艦船動力系統運行安全管理技術體系

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完善，對于我國的海軍而言，決定其生存力與戰斗力的重要依據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，它是保障海軍部隊人員安全，任務執行以及戰爭勝敗的關健性因素，因此針對我國海軍艦船動力系統構建運行安全管理技術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運行安全管理技術體系的構建情況。

關鍵詞：艦船動力系統；運行安全管理；技術體系

艦船動力系統運行安全管理技術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，軸系以及調距槳等動力設備或動力系統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[ 1 ]，這種技術對艦船的動力系統運行可以起到很好的安全管理作用，在保障艦船動力系統安全運行的同時，也保障了海軍部隊人員的人員安全，為他們的工作執行提供了堅實的后盾，本文主要探討的就是這種技術體系的構建。

一、艦船動力系統運行安全管理系統結構組成

艦船動力系統運行安全管理技術主要針對的是艦船的柴油機，燃氣輪機，主減速齒輪裝置，軸系以及調距漿等動力設備或動力系統，而為了實現這些動力系統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為例，其中每一個動力設備的運行安全管理分系統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，而且每一個分系統都有標準化接口，可以滿足不同動力系統的配置需求。集成后的艦船動力系統運行安全管理體系主要包括綜合安全管理分系統和各個動力設備安全管理分系統共同組成，而綜合安全管理分系統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，該系統可以實現對艦船動力系統的運行安全管理，保障艦船動力系統的運行安全。

二、艦船動力系統運行安全管理技術體系分析

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

（一）頂層設計技術

頂層設計技術主要有四點內容，即系統技術體系框架設計技術，首先分析其技術需求，然后對其技術體系的組成，內涵以及框架進行研究分解；系統設計體系框架設計技術，首先是制定出技術體系的設計規范，設計準則以及設計流程，然后再具體進行設計；開放式系統結構設計技術，首先研究技術體系的模塊配置，然后利用其模塊化思想，將系統進行模塊化的分解并確定各個模塊的功能作用；系統總體方案設計技術，主要研究的是技術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功能，接口以及數據通信等進行相關功能的設計[ 2 ]。

（二）各動力設備安全管理技術

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

（三）動力系統綜合安全管理技術

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

（四）安全管理系統硬件設計技術

安全管理系統硬件設計技術主要包含三個方面，即人機接口技術，主要是基于系統的評估結果，實現各個動力設備診斷，評估，決策以及通信結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硬件設計技術，主要是運用模塊化的思想陽春面計分系統樣子，包括電源以及抗干擾在內的多個軟硬件設計；動力系統運行安全管理系統硬件設計技術，主要是根據開放式系統結構的要求，對艦船動力系統運行安全管理分系統各個功能模塊進行軟硬件設計。

（五）硬件在環仿真試驗驗證技術

硬件在環仿真試驗驗證技術主要包括四個方面，即實時仿真軟件開發技術，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原理樣機的試驗驗證；輸入輸出信息轉換接口電路設計要求，主要是開發設計硬件在環仿真平臺的輸入輸出信號轉換接口電路；系統硬件在環仿真試驗平臺設計技術，主要是根據艦船動力評估決策支持結果構建硬件在環仿真試驗平臺；系統硬件試驗驗證技術，主要是硬件在環仿真平臺上根據實際需求進行不同環境，不同時間以及不同工況的試驗驗證，并形成規范的試驗操作流程和驗收規范[ 2 ]。

三、結語

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

參考文獻：

[1] 劉舒婷.艦船動力系統動態建模仿真與分析[J].艦船科學技術，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.