CY8800舰船网络自动化系统可靠性设计

本文论述了以多重冗余设计的微机局域网络应用于舰船控制系统中的可靠性,介绍了以此为原则设计的CY8800系统。CY8800系统采用改进的星形网络,即双重树形实时网络,该网络具有节点双重冗余设计,分级树形结构和网络服务器分散到各节点等特点,其可靠性和抗干扰性高。本文还简略介绍了CY8800系统中的控制级、操作级和管理级微机的特点和功能,最后计算分析了CY8800系统的可     

客滚船集成进水探测自动化系统设计

针对需要满足安全返港(SRTP)的客滚船进水探测报警系统冗余性的问题,以某高端客滚船3 100 m车道进水探测系统为研究对象,首先以规范和规格书为最基本要求,构思了整个系统的功能;其次通过各系统的组成和接口建立设计了系统框架和原理;最后对设计中存在的问题进行了分析并提出解决方案。结果表明：通过进水探测报警系统与全船自动化(IAS)集成后,系统的冗余性、安全性、集成性大大提升,系统设备的费用大大降低,且满足了安全返港的规范要求。     

基于马尔可夫过程的船舶电站冗余系统可靠性分析

为解决船舶电站可修系统的冗余性、可靠性、维修性问题,采用马尔可夫过程分析了实际船舶电站航行工况冗余系统,并建立可靠性数学模型, 推导出船舶电站冗余系统可用度与可靠度的表达式,为船舶电站冗余设计的可靠性和优化提供了新的实用方法.最后,以实例说明了其在船舶电站控制系统中的工程应用.     

基于大数据的舰船远程实时监控系统

由于在利用原有系统进行舰船远程实时监控时,在数据变化周期为0.5～2.4 s的范围内,存在图像传输速率较低的问题,因此提出一种基于大数据的舰船远程实时监控系统。系统的硬件构成为冗余模块、控制模块、自适应网卡模块。其中冗余模块由冗余电源、冗余机架、主机架、CNBR总线构成,控制模块选用的微控制芯片型号为STM23F704ZGT5,自适应网卡模块由网络变压器的JR54头与PHY芯片构成。系统的软件构成为监控模块、数据库模块。监控模块由数据打印和管理单元、报警显示单元、数据多形态显示单元等单元构成,数据库模块的开发语言为VC++,其操作与访问技术为ADO技术。通过硬件与软件相结合实现舰船的远程实时监控。为证明该系统的图像传输速率性能,将其与原有系统进行对比实验。实验结果证明该系统的图像传输速率最高,实现了数据传输性能的提升。     

RBF神经网络的舰船图像滤波融合

普通舰船图像滤波融合模型,不能兼顾滤波精度计算性与滤波容错性。为解决此问题,设计基于RBF神经网络的舰船图像滤波融合仿真模型。通过网络结构设计与网络学习方法设计,完成RBF神经网络的搭建;改进原有仿真模型算法、舰船图像多滤波融合形式,完成仿真模型的搭建。模拟应用环境设计对比实验结果表明,基于RBF神经网络的舰船图像滤波融合仿真模型,既提升滤波精度计算性与滤波容错性,也做到2种性能的兼顾。     

高危场所安全监控系统双冗余控制器的设计与实现

介绍高危场所安全监控系统的设计与应用情况,该系统主要由传感器、探测器、控制器、设备驱动器和防火防爆安全设备等组成.核心控制器采用了紧耦合方式的双冗余设计,每个独立的冗余模块由控制器和冗余控制电路组成,具有很高的可靠性及可用性.该系统已在多个型号舰船高危场所的安全监控中实际采用,具有高可靠性和快速反应能力.     

一种冗余设计的模块化船用变压变频电源

冗余设计可以提升舰船电力电子装置的可靠性,模块化技术的应用可以减小设备的体积和重量,缩短研制和生产周期,提高设备的维护保养效率。本文提出一种冗余设计的模块化船用变压变频电源,采用通用化、标准化、模块化的AC/DC及DC/AC结构型式,通过分布式并联控制和双环控制策略实现了输入及输出的多模块并联冗余运行。在1台功率为100 kW的冗余设计模块化变压变频电源上开展相关试验,结果表明该装置具有良好的动态和静态性能,证明了该方案具有较好的应用前景。     

自动化集装箱码头AGV无线4 G-LTE双网冗余覆盖技术

针对自动化码头工业场景无线工况,对比分析传统Wi Fi系统和4G-LTE系统,设计了基于4G-LTE技术的双网双覆盖冗余无线通信系统,解决了自动化码头无人物流小车AGV、无人集卡及跨运车的自动化控制问题。实践表明,该系统具有更高的网络覆盖率和稳定性,可保障自动化码头安全高效运行。     

粗糙集和贝叶斯网络融合故障诊断方法

融合贝叶斯网络和粗糙集对不确定故障诊断的优势,以及粗糙集对冗余信息的处理能力,给出了一种粗糙集和贝叶斯网络进行融合的装备故障诊断方法,获得最小属性集的贝叶斯网络故障诊断模型及诊断规则,并应用于某型机载电台装备中进行验证,结果表明该方法不仅有效,而且得到的诊断规则也比单纯应用贝叶斯网络要优。     

基于MPI的数据融合并行化容错技术研究

并行化数据融合系统的数据流量大、关键任务多,容错实时性要求高,论文提出了一种基于检查点和冗余任务进程相结合的数据融合并行化容错方法。该方法首先将传感器输入的航迹信息按网格聚类划分为区域,然后基于MPI和区域划分进行任务分配和容错。最后,仿真实例测试表明了该方法是可行的。     

舰载双冗余以太网系统数据监测技术及实现

现代新型舰载作战系统普遍采用双冗余以太网技术．网络系统正常运行是发挥作战系统效能的基础,而网络数据监测采集则是维护网络正常运行的重要手段。结合舰载作战系统双冗余以太网环境,讨论在VxWorks下利用双Intel系列网卡完成数据监测的方法,并以此实现了网络数据监测采集系统。经测试及实际应用表明,该系统具备良好的性能和可靠的特性。     

舰载非平稳网络存储数据自适应迁移融合系统

传统舰载数据迁移融合系统的交互能力较弱,因此重新设计舰载非平稳网络存储数据自适应迁移融合系统。在系统硬件方面,替换原有传感器的同时,重新设计传感器接口电路。而系统软件方面,则根据计算的数据相似元,获取自适应特征融合参数,通过目标追踪实现数据之间的交互。实验测试表明,与传统设计下的系统相比,此次设计的数据迁移融合系统交互能力更强。由此可见,该设计满足现阶段对舰载非平稳网络存储数据的管理要求。     

基于模糊神经网络的码头结构健康监测研究

结构监测技术在码头上的应用日益广泛,但通过传感器获取的监测数据往往受到环境的影响。结构的响应变化是非线性的,为了提高数据的准确性,文章提出了一种基于数据融合技术的五阶段数据处理方法,利用冗余和互补数据消除来自环境的噪声和误差。通过有限元分析方法获得神经网络的训练样本,并将该系统应用于无线传感器网络。结果表明模糊神经网络在码头结构监测系统中具有优势和可行性。     

VTS与AIS联合船舶物联网信息融合关键技术

随着船舶物联网技术的广泛应用,为船舶管控、状态监测、环境探测等提供了新的模式。船舶物联网的基础是AIS和VTS系统,单一系统的采集信息无法全面分析船舶运行状态,同时,多个系统的采集信息存在冗余相关,如何实现信息的有效融合,成为船舶物联网技术发展的关键。本文设计分布式船舶物联网信息融合模型,提出以灰色理论为基础的航迹关联模型和以Kalman滤波算法为基础的航迹融合模型,有效提高AIS和VTS系统间信息融合的效率和准确性,以及系统的可靠性和生存能力。     

大型集装箱船冷藏集装箱分区配电网络研究

为了提高大型集装箱船冷藏集装箱配电的连续性和系统冗余性,以国内某首制2万箱级超大型集装箱船为研究对象,创新性地提出了一种分区配电网络的设计方案.该方案根据其设计理念、网络构成、各节点设备配置情况,在船舶电站配电系统搭建时,最大限度地降低因船内局部供电中断导致大量冷藏集装箱不能正常工作的风险;同时针对馈电屏内断路器的框架值决定这一电气设计难点,结合正态分布数学模型,使得单路断路器能在99.9％以上的场合为所有冷藏集装箱提供电力,实现合理选型.通过船东实船营运验证了该设计方案的实用性及可靠性.     

自动化集装箱码头AGV无线通信系统设计

为了实现自动化集装箱码头AGV作业时能随时随地与中控系统保持实时可靠通信,设计研发AGV无线通信系统。该系统主要由车载子系统、无线网络子系统、有线网络子系统等构成。在现有5.8 GHz无线设备基础上,设计FRSP快速漫游切换协议,实现AGV行进时在基站间频繁无缝漫游切换;设计基于VLAN的LRSP双链路冗余切换协议,实现有线和无线链路同步切换。采用ICMP协议定制开发设备状态快速侦测功能,以满足无线链路拓扑关系的快速变化要求,实现数百网元的网络毫秒级拓扑刷新和设备故障报警。该系统已在青岛港自动化集装箱码头实际应用,能够在港口复杂的作业工况和电磁环境下,为AGV提供持续可靠的通信。     

86m平台供应船动力定位辅助管路系统设计

动力定位辅助管路系统的设计核心是在满足系统使用功能基础上,满足规范对于系统冗余的要求。以86 m平台供应船为例,讨论采用冗余分组方法进行动力定位辅助管路系统设计。经实船试航试验证明,该船系统设计完全满足规范和FMEA的要求,使用功能工作良好,完全满足该船的建造使用要求,可为今后类似船舶的设计建造提供借鉴和参考。     

HSRP在舰载IP网络可靠性设计中的应用

针对舰载IP网络系统的可靠性需求,根据HSRP协议理论,提出了一种多路径冗余网关解决方案,使得舰载IP网络与陆地网络中心数据交换时,能实现路由冗余和负载均衡,同时可以跟踪海-地无线网络干线的工作状态,在冗余的无线链路上也能实现冗余备份和负载均衡,从而保证舰载IP网络系统内高可靠性要求业务的不间断运行,有效提高海-地广域网络系统的可用性。     

船舶电气多状态并联冗余系统可靠性分析与优化

针对船舶电气系统常见的并联冗余设计,与传统的二状态可靠性分析方法不同,应用多状态可靠性理论,建立了船舶电气多状态并联冗余系统的可靠度数学模型,并进行了优化设计。实例给出了常见的三状态船舶电气并联冗余系统的可靠度表达式,证明由于短路失效的存在,即使采用更多的并联冗余支路组成的三状态船舶电气并联冗余系统,也不能有效地提高系统的可靠度。相反,过多并联支路反而会使并联冗余系统可靠度下降。与二状态不同,三状态船舶电气并联冗余系统常用的继电器辅助触点多支路冗余设计,最优冗余数仅为2。研究结果不仅适用船舶电气并联冗余系统,也适用于一般三状态并联冗余系统,具有普遍性。     

船舶电站冗余系统可靠性建模与分析

为解决船舶电站冗余系统的可靠性计算问题,从船舶电站冗余系统主要冗余方式的基本模型出发,提出了基于马尔柯夫过程的船舶电站冗余系统可靠性分析方法,建立了船舶电站冗余系统的可靠性数学模型,从而推导出船舶电站冗余系统的可靠度与平均无故障工作时间,为船舶电站冗余设计提供重要理论依据。所述基本思想及结论不但适用于船舶电站冗余系统,对其它形式的电站系统也有参考价值。