基于智能传感技术的船舶轮机监督管理系统设计

船舶轮机管系为船舶设备的类型之一，其性能质量影响了船舶运行的安全性与效率。在船舶建造过程中，包括了轮机、电气、通道、船体等多专业，需要历经多个阶段。无论在哪个阶段和专业中，都存在一定难点和重点。船舶轮机工程中不仅包含了机械设备的调试与安装等工作，还有相关管系的制作与安装。在船舶建造中的内容多，涉及范围面比较广泛。以此，本文就船舶轮机管系提出了监督管理系统的设计思路[1]。

1 船舶轮机监督管理系统的架构与开发环境

1.1 系统的开发环境

1.1.1 智能传感技术

智能传感技术是结合人工智能、计算机技术和传感器的技术，能够有效感知物体、环境和状态等信息。以不同工作与应用场景，将智能传感器划分成为生物、化学与物理等不同类型。

在工作过程中，智能传感器对目标物体的化学、物理等特征进行感知，使感知的信息转变成为电信号。另外，智能传感器以内置算法和微处理器处理电信号，对有用信息进行输出。智能传感技术在智能家居、工业自动化、环境保护、医疗健康等领域中使用。

在技术不断发展下，智能传感技术朝着低功耗、小型化与高精度等方向发展。在未来，智能传感技术和物联网、人工智能等技术结合，实现智能化应用。另外，智能传感技术也面临着隐私、安全等挑战，要使用严格的措施保障。

1.1.2 开发技术

在浏览器开发过程中使用 B/S 技术，利用网络对安装与应用环境划分，系统的升级管理更加方便。对多用户进行监控，从而设计全新的软件系统。

ASP.NET 联合 HTML 编辑器工作，从而开发多处理器。根据自由组织的方式设计 web 窗体，以面向对象的方法设计空间，提高编程的效率与灵活性。

1.2 系统的架构

将智能传感技术在船舶轮机监督管理系统设计中应用，图 1 为系统的架构。使用智能传感器收集数据，能够独立收集数据并处理。所以，提高了传播轮机管系建造的速度。在建造船舶轮机管系时收集相关的参数信息，将信息数据传输到系统中，提高船舶管系制造的现场调控效果。

船舶管系建造监督管理系统材料管理功能 轮机管系测试 现场管理功能合 材 管有理

2.3.1 材料管理功能

2.1 智能终端数据收集的硬件设备

2.3.2 轮机管系测试功能

在船舶轮机监督管理系统运行的过程中，要不断的收集船舶航行过程数据。使温度仪、ARPA 和 GPS 等智能终端划分成为三个小组，每个小组的智能终端利用 AI、AO、DO 等接口和船舶 PLC 控制柜，使 PLC 控制柜连接数据收集控制器。以Profibus-DP 总线连接网口、转换器，在通信层存储船舶发送的数据。根根据智能终端组控制器将智能数据转变为信号，构成数据和网关的数据收集闭环，并且备份船舶智能终端数据。

通过管道压力测试、流量测试与阀门有效性测试构成，在创建船舶轮机管系后进行测试，在测试现场中安装智能传感器，对程序编写后收集传感器数据。根据智能传感器对大量数据测量，一次就能够测试大量数据，将数据绘制为曲线并在数据库中保存。还能够和其他数据联动，假如在测试中有某个阀门打开之后就无法关闭，运行状态异常。可以在界面中显示阀门的位置，比如阀门的厂家信息、物流信息、采购与材质等信息。通过轮机管系测试系统验证管道压力与流量，使轮机管系阀门质量得到提高。通过智能标签、智能传感器等技术，使工作人员能够迅速定位故障，分析建造故障问题[5]。

2 船舶轮机监督管理系统的设计

本文是以B/S 架构设计系统，使用 C#系统前端开发工具，系统服务器软件平台为 ASP.NET，能够降低软硬件安装的复杂性[2]。

在船舶轮机管系监督管理中，大部分的管系材料存在合同信息、采购信息管理问题，还存在材料规格错乱等问题。所以，本文材料管理功能中有材料物流跟踪、采购信息、标签信息和合同信息等管理功能，从而实时管理材料的进出库，对管系建造的材料信息读取后存储。其次，结合其它商家物流信息实时跟踪所有材料，并且对材料进行管理和溯源。

数据存储控制器作为系统服务器访问组的核心硬件，能够存储船舶智能终端中的数据，并且随时调用数据，提高了数据的安全性。本文使用 MSA 2050 型数据存储器提高了数据的调用速度，数据存储控制器的架构详见图 2。主要包括地址加扰模块、FLASH 存储器和访问控制模块等，利用流控模块接受服务总线信号之后，根据访问控制模块识别信号的访问权限，在此过程中能够以地址加扰模块打乱智能船舶终端的位置数据，之后访问存储区，对先关的数据进行调用、访问与离线存储[3]。

2.3.3 现场管理功能

2.2 船舶轮机建造生产管理体系

船舶轮机建造过程中的数据包括运维、管理与生产等数据，生产数据包括三维参数，能够查询界面数据和场景显示；运维数据为数据模型的核心，根据数据交互技术对分段建造基本信息进行分析；管理数据包括场地网格化信息等，实现场地规划与模型的加载功能。数据驱动使动态、不确定的数据相互融合，船舶轮机建造生产体系包括：

在船舶轮机监督管理系统中，现场管理为主要构成。虽然大部分的船在管系装配、材料采购等环节运行正常，但是假如工作现场混乱，安全生产事故的发生率就会提高，比如非生产装配人员、管道摆放问题等，导致船舶轮机建造发生问题。那么，就要严格管理现场，包括现场环境感知与人员管理。人员管理能够避免非工作人员导致的误操作，设置警戒线并管理工作人员。将智能标签设置到工作人员安全头盔中，从而主动发射射频信号。将RFID 读写器设置到船舶制造现场中，对工作人 在现场安装多个红外传感器，实时监测工作人员的工作活动。假如监测人员或者 RFID 读写器的数量不同，会判断有人非法闯入，然后系统发送警报，提醒工作人员处理。利用智能传感器实现现场环境感知，包括温湿度传感器。此传感器能够实现无线数据的传输，在系统接收数据之后分析，显示在系统主界面，方便工作人员掌握船舶管系现场实际情况。

（1）数据收集。数据收集层能够整合船舶轮机的内部信息系统、生产外部信息、物联网信息等，信息数据量比较大，所以要重视数据保护功能。

2.3.4 权限管理功能

（2）技术分析。对有用的信息提取后详细分析，根据实时运行和历史数据更新系统，创建高可靠性、高精度的模型，从而解决实际问题。

通过角色关联与访问权限构成权限管理访问功能，使用户和角色相互关联，方便权限管理和用户访问。将船端工作人员划分成为多个岗位，包括船长、大管轮、二管轮等。使岸端公司划分成为部门经理、机务经理、科员、总经理等，对工作人员的不同职位与功能进行明确。那么，在工作人员注册过程中，通过管理业务预警数据信息的设定，通过主页就能够查询相关的业务，提高工作的覆盖面和效率[6]。

工作人员登录到主页中，能够收到相关业务提示信息，包括工作提示、物料缺货等。比如燃油类，在燃油数量低，系统就能够对工作人员提示。根据国际海事组织与机构标准，企业能够制定针对性的预警限制，在相关船员信息库中发送预警限制，选择船员信息后发送给船长进行审核，解决实际问题。

（3）数据管理。深入挖掘杂乱、大量的数据源，提取有价值信息，从而为数据的后续存储和使用提供基础。预处理原始数据，将有用的数据清洗后使其转变成为方便数据挖掘的形式，然后整合数据。

数据库设计就是给定一个应用环境，设计优化数据库逻辑模式，满足数据管理与存储

2.4 web 数据库设计

（4）应用展示。以三维视角开展工作，工作人员根据动态资源验证项目工程的可行性，从而实现分段生产决策。使数据展示作为可视化看板，管理人员能够实时的查看生产进度和过程[4]。

2.3 系统的功能设计

3 系统的应用分析

将某船舶作为实验对象，设置功能良好的雷达、探测仪和 GPS。利用本文系统对船舶轮机进行监督管理，分析本文系统的应用效果。系统可移植性指的是系统在不断变化的环境下运行效果，对系统生命力进行衡量。在系统运行环境改变的时候，系统软件能够自动更新补丁。更新补丁的数量越少，说明系统可移植性越好。在不同运行环境中测试系统的更新程序补丁数量，设置 40 个。通过测试结果表示，本文系统在不断变化的环境下，更新补丁数量在运行时间不断增加时有先上升后降低的趋势。在不同运行环境中，系统的补丁更新效果良好，表示系统的可移植性良好。表 2 为系统的数据收集结果，对系统收集数据和实际值的偏差绝对值分析，偏差不能够超过 0.1。通过表 2 表示，本文系统在收集船舶轮机数据时，在不同时间段的采集数值与实际数值的绝对值最大为 0.03。说明本文系统收集数据的精度高，管理能力良好。

在本文设计系统对收集的船舶轮机数据加密处理的时候，加密数据安全性会有所降低。在数据量不超过1400 的时候，系统对数据加密安全性数值接近 1.0。在数据不断增加的时候，会降低加密后数据安全性数值，但是幅度比较小。在数据超过 2000 个的时候，系统加密数据安全性也在 0.99 左右。说明本文系统的数据加密能力良好[8]。

4 结束语

在传统船舶轮机监督管理过程中的时间与人工成本比较高，但是此种方法会导致管理出现混乱。那么，就要在船舶轮机监督管理中使用智能传感技术，对材料的管理进行全流程跟踪，并且收集相应的数据，对系统进行测试，提高物资与工作人员的管理效果。本文的研究表示，通过智能传感技术能够提高管理效率，解决了传统管理工作的问题。并且管理稳定性、可靠性良好，利用数据与信号的集成处理，提高了船舶轮机管理数字化水平。

参考文献

[1]冯书丽. 基于智能传感技术的船舶轮机管系建造的监督管理系统[J]. 舰船科学技术，2023，45（22）：218-221.

[2]左常旭. 船舶轮机管系及其建造阶段的监督管理策略[J]. 船舶物资与市场，2025，33（3）：112-114.

[3]胡建涛，李天姣，刘辉，等. 基于样条插值的轻量化 AIS 船舶轨迹预测[J]. 水下无人系统学报，20

[4]李丰华. 船舶轮机管系及其建造阶段的监督管理探讨[J]. 新型工业化，2022，12（4）：104-106，115.

[5]张立尧，郭梓芊，李瑞芳，等. 基于数字孪生与改进KD 树算法的船舶运维知识推理与策略优化[J]. 中国舰船研究，2025，20（2）：118-130.

[6]牛夕莹，郑群，林枫，等. 热斑在船用燃气轮机高低压涡轮中迁移路径分析[J]. 推进技术，2025，46（3）：80-90.

[7]曾志伟. 基于 DWAE 和 GRUNN 方法的船舶轮机传动系统运行状态识别[J]. 机械管理开发，2025，40（3）：201-203.

[8]柳长昕，石飞雄，王锋，等. R1234ze 及其混合工质的船舶余热 TEG-ORC 联合循环性能模拟与优化[J]. 交通运输工程学报，2025，25（1）：160-171.

作者简介：蔡仕龙， 1976.2.5，男，汉族，湖南衡南人，现职称：中级工程师，学历：大学本科；研究方向：海洋船舶轮机管理。