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船舶主动力装置故障诊断系统设计与实现

摘 要：船舶主动力装置的故障诊断对船舶的安全运行具有重大意义。目前的研究集中于使用人工智能、模式识别等进行故障诊断算法的设计和仿真，而缺乏把故障诊断作为与船舶其他系统有机结合的一个系统来研究。为此，设计了基于船舶网络平台的诊断系统，把来源于平台的基础数据进行格式转换，采用神经网络诊断，并以直观的形式实时显示训练过程，包括网络输出的动态曲线和权值阈值的网格表示，并以文字的形式给出明确的诊断结果。利用此系统，可以充分发挥网络平台的优势，对装置故障进行有效诊断和预测，为船舶管理提供辅助决策。

关键词:船舶、舰船工程;主动力装置;故障诊断;神经网络;网络平台;系统结构;数据输入;格式转换

船舶主动力装置是一个复杂的系统，对管理人员要求知识面很广，往往装置出现一个小小的故障，有时甚至仅仅是一种操作失误而造成严重后果，故迫切需要提供一套故障诊断辅助决策系统，以帮助管理人员在海上能独立自主地排除故障。主动力装置故障诊断的研究开始较早，早期使用的传统诊断方法效果不理想，当前广泛采用人工智能[1-2]和模式识别[3-4]的方法，但这些研究大多集中于诊断算法的设计及仿真，而把它作为船舶上一套辅助系统来研究，使之真正能应用在船舶上的并不多。本文所研究的就是在船舶监控网络平台提供的历史和实时数据的基础上，如何设计具有实用性的船舶主动力装置故障诊断系统。

1 船舶主动力装置分层诊断模型

本文设计诊断系统的诊断对象除了作为主动力装置的核心设备—主机，还包括轴系、舵桨装置、控制系统和其它辅助设备等，其分层诊断模型如图1所示。改变了以往只关心柴油机故障[2-4]而忽略了系统问题。

2  系统结构和功能设计

2. 1  网络结构

本诊断系统的设计是以船舶监控网络平台为基础，该平台对船舶主动力装置的各种热工参数及运行工况具有完善的监测功能并可将所有历史数据进行存储或回放，其数据采集的实时性、完整性、可靠性均是以往的系统无法比拟的，一套完整、实时的基础数据库是诊断结果有效性的强大保证。