艦船裝備多源監測數據綜合管理與分析系統

張 衍，姚智剛

(海軍裝備技術研究所，北京 102442)

裝備的技術狀態監測與分析是保證裝備良好狀態的重要手段，監測手段分為振動監測、油液分析、無損監測等，每種方法都有不同的檢測儀器，如無損監測有便攜式超聲波探傷儀、便攜式渦流探傷儀等，這些設備雖然都針對無損監測使用，但由于技術原因，各公司所監測的數據只能應用本公司的軟件進行讀取和分析，各儀器監測的數據不能互為利用。本系統研制目的是開發專用平臺，將不同監測儀器所采集的數據轉化為通用的格式，實現多源監測數據的綜合管理與分析。

1 系統組成

1.1 系統結構

艦船裝備多源監測數據綜合管理與分析系統由綜合信息管理模塊、監測信息處理模塊、系統維護模塊、系統功能模塊4部分組成，見圖1。

1.2 系統詳細說明

1)綜合信息管理模塊。包括監測信息管理和技術信息管理2個子模塊。

(1)監測信息管理模塊。監測數據的定位以監測對象為索引，即從設備到測點，然后選擇監測時間、測點類型、測點位置、監測項目或工作時數等進行數據定位，完成對監測數據的查詢、分析、處理。該模塊可對同一種監測手段的不同監測儀器采集的數據進行自動識別并統一管理。

(2)技術信息管理模塊。該模塊完成對艦船基本信息和艦船設備基本信息等技術信息的維護、查詢和輸出EXCEL報表功能。

2)監測信息處理模塊。包括故障診斷與趨勢預測模塊。

該模塊依據監測數據和歷史數據的積累，運用灰色神經網絡法對設備開展故障診斷和未來運行狀態進行預測，并將預測結果以圖形和文字形式反映出來，用于評判設備運行狀態的優劣，也可用于各類故障的早期預報。概括的說，趨勢預測就是根據設備征兆信息“識別狀態和預測未來”。

3)系統維護模塊。包括系統維護和數據備份。

圖1 系統結構圖

(1)系統維護。此模塊是為用戶管理艦艇型號、設備、監測參數等設置的。用戶通過ADO訪問ACCESS數據庫中的監測數據表來實現對監測數據的管理。包含以下5個方面:①分級管理。主要記錄的是艦艇信息和艦艇設備的信息。②設備分類。對艦艇，子系統，設備類進行劃分。③基本設備。記錄設備的基本信息，如型號、性能、生產廠家等信息。④監測項目。記錄監測項目以及該項目中的測點信息。⑤設備/監測項目。將設備和監測項目關聯起來。

(2)數據備份。此模塊是可實現數據的備份和還原。

4)系統功能模塊。包括用戶管理子模塊。

用戶管理包括角色、用戶和系統日志管理。角色是系統權限分配的基本單位，用戶通過分配給不同的角色而獲得不同的角色權限。

2 主要技術特點

艦船裝備多源監測數據綜合管理與分析系統的主要特點體現在以下幾方面。

1)系統以不同監測儀器采集的監測數據為基礎，綜合運用數據識別、虛擬儀器、基于串聯的灰色神經網絡等技術，研制開發了艦船裝備多源監測數據綜合管理與分析系統，實現了振動、油液、紅外、電特性和無損等監測數據的綜合集成，實現了多源監測數據的管理和分析，為全面、準確地掌握艦船裝備技術狀態提供了科學的判斷依據，為艦船裝備技術狀態監測診斷工作提供了有力的支持。

2)系統對所涉及的預測和診斷理論對灰色理論、灰色神經網絡技術的算法及建模過程進行了分析，并在此基礎上，提出了基于串聯灰色神經網絡模型及其建模步驟和算法，應用該算法對振動、紅外、油液、電特性數據進行故障診斷及趨勢預測。

3)該系統的建立為多種監測技術的互補、實現信息融合、智能診斷提供了有力的條件。系統對確保艦船裝備的科學使用、管理和維修，保持和充分發揮艦船裝備的效能提供強有力的技術保證。

3 結論

艦船裝備多源監測數據綜合管理與分析系統針對艦船裝備眾多，科技含量高、電子化、自動化、機電一體化程度高，在其使用管理時需要有先進的設備狀態監測與故障診斷技術做為支持等問題，結合艦船裝備監測的實際情況，綜合應用數據自動識別、信號處理與預測、信息融合、智能診斷、虛擬儀器、灰色理論及神經網絡故障診斷等技術，研制了該系統，系統具備裝備技術、使用、維修信息管理，多源監測數據自動識別，集成管理與綜合分析，設備故障診斷與狀態預測等功能。該系統為艦船裝備技術狀態監測與故障診斷提供了一種先進、綜合、實用的技術手段，對提高艦船裝備監測診斷技術水平有著重要的意義。