船舶电子工程技术第1篇

关键词：船舶电子电气技术专业；船员；适任证书

0引言

随着科学技术的发展，计算机技术、自动控制技术、通信技术等综合应用在船舶上，使船舶自动化程度越来越高，这就要求船舶的维护和管理人员要具备相应的知识和技能才能保证船舶的安全运营。船舶驾驶员和轮机管理人员所掌握的知识和技能无法实现自动化设备的维护和管理，因此，自STCW公约马尼拉修正案生效后，船舶电子电气员（ETO）作为国际航行船舶上一个重要岗位被确立下来[1]。为了履行STCW公约马尼拉修正案，交通运输部颁布的《中华人民共和国海船船员适任考试和发证规则》（11规则）增加了船舶电子电气员一职。新增的船舶电子电气员作为掌握“电气、电子和控制工程”、“维护和修理”、“无线电通信”等技能的船舶高级电子电气工程技术人才受到航运公司的热捧，人才缺口相对较大。船舶电子电气员的工作岗位必须通过海事局组织的相关考试，并获得船舶电子电气员适任证书，即持证上岗。因此各航海类院校陆续开设了船舶电子电气专业，为我国航运业培养急需人才。浙江国际海运职业技术学院作为航海类职业院校通过了国家海事局电子电气员和电子技工的培训课程认证，并于2015年开始招生船舶电子电气技术专业学生。本文主要以院校为例分析船舶电子电气技术专业学生教学、考证培训现状，总结教学、考证培训中遇到的问题，并提出改进意见。

1船舶电子电气技术专业教学现状

浙江国际海运职业技术学院船舶电子电气技术专业的培养目标是培养出掌握船舶电子电气和控制工程、船舶设备维护和修理、无线电通信与导航等知识和技能，满足国际和国内航运业需求的高素质技术技能型航运类人才。人才培养过程中采用能力三递进式的人才培养方式，即将职业能力培养分三个层级，即职业基础能力、职业专项能力和职业综合能力。培养的过程中层层递进，使学生扎实地掌握职业所需的理论知识和技能，最后通过海事局组织的无限航区750kW及以上船舶电子电气员适任证书考试全部科目才可获得适任证书。目前，学校师资力量配置均衡，教师的教学经验和海上实践经验丰富；实训设备配置先进，符合海事局考证培训的要求，但是在教学实施过程中依然存在一些问题。

1.1学生参加考证积极性不高

1.1.1海员职业吸引力下降，上船意愿低

随着社会的飞速发展，海船船员职业的吸引力逐渐在下降，大多数学生在毕业时不会选择海船船员职业。海船船员职业吸引力下降的主要原因体现在三个方面，一是海船船员工资收入与陆地工作相比优势越来越小，甚至已无优势；二是家庭压力较大，上船工作后无法照顾父母、妻儿；三是海船船员负面新闻较多，如撞船沉船事故、海盗袭击等。既然毕业后不选择海船船员这个职业，学生在学习该专业后参加考证的概率较低。

1.1.2考试大纲内容多且难度大

海事局无限航区750kW及以上船舶电子电气员适任证书考试包括五门理论和五门实操评估，所有科目全部通过才可获得适任证书，而这五门理论和五门实操评估中所囊括的知识点数量多、难度相对较大。比如“船舶电气”一门理论考试包括电机与拖动基础、电力电子学基础、交流电动机的继电接触器控制、变频调速及变频器、甲板机械及船用电梯的电力拖动、舵机电力拖动与控制、船舶电力推进、船舶电力系统、船舶同步发电机并联运行、调压器、调速器、船舶电站自动化及船舶高压电站等众多知识点。近些年高职航海类专业招生分数线越来越低，生源情况越来越差，学生在学习过程中无法理解所学知识点，尤其是电气相关的理论知识，因此在备考过程中很多学生存在死记硬背现象。由于船舶电子电气员适任证书考试难度较大，很多学生选择主动放弃，不参加考证。

1.2考证通过率低

表1是2019年12月至2020年11月全国航海类高职院校船舶电子电气员适任考试及格率统计情况，由表可知全国航海类职业院校船舶电子电气员适任证书考试及格率非常低。如何提高考证的通过率成为各航海类职业院校考虑的首要问题（数据源自中国海事局网址）。

1.3学生对专业课程学习不足

专业课程学习不足主要有两个原因，一是部分学生毕业后不愿选择海船船员职业，而学校提供的学习资源以海员教育培训课程为主。因此，这些学生觉得课堂所学知识用处不大，转行后还得重新学习，从而导致学习氛围不佳[2]；二是部分专业课程课时安排不合理，如“电工与电子技术”是船舶电子电气技术专业的一门专业基础课程。该课程主要教授学生电工、电子方面的基本知识，是学习后续专业核心课程的基础，也是海事局船舶电子电气员适任证书考试大纲内容。该课程内容庞杂，主要包括电路原理、交流电路、电机、电子技术基础等，而课时安排只有96个学时，其中还包括20个学时的实训课程。在实际教授的过程中存在课程内容多与课时安排少的突出矛盾，教师在讲授时只能简单地介绍而不能深入地发掘知识点，学生在学习时产生兴趣了但时间不够了，从而导致学习效果大打折扣。

2提高教学质量与考证通过率的对策

2.1提高船员职业的社会认可度

“海洋强国”国家战略的实施离不开高素质技术型航运类人才的支持。政府层面应该加大资金投入，改善船员的社会地位，并大力宣传和弘扬航海文化，提高社会对船员职业的认可，从而引导学生树立为国家“海洋强国”战略而奋斗的“航海梦”。学校层面应该在学生入学初期邀请行业内专家、航运企业工作的优秀毕业生为学生开展讲座，从而提高学生对船员职业的认知，提高学生对航海职业的认可，正确引导学生努力奋斗实现“航海梦”。

2.2创新人才培养模式

船舶电子电气技术专业学生所学专业知识适用性很强，学生不仅可以选择船舶上任职电子电气员，陆地就业前景也非常广阔，如修造船厂、船舶电气设备企业、陆地电子电气相关行业等。单一的培养目标已经不能满足学生就业的需求，只进行船舶相关课程的教学安排导致部分学生丧失学习兴趣。因此，建议学生在第一学年学习完专业基础课程后进行分流培养。选择海上工作的同学，根据原有的课程设置学习相关专业知识和技能，或者到与学校签订合同的航运企业以“学徒制”方式学习相关的专业知识和技能，最后通过国家海事局组织的船舶电子电气员适任证书考试从而获得船舶上的任职资格。选择陆地工作的同学学习学校新开设的相应专业课程，为学生将来的职业发展打好坚实的基础。

2.3深化课程改革

深化课程改革是提高教育质量的根本。在满足培训大纲的基础上，适当的调整课程内容和课时，从而提高教学质量。如“电工与电子技术”课程为专业基础课程，所包含内容较多，可分为“电工与电子技术（上）”和“电工与电子技术（下）”两门课程并适当增加学时；“船舶电工工艺”和“船舶电子电气管理与工艺”两门课程三相异步电动机拆装、电气控制箱故障排除等内容重复，可以进行适当整合。

2.4加强考前综合知识培训

船舶电子电气员适任证书考试所包含知识点众多，在考前必须对学生进行综合知识培训。教学团队要合理安排课程，做到各考试科目的培训工作同时进行，提高一次通过率。培训过程可以按照知识点概括、例题讲解、专项训练、答疑、模拟考试的顺序进行，保证学生真正的理解所学知识点，而不是死记硬背。同时，学院应该做好统筹管理，安排各课程老师轮值晚自习，为学生考前复习做好保障工作。

3结束语

随着船舶自动化程度的不断提高，船舶电子电气员已经成为船舶配员中不可缺少的一部分，如何提高船舶电子电气员适任证书考试通过率已经成为各航海类院校所面临的共同问题，急需要航海教育界人士共同努力加以解决。各航海类院校应该总结经验、深化改革、提高教育培训质量，培养出合格的船舶电子电气员，为国家航运业输送高素质技术技能型人才。

参考文献

[1]李永鹏.船舶电子电气工程专业学生认识实习的实践探讨[J].航海教育研究,2017(3):84～87

[2]何宏康,任亦然.我国航海教育与培训存在的问题及发展建议[J].航海教育研究,2018,35(4):31～35

船舶电子工程技术第2篇

1.1综合化

船舶电气化的综合发展归功于计算机技术的兴起，通过计算机控制技术将船舶内的各种电气控制整合至一个界面，通过该界面可以完成对所有电子系统的控制，通过这一综合控制可以避免出现突发事件出现时无法解决，或者由于电子元件过多造成多操、误操、重复操作等操作失误问题，大大提高了船舶运行的安全性和稳定性。

1.2网络化

进入20世纪90年代后，现场总线技术和计算机技术为船舶电气自动化系统的网络发展提供技术支持，把各种信号线集合在一起采用总线技术，把信号通信传递给不同的部件和模块，在船舶电气系统中，对船舶系统采用双层网进行控制，一般数据采集网是第一层，控制网是第二层，保证船舶电气自动化系统的可靠性和稳定性非常有效，冗余结构一般采用在船舶系统的控制网。根据系统又分成若干子网络，如推进系统、电力监控系统、动力定位系统、通信导航系统等。通过系统的冗余网络化，集各系统功能之众，通过船舶系统进而形成了一个分布式系统加强船舶系统的稳定运行。

2我国船舶电气自动化的发展现状

2.1GPS全球定位系统

在科技快速发展的今天，人们特别关注GPS全球定位系统。如今，GPS全球定位系统最终精确到几米，广泛地在我国的船舶上使用安装，在船舶行业已成为必备装置。

2.2船舶整体自动化

计算机技术和网络信息技术的飞跃发展，使得自动化技术也广泛的在我国的船舶业使用。眺望21世纪的船舶自动化技术已成为船舶综合自动化阶段发展的最高水平，船舶综合自动化，将不断收集机舱自动化、机械自动化、导航自动化、装卸自动化等诸多用途系统，工作母站为某些控制系统和某些工作变电站组成了此系统，通常总站工程将在机房控制室设置，还有一个位于驾驶室。现阶段，我国船舶的整体自动化仍然处于不断完善的阶段，为提升我国的船舶电气自动化发展水准，对船舶整体自动化方面的创新和自主研发要加强管理。

3船舶电气自动化技术存在问题

3.1电磁的安全性不足

电磁技术是船舶电气自动化技术实施的前提，然而电磁安全问题却很容易在船舶运行时受到干扰。由于船舶的运行大多都在大海上，一旦出现极端天气，会直接破坏船舶的整体电磁系统，产生电磁干扰。并且船舶内部空间较小，有些电子元件设备安装较为紧密，这让电子干扰问题发生的概率又增加了不少。

3.2控制线路单一

船舶电气自动化操作简单，且能够通过驾驶舱内的总操作系统进行操作。然而一旦总操控系统出现问题，那么整个船舶的电气设备将会面临“群龙无首”的状态。一旦总操纵系统的线路出现故障或者出现误操，那么对船舶造成的危害是无法逆转的。并且控制线路单一很容易造成一旦有某个枝干设备出现问题不得不关闭系统时，将会失去整个设备的操作和控制力，这样不仅无法有效解决出现的问题，反而会将故障扩大，造成无法挽回的损失。

3.3系统设备错误率高

虽然船舶电气自动化技术在正常运行时十分方便、快捷、稳定，但是也有一定的容错概率，并且这一概率是无法逆转，且无法改变的。容错概率一般出现在电气设备安装、运行时。一个电气设备的制造和安装不可能做到百分百安全，其运行过程中出现的问题和错误率都是在设备制造出时就已经确定，并且会根据使用的时长而增加。这种故障和错误率是无法人为避免的，虽然可以通过后期的维护和保养降低错误率，但是仍然无法全部避免。一旦出现错误，整个电子系统将直接崩溃。

4保障船舶电气自动化系统技术

4.1电磁干扰技术

（1）隔离变压器。研究表明，影响船舶电气自动化系统的主要干扰来源是交流电源，用电气设备隔离变压器的方法改善这一干扰独立作业供电。强电和弱电还可以分开，干扰逐渐减少。船舶的电源经过交流变压器将高频信号过滤掉，为自控装置提供独立电源，达到隔离干扰的效果。（2）改变传输介质。在船舶电气自动化系统控制的过程中，主要利用遥控系统进行控制，船舶的控制系统输入部分主要在驾驶室，在船舶的机舱是系统的接收部分，导致信号的传输线很长，电磁干扰就会对传输线的信号产生干扰，为此，船舶系统的信号传输过程中，传输介质被改变，信号被屏蔽干扰，电磁信号的干扰也被屏蔽。（3）RC吸收设备。船舶电气自动化系统中，取决于系统的自动化，与很多的电气设备，比如继电器、接触器以及电源开关等都有关系，为此，在接触这些电源设备时，由于电弧等原因产生电磁干扰，在此情况下，通过RC吸收设备进行，它的优点是电压而产生突变原理，有效地抑制电磁干扰。另外，还可以利用电阻来限制电容，有效地减少电磁干扰现象发生。

4.2存储冗余技术

此技术主要是指利用增添并联单元的形式来保证船舶电气自动化系统运行的可靠性。船舶电气自动化的设备中会设置合理数量的存储设备，各设备均可独立工作，工作单元自行工作比较特殊，其他的单元都存储起来作为备用。

4.3容错技术

容错技术是指船舶电气系统在运行的过程中，出现的故障容忍能力，在电气系统中主要包括：第一，检测系统故障，主要是对船舶电气化系统运行出现故障时，就会使用容错技术对故障进行准确的定位，并能够自动的分析故障的性质，并采取自动化隔离的措施，以避免系统的故障影响系统的安全性工作。第二，控制系统故障，容错技术通过对控制系统进行分析，找出故障的性质进行分析与定位，利用针对的措施进行分析处理，保证船舶电气自动化系统能够正常可靠的运行。

4.4设置安全系统

安全系统指当发生危及电站及其他重要机电设备的严重故障时，能使发生故障的设备自动产生保护性动作的系统，一般有下列三种类型：第1类：立即停止运行，即应急切断，且非经人工复位该设备不应再投入运行，必须在故障排除后才能再运行。第2类：暂时调节到可以勉强运行状态，如降低功率或转速等。第3类：起动和投入备用设备以恢复正常的运行状态。

5结束语

船舶电子工程技术第3篇

关键词 船舶电力推进 船舶电子电气专业 课程建设

中图分类号：G424 文献标识码：A

Construction and Teaching Research on Ship Electric

Propulsion Courses of Boats Professional

HAN Yaozhen， XIAO Hairong

（College of Information Science and Electrical Engineering， Shandong Jiaotong University， Ji'nan， Shandong 250357）

Abstract Electric propulsion ship because of its high economy， good maneuverability， flexible layout， low noise and other advantages， in recent years， the rapid development， China's electric propulsion and great talent gap， it is particularly important for marine electric propulsion courses in electrical and electronic professional ships teaching. From the course content， laboratory construction， establish and improve the teaching model three aspects of curriculum， training undergraduates meet the employment requirements of electric propulsion.

Key words marine electric propulsion； ship electronic and electrical professional； course construction

0 前言

以电能驱动电动机带动螺旋桨推进船舶的方式称为电力推进。①随着电力电子、自动化技术发展，造船水平的提高，电力推进船舶蓬勃发展，相比于传统主机推进方式，船舶电力推进主要特点有：节约空间、布置灵活、增加有效载荷比，减少燃油消耗和环境污染，提高船舶动、静态性能等，以上优势使电力推进船舶应用日益广泛，自上世纪90年代，新建的客轮、渡轮和破冰船约有三分之一采用电力推进系统，②并呈逐年上升趋势。目前国外几家大型船用设备制造商都推出了各自的电力推进系列产品，如ABB公司主导推出的Azipod 全方位吊舱推进器，德国西门子公司和肖特恩公司联合研发的 SSP 推进器，法国 Alstom 公司和瑞典的卡买瓦公司联合研制的 Mermaid 吊舱，德国的 STNATLAS 公司和荷兰的 John Crane-Lips 公司联合设计的Dolphin，2013年中国船舶重工集团公司第七一二研究所承担的中国首套大中型船舶先进电力推进系统研制成功，标志着我国成为世界上少数几个掌握此项技术的国家之一，具有重要的战略意义。可以说，电力推进代表了未来船舶推进系统的重要发展方向。③

采用电力推进船舶也具有一些劣势，④其中，对技术人员专业技能要求较高是阻碍电力推进船舶发展的重要原因之一。电力推进系统设备多、电气关联复杂，需要技术人员具备比较全面的专业知识，才能维护系统长期稳定运行，此外，已于2012年1月生效STCW公约修正案对船舶电子电气员知识要求中包含了船舶电力推进方面的内容。这就要求必须加强船舶电力推进课程教学，特别是针对船舶电子电气（船电）专业，无论船电专业学生作为船舶电子电气员上船，还是进船厂或制造船舶设备单位工作，单位中电力推进相关工作非其莫属。而目前国内船舶电力推进技术的教学还非常欠缺，据笔者了解，上海交通大学针对研究生开设了30学时的电力推进选修课，集美大学有电力推进及其控制方向研究生，武汉理工大学针对本科轮机等专业开设了船舶电力推进系统课程，⑤江苏海事职业技术学院为船电专科学生开设了船舶电力推进课程，其他一些船舶院校基本只用几个学时讲解电力推进相关内容。

近年来电力推进技术的中高层次人才欠缺的情况日益严重，山东交通学院把握机遇于2008年开始针对船电方向学生讲授电力推进技术相关内容并逐步完善，而且于2011年获得山东省教育厅重点实验室项目资助，建成船舶电力推进系统实验室。本文介绍船舶电力推进课程建设中课程教学内容提炼、实践教学开展、实验室建设与管理、教学方法等方面内容。

1 课程内容

针对船电本科专业开设的船舶电力推进课程，性质为专业选修课，课时数为40学时，其中包含实验操作8学时，课程的主要教学内容如下：

1.1 理论教学内容

（1）船舶电力推进概述。主要包括电力推进系统的构成、分类、特点、应用、发展现状及趋势。（2）电力推进系统的组成与原理。船舶电力推进系统主要包括发电机组、配电板、推进变压器、变频器、推进电机、侧推装置等部分。（3）船舶电力推进功率管理系统。功率管理系统概念、结构、主要功能及其实现原理。主要功能包括机组的自动启动、投入、并车、解列、停机，发电机组起 、停序列设定，跨接开关控制及联锁保护功能，重载询问功能，分级自动卸载功能，系统中低压回路的过载 、短路及绝缘监测等保护功能，功率限制功能，供电的平衡性，人机界面监测功能。（4）船舶中压电力系统。中压电力系统的结构、 “泰安口”半潜式电力推进特种运输船电力系统的运行模式、中压电力系统的隔离开关和接地开关、船舶中压维护。（5）吊舱式电力推进器结构。吊舱式电力推进器的形式、构成与特点、推进器的水动力特性。（6）船舶电力推进电机及其控制原理。推进电机的种类、永磁电动机结构及建模、矢量控制原理、直接转矩控制原理、变频器应用。（7）船舶电力推进系统设计。主要包括负荷计算短路，计算接地故障、电压降，瞬态分析，可靠性分析。（8）船舶电力系统谐波的生成及抑制。包括的内容有谐波概念、产生原因、危害、限制标准、分析、抑制方法，无源滤波、有源滤波原理及装置。

1.2 实验内容

船舶电力推进实验配合理论教学穿行，主要包括船舶电力推进系统认识，船舶中压电力系统启动、并车、解列，中压开关柜维护，电力系统整体推进操作实验，电力推进系统各类故障设置及排除。

1.3 课程实践

电力推进相关的实践活动主要包括：每学期组织船电专业学生去黄海造船有限公司参观电力推进船舶建造，每学年组织学生申请2～3项船舶电力推进相关的学校大学生科技创新项目，船舶电站实训期间包含电力推进系统实操内容，每学期安排2～3个电力推进毕业设计题目。仍需说明，我校有船电方向工程硕士研究生，船舶电力推进是专业必修课，除学习前面知识外，研究生课程内容还应包括船舶电力推进系统仿真、动力定位原理及实现，船舶电力推进电机控制策略，超导和磁流体电力推进，电力推进船舶运动控制等。

2 实验室建设及管理

在山东省教育厅重点实验室项目资助下，斥资145万建立了船舶电力推进仿真实验室，本项目的模拟对象为西门子（SIEMENS）公司和德国肖特尔（SHOTTEL）公司联合供货SSP系统。西门子供货内容主要包括发电机（不包括柴油机部分）、配电板、推进变压器、变频器和推进电机等电力部分，肖特尔供货内容为全回转舵桨。

全套电力推进模拟硬件系统包括：中压电站、低压电站、驾驶台操作设备、PS机旁控制箱、ST机旁控制箱、SSP吊舱实物模型，如图1所示。

图1 船舶电力推进系统实验室部分图

该实验系统非常先进，在国内院校屈指可数， 因此对实验室的管理及管理人员提出了较高的要求。 要求实验设备的管理人员必须具备船上服务经验、硕士以上学历、讲师以上职称。目前实验室由一名副教授和一名助教负责管理。再者，实验室必须制定一系列完整的管理和操作规章并挂于墙面显著位置，要有完备的实验指导书。

至今依托该实验室，成功申请了省级科研项目2项，省级教研项目1项，校级教研项目1项，有3名硕士生依托实验室硬件及软件条件从事科学研究。452名船电专业或方向的学生进行了实验操作，20余学生人次开展了相关科技创新项目或毕业设计。实践证明，该仿真实验室的投用，对船电专业的学生进行培训，使其了解和掌握船舶电力推进系统的基本工作原理，提高专业技能，对培养适应船舶智能自动化要求的船舶电力推进中高级专业技术人才起到积极的作用。

3 教学方法实践与探索

对于该课程，激发学生学习的兴趣尤为重要，在最初授课要通过大量视频、对比图片，尤其是播放中铁渤海一号客滚船、电力推进的中国海监船南海执法视频，再者，举例往届学生在好的单位从事电力推进相关工作等。在授课方法上，采用多媒体教学，多用图形说明，少文字叙述，每次理论课，留出15分钟时间让学生站在讲台当一回老师，讲解通过课下查阅的电力推进相关的一个知识点，同时，广泛借助网络工具，如，学校网络教学平台、QQ电力推进课程学习群，实时解答、交流课程知识。通过这些措施，绝大部分学生熟悉了船舶电力推进系统，掌握了船舶电子电气员考试大纲要求及其他基础知识，部分学生对电力推进有深入的认识，继续了相关的学生科技创新活动和毕业设计，并有一些学生已经或致力于从事电力推进相关工作。

2013年我校船舶电子电气本科专业开始招生，而不是以前的船电方向，这样，学习该课程的学生更加确定，积极主动性应能有进一步提高，因此，下一步教改目标是增加在实验室教学比重，只要涉及具体操作或装置学习的都在实验室开展，改进学生课堂讲课内容及方法，改为3人一组，联合制作PPT，精确、图文并茂地讲解电力推进的一个知识点。在课程考试方面，进一步增大平时成绩比重至50%，学生课堂参与的质量作为平时成绩权重最大的部分。

4 结语

随着科技发展，能源危机及环境污染的加重，电力推进船舶必将在船舶市场中占据举足轻重的位置，加强电力推进技术教学迫在眉睫，本文从课程内容、实验室建设、教学模式三个方面介绍了我校课程体系建设，实践证明，为学生工作后深入掌握电力推进技术打下了良好基础。

项目资助：山东交通学院教学改革与研究项目（No.JG201320， No.JG201317， No.1202-112），山东省高等学校教学改革研究项目（No.2012314）

注释

① 汤建华，赵乌恩，杨子龙.船舶综合电力推进技术发展思路研究[J].舰船科学技术，2010（5）：133-138.

② 栾胜利.船舶电力推进技术的发展[J].船电技术，2009.29（4）：46-49.

③ 陈次祥，唐石青，王良秀，等.电力推进技术下的船舶电站发展[J].舰船科学技术，2010（8）：30-32.

船舶电子工程技术第4篇

尚普咨询行业分析师指出，船联网是一个新兴概念，通过网络把船舶都联起来，基于实现航运治理精细化、行业服务全面化、出行体验人道化的目标，融合了物联网技术的智能航运信息服务的网络。

国外的船联网发展于2006年，当时欧盟启动了泛欧内河航运综合信息服务系统（ris）示范工程，通过建设与完善船舶跟踪与追踪系统、电子报文系统、内河电子江图及显示系统等航运基础举措措施，欧洲各国纷纷建立起本国的综合信息服务系统，我国于2012年开展国家发改委和财政部批准的国家物联网应用示范工程——船联网项目，预兆着船联网已经受到国家的正视，开始走上发展的道路。

我国目前主要选择在长三角航道及京航运河作为船联网的示范区域。该项目的建设规模是200总吨以上示范地籍的船舶上安装智能船载终端，30000多套，其他船舶安装船用rfid电子标签75000套，安装1737个rfid基站，700个视频图像采集点。

因为我国船联网正处于起步发展阶段，各项经验和技术还需要继承试探，船联网在总体系统架构、功能需求定位、运行治理模式方面还缺乏相关系统研究与理论支撑，船载电子标签的部署和推广，跨区域航运数据交换平台的建设以及内河航运信息服务、内河物流信平台、内河水运应急救援等方案和技术仍需进一步研究。

我大型船舶电力推进系统国产化

继今年7月中船重工712研究所宣布研制成功3兆瓦电力推进系统以后，中国船舶工业在电力推进技术上再次取得突破。据工业和信息化部装备工业司介绍，我国已经实现了单轴推进功率20MW以下船舶电力推进系统的全部国产化。这标志着我国中型水面舰艇全电力推进的技术应用已经为时不远。

船舶综合电力推进系统是伴随现代电力电子技术的发展产生的一种新型船舶推进系统，它将船舶动力电站和辅机电站合二为一，从而达到有效利用能源、提高船舶机动性、降低船舶噪声的目的。

交通安全应急信息技术

8月8日，交通安全应急信息技术国家工程实验室在京正式揭牌启动建设，将全力打造成技术创新、成果转化、合作交流和人才培养四个基地，建立较为完善的产学研用合作发展机制，大力推动我国交通安全应急信息技术研究的发展。

据透露，该实验室计划利用两年时间完成工程建设，同步开展相关领域的关键技术研究和新产品研发，初步形成产学研合作机制；中期实现相关成果工程化转化及产品市场方向培育，建立结构合理的创新团队；远期将形成技术创新、成果转化、合作交流和人才培养四个基地，建立较为完善的产学研用合作发展机制，形成产业化推广，实现可持续发展。

自航式航道水深探测器获国家专利

长江武汉航道局科研人员历经两年攻关，自主研制的“自航式航道水深探测器”获国家发明专利。

自航式航道水深探测器类似于船模，船上安装有测量系统，通过遥控探测器获取航道测量数据。它的发明使用，降低了航道探测成本，减轻了职工劳动强度。据介绍，该探测器每小时的测量费用仅为传统航标工作船的1/10。

长江电子航道图升级版研发完成

船舶电子工程技术第5篇

【关键词】电力线；通信技术；船舶；应用

近年来，现代船舶的自动化程度越来越高，船舶中许多设备不断的更新与添加，电力线通信技术发展为实现船舶电力线通信提供了有利条件。在船舶电网环境下，不需要线路的基础建设投资和日常的维护费用，将电力线通信技术应用于船舶，实现数据传递和信息的交换，不必做任何新的线路铺设，可免去不少铺设网络的麻烦。如何在船舶上应用电力线通信技术是当前船舶电力线通信关注的焦点。因此，研究电力线通信技术具有十分重要的现实意义。鉴于此，笔者对电力线通信技术在船舶上的应用进行了初步探讨。

一、电力线通信技术在船舶上存在的问题

电力线通信技术作为电力系统传输信息的一种基本手段，其电力线通信应用的主要领域是电力线上网。电力线通信技术在船舶上的应用，是指通过电力线组成局域网，然后通过相应的电网猫与其它的宽带相连接实现无布线组网。当前电力线通信技术在船舶上的应用，还存在着诸多亟待解决的问题，这些问题使得电力线通信技术在船舶上的应用现状不容乐观。具体说来，电力线通信技术在船舶上应用的主要问题是噪音和信号衰减。在电力线通信的噪音方面，电力线通信的噪音主要来自于低压电网相连的负载，以及无线电广播的干扰。负载的开关会引起电流的波动，在电力线的周围产生电磁辐射，这样，沿电力线传送数据时，会出现许多意想不到的问题。船舶电力线通信在这样的噪声环境下，很难保证数据传输的质量。而且，电力线通信的噪音和信号衰减是随时间变化的，这样也给船舶电力线通信造成了一定的困难。由此可见，电力线通信的环境极为恶劣。

二、解决船舶电力线通信技术问题的方法

在船舶电网环境下，采用正交频分复用技术（OFDM），可以在一定程度上解决电力线通信技术在船舶上应用的问题。OFDM是一种无线环境下的高速传输技术。为解决船舶电力线通信技术中出现的噪音和信号衰减等问题，该技术在消除信号波形间的干扰问题上发挥了重要的作用。其基本原理是在频域内将给定信道分成许多正交子信道，将高速串行数据变换成多路相对低速的并行数据，并在每个子信道上使用一个子载波进行调制，并且各子载波并行传输。尽管总的信道是不平坦的，具有频率选择性，但是每个子信道是相对平坦的，在每个子信道上进行的是窄带传输，信号带宽小于信道的相应带宽，由于在OFDM系统中各个子信道的载波相互正交，它们的频谱是相互重叠的，这样不但减小了子载波间的相互干扰，同时又提高了频谱利用率。而且大大扩展了符号的脉冲宽度，提高了抗多径衰落的性能。关于OFDM的调制、OFDM的解调、多径反射和多径衰落，下文将逐一进行分析。

1.OFDM的调制

OFDM采用一种不连续的多音调技术，具有在杂波干扰下传送信号的能力。OFDM调制由快速傅立叶变换FFT过程产生，M位数据被编码至图1所示频域内的N个子载波上。M=N×B，B为每个调制符号的位数。在QPSK或DQPSK中，B=2；16-QAM中，B=4；64-QAM中，B=8。使用反向FFT（IFFT）将频域子载波转换到时域，产生一个OFDM符号，其时间长度等于子载波间隔的倒数，同速率相比，它是一段非常长的时间。纠错处理采用叠加编码和Viterbi编码，编码压缩率为1/2，9/16，2/3，3/4。

2.OFDM的解调

OFDM的解调是指用于解调正交频分复用（OFDM）信号。OFDM使用发信的反向过程解调信号，是解决电力线载波通信在船舶通信中应用的关键技术。周期前缀被从时域信号中剔除，把信号从时域转变回频域，每个符号都使用FFT转换到频域，FFT算法都起着极为重要的作用。DQPSK是对QPSK信号特性进行改进的一种调制方式，当使用DQPSK调制方式时，具有天然的抗非线性抵抗力，通过检查相邻OFDM符号之间子载波的相位差进行数据解码。

3.多径反射

多径反射信号是指无线电信号从发射天线经过多个路径抵达接收天线的信号。前缀是复制符号的最后部分，在每个OFDM符号前加入一个周期前缀，可以保证在一个FFT周期内，由多径反射引起的时间色散信道中维持完全正交，用来组成一个完整的OFDM符号。如图2所示，长的OFDM符号周期一般持续几微秒，同占OFDM符号周期很小比例的周期前缀组合，是在时间色散信道中提高性能的关键因素。

4.多径衰落

由于多径传播引起的信号衰落称为多径衰落。尽管OFDM可以消除多径反射带来的ISI，但在多径传播中还存在着一个问题，就是多径衰落的问题。衰落是由反射信号到达后抵消了先前到达的信号（即180°相移）所引起的，一般只发生在某些特定频率或子频率。解决船舶电力线通信技术问题，必须解决多径衰落问题，如采用分级接收、信号设计、自适应通信技术等，可以在一定程度上解决多径衰落问题。

参考文献

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[2]易平波，刘志英，朱良学，叶运辉.基于电力线载波通信的城市灯饰控制系统[J].电子科技，2010（02）.

[3]仲元昌，刘勇，李飞，李秀珍.电力线载波通信的远程控制系统[J].重庆大学学报，2010（02）.

[4]何书毅.OFDM技术在电力线载波通信中的应用研究[J].中国新技术新产品，2010（04）.

[5]黄涛，黄英.基于ST7538的电力线载波通信系统设计[J].自动化技术与应用，2010（03）.

[6]张平泽，赵振勇.基于低压电力线载波通信方法的比较[J].电子设计工程，2010（02）.

[7]李妍.船舶电力线载波通信的传输特性研究[J].舰船电子工程，2010（04）.

[8]宫宇，王旭东，庞福文.无线Ad hoc船舶通信系统设计与实现[J].舰船科学技术，2010（04）.

船舶电子工程技术第6篇

[关键词]船舶电气自动化系统、稳定运行、保障机制

中图分类号：U665 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）48-0104-01

船舶电气自动化系统的稳定性，是指，船舶在处于有限的时间与特定的环境中时，电气自动化系统能够根据实际情况，为船舶提供满足实际状况需求的动力支持以及其它功能；船舶中所具备的电气自动化系统，其设计、生产等多种工序环节，往往能够直接决定整个船舶系统运行的稳定性，其次能够保证其稳定性的，就是我们在系统进行运作过程中所采用的相关有效措施，因此我们必须对船舶的电气自动化系统做好必要的保障措施，以保证船舶电气自动化系统的运行稳定与安全。

一、船舶电气自动化系统现状分析

（一）船舶电气自动化系统的综合化发展：当前我国正处于科技时代当中，各种科学技术的发展，为船舶电气自动化领域带来了崭新的生机，新的科学技术，使得船舶电气自动化系统融入了计算机技术、电子科技以及电气设备等多种技术，它们的加入，使得我国船舶电气自动化系统的发展，呈现了较为综合化的灵活多变的发展趋势，并且因为这些先进综合科技的介入，使得我国的船舶电气自动化系统，能够实现人机操作，现今的船舶操作，只需要驾驶人员操控按钮和显示屏，就能够完成；一切的船舶内的一切事项，都会通过计算机的处理和电子设备的显示，清晰的呈现在操作者的眼前，船舶这样的综合化发展使得工作人员对船舶的操作变得更加便捷，也让传统的船舶电气自动化系统得到了创新和持续的突破发展。

（二）船舶电气自动化系统的网络化发展：随着科技时代的不断进步和完善，计算机技术与总线技术已经得到了广泛应用，二者的在船舶电气自动化系统上的运用，为船舶电气系统的网络化发展提供了强有力的支持与帮助。使用总线技术，可以有效的将船舶内的各种信号线路集中在一处，从而为船舶内各系统的不同地区和功能模块，进行信号管理；再加上数据收集网与控制网对船舶系统所进行的双网控制，这两种技术的融合运用，能够方便船舶管理人员对电气自动化系统进行掌控，从而为船舶的电气自动化系统的稳定性保障，提供更为有利的条件。

二、船舶电气自动化系统稳定性保障措施

（一）电源的干扰因素的保障措施：船舶的电气自动化系统在进行运作过程中的常见问题，主要都是因交流电源的干扰而导致的；所以，对这种干扰，我们所能采用的最为直接有效的解决方式，就是将变压器进行隔离，使电气设备能够被进行单独供电；除此之外，我们还可以根据船舶上的实际情况，将电气自动化系统的供电设施和船舶的电流变压器分开放置，使电流隔离开来，不至于因严重的电流干扰而导致船舶系统出现运行问题；通过这样的方法，能够有效的解决船舶电气自动化系统的电流干扰问题，从而使船舶的整体系统稳定性获得有效的保障。

（二）电磁干扰因素的保障措施：操作人员和船舶管理人员在对船舶的电气自动化系统实行控制的过程中，大都会使用信号无线遥控系统来对船舶的电气自动化系统进行遥控，在这个遥控的过程中，操控人员一般都处于驾驶室之内，通过设备发来发出相关的控制指令；而自动化系统的信号接收部分一般都处于整个船舶的机舱处，而这样一来，整个控制信号的传送与接收过程就会变得较为复杂，信号需要经过较长的一段距离才能够传达到电气系统的接收器上，在这个过程中，输出的信号极容易受到电磁的干扰，进而导致船舶电气自动化系统的运行出现不稳定。对于这一问题，我们可以在船舶系统进行信号传输时，改变其传递介质，运用这种方式，能够有效的帮助指令信号避开电磁信号所产生的干扰，从而使指令能够正确的进行传达，使船舶的电气自动化系统的稳定性得以保障。

（三）储备冗余处理措施：这种措施主要是通过对船舶电气自动化系统的并联组进行增加设置来帮助电气系统实现稳定工作运行的；大多数的船舶，其内部的电气自动化系统，往往会用到三台性能相差不多的并联机组来维持系统运行，这种增设机组的方式，可以使机组彼此之间都能够进行独立的工作，同时又能够互相帮助，互为备用，从而有效的保证了船舶电气自动化系统运行的安全性和稳定性，使其能够正常的进行工作。

（四）容错技术保障机制：船舶电气自动化系统中采用容错技术，能够有效的增加船舶电气自动化系统在运行时对可能出现故障的容忍力，这一技术，能够在船舶电气自动化系统运行出现意外故障的时候，准确的对产生故障的机组进行定位，从而使维修人员能够在第一时间内找到问题所在，并进行及时的维修；其次这种容错技术，还能够根据故障机组发生问题的严重性，施行自动隔离措施，从而在极大程度上避免了故障机组所产生危险的进一步扩大，从而有效的保证了船舶电气自动化系统运行的稳定性。

结束语

船舶的运行需要依赖于其内部的电气自动化系统，只有电气自动化系统的运转能够保证长久的稳定运行，船舶才能够持续的进行工作；对船舶电气自动化系统的稳定性所采取的保障机制，是一项长久且较为复杂的工作，不但需要技术人员对船舶的电气自动化系统各个机组的运行和设计了如指掌，同时还需要具备先进的维护技术以及制造维修领域技术，只有这样，才能够针对不同船舶的不同电气自动化机组采取相对应的保障机制，只有这样，船舶的稳定性才能够得到显著的提高。

参考文献

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[2] 占贤宝.船舶电气自动化系统可靠性的保障技术探究[J]. 河南科技，2013，18：103.

[3] 彭辉.关于船舶电气自动化系统可靠性的保障技术研析[J]. 科技风，2014，18：49.

[4] 赵金鑫.浅谈船舶电气自动化的发展及其设备故障的排除[J]. 通讯世界，2015，05：226-227.

船舶电子工程技术第7篇

论文摘要：针对山东半岛削造业的建设发展需要，分析生源现状，加快专业建设和教育教学改革，实施产学研结合，完善以岗位能力培养为核心的一体化人才培养模式，突出综合职业能力培养，培养高级技能型人才。

为了贯彻落实《全国海洋经济发展规划纲要》，威海市“十一五”海洋经济发展规划围绕山东半岛制造业基地建设任务，提出了发挥我市海洋资源优势，重点发展船舶工业的战略。在造船业中，船舶电气技术是最核心的专业技术，与船舶电气技术相关的工作岗位是最关键的岗位之一，因此将船舶电气工程技术专业作为重点建设专业，是服务地方经济的重要体现，同时也是高职教育实现校企合作、工学结合的办学模式，提升办学层次的有利保障。

1社会需求调查及现状分析

1.1威海船舶工业企业急需应用型高级技能人才

威海市已经成为山东半岛最重要的修造船基地。船舶制造业是技术密集型的产业，需要大量素质高、能力强的船舶电气设计建造技术人才，但是，船舶电气工程技术专业人才非常短缺。目前，山东省仅有两家职业院校培养该专业学生，专业人才的供给与巨大的市场需求形成鲜明的对比。通过对威海市的修造船企业的调研，主要修造船企业对船舶电气工程技术人员的需求量每年达120余人。

1 .2专业建设基础

为适应威海市及周边地区船舶修造业的需要，我院根据人才市场需求，已开设的相近专业有8个，相近的专业基础课已能成熟开出。经过多年的教学和科研实践，特别是经过我院的国家示范性专业建设，积累了丰富的专业建设经验，奠定了坚实的师资基础，同时，也配备了先进的实验实训设备，为顺利开展本专业教学打下了良好的基础。

我院现有实验实训条件充足，有可共享利用的校内实训基地1个，拥有电子与电气技术基础实训室8个，可以完成船舶电气工程技术基础课程的部分实训课题。

2我院近两年船舶电气技术专业生源情况

我院为国家示范性高职院校，招生范围面向全国，2008年我院船舶电气专业面向全国招生S4人;作为国家示范性高职院校，2009年我院纳人国家单招试点院校，船舶电气工程技术专业面向全国多个省份招生100人，其中包括山东省内单招43人，生源充足，单招学生执行力略差，但在创造力和社会能力方面都具优势。该专业实现了以高质量教育教学为提高就业率和提高就业层次创造条件的良性循环。

3实施船舶电气专业教学改革的具体内容

我院船舶电气工程技术专业建设的思路是“1个创新、3个加强，1个确保”，即以创新人才培养模式为切人点，加强课程建设，加强实训基地建设，加强师资队伍建设，确保工学结合模式的有效实施。

3 .1完善一体化人才培养模式

在校企合作、工学结合的主旋律下，以船舶工业高技能人才培养基地为依托，以实际工程项目为载体实施情境教学，采用“教、学、做”一体的教学模式，提高学生学习的效率和自主性，规范教学过程与考核标准，建立一体化的课程标准，完善以岗位能力培养为核心的工学结合的一体化人才培养模式。

具体做法是，将船舶电气工程技术专业相关职业标准、行业规范、岗位技能要求以及新知识、新技术和新工艺及时融人教学之中;开发基于工作过程的核心专业课程，按照一体化教学模式施教。

3.2程体系改革与课程建设

按照“准确定位、夯实基础、提高能力、培训到位”的理念构建船舶电气工程技术专业的课程体系。通过企业调研和职业岗位分析，对学生的就业岗位和所应该具备的职业能力进行准确定位;为了拓宽就业渠道和增强专业发展后劲，在课程体系构建中注重夯实专业基础课程，保证基本理论的系统性;注重能力培养，通过岗位分析构建基于工作过程的适合于一体化施教的核心专业课程和基础平台课程的实训课题，使学生就业能够尽快适应岗位要求，达到能力提高和培训到位的目的。

3.3师资队伍建设

本专业现有专业教师11人，根据对现有教师队伍的分析，我们提出了按照“优化结构、提高素质、培养骨干、造就名师”的原则，选派专业教师到国、内外学习先进的专业技术，学习先进的教学理念、教学方法和先进课程开发技术，拓展专业视野，增强专业教学资源的整合能力。利用校内外资源，培训专业教师的一体化教学能力。制定“择优聘请、相对稳定、适时调整”的兼职教师管理制度。实现教学团队结构的优化。争取在2011年师资水平达到院级优秀教学团队的标准，2013年达到省级优秀教学团队的标准。

3.4实验实训条件建设

船舶电气工程技术专业可以利用示范性院校建设已经完成的电子技术等专项技能实训室，但是船舶电气专用实验室及设备还没有，根据船舶电气工程技术专业建设与发展的需要，以培养学生对船舶电气设备的安装、检修、报验与管理等能力为主线，本着先进性、实用性和体系化的建设原则，需新建基本技能实训平台一船舶电工工艺训练室一个;船机拖动控制系统实训室、船舶自动控制系统实训室、船舶电站专项技能实训室3个和集控室、辅机实训室等综合技能实训平台(在船机制造与维修专业建设方案中);新规划一个船舶电气创新工作室，以满足师资培养及科研的需要;使船舶电气工程技术专业的实训条件得到完善，形成五位一体的实践教学平台。船电专业实训室建成后可以同时承担船舶电工职业技能培训和鉴定任务。

3.5顶岗实习运行管理机制建设

半年的顶岗实习是教学过程中的一个重要环节，既是刘一学生所学专业知识和专业技能的检验，也是一个再培养的过程，又是与社会生产实践接轨的过程，积累了学生的生产现场经验。为确保顶岗实习的针对性和有效性，顶岗实习由学院、企业、学生三方共同参与完成，学院负责顶岗实习的组织和协调，学生是完成任务的主体，企业是保证完成任务的最关键的一方。

船舶电子工程技术第8篇

关键词：船舶 自动化技术 现状

中图分类号：F426 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）04（c）-0055-01

1 船舶自动化技术的发展进程

根据船舶自动化技术的发展历程，可以具体的分为三个阶段：第一个阶段是船舶单元装置自动化时期；第二个阶段是船舶机舱自动化时期；第三个阶段是船舶全船综合自动化时期。

1.1 船舶单元装置自动化时期

船舶单元装置自动化技术是在船舶自动化技术发展的最初阶段出现的，这一段历史进程的最主要特点就是船舶的一个单独的设备的自动化技术的应用。具体的说，就是通过安装在船舶上面的各种设备仪器、船舶上面具有各式各样功能的仪表设备、船舶上面的各种监控设施来实现船舶的自动化管理。船舶单元装置自动化时期的自动化技术虽然很好的提升了当时的船舶自动化技术，但是作为船舶上的仪器，船舶上的各个自动化设备之间很难做到有效的沟通处理。因此，在船舶单元装置自动化时期，整个船舶的自动化设备之间无法做到有效连接，收集的自动化信息也比较松散，尚且需要船舶上的工作人员进行一定的人工手动操作，是最初级的船舶自动化技术。

1.2 船舶机舱自动化时期

在当代背景下，拥有先进船舶自动化技术的国家率先结合电子信息科学研究出来了船舶集中监控系统，通过对船舶集中监控系统的应用，就可以实现船舶机舱夜间无人值班，船舶自动化技术也随之快速发展。船舶机舱自动化时期主要研究出来的船舶自动化技术有：船舶主机遥控技术、出阿伯电站管理技术、船舶动力装置的监测报警技术、船舶柴油机的工控监测与趋势分析技术、船舶故障预诊断技术等。船舶机舱自动化自动化技术的技术核心是船舶机舱自动化监控技术。在最初的船舶机舱自动化时期，机舱自动化监控技术的核心是集中船舶船舱监控，其主要特点是整个船舶采用一台计算机进行集中控制和管理。一旦这一台计算机出现故障，这种管理模式就难以维持整个船舶机舱自动化的需求。针对这样的问题，20世纪70年代，先进国家研究出了分散监控的新型监控模式，通过船舶上面多台计算机的联合操作实现自动化管理，有效的完成了船舶的自动化运行。

1.3 船舶全船综合自动化时期

进入新世纪以来，随着信息科学技术以及互联网计算机科学技术的出现和发展，船舶自动化技术已经开始初步迈进实现船岸信息共享、船舶网络一体化的船舶全船综合自动化时期。船舶全船综合自动化技术是对船舶的航行、装卸、机舱等各个方面实行全方位的监督和管理。在具体的船舶全船综合自动化技术之中，采用的是分级管理的模式，在进行监督管理的时候，每一个船舶总系统管理下的分系统都拥有自己的独立的计算机来进行自动化运行。与此同时，各个独立的分系统之间也可以通过互联网技术进行信息的共享，进而实现整个船舶的信息共享、整个船舶的集中管理控制。当各个分系统收集到足够资料后，在汇总进入总系统进行统一处理，实现船舶的自动化操作。

2 船舶自动化技术现状

2.1 船舶主机遥控系统

船舶主机遥控技术出现于20世纪的60年代，其实目前实现船舶自动化的重要组成部分之一。目前，PLC系统已经成为了船舶自动化技术最广泛采用的主机遥控技术，其具有可靠性强、通信功能强大等优良的特性。

2.2 船舶机舱监控系统

作为船舶自动化技术的核心技术，船舶机舱监控技术主要包含船舶互联网链接以及船舶现场总线技术这两个部分。目前，采用最广泛的总线技术是CAN总线技术，其具有高效的信息传输能力和比较强的稳定性，CAN总线技术主要是应用在船舶的船舱自动化技术方面。船舶的互联网链接技术采用的最广泛的是无线通信技术，主要指的就是GPS和NET技术，这样船舶就可以实现无线网络的远程监控，与此同时，还可以通过加密软件的使用保证整个船舶的信息安全。

2.3 船舶电站管理系统

目前，世界的大部分船舶都具有体积大、速度快的特点，为了适应船舶的这些变化，就要求船舶自动化技术的船舶电站管理技术可以维持船舶高速运行的电力消耗，要求船舶电站管理系统可以为船舶提供稳定大量的电力输出。针对这样的情况，目前采用最广泛的船舶电站管理技术是仿真电站管理技术，可以为整个船舶提供稳定大量的电力资源。

2.4 船舶自动避碰

目前，如何有效的实现船舶之间的自动躲避已经成为了船舶自动化技术研究的重点项目之一，通过船舶自动躲避碰撞技术的研究，可以有效避免人为因素所造成的船舶碰撞现象。在今后一段时期内，船舶自动躲避技术会成为自动化技术研究的主攻方向。

3 结语

综上所述，船舶自动化技术已经随着现场总线技术以及通信技术的不断发展而日趋完善，与此同时，人工智能技术的发展也极大地促进了船舶自动化技术的发展。随着时间的发展，船舶自动化技术终将成为船舶安全运行的有力保证。

参考文献

[1] 戴利雄，孟宪尧.一种新的船舶柴油机模糊故障诊断方法[J].船舶工程，2009（1）.

[2] 陈雪娟.采用BP神经网络优化避碰模糊系统[J].常德师范学院学报：自然科学版，2003（4）.

[3] 陈佳，王建华，张冰，等.船舶电站故障诊断中的数据融合算法[J].电力自动化设备，2006（3）.

船舶电子工程技术第9篇

【摘要】随着通信技术的发展和社会信息化程度的提高，对船舶通信也提出了新的要求，一种新型的通信技术——电力线通信越来越受到广泛的关注。电力线通信技术简称PLC，是利用电力线传输数据和话音信号的一种通信方式，具有较高的经济性和可靠性。本文以电力线通信技术为切入点，在分析电力线通信技术在船舶上应用存在的问题的基础上，探讨了解决船舶电力线通信技术问题的方法，旨在说明电力线通信技术在船舶上应用的重要性，以期为船舶电力线通信提供参考。

 

【关键词】电力线；通信技术；船舶；应用

近年来，现代船舶的自动化程度越来越高，船舶中许多设备不断的更新与添加，电力线通信技术发展为实现船舶电力线通信提供了有利条件。在船舶电网环境下，不需要线路的基础建设投资和日常的维护费用，将电力线通信技术应用于船舶，实现数据传递和信息的交换，不必做任何新的线路铺设，可免去不少铺设网络的麻烦。如何在船舶上应用电力线通信技术是当前船舶电力线通信关注的焦点。因此，研究电力线通信技术具有十分重要的现实意义。鉴于此，笔者对电力线通信技术在船舶上的应用进行了初步探讨。

 

一、电力线通信技术在船舶上存在的问题

电力线通信技术作为电力系统传输信息的一种基本手段，其电力线通信应用的主要领域是电力线上网。电力线通信技术在船舶上的应用，是指通过电力线组成局域网，然后通过相应的电网猫与其它的宽带相连接实现无布线组网。当前电力线通信技术在船舶上的应用，还存在着诸多亟待解决的问题，这些问题使得电力线通信技术在船舶上的应用现状不容乐观。具体说来，电力线通信技术在船舶上应用的主要问题是噪音和信号衰减。在电力线通信的噪音方面，电力线通信的噪音主要来自于低压电网相连的负载，以及无线电广播的干扰。负载的开关会引起电流的波动，在电力线的周围产生电磁辐射，这样，沿电力线传送数据时，会出现许多意想不到的问题。船舶电力线通信在这样的噪声环境下，很难保证数据传输的质量。而且，电力线通信的噪音和信号衰减是随时间变化的，这样也给船舶电力线通信造成了一定的困难。由此可见，电力线通信的环境极为恶劣。

 

二、解决船舶电力线通信技术问题的方法

在船舶电网环境下，采用正交频分复用技术（OFDM），可以在一定程度上解决电力线通信技术在船舶上应用的问题。OFDM是一种无线环境下的高速传输技术。为解决船舶电力线通信技术中出现的噪音和信号衰减等问题，该技术在消除信号波形间的干扰问题上发挥了重要的作用。其基本原理是在频域内将给定信道分成许多正交子信道，将高速串行数据变换成多路相对低速的并行数据，并在每个子信道上使用一个子载波进行调制，并且各子载波并行传输。尽管总的信道是不平坦的，具有频率选择性，但是每个子信道是相对平坦的，在每个子信道上进行的是窄带传输，信号带宽小于信道的相应带宽，由于在OFDM系统中各个子信道的载波相互正交，它们的频谱是相互重叠的，这样不但减小了子载波间的相互干扰，同时又提高了频谱利用率。而且大大扩展了符号的脉冲宽度，提高了抗多径衰落的性能。关于OFDM的调制、OFDM的解调、多径反射和多径衰落，下文将逐一进行分析。

 

1.OFDM的调制

OFDM采用一种不连续的多音调技术，具有在杂波干扰下传送信号的能力。OFDM调制由快速傅立叶变换FFT过程产生，M位数据被编码至图1所示频域内的N个子载波上。M=N×B，B为每个调制符号的位数。在QPSK或DQPSK中，B=2；16-QAM中，B=4；64-QAM中，B=8。使用反向FFT（IFFT）将频域子载波转换到时域，产生一个OFDM符号，其时间长度等于子载波间隔的倒数，同速率相比，它是一段非常长的时间。纠错处理采用叠加编码和Viterbi编码，编码压缩率为1/2，9/16，2/3，3/4。

 

2.OFDM的解调

OFDM的解调是指用于解调正交频分复用（OFDM）信号。OFDM使用发信的反向过程解调信号，是解决电力线载波通信在船舶通信中应用的关键技术。周期前缀被从时域信号中剔除，把信号从时域转变回频域，每个符号都使用FFT转换到频域，FFT算法都起着极为重要的作用。DQPSK是对QPSK信号特性进行改进的一种调制方式，当使用DQPSK调制方式时，具有天然的抗非线性抵抗力，通过检查相邻OFDM符号之间子载波的相位差进行数据解码。

 

3.多径反射

多径反射信号是指无线电信号从发射天线经过多个路径抵达接收天线的信号。前缀是复制符号的最后部分，在每个OFDM符号前加入一个周期前缀，可以保证在一个FFT周期内，由多径反射引起的时间色散信道中维持完全正交，用来组成一个完整的OFDM符号。如图2所示，长的OFDM符号周期一般持续几微秒，同占OFDM符号周期很小比例的周期前缀组合，是在时间色散信道中提高性能的关键因素。

 

4.多径衰落

由于多径传播引起的信号衰落称为多径衰落。尽管OFDM可以消除多径反射带来的ISI，但在多径传播中还存在着一个问题，就是多径衰落的问题。衰落是由反射信号到达后抵消了先前到达的信号（即180°相移）所引起的，一般只发生在某些特定频率或子频率。解决船舶电力线通信技术问题，必须解决多径衰落问题，如采用分级接收、信号设计、自适应通信技术等，可以在一定程度上解决多径衰落问题。

 

参考文献

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[6]张平泽，赵振勇.基于低压电力线载波通信方法的比较[J].电子设计工程，2010（02）.

[7]李妍.船舶电力线载波通信的传输特性研究[J].舰船电子工程，2010（04）.

[8]宫宇，王旭东，庞福文.无线Ad hoc船舶通信系统设计与实现[J].舰船科学技术，2010（04）.