浅谈船舶机舱设备的智能化管理

随着我国科技水平的发展，船舶制造朝着大型化、自动化、智能化方向发展。船舶的各项功能也更加精细、高效，船舶的机舱设备在船舶整个构造中占据着重要的地位，但是由于船舶机舱设备种类繁多、构造复杂，同时其受到机舱空间的限制，对于船舶机舱设备的管理始终是一个比较困难的事情，伴随信息技术、传感器技术、数字技术在船舶制造夜的应用，使得船舶机舱设备管理的智能化成为可能，本文将就船舶机舱设备的智能化管理进行浅显的论述，以供大家在今后机舱设备管理中借鉴和参照。

1.船舶机舱设备的种类

船舶机舱设备大致可以分为动力设备和辅助设备。

1.1 动力设备的种类

动力设备包括船舶主机、传动装置、轴系和推进器。

船舶主机：就是推动船舶运行的发动机及其配套的辅助管道和泵，这其中有船舶柴油机或是汽轮机。

传动装置：就是在船舶主机与推进器中间的传动设备，这主要包括减速器、离合器、偶合器、联轴器、推力轴承和船舶轴等。

轴系和推进器：就是螺旋桨推进器，轴系是将主机发出的功率传递给螺旋桨的装置。

1.2 辅助设备

船舶辅助设备包括：船舶辅助动力装置、蒸汽锅炉、制冷和空调装置、压缩空气装置、船用泵和管路系统、造水装置

船舶辅助动力装置：除船舶主机以外的柴油发电机组或有主机带动的发电机组，及其配套的配电装置。

蒸汽锅炉：就是利用船舶主机废气余热产生蒸汽的废气锅炉和辅助燃油锅炉及其配套的管道和压力装置。

制冷和空调装置：就是船舶冷藏运输货物、食品以及改善船员和旅客的生活工作条件的制冷压缩机、蒸发器、冷凝器、空调器及其自动化控制元件等。

压缩空气装置：就是空气压缩机、贮气瓶、管系及安全、控制元件等，主要用于启动主、辅柴油机的压缩空气和为主机换向、气笛、甲板气动机械设备提供气源。

船用泵和管路系统：就是船上为了泵送海水、淡水、燃油、润滑油等液体的泵和管系。

造水装置：就是在真空状态下对海水进行加热产生蒸汽，然后将蒸汽凝结成淡水的设备。

2.船舶机舱设备的智能化管理

2.1 船舶机舱设备智能化管理的内涵

船舶机舱设备智能化管理是建立在数字化网络环境、强大的云数据和高速的信息数据分析的基础上的，船舶机舱设备的智能化是将单一设备的状态监测变为机舱设备的整体信息化管理，是将多个单一设备的被动监测变为机舱设备整体性能变化的主动应对，船舶机舱设备的智能化管理的目的就是将轮机管理人员从机舱恶劣的环境中解放从来，通过集中控制室对机舱设备运行状态进行监测，并通过云技术对设备的运行参数及故障警报进行分析，同时为维修人员提供故障解决方案。从而改善轮机管理工作条件，降低了轮机管理人员的劳动强度。

2.2 船舶机舱设备智能化管理平台的功能定位

船舶机舱设备智能化管理平台的内容包括设备状态监测的智能化、设备运行管理的智能化、故障维修的智能化等几方面的内容。

2.2.1 设备状态监测的智能化

设备运行状态监测的智能化就是对设备运行状态参数的采集过程的智能化，从设备一开始运行设备的运行状态的采集，接着就是设备运行状态的数据向船舶机舱设备智能化管理平台的主机的传输，船舶上的上位机将数据基于海事卫星的数据传输系统向岸基服务器传输运行数据，岸基服务器对设备的运行状态进行分析处理，同时对船舶机舱内部温度、湿度等环境数据进行采集，同时将当前船舶在海上所处的维度、海况、气温、海底状况等数据进行全面自动采集、传输和智能分析。

2.2.2 设备运行的管理的智能化

设备运行管理的智能化是平台的核心，它是由多个子管理系统组成。这首先是机舱设备运行管理的统一调度管理的自动化系统；其次就是数据传输系统，这个系统通过船舶机舱设备数据总线对机舱各处的设备、集中管理系统和岸基智能分析后的数据进行上下传输，为这个管理系统提供基础。第三就是数据分析决策系统，这个系统就是对设备运行的各项参数进行综合分析计算，并对设备运行情况进行决策。

2.2.3 设备故障维修的智能化

机舱设备故障维修的智能化是管理平台的重要组成，机舱设备故障维修智能化系统就是利用对机舱设备维修运行状态的船载数据库、结合岸基云维修数据库及智能故障判断分析系统，提供机舱设备运行故障状态的调整、故障点的标示、维修服务的信息提示。同时在线进行故障自动修复、人工维修时故障维修方案提供。

3.机舱设备智能化管理平台的实现途径

3.1 机舱设备智能化的数据整合

整合机舱设备运行状态参数、机舱环境数据、船舶周边海况、气温、岸基维修数据、岸基在线故障监测数据，通过船舶机舱内部数据总线、卫星数据网络、岸基数据服务等数据进行整合构成一个多层次的数据服务链，在每一个机舱设备的传感器、设备上的PLC控制芯片、和设备上的A/D接口，构成这个数据服务的物理层、机舱内部的数据总线、卫星数据传输设备、岸基通讯系统构成管理平台的链路层，管理平台的主机、显示、数据库、控制软件构成管理系统的管理层。

3.2 机舱设备管理平台通信网络的构建

在机舱设备管理平台上存在着三个网路系统，这就是船舶自身的网络、海事卫星通信网络和岸基互联网络，这就需要管理系统构建一个开放的云架构的通信平台，机舱各处设备的运行参数存储在船舶上的服务器以及云服务器中，海事卫星与船舶海事 Modem 连接船舶局域网来实现数据交换和存储，岸基接收站和陆地互联网进行连接，岸基服务器之间的内部连接以及岸基服务器与互联网的连接，使得船舶机舱设备智能管理平台可以通过基于WEB 的软件，浏览通过海事宽带卫星与岸基服务器及互联网连接的数据资源，实现船舶与岸基数据交互，完成信息交流、技术指导、故障处理方案支持等功能。

3.3 机舱设备智能管理系统中故障诊断

机舱设备的智能化管理中关键就是设备故障的诊断，其实对设备运行参数的采集就为的是给设备进行在线诊断，目前最为常见的设备故障诊断方法是CBR（范例推理casebased reasoning）技术，这种技术是利用服务器中设备运行参数的存储数据，分析曾经发生的相似故障，然后进行新旧故障状态全面对比，最终分析比较结果，这类似于人对设备故障的诊断，熟练的轮机维护人员也是积累了大量的故障案例，通过专业分析诊断故障原因。同时这种技术具有学习功能，缺点就是基于神经网络算法，需要云计算。但是通过智能管理系统中云平台可以实现，当前在开发智能管理平台多采用阿里巴巴的阿里云数据库（Relational Database Service，即关系型数据库服务，简称 RDS），RDS 提供了数据库在线扩容、备份回滚、性能监控及分析等功能。并通过开放数据处理服务（Open Data Processing Service，简称 ODPS）由阿里云自主研发，其提供针对 TB/PB 级数据、实时性要求不高的分布式处理能力，可以为机舱设备的云诊断提供服务。

当前，机舱设备管理向以人为本的智能化管理模式转变，智能化设备管理是对人、设备和时间三个最主要要素的智能交互与融合，是未来机舱设备管理模式发展的必然趋势，智能化已成为机舱设备管理的重要工具和内容 。