船舶電氣與自動(dòng)化控制系統(tǒng)作業(yè)指導(dǎo)書TOC\o"1-2"\h\u26195第一章船舶電氣與自動(dòng)化控制系統(tǒng)概述 2202601.1船舶電氣與自動(dòng)化控制系統(tǒng)的定義與作用 2296511.2船舶電氣與自動(dòng)化控制系統(tǒng)的發(fā)展歷程 3287531.3船舶電氣與自動(dòng)化控制系統(tǒng)的分類及特點(diǎn) 325444第二章船舶電源系統(tǒng) 461352.1船舶電源系統(tǒng)的組成與功能 4149792.2船舶電源系統(tǒng)的保護(hù)與維護(hù) 453812.3船舶電源系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì) 530274第三章船舶電力推進(jìn)系統(tǒng) 568313.1船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)的原理與組成 5178343.1.1原理概述 5271063.1.2系統(tǒng)組成 510113.2船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)的控制策略 6325173.2.1控制策略概述 6229573.2.2速度控制 6120463.2.3扭矩控制 6256203.2.4能效優(yōu)化 6138143.3船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)的運(yùn)行與維護(hù) 6317803.3.1運(yùn)行監(jiān)控 625733.3.2維護(hù)保養(yǎng) 617192第四章船舶自動(dòng)化控制系統(tǒng) 789014.1船舶自動(dòng)化控制系統(tǒng)的組成與功能 722594.2船舶自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則 858614.3船舶自動(dòng)化控制系統(tǒng)的調(diào)試與運(yùn)行 832559第五章船舶導(dǎo)航系統(tǒng) 8218275.1船舶導(dǎo)航系統(tǒng)的分類與原理 848295.2船舶導(dǎo)航系統(tǒng)的組成與功能 952475.3船舶導(dǎo)航系統(tǒng)的維護(hù)與保養(yǎng) 912923第六章船舶通信系統(tǒng) 10146706.1船舶通信系統(tǒng)的組成與功能 10261646.1.1組成 10123696.1.2功能 10247676.2船舶通信系統(tǒng)的傳輸介質(zhì) 10244726.2.1電纜 10157006.2.2光纖 10136266.2.3無(wú)線電波 11313376.3船舶通信系統(tǒng)的維護(hù)與管理 11173226.3.1維護(hù) 11325616.3.2管理 118621第七章船舶監(jiān)控系統(tǒng) 11108017.1船舶監(jiān)控系統(tǒng)的組成與功能 11130967.1.1組成 1165097.1.2功能 11268987.2船舶監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用 1284347.2.1設(shè)計(jì)原則 12149347.2.2應(yīng)用場(chǎng)景 12191517.3船舶監(jiān)控系統(tǒng)的維護(hù)與故障處理 12257057.3.1維護(hù) 13214337.3.2故障處理 1314811第八章船舶報(bào)警系統(tǒng) 13291698.1船舶報(bào)警系統(tǒng)的組成與功能 13138738.1.1組成 13246048.1.2功能 1325018.2船舶報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則 14133688.2.1安全性 1496088.2.2實(shí)用性 1427668.2.3可靠性 14199188.2.4經(jīng)濟(jì)性 1443618.3船舶報(bào)警系統(tǒng)的運(yùn)行與維護(hù) 14134598.3.1運(yùn)行 1431848.3.2維護(hù) 1424285第九章船舶自動(dòng)化控制系統(tǒng)的安全與環(huán)保 14302409.1船舶自動(dòng)化控制系統(tǒng)的安全措施 1483619.1.1設(shè)計(jì)原則 14281129.1.2硬件安全措施 1589039.1.3軟件安全措施 15262509.1.4系統(tǒng)保護(hù)措施 1529369.2船舶自動(dòng)化控制系統(tǒng)的環(huán)保要求 15172739.2.1節(jié)能降耗 151999.2.2減少污染物排放 15194219.2.3噪音控制 1622499.3船舶自動(dòng)化控制系統(tǒng)的安全與環(huán)保管理 16168709.3.1管理體系 16101429.3.2監(jiān)控與評(píng)估 16248919.3.3應(yīng)急處理 1623111第十章船舶電氣與自動(dòng)化控制系統(tǒng)的未來(lái)發(fā)展 16279010.1船舶電氣與自動(dòng)化控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì) 161573110.2船舶電氣與自動(dòng)化控制系統(tǒng)的新技術(shù) 162086310.3船舶電氣與自動(dòng)化控制系統(tǒng)的挑戰(zhàn)與機(jī)遇 17第一章船舶電氣與自動(dòng)化控制系統(tǒng)概述1.1船舶電氣與自動(dòng)化控制系統(tǒng)的定義與作用船舶電氣與自動(dòng)化控制系統(tǒng)是指應(yīng)用現(xiàn)代電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)化控制理論，對(duì)船舶的動(dòng)力裝置、輔助裝置、機(jī)械系統(tǒng)等進(jìn)行監(jiān)控、控制和管理的集成系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)采集、信息處理和自動(dòng)控制等功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)船舶運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，保證船舶安全、高效、經(jīng)濟(jì)航行。船舶電氣與自動(dòng)化控制系統(tǒng)的作用主要包括以下幾個(gè)方面：（1）提高船舶運(yùn)行安全性：通過(guò)對(duì)船舶各系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，及時(shí)發(fā)覺(jué)并處理故障，降低風(fēng)險(xiǎn)。（2）提高船舶運(yùn)行效率：通過(guò)優(yōu)化船舶動(dòng)力系統(tǒng)、機(jī)械系統(tǒng)等運(yùn)行參數(shù)，提高船舶航行速度和燃油經(jīng)濟(jì)性。（3）降低船舶運(yùn)營(yíng)成本：通過(guò)自動(dòng)化控制，減少人工操作，降低船舶運(yùn)營(yíng)成本。（4）提高船舶環(huán)保功能：通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)船舶排放物，控制排放量，降低對(duì)環(huán)境的影響。1.2船舶電氣與自動(dòng)化控制系統(tǒng)的發(fā)展歷程船舶電氣與自動(dòng)化控制系統(tǒng)的發(fā)展可以分為以下幾個(gè)階段：（1）第一階段：20世紀(jì)50年代，船舶電氣控制系統(tǒng)主要采用繼電器、接觸器等傳統(tǒng)電氣元件，實(shí)現(xiàn)對(duì)船舶設(shè)備的簡(jiǎn)單控制。（2）第二階段：20世紀(jì)70年代，計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及，船舶電氣控制系統(tǒng)開(kāi)始采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和處理，實(shí)現(xiàn)了一定程度的自動(dòng)化控制。（3）第三階段：20世紀(jì)90年代，現(xiàn)代通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，船舶電氣控制系統(tǒng)逐漸形成集散式控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了船舶各系統(tǒng)之間的信息共享和協(xié)同控制。（4）第四階段：21世紀(jì)初，船舶電氣與自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)一步融合現(xiàn)代電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)化控制理論，形成了具有高度集成化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化特點(diǎn)的現(xiàn)代化控制系統(tǒng)。1.3船舶電氣與自動(dòng)化控制系統(tǒng)的分類及特點(diǎn)船舶電氣與自動(dòng)化控制系統(tǒng)根據(jù)其功能和用途，可分為以下幾類：（1）動(dòng)力系統(tǒng)自動(dòng)化控制系統(tǒng)：主要包括主機(jī)控制系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)、變壓器控制系統(tǒng)等。（2）機(jī)械系統(tǒng)自動(dòng)化控制系統(tǒng)：主要包括泵、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)等機(jī)械設(shè)備的控制系統(tǒng)。（3）導(dǎo)航系統(tǒng)自動(dòng)化控制系統(tǒng)：主要包括船舶導(dǎo)航設(shè)備、雷達(dá)、聲吶等。（4）船舶管理系統(tǒng)：主要包括船舶能源管理系統(tǒng)、船舶機(jī)械管理系統(tǒng)等。船舶電氣與自動(dòng)化控制系統(tǒng)的特點(diǎn)如下：（1）高度集成化：將船舶各系統(tǒng)融合為一個(gè)整體，實(shí)現(xiàn)信息共享和協(xié)同控制。（2）網(wǎng)絡(luò)化：采用現(xiàn)代通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)船舶內(nèi)部及與外部系統(tǒng)的信息傳輸。（3）智能化：運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)和人工智能算法，實(shí)現(xiàn)對(duì)船舶各系統(tǒng)的智能控制。（4）實(shí)時(shí)性：對(duì)船舶運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，保證船舶安全、高效運(yùn)行。第二章船舶電源系統(tǒng)2.1船舶電源系統(tǒng)的組成與功能船舶電源系統(tǒng)主要由發(fā)電設(shè)備、配電設(shè)備、用電設(shè)備以及相關(guān)保護(hù)裝置組成。發(fā)電設(shè)備主要包括發(fā)電機(jī)、變壓器等，其主要功能是為船舶提供穩(wěn)定、可靠的電能。配電設(shè)備則負(fù)責(zé)將發(fā)電機(jī)輸出的電能合理分配至各個(gè)用電設(shè)備，以滿足船舶在各種工況下的用電需求。船舶電源系統(tǒng)的功能主要包括以下幾個(gè)方面：（1）保證船舶在各種工況下，電源系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、可靠，為船舶提供持續(xù)、穩(wěn)定的電能。（2）根據(jù)船舶用電需求，實(shí)現(xiàn)電能的合理分配，提高電能利用率。（3）對(duì)電源系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控和保護(hù)，保證船舶用電安全。（4）滿足船舶特殊工況下的用電需求，如應(yīng)急電源、岸電接入等。2.2船舶電源系統(tǒng)的保護(hù)與維護(hù)為保證船舶電源系統(tǒng)的正常運(yùn)行，必須采取以下保護(hù)與維護(hù)措施：（1）對(duì)發(fā)電設(shè)備、配電設(shè)備、用電設(shè)備等關(guān)鍵部件進(jìn)行定期檢查、維修和保養(yǎng)，保證設(shè)備功能良好。（2）設(shè)置完善的保護(hù)裝置，如過(guò)載保護(hù)、短路保護(hù)、接地保護(hù)等，以防止電源系統(tǒng)故障對(duì)船舶和設(shè)備造成損害。（3）建立完善的電源系統(tǒng)監(jiān)控體系，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電源系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，發(fā)覺(jué)異常及時(shí)處理。（4）加強(qiáng)船員對(duì)電源系統(tǒng)的操作培訓(xùn)，提高船員對(duì)電源系統(tǒng)的操作熟練度和故障處理能力。2.3船舶電源系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)為提高船舶電源系統(tǒng)的功能和可靠性，以下優(yōu)化設(shè)計(jì)措施：（1）合理選擇發(fā)電設(shè)備，根據(jù)船舶實(shí)際用電需求，選取合適的發(fā)電機(jī)和變壓器，以降低能耗和提高發(fā)電效率。（2）優(yōu)化配電設(shè)備布局，提高配電設(shè)備的集成度，減少線路損耗。（3）采用先進(jìn)的電源管理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電能的智能分配和優(yōu)化調(diào)度。（4）加強(qiáng)電源系統(tǒng)的保護(hù)裝置設(shè)計(jì)，提高系統(tǒng)安全功能。（5）運(yùn)用現(xiàn)代通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電源系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控和故障診斷，提高運(yùn)維效率。（6）考慮船舶特殊工況下的電源需求，如應(yīng)急電源、岸電接入等，提高船舶的適應(yīng)性。第三章船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)3.1船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)的原理與組成3.1.1原理概述船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)是一種利用電能驅(qū)動(dòng)螺旋槳旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)船舶推進(jìn)的技術(shù)。該系統(tǒng)主要由電機(jī)、變壓器、控制器、變頻器等組成，通過(guò)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，實(shí)現(xiàn)船舶的航行。與傳統(tǒng)推進(jìn)系統(tǒng)相比，電力推進(jìn)系統(tǒng)具有高效率、低噪音、低振動(dòng)、良好的操縱性等優(yōu)點(diǎn)。3.1.2系統(tǒng)組成（1）電機(jī)：電機(jī)是船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)的核心部件，負(fù)責(zé)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)景，電機(jī)可分為直流電機(jī)、交流電機(jī)等。（2）變壓器：變壓器用于調(diào)整輸入電壓，以滿足電機(jī)的需求。在船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)中，變壓器起到提高電壓、降低電流的作用，以提高電機(jī)的工作效率。（3）控制器：控制器是船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)的大腦，負(fù)責(zé)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和控制?？刂破鹘邮諄?lái)自導(dǎo)航系統(tǒng)的指令，對(duì)電機(jī)進(jìn)行速度、扭矩等參數(shù)的調(diào)節(jié)，保證船舶按照預(yù)定航線穩(wěn)定航行。（4）變頻器：變頻器用于調(diào)節(jié)電機(jī)的輸出頻率，從而實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)整。通過(guò)改變頻率，變頻器可以使電機(jī)在寬范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，提高船舶的操縱功能。3.2船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)的控制策略3.2.1控制策略概述船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)的控制策略主要包括速度控制、扭矩控制、能效優(yōu)化等。合理的控制策略可以提高船舶的航行功能，降低能耗。3.2.2速度控制速度控制是指根據(jù)船舶的實(shí)際需求，對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)。常見(jiàn)的速度控制方法有開(kāi)環(huán)控制、閉環(huán)控制等。開(kāi)環(huán)控制是根據(jù)預(yù)先設(shè)定的速度曲線進(jìn)行控制，而閉環(huán)控制則是通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)速，進(jìn)行反饋調(diào)節(jié)。3.2.3扭矩控制扭矩控制是指根據(jù)船舶的實(shí)際需求，對(duì)電機(jī)輸出扭矩進(jìn)行調(diào)節(jié)。扭矩控制方法有恒扭矩控制、變扭矩控制等。恒扭矩控制適用于船舶恒速航行，而變扭矩控制適用于船舶加速、減速等工況。3.2.4能效優(yōu)化能效優(yōu)化是指在保證船舶航行功能的前提下，降低能耗。常見(jiàn)的能效優(yōu)化方法有變頻調(diào)速、電機(jī)效率優(yōu)化、負(fù)載分配等。3.3船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)的運(yùn)行與維護(hù)3.3.1運(yùn)行監(jiān)控船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中，需要實(shí)時(shí)監(jiān)控電機(jī)的轉(zhuǎn)速、扭矩、電流等參數(shù)，以保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。還需對(duì)變壓器、控制器等關(guān)鍵部件進(jìn)行監(jiān)控，及時(shí)發(fā)覺(jué)并處理故障。3.3.2維護(hù)保養(yǎng)為保證船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，需定期進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)。主要包括以下內(nèi)容：（1）檢查電機(jī)、變壓器、控制器等關(guān)鍵部件的連接是否牢固，是否存在松動(dòng)現(xiàn)象。（2）檢查電機(jī)絕緣功能，發(fā)覺(jué)絕緣老化現(xiàn)象及時(shí)更換。（3）檢查變頻器輸出頻率與電機(jī)轉(zhuǎn)速是否匹配，調(diào)整參數(shù)以保證正常運(yùn)行。（4）定期清潔電機(jī)、變壓器等設(shè)備，保持設(shè)備清潔。（5）對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行定期檢查，發(fā)覺(jué)隱患及時(shí)排除。第四章船舶自動(dòng)化控制系統(tǒng)4.1船舶自動(dòng)化控制系統(tǒng)的組成與功能船舶自動(dòng)化控制系統(tǒng)主要由以下幾個(gè)部分組成：傳感器、執(zhí)行器、控制器、數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)、通信網(wǎng)絡(luò)等。（1）傳感器：傳感器是自動(dòng)化控制系統(tǒng)的感知器官，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)船舶各系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，并將監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出。（2）執(zhí)行器：執(zhí)行器是自動(dòng)化控制系統(tǒng)的執(zhí)行部分，根據(jù)控制指令對(duì)船舶各設(shè)備進(jìn)行操作，實(shí)現(xiàn)船舶的自動(dòng)控制。（3）控制器：控制器是自動(dòng)化控制系統(tǒng)的核心部分，負(fù)責(zé)對(duì)傳感器采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，并根據(jù)預(yù)設(shè)的控制策略控制指令，實(shí)現(xiàn)對(duì)執(zhí)行器的控制。（4）數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)：數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)負(fù)責(zé)對(duì)傳感器輸出的電信號(hào)進(jìn)行采集、處理和存儲(chǔ)，為控制器提供實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。（5）通信網(wǎng)絡(luò)：通信網(wǎng)絡(luò)是自動(dòng)化控制系統(tǒng)的信息傳輸通道，實(shí)現(xiàn)各部分之間的數(shù)據(jù)交換和指令傳遞。船舶自動(dòng)化控制系統(tǒng)的功能主要包括：（1）船舶動(dòng)力系統(tǒng)自動(dòng)控制：實(shí)現(xiàn)對(duì)主機(jī)、發(fā)電機(jī)、推進(jìn)系統(tǒng)等動(dòng)力設(shè)備的自動(dòng)控制，保證船舶航行過(guò)程中的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。（2）船舶導(dǎo)航系統(tǒng)自動(dòng)控制：實(shí)現(xiàn)對(duì)船舶航向、航速等導(dǎo)航參數(shù)的自動(dòng)控制，提高船舶的航行安全性。（3）船舶機(jī)械系統(tǒng)自動(dòng)控制：實(shí)現(xiàn)對(duì)船舶機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)控制，如泵、閥門等，提高船舶的運(yùn)維效率。（4）船舶電力系統(tǒng)自動(dòng)控制：實(shí)現(xiàn)對(duì)船舶電力系統(tǒng)的自動(dòng)控制，包括發(fā)電機(jī)、變壓器、電纜等，保證電力系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。（5）船舶監(jiān)控系統(tǒng)自動(dòng)控制：實(shí)現(xiàn)對(duì)船舶各系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，及時(shí)發(fā)覺(jué)并處理故障，保證船舶的安全運(yùn)行。4.2船舶自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則（1）安全性原則：船舶自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)保證船舶在各種工況下的安全運(yùn)行，避免因系統(tǒng)故障導(dǎo)致的。（2）可靠性原則：船舶自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)具備較高的可靠性，降低故障率，減少運(yùn)維成本。（3）實(shí)時(shí)性原則：船舶自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)具備實(shí)時(shí)性，保證各部分之間的數(shù)據(jù)傳輸和控制指令的及時(shí)響應(yīng)。（4）模塊化原則：船舶自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)采用模塊化設(shè)計(jì)，便于系統(tǒng)的擴(kuò)展和維護(hù)。（5）兼容性原則：船舶自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)具備良好的兼容性，能夠與其他系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和信息共享。4.3船舶自動(dòng)化控制系統(tǒng)的調(diào)試與運(yùn)行船舶自動(dòng)化控制系統(tǒng)的調(diào)試與運(yùn)行主要包括以下幾個(gè)階段：（1）系統(tǒng)調(diào)試：在船舶自動(dòng)化控制系統(tǒng)安裝完成后，進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試，保證各部分之間的通信正常，控制指令能夠正確執(zhí)行。（2）功能測(cè)試：對(duì)船舶自動(dòng)化控制系統(tǒng)的各項(xiàng)功能進(jìn)行測(cè)試，驗(yàn)證系統(tǒng)是否能夠滿足設(shè)計(jì)要求。（3）功能測(cè)試：對(duì)船舶自動(dòng)化控制系統(tǒng)的功能進(jìn)行測(cè)試，包括系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間、數(shù)據(jù)處理速度等，保證系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行中的功能。（4）系統(tǒng)優(yōu)化：根據(jù)調(diào)試和測(cè)試結(jié)果，對(duì)船舶自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，提高系統(tǒng)的功能和可靠性。（5）運(yùn)行維護(hù)：在船舶自動(dòng)化控制系統(tǒng)投入運(yùn)行后，進(jìn)行定期檢查和維護(hù)，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。（6）故障處理：當(dāng)船舶自動(dòng)化控制系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，及時(shí)進(jìn)行故障處理，避免影響船舶的正常運(yùn)行。第五章船舶導(dǎo)航系統(tǒng)5.1船舶導(dǎo)航系統(tǒng)的分類與原理船舶導(dǎo)航系統(tǒng)是船舶航行中不可或缺的技術(shù)設(shè)備，主要分為慣性導(dǎo)航系統(tǒng)、衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)和無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)三大類。慣性導(dǎo)航系統(tǒng)通過(guò)測(cè)量船舶的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，利用牛頓運(yùn)動(dòng)定律計(jì)算出船舶的位置、速度和航向。該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是不受外界環(huán)境的影響，缺點(diǎn)是長(zhǎng)時(shí)間航行后誤差較大。衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)利用全球定位系統(tǒng)（GPS）等衛(wèi)星信號(hào)，通過(guò)測(cè)量衛(wèi)星與船舶之間的距離，計(jì)算出船舶的位置。該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是精度高、全球覆蓋，缺點(diǎn)是受天氣等外界因素影響較大。無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)利用無(wú)線電波的傳播特性，通過(guò)測(cè)量無(wú)線電波在船舶與岸基導(dǎo)航站之間的傳播時(shí)間和角度，計(jì)算出船舶的位置。該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是成本低、操作簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是精度相對(duì)較低。5.2船舶導(dǎo)航系統(tǒng)的組成與功能船舶導(dǎo)航系統(tǒng)主要由以下幾個(gè)部分組成：（1）導(dǎo)航傳感器：包括慣性導(dǎo)航傳感器、衛(wèi)星導(dǎo)航接收器、無(wú)線電導(dǎo)航接收器等，用于測(cè)量船舶的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和位置信息。（2）導(dǎo)航計(jì)算機(jī)：對(duì)傳感器采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，計(jì)算出船舶的位置、速度和航向等導(dǎo)航信息。（3）導(dǎo)航顯示器：用于顯示導(dǎo)航信息，如船舶位置、航線、航速等。（4）導(dǎo)航控制器：用于控制導(dǎo)航系統(tǒng)的運(yùn)行，如設(shè)置航線、調(diào)整航速等。（5）導(dǎo)航通信設(shè)備：用于與其他船舶和岸基導(dǎo)航站進(jìn)行通信，傳輸導(dǎo)航信息。船舶導(dǎo)航系統(tǒng)的主要功能包括：（1）定位：確定船舶在地球上的位置。（2）導(dǎo)航：根據(jù)航線規(guī)劃和導(dǎo)航信息，引導(dǎo)船舶安全航行。（3）監(jiān)控：實(shí)時(shí)監(jiān)控船舶的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，包括航速、航向、航線偏離等。（4）避障：根據(jù)導(dǎo)航信息，提前發(fā)覺(jué)航行中的障礙物，采取措施避免碰撞。5.3船舶導(dǎo)航系統(tǒng)的維護(hù)與保養(yǎng)為保證船舶導(dǎo)航系統(tǒng)的正常運(yùn)行，以下維護(hù)與保養(yǎng)措施應(yīng)得到嚴(yán)格執(zhí)行：（1）定期檢查導(dǎo)航傳感器，保證其工作正常。對(duì)于慣性導(dǎo)航傳感器，需定期進(jìn)行標(biāo)定，以減小誤差。（2）保持導(dǎo)航計(jì)算機(jī)和顯示器的清潔，避免灰塵和濕氣進(jìn)入設(shè)備。（3）檢查導(dǎo)航通信設(shè)備，保證通信線路暢通，信號(hào)傳輸正常。（4）定期更新導(dǎo)航軟件和地圖數(shù)據(jù)，以提高導(dǎo)航精度。（5）對(duì)導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行定期檢測(cè)，發(fā)覺(jué)問(wèn)題及時(shí)維修。（6）加強(qiáng)船員對(duì)導(dǎo)航系統(tǒng)的操作培訓(xùn)，提高船員的導(dǎo)航技能。（7）制定詳細(xì)的導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)急預(yù)案，以應(yīng)對(duì)突發(fā)情況。第六章船舶通信系統(tǒng)6.1船舶通信系統(tǒng)的組成與功能6.1.1組成船舶通信系統(tǒng)主要由以下幾部分組成：（1）通信設(shè)備：包括無(wú)線電通信設(shè)備、衛(wèi)星通信設(shè)備、內(nèi)部通信設(shè)備等。（2）傳輸介質(zhì)：包括電纜、光纖、無(wú)線電波等。（3）控制與調(diào)度系統(tǒng)：包括交換設(shè)備、路由器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等。（4）輔助設(shè)備：包括電源、天線、饋線等。6.1.2功能船舶通信系統(tǒng)的功能主要包括以下幾個(gè)方面：（1）實(shí)現(xiàn)船舶與岸上通信：通過(guò)無(wú)線電通信設(shè)備、衛(wèi)星通信設(shè)備等，實(shí)現(xiàn)船舶與岸上通信的實(shí)時(shí)傳輸。（2）船舶內(nèi)部通信：通過(guò)內(nèi)部通信設(shè)備，實(shí)現(xiàn)船員之間的實(shí)時(shí)通話、緊急呼叫等功能。（3）船舶導(dǎo)航與定位：利用衛(wèi)星通信設(shè)備，為船舶提供導(dǎo)航與定位服務(wù)。（4）信息傳輸與處理：通過(guò)傳輸介質(zhì)和控制與調(diào)度系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)船舶內(nèi)部及與外部信息的傳輸、交換和處理。6.2船舶通信系統(tǒng)的傳輸介質(zhì)6.2.1電纜電纜是船舶通信系統(tǒng)中常見(jiàn)的傳輸介質(zhì)，包括同軸電纜、雙絞線等。電纜具有傳輸速度快、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，但傳輸距離相對(duì)較短。6.2.2光纖光纖作為一種新型的傳輸介質(zhì)，具有傳輸速率高、傳輸距離遠(yuǎn)、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，逐漸在船舶通信系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。6.2.3無(wú)線電波無(wú)線電波是船舶通信系統(tǒng)中的一種無(wú)線傳輸介質(zhì)，適用于船舶與岸上、船舶與船舶之間的通信。無(wú)線電波傳輸具有傳輸距離遠(yuǎn)、覆蓋范圍廣、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)。6.3船舶通信系統(tǒng)的維護(hù)與管理6.3.1維護(hù)（1）定期檢查通信設(shè)備，保證設(shè)備正常運(yùn)行。（2）檢查傳輸介質(zhì)，如電纜、光纖等，發(fā)覺(jué)損壞及時(shí)更換。（3）檢查天線、饋線等輔助設(shè)備，保證其工作狀態(tài)良好。（4）定期對(duì)通信設(shè)備進(jìn)行保養(yǎng)，提高設(shè)備使用壽命。6.3.2管理（1）建立船舶通信系統(tǒng)管理制度，明確責(zé)任分工。（2）制定通信設(shè)備操作規(guī)程，保證操作正確、安全。（3）加強(qiáng)通信設(shè)備使用培訓(xùn)，提高船員操作水平。（4）定期開(kāi)展通信系統(tǒng)檢查，保證系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。（5）建立應(yīng)急預(yù)案，應(yīng)對(duì)通信系統(tǒng)故障。第七章船舶監(jiān)控系統(tǒng)7.1船舶監(jiān)控系統(tǒng)的組成與功能7.1.1組成船舶監(jiān)控系統(tǒng)主要由以下幾部分組成：（1）檢測(cè)裝置：用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)船舶各系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)，如溫度、壓力、濕度、電流等。（2）傳輸裝置：將檢測(cè)裝置收集的數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)處理中心。（3）數(shù)據(jù)處理中心：對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、分析、存儲(chǔ)，并相應(yīng)的監(jiān)控報(bào)告。（4）顯示裝置：用于顯示船舶各系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)及參數(shù)，包括圖形化界面和報(bào)警提示。（5）控制裝置：根據(jù)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，對(duì)船舶各系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)或手動(dòng)控制。7.1.2功能船舶監(jiān)控系統(tǒng)具有以下功能：（1）實(shí)時(shí)監(jiān)控：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)船舶各系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，保證船舶安全運(yùn)行。（2）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：存儲(chǔ)船舶運(yùn)行數(shù)據(jù)，便于查詢、分析和處理。（3）報(bào)警提示：當(dāng)檢測(cè)到異常數(shù)據(jù)時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)出報(bào)警提示，提醒船員采取相應(yīng)措施。（4）自動(dòng)控制：根據(jù)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，自動(dòng)調(diào)節(jié)船舶各系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)，實(shí)現(xiàn)船舶自動(dòng)化運(yùn)行。（5）遠(yuǎn)程監(jiān)控：通過(guò)遠(yuǎn)程通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)船舶監(jiān)控系統(tǒng)與岸基監(jiān)控中心的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交互。7.2船舶監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用7.2.1設(shè)計(jì)原則（1）系統(tǒng)可靠性：保證船舶監(jiān)控系統(tǒng)在復(fù)雜環(huán)境下穩(wěn)定運(yùn)行，滿足船舶長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行需求。（2）系統(tǒng)安全性：保障船舶監(jiān)控系統(tǒng)與船舶各系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)安全，防止數(shù)據(jù)泄露。（3）系統(tǒng)兼容性：監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)與船舶各系統(tǒng)具有良好的兼容性，便于后續(xù)升級(jí)和擴(kuò)展。（4）系統(tǒng)可維護(hù)性：監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)具備易于維護(hù)和故障處理的特點(diǎn)，降低船舶運(yùn)行成本。7.2.2應(yīng)用場(chǎng)景（1）船舶動(dòng)力系統(tǒng)監(jiān)控：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、變壓器等設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，保證船舶動(dòng)力系統(tǒng)安全運(yùn)行。（2）船舶導(dǎo)航系統(tǒng)監(jiān)控：監(jiān)測(cè)船舶導(dǎo)航設(shè)備，如雷達(dá)、GPS等，保證船舶航行安全。（3）船舶機(jī)械系統(tǒng)監(jiān)控：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)船舶機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，如泵、風(fēng)機(jī)等。（4）船舶電氣系統(tǒng)監(jiān)控：監(jiān)測(cè)船舶電氣設(shè)備，如電纜、斷路器等，保證電氣系統(tǒng)安全運(yùn)行。7.3船舶監(jiān)控系統(tǒng)的維護(hù)與故障處理7.3.1維護(hù)（1）定期檢查：對(duì)船舶監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行定期檢查，保證系統(tǒng)運(yùn)行正常。（2）軟件升級(jí)：根據(jù)系統(tǒng)需求，定期更新監(jiān)控系統(tǒng)軟件，提高系統(tǒng)功能。（3）硬件維護(hù)：對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)硬件設(shè)備進(jìn)行定期檢查、清潔和保養(yǎng)，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。7.3.2故障處理（1）故障診斷：當(dāng)監(jiān)控系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，首先進(jìn)行故障診斷，找出故障原因。（2）故障排除：針對(duì)診斷出的故障原因，采取相應(yīng)措施進(jìn)行故障排除。（3）故障記錄：對(duì)故障處理過(guò)程進(jìn)行記錄，便于后續(xù)分析和改進(jìn)。（4）預(yù)防措施：針對(duì)已發(fā)生的故障，分析原因，制定預(yù)防措施，避免類似故障再次發(fā)生。第八章船舶報(bào)警系統(tǒng)8.1船舶報(bào)警系統(tǒng)的組成與功能8.1.1組成船舶報(bào)警系統(tǒng)主要由以下幾個(gè)部分組成：（1）報(bào)警傳感器：用于檢測(cè)船舶各部位的狀態(tài)，如溫度、壓力、液位等參數(shù)，當(dāng)檢測(cè)到異常情況時(shí)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)。（2）報(bào)警控制器：接收?qǐng)?bào)警傳感器發(fā)出的信號(hào)，進(jìn)行判斷和處理，控制報(bào)警輸出。（3）報(bào)警輸出設(shè)備：包括聲光報(bào)警器、顯示屏等，用于將報(bào)警信息傳遞給船舶操作人員。（4）通信設(shè)備：實(shí)現(xiàn)報(bào)警系統(tǒng)與船舶其他系統(tǒng)的信息交換，如船舶監(jiān)控系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)等。8.1.2功能船舶報(bào)警系統(tǒng)的主要功能如下：（1）實(shí)時(shí)監(jiān)控船舶各部位的狀態(tài)，保證船舶安全運(yùn)行。（2）當(dāng)檢測(cè)到異常情況時(shí)，及時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，提醒操作人員采取相應(yīng)措施。（3）對(duì)報(bào)警信號(hào)進(jìn)行記錄和存儲(chǔ)，便于分析和處理。（4）與船舶其他系統(tǒng)進(jìn)行信息交互，實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)控制。8.2船舶報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則8.2.1安全性船舶報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)保證在所有情況下都能可靠地發(fā)出報(bào)警信號(hào)，防止因系統(tǒng)故障導(dǎo)致的安全。8.2.2實(shí)用性報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮船舶實(shí)際運(yùn)行需求，合理配置傳感器和報(bào)警設(shè)備，保證系統(tǒng)具有較高的實(shí)用性。8.2.3可靠性報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)采用成熟、可靠的技術(shù)和設(shè)備，降低系統(tǒng)故障率，提高系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性。8.2.4經(jīng)濟(jì)性在滿足安全和實(shí)用性的前提下，報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)盡量降低成本，提高經(jīng)濟(jì)性。8.3船舶報(bào)警系統(tǒng)的運(yùn)行與維護(hù)8.3.1運(yùn)行（1）保證報(bào)警系統(tǒng)各組成部分正常工作，定期檢查傳感器、控制器和報(bào)警輸出設(shè)備的功能。（2）保持通信設(shè)備的暢通，保證報(bào)警信息能夠及時(shí)傳遞給船舶操作人員。（3）對(duì)報(bào)警信號(hào)進(jìn)行記錄和存儲(chǔ)，便于分析和處理。8.3.2維護(hù)（1）定期對(duì)報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行巡檢，發(fā)覺(jué)故障及時(shí)處理。（2）對(duì)傳感器、控制器等關(guān)鍵部件進(jìn)行定期校準(zhǔn)，保證系統(tǒng)準(zhǔn)確性。（3）保持報(bào)警設(shè)備清潔，避免因灰塵、油污等導(dǎo)致設(shè)備故障。（4）更換損壞的設(shè)備或部件，保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。第九章船舶自動(dòng)化控制系統(tǒng)的安全與環(huán)保9.1船舶自動(dòng)化控制系統(tǒng)的安全措施9.1.1設(shè)計(jì)原則為保證船舶自動(dòng)化控制系統(tǒng)的安全運(yùn)行，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循以下原則：（1）采用成熟、可靠的技術(shù)和設(shè)備；（2）保障系統(tǒng)硬件和軟件的冗余性；（3）保證系統(tǒng)具備較強(qiáng)的抗干擾能力；（4）設(shè)置合理的保護(hù)裝置和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；（5）保證操作簡(jiǎn)便，易于維護(hù)。9.1.2硬件安全措施（1）采用高質(zhì)量的硬件設(shè)備，保證設(shè)備具備良好的抗干擾功能；（2）對(duì)關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行備份，提高系統(tǒng)的可靠性；（3）設(shè)置防雷、防潮、防塵等保護(hù)措施，保證設(shè)備正常運(yùn)行；（4）對(duì)電源進(jìn)行濾波、穩(wěn)壓等處理，降低電源波動(dòng)對(duì)系統(tǒng)的影響。9.1.3軟件安全措施（1）采用模塊化設(shè)計(jì)，便于維護(hù)和升級(jí)；（2）對(duì)關(guān)鍵程序進(jìn)行加密，防止非法篡改；（3）設(shè)定合理的權(quán)限管理，防止誤操作；（4）定期對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)和升級(jí)，保證系統(tǒng)安全。9.1.4系統(tǒng)保護(hù)措施（1）設(shè)置短路保護(hù)、過(guò)載保護(hù)等電氣保護(hù)裝置；（2）對(duì)關(guān)鍵信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，發(fā)覺(jué)異常及時(shí)報(bào)警；（3）設(shè)置緊急停車、復(fù)位等功能，保證系統(tǒng)在緊急情況下安全停機(jī)；（4）定期對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行保養(yǎng)和維護(hù)，保證設(shè)備處于良好狀態(tài)。9.2船舶自動(dòng)化控制系統(tǒng)的環(huán)保要求9.2.1節(jié)能降耗（1）優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，提高能源利用效率；（2）采用高效節(jié)能設(shè)備，降低能源消耗；（3）合理規(guī)劃系統(tǒng)運(yùn)行方式，減少無(wú)效功耗。9.2.2減少污染物排放（1）采用環(huán)保型設(shè)備，減少有害物質(zhì)排放；（2）對(duì)排放物進(jìn)行處理，降低污染物濃度；（3）加強(qiáng)排放監(jiān)測(cè)，保證排放符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。9.2.3噪音控制（1）采用低噪音設(shè)備，降低噪音污染；（2）對(duì)噪音源進(jìn)行隔離和消音處理；