船舶电气自动化系统的故障检测与恢复方法优化策略探析

船舶电气自动化系统的故障检测与恢复方法优化策略探析

 唐世正

北海救助局

摘要：现有故障检测方式有一定的局限性，文章基于对局限性的认识，提出船舶电气自动化系统故障检测与恢复方式的优化方式。在具体的优化过程中，使用电气自动化系统获取故障的数据，在得到数据之后对其进行分析与处理，根据数据编写故障检测程序，得到故障距离分析系统故障定位情况，从而确定故障范围。根据检测所得的故障信息更换与检修设备，实现对系统故障的消灭，实际证明优化方式的精准度高出29%，效率明显提升。

关键词：船舶；自动化；系统；检测；恢复；方式

随着“一带一路”的快速发展，我国的航运事业取得快速进步，而作船舶作为当今先进科技的集大成者，尤其是现代救助船舶，采用各种稳定、可靠的先进装备，对船舶设备管理人员提出了更高的要求。船舶是一座移动的城市，运行过程需要多个系统作为支撑，如果运行过程中某一个系统存在故障就会让整个系统受到影响，严重的情况下甚至会直接影响船舶的运行。如果电气自动化系统受到影响，将无法提供电力支持，所以电气自动化系统的稳定运行非常重要。基于对船舶电气自动化系统故障检测方面的正确认识，结合多年船舶电气设备管理经验，针对当前故障检测方面存在的问题，提出优化措施。

1.检测船舶电气自动化系统的故障检测

船舶运行过程中，电气自动化系统常见的故障为电路接触问题、短路问题，这是常见问题，文章针对电路故障的检测与定位进行分析。船舶电气自动化检测流程为：

图1 故障检测与定位流程图

故障数据获取，是整个系统故障检测的前提、基础，数据的完善决定了监测是否准确，也决定了检测速率。文章在分析的过程总结，通过对船舶电气自动化系统进行仿真之后得到原始数据，将其存储之后提取数据，对其进行参数化预处理，进行相关操作之后得到数据^[1]。将得到的数据按照Feature Scaling 标准化方式换算，公式如下：

X_norm=Error: Reference source not found （1）

其中X_norm=标准化，其中X_norm为原始数据，max表示最大数值，min为最小数值。将转换之后得到的标准数据，使用二分K均值为聚类对标准化特征数据集之后合并故障，得到数据。

故障检测程序编写：根据得到的数据集编写程序，通过对编写程序，实现对故障的检测，为后续故障的恢复提供了数据支撑。

故障定位：得到故障距离之后对故障位置进行定位，在实际的研究工作当中这一步非常重要，是故障恢复的前提、基础，只有对故障进行全面精准分析，才可以保证故障的恢复，从而保证电气自动化系统的稳定运行。

2.故障恢复

根据上述分析，对故障进行恢复，故障恢复速度决定了监测与恢复方式的可靠性，在实际操作过程中电气自动化系统是一个目标多样、约束复杂的过程，在实际系统运行过程任何一个位置都存在大量的联络开关位置，当这个位置发生故障之后就会影响空间的极开关组合，因此需要对符合进行恢复保证系统的稳定运行，因此可以看出电气自动化系统恢复工作开展的重要性。文章在分析的过程中，使用基础配置电气配置来恢复电气自动化系统故障。其中基础配置首要是检测数据的接收，完成接收之后将数据进行分析，转换成为指令来修复张，基础配置电气配置器的主要目标是替换电气故障零部件，系统更换元件之后才可以保证系统稳定运行。电气自动化系统故障的恢复过程为：①当电气自动化系统发生故障之后及时对故障进行分析、检测、定位，得到具体的数据信息，将得到的数据信息进行传输^[2]。基础配置电气配置器将数据信息接收之后分析，得到故障信息可以确定故障发生的位置，通过指令关闭故障周围的开关来隔离故障源头；② 故障源头隔离之后故障线路与另外两部分电路也处于试点状态，将这两部分连接恢复供电；③对故障信息进行分析使用基础配置电气配置器更换故障电源，使用差分进化计算来恢复故障，该算法原理简单且收敛速度比较快，存在控制参数少的特征。通过差分进化算法实现对故障源头进行分析，恢复电子自动化系统的稳定运行。

3.检测结果分析

为保证优化检测方式有效，达到合理性实现恢复，因此设计实验来进行验证。在实验过程中将船舶电气自动化系统作为主要实验对象，主要是针对故障检测、恢复 。为保证检测结果的稳定性、可靠性，使用优化故障检测、恢复的方式，实现对现有故障检测、恢复方式进行分析与对比，在实验当中，优化故障检测方式与恢复方式称为实验组^[3]。

（1）数据准备，为尽可能确保实验的合理性与科学性，对实验过程中涉及到的参数做好设计，文章在具体过程中使用不同的方式来检测系统故障，实现对数据的恢复，由于使用方式的不同在实验过程，一定要保证外部环境参数相一致，具体参数如下表：

表1 实验参数的设置

（2）对比分析：在实验过程中由于使用不同的分析方式来进行实验，因此使用SPSS统计软件来对数据进行分析，主要是通过故障检测的精度、效率，用来验证优化故障检测与恢复的方式，检测结果如下：

表2参数对比率

如上图所示，其中，实验组故障检测精度明显比对照组精度高，在实验组，精度最大为85%，平均值为75%，对比对照，实验组故障精度平均值高于对照组，说明提出系统检测的优化技术具有很强的可靠性。

表3 参数对比结果

在实际检测过程中，而出优化之后故障检测、恢复方式的优势。

结语：综上，在现有的故障检测、恢复方式当中，优化技术的使用取得了良好效果，在科学合理的角度下，对故障检测精准度、效率方面有明显的提升。但是在实际发展的过程中，仍旧存在一些问题，还需要在发展的过程中提升与创新改进。

参考文献：

[1] 殷永生, 刘海英, 王滨. 船舶电气自动化系统的故障检测与恢复方法优化[J]. 舰船科学技术, 2019, 41(02):122-124.

[2] 尹大和, 原鹏, 刘成,等. 浅谈船舶电气自动化系统及自动化设备故障排除方法[J]. 农家科技(下旬刊), 2019, 000(002):279.

[3] 周志海. 船舶辅机电气设备红外故障自动检测系统设计[J]. 舰船科学技术, 2018, 40(24):98-100.