姚晨，繆本樂，徐祖才

（1.中國船舶重工集團公司第七一一研究所，上海 201108；2.中國人民解放軍91860 部隊，上海 200000）

隨著科學技術的發(fā)展，應用現(xiàn)代化計算機軟件，可以幫助船舶管理人員對船舶的各個系統(tǒng)進行多角度的分析和檢測，特別是在Lab VIEW 軟件的應用幫助下，實現(xiàn)對船舶動力狀態(tài)實現(xiàn)高效的監(jiān)管，成為行業(yè)內(nèi)重要的檢測手段，引發(fā)從業(yè)人員的思考和探索，成為行業(yè)內(nèi)的熱門研究議題。

1 船舶動力系統(tǒng)的監(jiān)管軟件

船舶動力系統(tǒng)主要是以主動力、輔助動力、輔機設備等相關內(nèi)容組成，因此，動力系統(tǒng)是船舶的核心內(nèi)容，需要進行24 小時的監(jiān)控和管理，確保船舶各個功能的有效實施。一方面，船舶動力系統(tǒng)為船舶的運行給予足夠的能量和動力，通過研究對應的監(jiān)控體系，可以進一步保障船舶動力系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。

船舶動力系統(tǒng)的監(jiān)控體系，需要極為強大的信號采集能力、信息校準能力以及信息分析能力，因此，監(jiān)控體系的完善和強大是保障船舶動力系統(tǒng)的重要基礎。作為船舶動力系統(tǒng)的監(jiān)控體系，要實現(xiàn)對相關數(shù)據(jù)的有效分析和記錄，同時，利用現(xiàn)代化的計算機技術，保障監(jiān)控目標可以完整將數(shù)據(jù)采集，同時，還能夠進一步利用相關計算軟件，實現(xiàn)對相關數(shù)據(jù)更深層次的分析和研究。

Lab VIEW 軟件平臺，是當前主流應用的可視化編輯平臺，結(jié)合當前最先進的電磁式轉(zhuǎn)速傳感器以及信號過濾裝置，實現(xiàn)對船舶動力系統(tǒng)不間斷的監(jiān)測和檢查，確保船舶動力系統(tǒng)的各項故障可以及時發(fā)現(xiàn)和處理，并且還能夠?qū)⒈O(jiān)控體系的各個硬件組成以及運行原理進行詳盡的介紹和論述。

2 船舶動力狀態(tài)的有效監(jiān)督和診斷

作為船舶動力狀態(tài)的監(jiān)管軟件平臺，要具備強大的監(jiān)管能力，一方面，動力系統(tǒng)包含的裝置極為復雜和多樣，涉及的領域和范圍包括電子機械、熱學、動力學、工程學等一系列科學技術，包含的種類不僅應用范圍廣，同時，對應的難度也極為艱澀，需要極專業(yè)的從業(yè)人員才能夠有效駕馭。因此，通過對船舶動力狀態(tài)的不懈研究以及相關數(shù)據(jù)的對比和分析，以Lab VIEW 軟件為代表的監(jiān)管平臺，有效實現(xiàn)傳統(tǒng)監(jiān)管工作中的人工監(jiān)管模式，將監(jiān)控策略以及故障診斷等相關功能充分地應用和實現(xiàn)，解決傳統(tǒng)船舶管理模式的弊端和不足，實現(xiàn)對管理成效的巨大飛躍。

基于Lab VIEW 軟件的監(jiān)管流程，船舶動力狀態(tài)以及故障診斷系統(tǒng)的主要工作順序為，通過Lab VIEW 軟件的傳感

器進行船舶主機運行轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)的記錄和分析，對船舶主機功率進行實時的傳輸和統(tǒng)計，將以上提取的信息進行匯總和收納，利用信號轉(zhuǎn)化器，以及預處理程度對特定的標志性信號進行數(shù)據(jù)提取，最終與數(shù)據(jù)庫的代表問題數(shù)據(jù)進行對比和分析，按照相應的數(shù)據(jù)內(nèi)容進行多種數(shù)據(jù)的佐證。另外，將故障的來源以及多種可能性進行傳輸，確保船舶管理人員以及維護人員可以第一時間了解相應的問題，開展相應的維修機制。通常，利用Lab VIEW 軟件平臺，對船舶的動力系統(tǒng)進行監(jiān)管和診斷的方式，是按照測量法、數(shù)據(jù)模型、故障樹推理法、統(tǒng)計分析法等方式進行預判，以故障樹推理法為例，在對船舶動力系統(tǒng)進行監(jiān)控和診斷時，結(jié)合動力裝置的功能以及結(jié)構(gòu)的具體關系進行相關內(nèi)容的判斷和研究。

3 以Lab VIEW 平臺為核心，深化船舶動力狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)的研究

（1）監(jiān)控系統(tǒng)的設計方案。以Lab VIEW 軟件為核心，利用其可視化編程平臺，設計出一款新型船舶動力狀態(tài)以及故障診斷的有效措施，系統(tǒng)整體方案按照軟件硬件兩部分進行設計。硬件體系中，利用多種傳感器分別安置在不同的設備中，根據(jù)不同設備的運行功率以及運行情況進行數(shù)據(jù)傳輸以及數(shù)據(jù)匯總，例如，在工控機、打印機、信號調(diào)整電路等相關設備進行監(jiān)控和管理，按照對應的設備運行情況進行數(shù)據(jù)匯總，結(jié)合數(shù)據(jù)中心的癥狀數(shù)據(jù)中心的內(nèi)容進行對比和分析，可以快速得出船舶動力系統(tǒng)硬件設備的問題和解決措施。硬件設備的價值是利用傳感器，隨時隨地收集相關設備的信息和數(shù)據(jù)，同時，利用相關數(shù)據(jù)發(fā)送到信號調(diào)節(jié)裝置進行數(shù)據(jù)翻譯，最終在船舶動力裝置中表達相應的結(jié)果。在軟件體系中，首要工作是建立強大的數(shù)據(jù)庫，確保船舶動力系統(tǒng)各項問題的數(shù)據(jù)可以進行科學的對比和分析，另外，當數(shù)據(jù)一致時，還要進行及時的報警和警戒?；贚ab VIEW 軟件的可視化操作編輯平臺，以BP 神經(jīng)網(wǎng)絡為基礎，通過對收集到的數(shù)據(jù)進行處理和分析，確保數(shù)據(jù)得到完整的轉(zhuǎn)化和翻譯，對比數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的相關問題數(shù)據(jù)，利用圖形化顯示模式進行對應結(jié)果的表達，最終確定問題的具體類別以及處理方式。無論是硬件體系還是軟件體系，都是幫助船舶管理者可以在第一時間發(fā)現(xiàn)船舶動力系統(tǒng)的問題和原因，從而制定相應的解決措施，在第一時間完成對系統(tǒng)的修復和處理。

（2）動力狀態(tài)信號采集以及濾波模塊。由于船舶動力系統(tǒng)的監(jiān)控成效，主要取決于主機的信號采集精度，因此，應用信息采集能力強大的傳感器，對監(jiān)控成效的影響極為深遠。船舶動力監(jiān)控系統(tǒng)的傳感器，務必要符合高精度、高效能、非接觸等特性，并且可以借助電磁式轉(zhuǎn)速傳感器將船舶主機的運行信息進行記錄和傳輸。通常，電磁式轉(zhuǎn)速傳感器的安裝位置，大多是正對著電極飛輪盤齒的位置，根據(jù)齒輪運轉(zhuǎn)過程中與齒根的交替過程，會經(jīng)過電磁傳感器的磁路，進而引發(fā)傳感器磁通量的周期性變化，并且按照變化的情況進行信號數(shù)據(jù)的分析和統(tǒng)計，從而獲取到船舶動力系統(tǒng)的運行狀態(tài)。在船舶動力監(jiān)測系統(tǒng)中，除了電磁轉(zhuǎn)速傳感器之外，還有信號濾波以及降噪技術，都能夠?qū)崿F(xiàn)對船舶動力系統(tǒng)進行全方位的監(jiān)控和監(jiān)測。

基于Lab VIEW 軟件平臺中的數(shù)字濾波器，可以結(jié)合船舶動力系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)特點，進行數(shù)字模型的分析和計算，利用相關數(shù)學公式，在電子計算機的幫助下，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的有效計算，進而得出相應的動力系統(tǒng)運行情況。

（3）以Lab VIEW 軟件平臺為核心的動力狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)分析。Lab VIEW 軟件中的虛擬儀器，是以G 語言為主的應用開發(fā)工具，通過在Lab VIEW 軟件內(nèi)部進行多種圖像數(shù)據(jù)的結(jié)合，結(jié)合G 語言進行新程度開發(fā)以及編程工作，進而促使編程效率的改善和提升。Lab VIEW 軟件的船舶監(jiān)控系統(tǒng)主要包含四個標準模塊：（1）數(shù)據(jù)采集模塊，利用Lab VIEW 軟件中數(shù)據(jù)采集技術，對船舶動力裝置的電壓信號進行信號強度分析以及信號監(jiān)測，利用波形顯示技術以及存儲技術進行體現(xiàn)和表達。（2）信號處理模塊，對采集的所有信號進行標記和分類，并且按照不同設備的信號數(shù)據(jù)進行分門別類的統(tǒng)計和梳理，最終對信號進行平滑處理以及頻域變換，簡單來說，是將大量的數(shù)據(jù)進行挑選和分析，翻譯成可以理解的內(nèi)容和含義。（3）主機運行模塊，利用Lab VIEW 軟件的顯示插件，對主機運行模塊的電機轉(zhuǎn)速、油壓等參數(shù)進行數(shù)據(jù)分析以及實時監(jiān)控等，進一步實現(xiàn)對動力系統(tǒng)的有效監(jiān)管。（4）對主機特性分析以及對輔機特性進行分析。通過將相關數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容進行對比，從而進一步了解主機數(shù)據(jù)的問題和狀態(tài)，當數(shù)據(jù)未能有效匹配時，代表主機運行情況正常，當數(shù)據(jù)匹配成功時，說明主機存在對應性的問題，需要進行解決。

4 結(jié)語

綜上所述，船舶動力裝置結(jié)構(gòu)復雜，包含裝備種類眾多，另外，對應的環(huán)境以及管理要求較為多樣化，從而導致在設備存在不同程度的不確定性和不穩(wěn)定性。借助Lab VIEW 軟件平臺，實現(xiàn)對船舶動力系統(tǒng)的有效監(jiān)管，解決了傳統(tǒng)動力系統(tǒng)存在的不足和問題，利用Lab VIEW 軟件，實現(xiàn)對硬件設備以及軟件程序的有效融合，實現(xiàn)對船舶動力系統(tǒng)的全方位管控。