新一代综合平台监视和控制系统王淑瑛( 七O 七研究所九江分部九江3 3 2 0 0 7 )提要综合平台监视和控制系统( I M C S ) 是由荷兰海军组织R b ．H 系统公司与加拿大C A E 电子有限公司等多方力量研制开发出的，其目的就是要保证军舰人员实现平台自动化管理．从S 级护卫舰到海象级潜艇到M 级护卫舰最后到L C F 级护卫舰都安装了平台监视和控制系统，但每一级舰采用的系统功能特性不同，使用情况不同安装在L C F 级护卫舰的新一代综合平台监视和控制系统除了具有监视控制和损管功能以外，还具有通知功能和训练功能本文主要介绍L C F 综合平台监视和控制系统所采用的新技术和新软件硬件系统关键词平台监视控制自动化l 平台自动化系统的基本概念平台自动化系统的主要功能是监视和控制分布在舰船上的各个平台系统，以便实现在各种情况下的最佳监视和控制策略，自动化系统考虑了多种设计原理，这些设计原理采用了以下三个基本概念：·操作位置( 执行控制和监视功能的物理位置与相对受控设备的实际位置) ；·监视和控制类型；·处理位置操作位置一般定义为：·本地设备位置：在此船员操作控制现有设备( 如阀和泵等) ；·设备局部操作位置：在此操作员通过一局部操作面板操作控制设备的各个部件，该局部操作面板通常由设备制造商提供：·局部综合监视控制系统控制位置：在此操作员可以通过一局部操作面板操作控制机械设备，该局部操作面板通常安装在受控设备附近。
该位置通常意味着局部地监视和控制选择的可用部分： ·遥控位置：在此从远程位置监视和控制平台设备该位置可以是舰船控制中心或者是专用遥控位 置( 即舰桥、C I C 、损管控制台) 监视和控制类型有：·直接控制：提供部件或设备硬连接备用和基本功能； ·自动控制：利用自动功能模块进行控制，适用于复杂设备，如推进、发电和配电，冷水设备和舵横摇稳定操舵控制；·中心监视与控制：可使少数船员在一个工作台上监视和控制配置在全船上的平台设备处理位置分为：·局部连接：采用标准方法实现与传感器、执行机构和平台系统的连接：·局部处理：在分布式F O 站对数据进行预处理并完成分布式控制功能这些控制功能为典型的低位控制功能和“复杂”的控制功能这些功能必须独立实现中心综合监视控制系统部件的有效性，即推进、发电和操舵控制功能；·中心处理：向所有平台设备提供用手监视和控制的智能综合数据该部位同时还提供平台管理、损管控制和咨询系统所需要的复杂数据的处理功能2 现代自动化系统部件上述平台自动化概念已通过采用以下部件得以实现：·分布式I ／O 工作站：I ／O 工作站分布在全船各个地方，且安装靠近被监视和受控的平台设备它与平台系统( 传感器和执行机构) 接口，采集平台数据并发出控制指令来实现自动控制功能；·局部人机接1 3M M I 部件：( 面板、按钮、指示器航行记录装置工作站) 连接到的工作站上，通常用于控制和监视专用平台设备，如推进、操舵、发电和配电设备等。
这些人机接口部件还可以设计提 供与综合监视控制系统接1 3 的所有系统的全面控制和监视功能；·中心人机接口M M I 部件：这些部件被用来监视和控制中心部位( 舰船控制中心和船桥) 以获得全部平台设备( 损管控制工作站，显示单元V D U 工作站) 的信息和手工输入所需要的信息来控制整个平台：·数据网络：与不同的综合监视和控制系统部件连接该数据网络通常是一种冗余网络，能提供更 好的系统有用性和有效性3 对各级舰船综合平台监视和控制系统的评价对于各级舰船采用的综合平台监视和控制系统的评价，已采用对该系统在控制位置的配置状况、系统软件和硬件的组合，以及舰船控制中心与平台之间简单的数据传输方法进行了评价3 ．1S ．级护卫舰荷兰海军安装使用综合平台监视和控制系统的历史是从S ．级护卫舰安装的第一代先驱型综合平台监视控制系统开始的该系统只提供中心监视，不具备数据集中或数据智能显示功能，要由操作员给出所有控制指令尽管与现代综合平台监视和控制系统不同，但该监视和控制概念是在S ．级护卫舰开始并经过实船试验的以后的综合平台监视和控制系统全部都是基于这一概念发展起来的，因此S ．级护卫舰安装的第一代先驱型综合平台监视控制系统是以后的发展起来的综合平台监视和控制系统雏形。
3 ．2 海象级潜艇海象级潜艇的综合平台监视和控制系统是荷兰海军的第一套潜用系统，安装有如下监视和控制系统部件：·分布式I ／O 工作站；·局部和中心人机接口部件；·数据网络海象级潜艇没有安装现代数据网络每台I ／O 工作站通过专用电缆连接到中心计算机上为了实现其冗余性能，每台I ／O 工作站与两台主计算机和备用计算机连接该冗余中心计算机完成中心处理功能，并控制中心人机接口部件这两种分布式I ／O 工作站可以加以区别一种只具有I ／O 功能( 即所谓的局部处理单元) ，而另一种则具有控制功能( 即所谓的自动控制模块) 自动控制模块装有局部人机接口部件，同时装有其中心人机接口部件它是通过位于轮机室( 局部人机接口) 专用控制面板和指挥 中心( 中心人机接口) 中的控制面板实现的与S - 级护卫舰比较，海象级潜用综合平台监视和控制系统可以通过单人指挥实现复杂的控制功能，还可利用预处理数据帮助操作员监视各平台设备运行情况3 ．3M 级护卫舰M 级护卫舰综合平台监视和控制系统是荷兰海军第一套全面综合的监视和控制系统但它仍存在各种技术局限性，网络系统非常复杂中心人机接口和专用I ，o 工作站之间采用光纤通讯，粗线已太网通过中心处理器连接到中心人机接口上。
控制功能仍由操作员控制这些控制功能非常复杂，如用一个指令启动然油蜗轮机数据处理和数据显示用于帮助操作员分析平台设备状态然而，综合监视控制系统不能给出其结论或要采取措施的建议综合监视控制系统不能单独由操作员发出任何控制指令M ．级护卫舰综合监视控制系统软件功能的最大特性是能够分析平台数据，并向操作员和管理员建议要采取的各项措施在某种情况下，该系统能完成自动控制功能而无需操作员介入3 ．4L C F 防空指挥护卫舰L C F 护卫舰是荷兰海军最新型护卫舰，安装有三种平台自动化概念的综合监视控制系统和各种自动化系统部件数据网络已经过真系统链路评估所有远程控制面板已连接到该数据网络上不再使用自9 7动控制模块和局部处理单元，各I ／O 工作站能够完成复杂的控制功能下图为L C F 护卫舰平台管理系统 结构图图1 荷兰L C F 竣防空指挥护卫舰安装的综合平台监视和按翻管理系统4L C F 较护二i 邕舰臻备监税撞镧蔡鳞酶新葫髓与前面几套系统相比，特剐是与M ．级护直舰和辫豢缴潜艇相比，L C I = 级护卫舰用综合监视和控制系统具有以下新功能4 ．1 监视与控制功能L C I = 缴护卫舰综合监视和控糊系统其有诸如报警、模拟显示、趋势记录翱航行日志记录等标准功能， 并且还具有闭环控制和自动顺序控制功能。
闭环拉翻其肴推进( L C F 缴护卫舰带双桨组合柴油机或汽油 ( c o D o o ) 推进结构) 、发电和配电功能以及舵减横摇稳定功能 战舰连续损管控翻功能起蒹统的一个童宴标准，可以逋过临：i 蘩设备蠛系统冗余功能实现这就是为什么综合监视和控翻寨统设计姿实现全船握锄的一个原因按酱装鳖的女装紧靠控制设备和发动机推 进功能可以从舰桥、舰船控制中心紧急控制中心翱发动机室提供自动舵可以从舰桥和操舵室控制发电辅鲲电控制系统可以从舰船拉制中心、蘩急控制中心并通过电源并关板利配电板控制该系统还具有以下标准功能÷·舵减横播稳定功能； 薯标准控制翱监税功能特剌用模板、杀毒板翱趋势记隶板等卖现；·推进功能： - 发电和配电( 中蒋电压) 功能；- 自动顺序控制功能； ·先避的损管控制按照与舰船计划相同的慧幽避行手动标绘掼管控制数据并自动地根据传感器输入标绘 4 ．2 损管控制功能 快速和准确地对一种势态作出评估对减少和防止各种损坏很童娄综合监视和控铷系统提供直觉和便于使用的标绘装置输入的数据可从分都在全船的各操作员工作站获得口头逋讯和纸上记隶的需求 量最小，因此，大大减少了在危险情况下与错误逋信相关的工作站之间的混乱。
图象标绘可在所有能显示护卫舰等比例图的操作员工作站获得等比例显示装置很象目前世界大多 数海军使用的损管标绘板操作员可以将标绘符号用．P I C K ‘A N DD R O P 图标放在该等比例图上多层次标绘可避免数据，符号的混乱有效数据( 即传感器和手工输入的数据) 被组合成静态数据( 即舰船计划、系统布局) ，允许操作员进行简易的和快速的状态评估为了避免数据混乱，管理者和操作员可以选择使用各种图样面板和缩放装置提供概括性和详细信息说明在分别放大或缩小的同时，可以隐藏和显示详细的数据信息一个扩展稳定计算计划同样包括计算和预测各种情况下的舰船稳定性该计划将考虑标绘损管控制 数据( 即船体漏洞和洪水) 综合平台监视和控制系统组合的C C T V 系统在操作员工作站提供重要空间( 即发动机室) 实时图每台操作员工作站可以( 手工或自动) 选择一个房间进行监视查看不再要求船员提前从监视器上查看事件因此正确的措施，如H A L O N 布告发布要比常规方法速度要快的多采用P I C K A N D D R O P 技术的现代图形接口( 窗I ：1 、指示装置、按钮和图形目标) 适合数据输入在戴上损管控制手套时，一般不采用跟踪球输入，因为，各工作站安装了一支光笔，该笔可以用来输入数据，且要比一般情况下容易的多。
4 ．3 建议功能建议功能是基于知识的功能建议功能设计用来支持和帮助操作员和管理者完成复杂的和重大的工作任务重要的是这些功能能密切配合船员使用的程序，因为荷兰海军拥有完成特殊事件的标准程序， 尽管这些程序对所有舰船都一样，但舰船优先权和情况对每件事件要求不同这些程序相对于发生的事 件或操作员的各项要求按自动生成的运算法则和建议执行操作员可以选择执行一条建议( 即重新组合一个系统) 或者为制定一个计划需采用这一建议这对要求船员参加的活动过程很有用( 即灭火活动过程) 建议功能可以分成四部分t l p -·生存能力；·机动能力；．·传感器、武备和指挥支持能力；·膳宿支持能力提出与生存能力相关建议功能的目的是减少各种损坏( 火灾、碰撞、意外事件或洪涝灾害) ，例如， 防火可利用灭火和防火这两个建议功能就区域冷却和烟雾区域制定了初步计划，这些区域是长期保存的相关系统，如消防用水管道和舱底系统自动标绘系统这些建议功能提供操作员各种计划事项这些计划事项不是静态的，可由操作员扩展和改变在以坐标方式显示的地方可以显示舰船等比例图，操作员可用特殊程序打开或关闭操作员还可以增加和删除标绘符号和文本注释任何改变都要通过数据网络传递给所有其它操作员工作站。
这样会减少包括口头通信在内的误差信息至最少 机动性相关的建议功能提供最佳推进结构和设定值( 巡航柴油机与燃油涡轮机或尾轴) 建议这是以推进系统、支持系统或控制系统以及有效范围／耐航性计算，等读出状态、多功能为基础的预定自动程序被用来重新配置系统满足正确程序建议这些程序在操作员确定之后执行操作员接口分等级配 置超链路可快速直接进入技术缩构和图像中人机接口辅助设备包括推进结构全图、主机细节图( 巡 航柴油发动机、燃油涡轮机) _ 、变速箱和支持系统( 即燃油输送系统) 相同的建议功能可供操舵系统使用特殊的建议功能提供传感器、武器装备和指令支持使用护卫舰的有效负载基于传感器和武器装备 传感器和武器装备要求各种辅助设施( 即电源供应和冷却水等) 来完成各项任务如果辅助能力有限( 即由于多功能或损坏等) ，必须设定优先权优先权要通过读出( 即港口、运输、行动工作站) 和各种迹象( 即空气、水面和水下) 的状态来设定在操作员确定之后，重新配置建议和执行支持系统传感器，武器装备和指令支持。