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半潛式航行器安全控制策略研究

文檔作者：易谷豐文檔來源：中國船舶重工集團公司第七一0研究		點擊數：	更新時間： 2023年05月04日
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總第223期艦船電子工程V01．33 No．1
1Q!!生箜!塑墜蘭三篁!!!!呈絲曼呈曼!呈竺壘些!!!
半潛式航行器安全控制策略研究+
易谷豐
(中國船舶重工集團公司第七一。研究所宜昌443000)
摘要文章論述了影響半潛式航行器航行安全的主要因素．根據故障特征進行了歸納和分類，包括避碰、無線數傳信道中斷、系統(tǒng)硬
件故障和柴油機故障等，并根據不同的故障設計了安全控制策略，如故障發(fā)生后的自動避碰、自救返航和緊急懸停等詳細的技術流程。
關鍵詞半潛式航行器；安全控制策略；避碰
中圖分類號TP273
Strategies on Emergency Control of Semi-Submersible Vehicles
YI Gufeng
(No．710 Research and Development Institute of CSIC，Yichang 443000)
Abst眥t The paper discussed the main factors influencing the navigation safety of the semi—submersible vehicles，through which，dif—
ferent factors including the anti—collision，the interruption 0f the wireless data channels，the hardware failure and the diesel engine failure and
SO on，have been summarized and categorized．According tO the types of faults，emergency control strategies，such as automatically anti—colli—
sion．self-rescue return and emergency hovering have been put forward and explained in detail．
Key Words 5emi submersible vehicles．emergency control strategies，anti collision Cla．鷂Nmr TP273
1 引言2 半潛式航行器控制系統(tǒng)安全設計概要
半潛式航行器是一種工作在近水面，有桅桿伸出水面，
由柴油機提供動力的航行器，它具有操縱性和適航性好、搭
載能力大、續(xù)航能力強等優(yōu)點。但是在擁有諸多優(yōu)點的同
時，也決定了半潛式航行器的系統(tǒng)要比其他無人水中平臺
復雜得多，因此也就更容易出現安全問題。
半潛式航行器本身是十分復雜的系統(tǒng)，一旦在工作中
出現故障，輕則影響任務完成，重則導致半潛式航行器沉沒
丟失，造成政治、技術及情報方面的重大影響與損失。因此
必須加強半潛式航行器安全控制策略研究，及時發(fā)現安全
問題，給出故障信息，并確定故障的部位、類型和嚴重程度，
給出相應的控制和處理方案，削弱、補償和消除故障，以保
證設備的性能盡可能地接近原來正常工作時的性能，或以
犧牲部分性能指標為代價來保證設備繼續(xù)完成其規(guī)定的功
能。對半潛式航行器進行安全控制策略研究，保證及時準
確地發(fā)現并解決安全問題，對于提高其自身的安全，具有現
實意義。
本文從航行控制系統(tǒng)設計的角度出發(fā)，在闡述典型半
潛式航行器航行控制系統(tǒng)主體框架的基礎上，初步研究了
半潛式航行器控制系統(tǒng)的安全控制策略。本文所闡述的安
全控制不僅是指硬件和軟件的安全設計考慮，如硬件冗余
和軟件代碼的安全設計等，而且將引起安全因素的具體原
因、故障過程和故障特征融入到控制系統(tǒng)設計中，期望通過
內置的控制策略盡量保證航行器的安全。
圖1是典型半潛式航行器控制系統(tǒng)組成：
將系統(tǒng)的故障種類歸納為如下幾類：
1)避碰，航行器作業(yè)范圍很大，在運行區(qū)域，復雜的海
底地形、起伏的珊瑚礁和沉船殘骸等障礙物，將會嚴重影響
到航行器的安全。一旦發(fā)生碰撞，必將會引起重大事故，因
此航行安全威脅等級設定為極高。
2)無線數傳信道中斷、信號被干擾以及綜合控制系統(tǒng)
誤操作引起的操縱鏈路故障，此類故障較常見，是航行事故
的主要誘因之一，包括操縱手疲勞誤操作、無線數傳信道出
錯、異常指令等等。航行安全威脅等級設定為中高。
-????∥?????一一
主控端移動端
圖1 典型半潛式航行器控制系統(tǒng)
3)系統(tǒng)硬件故
障，包括舵機失效、
傳感器失靈、航行
控制計算機死機、
信號驅動線路中
斷，電源失常波動
甚至失效等。該種
故障雖然在成品后
出現概率不高，但
在研制期間是頻繁
出現的。這類故障
一旦處理不當必將引起重大事故。故航行安全威脅等級設
定為極高。
+收稿日期：2012年7月12日，修回日期：2012年8月18日
作者簡介：易谷豐，男，碩士研究生，研究方向：水下特征裝備探測與控制。

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