ОПЕРАТИВНАЯ ИДЕНТИФИКАЦИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ СУДОВОЙ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ПРЕДУПРЕДИТЕЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ

Рассмотрены возможные подходы к решению задачи оперативной идентификации технического состояния судовых электростанций. Показано, что применяемые на современных судах средства технического диагностирования предназначены только для осуществления эффективного технического обслуживания и ремонта энергетического оборудования и не приспособлены для своевременного предоставления информации о техническом состоянии судовой электростанции, необходимой для обеспечения предупредительного управления в нештатных режимах работы. Дано определение операционной идентификации технического состояния как процесса технического диагностирования судовой электростанции в целях предупредительного и противоаварийного управления ее техническим состоянием. Обосновано положение о том, что средства технического диагностирования должны не только выявлять неработоспособное состояние элементов судовой электростанции, но и прогнозировать режим ее функционирования после отключения неработоспособного генераторного агрегата, предоставлять информацию аппаратуре предупредительного управления о необходимой корректировке внешних условий для обеспечения ее безаварийного перехода в частично работоспособное состояние. Показано, что в отличие от существующих средств диагностирования, целеполагание операционной идентификации технического состояния судовой электростанции обуславливает необходимость учета такого важнейшего фактора, как скорость изменения контролируемого параметра, а также позволяет определять вероятное время достижения при помощи учета данного фактора своего предельно допустимого значения. Обоснована необходимость осуществления обязательной идентификации неработоспособных элементов судовой электростанции и реализации управляющих воздействий, направленных на исключение аварийной ситуации до момента перегруза работоспособных агрегатов и отключения их средствами защиты. Установлено, что полученная в результате идентификации информация позволит системе подготовки принятия решения сформулировать рекомендации обслуживающему персоналу и системе превентивной защиты о необходимых воздействиях на судовую электростанцию с целью исключения аварийных ситуаций. Проанализированы основные причины перегруза системы электроснабжения судна, разработаны алгоритмы практического решения задачи оперативной идентификации технического состояния судовой электростанции для случаев, связанных с перегрузом исправных машин ввиду отключения неработоспособных агрегатов.

судовая электростанция, оперативная идентификация, превентивная защита, техническое состояние, генераторный агрегат, область работоспособности, предупредительное управление

1. Saushev A. V. System approach to ensure performance of marine and coastal electrical systems during operation / A. V. Saushev, S. E. Kuznetsov, A. B. Karakayev // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. - IOP Publishing, 2018. - Vol. 194. - Is. 8. - Pp. 082037. DOI: 10.1088/1755-1315/194/8/082037.

2. Саушев А. В. Анализ методов диагностики аппаратов высокого напряжения / А. В. Саушев, Д. А. Шерстнев, Н. В. Широков // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. - 2017. - Т. 9. - № 5. - С. 1073-1085. DOI: 10.21821/2309-5180-2017-9-5-1073-1085.

3. Kolodenkova A.Integrated approach to processing diagnostic data based on heterogeneous cognitive models / A. Kolodenkova, S. Vereshchagina, V. Vereshchagin // 2020 Moscow Workshop on Electronic and Networking Technologies (MWENT). - IEEE, 2020. - Pp. 1-5. DOI: 10.1109/MWENT47943.2020.9067433.

4. Wu Y. Incipient winding fault detection and diagnosis for squirrel-cage induction motors equipped on CRH trains / Y. Wu, B. Jiang, Y. Wang // ISA transactions. - 2020. - Vol. 99. - Pp. 488-495. DOI: 10.1016/j.isatra.2019.09.020.

5. Lazakis I. Increasing ship operational reliability through the implementation of a holistic maintenance management strategy / I. Lazakis, O. Turan, S. Aksu // Ships and Offshore Structures. - 2010. - Vol. 5. - Is. 4. - Pp. 337-357. DOI: 10.1080/17445302.2010.480899.

6. Yang Y. Fault and safety protection of ship power station / Y. Yang, Z. Jin // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. - IOP Publishing, 2020. - Vol. 446. - Is. 4. - Pp. 042056. DOI: 10.1088/1755-1315/446/4/042056.

7. Ивлев М. Л. Технология применения виртуальных приборов для комплексной диагностики судового электрооборудования / М. Л. Ивлев, И. В Кузнецов, Д. Н Семёнов, А. В. Чирцов // Вестник МГТУ. Труды Мурманского государственного технического университета. - 2017. - Т. 20. - № 4. - С. 723-728. DOI: 10.21443/1560-9278-2017-20-4-723-728.

8. Ignatenko A. V. Electric-Energy Systems of Dynamic-Positioning Drilling Vessels / A. V. Ignatenko, S. E. Kuznetsov // Russian Electrical Engineering. - 2018. - Vol. 89. - Is. 2. - Pp. 85-92. DOI: 10.3103/S1068371218020074.

9. Saushev A. Preventive protection of marine electrical power system from the transition of generating sets to motoring mode / A. Saushev, N. Shirokov // E3S Web of Conferences. - EDP Sciences, 2021. - Vol. 244. - Pp. 08007. DOI: 10.1051/e3sconf/202124408007.

10. Саушев А. В. Основы управления состоянием электротехнических систем объектов водного транспорта: моногр. / А. В. Саушев. - СПб.: Изд-во ГУМРФ им. адм. С. О. Макарова, 2015. - 215 с.

11. Саушев А. В. Диагностирование состояния электротехнических систем в пространстве параметров их элементов / А. В. Саушев, Н. В. Широков // Вестник государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. - 2016. - № 2 (36). - С. 143-156. DOI: 10.21821/2309-5180-2016-8-2-143-156.

12. Широков Н. В. Метод исключения омонимичных областей в предупредительном управлении электротехнической системой / Н. В. Широков // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. - 2020. - Т. 12. - № 2. - С. 390-401. DOI: 10.21821/2309-5180-2020-12-2-390-401.

13. Широков Н. В. Предупредительное управление судовой электроэнергетической системой при отказе источников электроэнергии / Н. В. Широков // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. - 2019. - Т. 11. - № 2. - С. 396-405. DOI: 10.21821/2309-5180-2019-11-2-396-405.

14. Широков Н. В. Превентивная защита судовой электроэнергетической системы с параллельно работающими генераторными агрегатами / Н. В. Широков // Научно-технический сборник Российского морского регистра судоходства. - 2021. - № 62-63. - С. 121-130.

15. Захаров Н. А. Место и роль оператора в эргатической системе / Н. А. Захаров // Автоматизация в промышленности. - 2020. - № 1. - С. 20-23. DOI: 10.25728/avtprom.2020.01.03.

16. Tyrva V. O. Anthropomorphic Control over Electromechanical System Motion: Simulation and Implementation / V. O. Tyrva, A. V. Saushev, O. V. Shergina // 2020 International Russian Automation Conference (RusAutoCon). - IEEE, 2020. - Pp. 374-379. DOI: 10.1109/RusAutoCon49822.2020.9208070.

17. Benderius O. The Best Rated Human-Machine Interface Design for Autonomous Vehicles in the 2016 Grand Cooperative Driving Challenge / O. Benderius, C. Berger, V. M. Lundgren // IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems. - 2017. - Vol. 19. - Is. 4. - Pp. 1302-1307. DOI: 10.1109/TITS.2017.2749970.

18. Alizadeh D. Vessel trajectory prediction using historical automatic identification system data / D. Alizadeh, A. A. Alesheikh, M. Sharif // Journal of Navigation. - 2021. - Vol. 74. - Is. 1. - Pp. 156-174. DOI: 10.1017/S0373463320000442.

19. Wang T. Autonomous decision-making scheme for multi-ship collision avoidance with iterative observation and inference / T. Wang, Q. Wu, J. Zhang, B. Wu, Y. Wang // Ocean Engineering. - 2020. - Vol. 197. - Pp. 106873. DOI: 10.1016/j.oceaneng.2019.106873.

20. Tu E. Exploiting AIS Data for Intelligent Maritime Navigation: A Comprehensive Survey From Data to Methodology / E. Tu, G. Zhang, L. Rachmawati, E. Rajabally, G. B. Huang // IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems. - 2017. - Vol. 19. - Is. 5. - Pp. 1559-1582. DOI: 10.1109/TITS.2017.2724551.

21. Епихин А. И. Модуль диагностики двигателя внутреннего сгорания в системе поддержки принятия решений экипажем танкера-газовоза / А. И. Епихин // Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия: Морская техника и технология. - 2017. - № 4. - С. 31-39. DOI: 10.24143/2073-1574-2017-4-31-39.

22. Полковникова Н. А. Алгоритмы системы поддержки принятия решений для идентификации неисправностей главного судового двигателя / Н. А. Полковникова, А. К. Полковников // Эксплуатация морского транспорта. - 2019. - № 1 (90). - С. 110-128. DOI: 10.34046/aumsuomt90-17.

23. Григорьев А. В. Разработка научно-образовательного лабораторно-тренажерного комплекса судовых систем электродвижения и гребных электрических установок нового поколения / А. В. Григорьев, Р. Р. Зайнуллин, С. М. Малышев // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. - 2016. - № 4 (38). - С. 203-210. DOI: 10.21821/2309-5180-2016-84-203-210.

24. Magid S. I. Topical issues of simulation construction development in modern electric power engineering / S. I. Magid, E. N. Arkhipova, I. S. Zagretdinov // Thermal Engineering. - 2015. - Vol. 62. - Is. 14. - Pp. 1017-1027. DOI: 10.1134/S0040601515140086.

25. Никоноров А. Н. Разработка учебно-исследовательской АСУТП энергоблока с парогазовой установкой / А. Н. Никоноров, И. К. Муравьев, Е. Д. Маршалов, Т. Е. Муравьева // Автоматизация в промышленности. - 2021. - № 2. - С. 38-43. DOI: 10.25728/avtprom.2021.02.07.

26. Navas de Maya B. Application of card-sorting approach to classify human factors of past maritime accidents / B. Navas de Maya, H. Khalid, R. E. Kurt // Maritime Policy & Management. - 2021. - Vol. 48. - Is. 1. - Pp. 75-90. DOI: 10.1080/03088839.2020.1754481.

27. Белов О. В. Методология анализа и контроля безопасности судна как сложной организационно-технической системы / О. В. Белов // Вестник Камчатского государственного технического университета. - 2015. - № 34. - С. 12-18. DOI: 10.17217/2079-0333-2015-34-12-18.

28. Coraddu A. Determining the most influential human factors in maritime accidents: A data-driven approach / A. Coraddu, L. Oneto, B. N. de Maya, R. Kurt // Ocean Engineering. - 2020. - Vol. 211. - Pp. 107588. DOI: 10.1016/j.oceaneng.2020.107588.

29. Ivanova M. Analysis of Power Outages and Human errors in the Operation of Equipment in Power Grids / M. Ivanova, R. Dimitrova, A. Filipov // 2020 12th Electrical Engineering Faculty Conference (BulEF). - IEEE, 2020. - Pp. 1-5. DOI: 10.1109/BulEF51036.2020.9326058.

30. Kondrateva O. E. Analysis of the Applicability of Key Risk Assessment Methods for Solving Problems of Reducing Accidents at Energy Facilities / O. E. Kondrateva, M. K. Romashov, O. A. Loktionov // 2021 3rd International Youth Conference on Radio Electronics, Electrical and Power Engineering (REEPE). - IEEE, 2021. - Pp. 1-5. DOI: 10.1109/REEPE51337.2021.9388031.

31. Bao Y. Impact analysis of human factors on power system operation reliability / Y. Bao, C. Guo, J. Zhang, J. Wu, S. Pang, Z. Zhang // Journal of Modern Power Systems and Clean Energy. - 2018. - Vol. 6. - Is. 1. - Pp. 27-39. DOI: 10.1007/s40565-016-0231-6.

32. Saushev A. Rapid identification of the technical condition of a marine electric power system / A. Saushev, N. Shirokov A. Butsanets // Journal of Physics: Conference Series. - IOP Publishing, 2021. - Vol. 2061. - Is. 1. - Pp. 012032. DOI: 10.1088/1742-6596/2061/1/012032.

33. Saushev A. Preventive Protection of Ship’s Electric Power System from Reverse Power / A. Saushev, N. Shirokov, S. Kuznetsov // International Scientific Conference Energy Management of Municipal Facilities and Sustainable Energy Technologies EMMFT 2019. EMMFT 2019. Advances in Intelligent Systems and Computing. - Springer, Cham, 2021. - Vol. 1258. DOI: 10.1007/978-3-030-57450-5_33.