CN115695276A - 一种海洋环境感知系统的状态测试诊断方法及其系统 - Google Patents
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Abstract
本发明具体公开了一种海洋环境感知系统的状态测试诊断方法及其系统，所述方法包括以下步骤：S1、设置并启动用于采集各分舱体内各个设备数据的舱体级测试设备和用于采集海上/陆上信息综合设备内各个设备数据的系统级测试设备以采集数据信息；S2、将舱体级测试设备所采集的数据信息传输至存储设备中进行存储解析，并将系统技术状态数据传输给系统级测试设备；S3、系统级测试设备基于所接收的数据信息和所采集的数据信息进行分析，并对各个设备状态进行判断处理。本发明构建集中分布式测试诊断架构，优化配置了内部测试和外部测试，实现了内部测试和外部测试的一体化和综合化，有效提高了使用可靠性、故障安全性和战备完好性。
Description
技术领域
本发明涉及状态感知技术领域，尤其涉及一种海洋环境感知系统的状态测试系统方法。
背景技术
海洋环境感知系统是国家实施海洋战略的重要抓手，其任务成功性和完好性至关重要。海洋环境感知系统作为海洋信息探测、通信的控制中枢，其长时可靠性和安全性对于保障系统任务成功性和完好性具有关键作用。这对其测试诊断提出了迫切需求：（1）因为海洋环境感知系统的长时、海洋工作环境特性，要保证其系统长期、持续处于良好的工作状态，首先需要持续、在线、全面、准确地监控其工作状态。（2）海洋环境感知系统设备组成复杂，陆-海多个地方分布且较散，需全面、及时、准确感知系统的技术状态，以辅助进行正确的使用和维修决策，减少损失和维护成本。（3）如果出现故障，尤其是关键故障时，需要支持系统进行自主式的故障诊断隔离、冗余控制的测试与判定、系统降级使用策略等手段，从而有效避免整个寿命周期内系统带故运行，提升系统免维修期和任务可靠度，实现自主式保障和降低全寿命周期费用。
由于海洋环境感知系统包含了多个具有不同类型、不同特点的功能设备，功能先进，技术和结构相当复杂，实现上述测试要求却受到诸多限制。（1）由于海洋工作环境复杂且恶劣，信号获取受到较大限制，传统的将信号引至外部、采用外部测试设备进行测试的方式难以实施。（2）由于空间有限，不可能配置大量的内部测试设备，因此难以配置强大的内部测试设备能力。（3）设备故障往往不是单一因素造成的，而是多种因素共同作用的结果，需要对故障进行在线、全面、持续的综合测试和分析。
发明内容
本发明的目的在于提供一种海洋环境感知系统的状态测试诊断方法，所述方法包括以下步骤：
S1、设置用于采集各分舱体内各个设备数据的舱体级测试设备和用于采集海上/陆上信息综合设备内各个设备数据的系统级测试设备，并启动所述舱体级测试设备和系统级测试设备采集对应设备的数据信息；
S2、将各个舱体级测试设备所采集的设备数据信息传输至存储设备中进行存储解析，并将系统技术状态数据传输给海上/陆上信息综合设备；
S3、海上/陆上信息综合设备基于所接收的数据信息和系统级测试设备所采集的数据信息进行分析，并利用预设的设备状态故障信息对海洋环境感知系统中各个设备状态进行判断处理。
优选地，所述步骤S1具体为：首先，基于海洋环境感知系统结构设置用于采集各分舱体内各个设备数据的舱体级测试设备和用于采集海上/陆上信息综合设备内各个设备数据的系统级测试设备；然后基于人机交互接口输入系统级测试设备和舱体级测试设备的启动指令；最后，基于启动指令的输入，所述舱体级测试设备和系统级测试设备分别对各分舱体内各个设备和海上/陆上信息综合设备内各个设备的数据信息进行采集。
优选地，所述步骤S2具体为：首先，将各个舱体级测试设备采集的设备数据信息传输至海上/陆上信息综合设备中的存储设备内存储；然后，存储设备基于所接收的设备数据信息进行解析，并将系统技术状态数据传输给海上/陆上信息综合设备。
优选地，所述步骤S3具体包括：
S31、海上/陆上信息综合设备基于预设阈值以及所接收的系统技术状态数据和系统级测试设备所采集的数据信息判断是否存在设备故障，若存在设备故障，则进入步骤S32，若不存在设备故障，则返回步骤S1；
S32、基于预设的设备状态故障诊断树确定设备故障位置，并根据设备故障位置对设备故障进行故障隔离；
S33、基于预设的设备故障级别对设备的故障级别进行划分，并根据设备的故障级别进行故障自主处置和/或提供诊断及维修指导策略；
S34、对设备故障信息进行记录存储和输出显示，其中，设备故障信息包括故障名称、故障编码、故障类型、故障出现的时间、故障消失的时间和故障定位信息。
优选地，所述步骤S33中预设的设备故障级别包括一类警告级别、二类警告级别和三类警告级别，其中，一类警告级别的故障是指完全不能工作、必须停机检修的故障；二类警告级别的故障是指严重影响工作、需要尽快停机检修的故障；三类警告级别的故障是指不影响工作、可以在定期检修中予以排除的故障。
优选地，所述舱体级测试设备和系统级测试设备的采集对应各个设备数据信息的方式包括单次采集和周期性采集，其中，单次采集是基于操作人员手动启动或基于指令输入启动实现对应各个设备数据信息的实时收集；周期性采集是舱体级测试设备和/或系统级测试设备自动循环地对各个设备的数据信息进行实时收集。
基于此，本发明提供一种海洋环境感知系统的状态测试系统，通过上述所述的海洋环境感知系统的状态测试诊断方法对所述海洋环境感知系统的状态测试诊断系统进行测试，包括：测试设备，以及设于海上/陆上信息综合设备中的存储设备和显示设备，其中：
测试设备，包括舱体级测试设备和系统级测试设备，舱体级测试设备分别设于各分舱体内并用于采集各分舱体内各个设备数据信息，系统级测试设备设于海上/陆上信息综合设备内并用于采集海上/陆上信息综合设备内各个设备数据信息；
存储设备分别与各个舱体级测试设备连接用于接收各个舱体级测试设备所采集的数据信息并进行存储解析，并将所解析的系统技术状态数据传输给海上/陆上信息综合设备；
海上/陆上信息综合设备基于存储设备所传输的系统技术状态数据和系统级测试设备所采集的数据信息判断所述海洋环境感知系统是否存在设备故障，并对所存在的设备故障进行故障定位、故障隔离和故障级别划分，同时基于不同故障级别进行故障自主处置和/或提供诊断及维修指导策略；
显示设备，用于对存储设备的存储数据、测试设备所采集的数据信息以及所述海洋环境感知系统所存在的故障数据信息进行显示。
优选地，还包括便携式辅助诊断设备，所述便携式辅助诊断设备用于对单机设备的故障进行诊断以及用于对设备故障隔离至模糊组进行再诊断分析以对该设备故障的位置进行精确定位。
优选地，所述测试设备是基于测试设备内部的闭环测试电路、激励信号电路和监控电路实现海洋环境感知系统状态数据信息的实时收集。
优选地，所述存储设备与各个舱体级测试设备之间以及存储设备与海上/陆上信息综合设备之间均采用网络总线连接以实现数据交互。
与现有技术比较，本发明所提供的海洋环境感知系统的状态测试诊断方法及其系统，通过构建集中分布式测试诊断架构，优化配置了内部测试和外部测试，实现了内部测试和外部测试的一体化和综合化，有效提高了海洋环境感知系统的使用可靠性、故障安全性和战备完好性。
附图说明
图1是本发明一种海洋环境感知系统的状态测试诊断方法的流程图，
图2是本发明一种海洋环境感知系统的状态测试系统的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
如图1所示，一种海洋环境感知系统的状态测试系统，所述方法包括以下步骤：
S1、设置用于采集各分舱体内各个设备数据的舱体级测试设备和用于采集海上/陆上信息综合设备内各个设备数据的系统级测试设备，并启动所述舱体级测试设备和系统级测试设备采集对应设备的数据信息；
在本步骤中，首先，基于海洋环境感知系统结构设置用于采集各分舱体内各个设备数据的舱体级测试设备和用于采集海上/陆上信息综合设备内各个设备数据的系统级测试设备；然后基于人机交互接口输入系统级测试设备和舱体级测试设备的启动指令；最后，基于启动指令的输入，所述舱体级测试设备和系统级测试设备分别对各分舱体内各个设备和海上/陆上信息综合设备内各个设备的数据信息进行采集。
在本步骤中，所述舱体级测试设备和系统级测试设备的采集对应各个设备数据信息的方式包括单次采集和周期性采集，其中，单次采集是基于操作人员手动启动或基于指令输入启动实现对应各个设备数据信息的实时收集；周期性采集是舱体级测试设备和/或系统级测试设备自动循环地对各个设备的数据信息进行实时收集。
如图2所示，所述海上/岸上信息综合设备包括基于系统级测试设备采集数据的记录存储设备、网络交换机、同步时钟、直流供电设备、应急发电机组、配电设备、UPS电源和切换柜；分舱体包括感知与控制舱和通信舱，感知与控制舱包括对应舱体级测设备采集数据的舱外海洋仪器、信息传感阵列、信息采集设备、水下信号放大设备、水下信息交换设备、控制舱电源设备、舱内传感器组和控制舱内能源存储设备，通信舱包括对应舱体级测试设备采集数据的通信设备、水下功率放大设备、水密电子舱、低压电源设备、水下电源变换设备和舱内传感器组。
S2、将各个舱体级测试设备所采集的设备数据信息传输至存储设备中进行存储解析，并将系统技术状态数据传输给系统级测试设备；
在本步骤中，首先，将各个舱体级测试设备采集的设备数据信息传输至海上/陆上信息综合设备中的存储设备内存储；然后，存储设备基于所接收的设备数据信息进行解析，并将系统技术状态数据传输给海上/陆上信息综合设备。
其中，所述存储设备接收的设备数据信息包括两种系统数据，一种是系统使用过程中产生的海洋感知及通讯数据等数据，另一种是系统技术状态数据；其中，第一种数据需要管理规划在监控显控柜和记录存储设备中进行显示、存储和管理，第二种数据需要规划至海上/陆上信息综合设备中进行显示、存储和分析。
基于所述存储设备对系统技术状态数据进行存储，能够实时、定期监测、评价系统和各个设备的技术状态，为事后维修保障和预防性维修保障提供决策依据；同时也能够收集、整理、分析系统全寿命周期阶段的技术状态数据，为设计改进后续型号产品提供技术支撑和参考。
S3、海上/陆上信息综合设备基于所接收的数据信息和系统级测试设备所采集的数据信息进行分析，并利用预设的设备状态故障信息对海洋环境感知系统中各个设备状态进行判断处理；
本步骤具体包括：
S31、海上/陆上信息综合设备基于预设阈值以及所接收的系统技术状态数据和系统级测试设备所采集的数据信息判断是否存在设备故障，若存在设备故障，则进入步骤S32，若不存在设备故障，则返回步骤S1；其中，在设备故障的判断过程中，首先确定海上/陆上信息综合设备所接收的系统技术状态数据和系统级测试设备所采集的数据是否超过预设阈值，若超过预设阈值，则判断该数据对应的设备存在故障；若不超过预设阈值，则判断该数据对应的设备正常；
S32、基于预设的设备状态故障诊断树确定设备故障位置，并根据设备故障位置对设备故障进行故障隔离；其中，所述设备故障位置的确定是基于设备故障对应数据的来源，如：对于外场可更换单元故障，基于设备故障对应数据的来源将其隔离到单个外场可更换单元或几个外场可更换单元的模糊组中；对于接口或连接故障，则将其隔离到发生故障的具体接口或电缆中；
S33、基于预设的设备故障级别对设备的故障级别进行划分，并根据设备的故障级别进行故障自主处置和/或提供诊断及维修指导策略；其中，所述预设的设备故障级别包括一类警告级别、二类警告级别和三类警告级别，其中，一类警告级别的故障是指完全不能工作、必须停机检修的故障；二类警告级别的故障是指严重影响工作、需要尽快停机检修的故障；三类警告级别的故障是指不影响工作、可以在定期检修中予以排除的故障；故障级别的自主处置和/或诊断及维修指导策略是预先设置或通过人为专家后期手动输入；
S34、对设备故障信息进行记录存储和输出显示，其中，设备故障信息包括故障名称、故障编码、故障类型、故障出现的时间、故障消失的时间和故障定位信息。
其中，所述故障类型包括加电BIT故障、连续或周期性BIT故障、启动BIT故障等；故障定位信息包括故障隔离模糊组中各外场可更换单元的名称和代码、外场可更换单元的更换记录等。
同时，还可利用所述海上/陆上信息综合设备实现虚警过滤，即对I类虚警和II类虚警进行过滤，其中，I类虚警是指检测对象A有故障，而BIT指示检测对象B有故障，其是由故障隔离错误引起；II类虚警是指检测对象没有故障，而BIT指示检测对象有故障，其是由故障检测错误引起。
本实施例中，通过构建系统级测试设备和舱体级测试设备的集中分布式测试诊断架构，有效优化配置了内部测试和外部测试，实现了内部测试和外部测试的一体化和综合化，从而大大提高了海洋环境感知系统的使用可靠性、故障安全性和战备完好性。
如图2所示，本发明还提供一种海洋环境感知系统的状态测试系统，通过上述所述的海洋环境感知系统的状态测试诊断方法对所述海洋环境感知系统的状态测试诊断系统进行测试，包括：测试设备，以及设于海上/陆上信息综合设备中的存储设备和显示设备，其中：
测试设备，包括舱体级测试设备和系统级测试设备，舱体级测试设备分别设于各分舱体内并用于采集各分舱体内各个设备数据信息，系统级测试设备设于海上/陆上信息综合设备内并用于采集海上/陆上信息综合设备内各个设备数据信息；
存储设备分别与各个舱体级测试设备连接用于接收各个舱体级测试设备所采集的数据信息并进行存储解析，并将所解析的系统技术状态数据传输给系统级测试设备；
系统级测试设备基于存储设备所传输的系统技术状态数据和所采集的数据信息判断所述海洋环境感知系统是否存在设备故障，并对所存在的设备故障进行故障定位、故障隔离和故障级别划分，同时基于不同故障级别进行故障自主处置和/或提供诊断及维修指导策略；
显示设备，用于对存储设备的存储数据、测试设备所采集的数据信息以及所述海洋环境感知系统所存在的故障数据信息进行显示。
其中，还包括便携式辅助诊断设备，所述便携式辅助诊断设备用于对单机设备的故障进行诊断以及用于对设备故障隔离至模糊组进行再诊断分析以对该设备故障的位置进行精确定位。如：对于外场可更换单元故障，基于设备故障对应数据的来源将其隔离到单个外场可更换单元或几个外场可更换单元的模糊组中，此时，可以利用便携式辅助诊断设备进行再诊断分析，进而将该设备故障的位置进行精确定位。
其中，所述测试设备是基于测试设备内部的闭环测试电路、激励信号电路和监控电路实现海洋环境感知系统状态数据信息的实时收集。
其中，所述存储设备与各个舱体级测试设备之间以及存储设备与系统级测试设备之间均采用网络总线连接以实现数据交互。
基于上述海洋环境感知系统的状态测试诊断方法的描述，所述海洋环境感知系统的状态测试诊断系统具有相同的有益技术效果，此处不再赘述。
以上对本发明所提供的一种海洋环境感知系统的状态测试诊断方法及其系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种海洋环境感知系统的状态测试诊断方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S1、设置用于采集各分舱体内各个设备数据的舱体级测试设备和用于采集海上/陆上信息综合设备内各个设备数据的系统级测试设备，并启动所述舱体级测试设备和系统级测试设备采集对应设备的数据信息；
S2、将各个舱体级测试设备所采集的设备数据信息传输至存储设备中进行存储解析，并将系统技术状态数据传输给海上/陆上信息综合设备；
S3、海上/陆上信息综合设备基于所接收的数据信息和系统级测试设备所采集的数据信息进行分析，并利用预设的设备状态故障信息对海洋环境感知系统中各个设备状态进行判断处理。
2.如权利要求1所述的海洋环境感知系统的状态测试诊断方法，其特征在于，所述步骤S1具体为：首先，基于海洋环境感知系统结构设置用于采集各分舱体内各个设备数据的舱体级测试设备和用于采集海上/陆上信息综合设备内各个设备数据的系统级测试设备；然后基于人机交互接口输入系统级测试设备和舱体级测试设备的启动指令；最后，基于启动指令的输入，所述舱体级测试设备和系统级测试设备分别对各分舱体内各个设备和海上/陆上信息综合设备内各个设备的数据信息进行采集。
3.如权利要求2所述的海洋环境感知系统的状态测试诊断方法，其特征在于，所述步骤S2具体为：首先，将各个舱体级测试设备采集的设备数据信息传输至海上/陆上信息综合设备中的存储设备内存储；然后，存储设备基于所接收的设备数据信息进行解析，并将系统技术状态数据传输给海上/陆上信息综合设备。
4.如权利要求3所述的海洋环境感知系统的状态测试诊断方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括：
S31、海上/陆上信息综合设备基于预设阈值以及所接收的系统技术状态数据和系统级测试设备所采集的数据信息判断是否存在设备故障，若存在设备故障，则进入步骤S32，若不存在设备故障，则返回步骤S1；
S32、基于预设的设备状态故障诊断树确定设备故障位置，并根据设备故障位置对设备故障进行故障隔离；
S33、基于预设的设备故障级别对设备的故障级别进行划分，并根据设备的故障级别进行故障自主处置和/或提供诊断及维修指导策略；
S34、对设备故障信息进行记录存储和输出显示，其中，设备故障信息包括故障名称、故障编码、故障类型、故障出现的时间、故障消失的时间和故障定位信息。
5.如权利要求4所述的海洋环境感知系统的状态测试诊断方法，其特征在于，所述步骤S33中预设的设备故障级别包括一类警告级别、二类警告级别和三类警告级别，其中，一类警告级别的故障是指完全不能工作、必须停机检修的故障；二类警告级别的故障是指严重影响工作、需要尽快停机检修的故障；三类警告级别的故障是指不影响工作、可以在定期检修中予以排除的故障。
6.如权利要求5所述的海洋环境感知系统的状态测试诊断方法，其特征在于，所述舱体级测试设备和系统级测试设备的采集对应各个设备数据信息的方式包括单次采集和周期性采集，其中，单次采集是基于操作人员手动启动或基于指令输入启动实现对应各个设备数据信息的实时收集；周期性采集是舱体级测试设备和/或系统级测试设备自动循环地对各个设备的数据信息进行实时收集。
7.一种海洋环境感知系统的状态测试系统，其特征在于，通过权利要求1-6任一项所述的海洋环境感知系统的状态测试诊断方法对所述海洋环境感知系统的状态测试诊断系统进行测试，包括：测试设备，以及设于海上/陆上信息综合设备中的存储设备和显示设备，其中：
测试设备，包括舱体级测试设备和系统级测试设备，舱体级测试设备分别设于各分舱体内并用于采集各分舱体内各个设备数据信息，系统级测试设备设于海上/陆上信息综合设备内并用于采集海上/陆上信息综合设备内各个设备数据信息；
存储设备分别与各个舱体级测试设备连接用于接收各个舱体级测试设备所采集的数据信息并进行存储解析，并将所解析的系统技术状态数据传输给海上/陆上信息综合设备；
海上/陆上信息综合设备基于存储设备所传输的系统技术状态数据和系统级测试设备所采集的数据信息判断所述海洋环境感知系统是否存在设备故障，并对所存在的设备故障进行故障定位、故障隔离和故障级别划分，同时基于不同故障级别进行故障自主处置和/或提供诊断及维修指导策略；
显示设备，用于对存储设备的存储数据、测试设备所采集的数据信息以及所述海洋环境感知系统所存在的故障数据信息进行显示。
8.如权利要求7所述的海洋环境感知系统的状态测试系统，其特征在于，还包括便携式辅助诊断设备，所述便携式辅助诊断设备用于对单机设备的故障进行诊断以及用于对设备故障隔离至模糊组进行再诊断分析以对该设备故障的位置进行精确定位。
9.如权利要求8所述的海洋环境感知系统的状态测试系统，其特征在于，所述测试设备是基于测试设备内部的闭环测试电路、激励信号电路和监控电路实现海洋环境感知系统状态数据信息的实时收集。
10.如权利要求9所述的海洋环境感知系统的状态测试系统，其特征在于，所述存储设备与各个舱体级测试设备之间以及存储设备与海上/陆上信息综合设备之间均采用网络总线连接以实现数据交互。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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