舰船电气化与信息化复合发展的探讨与研究

　　摘 要：随着我国经济和科学技术的不断发展与进步，促使舰船向着电气化与信息化复合发展，而舰船信息化和电气化成为现代战争发展的必然趋势。舰船综合电力系统的信息化与传统的动力舰船信息化相对比更为先进，促使信息站充分发挥自身的效能，并且建立以综合电力系统为基础核心的综合平台管理系统。鉴于此，本文主要针对国内外舰船综合电力系统以及综合平台管理系统的实际发展状况进行详细的分析说明，从而为舰船电气化和信息化复合发展奠定良好基础，保证其健康有序的发展。

　　关键词：舰船;电气化;信息化;复合发展

　　早些年间，人们在战争中所使用的武器就是矛和盾，但随着科学技术和社会经济的不断发展进步，武器种类越来越多，并且越来越先进。将海湾战争作为一个转折点，则标志着世界新军事变革发生质的变化，促使电气化和信息化成为世界军事发展的主要核心，战争形态也逐渐向着信息化战争转变。不久将来，海上战争主要以一些高新技术以及新概念武器等为主体的硬损伤武器系统和通信网络信息平台等诸多系统共同完成，而作战形式也发生了改变，采取软兵器和软硬一体化的形式进行作战。而硬损伤武器系统的对抗和信息系统的对抗将会对战争的结果产生直接影响，而硬损伤武器系统本身的效能主要受信息系统效能的影响，并且对其影响的比例越来越大，而战争也逐步转向网络中心战争。合理运用高新技术武器以及新概念武器成为信息作战时期的发展趋势，并且将信息流和能量流有机的结合为一体，从而真正实现作战整体效能的聚集和释放。

　　1 综合电力系统的信息化

　　舰船综合电力系统又被称之为舰船的电气化或者是全电化，主要是合理运用电力相关网络，从而将发电、日常用电、推进供电、先进的高能武器发射供电以及大功率探测供电等进行有机的结合，从而形成全新的、先进的电力管理系统。对于此，以下主要从先进性和效能两方面将它与传统动力的舰船信息化进行对比。

　　1.1 先进性对比分析

　　1.1.1 从系统效率和实现容易程度进行全面的分析

　　在传统舰船之中，机械推进系统和电力系统是两个相对比较独立，并且互不干扰的个体系统，在对其具体实施信息化时，主要存在以下几种问题：

　　第一，由于机械推进系统本身大部分属于物理量，并不属于电量范畴，因此，在对其进行信息化时，还需要将这些非电量转化成为电量。对此，还需要置办添加一些额外的处理设备，以此满足于各个信息化接口的实际需求，所以，基于传统动力系统的舰船在真正实现信息化过程中，必须使用适当数量的传感器以及配套的转换处理设备，从而对信息系统相关硬件的规模金额复杂性进行适当的添加。

　　第二，在使用传统动力的舰船电力系统当中，大部分设备都没有设置信息接口，在对其实现信息化时，必须对没有信息接口的设备进行接口设置，对已有信息接口的设备进行增加，对于数字量控制的相关设备，必须对设备接口进行改造;对于使用模拟量控制的一些设备，必须对控制设备进行及时更新，从而致使系统信息化改造的规模越来越大，其困难指数也越来越高，最终导致改造的效率大大降低。

　　第三，传统舰船在进行信息化的过程中，需要适当的增加一些光纤和网络等相关设备，实施操作起来比较繁琐困难。在舰船综合电力系统中，将推进系统中原有的机械能转化为电能，对各种机械能进行能量转换，使其转变成为电量，舰船上相关设备所表现的主要特征就是电气量。电气量其实是一种电磁信号，在运行过程中所进行的采集、传输、处理、变换以及运算等工作都是对电气量进行转换，然后以电磁特征对其进行表现。舰船综合电力系统信息化与传统动力信息化进行对比时，不需要对电量进行转换以及处理等环节，直接运用现有的各种电量皆可，在一定程度上对其控制起来比较便捷灵活;在舰船综合电力系统中所使用的相关设备都具有一定数量的信息接口，在具体实施系统信息化时，不需要对设备再进行系统接口改造工作，直接使用设备自带的信息接口进行系统信息化就可以;舰船综合电力系统的自动化程度相对比较高，一旦在运行过程中出现故障或者是事故时，综合电力系统本身具备的自动纠错功能就会起到一定的作用，相关信息内容可被信息化软件所共享;综合电力系统自动化程度的高低与通信网络有着直接关联，真正实现综合电力系统自动化必须依靠信息网络技术，同时促使舰船的信息化网络达到共享状态。由此可见，基于舰船综合电力系统的信息化可以有效减少机械量之间的转换、系统设备的信息接口以及系统内部所使用的网络相关设备和数据信息处理量等诸多环节，甚至可以直接省去这些繁琐的环节，与传统的舰船信息化相对比，舰船综合电力系统的信息化在一定程度上具备更高的效率性和简单、便捷、灵活等特点。

　　1.1.2 从信息化的复杂程度进行全面分析

　　舰船综合电力系统主要是将舰船的主动力系统和供电系统进行有机的结合，然后合理运用舰船相关配置，从而将原动机的数量进行降低，以此对综合电力系统的工作效率进行有效提高;对动力系统结构进行合理的简化，并且对监控系统的规模进行合理的规划，从而度信息化的复杂程度进行有效的降低。

　　1.2 从效能方面进行对比分析

　　首先，以舰船综合电力系统为平台的信息化可以使用一些高能的先进武器，如激光武器、电磁炮等，但是基于传统动力的舰船信息化则无法使用这些高能的先进武器，从而致使舰船无法充分发挥现代舰船信息战的基本效能，无法满足海军壮大和发展的实际需求。在不久将来，一旦发生信息化战争，其使用的武器大多数都会是新概念高能武器。传统舰船机械推进系统与电力系统是相互独立的两个个体，舰船信息化中的大部分能量主要呈现机械能的状态，并且被限制在推进系统的局部空间之内，少部分的能量则以电能的形式作用于舰船电力系统之中，而机械能和电能二者之间无法进行转换和调配。如果早传统舰船上使用先进的高能武器，则会导致舰船电力系统的容量变大，舰船本身也无法承受高能武器带来重量和体积，并且机组在布置方面的难度系数变大，由此可见，传统舰船无法满足高能武器上舰的实际需求。而综合电力系统可以对相关能量进行统一的科学管理，同时对能量的动态进行合理的分配，不仅能够满足于舰船高速航行时对动力的实际需求，还能够在战斗的状态下，保证高能武器有用之不尽的电联，从而对舰船的作战能力以及执行任务的灵活性进行有效的提高。由此可见，舰船综合电力系统是高能武器上舰船的前提条件，同时也是真正实现舰船信息化的基础和保障。

　　其次，在舰船上合理运用综合电力系统之后，就可以将传统舰船的推进轴和减速齿轮箱等相关设备取消，从而保证舰船的噪声变小，具有一定的隐身性。在现代海军信息站对抗的整个过程中，可以大大提高我方舰船被地方舰船感知的距离，从而致使敌方舰船获得我方舰船位置、船速等相关信息的时间变长，将敌方舰船信息站的威力降到最低。与此同时，由于综合电力系统不再使用推进轴，从而致使原动机和发动机在布置的过程中更加方便快捷。例如原动机运用分布式布置方案进行布置，促使现代舰船在信息化条件下具备较强的生命力。

　　最后，舰船合理运用综合电力系统之后，合理运用变频调速对推进系统进行改造，促使推进螺旋桨在调速、制动以及反转等方面变得更加灵活，并且调节所需要的时间越来越短，同时对舰船的航速、前进和倒车等控制工作也变得简单容易，从而保证信息战效能得到充分发挥。

　　2 新一代舰船的平台

　　所谓的新一代舰船平台是在科学技术不断发展以及现代海战对信息化越来越依赖的背景影响下，国家为了保证海军高新技术的快速发展、一些新概念高能武器的广泛应用，例如激光武器、电磁炮和电热化学炮等先进高能武器，从而建立一个可以支撑海军高新技术武器、新概念武器以及信息化作战的舰船平台。在新一代舰船平台中合理运用综合电力系统，其自身的电站容量、电力系统以及网络结构等形式也会随之发生日新月异的变化，特别是电力推进、先进的高能武器以及直流区域配电系统的出现，从而致使舰船自身的电力变得繁琐复杂，例如电力的产生、电力分配以及电力管理等方面，由此可见，必须合理运用智能化的能量管理系统，从而对综合电力系统进行科学的管理。除此之外，舰船的航行控制、系统管理、指挥、训练等诸多方面也发生相应的变化，而综合舰桥技术、综合保障系统以及综合平台模拟训练系统等先进技术手段成为舰船电气化和信息化符合发展的必然趋势。由此可见，对于支撑海军电气化与信息化作战的舰船综合平台，其主要是在综合电力系统的基础之上，对舰船能量管理系统、综合舰桥系统、综合保障系统以及综合平台模拟训练系统等进行全面且完善的发展，从而形成一个科学合理的综合平台管理系统。

　　3 舰船综合电力系统以及管理平台

　　3.1 国外发展现状

　　3.1.1 国外舰船综合电力系统的发展现状

　　在 20 世纪 80 年代后期，西方一些发达国家在海军发展投入大量的人力、物力和先进的科学技术，对舰船综合电力系统所涉及的一些关键技术进行深入的研究;在 90 年代中期，综合电力系统正式步入成熟阶段，并且合理运用在军辅舰船之上，对于此，世界各国大力开展水面战斗舰船的工程应用研究，并且将综合电力系统应用到新一代舰船之上。随着世界上第一艘采用综合电力系统的战斗舰艇的诞生，标志着综合电力系统已步入成熟阶段，并且正式走向实际装备。近些年来，世界各个国家开始重视海军舰船的发展，并且在舰船上广泛运用综合电力系统。

　　3.1.2 国外舰船综合平台管理系统发展现状

　　近些年来，一些发达国家先后在相关型号的舰船上合理运用综合平台管理系统。例如美国海军在提康德罗加级巡洋舰、拉什莫尔号两栖船坞登陆舰等诸多舰船上安装综合平台管理系统;英国皇家海军 45 型驱逐舰在全电化的基础之上，不断引入先进技术手段，并且在舰船上普遍运用综合平台管理系统;而法国、德国以及荷兰等诸多国家在海军舰船上也广泛运用综合平台管理系统和信息化。

　　3.2 国内舰船电气化和信息化复合发展现状

　　3.2.1 国内舰船综合电力系统发展现状

　　自九五预研开始，我国针对舰船综合电力系统进行全面且深入的研究，经过漫长的十五和十一五，国家和相关技术研究人员在舰船综合电力系统方面取得卓越的成就，并且在各个领域范围内进行广泛运用。与此同时，在一些大功率燃气轮机、运转速度相对比较高的柴油机、高转矩密度先进感应推进电机以及综合电力系统监控与能量管理等诸多领域范围涉及的关键技术也随之得到重大的突破。从先进的科学技术角度出发，我国海军舰船与西方一些发达国家相对比基本保持同一发展水平线。但是在集成化发电领域，我国在国际上的排名遥遥领先，从而为综合电力系统整体集成技术的快速发展奠定良好的基础，促使其正常有序的发展。

　　3.2.2 国内舰船综合平台管理系统发展现状

　　近些年来，随着科学技术的不断发展与进步，舰船平台管理系统现已真正实现集中化管理，例如动力监控系统、电力监控系统以及损管监控系统等等。民用船舶在当前实际发展的过程中，合理运用工业领域中的太网和现场总线，将各个独立的动力、电力监控系统以及其他监控系统等有机的结合在一起，从而形成一个科学合理的应用的平台，但是其智能化水平相对比较低，还不属于信息化综合平台管理系统。由此可见，必须根据舰船综合平台和科学技术的实际发展状况，从而建立一个完善的舰船综合平台的辅助决策专家系统，对智能化技术水平进行有效的提升。与此同时，还要对舰船综合平台管理系统中相关控制设备的通用化、模块化以及系列化进行实现，从而制定科学合理的分系统间统一互联通信规程，对集中管理能力进行有效的提升。

　　结束语

　　综上所述，舰船电气化与信息化有着直接的关联，电气化是实现舰船信息化的必然条件，同时也是世界舰船动力平台的第三次革命。世界上一些先进发达的国家将电气化作为舰船信息化发展与进步的首选方案。为了在不久的将来能够更好地满足于高技术战争的实际需求，应合理运用综合电力系统，并将其作为舰船的动力平台。与此同时，还要对舰船信息化的实际需求进行全面的了解，从而保证舰船在实现全电化的同时实现舰船的信息化。在经济和科学技术等诸多方面允许的情况下，对舰船的综合电力系统和综合平台管理系统进行相应的演示验证，合理运用先进的技术手段，对各个分系统和系统集成的相关技术逐一进行检查，从而将风险降到最低，为舰船信息化发展提供完善成熟的动力平台以及综合管理平台，从而真正实现舰船电气化和信息化复合发展。

　　参考文献

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　　[5]漆振飞,何昱锋.浅谈信息化自动运维应用平台的设计与实现[J].信息通信,2017(8):98-99.

　　作者简介：王国坚(1975-)，男，江苏科技大学船舶与海洋工程专业本科毕业，现任中船黄埔文冲有限责任公司军船部电装科长，工程师，研究方向：舰船电气生产统筹管理、成本管控。

　　王宇桐(1992-)，男，长春工业大学电气工程及其自动化专业、东北财经大学工商管理专业本科双学历、双学位，现任中船黄埔文冲船舶有限公司军船部电装工艺技术，研究方向：舰船电磁兼容工艺技术、舾装先行工艺技术。

　　谢玉川(1993-)，男，武汉船舶职业技术学院船舶电气自动化专业专科毕业，现任中船黄埔文冲船舶有限公司军船部电装建造工艺，研究方向：舰船电气制造工艺技术。

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