船舶电气智能设计系统开发研究

鲍康

摘要：船舶是水上运输交通中最主要的工具。随着工业制造及科学技术的发展，当前的船舶中密集了大量的电气设备，为了保障船舶电气设备的安全运行，首先要提高船舶电气设计的水平。然而就实际来看，船舶的电气设计往往存在不少的问题，如船舶厂家资料与图纸不符、供电连续性不足等。基于此，本文拟以船舶电气设计中存在的主要问题为考察对象，就船舶的设计图纸和审核等方面提出一些建议。

关键词：船舶；电气设计；常见问题

前言

一般来说，在船舶的电气设计中最重要的工作包括船舶的电气图纸及设备的各种资料的审核。怎样根据相关规定，正确而又快速地完成船舶电气设计图纸及设备工作资料的审核，并且指出设计中的缺漏，为船厂施工设计和生产设计提供质量保证，是设计人员的本职要求。对此，在设计过程中，设计人员要加强对设计图纸的重视，避免在设计中出现的计算错误等，这有利于高质量船舶的建设，并为船舶的安全奠定了基础。

1船舶电气智能设计系统的整体结构分析

在船舶电气智能系统的设计阶段，应综合考虑和分析该系统的开发时间和成本。设计过程需要绘图软件和Windows系统来完成总体架构设计工作。船舶电气智能设计系统的总体结构如下图所示（图1）。

图1船舶电气智能系统整体架构设计图

从上图（图1）中，船舶电气智能系统由数据库、数据库、主程序、操作界面等几个重要部分组成。数据库。数据库主要是存储设计图纸和设计文件的场所，可以在设计过程中有序地产生图纸和文件。数据库。数据库由管理和项目两部分组成。管理系统主要负责组件参数和符号参数的管理和保存。项目数据库主要是保存设计系统和相关设备信息的信息。主程序。主要的程序是计算书和材料报告的生成系统，也可以参与项目和图纸的管理，以及辅助模块和接口程序。主程序包含更多内容，如下图所示（图2）。操作界面。操作界面由项目管理系统和绘图管理系统两部分组成。主要负责计算书籍、材料报告、3d模型等模块的生成。电图主要包括页面管理和参数绘制界面，生成系统主要负责电力负荷和电压降表的计算。

2船舶电气智能系统关键技术研究

2.1信息数字化技术

数字信息技术是实现船舶电气系统智能化的关键技术。它的主要作用是解决海洋电气智能设计系统在数字信息的设计问题，该方法是将相关的条件和原则设计中使用数字来描述，但这个描述的基础上必须建立相关的标准和定义。然后将数字化信息应用于船舶电气化设计中，建立了船舶设计的数字化模型。

2.2人工智能技术的引入

人工智能技术在船舶智能系统设计中扮演着不可或缺的角色。因此，该技术的引入在船舶智能设计系统中发挥着重要的作用，将带来更大的经济效益。

2.3参数化方法

它是最常用的查询和改进船舶电气化设计系统的方法之一。然而，这种方法在实施过程中遇到了一些困难，需要进行复杂的信息处理。参数化可以弥补传统方法的不足。参数化方法是将设计图中的信息参数化，主要是将图中的模块参数化。

3船舶电气设备厂家资料和设计图纸的核对问题分析

船舶电气设备厂家资料和设计图纸的核对问题，主要有保护电器的选择问题、设备和图纸的设计问题、电缆及用电设备的选择问题等等。

3.1在船舶的电气设计中，最常见的问题为断路器的选择问题

并且其对船舶的供电情况有着关键性的影响，所以要引起应有的重视。对此，工作人员在进行船舶设计时，要重点关注船舶中用电设备的情况，包括性质、数量、功率等情况。实践证明，一个良好的断路器设计，可以大大降低船舶建设和运行的成本，且更得以保障船舶安全。

3.2再来看船舶电气设备和图纸设计布置的相关问题

电气设备的设计原则是操作简单、利于检查维护及使用便利。而在设计船舶图纸时，要重点对设计中的各种图形与符号进行检查，对图纸中的各种设备代号、安装位置等进行多次检验，确保其设计正确，对于图纸的绘制要力图清晰直观，避免因设计笼统而造成的失误。

3.3最后来看电缆的选择问题

首先，船舶电缆的选择，要以整个船舶防火区域的划分情况为参照。此外船舶用电的主要系统，如照明系统、广播系统、报警系统等电缆的使用都是有区别的，所以还要根据这些系统设备使用的不同情况对电缆进行划分。因此，根据上述的考虑，进行电缆的选择时，要有意识地选用不同规格、截面及耐火程度的电缆，以实现电缆选择与实际情况的一致性，从而延长电缆的使用寿命，降低船舶制造的难度。可见，船舶电缆的选择问题也是电气设计中的重要问题之一。

4船舶供电连续性问题分析

供电连续性的问题，大体来说包括船舶主电源的供电连续性、船舶设备的供电连续性和船舶供电选择保护性这三个方面的问题。

4.1主电源的供电连续性问题：船舶运行的保证

我们知道，船舶的电力一般是发电机提供，如果发电机在运转过程中出现了某些故障，停止运作，那么就需要立即启动其他的发电机，以保障船舶的用电需求，这就涉及到了船舶电源的供电连续性问题。一般而言，为了让船舶安全地行驶，对于备用发电机的启动时间有着严格的要求。

4.2设备的供电及工作连续性问题

船舶中的用电设备有许多种，具体可以分为必要设备及非必要设备两种，且必要设备还可划分为关键设备与非关键两种，关键设备确保船舶的正常运行，一旦无法获得供电，将造成船舶行驶的暂停。对此，为了确保设备的供电及工作连续性，必须保证这些关键设备的用电正常，可以设计成采用双路电源由不同汇流排供电和主备用设备自动切换。

4.3选择性保护问题

选择性保护，即一旦船舶的电力系统发生问题，船舶的重要用电设备可以借由电器的选择性用电而进行连续工作。我们知道，船舶的安全运行和电力系统的选择性保护密切相关，对此船舶的保护电器在工作时的协调与顺序就显得十分重要。就选择性保护来说，其实现方式通常有两种原则：时间原则及电流原则。无论是按时间原则还是电流原则，其保护装置的动作整定值，都是从用电设备至电源设备逐级递增。上下级开关的特性曲性必须协调，不能交叉，否则下级故障不能切断而导致上级引起供电断开。

5全船技术规格书问题分析

全船技术规格书的问题，涉及到船舶供电系统与电气设备功能两个大的方面。对此船舶设计人员要对船舶的供电系统保护及配电方式、电源情况、用电设备的功率、用量等基本情况有所了解。只有在掌握这些基础性情况的前提下，设计出来的船舶才会更符合船舶运行中的实际要求。要根据全船技术规格书的具体情况，加强对船舶电气设备设计的验收工作，当发现供电系统的设计缺陷时，要及时地修改和弥补，确保船舶的设计合理，运行安全。

结束语

本文主要论述了船舶电气智能设计系统的总体结构，研究了船舶电气智能设计系统的操作界面、主要程序和其他方面，并从数值参数的方法，数字信息的方法和人工智能技术的引入三个方面阐述了电气设计的关键技术，以及有关其原型实现的相关讨论，旨在促进船舶电气关键技术实现智能化系统，促进船舶智能化的进程。

参考文献：

[1]李铭志.船舶电气智能设计系统关键技术研究及原型实现[D].上海交通大学，2011.