王玉巧

摘 要： 有限聲力通信系統(tǒng)是船舶通信系統(tǒng)等復(fù)雜高風(fēng)險通信系統(tǒng)中的常用備份通信系統(tǒng)，但有限通信系統(tǒng)是非標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)，所以其維護(hù)較為復(fù)雜，維護(hù)成本較高。通過對模型和模糊矩陣進(jìn)行分析，得出了有限聲力通信系統(tǒng)的維護(hù)方法。通過有效的模塊劃分和模糊策略進(jìn)行的模塊總成更換策略使研究的有限聲力通信系統(tǒng)可以實現(xiàn)可測試的模塊化維護(hù)，有效降低了維護(hù)成本，減少了維護(hù)周期。

關(guān)鍵詞： 有限通信； 聲力； 船舶通信； 通信系統(tǒng)

中圖分類號： TN912.13?34 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 1004?373X（2016）09?0143?02

Abstract： The limited sound powered communication system is a commonly?used backup communication system in complex high?risk communication systems such as ship communication system. The limited communication system has the complex maintenance and high maintenance cost due to it is a nonstandard system. The maintenance method of the limited sound powered communication system is obtained by means of model analysis and fuzzy matrix analysis. The studied system can realize the testable modularization maintenance with the module assembly replacement strategy of effective module partition and fuzzy strategy， effectively reduce the maintenance cost， and shorten maintenance times.

Keywords： limited communication； sound power； shipping communication； communication system

有限通信系統(tǒng)是指與外界網(wǎng)絡(luò)完全隔絕的通信系統(tǒng)，聲力通信系統(tǒng)是指沒有外部電源供給的系統(tǒng)。有限通信系統(tǒng)是與目前網(wǎng)絡(luò)云端化趨勢相對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實現(xiàn)形式，而聲力通信系統(tǒng)也是最傳統(tǒng)的聲音通信系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)云端化逐漸普及的今天，網(wǎng)絡(luò)的可靠性受到挑戰(zhàn)，構(gòu)建完全獨立的通信系統(tǒng)是船舶系統(tǒng)、化工系統(tǒng)、礦業(yè)系統(tǒng)等通信環(huán)境較為苛刻的通信環(huán)境中妥協(xié)的產(chǎn)物，也是對這些通信系統(tǒng)進(jìn)行可靠性保障的惟一途徑。

1 項目概況

某集裝箱貨船設(shè)計容量3 706標(biāo)準(zhǔn)箱，最寬12箱，最長56箱，最高6箱。壓水艙分段12段，縱隔通道3個，生活甲板3層。舵機控制器2套，錨機4套，主機2臺，鍋爐4臺，輔機控制器1套，船長值班室1間。以上系統(tǒng)共需要聲力通信系統(tǒng)45套。其中壓水艙備用系統(tǒng)每個半艙段布置一個，共24個，舵機控制器、主機、輔機及鍋爐每個工位設(shè)置2個備份系統(tǒng)，共18個，錨機控制機旁邊各設(shè)置一個系統(tǒng)，船長值班室設(shè)置1個。

聲力系統(tǒng)采用雙永磁受話器和永磁耳機，同時使用LED指示器提示信號。雖然采用了純銅大斷面通信電纜（[Φ=]6.0 mm×3），但系統(tǒng)的損耗量（η）與連接器的數(shù)量和電纜長度存在一定關(guān)系，系統(tǒng)采用的最長電纜長度為190 m，采用了電纜環(huán)路并聯(lián)保障技術(shù)，該電纜的實際損耗量（η）和失真量（ζ）可以在項目分析中進(jìn)行計算。

2 項目模型分析

因為傳統(tǒng)的有限聲力系統(tǒng)并不能實現(xiàn)模塊化，所以聲力系統(tǒng)在實際維護(hù)中經(jīng)常遇到大面積更換總成以包圍其故障點的問題，且聲力系統(tǒng)日常應(yīng)用較少，屬于備份系統(tǒng)和閑置系統(tǒng)，真正需要啟動有限聲力系統(tǒng)時，經(jīng)常遇到潛在故障使得有限聲力系統(tǒng)難以奏效。

本文設(shè)計的有限聲力系統(tǒng)分為干線系統(tǒng)、終端總成、分配器系統(tǒng)、數(shù)模轉(zhuǎn)換系統(tǒng)等四個部分，本文給這四個系統(tǒng)均建立了模型，通過對這些系統(tǒng)的綜合矩陣分析得到最終的模糊策略。

3 項目要素分析

3.1 有限系統(tǒng)的必要性

互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)充斥著當(dāng)今的工程界，以聲力通話機為代表的有限通信系統(tǒng)仍然在船舶工業(yè)中廣泛應(yīng)用。因為船舶等特殊行業(yè)下，經(jīng)常會出現(xiàn)沒有電源、沒有外網(wǎng)保障的通信情況。特別是船舶在緊急情況下的通信需求明顯增加，但輔助發(fā)電機斷電后，船舶電池不足以維持全系統(tǒng)的高負(fù)荷長時間運轉(zhuǎn)，此時要求通信系統(tǒng)不能接入外部電源，也不能依靠外部信息進(jìn)行通信。所以當(dāng)今船舶上仍然保留著電磁電報機、旗號通信、聚光燈通信、聲力電話等設(shè)施。

聲力電話可以在系統(tǒng)廣泛接地的情況下完成大部分區(qū)域的通信，當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)水接地后，因為不用擔(dān)心電池的損傷，聲力電話可以快速修復(fù)并實現(xiàn)通信，且聲力電話連接器可以切除任意一側(cè)的通信負(fù)荷，整個系統(tǒng)可以隨時隔離成任何的雙機系統(tǒng)進(jìn)行通信，所以其應(yīng)急避災(zāi)能力強。

3.2 電磁系統(tǒng)的必要性

基于前蘇聯(lián)聲力通話技術(shù)和核心設(shè)計思想，我國較長時間內(nèi)的聲力通話系統(tǒng)均采用聲力管道通話技術(shù)，這種技術(shù)只能實現(xiàn)點到點的通話，且通話距離較短，機艙內(nèi)的噪音對通話質(zhì)量影響較大。隨著船舶系統(tǒng)的日益復(fù)雜，船舶通道內(nèi)的管道空間越來越寶貴，聲力通話管道的空間利用需求經(jīng)受越來越多的挑戰(zhàn)。電磁系統(tǒng)因為工作原理簡單，不存在載波系統(tǒng)和調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)，信號采用全明文傳輸，系統(tǒng)本身除機械尋址系統(tǒng)和隔離系統(tǒng)外，不存在任何功能之外的輔助系統(tǒng)，系統(tǒng)純凈度較高。同時，電磁系統(tǒng)是有限系統(tǒng)，其可以通過雙向網(wǎng)橋設(shè)備實現(xiàn)與其他系統(tǒng)之間的信號互通。本文系統(tǒng)就通過數(shù)模轉(zhuǎn)化器將系統(tǒng)與艙音程控系統(tǒng)實現(xiàn)了對接。

以本文通話需求為例，輪機艙與駕駛艙之間的聲力通話管道較為簡單，但輪機艙需要與所有工位之間實現(xiàn)聲力通話，其喊話喇叭口多達(dá)40余個，且輪機艙與船首艙錨鏈艙之間的通話管道長達(dá)160余米，通話管道衰減和失真較為嚴(yán)重，在本文案例中屬于難以實現(xiàn)的案例。所以，本文采用的[Φ=]6.0 mm×3純銅電纜，其直徑僅為16 mm，該電纜可以布置在通信專用電纜槽中，對通道的要求遠(yuǎn)低于之前的輪機艙管道式聲力電話。

3.3 其他有限系統(tǒng)的必要性

雖然本文系統(tǒng)是有限網(wǎng)絡(luò)聲力系統(tǒng)，但其仍然以電磁震蕩作為通信的載體。在鏈路過水或者其他原因?qū)е码娐方拥仉娏鬟^大時，其通信衰減會顯著增強，系統(tǒng)可靠性下降。當(dāng)線路遇到臨近電火花干擾或者其他強電磁信號干擾時，系統(tǒng)仍然可能出現(xiàn)失真嚴(yán)重的情況。而管道式聲力通話系統(tǒng)，除非在管道斷裂、阻塞、積水等情況，否則不會出現(xiàn)衰減和失真的劇烈變化。所以本文系統(tǒng)案例中使用管道式有限聲力電話系統(tǒng)作為備份，在駕駛臺和主輪機艙之間架設(shè)兩條聲力通話管道，在艦橋和駕駛臺之間架設(shè)兩條聲力通話管道。同時，在駕駛臺和輪機臺之間部署機械車鐘，在輪機臺和鍋爐總控之間部署機械車鐘，在輪機臺和主機控制臺之間部署機械車鐘，在輪機臺與輔機總控臺之間部署機械車鐘，4套機械車鐘與相應(yīng)的電子車鐘之間形成備份系統(tǒng)，作為通信系統(tǒng)的補充。

4 結(jié) 語

本文研究了基于電磁系統(tǒng)的有限網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，有限網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是船舶應(yīng)急通信系統(tǒng)的典型代表，也被廣泛地應(yīng)用于化工車間、煤礦井下等通信場所。通過建立模型優(yōu)化維護(hù)策略，本文系統(tǒng)可以像模塊化系統(tǒng)一樣進(jìn)行維護(hù)，這讓有限聲力系統(tǒng)的維護(hù)得到了有效解決。

參考文獻(xiàn)

[1] 魏慶輝.本質(zhì)安全型船用聲力電話的研究[J].艦船電子工程，2012，32（8）：69?70.

[2] 高云嶺.船用內(nèi)部綜合通信系統(tǒng)的維修攻關(guān)與技術(shù)保障[D].北京：北京郵電大學(xué)，2007.

[3] 宿勇，李堅波.美國航母內(nèi)部通信系統(tǒng)發(fā)展研究[J].艦船科學(xué)技術(shù)，2015，37（7）：229?232.

[4] 陳超，張晨.AP1000核電廠通信系統(tǒng)設(shè)計研究[J].智能建筑電氣技術(shù)，2014，8（6）：65?68.

[5] 潘海鑫.基于無線自組網(wǎng)的船舶通信系統(tǒng)應(yīng)用分析[J].硅谷，2014（23）：104.

[6] 丁立勛.改善強噪聲下船舶通信能力的電路設(shè)計[J].船舶工程，2007，29（1）：45?48.

[7] 侯明煌.船舶通信管理中存在的問題及改進(jìn)措施[J].航海技術(shù)，2005（5）：36.