舰船装备多源监测数据综合管理与分析系统

张 衍，姚智刚

(海军装备技术研究所，北京 102442)

装备的技术状态监测与分析是保证装备良好状态的重要手段，监测手段分为振动监测、油液分析、无损监测等，每种方法都有不同的检测仪器，如无损监测有便携式超声波探伤仪、便携式涡流探伤仪等，这些设备虽然都针对无损监测使用，但由于技术原因，各公司所监测的数据只能应用本公司的软件进行读取和分析，各仪器监测的数据不能互为利用。本系统研制目的是开发专用平台，将不同监测仪器所采集的数据转化为通用的格式，实现多源监测数据的综合管理与分析。

1 系统组成

1.1 系统结构

舰船装备多源监测数据综合管理与分析系统由综合信息管理模块、监测信息处理模块、系统维护模块、系统功能模块4部分组成，见图1。

1.2 系统详细说明

1)综合信息管理模块。包括监测信息管理和技术信息管理2个子模块。

(1)监测信息管理模块。监测数据的定位以监测对象为索引，即从设备到测点，然后选择监测时间、测点类型、测点位置、监测项目或工作时数等进行数据定位，完成对监测数据的查询、分析、处理。该模块可对同一种监测手段的不同监测仪器采集的数据进行自动识别并统一管理。

(2)技术信息管理模块。该模块完成对舰船基本信息和舰船设备基本信息等技术信息的维护、查询和输出EXCEL报表功能。

2)监测信息处理模块。包括故障诊断与趋势预测模块。

该模块依据监测数据和历史数据的积累，运用灰色神经网络法对设备开展故障诊断和未来运行状态进行预测，并将预测结果以图形和文字形式反映出来，用于评判设备运行状态的优劣，也可用于各类故障的早期预报。概括的说，趋势预测就是根据设备征兆信息“识别状态和预测未来”。

3)系统维护模块。包括系统维护和数据备份。

图1 系统结构图

(1)系统维护。此模块是为用户管理舰艇型号、设备、监测参数等设置的。用户通过ADO访问ACCESS数据库中的监测数据表来实现对监测数据的管理。包含以下5个方面:①分级管理。主要记录的是舰艇信息和舰艇设备的信息。②设备分类。对舰艇，子系统，设备类进行划分。③基本设备。记录设备的基本信息，如型号、性能、生产厂家等信息。④监测项目。记录监测项目以及该项目中的测点信息。⑤设备/监测项目。将设备和监测项目关联起来。

(2)数据备份。此模块是可实现数据的备份和还原。

4)系统功能模块。包括用户管理子模块。

用户管理包括角色、用户和系统日志管理。角色是系统权限分配的基本单位，用户通过分配给不同的角色而获得不同的角色权限。

2 主要技术特点

舰船装备多源监测数据综合管理与分析系统的主要特点体现在以下几方面。

1)系统以不同监测仪器采集的监测数据为基础，综合运用数据识别、虚拟仪器、基于串联的灰色神经网络等技术，研制开发了舰船装备多源监测数据综合管理与分析系统，实现了振动、油液、红外、电特性和无损等监测数据的综合集成，实现了多源监测数据的管理和分析，为全面、准确地掌握舰船装备技术状态提供了科学的判断依据，为舰船装备技术状态监测诊断工作提供了有力的支持。

2)系统对所涉及的预测和诊断理论对灰色理论、灰色神经网络技术的算法及建模过程进行了分析，并在此基础上，提出了基于串联灰色神经网络模型及其建模步骤和算法，应用该算法对振动、红外、油液、电特性数据进行故障诊断及趋势预测。

3)该系统的建立为多种监测技术的互补、实现信息融合、智能诊断提供了有力的条件。系统对确保舰船装备的科学使用、管理和维修，保持和充分发挥舰船装备的效能提供强有力的技术保证。

3 结论

舰船装备多源监测数据综合管理与分析系统针对舰船装备众多，科技含量高、电子化、自动化、机电一体化程度高，在其使用管理时需要有先进的设备状态监测与故障诊断技术做为支持等问题，结合舰船装备监测的实际情况，综合应用数据自动识别、信号处理与预测、信息融合、智能诊断、虚拟仪器、灰色理论及神经网络故障诊断等技术，研制了该系统，系统具备装备技术、使用、维修信息管理，多源监测数据自动识别，集成管理与综合分析，设备故障诊断与状态预测等功能。该系统为舰船装备技术状态监测与故障诊断提供了一种先进、综合、实用的技术手段，对提高舰船装备监测诊断技术水平有着重要的意义。