摘要：经济在快速的发展，社会在不断的进步，分析舰船电力通信网络安全智能预警效果具有重要意义，针对当前舰船电力通信网络安全智能预警系统存在的误差大，精度低的缺陷，设计了基于光传感技术的舰船电力通信网络安全智能预警系统。首先分析舰船电力通信网络安全智能预警系统的研究现状，并指出各种系统缺陷，然后采用光传感器采集舰船电力通信网络安全状态信息，并根据状态信息的小波信息熵识别舰船电力通信网络安全状态，根据网络安全状态识别结果设计相应预警保护措施，采用仿真实验分析了智能预警系统的性能，结果表明，本文系统的舰船电力通信网络安全状态识别精度高，加快了舰船电力通信网络安全识别速度，可以快速实现舰船电力通信网络安全预警，具有重要的实际价值。
关键词：舰船电力通信系统；网络安全状态；智能预警系统；光传感技术；状态信息采集
引言
电力线载波通信技术是指采用调制／解调技术，是利用传输工频电能的电力线传输数据和媒体信号的一种通信方式，是电力系统特有的一种通信方式。如今陆地低压电力线通信技术已经能够提供家庭高速上网服务和远距离抄表控制，但对于电力载波技术的船舶应用，还没有深入研究，舰船的电力线资源还没有被充分开发。如果能将舰船配电网络复用为通信网络，即采用PLC技术实现舰船电气设备的通信，相对于传统的通信网络，将会有工程量小，投入成本低；增装简便；减少了故障源等优势，使舰船电网趋于自动化、网络化和智能化。舰船电网指主配电板和应急配电板到用点负载之间的电缆连接。船舶负载种类和数量较多，不可能每个负载都直接由主配电板或应急配电板供电，有许多成组用点设备是由区、分电板供电，由主配电板直接供电的电网叫一次配电网络，而由区、分配电板供电的网络叫二次配电网络。船舶配电网络分为：a．正常照明配电网络。该电网则由照明变压器副边算起通过主配电网的照明负载馈电各照明分配电板，再由各分配电板供电给全船所有照明灯具。b．动力配电网络。指供电给三相异步电动机负载的电网，也包括供电给380V三相电热负载的电缆。该网络输送的电能约占全船全部电能的70%左右。c．应急电网。当主电源失电时，应急电源自动启动并通过应急电网供电给应急用户。d．小应急电网。由24V蓄电池提供的直流电提供给各应急设备。e．弱电电网。全船无线电通讯设备、各种助航设备、信号报警系统等用户供电的低压支流电网或中频电网。
1电力设备线路数据处理
通过上述数据采集得到了电力设备正常作业与线损状态下的数据，为分析电力设备线损数据特征量提供数据的支撑。对电力设备线路数据进行处理主要是对数据特征量进行提取。在电力设备正常作业时，线路电流值比较稳定，波动幅度很小；若是发生线损故障，则电流波形会发生剧烈的浮动并且幅度很大。上述采集数据的频率为1MHz，时间窗口为1ms，采集了2000个数据，正常线路与线损线路数据分别为1000个。电力设备线损故障特征量主要由电流波动特性、有效值和波形因子组成。其中，电流波动特性指的是在一个时间窗口内电流最大值与最小值的差值，该数值可以直接的表示电流在设备发生线损故障时的波动情况，从而得到所有窗口的电流波形图。电流波动计算公式为
2舰船电力通信网络安全智能预警系统的设计
2.1舰船电力通信网络安全状态识别模型
小波熵值作为特征要建立相应舰船电力通信网络安全状态识别模型，当前舰船电力通信网络安全状态识别模型主要基于RBF神经网络或者BP神经网络进行构建，由于BP神经网络的性能更优，为此本文建立BP神经网络的舰船电力通信网络安全状态识别模型。具体工作原理为：将舰船电力通信网络安全状态特征作为BP神经网络的输入向量，舰船电力通信网络安全状态作为BP神经网络的输出，通过学习不断拟合舰船电力通信网络安全状态变化特点，得到舰船电力通信网络安全状态识别结果。
2.2光传感技术采集舰船电力通信网络安全状态信息
要构建高性能的网络安全智能预警系统，首先必须采集质量高的舰船电力通信网络安全状态信息，否则会得到错误率高的安全状态识别结果。当前采集舰船电力通信网络安全状态信息的技术很多，如无线传感器技术等。相对于其它技术，光传感技术采集信息速度快，抗外界干扰能力强，而且采集信息的精度高，因此本文选择光传感技术采集舰船电力通信网络安全状态信息。光传感技术采集舰船电力通信网络安全状态的原始信息有一些无效信息，常常以噪声的形式存在，需要对原始信息进行预处理，提高信息质量，有助力于后续舰船电力通信网络安全状态识别，本文采用双边滤波技术对舰船电力通信网络安全状态信息进行去噪操作。
2.3舰船电力通信网络安全智能预警机制
舰船电力通信网络安全智能预警机制设计主要基于舰船通信网络安全状态，本文将舰船通信网络安全状态划分为4级，分别为：安全、有风险、中度风险、严重风险，并计算4级相应的小波熵，根据小波熵建立舰船电力通信网络安全识别模型。当舰船通信网络安全状态处于安全级别时，则正常运行，如果处于、有风险、中度风险、严重风险等不安全状态时，就启动相应的舰船电力通信网络安全智能预警机制。
2.4负载端阻抗匹配
负载阻抗等于传输线上特性阻抗时的匹配称为负载匹配，负载匹配可以使负载从发射端中吸收最大功率，传输线功率容量最大，微波源工作状态稳定。本文中即是使耦合器的输出阻抗等于传输线特性阻抗。
结语
智能预警系统对舰船电力通信网络安全具有重的研究价值，为了克服当前舰船电力通信网络安全智能预警系统存在弊端，设计了基于光传感技术的舰船电力通信网络安全智能预警系统，通过光传感器采集通信网络安全状态信息，解决当前信息采集精度低的难题，同时引入小波信息熵描述舰船电力通信网络安全状态，提高舰船电力通信网络安全状态识别的准确性，最后根据当前舰船电力通信网络安全状态设计相应的预警机制，能够有效保证了舰船电力通信网络安全，具有广泛的应用前景。
参考文献
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论文作者:张云峰
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年第04期
论文发表时间:2019/6/28
标签：舰船论文; 网络安全论文; 状态论文; 电力通信论文; 通信论文; 电网论文; 负载论文; 《当代电力文化》2019年第04期论文;