[00126688]船用气象要素综合监测及仿真测试系统

本项目来源于山东省科技发展计划项目“船舶气象仪仿真仪研制”（课题编号：2009GG10001016）。 随着我国海洋事业的发展,船舶远洋航行频次逐渐增多、续航时间不断增长,现有船用气象设备在气象要素的监测种类、监测精细化及设备保障性等方面已不能满足现代船舶远洋航行和远海作业的新需求。现有该类设备仅提供风速风向、温度、湿度及气压等要素信息,设备维修过程复杂,国内相关设备总体技术水平与欧美还有较大差距。本项目在山东省科技发展计划、山东省科学院科技发展基金等项目的资助下,开发出了基于加权D-S 证据理论多源信息融合方法的故障诊断技术、基于专家数据库及Vague集理论的船用气象要素综合监测设备综合分析技术等多项具有自主知识产权的新技术,研制出了船用气象要素综合监测及仿真测试系统。 该系统由综合监测和仿真测试两大子系统组成,系统采用模块化结构设计,每个模块具有独立的嵌入式系统核处理器,模块之间通过双冗余CAN 总线连接,实现了模块即插即用、方便组态,其中综合监测子系统的主控模块采用双核设计,以保证系统的高可靠性。综合监测子系统提供风速风向、温湿度、气压、能见度、降水量等气象信息,并实现了风场的精细化监测。仿真测试子系统可对系统进行综合测试、仿真及故障诊断、维修服务,并在应急状态下代替综合监测子系统中除传感器外的任一模块,完成其相应功能,起到模块应急保障作用。 本项目成果的创造性、先进性体现在如下几方面： 1、提出了集综合监测、仿真测试、故障自诊断、使用自主培训、备件应急保障于一体的仪器系统化全新理念,并以此研制出船用气象要素综合监测及仿真测试系统,实现了多种气象要素的综合监测,增强了船舶气象综合监测与保障能力。 2、开发出基于空气流体力学分析方法、神经网络系统辨识和支持向量机数值逼近的风场反演校正技术,建立船面风场反演校正模型,实现了船舶所在位置风速风向的精细化测量。 3、开发出基于Vague 集理论的综合分析技术和基于加权D-S 证据理论多源信息融合方法的故障诊断技术,建立了能够通过自学习进行自主完善的系统故障及维修专家数据库,实现了系统故障的快速定位和准确识别。 4、开发出基于径向基概率神经网络的气象参数状态在线识别技术,建立了气象要素实时数据综合分析模型,实现了实时数据中奇异值和故障数据快速识别。 本项目成果具有多项自主知识产权,获授权发明专利3 项、授权实用新型专利5 项,发表学术论文10 篇。 本项目成果具有测量种类多、监测精细化、可靠性高、保障服务自主化等方面的优势,已经在各类船舶、气象观测部门、造船厂以及船舶维修保障单位等多家用户推广应用,特别是在海军编队各批次的索马里护航任务中该成果发挥了重要的作用,得到用户的肯定和好评。 本项目成果大幅提升了我国海洋气象监测和保障能力,为加速我国向更深更远的海洋进军打下坚实基础,对远海资源开发、能源利用、发展蓝色经济、海洋安全、海洋科学研究具有重大经济和社会意义。