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摘要：电气自动化技术和人们的日常生活以及工业生产密切相关，其技术的发展非常迅猛，已经成为高新技术产业的重要组成部分，广泛应用于工业、农业、国防等领域。船舶电气自动化技术的应用在现代造船行业也得到快速的发展。船舶能力的体现主要表现在船舶电气自动化的应用水平上。无论是普通商船，客船，特种工程船还是复杂的海洋工程船，都对电气自动化的应用提出了越来越高的要求。在船舶自动化系统的运行中，为保证各种设备的稳定运行和船舶航行安全，尽可能降低船舶发生故障的概率，以提高船舶运营的安全性和经济性。因此，船舶电气自动化系统运行的可靠性是设计选型的核心要求。
关键词：海洋工程；船舶电气；自动化系统；可靠性；研究
随着社会的发展，当前世界上的船舶类型也有了很大的不同，大多数的船舶都需要用电力作为能源之一，这样才能够保证船舶各项系统的正常使用。因此，在当前世界上，船舶的电气设备是非常重要的。尤其是在船舶的控制中，电气设备的改造和发展更是重中之重。
1船舶电气自动化系统分析
1．1网络化
船舶电气自动化系统网络化和总线技术为后续发展提供前提。其中总线是自动化系统中各个信号线的集合，可以为不同模块和部件之间沟通提供信号。一般现场总线普遍采用双层网，第一层和第二层分别为数据采集网和控制网。在此过程中控制网选择冗余结构且充分考虑多种因素，而其系统也是一个布式系统，由此保证船舶电气自动化系统安全可靠。此外自动化系统网络可以将多种自动化技术均代替传统人才操作，不仅能提高自动化系统工作效率，最重要是能提高系统稳定运行。
1．2综合化
随着电子技术、计算机技术、电气设备逐渐向模块化、系列化、通用化方向靠拢，使船舶电气自动化系统也可呈现灵活的组态和综合化。尤其计算机信息技术领域快速发展已达到菜单便于操作、人机界面规范以及功能灵活转化效果。所以可通过电子屏幕按钮完成一切操作，无疑为船舶电气自动化系统提供综合化条件。除此之外，船舶技术和性能存在差异，那么船舶自动化系统也有不同，然而正是因为其综合性特点，可以直接避免重复情况，对提高系统可靠性和船舶电气自动化技术有着重要的现实意义。
2我国船舶电气自动化系统的发展现状
现阶段，我国通信技术、计算机技术快速发展，其在船舶仓储管理、货物装卸以及行驶等方面的应用越来越广泛，并且经过长期的实践和发展，逐渐形成科学、健全的应用体系，为船舶电气系统的自动化发展提供了良好的技术支持。船舶电气自动化系统是一个复杂、综合的系统，具体包括机舱自动化、机械自动化以及航行自动化等众多功能。在船舶上安装和外界通讯的设备，能够和对应工作站进行便利的信息传递、沟通和共享，为船舶和岸上、船舶和船舶之间的联系提供了便利条件，同时还可以为船舶提供众多业务，如故障诊断服务、船舶管理以及信息互通等。船舶电子自动化系统的运用，既能够为航行作业提供可靠、有效的保障，又能够显著提高船舶设备管理水平和效率。我国自主研发众多船舶电气自动化技术，并且经过多年的发展，已经形成比较完善、健全的船舶电气自动化系统，为我国船舶行业的健康、长足发展奠定坚实的基础。
3海洋工程的船舶电气自动化系统可靠性分析
3.1分析冗余结构可靠性
海洋工程的主要工作领域之一为装备设施技术，基于此基础上对船舶电气自动化系统进行设计，归属于海洋工程类别中的海岸工程，通过2种工程系统的结合，针对该系统的安全可靠性进行研究，以冗余结构为出发点。在该系统设计的过程中，选用的冗余结构是模块冗余结构，其主要构成为备份式冗余结构（1oo2）的多个组合，形成一个双机的模块冗余结构。通过2个主机的电源相连，进行信息处理，根据模块不同，每个主机处理的信息也不同。2个控制器互为备份，当其中控制器1损坏时，控制器2代为接收控制器1不能处理的指令，再由2个I/O模块进行输出，这样的冗余结构设计大大减少了信息传送出错的情况。根据以上结构进行冗余结构可靠性的分析，针对单一冗余结构进行对比，可知，采用单一主机进行系统信息处理工作，容易对控制器造成超载负荷的情况，从而导致信息处理不及时，造成系统处理失误，因此综合分析，利用模块冗余结构的船舶电气自动化系统的可靠性更高。
3.2确定网络框架可靠性
通过以海洋工程为基础的冗余结构可靠性分析，在1oo2模块冗余结构构建的基础上，利用其进一步进行网络框架可靠性的确定。在处理器的运用上采取1oo2的冗余结构，因此在网络框架的构建上，船舶电气自动化系统采用的是环型以太网的网络框架进行通讯。在多种网络框架类型中，环型以太网主要是以通讯功能为主的网络构架，在通讯过程中能够产生高效率、高准确率的信息传送模式，保证信息的传送过程不受到其他信号的干扰，从而提高信息的准确程度。
船舶电气自动化系统中，环型以太网提高了系统的传播速度，以模块冗余结构进行结合，形成了一个环型的高效信息网络传播过程。在船舶停靠的警报中加入该网络框架，可以使警报产生的准确率提高。根据其他的网络框架，例如总线型网络结构，虽然其具有将信息集中化处理并且能够使信息进行双向传递等优点，但是根据海洋工程的船舶电气自动化系统的设定，在提高船舶停靠安全系数的设定下，双向传递并没有起到提高可靠性的作用，同时总线型网络结构费用较高，在该系统中不适用。因此在海洋工程的船舶电气自动化系统中，运用通讯过程最优化的环型以太网为其网络框架，具有有效的可靠性，能够提高警报提示的速度与准确性，为船舶的安全提供有力保障。
3.3明确数据保障系统可靠性
在以上分析层次中，最终以模块1oo2的冗余结构与环型以太网网络框架相结合形成了数据保障系统，此系统以海洋工程中的装备设施技术为基础，融入电气自动化系统，最终应用于实际操作中，提高船舶的停靠安全系数，增加了该系统的可靠性。可知，数据保障系统将整体分为3个模块，分别是数据安全管理模块、警报数据模块以及操作界面安全模块，其中主要为保障系统的可靠性模块为数据安全管理模块。数据安全管理模块的主要组成部分以环型以太网框架为基础，在此框架上对信息数据进行储存与优化，将发生的事件逐一进行记录，形成一个数据安全管理的模式。传统的数据保障系统中通常不会针对数据安全性专门构建一个模块，而是在操作界面的安全模块中同步进行，但该系统基于海洋工程的多功能性，在船舶电气自动化系统中进行了该安全模块的构建，使系统更加完善，从而提高了系统的可靠性，增加了船舶停靠的安全系数。
4结束语
对于技术复杂先进的商船、客船、特种工程船和海洋工程船，需要保证电气自动化系统的安全、稳定和可靠运行。在设计和设备选型过程中，需要特别关注和识别电磁干扰屏蔽，容错技术和冗余设计这三要素的应用，有效提升自动化系统的可靠性，以实现船舶高效运营。随着人工智能的兴起及应用，在某些特定的项目中，还需要人工智能的加入，辅助其完成相应的工作任务。由于现代科技的快速发展，船舶电气自动化需要更多的新兴技术的支撑。在这样的环境中，需要对电气自动化技术进行重新的规划，以保证船舶电气自动化的可持续发展。
参考文献：
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