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文档简介
前言一、引言
我同的造船工业经过上个世纪的艰难努力和探究,特别是改革开放后二十多年的拼搏与发展,船舶科技进步令人瞩目,我国已经昂首进入世界造船大国的行列。到目前为止,我们已先后成功地建造了具有当代亢进水平的多用途船、大型冷藏集装箱船,大型穿梭油轮、汽车滚装船、成品油轮和铝合金高速水翼船等。在这些船舶上,设备的电气自动化程度、性能和技术水平己有了很大程度的提升,不少设备通过引进、消化,汲取国外先进技术,亦已达到了国际上先进国家的水平。
进入21世纪后,船舶电气自动化程度将进一步提升,船舶电工技术势必有不少新的突破,本文就船舶电气领域中与航行安全和性能关系较大,技术进少较快和具有发展前景的设备、系统及系统的发展趋势进行研讨,以期关注这些问题的船电界有关人士予以更多的重视和支持。二、船舶电工假设干新技术的发展
1、船舶综合自动化
随着计算机技术的高度发展,带动了该技术在船舶上的日益发展和广泛应用,展望21世纪船舶自动化技术,将不断向全船综合自动化这个高层次阶段发展,船舶综合自动化,是集机仓自动化、航行自动化、机械自动化、装载自动化等于一体的多功能综合系统,该系统通常由二个工作母站、假设干个分控制系统及假设干个工作分站组成,通常一个工作母站设在机舱控制室另一个设在驾驶室。两个工作母站完全独立,可同时或单独操作,并互为备用。分控制系统将依据船舶的种类和自动化的程度而定,例主机遥控、机仓监测报警、电站管理、泵浦控制、液位遥测和压载控制,冷藏集装箱监控、自动导航等。所有工作母站和分控制系统采纳高速传输技术组成一个综合网络系统,在网络上依据需要连接一定数量的工作分站,以达到在船舶重要部位对各设备进行监测、控制和操纵等目的。同时,其工作分站可以作为一个窗口,与船舶对外通信设备联网,借助于数据传输、电子邮件等各种通信手段,执行岸与船,船与船之间对话,进行各种信息交流。咨询,设备维护,故障诊断、资料查阅、备件查询、船舶管理等业务活动,从而最大程度地提升船舶航行的安全性、可靠性和经济性。目前德国西门子公司、挪威挪康公司、丹麦约克船舶冷冻公司等国际著名的船电产品制造厂已有较成熟的技术和相应的配套产品,并己实际应用于各类船舶。我们深信,在21世纪将会有越来越多的新建船舶配套船舶综合自动化系统。
2、一人驾驶综合导航系统
20世纪90年代,欧洲,日本等国纷纷把目光转向一人驾驶的综合导航系统。这种导航系统目前正处于开发应用的上升期,如由德国发起称为“大西洋和北海〔ECDlS〕试验地〞的国际性计划。该计划的参加者有:德国、丹麦、芬兰、荷兰、瑞典、挪威和英国等国。德国的ATLAS公司是上述计划的主要参加者。该系统将驾驶室内的电子海图、通讯、导航等设备集中进行监视。控制,在船舶上能像飞机驾驶员一样坐在驾驶舱内操纵这套装置。它可提供正确的船位、航向、航速、雷达图象,主机速转、各类检测报警等,使船舶能自动航行于经济而安全的最正确航线上,并能自动捕捉目标和判别危险目标,实施有效的船舶避碰操作。一人驾驶综合桥楼在船舶航行时驾驶室仅需一个人操纵,可以省去其他值班人员。
3、全球海上遇险安全系统〔GMDSS〕
过去,船在海上的安全主要靠船上的报务员昼夜守在值班室机器旁边收听或拍发呼救信号,虽然也起到了很大作用。但毕竟工作效率低、安全可靠性差。
1976年,美国首先开始使用海事卫星通讯。1979年7月INMARSAT国际海事卫星通讯组织正式宣告成立,并营建了覆盖全球的国际海事卫星通讯系统,可向全世界提供服务,INMARSAT提供一种称为加强船群呼叫〔EGC〕的业务,它通过大容量、高可靠的卫星通讯信道向一群船队或指定的海区公布海情。风暴、险性等海事信息。该系统由卫星、岸站、网络协调站和船站组成。
为确保航行和生命财产的安全,我国远洋船队通过“八五〞以来的技术改造,对80%以上的远洋船舶安装了GMDSS。依据新的国际SOLAS条款规定,300吨以上船舶必需装备NAVTEX接收机。另外依据国际海事组织〔IMO〕的规定,船舶依据航行时不同海域安装和选择相应的“EPIRB〞船舶遇难自动呼救装置。
GMDSS系统当前最主要的用途是加强海上通讯能力,确保海上安全,随着移动通讯需求的日渐增大,如:航海数据、主辅机设备运行状况、船舶装卸货计划、港口及上级公司指令、医疗咨询、旅游服务、旅客私人等。INMARSAT还准备把服务范围扩展到陆地移动通讯和航空通讯。
4、全球定位系统GPS
GPS是美国于1973年底开始研制的供陆海空三军共同使用的一高精度卫星导航定位系统,其应用价值和科学价值已越来越引起世界各国的密切关注。GPS系统由空间星座、地面监视控制和地面接收设备三部分组成。由于GPS全球定位系统能提供全球定位、全天候。三维立体。实时连续和高精度的卫星导航定位,保密性好。成本低,使用方便,所以美国、英国、法国、德国、日本劝口拿大、瑞士、丹麦、以色列等国家均已开始大规模地研制和生产GPS的用户设备,并使其向小型化,低功耗,低成本的方向发展。目前普遍使用的差分GPS的定位精度可达到几米,GPS系统已成为船舶的主要定位设备。它在其它领域也有广泛的应用,在1991年海湾战争中,美国的制导武器准确地击穿伊拉克地下武器库及掩体的通风口,还从茫茫沙漠中准确地营救被击落的美军飞行员应归功于一项高科技成就——全球定位系统。
随着军用GPS在非军事方面的广泛应用,这项大空时代的技术马上很快用于民用航空,船舶海上航行和公路上奔驰的汽车。目前美国已有50万台GPS的销售额为19亿美元,估计2000年已达到84亿美元,第一台GPS接收器售价为3000美元,而目前的售价连200美元一台都不到。目前,我国沿海的许多小型船舶和渔船上也越来越多地使用这种GPS接收器。
5、船舶自动识别系统〔AIS〕
20世纪九十年代,国际海事组织〔IMO〕修订了SOLAS公约,在全球范围内海上航行的各类船舶完成了海难救助系统〔GMDSS〕的配置,对遇难船舶的及时救助、减少人员伤亡和财产损失起了积极的作用。但这仅是亡羊补牢之举,没有采用更积极的措施予防海难的发生。近年来,船舶的碰撞。各种海难事故还是屡屡发生。正是基于这些基本状况的分析,1999年国际海事组织航行安全分委会第45次会议作出决定,进一步修订soLAS公约第五章,针对航行安全和寻找海难事故原因,要求扩展设备的配备要求。其中较重要的是AIS〔AUTOMATICIDENTIFI-CATIONSYSTEM〕,即自动识别系统。涉及AIS有关内容的SOLAS公约将通过默认程序生效,该系统的配置将在2002年7月1日起新造船舶开始强制执行,所有从事海上航行的船舶不迟于2008年7月1日以前装备完毕。所以在将来的八年中,了解、开发、制造、安装和使用MS系统将成为船电界十分注目的课题。
AIS装置的主要功能是能够自动向有相应装置的海岸电台。其它船只及航空器提供相关信息,包括船籍、船型、位置、航向。航速、航行状态及其它相关安全的信息;也能自动接收配备该装置的船舶发出的上述信息;能监视和跟踪这些船舶,并能与岸基装置交换数据。AIS系统是由VHF、DGPS和一个通讯控制器组成。船舶位置和按时信息来自全球卫星定位系统。由AIS发出的船舶静态信息、动态信息等四类其它信息来自桥楼上的电子设备。采纳AIS船台后,能在VHF范围内自动识别船只,予测准确的相遇点,予测船首最近交汇距离,识别岛后或湾内航道的船只,及时接收其它船只有关转航向、船向及航速的资料,并通过数据链作短文通讯,通过该系统的配置,为船舶的航行安全和航行管理提供了一种新型的十分有效的手段。航行于开阔水域的船舶不用VHF无线的通话便可自动获得来往船舶的各类信息;航行于限制水域的船舶不仅可自动获得其它船舶的信息,而且通过VTS的广播可获得各类航行信息和港口信息,这样,在最大程度上人为防止了船舶碰撞和各类海难事故的发生,为航运界带来了前所未有的安全感。AIS系统的出现标志着海上监视技术取得了革命性的进步;标志着船舶问和船岸间的信息交换进入了计算机数字通信的新时代。
为了迎接航行安全史上的又一革命性的新时代,AIS系统的开发、研制和投入实船使用,是船电界十分关注的问题。通过几年来的技术基础、国际规范和标准的准备,目前该系统已日趋成熟,不少欧洲国家的制造商陆续推出了它们的产品,其中瑞典的SAAB公司已经生产了可兼容ITU标准的AIS产品系列,R3AIS船用应答器已于1999年打入市场。我们相信,不久的将来,将会有越来越多的制造商推出它们的A1S产品,以满足日益增长的船舶市场的需要。
6、船舶航行数据记录仪〔VDR〕
在1999年国际海事组织〔IMO〕航行安全分委会第45次会议上被作为强制装载的还有船舶航行数据记录仪,VDR〔VOYA6EDATARDCORDER〕。依据马上生效的SOLAS第五章的有关规定,航行在国际海域的各类船舶需在规定期限内装备航行数据记录仪。其中2002.7月1日及以后建造的所有客船必需装备VDR,所有其它船舶不迟于2009年1月1日应装备完毕。这也是国际海事组织继装备AIS系统时的另一重大举措。为了寻找遇难船只和分析海难事故的原因,仅配备应急无线电示标仪〔EPIRB〕是远远不够的,必需装备VDR,它类似飞机上的“黑匣子〞,借助它们进行海难调查,从失事的船舶中分析失事前后的各种状态和数据,找出失事的真正原因,并从这些原因中进行归纳总结,不断完善现有的国际公约、规则和规范,从而不断改善现有的船舶设备,日益提升船舶航行的可靠性和安全性,这就是装置VDR的最终目的。同时利用VDR的扩展功能,能运用于船员培训和主机分析,对航海人员,船舶跟踪和进一步优化将十分有益,开发船舶下载和回放功能对船东管理是非常有意义的,所以近十年内熟悉、开拓、研制VDR系统也是船电界必需重视的重大问题。
航行数据记录仪又称海上“黑匣子〞,是以一种安全和可恢复的方式坚持存储船舶发生事故前后一段时间的船舶位置、动态,物理状况、命令和操纵的信息。主管机关和船东应可获得包涵在VDR中的信息。该信息用于任何随后确实定事故原因的调查。依据IMO和sOLAS有关决议的规定,VDR必需记录和存贮以下十五个方面的数据:日期和时间,船位、船速、航向、驾驶台声音、通信声音、雷达数据及选择的图像、深度信号,主报警信号、舵命令和响应、轮机命令和响应。船体开口状况。水密门及防火门状态。加速度及船体应力和风速及风向,且存贮时间应大于12小时。围绕VDR的设备,还需要为VDR服务的传感器。最终记录解质,再现设备和专用备用电源等配套设施。
随着VDR在船舶上强制装载日期的逼近,不少船电制造商正在积极开发、研制该装置,并取得了令人瞩目的成绩,英国凯文.休斯公司研制的NDR2002系列的航行数据记录仪和瑞典康仕廉公生产的CONSILIUMVDR已正式推向市场。我们深信,在不远的将来,日益完善和技术成熟的航行数据记录仪将按照SOLAS规定的时间表陆续装船,投入使用。伴随着VDR、AIS系统的配置,在IMO航行安全分委会第45次会议的报告中,同时对电罗经。自动舵、雷达、转速表、计程仪、集成驾驶系统〔IBS〕等航行设备提出了更新更高的要求,这也需要国内外船电界在21世纪初急待重视和解决的问题。
7、多功能综合通信系统
值得一提的是,近年来,在船舶内部通讯方面已经形成并正在逐步推广一种多功能综合通信系统。不少欧洲船电制造商已经开发、研制,并且推向市场。其中意大利的吉梯斯〔GITIESSE〕公司的IMCOS系列的集成多功能通讯系统最具代表性。
多功能综合通信系统是利用微机技术将全船船内通信。自动、声力、船岸、广播、传令对讲、集中管理通讯、全船通用报警、机仓组合报警。火灾探测和报警、呼叫系统、电视天线、无线电天线、卫星电视天线、旅客信息系统、子母钟、娱乐系统、电视摄像,数字信息终端。外部声音监测。汽车交通灯系统。船钟及船铃系统等几十个系统集成于一个控制装置。依据集成的内容,控制装置由一个或几个控制柜组成,集中控制,使用方便。也可依据安装需要将控制柜分两处安排,提升安装灵活性,用户可以依据各自的需要进行点菜,进行相关模块的组合。集成所需要的多功能综合通信系统、满足各种类型船舶的需要。该系统与以前船舶各系统的独立配套、分散布置相比,具有功能齐全、安装维护简单、减少系统重量,操作使用方便,增加可靠性等优点。因此在目前新建船舶的电气配套中得到广泛采纳。从以前的客船为主要用户,逐渐转向货船和其它各类船舶,这不能不说明也是21世纪船电产品发展的一种趋向,有必要对该类产品进行熟悉和研究,以适应新世纪现代船舶发展的需要。三、关于新世纪电气系统发展的两大趋势1、系统监控的综合化
由于电气设备已经实现或日趋通用化、模块化、系列化,可以做到组态灵活;计算机技术的发展已经达到人机界面制定规范,操作灵活,主菜单设置方便操作,分画面操作及转换灵活,所有功能选择均能通过屏幕软件按钮直接完成;这样为系统监控的综合化提供了必要的基础。当然,在新世纪依据需求不同仍旧存在着先进程度不同和性能要求不同的船舶,但是单机单控的系统必将逐步向综合监控的系统过渡,因为采纳综合监控的形式,可以构成双重或多重冗余,对提升系统或者全船整体的可靠性是有积极意义的。〔表1罗列几个不同类型综合化监控系统的状况〕
2、系统的网络化
当前,数字化技术和总线技术已经被船电界所接受。尤其是总线,它实际上为各种信号线的集合,为模块之间,各种部件与模块之间提供标准的信号通道。现场总线是一种互联现场设备〔或模块〕与控制系统之间的双向数字通信网络。
现场总线〔FieldBus〕通常采纳双层网,第一层为数据采集与传送网,第二表1:罗列几个不同类型综合化监控系统的状况系统名称综合自动化综合通信系统综合后勤支持系统综合
监控
或管
理内
容主机遥控
机舱监测报警
电站管理
辅机监控
压载控制
航行自动化
装载自动化
损管监控船内通信:
自动,声力、船岸、传令对讲、警铃。
广播通信:
全船广播。扬声通信,集中管理通信。
报警通信:
全船通用报警,机舱组合报警。火灾探测和报警。呼叫系统。
无线电、电视:
电视天线。无线电天线,卫星电视天线。
其它:
数字终端,电视摄像、子母钟、旅客信息系统、娱乐系统等。结构管理:
岗位结构管理、财务管理、审计管理。
修理保养计划管理:
修理保养制度、修理文件及标准、修理保养计划、实施细则及确保条件。
供货及备件管理:
全船设备、另件及备件的配置与管理。
数据库:
结构管理、修理计划、零备件配置、可靠性数据库。
日常后勤管理。
目的
与效
果减少人力资源,使复杂的系统能简单安全运行,出现紧急状况时可缩短行动时间。变分散、独立布置为功能齐全。操作使用方便的集中监控,可以满足各类船舶的不同需求。综合后勤支持系统应用被称为软调科学的管理科学,在制度上和物质上确保对装船设备进行按时的修理保养,提升了设备的可靠性,确保了航行的安全性。层为控制网。为确保系统的可靠性,控制网络可采纳冗余结构。合计到危险分散原则,按系统又分成假设干子网,如:推动系统、损管系统、电力监控系统等独立的子网。通过系统的网络化,功能上是集各子系统之众,从可靠性出发又是一个分布式系统;在数据采集和控制上平台各分系统密切结合,但在系统结构上又是一个主动性极深的系统,在平台某系统局部受损时不影响独立工作;采纳网络冗余和设备冗余制定及不间断后备电源,生存能力很强;具有图像控制功能,人机界面和对话效果合格。
网络系统的优势在放采纳数字化和高层次的自动化技术代替大量繁重的人工操作,提升工作效率是显而易见的。它有助于减少频繁操作和减轻人员疲惫,为把船员从环境工作条件恶劣的场合中解放出来创造了更好的前景。四、新世纪船舶电工技术的展望
众所周知,造船技术是船体建造。轮机和电气设备三者有机组合的统一体。半个世纪来船舶电工领域,即电力、电子、控制技术、通讯及信息技术等的不断发展及其在船舶上的广泛应用,进入新世纪后,船舶电气自动化程度还将会有一个较大程度的提升。机电一体化使学科界限互相交叉渗透,电力与电子、强电与弱电,更难分难解,船电领域将更加宽广,随着船舶电工技术的进一步发展,必将会对造船和航运业带来重大变革。
新一代大功率半导体电力电子器件,在材料、理论、机理、制造工艺和应用技术等方面的研究开发,将会取得突破性的进展,船舶电气设备将会进一步向高可靠、节能型方向发展,将会对船舶电力推动和辅机电力拖动技术带来重大变革;可编程序控制器在我国将逐渐发展成为船舶电力系统自动控制设备的一种新型控制方式。上世纪末本世纪初,船舶正向着桥楼综合自动化、微机监视,卫星通讯导航、全球定位系统、船岸信息直接交流、全船自动化延伸。
随着船舶电气化程度的提升,作为传输电能、信号以及网络技术的发展,电缆品种增多,纵横交叉、结构复杂,对船用电缆的要求愈来愈高。舰船电缆的安全可靠性,对船舶的正常航行和生命安全有着重大影响,世界各国对舰船电缆的阻燃防火性能和安全等方面的要求将不断提升,进入新的世纪,随着高新技术的发展,电缆制造新工艺和新材料的应用方面将可能会有重大突破,如利用高能高压电子加速器对电缆绝缘进行辐照,产生交联,使其分子结构由原来互相独立的链状结构变成三维网状结构,增加了分子间的作用力。经过辐照交联,可以提升电缆的耐温性,阻燃防火性和机械强度,大大延长电缆的寿命。
出于经济性和可靠性的合计,在今后l0-20年左右,柴油发动机船舶作为船舶原动机具有无可争议的地位。然而,当石油面临枯竭,环境污染、生态受到破坏,使柴油发动机的地位受到了冲击。现在有一些说法,21世纪人们有可能通过技术上的突破而获得绿色能源。如太阳能无偿获得,不仅丰富而且无污染;氢是另一种新能源,它作为潜在的热源。它也可以作为太阳能电池的储能部件,通过电解的方式来达到储能的目的;燃料电池采纳可逆式氢电池来发电以及氢电解装置;超导电磁推动等等,但进入到船舶上的实际应用,需要进行大量的研究和试验,还要有一个相当长的时间,且初始投资高昂。五、结语百年的造船史中,船舶电工技术的发展和成就,铭刻在造船人的记忆之中,在我们昂首进入21世纪的今天,我国造出了被世界造船强国称为具有国际先进水平的各类船舶,使我们深深感觉到船舶电气在今日造船中的地位之重要。在进入新世纪后人们会进一步意识到:船舶电气的先进性将直接影响船舶的航行安全。经济性以及舒适性。为此,我们要从高新技术的发展的前沿和我国的造船和航运业的实际出发,化大力抓好船舶电工领域带有方向注课题的开发预研,在质量,配套和国产化问题上进一步取得进展,给船舶提供具有世界一流水平的电气自动化设备,确保船舶安全航行,降低运行成本,为我国建造高水平的船舶作出新的贡献。
第一章船舶信号系统概述第一节船舶通信方法健全可靠的船舶通信不但是船舶安全航行和正常营运的需要,更是海上人员安全必不可少的基本确保。船舶与外界的通信方法主要有视觉信号通信、声响信号通信和无线电通信。前两者主要是在人的视觉、听觉范围内进行的,通信距离很近,而无线电通信的作用距离就要远得多。长期以来,远距离的船舶通信都是依靠传统的莫尔斯〔Morse〕无线电报,它为海上运输的发展及人员安全起到了重要作用。近年来,随着科学技术的飞速发展,海上无线电通信发生了庞大的根本性变革,特别是到1999年2月1日,全球海上遇险和安全系统〔GMDSS〕将全面实施,莫尔斯无线电报将完成它的历史使命,代之而起的是更快捷、更可靠的窄带印字电报及无线电通信。国际海事通信卫星的启用也使无线的通信距离大大增加,全球通信成为现实。一般船舶在海上所使用的通信方法计有:旗号通信、灯号通信、声号通信、手旗或手臂通信、扬声器通信、无线通信、无线电传电报通信、国际移动卫星通讯、卫星手机通讯、电子邮件通讯、网际网路通讯等。灯光通信(FlashingLightSignalling)――利用闪光信号灯发出的莫尔斯信号传递信息。旗号通信(FlagSignalling)――利用一面或数面信号旗组成不同的信号码传递信息。手旗或手臂通信(MorseSignallingByHand-FlagorArms)――双手各持一面信号旗或只用双臂变幻不同的部位发出莫尔斯信号传递信息。声响信号通信(SoundSignalling)――通过船舶汽笛、号钟、雾角等发声具发出莫尔斯信号传递信息。强力扬声器喊话通信(VoiceoveraLoudHailer)――利用扬声器在近距离与对方喊话传递信息。无线电报通信(RadioTelegraphy)――用电键发出莫尔斯信号传递信息。GMDSS全面实施之后它将不复存在,被无线电传、或卫星通讯等先进方法所代替。无线通信(RadioTelephony)――利用无线设备在中频、高频、甚高频等频带上通过直接对话或发出信号码语传递信息。全球海上遇险与安全系统(GMDSS)――该系统是应用广泛的海上通讯系统。完备的GMDSS设备包括高频与甚高频数字选择性呼叫接收机、窄带直接印字电报、卫通C站、紧急无线电示位标、搜救雷达应答器及手持便携式对讲机。移动卫星通讯〔INMARSAT〕――用户可使用卫星移动终端,信号上达卫星,再经地面站,通过国际或国内的邮电公众通信网与其它的固定或移动用户(包括卫星移动终端用户)通信。反过来,公众网等固定或移动用户也可以通过卫星与卫星移动终端联系。INMARSAT通过其开发的各类业务系统向用户提供极为完善的通信功能,包括适应不同用户特点的实时的各类、、低、中、高速数据以及存贮转发的电传、短信息传输、数据报告等,可满足海上、陆地及航空管理和用户通信。第二节船舶信号设备船舶信号设备主要包括闪光信号灯、国际信号旗及声响器材等。例如显示船舶航行或停泊状态的航行灯;表示船舶处于某种勤务状态的信号灯;用于灯语联系的闪光信号灯;用于搜索水面的探照灯以及船舶雾笛等。船舶主要灯具如图所示。图船舶灯具一、船舶航行灯〔一〕、航行灯的种类、性能
1、航行灯,又称“号灯〞。一切航行于公海〔包括能与公海连通的水域、江河、湖泊〕的船舶必需严格按照《国际海上避碰规则》和我国《海轮信号设备规范》所规定的数量和类型设置各种航行灯。航行灯用于表示夜间本船的航行方向和本船的大小。航行灯包括:桅灯、舷灯、尾灯及桅顶灯。1〕桅灯:白光,装于前桅及后桅的前方,当船长小于米时,只在主桅上设桅灯。当有前、后桅灯时,两具桅灯前后相距不小于米,凹凸相距不小于米。最低一盏桅灯必需高出水面米。灯光向前照耀,水平照耀角度从船首向左右各°。2〕左舷灯:红光,装于左舷舷侧。灯光向左前方照耀,照耀角度从船首向左舷°。3〕右舷灯:绿光,装于右舷舷侧。灯光向右前方照耀,照耀角度从船首向右舷°。红、绿舷灯一般安装在驾驶甲板两侧舷边。舷灯内侧有一道向前伸出米的挡板,1982年《国际海上避碰规则》规定挡板为黑色,而在此以前,挡板的颜色与舷灯一致。4〕尾灯:白光,装在后桅或上层建筑或尾旗杆的后方。灯光向尾照耀,照耀角度自尾向左右各°。在小型船舶上一般是一座灯具一盏灯。现代较大的船舶则采纳两盏灯联装的航行灯,一旦一盏灯损坏,另一盏备用灯可以马上启明。5〕桅顶灯,也称〞锚灯〞。白光,装于桅杆顶端,水平照耀角度360°,环照。
〔二〕、航行灯控制器航行灯控制器用于对各类舰船的航行进行临视和控制,是确保船舶航行安全的重要设备。控制器通常采纳嵌入式系统和总线控制方式,均为模块化结构,可用于在本地操作面板上和远程计算机上操作及临视,也可和其它记录设备相连接。航行灯控制器如图所示:图:航行灯控制器下面以型号SB-NL的航行灯控制器为例说明其组成和功能。SB-NL航行灯控制器由1块SB-NL操作显示面板和2块SB-NL接线单元组成。SB-NL操作显示面板为嵌入式安装结构,一般可安装在驾控台台面上,面板上设有两列可控制22个航行灯的开关及显示22个航行灯开闭状态的LED指示灯。操作显示面板上设有按键式调光按钮,可依据需要对LED指示灯进行调光。一旦某个航行灯断丝或相应电缆断线时,操作显示面板上对应的LED指示灯即会闪光,并发出报警声响;关闭该航行灯,即可消声;通过换灯或检查线路解决故障后,可重新开启使用。SB-NL接线单元共有2块,每个可接航行灯11个,分别对应于操作显示面板上左列和右列LED指示灯和开关。所有航行灯均可以任意设定为DC24V或AC220V供电,具体可通过接线单元上的跳线方式来决定。
二、船舶信号灯〔一〕船舶信号灯的种类和配置
船舶信号灯全都为360°环照,安装在雷达桅两侧或独立的信号灯杆两侧,有白光、红光和绿光,用于表示船舶的作业状态。例如船舶夜间调头,必需按规定在同一垂线上开启红、绿、白信号灯各一盏。而这些规定又因地而异,所以,信号灯杆两侧通常装上红、绿、白环照灯多盏,以满足各种规定的需要。1、锚灯
锚泊时,关闭航行灯而开启锚灯。搁浅时,在开启锚灯同时再开启两盏红信号灯。假设是白天,则升挂三个黑球。2、船舶失控时,在夜间应开启航行灯并同时开启两盏红信号灯,白天则悬挂两个黑球。3、闪光信号灯。船舶与陆岸或其它的船舶进行通讯联系可以采纳无线电报、高频无线、悬挂信号旗以及手旗通讯等方法,在夜间还可以用长短的灯光来〞通话〞。国际通用的莫尔斯电码以〞·一〞表示字母〞A〞,以〞一…〞表示字母〞B〞,……以长短的灯光组合便能表示各个字母,从而组成语句或代号。用来发出莫尔斯信号灯光的常用灯具有两种:1〕.莫尔斯信号灯。白光,360°环照。在桅杆上悬挂信号旗的横桁左右两端各设置一盏。两盏莫尔斯信号灯用一个电键控制使它们阴暗同步,也可以与无线电通报联动。
2〕.闪光信号灯。一般在罗经甲板左右两侧各装一盏,灯具装在一个能俯仰和旋转的底座上。进行灯语联系时,将灯光正对着受话者。联系时灯具内的灯常明着。灯具前盖是一个百叶窗,由手柄控制百叶窗的开闭。开启百叶窗,灯光透出。百叶窗开启时间的长短就是灯光明亮的长短。〔二〕信号灯控制器信号灯控制器用于对各类舰船的信号灯进行临视和控制,是确保船舶航行安全的重要设备。以SB-SL信号灯控制器为例说明其组成和功能。由1块SB-SL操作显示面板和2块SB-SL接线单元组成。SB-SL操作显示面板为嵌入式安装结构,一般可安装在驾控台台面上,面板上设有两列可控制22个信号灯的开关及显示22个信号灯开闭状态的LED指示灯。操作显示面板上设有按键式调光按钮,可依据需要对LED指示灯进行调光。一旦某个信号灯断丝或相应电缆断线时,操作显示面板上对应的LED指示灯即会闪光,并发出报警声响;关闭该信号灯,即可消声;通过换灯或检查线路解决故障后,可重新开启使用。SB-SL接线单元共有2块,每个可接信号灯11个,分别对应于操作显示面板上左列和右列LED指示灯和开关。所有信号灯均可以任意设定为DC24V或AC220V供电,具体可通过接线单元上的跳线方式来决定。三、船舶雾笛及号笛〔一〕船舶雾笛及号笛雾笛是轮船进港时使用的轮船上的汽笛。雾笛如图所示:船用雾航汽笛通常有手动、电动、电控等规格。“船用雾航汽笛手动型〞――无电源箱、电控箱、电磁阀,使用手动拉索控制汽笛发音的汽笛。“船用雾航汽笛电动型〞——有电源箱、电磁阀,可使用手动拉索或控制电源按钮使汽笛发音。“船用雾航汽笛电控型〞——有电控箱、电磁阀,可手动控制、电动控制以及航行时自动发出各种符合国家标准的声讯讯号。图:船用雾笛〔二〕雾笛控制器雾笛控制器用于舰船在雾天航行时自动或手动发出周期性的讯响信号和灯光信号,以确保舰船雾天航行的安全。雾笛控制器通常采纳嵌入式微型计算机系统和薄膜面板按键结构。如图所示雾笛控制器型号与结构。图:雾笛控制器型号图:雾笛控制器雾笛控制器的技术性能如下:讯号选择:一长(2分钟),二长(2分钟),一长一短(2分钟),一长三短(2分钟),一长(1分钟),一短一长一短(1分钟);输出选择:雾灯,小雾笛加热,小雾笛发讯,大雾笛加热,大雾笛发讯;控制方式选择:自动发讯,手动发讯;按键调光,多级循环控制;可外接遥控按键;留有RS485标准接口,可进行远程控制与监视。四、其它船舶用灯:
1、探照灯又称〞搜索灯〞,是一种聚光灯。常装于驾驶室两侧,并要求水平搜索照耀的角度要大,尽可能不被上层建筑遮挡。探照灯主要用于夜间搜索水面。闪光信号灯和探照灯的外形很相似,都是在可旋转的U型支架上装一个圆柱体灯具。支架安装于圆锥形的基座。闪光信号灯上应有百叶窗和操纵手柄,而探照灯的前盖透明,有遮光板,灯体的上下有散热箱。2、投光灯也称〞强光灯〞;〞照明灯〞或〞工作灯〞。投光灯由防护罩、玻璃罩、灯泡、反光面、灯体、支架、手柄以及底座组成。用于甲板上的工作区域照明。投光灯布置在以下部位:首锚机后面2盏,装置在前桅的前方。尾甲板系泊作业区2~4盏,装置在上层建筑后端。吊杆或起货设备的起重柱和电动液压式起重机的吊臂下方。救生艇吊艇架的两侧,投放气胀式救生筏的工作区以及舷梯或舷边出入口的上方等。3、舱顶灯白光。船上舱室外走道处的顶棚上都装有防水型舱顶灯,有长方形及圆形两种,它们都带有防护罩,以防止灯罩被风浪击碎。
第三节常用通信信号一、运转与警告信号(1)船舶互见时,航行中的动力船舶,依照《避碰规则第34条》规定鸣汽笛,以下信号以表示其运转动向:一短声表示:〔我正朝右转向〕;二短声表示:〔我正朝左转向〕;三短声表示:〔我正在开倒车〕。(2)任何船舶运转时,可适时重复发出灯光信号,以辅助第一项规定汽笛信号,灯光信号表示如下:闪光一次表示:〔我正朝右转向〕;闪光二次表示:〔我正朝左转向〕;闪光三次表示:〔我正在开倒车〕。每一闪光约一秒钟,二闪光的间隔约一秒钟,前后信号的间隔时间不得少于十秒钟。(3)在狭窄水道或适航水道内互见时:拟追越他船的船舶应依照《避碰规则第九条第五项第1款》的规定,以汽笛鸣放以下信号:两长声后继之一短声,表示:〔我拟在你之右舷追越〕;两长声后继之两短声,表示:〔我拟在你之左舷追越〕。将被追越之船舶,应依照《避碰规则第九条第五项第1款》的规定,以汽笛鸣放以下信号:
依序:一长声,一短声,一长声,一短声,表示:〔同意〕。二、应急信号(1)综合警报:鸣汽笛或警铃一短声,连放一分钟(2)救生艇信号:紧急信号:鸣汽笛或警铃七短一长声。集合信号:鸣汽笛或警铃二长声。放艇信号:鸣汽笛或警铃一短声。操演信号:鸣汽笛或警铃一长声。(3)灭火信号:火警信号:鸣汽笛或警铃至少连续十秒钟。艏部失火:鸣汽笛或警铃一长一短声。舯部失火:鸣汽笛或警铃一长二短声。艉部失火:鸣汽笛或警铃一长三短声。机舱失火:鸣汽笛或警铃一长四短声。(4)损害管制信号:鸣汽笛或警铃至少连续十秒钟。继以扩音器通知全船人员有关损害现场。(5)堵漏信号:鸣汽笛或警铃二长声。(6)人员落水信号:鸣汽笛或警铃三长声。(7)弃船信号:鸣汽笛或警铃七短一长声。(8)解除信号:鸣汽笛或警铃一长声六秒钟或以广播。三、信号旗旗号通信是利用一面旗或数面旗组成不同的信号码传递信息,以下是国际信号旗的图案及其代表含义。A
・-
我下面有潜水员;请慢速远离我B
-・・・
我正在装卸爆炸物。C
-・-・
是〔表示许可〕D
-・・
操纵不灵;请避开我E
・
我正向右转F
・・-・
我机器失灵,请和我轮联系G
--・
我需要引水员H
・・・・
我船有引水员I
・・
我正向左转J
・---
我船失火,并且船上有危险货物。请远离我K
-・-
我希望与你通信L
・-・・
你应马上停船M
--
我船已停,并已没有对水速度N
-・
不是〔表示不同意〕。O
---
有人落水P
・--・
在港内挂“P〞表示我轮马上开航出海,所有船员应返船〔“P〞字旗必需挂在前桅顶上〕。渔船使用时,意为“我的网缠在障碍物上〞。Q
--・-
我船没有染疫,请免予检疫R
・-・
我船已停止前进,你要当心经过我船S
・・・
我用全速后退T
-
不要从我船头经过U
・・-
你正在危险区中V
・・・-
我需要援助W
・--
我需要医药援助X
-・・-
停止你的动作,并注意我的信号Y
-・--
我正在走锚Z
--・・
我需要一艘拖轮第1代表旗
第2代表旗
第3代表旗
回答旗
1
・----
2
・・---
3
・・・--
4
・・・・-
5
・・・・・
6
-・・・・
7
--・・・
8
---・・
9
----・
0
-----
1.文字旗(Alphabeticalflags):由A旗至Z旗共26面旗,其中除A,B二旗为燕尾旗外(Burgee),其它24旗均为方旗(SquareFlag)。2.数字旗(NumeralPandants):1至9以及0,共十面旗,均为长旗(Pandant)。3.表旗(Substitutes):当同一面旗需要连续使用时,即可用代表旗代表,有第一代表旗,第二代表旗,第三代表旗,均为三角旗(TriangularPandants)。4.答旗(CodeandAnsweringPandant):系与数字同尺寸之长旗,除用作回答之目的外,于数字信号旗,当作小数点使用。四、单字母代码无线电通信中使用的单字母信号及意义(可用于任何通信方式)。A:Ihaveadiverdown;keepwellclearatslowspeed。
(我有潜水夫在水中,使用慢速并远离我)
*B:Iamtakingin,ordischarging,orcarryingdangerousgoods。
(我正在装/卸/运着危险货物)
*C:Yes(affirmativeor“ThesignificanceofthePreviousgroupshould
bereadintheaffirmative〞)
(是“肯定〞或表示“前面一组信号应作肯定的意义〞)
*D:Keepclearofme;Iammanoeuvringwithdifficulty。
(离开我,我操纵困难)
*E:Iamalteringmycoursetostarboard。
(我船正向右侧转向)
F:Iamdisable;communicatewithme。
(我失去操纵能力,请和我联系)
*G:Irequireapilot。
(我船需要引水人【领港】)
Whenmadebyfishingvesseloperatingincloseproximityonthe
fishinggroundsitmeans:“Iamhaulingnets〞。
(渔船在渔场四周使用时,表示“我正在起【收】网〞)
*H:Ihaveapilotonboard。
(我船有引水人在船上)
*I:Iamalteringmycoursetoport。
(我船正向左侧转向)
J:Iamonfireandhavedangerouscargoonboard;keepwellclearof
me。
(我船失火并且有危险货物在船上,请远离我)
K:Iwishtocommunicatewithyou。
(我希望和你通信)
L:Youshouldstopyourvesselinstantly。
(你船应立即停止前进)
M:Myvesselisstoppedandmakingnowaythroughthewater。
(我船已停止,且已无水中速度)N:No(negativeor“Thesignificanceofthepreviousgroupshouldbereadinthenegative〞)。Thissignalmaybegivenonlyvisuallyor
bysound。Forvoiceorradiotransmissionthesignalshouldbe“NO〞。
(否:否定或前面一组信号作“否定〞的意义)。在人声或无线中使用“NO〞,而不用单字母的N。
O:Manoverboard。
(有人落海【水】)
P:Inharbour。Allpersonsshouldreportonboardasthevesselisabout
tosea。
(在港内,表示本轮马上开航,所有人员应马上回船)
Atsea。Itmaybeusedasasoundtomean:“Irequireapilot〞。
(在海上,用声响信号发出表示“我船需要引水人〞)
Atsea。Itmaybeusedbyfishingvesselstomean:“Mynetscome
fastuponanobstruction〞。
(在海上的渔船使用时,表示“渔网被障碍物缠住了〞)
Q:Myvesselis“healthy〞andIrequestfreepratique。
(我船是健康【没有法定传染病】,请发给“免检疫证实〞)
*S:Iamoperatingasternpropulsion。
(我船正在倒车)
*T:Keepclearofme:Iamengagedinpairtrawling。
(渔船用-表示“让开我,我船正从事双拖网〞)
U:Youarerunningintodanger。
(你将陷入危险中)
V:Irequireassistance。
(我需要援助)
W:Irequiremedicalassistance。
(我需要医疗协助)
X:Stopcarryingoutyourintentionsandwatchformysignals。
(停止你的企图并注意我的信号)
Y:Iamdraggingmyanchor。
(我船正在走锚)
*Z:Irequireatug。
(我需要一艘拖船)
Whenmadebyfishingvesselsoperatingincloseproximityonthe
fishinggroundsitmean:“Iamshootingnets〞。
(渔船在渔场四周使用时,即表示“我正在放出渔网具〞)
注:(1)凡字母标志*符号者,用在声号时,只能遵照国际海上避碰规则使用。避碰规则第34,35条,同意声号“G〞和“Z〞可在从事捕鱼渔船和其它渔船接近时使用。
(2)“K〞和“S〞两单字母,具有特别意义,用于遇难时,小艇上人员之登岸信号。在海上求生时,单字母K及S另有不同的意义:
K:Thisisthebestplacetoland。(这里是合格的登岸地点)
S:Landingherehighlydangerous。(这里是危险的登岸地点)
第二章船舶通讯系统
船舶通讯系统主要分为对外联系的无线电系统和卫星通讯系统,内部通讯的系统和广播系统,又分为有线和无线两种。
1、无线电系统
船用无线电系统主要包括各种用途的电台、收发讯机和呼叫系统等,目前多以组合形式出现。目前,中国建造的大中型船舶,基本上采纳进口的无线电系统,国产的无线电系统功率较小,一般安装在小型沿海和内河船舶上。
2、卫星通讯系统
卫星通讯系统是20世纪70年代以后才开始装船使用的通讯设备。它利用国际海事组织〔INMARSAT〕的假设干颗位于不同地球同步轨道的卫星,形成覆盖全球的通讯网络,由于其全球性、全天候的特点,已成为远洋船舶必需装备的系统之一。一般船舶上安装的是INMARSAT的B站和C站。3、船用及内部通讯系统
船用主要分为小型程控交换机、声力等机、甚高频无线、对讲机及广播电视系统。
4、天线系统
船上的许多通讯系统需要各种各样的天线,为了避免各种天线互相干扰,降低制造和安装成本,船上将多种通讯系统的天线共享。第一节船舶无线电通讯关于一艘漂移在海上的移动城市来说,如何与外界联系是一个重要的问题,不仅仅是船上需要和陆地坚持联系,也需要和自己的家人和朋友联系。对此,船上有专门的无线设备可以和外界沟通。下面我们将介绍一些船上常用设备,包括无线电系统和卫星。一、高频单边带无线电系统(HighFrequencySSB)典型产品是SEA公司的SEA330,是一套300瓦高频无线电接发系统,覆盖频率范围为1.6-29.9MHz。其储频装置可以容纳一般的ITU和TELEX分配的所有频道以及某些用户的专设频道。该系统一般由固定在无线电/海图室的运行电台和一个一般设置在计算机房有语音功能的电台组成。1、航行用电台船舶无线电台应具备有效的中华人民共和国船舶电台执照,操作人员必需有操作证。首先介绍船舶遇险和安全通信的主要方式和使用频率:〔一〕莫尔斯无线电报、单边带无线。〔二〕甚高频无线16频道(156.800mhz)是水上移动业务无线国际遇险、紧急、安全和呼叫频率,用于发送遇险信号,进行遇险呼叫和遇险通信,还用于发送紧急和安全信号、进行紧急通信。〔三〕甚高频无线06频道(156.300mhz),为长江机动船舶间的导航、避让等的专用频道,以辅助声号和雷达观测的不够。〔四〕甚高频无线08频道(156.400mnz),为长江航道部门安全专用频道,用于长江航道信号台与长江机动船舶的通话。船舶需要进行遇险、紧急通信时,经船长批准,应及时发送“sos〞或“mayday〞和“xxx〞或“panpan〞信号和报告。2、航政艇用无线电台设备常用的对讲机(电台)一般分为U段〔UHF,频率范围约400-470MHz----简称400M〕和V段〔VHF,频率范围约140-170MHz----简称2米和~〕,手台功率从到5W不等,更大功率的多为车台和台式机。世界著名的专业通讯机生产厂家有:ALINCO(特灵通),爱康姆,KENWOOD(健伍),MOTOLOLA摩托罗拉。举例介绍:KenwoodTM-V7A优点:双段发射双频监听机器,菜单简洁,蓝色超大液晶屏;缺点:机身较大
KenwoodTM-V7A是Kenwood在90年代末推出的一款产品,而同级别的竞争对手,ICOMIC-2720H和YEASUFT-8900R等产品都是2002年才上市的。健伍TM-V7A支持双段、双显、双频监听,发射频段和是2米波段和米波段,发射功率也分别是50W和35W,健伍TM-V7A是同级别车台中信号最稳定的一台,同时,语音调制度和还原也是最真实的。航政艇用电台如图所示,航政艇用电台都已锁定在可用频率图:航政艇用电台二、全球海上遇险与安全系统(GMDSS)全球海上遇险与安全系统(GMDSS)是最新的海事安全系统。该系统实际上包涵了一个完整的通信系统,使得船舶与船舶、船舶与岸台全方位和全天候及时沟通信息,尤其是有关遇险、紧急和安全通信及时可靠,要求能够做到当海上发生险情时,岸上救援机构和遇险船舶四周的船舶能够马上得到报警,以最短的时间进行救助。GMDSS要求海上航行的所有船舶,无论其航行在哪个海区,必需具备以下九个功能:
〔1〕发送船到岸的遇险报警,至少使用两个分别独立的设备,每个设备应使用不同的无线电通信业务;
〔2〕接收岸到船的遇险报警;
〔3〕发送和接收船到船的遇险报警;
〔4〕发送和接收搜救协调通信;
〔5〕发送和接收现场通信;
〔6〕发送和接收寻位信号;
〔7〕发送和接收海上安全信息;
〔8〕在船和岸上无线电系统或网络之间发送和接收常规无线电通信;
〔9〕发送和接收驾驶台到驾驶台的通信。一套完备的GMDSS设备包括高频与甚高频数字选择性呼叫接收机、窄带直接印字电报、卫通C站、紧急无线电示位标、搜救雷达应答器及手持便携式对讲机。1、应急指位无线电示标(EPIRB)
应急指位无线电示标,相当一具机动的发射台,在船舶遇险后,可以藉手动或在船沉至2-4公尺时,由水压释放器作动,使EPIRB脱离扥架,而浮出水面自动发射专属该船的遇险信号.在海上人命安全公约(SOLAS)里面规范自1993年8月1日起,所有的船舶必需装置自浮式卫星应急指位无线电示标;一般装置在驾驶台翼之两舷,而且每艘船所装置之EPIRB均各自内建各船所登录的专属序号,该序号即代表该船,以作为各船识别身分所用.EPIRB所发出的遇险信号,会被卫星接收暂存,绕极轨道之卫星在绕到地面终端站的上空时,会将包涵位置与序号之遇险信号,传给与卫星对应的地面终端站(LUT),目前全球设立了33个地面终端站.由地面终端站经任务管制中心(MCC)解码后,传给搜索救助中心(RCC),由搜索救助中心协调适宜的搜救单位,并广播以遇难船只为中心之空中半径600海里的飞机与海面半径100海里的船只经点名回复后,指定搜索救助之船或飞机驰往救助,以进行搜索救助(SAR)
雷达询答机(SART)为全球海上遇险及安全系统(GMDSS)中用来定出遇险船舶或救生艇筏位置之主要设备,在海上人命安全公约(SOLAS)里面规定凡总吨位300至500之船舶需配置1组,总吨大于500以上之商船,需具备两具.一般在遇险后,能以自动或手动方式,进入待命状态,并且能接收9GHz之信号,当有搜救船舶或飞机,利用其X频率(3公分)雷达发出9GHz之信号,待命中的SART马上感应发射一连串之9GHz脉波信号,于是在搜救船舶或飞机之X频率雷达幕上线显示出一连串的回迹;通常在8-10海里的距离内,会有12个光点的回迹,这个点线自SART位置向外延伸8海里以上,以此光点连线之回迹导航即可获知遇难船的位置;当搜救船舶或飞机在进入遇难船位置3海里之区域,雷达幕上之光点直线回迹会扩张为扇形回迹,驶进遇难位置海里,则X频率之雷达幕上会形成同心圆之回迹.
使用SART必需架高,IMO规定至少应离开水面一公尺;一般高度15公尺之雷达天线,侦测SART之距离不少于十浬;3000英尺高度之飞机其侦测距离不少于30浬.在遇难船上之SART进入询答模式,会感应到被侦测的状况,一般SART可备便96小时或询答模式8小时.在感应到被侦测到知询答模式之SART会有闪光及音响发出.在航行中乙级船员对SART应有操作的知识,以便在当值时,能随时维持紧急及遇险警报系统之完整性.三、甚高频无线电台(VHFRadios)甚高频电台属于视距通信设备,通信距离最大为20或30千米,因此不会干扰远距离的通信联系。这类电台主要用于军事、航空和航海。尤其在军事领域应用广泛,例如,美军常用的甚高频电台有AN/VRC-12甚高频车载电台、AN/PRC-77甚高频背负式电台和AN/PRC-126甚高频手持式电台。这些设备在海湾战争、伊拉克战争中都有使用,其缺点是保密性和抗干扰能力较弱。大型船只应用这种电台在关键的部位,确保船内无线通讯畅通。第二节卫星通讯系统远洋船只一般装载卫星通讯系统,一般包括卫星、GPS、导航和搜救等多项内容。一、海事通讯系统的组成卫星通讯〔INMARSAT〕系统由三个主要部分组成:空间段、地面站(LES)和移动终端(MESs)。空间段:即卫星系统、有关的地面测控站和网络协调站。十颗静止卫星组成了现在的INMARSAT系统,提供可达四个互相重迭的洋区的通信(太平洋、印度洋、大西洋东西洋区),覆盖除极地地区以外的整个地球,移动终端只要在卫星的轨道或视野内就能和卫星通信。这些卫星包括:四颗运行星,它们是目前世界上最先进的商用移动通信卫星Inmarsat-3,工作在全球波费和点波束;六颗备用或备份卫星,即三颗Inmarsat-2卫星,三颗租用卫星(MarisatF2、MarecsB、IntelsatMCSB)。移动终端与卫星之间的通信在L波段,即和频带,卫星与地面站之间的通信在C波段,即3500-4300MHz和。地面站:提供卫星和陆地通信网连接的接口,大多数LES是由签字者拥有。目前在全世界共有30多个地面站,各地面站可提供不同的INMARSAT业务组合。移动终端:用户可使用的终端。世界上有很多厂家生产。适应用户不同层次的需要,INMARSAT已开发了多种不同类型的业务系统,与之相适应,可在全球提供以下不同类型的移动终端,INMARSAT-A、B、M、C、Aero、Mini-M以及将来的手持终端。用户可使用卫星移动终端,信号上达卫星,再经地面站,通过国际或国内的邮电公众通信网与其它的固定或移动用户(包括卫星移动终端用户)通信。反过来,公众网等固定或移动用户也可以通过卫星与卫星移动终端联系。INMARSAT通过其开发的各类业务系统向用户提供极为完善的通信功能,包括适应不同用户特点的实时的各类、、低、中、高速数据以及存贮转发的电传、短信息传输、数据报告等,可满足海上、陆地及航空管理和用户通信。二、卫星通讯系统类型1、卫星B站(INMARSAT-B)卫星B站(INMARSAT-B)是INMARSAT-A的数字式接替产品,它将先进的数字通信技术应用到卫星移动通信领域。INMARSAT-B可提供实时的直拨数字(16kbps)和电传服务,它还有加强数据通信业(16kbps)和高速数据通信服务(64kbps)可传图像。INMARSAT-B既可以工作于全球波束也可工作于INMARSAT第三代卫星的点波束,INMARSAT-B在与A并存一段时间以后,将在2005年前完全接替A而成为海事通信的主力。费用是语音通讯每分钟7美元,每分钟美元。2、卫星A站(INMARSAT-A)卫星A站一般是INMARSAT-B的备选方案.INMARSAT-A终端通过直径大约一米的抛物面天线提供话音(9.6kbps),数据、电传、、高速数据(56/64Kbps)。船用终端天线放在屏蔽罩中,并具有自动跟踪系统确保使天线始终对准卫星,并可通过按键起动遇险告警。陆用移动终端是便携式的,可以装在手提箱里,并可在几分钟之内开始工作。典型的INMARSAT-A终端提供一个话音和一个电传信道,可连接电传机或小型交换机等外设。费用是语音通讯每分钟美元,每分钟美元。3、卫星C站(INMARSATSTANDARDC)标准卫星C站,用于低速存储和电报信息转发,将近500波特的信息传输能力。能够发送遇险报警,能在船岸之间、船船之间进行电传、数据、电子邮件等通信;具有发送船到岸业务的功能;还具有加强群呼功能,能够接收EGC信息;也可进行多址发送;还具有位置报告和查询等功能。价格低廉。但由于没有语音通讯功能,数据通讯也限于编码形式且速度很慢,该技术已处于淘汰之列,替代品有MINI-M系统和卫星F站。4、INMARSATMINI-M该设备满足于船用海事通信的需要,通信覆盖范围几乎为世界上所有近海水域,在北半球几乎覆盖整个A1、A2、A3海区。该卫星设备可按通常GSM操作方法使用手机,可使用2线DTMF接口,可接机,可通过HAYESAT命令设置数据端口,并且手机、DTMF、端口、、数据接口分别拥有自己的识别码。在美国的通讯成本是每分钟3美元。5、卫星F站卫星F站是比较新的卫星通讯技术,支持语音和高速数据业务。典型产品是CapsatFleet77,包括一台接收发器、一个船用卫星天线、手持终端和支架。通过与卫星信号接受发器的MPDS和ISDN网络链接,可连接一个IP路由器,接通船上的局域网;通过ISDN网络,可以接通任何ISDN通讯设备,例如视频、语音记录器和STE等。卫星F站通讯系统,是一套价格低廉但功能特别的系统。依据具体配置不同,一套这样的系统价格在40万人民币以内。该系统的优势是具备兼顾了数据和语音通讯,其数据通讯部分支持Web浏览、大小文件传输、电子邮件、数据库访问、视频会议、视频流、视频存储和转发等。由于支持7X24小时的Internet连接,所以船上计算终端可以随时在线,发生费用以实际流量计算。
第三节船舶通讯系统船舶内部通讯方面已经形成并正在逐步推广一种多功能综合通信系统。不少欧洲船电制造商已经开发、研制,并且推向市场。多功能综合通信系统是利用微机技术将全船船内通信、自动、声力、船岸、广播、传令对讲、集中管理通讯、全船通用报警、机舱组合报警、火灾探测和报警、呼叫系统、电视天线、无线电大线、卫星电视大线、旅客信息系统、子母钟、娱乐系统、电视摄像,数字信息终端、外部声音监测、汽车交通灯系统、船钟及船铃系统等几十个系统集成于一个控制装置。一、
通讯概述1、通讯的基本要求话音信号报告由三个部分组成:R(Readability)信号可辨度即清楚度
;S(Strength)信号强度即大小;T(Tong)信号音调(交流声)。信号清楚度共分5级,用1—5数字表示
:1---信号不可辨
;2---不容易辨认,偶有各别字可辨;3---能分辨,但困难
;4---能辨认,没什么困难
;5---非常清楚信号强度共分九个级别,用1—9中的一位数字表示
:1---刚有知觉,极弱;2---很弱;3---弱
;4---强度尚可
;5---信号还好;6---好信号;7---有一定强度的信号;8---强信号
;9---特别强的信号
。信号音调也用1—9来表示,数字越大交流声越小,1则表示有很强的交流声。在话音通讯中,只报前两位RS,而在电报、电传等通讯中要全部报出RST。
二、船用指挥系统随着移动通信技术的发展,海洋通信不仅使用无线电报,而且早就用上了无线。这些无线广泛地用于业务联系,按时报告船位和进出港日期,听取陆地调动指挥。船上的海员还可以利用无线在遥远的大洋中向陆地上的亲属说点悄悄话,使得寂寞的海上生活多了一些温暖和欢笑。船舶和汽车一样,是把无线安装在船上,沿岸设立基地台,使无线电波覆盖沿海海面。为了增大船、岸之间的通信距离,一般将基地台安装在地形最高的地方。船用声力和自动是用的最广泛的系统。〔一〕声力以KS系列声力系统为例说明其应用1.功能特点无源增音:无须外接DC24V电源,手摇发电机呼叫和增音通话。有源呼叫:接入DC24V电源,即可按呼叫键呼叫和增音通话。高抗噪声:机舱等高噪声场合,使用头戴传受话器通话。收/发显示:呼叫和收铃时均有显示;收铃时可显示对方的机号。2.设备类型声力机通常分为直通型和选通型两大类。声力系统有以下几种连接方式:直通型通话方式——两部直通机之间直接连接而形成的通话方式。指挥型通话方式——选通与直通机互相星型连接形成的通话方式。选通型通话方式——多部选通声力机互相网型连接成的通话方式。图〔A、B〕为壁挂式声力机图〔C〕嵌入式声力机〔二〕程控自动系统以KJ程控自动系统为例说明其系统功能:1.系统功能特点指挥功能:加接指挥机后,可使自动系统升级为指挥〔指令〕系统。无线接口:〔由用户的需要配置〕移动无线接口——船内自动与陆上的邮电网的快捷、低价的通讯。E/M接口——与卫星站建立通讯。无线电台VHF接口——与无线电台建立通讯。遥控广播:有权用户具有开启广播机并选择区域的功能。广播寻呼:有权用户可通过广播机喊话找人。被找人用任何一部机回话。抗噪声、防爆、扬声、录音:各种类型的供选用。2.主要技术指标1〕船用程控交换机适应话机号盘参数:脉冲速度为8~12脉冲/秒,断续比(1.3~2.2):1。DTMF信号电平:高频群-7dBm±3dB,低频群-9dBm±3dB。传输衰耗:不大于2.0dB。串音衰耗:不小于68dB。信号音:450±25Hz馈电电压:24V铃流电压:75V±10V25±3Hz供电电源〔自动转换〕:AC220V±10%〔50Hz〕DC24V±15%2〕船用自动机馈电电压:12~48V双音频/脉冲:兼容振铃声级:85dB环境噪声:≤90dB环境噪声:≤120dB〔抗噪声头戴传受话器〕3.程控自动系统如图所示图:程控交换机图:KH-1T/G台/壁式机图:KH-15G壁式机图:KH-1SQ嵌入式机图:HAK-1/2防暴机图:KL-1AG/2AG闪光灯铃组图:6/12/18KFX-2分线箱图:6/12/18-1分线箱4.程控交换机系统接线图图:程控交换机系统接线图〔三〕呼叫对讲机以KD-2型轮机员呼叫对讲机为例说明其功能及应用。1.系统功能特点主机对分机:六路双向呼叫,呼叫时声光显示;主机对分机:六路带扬声器双向语音对讲;额定输出功率:5W供电电源:DC24V±15%(0.6A)呼叫音声级:大于100dB2.产品图列图:KD-2型轮机员呼叫对讲机图:KD-2ZQ型嵌入式轮机员呼叫主机安装尺寸〔四〕船用广播扩音机系统船用广播机,适用于中、小型船舶和渔船使用。以KG广播扩音机系统为例说明其功能及应用。1.系统功能及特点船用广播机具有遥控台对讲、通用报警和火灾报警接口、无线遥控广播等功能,适用于大、中型船舶、海洋石油平台等场合使用。
具有多路音源:VCD或DVD视频播放机等设备,供特大型船舶、石油平台使用。使广播机不但具有船令广播作用,还增加了生活娱乐功能。2.主要技术指标非线性失真:≤5%频响带宽:80~10KHz频响步均匀度≤2dB信噪比:≥55dB定压输出:60V、120V收音频率范围:中波535~1605KHz调频87~108MHz灵敏度:AM≤150uVFM≤20uV放音频响:125Hz~6.3KHz≤8Db放音信噪比:≥32dB3.船用广播扩音机系统如图所示:图:KG-1AQ/BQ型广播机图:KG-1CQ型广播机图:KG-1CT型广播机图:KG-2T型广播扩音机图:KG-2T型广播扩音机图:G-1ZYQ型主遥控台图:KG-1YQ型嵌入式遥控台图:KG-1YG型壁挂式遥控台图:KG-1YF型纺风雨式遥控台图:KC-1Q型插座盒4.广播扩音机系统接线图图:KG-1A型广播扩音机系统接线图图:KG-1B/C型广播扩音机系统接线图图:KG-2型广播扩音机系统接线图五、数字综合通讯系统数字综合通讯系统是为大,中,小型舰船提供全功能内部通讯服务的设备。该系统集合了数字程控自动系统,指挥系统,广播扩音机系统,对讲系统,通用紧急报警系统以及多种无线接口的所有功能。完全取代了以往分立式的内部通讯设备,可极大的减少船用电缆的数量。组成完整的,现代化的多功能舰船综合通讯系统。1.系统组成序号型号名称重量防护等级1KZ-1综合通讯主机〔8~28门/50W~800W〕45-128KGIP202KH-1ZSQ嵌入式指挥机6KGIP203KH-1ZSG壁挂式指挥机8KGIP224KH-1TA台式扬声机〔塑壳〕IP205KH-1GA壁挂式扬声机〔塑壳〕IP206KH-1SQA嵌入式扬声机2KGIP207KH-1SGA壁挂式扬声机IP228KH-1SFA防风雨扬声机5KGIP569KH-1JA壁挂式抗噪音机4KGIP4410HAK-A/2防暴机3KGIP4411KL-1G/2G闪光分铃器〔DC24V/AC220V〕IP2212KL-1AG/2AG闪光灯铃组〔DC24V/AC220V带灯,带铃〕IP22136/12/18KFX-16/12/18对分线箱-5KGIP56146/12/18KFX-26/12/18对分线箱2-4KGIP2215KG-1JKQ嵌入式通用报警板IP2016KW-1G移动适配器〔GSM/CDMA〕3KGIP2017KG-1JYF报警遥控台IP5618KFX-1G警铃控制箱15KGIP2219KC-1Q嵌入式插座盒〔左,右船舷〕IP2020KC-1G壁挂式插座盒〔左,右船舷〕1KGIP2221YDC-Q嵌入式扬声器〔0.5-5W〕/塑壳IP2022YDC-G壁挂式扬声器〔0.5-5W〕/塑壳2KGIP2223YDC-GA壁挂式扬声器〔0.5-5W〕/塑壳3KGIP4424YDC-D吸顶式扬声器〔0.5-5W〕/塑壳IP2025YDC-S双面扬声器〔2-5W〕IP2226YDC-1系列号筒式高音扬声〔.25.50.100W〕-12KGIP5627YH5-1号筒式高音扬声器〔5W/8Ω〕1KGIP562.主要技术指标制式:GSM或CDMA发射/接收频率:890-915〔MHz〕海平面有效通讯距离:30-40海里供电:AC220V±20%50Hz防护等级:IP20重量:5KG3.数字综合通讯系统如图所示图:综合通讯主机图:指挥机图:扬声机天线系统船用天线也是移动接收卫星电视天线。由于体积的限制,能够安装在汽车、火车、轮船等移动载体上的卫星地面接收站都是窄波束天线,在行进中〔后〕载体的方位、姿态和位置发生了变化,就不能确保天线波束与卫星对准。要坚持与卫星的通讯联系,在船舶等移动载体上就必需采纳卫星天线稳定跟踪平台系统,隔离载体的姿态和航向变化,确保天线波束始终对准卫星,自动跟踪地球同步卫星,如通讯卫星、气象卫星、海事卫星、资源卫星、探测卫星等。稳定跟踪平台系统是通过传感器、计算机软件、天线驱动机构和步进马达,随时调整天线座姿态,使天线一直处在一个稳定的基础上。一、船用天线系统性能参数天线口径:76cm天线增益:38.0dB(12.5G)时天线罩直径:90cm天线高度:92cm天线罩损耗:<1dB天线总重量:45kg电源要求:10-16VDC工作温度范围:-20-70℃稳定系统性能参数:船摇运动范围:横摇±25°纵摇±15船摇运动速率:>25°/秒方位转动速率:12°/秒方位转动范围:540°俯仰转动范围:10°至90°极化方式:线极化V/H逮住卫星方式:全自动稳定方式:3轴步进二、船用天线系统的优点1、逮住时间短:初次使用接通电源后,一般不超过三分钟即可逮住到卫星。2、跟踪精度高:系统采纳圆锥扫描(conicalscanning)差信道跟踪体制,跟踪灵敏度高。3、使用寿命长:天线座采纳电子倾斜仪作为位移传感器,其使用寿命远高于机械陀螺系统。4、使用操作方便:天线已内置GPS系统和电子罗盘,无须外接任何部件。用户只需连接电源电缆和信号电缆,开启电源,三分钟即可收到卫星电视信号。图:船用天线三、电视天线接收系统船用电视天线共用接收系统〔CATV〕主要由船用全方向电视接收天线、自播电视节目的录象、VCD、DVD设备和各种调制器、扩展器、用户终端组成。船用卫星接收系统分单收和双向两大类,具有视频电视、多媒体功能,真正实现实时数字传输。单收系统可以用来接收卫星电视、卫星广播和图文资料。双向系统除了卫星电视接收之外,还可用作移动通讯,包括语音通讯、、电子邮件、接驳互联网、视频会议、远程调度管理等,真正实现远距离实时数字传输。
1.系统主要功能接收船舶停泊地的全频道电视信号。系统可播放录象、VCD、DVD电视节目信号。接收船舶停泊地的调频电台信号。2.技术指标电视频道:47~750MHz内所有频道。〔其中包括88~108MHz调频电台节目〕用户终端盒电平:70±13dBuV供电电源:AC220V用户可依据需要对系统前、后端设备和用户终端数进行增减。天线尺寸在0.3--3.6米之间,包括近海和深海航行的船只,海上移动平台及一切海上移动体。3.电视天线接收系统如图所示:图:全向电视接收天线图:电源盒图:分支器〔上〕图:用户终端盒分配器〔下〕4.电视天线接收系统系统接线图图:电视共用接收系统连接示意图〔多用户端〕图:电视共用接收系统连接示意图
船舶导航系统导航概述导航设备就是引导船舶航行的设备,天文导航方法,在我国古代叫做“牵星过洋术〞。到了800多年
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