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浅析舰载电子装备故障监测与诊断技术

来源:电子元器件与信息技术 【在线投稿】 栏目:期刊导读 时间:2020-05-21 10:44

【作者】:网站采编

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【摘要】0 引言 舰载电子装备故障将直接导致对应系统无法正常工作,为保证舰艇作战能力,需要装备使用人员在规定时间内排除故障,然而,由于电子装备内部结构复杂,对应结构单元功能具

0 引言

舰载电子装备故障将直接导致对应系统无法正常工作,为保证舰艇作战能力,需要装备使用人员在规定时间内排除故障,然而,由于电子装备内部结构复杂,对应结构单元功能具有较强的相关性,以至于电子装备故障平均修复时间(MTTR)较长[1]。由此,通过计算机软件对舰载电子装备状态进行监测,并对已经发生的故障进行诊断,辅助维修人员定位和排除故障,这对舰艇战斗力的恢复与保持具备重要意义。

1 舰载电子装备故障监测与诊断技术概述

任何类型电子装备的故障都具有可预见性,根据量变与质变的理论,当电子装备故障风险积累到一定程度后,则故障必然出现。因此,借助传感器实时获取电子装备状态数据,在对数据进行分析的基础上,与数据库中对应装备故障的数据曲线进行拟合,进而判定该电子装备出现故障的几率[2]。同时,在电子装备发生故障后,结合数据分析结果,判定导致故障发生的主要原因,并对故障点进行定位,缩短故障排查时间。

第二,电影这种新传媒形式普遍存在于都市文化生活中,代表着近代社会发展趋向。众所周知,在电影引进中国之初,是没有声音的,被称为无声电影,仅配有字幕,如果以这样的演映形式来进行义演,其观众必然仅仅是知识分子,其募集资金的效果也必然大打折扣,所以在这一时期,电影在慈善义演中的使用为数不多。直至20世纪30年代后,伴随着有声电影推广,电影才以大多数民众都能接受的形式被运用到义演之中,众多民国报刊也多有报道。特别是在抗战期间,电影义映的形式因其成本低,感染力强,被广泛运用到抗战救国的救国募捐以及劳军义演中,为我国抗战事业做出了巨大的贡献,因此,近代文化的生活方式在一定程度上也决定了义演的形式。

2 电子装备故障监测与诊断技术分类

根据数据获取与分析方式,以及对应平台计算机的实时处理能力,舰载电子装备故障监测与诊断技术可分类两类:离线故障监测与诊断、在线故障监测与诊断。

2015年1月至2016年12月在我院住院治疗的肺癌患者383例,均经临床影像学、病理组织学以及细胞学明确诊断为肺癌。排除合并其他肺部肿瘤以及长期服用免疫抑制剂药物的患者。383例患者中男性290例,女性93例;年龄40~85岁,平均(53.3±7.8)岁;病理分型:鳞癌140例,腺癌68例,小细胞肺癌60例,未分化癌54例,混合型61例。肿瘤分期:Ⅱ期84例,Ⅲ期189例,Ⅳ期110例。治疗方案:手术126例,化疗放疗257例。根据患者是否发生院内感染分为感染组83例和非感染组300例。

2.1 离线故障监测与诊断

目前,在线故障监测与诊断主要为舰载平台在线故障监测与诊断,受计算机性能、数据库模型等多种因素的影响,在线故障监测与诊断技术依然存在较大的提升空间。

图1 离线故障监测与诊断数据处理流程图

从传统电子装备故障监与诊断技术实际应用情况来看,结合电子装备使用环境与特性,基于大数据技术与人工智能技术的在线电子装备故障监测与诊断技术将成为未来舰载装备保障的趋势,具体表现在以下几个方面。

两种故障监测与诊断技术各有优缺点,具体如表1所示。

人始终作为一个物质实存,在历史的轨迹中茫然前行,人的本质是主体,而人的自由则是生存的路标。在空间与时间的维度中,人类总是在过去、当下、将来三个维度中循环往复地生存着。人在过去的时间中已然生成,对于当下来说过去的人是一种已然状态;人在将来的时间中未出现,对于当下来说将来的人是一种应然状态;人在当下的时间中已然处之,对于当下来说是一种实然状态。当下是对过去的见证,是对未来的憧憬。人类在过去、当下和未来的三个历史维度中,不断对过去总结,并在当下的努力中实现对未来的超越。在持续地总结与超越中,当下的人才是自由的人,才是作为主体的人的责任所在。

数据分析是利用相关数据分析软件研究数据中所含信息,常用数据分析软件有SPSS、SAS、Python、R语言等,其中也包括较为常见的Excel也是数据分析软件[3]。这需要注意的是,离线故障监测与诊断无法进行数据的实时分析,所以,数据分析过程中应考虑到装备持续工作对分析结果的影响。

数据展现与撰写报告能够对电子装备状态进行评估,在提出故障预警的同时,也能够对已经发生故障快速定位,并提出具有可操作性的维修意见与建议。

“新鲜血液力量”的不断充实、“经验丰富骨干”的奋力拼搏、“忠诚天脊精神”的代代传承,为“十百千万”四大工程积极推进积蓄了充沛能量。

由于小儿消化系统尚处于发育阶段、抵抗力弱容易感染病毒、肠胃菌群未建立极易引发腹泻,小儿腹泻的主要症状为呕吐、大便次数增多等,可能会导致患儿脱水,引发生命危险[4]。虽然临床治疗小儿腹泻的方法很多,但婴幼儿时期的特点是:认知水平低,无法表达自我,配合能力差等,影响其临床疗效[5]。对患儿采用有效护理干预,为尽快缓解患儿症状,提高临床治疗效果显得尤为重要。在本研究中,主要对80例患儿采用不同的护理方式进行观察。

2.2 在线故障监测与诊断

所谓离线,是指故障监测与诊断并非实时进行,而是在电子装备使用结束后,拷取装备状态数据,并按照图1所示步骤进行处理。

以美军“菲茨杰拉德”号驱逐舰装备的SPS-73(V)12型导航雷达为例,作为保障舰艇航行安全的核心电子装备,导航雷达需要全天候工作,因此,在实际使用过程中,导航雷达故障相对较高,有效预判故障及定位故障对提高舰艇航行安全极为重要[4]。在“菲茨杰拉德”号驱逐舰发生撞船事故之后,首要排查导航雷达所记录的数据。作为美军现役导航雷达,SPS-73(V)12型导航雷达能够在线监测视频信号、收发机频率、输入电压、工作电流等信号,一旦某信号数值处于阈值范围以外,则系统将自动报警,提示航海部门工作人员及时检查。在发生故障的情况下,自检系统还可以通过小信号测试的方式对系统各模块进行初步晒查,快速定位故障单元。

“从最初按纸质记录本上的电话号码打随访电话,到信息平台信息群发和及时反馈,再到当下的各类移动终端跟进,延伸护理服务现已实实在在深入到了每个需要关注的患者家庭。”张成普还介绍,“延伸”至今,医院护理团队、加之“家庭病房科”和全科医学团队多管齐下,已成为辅助分级诊疗、惠基层的重要力量之一。

3 电子装备故障监测与诊断技术发展

其中,数据收集是其中最为重要的一个环节,根据实际需要,将装备状态数据进行记录,数据的准确性将直接影响最终分析结果。因此,设计人员需要将这一要求贯彻到电子装备的研发环节,通过科学的传感器设计,能够使收集的数据更加全面、准确。

数据收集后需要进行处理,该过程是为了下一步的数据分析将收集到的数据进行加工,使其满足数据分析的格式,其主要包括数据清洗、数据转化、数据抽取、数据合并、数据计算等。

表1 离线/在线故障监测与诊断技术优缺点

技术类型优缺点 离线故障监测与诊断 在线故障监测与诊断时效性 故障监测滞后,不具备现场指导意义 实时故障监测,能够辅助现场人员进行故障处置准确性 依托庞大的数据库,故障诊断准确率高 受数据库的制约,单纯依靠程序进行故障诊断,其准确度较低

3.1 电子交互手册实时共享

美国海军自上世纪就已经推行了电子交互手册,在舰员级维修能力训练与装备维修指导方面,电子交互手册发挥了巨大作用[5]。依赖于美军庞大的卫星通信网络,电子交互终端在维修过程中产生的数据可通过数据链汇总到后台服务器,从而不断丰富故障数据库,为故障监测与诊断提供依据。

例如,根据以往装备修理经验发现,电子对抗系统故障与湿度、温度、干扰扇面大小、频率、输入电压等因素相关,若电子交互手册终端能够接入电子对抗系统[6]。通过实时在线分析,并与后台数据库计算后的曲线进行对比,最终确定该系统是否存在故障,并对故障原因进行分析,从而进行初步定位,并指导现场人员进行处置。

图2 电子对抗系统中不同因素的故障权重比示意图

3.2 基于人工智能的故障监测与诊断

在现有故障无法通过构建数据模型的方式进行处理的情况下,则可以采取人工智能技术辅助进行故障监测与诊断,如案例智能分析等[7-8]

以案例智能分析技术为例,随着上报电子装备故障类型的不断增加,人工智能技术能够根据所提供的故障数据分析不同故障案例之间的相关性,如电子通信设备交流供电电压稳定性下降导致通信系统噪声信号增强等。

虽然,人工智能技术的应用在一定程度上提高了电子装备故障监测与诊断效率,但是,基于人工智能技术的故障监测与诊断技术仅能够作为预防性修理和故障处置的参考,依然需要结合现场检查的实际情况进行处置。

3.3 远程专家知识库

区别于传统数据库,远程专家知识库是用于解决电子装备新发故障,在传统数据库无法解决此类问题的情况下,可接入电子装备设计、生产单位,以及具备相应能力的高校、院所数据平台,对电子装备故障进行在线分析、讨论,并确定故障检测方法、处置方案。

远程专家知识库所形成的检测方法与故障处置方案都可以纳入通用数据库,通过远程专家库可最大限度解决舰载电子装备使用过程中的疑难杂症,同时可以为舰载电子装备设计、研发和生产提供借鉴。

4 总结

舰船电子装备故障监测与诊断是未来装备智能化发展的必然趋势,目前,舰载电子装备离线故障监测与诊断以得到广泛应用,大大提高了舰载电子装备的稳定性。随着舰载电子装备动态故障模型的不断完善,以及配套技术的日益成熟,舰载电子装备在线故障监测与诊断技术将在装备保障、维修等领域发挥不可替代的作用。

参考文献

[1]王晓峰,毛德强,冯尚聪.现代故障诊断技术研究综述[J].中国测试,2013,39(06):93-98.

[2]李红卫,杨东升,孙一兰,等.智能故障诊断技术研究综述与展望[J].计算机工程与设计,2013,34(02):632-637.

[3]雷亚国,何正嘉.混合智能故障诊断与预示技术的应用进展 [J].振动与冲击,2011,30(09):129-135.

[4]孔照兴.电子信息技术在智能交通信号灯控制中的运用[J].电子元器件与信息技术,2019,3(02):88-90+94.

[5]阳志高,刘旺锁,胡金华.关于舰船电子装备测试系统的探讨[J].舰船电子工程,2006(04):163-165+184.

[6]李登,尹亚兰,朱文秀.复杂电子装备智能故障诊断技术研究[J].舰船电子工程,2013,33(02):129-131+146.

[7]贺喆,葛威.舰船电子装备综合诊断工程验证系统的设计[J].计算机测量与控制,2012,20(12):3279-3281.

[8]张全.电子元器件的筛选与电子元器件质量控制[J].电子元器件与信息技术,2019,3(03):99-101+106.

中图分类号: TP277

文献标志码: A

DOI:10.19772/j.cnki.2096-4455.2020.2.002

本文引用格式:陈猛.浅析舰载电子装备故障监测与诊断技术[J].电子元器件与信息技术,2020,4(2):7-8.

作者简介:陈猛(1982-),男,硕士,工程师,研究方向:特装电子。

文章来源:《电子元器件与信息技术》 网址: http://www.dzyqjyxxjs.cn/qikandaodu/2020/0521/352.html

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