摘 要：隨著我國經(jīng)濟和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展與進步，促使艦船向著電氣化與信息化復(fù)合發(fā)展，而艦船信息化和電氣化成為現(xiàn)代戰(zhàn)爭發(fā)展的必然趨勢。艦船綜合電力系統(tǒng)的信息化與傳統(tǒng)的動力艦船信息化相對比更為先進，促使信息站充分發(fā)揮自身的效能，并且建立以綜合電力系統(tǒng)為基礎(chǔ)核心的綜合平臺管理系統(tǒng)。鑒于此，本文主要針對國內(nèi)外艦船綜合電力系統(tǒng)以及綜合平臺管理系統(tǒng)的實際發(fā)展狀況進行詳細的分析說明，從而為艦船電氣化和信息化復(fù)合發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)，保證其健康有序的發(fā)展。

　　關(guān)鍵詞：艦船;電氣化;信息化;復(fù)合發(fā)展

　　早些年間，人們在戰(zhàn)爭中所使用的武器就是矛和盾，但隨著科學(xué)技術(shù)和社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展進步，武器種類越來越多，并且越來越先進。將海灣戰(zhàn)爭作為一個轉(zhuǎn)折點，則標志著世界新軍事變革發(fā)生質(zhì)的變化，促使電氣化和信息化成為世界軍事發(fā)展的主要核心，戰(zhàn)爭形態(tài)也逐漸向著信息化戰(zhàn)爭轉(zhuǎn)變。不久將來，海上戰(zhàn)爭主要以一些高新技術(shù)以及新概念武器等為主體的硬損傷武器系統(tǒng)和通信網(wǎng)絡(luò)信息平臺等諸多系統(tǒng)共同完成，而作戰(zhàn)形式也發(fā)生了改變，采取軟兵器和軟硬一體化的形式進行作戰(zhàn)。而硬損傷武器系統(tǒng)的對抗和信息系統(tǒng)的對抗將會對戰(zhàn)爭的結(jié)果產(chǎn)生直接影響，而硬損傷武器系統(tǒng)本身的效能主要受信息系統(tǒng)效能的影響，并且對其影響的比例越來越大，而戰(zhàn)爭也逐步轉(zhuǎn)向網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)爭。合理運用高新技術(shù)武器以及新概念武器成為信息作戰(zhàn)時期的發(fā)展趨勢，并且將信息流和能量流有機的結(jié)合為一體，從而真正實現(xiàn)作戰(zhàn)整體效能的聚集和釋放。

　　1 綜合電力系統(tǒng)的信息化

　　艦船綜合電力系統(tǒng)又被稱之為艦船的電氣化或者是全電化，主要是合理運用電力相關(guān)網(wǎng)絡(luò)，從而將發(fā)電、日常用電、推進供電、先進的高能武器發(fā)射供電以及大功率探測供電等進行有機的結(jié)合，從而形成全新的、先進的電力管理系統(tǒng)。對于此，以下主要從先進性和效能兩方面將它與傳統(tǒng)動力的艦船信息化進行對比。

　　1.1 先進性對比分析

　　1.1.1 從系統(tǒng)效率和實現(xiàn)容易程度進行全面的分析

　　在傳統(tǒng)艦船之中，機械推進系統(tǒng)和電力系統(tǒng)是兩個相對比較獨立，并且互不干擾的個體系統(tǒng)，在對其具體實施信息化時，主要存在以下幾種問題：

　　第一，由于機械推進系統(tǒng)本身大部分屬于物理量，并不屬于電量范疇，因此，在對其進行信息化時，還需要將這些非電量轉(zhuǎn)化成為電量。對此，還需要置辦添加一些額外的處理設(shè)備，以此滿足于各個信息化接口的實際需求，所以，基于傳統(tǒng)動力系統(tǒng)的艦船在真正實現(xiàn)信息化過程中，必須使用適當數(shù)量的傳感器以及配套的轉(zhuǎn)換處理設(shè)備，從而對信息系統(tǒng)相關(guān)硬件的規(guī)模金額復(fù)雜性進行適當?shù)奶砑印?/p>

　　第二，在使用傳統(tǒng)動力的艦船電力系統(tǒng)當中，大部分設(shè)備都沒有設(shè)置信息接口，在對其實現(xiàn)信息化時，必須對沒有信息接口的設(shè)備進行接口設(shè)置，對已有信息接口的設(shè)備進行增加，對于數(shù)字量控制的相關(guān)設(shè)備，必須對設(shè)備接口進行改造;對于使用模擬量控制的一些設(shè)備，必須對控制設(shè)備進行及時更新，從而致使系統(tǒng)信息化改造的規(guī)模越來越大，其困難指數(shù)也越來越高，最終導(dǎo)致改造的效率大大降低。

　　第三，傳統(tǒng)艦船在進行信息化的過程中，需要適當?shù)脑黾右恍┕饫w和網(wǎng)絡(luò)等相關(guān)設(shè)備，實施操作起來比較繁瑣困難。在艦船綜合電力系統(tǒng)中，將推進系統(tǒng)中原有的機械能轉(zhuǎn)化為電能，對各種機械能進行能量轉(zhuǎn)換，使其轉(zhuǎn)變成為電量，艦船上相關(guān)設(shè)備所表現(xiàn)的主要特征就是電氣量。電氣量其實是一種電磁信號，在運行過程中所進行的采集、傳輸、處理、變換以及運算等工作都是對電氣量進行轉(zhuǎn)換，然后以電磁特征對其進行表現(xiàn)。艦船綜合電力系統(tǒng)信息化與傳統(tǒng)動力信息化進行對比時，不需要對電量進行轉(zhuǎn)換以及處理等環(huán)節(jié)，直接運用現(xiàn)有的各種電量皆可，在一定程度上對其控制起來比較便捷靈活;在艦船綜合電力系統(tǒng)中所使用的相關(guān)設(shè)備都具有一定數(shù)量的信息接口，在具體實施系統(tǒng)信息化時，不需要對設(shè)備再進行系統(tǒng)接口改造工作，直接使用設(shè)備自帶的信息接口進行系統(tǒng)信息化就可以;艦船綜合電力系統(tǒng)的自動化程度相對比較高，一旦在運行過程中出現(xiàn)故障或者是事故時，綜合電力系統(tǒng)本身具備的自動糾錯功能就會起到一定的作用，相關(guān)信息內(nèi)容可被信息化軟件所共享;綜合電力系統(tǒng)自動化程度的高低與通信網(wǎng)絡(luò)有著直接關(guān)聯(lián)，真正實現(xiàn)綜合電力系統(tǒng)自動化必須依靠信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，同時促使艦船的信息化網(wǎng)絡(luò)達到共享狀態(tài)。由此可見，基于艦船綜合電力系統(tǒng)的信息化可以有效減少機械量之間的轉(zhuǎn)換、系統(tǒng)設(shè)備的信息接口以及系統(tǒng)內(nèi)部所使用的網(wǎng)絡(luò)相關(guān)設(shè)備和數(shù)據(jù)信息處理量等諸多環(huán)節(jié)，甚至可以直接省去這些繁瑣的環(huán)節(jié)，與傳統(tǒng)的艦船信息化相對比，艦船綜合電力系統(tǒng)的信息化在一定程度上具備更高的效率性和簡單、便捷、靈活等特點。

　　1.1.2 從信息化的復(fù)雜程度進行全面分析

　　艦船綜合電力系統(tǒng)主要是將艦船的主動力系統(tǒng)和供電系統(tǒng)進行有機的結(jié)合，然后合理運用艦船相關(guān)配置，從而將原動機的數(shù)量進行降低，以此對綜合電力系統(tǒng)的工作效率進行有效提高;對動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進行合理的簡化，并且對監(jiān)控系統(tǒng)的規(guī)模進行合理的規(guī)劃，從而度信息化的復(fù)雜程度進行有效的降低。

　　1.2 從效能方面進行對比分析

　　首先，以艦船綜合電力系統(tǒng)為平臺的信息化可以使用一些高能的先進武器，如激光武器、電磁炮等，但是基于傳統(tǒng)動力的艦船信息化則無法使用這些高能的先進武器，從而致使艦船無法充分發(fā)揮現(xiàn)代艦船信息戰(zhàn)的基本效能，無法滿足海軍壯大和發(fā)展的實際需求。在不久將來，一旦發(fā)生信息化戰(zhàn)爭，其使用的武器大多數(shù)都會是新概念高能武器。傳統(tǒng)艦船機械推進系統(tǒng)與電力系統(tǒng)是相互獨立的兩個個體，艦船信息化中的大部分能量主要呈現(xiàn)機械能的狀態(tài)，并且被限制在推進系統(tǒng)的局部空間之內(nèi)，少部分的能量則以電能的形式作用于艦船電力系統(tǒng)之中，而機械能和電能二者之間無法進行轉(zhuǎn)換和調(diào)配。如果早傳統(tǒng)艦船上使用先進的高能武器，則會導(dǎo)致艦船電力系統(tǒng)的容量變大，艦船本身也無法承受高能武器帶來重量和體積，并且機組在布置方面的難度系數(shù)變大，由此可見，傳統(tǒng)艦船無法滿足高能武器上艦的實際需求。而綜合電力系統(tǒng)可以對相關(guān)能量進行統(tǒng)一的科學(xué)管理，同時對能量的動態(tài)進行合理的分配，不僅能夠滿足于艦船高速航行時對動力的實際需求，還能夠在戰(zhàn)斗的狀態(tài)下，保證高能武器有用之不盡的電聯(lián)，從而對艦船的作戰(zhàn)能力以及執(zhí)行任務(wù)的靈活性進行有效的提高。由此可見，艦船綜合電力系統(tǒng)是高能武器上艦船的前提條件，同時也是真正實現(xiàn)艦船信息化的基礎(chǔ)和保障。

　　其次，在艦船上合理運用綜合電力系統(tǒng)之后，就可以將傳統(tǒng)艦船的推進軸和減速齒輪箱等相關(guān)設(shè)備取消，從而保證艦船的噪聲變小，具有一定的隱身性。在現(xiàn)代海軍信息站對抗的整個過程中，可以大大提高我方艦船被地方艦船感知的距離，從而致使敵方艦船獲得我方艦船位置、船速等相關(guān)信息的時間變長，將敵方艦船信息站的威力降到最低。與此同時，由于綜合電力系統(tǒng)不再使用推進軸，從而致使原動機和發(fā)動機在布置的過程中更加方便快捷。例如原動機運用分布式布置方案進行布置，促使現(xiàn)代艦船在信息化條件下具備較強的生命力。

　　最后，艦船合理運用綜合電力系統(tǒng)之后，合理運用變頻調(diào)速對推進系統(tǒng)進行改造，促使推進螺旋槳在調(diào)速、制動以及反轉(zhuǎn)等方面變得更加靈活，并且調(diào)節(jié)所需要的時間越來越短，同時對艦船的航速、前進和倒車等控制工作也變得簡單容易，從而保證信息戰(zhàn)效能得到充分發(fā)揮。

　　2 新一代艦船的平臺

　　所謂的新一代艦船平臺是在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展以及現(xiàn)代海戰(zhàn)對信息化越來越依賴的背景影響下，國家為了保證海軍高新技術(shù)的快速發(fā)展、一些新概念高能武器的廣泛應(yīng)用，例如激光武器、電磁炮和電熱化學(xué)炮等先進高能武器，從而建立一個可以支撐海軍高新技術(shù)武器、新概念武器以及信息化作戰(zhàn)的艦船平臺。在新一代艦船平臺中合理運用綜合電力系統(tǒng)，其自身的電站容量、電力系統(tǒng)以及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)等形式也會隨之發(fā)生日新月異的變化，特別是電力推進、先進的高能武器以及直流區(qū)域配電系統(tǒng)的出現(xiàn)，從而致使艦船自身的電力變得繁瑣復(fù)雜，例如電力的產(chǎn)生、電力分配以及電力管理等方面，由此可見，必須合理運用智能化的能量管理系統(tǒng)，從而對綜合電力系統(tǒng)進行科學(xué)的管理。除此之外，艦船的航行控制、系統(tǒng)管理、指揮、訓(xùn)練等諸多方面也發(fā)生相應(yīng)的變化，而綜合艦橋技術(shù)、綜合保障系統(tǒng)以及綜合平臺模擬訓(xùn)練系統(tǒng)等先進技術(shù)手段成為艦船電氣化和信息化符合發(fā)展的必然趨勢。由此可見，對于支撐海軍電氣化與信息化作戰(zhàn)的艦船綜合平臺，其主要是在綜合電力系統(tǒng)的基礎(chǔ)之上，對艦船能量管理系統(tǒng)、綜合艦橋系統(tǒng)、綜合保障系統(tǒng)以及綜合平臺模擬訓(xùn)練系統(tǒng)等進行全面且完善的發(fā)展，從而形成一個科學(xué)合理的綜合平臺管理系統(tǒng)。

　　3 艦船綜合電力系統(tǒng)以及管理平臺

　　3.1 國外發(fā)展現(xiàn)狀

　　3.1.1 國外艦船綜合電力系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀

　　在 20 世紀 80 年代后期，西方一些發(fā)達國家在海軍發(fā)展投入大量的人力、物力和先進的科學(xué)技術(shù)，對艦船綜合電力系統(tǒng)所涉及的一些關(guān)鍵技術(shù)進行深入的研究;在 90 年代中期，綜合電力系統(tǒng)正式步入成熟階段，并且合理運用在軍輔艦船之上，對于此，世界各國大力開展水面戰(zhàn)斗艦船的工程應(yīng)用研究，并且將綜合電力系統(tǒng)應(yīng)用到新一代艦船之上。隨著世界上第一艘采用綜合電力系統(tǒng)的戰(zhàn)斗艦艇的誕生，標志著綜合電力系統(tǒng)已步入成熟階段，并且正式走向?qū)嶋H裝備。近些年來，世界各個國家開始重視海軍艦船的發(fā)展，并且在艦船上廣泛運用綜合電力系統(tǒng)。

　　3.1.2 國外艦船綜合平臺管理系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀

　　近些年來，一些發(fā)達國家先后在相關(guān)型號的艦船上合理運用綜合平臺管理系統(tǒng)。例如美國海軍在提康德羅加級巡洋艦、拉什莫爾號兩棲船塢登陸艦等諸多艦船上安裝綜合平臺管理系統(tǒng);英國皇家海軍 45 型驅(qū)逐艦在全電化的基礎(chǔ)之上，不斷引入先進技術(shù)手段，并且在艦船上普遍運用綜合平臺管理系統(tǒng);而法國、德國以及荷蘭等諸多國家在海軍艦船上也廣泛運用綜合平臺管理系統(tǒng)和信息化。

　　3.2 國內(nèi)艦船電氣化和信息化復(fù)合發(fā)展現(xiàn)狀

　　3.2.1 國內(nèi)艦船綜合電力系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀

　　自九五預(yù)研開始，我國針對艦船綜合電力系統(tǒng)進行全面且深入的研究，經(jīng)過漫長的十五和十一五，國家和相關(guān)技術(shù)研究人員在艦船綜合電力系統(tǒng)方面取得卓越的成就，并且在各個領(lǐng)域范圍內(nèi)進行廣泛運用。與此同時，在一些大功率燃氣輪機、運轉(zhuǎn)速度相對比較高的柴油機、高轉(zhuǎn)矩密度先進感應(yīng)推進電機以及綜合電力系統(tǒng)監(jiān)控與能量管理等諸多領(lǐng)域范圍涉及的關(guān)鍵技術(shù)也隨之得到重大的突破。從先進的科學(xué)技術(shù)角度出發(fā)，我國海軍艦船與西方一些發(fā)達國家相對比基本保持同一發(fā)展水平線。但是在集成化發(fā)電領(lǐng)域，我國在國際上的排名遙遙領(lǐng)先，從而為綜合電力系統(tǒng)整體集成技術(shù)的快速發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)，促使其正常有序的發(fā)展。

　　3.2.2 國內(nèi)艦船綜合平臺管理系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀

　　近些年來，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展與進步，艦船平臺管理系統(tǒng)現(xiàn)已真正實現(xiàn)集中化管理，例如動力監(jiān)控系統(tǒng)、電力監(jiān)控系統(tǒng)以及損管監(jiān)控系統(tǒng)等等。民用船舶在當前實際發(fā)展的過程中，合理運用工業(yè)領(lǐng)域中的太網(wǎng)和現(xiàn)場總線，將各個獨立的動力、電力監(jiān)控系統(tǒng)以及其他監(jiān)控系統(tǒng)等有機的結(jié)合在一起，從而形成一個科學(xué)合理的應(yīng)用的平臺，但是其智能化水平相對比較低，還不屬于信息化綜合平臺管理系統(tǒng)。由此可見，必須根據(jù)艦船綜合平臺和科學(xué)技術(shù)的實際發(fā)展狀況，從而建立一個完善的艦船綜合平臺的輔助決策專家系統(tǒng)，對智能化技術(shù)水平進行有效的提升。與此同時，還要對艦船綜合平臺管理系統(tǒng)中相關(guān)控制設(shè)備的通用化、模塊化以及系列化進行實現(xiàn)，從而制定科學(xué)合理的分系統(tǒng)間統(tǒng)一互聯(lián)通信規(guī)程，對集中管理能力進行有效的提升。

　　結(jié)束語

　　綜上所述，艦船電氣化與信息化有著直接的關(guān)聯(lián)，電氣化是實現(xiàn)艦船信息化的必然條件，同時也是世界艦船動力平臺的第三次革命。世界上一些先進發(fā)達的國家將電氣化作為艦船信息化發(fā)展與進步的首選方案。為了在不久的將來能夠更好地滿足于高技術(shù)戰(zhàn)爭的實際需求，應(yīng)合理運用綜合電力系統(tǒng)，并將其作為艦船的動力平臺。與此同時，還要對艦船信息化的實際需求進行全面的了解，從而保證艦船在實現(xiàn)全電化的同時實現(xiàn)艦船的信息化。在經(jīng)濟和科學(xué)技術(shù)等諸多方面允許的情況下，對艦船的綜合電力系統(tǒng)和綜合平臺管理系統(tǒng)進行相應(yīng)的演示驗證，合理運用先進的技術(shù)手段，對各個分系統(tǒng)和系統(tǒng)集成的相關(guān)技術(shù)逐一進行檢查，從而將風險降到最低，為艦船信息化發(fā)展提供完善成熟的動力平臺以及綜合管理平臺，從而真正實現(xiàn)艦船電氣化和信息化復(fù)合發(fā)展。

　　參考文獻

　　[1]馬偉明.艦船電氣化與信息化復(fù)合發(fā)展之思考[J].海軍工程大學(xué)學(xué)報,2010(5):1-4.

　　[2]黃漫玲,王得水.大型軍事電子信息系統(tǒng)裝備總體工藝研究 [J].中國電子科學(xué)研究院學(xué)報,2018(3).

　　[3]陳鋒,曹洪濤,劉洋等.國外艦艇綜合電力系統(tǒng)研究綜述[J]. 艦船科學(xué)技術(shù),2017(9):1-5.

　　[4]李宗橋.裝備研制信息管理系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[D].北京：中國科學(xué)院大學(xué),2015.

　　[5]漆振飛,何昱鋒.淺談信息化自動運維應(yīng)用平臺的設(shè)計與實現(xiàn)[J].信息通信,2017(8):98-99.

　　作者簡介：王國堅(1975-)，男，江蘇科技大學(xué)船舶與海洋工程專業(yè)本科畢業(yè)，現(xiàn)任中船黃埔文沖有限責任公司軍船部電裝科長，工程師，研究方向：艦船電氣生產(chǎn)統(tǒng)籌管理、成本管控。

　　王宇桐(1992-)，男，長春工業(yè)大學(xué)電氣工程及其自動化專業(yè)、東北財經(jīng)大學(xué)工商管理專業(yè)本科雙學(xué)歷、雙學(xué)位，現(xiàn)任中船黃埔文沖船舶有限公司軍船部電裝工藝技術(shù)，研究方向：艦船電磁兼容工藝技術(shù)、舾裝先行工藝技術(shù)。

　　謝玉川(1993-)，男，武漢船舶職業(yè)技術(shù)學(xué)院船舶電氣自動化專業(yè)專科畢業(yè)，現(xiàn)任中船黃埔文沖船舶有限公司軍船部電裝建造工藝，研究方向：艦船電氣制造工藝技術(shù)。

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