应用

张 淼，刘洪亮

（1.上海振华重工（集团）股份有限公司 海工集团研发中心电气所，上海 200125；2.上海船舶研究设计院 能源技术部，上海 200125）

关键字：PAGA；PABX；局域网；娱乐系统；降噪

0 引言

本文是作者在多条实船项目不断改进研究设计方案、项目的技术设计经验总结和现场施工时遇到的问题及解决办法的汇总，已经由原来初步尝试应用于实船项目中转化为成熟模式的应用，并全船取得了相关船级社的入籍证书。本文主要通过与传统的设计理念相比较，可以很容易看到这两者之间的差别，并发现数字内通的优势。

1 系统功能

该系统由 PAGA、PABX、娱乐系统和局域网等相关设备组成，虽然每个项目中使用的内通厂家大不相同但是基本设计理念和架构基本上是一致的，下面将逐一进行介绍。

1）PAGA系统。将传统项目中的广播系统和通用报警系统合二为一，并采用双系统的方式提高全船的安全性能。PAGA系统输入信号有火灾报警信号、可燃气体报警信号、H2S气体报警信号、机械故障报警信号后按照优先级向全船发布紧急广播报警信号，也可以通过手动按钮方式发布弃船和通用报警广播信号，并且每种报警广播音频可以用肉耳轻易区分，同时自动关闭一切娱乐信号。由于该系统使用的是2套独立的PAGA，所以在设计的时候要注意2套系统的独立性能和同步性能。

2）PABX系统。由模拟电话和数字电话2部分组成。住舱的每个舱室都配置1个网络中断的接口可以用来实现看电视节目、打电话、上局域网3个功能，并且还要满足规范对自动电话要求；工作区域选用传统的模拟电话，主要是考虑工作环境比较恶劣，并且还需要在噪声较大的场所配备耳机和闪铃。

3）娱乐与网络系统。为了节省空间，在设计时将娱乐系统与网络系统安放在1个主控制控制柜中，然后根据实际需要配置3个网络分站，从而减少网线敷设距离和长度，保证信号强度，网络布置广泛灵活分散。如：转台面的司机室里面都可以配置防爆的网络口。

整个数字内通系统都由正常电源、应急电源和UPS（可供电1 h）3种电源供电，并且互为备用，提高整个系统运行的稳定性和可靠性，保证当灾难发生时全船每个角落都能听到紧急报警，人员安全撤离。

2 设计方案

2.1 PAGA系统

PAGA系统为全船提供安全性保证，所以对安全性的要求很高。图1为PAGA系统2台主机间通信具体事例情况。

图1 PAGA系统2个主机箱图纸

在设计部分采用2套独立且又同时工作、互为备用的设计模式来提高PAGA的安全性能，即同一房间内布置或者相邻2个区域的喇叭由不同的主机柜供电；并且将2个主机安放在不同的防火分割区内，这样保证当1台主机无法正常工作时，PAGA还能继续为全船提供广播报警服务。

PAGA主机功率是根据总体图纸上主舱数量和机械区域数量和大小预估出每种扬声器的数量、位置和功率，在此基础上增加一些余量初步算出主机柜总功率为订制产品做参考。通常都是采用3套独立电源为该系统供电：正常电源和应急电源可以自动转换，待两者电源都无法供电时自动转换成UPS供电1小时为全船应对紧急事故使用。根据实际工作、生活、休息的情况将全船广播系统分区（也可以根据船东的个人爱好更改），并实现区域广播，设计盘线的时候要特别注意此处；在为室内的扬声器选型时要尽量考虑到美观、舒适，尽量不影响船员的休息，每个住人舱室可以考虑配置带调音开关的扬声器，但在全船广播的时所有扬声器跳到最大；而机械区域机械设备噪声较大，通常使用号角式大功率扬声器功率同时加装报警灯柱视觉报警。另外，除了防爆区域以外，海洋平台船级社要求安装在室外的内通设备要求是防爆的。由于本系统采用2套主机系统，为了防止重音而导致现场人员无法听清楚广播内容，2台主机必同步，保证广播的同步而不相互干扰。在调试阶段时，调试人员要实际测试有授权的自动电话可以通过拨打预先设定号码来实现全船广播或者应急喊话的功能。

2.2 PABX系统

程控交换机总功率可以通过总图中住舱数量确定数字电话的数量以及机械区域数量确定模拟电话机的数量。按照建造规格书要求选用程控交换机及容量，并且确定其要具备的功能。

PABX接口有2种：与外部联系的接口，内通设备之间的接口。外部接口通常都是可选项，都为预留，主要用来与外部联系，与卫星接口可以同陆上终端进行电话联系，如通过F站实现该功能；预留与平台间通讯的卫星站、扩频设备或者光端机，可以与周边平台通话联系，这种情况是周边多个平台同时作业时相互联系下使用。而内部接口则是与PAGA系统和局域网系统联相连，用于网络电话或者模拟电话分机通过广播系统颁布紧急广播等情况下实现内部通信功能时使用。

图2为海洋平台项目中PABX主控柜内部控制图纸，所有电话都具备以下功能：自动拨号、重拨、三方通话、分机代接/转接、分机等级设定、保留指示、广播、强插等，并可以根据随时船东要求对设置权限而作出调整。安装在机械场所或者噪声较大处所电话机可以多配置具有防水、隔音功能防护罩，必要处还可以增加视觉指示灯和耳机；安装在危险区域的防爆自动电话通常选用本案电话，配置相应防爆设备时需要独立供电。

图3为数字电话网络控制柜内部控制图，该控制柜将网络、娱乐系统、数字电话集成在一起并通过网线传输到每个终端。住舱的每个房间终端配置1台小型的网关POE，将网络传输信号转换成内部局域网、娱乐、数字电话等信号给船员工作或者休息时使用；机械区域的终端只安置防水网口而防爆区域配置防爆网口实现上网功能，甚至还可以用光纤通过拖链直接拉到司钻房实现上网功能，这也是该系统作为数字内通的亮点之一，用1根网线代替了原来传统使用3种不同的线，大大节约电缆使用成本，减少敷设施工难度，节约人工成本。

2.3 娱乐系统

主要选用卫星天线和全向卫星天线两种天线，波段为全波段信号接收，适合全球路线使用。并且卫星天线内部配置跟踪接收器可以自动通过扫描方式追踪锁定卫星，除此之外还配置了GPS接收器、倾角传感器、外接罗经接口，内置减震器等常用设备，安置方便操作简单。该系统内部可以同时接收几路卫星电视信号，开路地面电视的路数，广播和DVD节目的台数以及近岸的电视节目，也可以通过增加放大器、解调器的数量来增加接受卫星电视信号的数量或者船东指定的频段。娱乐系统的信号通过局域网的网线通常选用CAT 5e这类目前比较流行的传输方式，接入全船的每个房间。该系统更改方便灵活，操作简单，能灵活满足船上工作人员的需求，丰富他们的业余生活。

图2 自动电话主控制箱部分

图3 网络系统部分图纸

3 施工降噪措施

内通系统的设计理念就是出于全船工作人员的人身安全，但由于大多数工作区域场所吵杂的机械运转噪声是无法避免的，而安置在这些处所的内通设备工作受到环境噪声干扰很大。在做全船耐久实验的时候，发现变压器间、灰罐间等这些处所的噪声和主机室的噪声相当。所以在现场施工过程中，首先需要通过实际测量每个处所的环境噪声，当发现所在场所不能满足所入船级社这部分内容对音频的要求时，除了增加该处所内通设备功率以外，还需要尽量采取如下的措施降噪：1）增加消音器降噪，如风机等设备上增加消音器达到降噪目的；2）增加降噪材料，如风管或者风道上再包裹一层降噪材料达到降噪目的。

4 结论

数字内通是将传统的内通系统与现代通信技术应用相结合的成果，已然成为海上平台内通系统的发展趋势。该系统不仅具有更高的安全性、灵活性、使用性和可靠性，保障海上作业安全，还可以减少敷设电缆的成本，降低施工成本。