艦船動力系統(tǒng)運行安全管理技術(shù)體系

楊帥 韓世薔

摘 要：隨著我國的逐漸強大，我國的軍隊建設也愈發(fā)完善，對于我國的海軍而言，決定其生存力與戰(zhàn)斗力的重要依據(jù)便是艦船的安全性和可靠性，而決定艦船運行是否具備安全可靠性的便是艦船的動力系統(tǒng)，它是保障海軍部隊人員安全，任務執(zhí)行以及戰(zhàn)爭勝敗的關(guān)健性因素，因此針對我國海軍艦船動力系統(tǒng)構(gòu)建運行安全管理技術(shù)體系當前海軍裝備的重點需求之一。本文主要分析探討的就是艦船動力系統(tǒng)運行安全管理技術(shù)體系的構(gòu)建情況。

關(guān)鍵詞：艦船動力系統(tǒng)；運行安全管理；技術(shù)體系

艦船動力系統(tǒng)運行安全管理技術(shù)主要指的是一種針對艦船的柴油機，燃氣輪機，主減速齒輪裝置，軸系以及調(diào)距槳等動力設備或動力系統(tǒng)的運行進行智能化的故障檢測診斷，安全風險評估，決策支持以及遠程通信的技術(shù)[ 1 ]，這種技術(shù)對艦船的動力系統(tǒng)運行可以起到很好的安全管理作用，在保障艦船動力系統(tǒng)安全運行的同時，也保障了海軍部隊人員的人員安全，為他們的工作執(zhí)行提供了堅實的后盾，本文主要探討的就是這種技術(shù)體系的構(gòu)建。

一、艦船動力系統(tǒng)運行安全管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成

艦船動力系統(tǒng)運行安全管理技術(shù)主要針對的是艦船的柴油機，燃氣輪機，主減速齒輪裝置，軸系以及調(diào)距漿等動力設備或動力系統(tǒng)，而為了實現(xiàn)這些動力系統(tǒng)的運行安全管理有效集成，需要對每一個運行安全管理分系統(tǒng)進行相應的設計，以“標準化接口，模塊化組成”為設計標準，而每一個運行安全管理分系統(tǒng)主要包括信號采集，信號特征提取，智能化故障診斷，安全評估，決策支持，通信，人機接口以及應急保護等多個功能模塊[ 1 ]。以艦船的柴油機動力系統(tǒng)為例，其中每一個動力設備的運行安全管理分系統(tǒng)不僅包含有遠程通信功能，還可進行單獨使用以對每一臺動力設備的運行進行安全管理，而且每一個分系統(tǒng)都有標準化接口，可以滿足不同動力系統(tǒng)的配置需求。集成后的艦船動力系統(tǒng)運行安全管理體系主要包括綜合安全管理分系統(tǒng)和各個動力設備安全管理分系統(tǒng)共同組成，而綜合安全管理分系統(tǒng)主要由綜合故障診斷，綜合安全評估，綜合決策支持，人機接口以及遠程通信等五個模塊組成，如下圖1所示，該系統(tǒng)可以實現(xiàn)對艦船動力系統(tǒng)的運行安全管理，保障艦船動力系統(tǒng)的運行安全。

二、艦船動力系統(tǒng)運行安全管理技術(shù)體系分析

如上文所述，集成后的艦船動力系統(tǒng)運行安全管理技術(shù)系統(tǒng)主要包括五大功能模塊，而其技術(shù)體系也同樣是由五種技術(shù)共同組成，即頂層設計技術(shù)，各動力設備安全管理技術(shù)，動力系統(tǒng)綜合安全管理技術(shù)，安全管理系統(tǒng)硬件設計技術(shù)和硬件在環(huán)仿真試驗驗證技術(shù)，下面針對這些技術(shù)進行具體分析。

（一）頂層設計技術(shù)

頂層設計技術(shù)主要有四點內(nèi)容，即系統(tǒng)技術(shù)體系框架設計技術(shù)，首先分析其技術(shù)需求，然后對其技術(shù)體系的組成，內(nèi)涵以及框架進行研究分解；系統(tǒng)設計體系框架設計技術(shù)，首先是制定出技術(shù)體系的設計規(guī)范，設計準則以及設計流程，然后再具體進行設計；開放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設計技術(shù)，首先研究技術(shù)體系的模塊配置，然后利用其模塊化思想，將系統(tǒng)進行模塊化的分解并確定各個模塊的功能作用；系統(tǒng)總體方案設計技術(shù)，主要研究的是技術(shù)體系的配置和總體設計方案，以及對各個動力設備的運行安全管理分系統(tǒng)功能，接口以及數(shù)據(jù)通信等進行相關(guān)功能的設計[ 2 ]。

（二）各動力設備安全管理技術(shù)

動力設備安全管理技術(shù)主要有故障機理分析技術(shù)，運行特征參數(shù)選取與信號采集技術(shù)，信號處與特征提取技術(shù)，故障診斷數(shù)據(jù)庫設計技術(shù)，故障診斷知識庫設計技術(shù)，智能化故障推理技術(shù)，參數(shù)趨勢預測技術(shù)，安全評估技術(shù)，決策支持技術(shù)，應急保護技術(shù)以及分布式系統(tǒng)通信技術(shù)等。

（三）動力系統(tǒng)綜合安全管理技術(shù)

動力系統(tǒng)綜合安全管理技術(shù)主要有四個方面，即系統(tǒng)綜合故障診斷技術(shù)，主要對動力系統(tǒng)的故障發(fā)生進行綜合診斷；系統(tǒng)綜合安全評估技術(shù)，主要是根據(jù)故障診斷的結(jié)果開發(fā)出合理的艦船動力系統(tǒng)綜合安全評估模型與安全評估軟件；系統(tǒng)綜合決策支持技術(shù)，主要是針對故障解決方案開發(fā)出相應的決策支持軟件；系統(tǒng)遠程通信技術(shù)，主要是根據(jù)體系的遠程通信方式和特點研發(fā)出相應的模塊功能軟硬件。

（四）安全管理系統(tǒng)硬件設計技術(shù)

安全管理系統(tǒng)硬件設計技術(shù)主要包含三個方面，即人機接口技術(shù)，主要是基于系統(tǒng)的評估結(jié)果，實現(xiàn)各個動力設備診斷，評估，決策以及通信結(jié)果的輸出以及機艙操作人員指令輸入；運行安全管理分系統(tǒng)硬件設計技術(shù)，主要是運用模塊化的思想陽春面計分系統(tǒng)樣子，包括電源以及抗干擾在內(nèi)的多個軟硬件設計；動力系統(tǒng)運行安全管理系統(tǒng)硬件設計技術(shù)，主要是根據(jù)開放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的要求，對艦船動力系統(tǒng)運行安全管理分系統(tǒng)各個功能模塊進行軟硬件設計。

（五）硬件在環(huán)仿真試驗驗證技術(shù)

硬件在環(huán)仿真試驗驗證技術(shù)主要包括四個方面，即實時仿真軟件開發(fā)技術(shù)，主要是編制艦船的各個動力設備的實時仿真軟件，使其能夠滿足分系統(tǒng)原理樣機的試驗驗證；輸入輸出信息轉(zhuǎn)換接口電路設計要求，主要是開發(fā)設計硬件在環(huán)仿真平臺的輸入輸出信號轉(zhuǎn)換接口電路；系統(tǒng)硬件在環(huán)仿真試驗平臺設計技術(shù)，主要是根據(jù)艦船動力評估決策支持結(jié)果構(gòu)建硬件在環(huán)仿真試驗平臺；系統(tǒng)硬件試驗驗證技術(shù)，主要是硬件在環(huán)仿真平臺上根據(jù)實際需求進行不同環(huán)境，不同時間以及不同工況的試驗驗證，并形成規(guī)范的試驗操作流程和驗收規(guī)范[ 2 ]。

三、結(jié)語

綜上所述，本文首先概況分析了艦船動力系統(tǒng)運行安全管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成，然后針對艦船動力系統(tǒng)運行安全管理技術(shù)體系進行了具體分析，其主要包含五大技術(shù)要點，即頂層設計技術(shù)，各動力設備安全管理技術(shù)，動力系統(tǒng)綜合安全管理技術(shù)，安全管理系統(tǒng)硬件設計技術(shù)和硬件在環(huán)仿真試驗驗證技術(shù)，希望對我國海軍艦船動力系統(tǒng)的運行安全管理以及管理體系的構(gòu)建能想到相應的參考作用。

參考文獻：

[1] 劉舒婷.艦船動力系統(tǒng)動態(tài)建模仿真與分析[J].艦船科學技術(shù)，2014（12）：66-69.

[2] 邱朋輝.船舶動力裝置的安全管理及其信息化[D].武漢理工大學，2007.