基于船联网的内河船舶装载量远程监测系统

基于江苏省智能航运信息综合服务(船联网)平台建设,为满足内河运输船舶远程装载量监测及营运能效分析需求,采用吃水传感器探测船舶吃水,同时结合数据采集电路等硬件设计,以及数据滤波算法、装载量计算、传感器安装方案等关键技术研究,研发了内河船舶装载量远程监测系统,实现了实时采集船舶装载量和横倾、纵倾状态数据,并可与现有船舶远程能耗监测系统单独或合并应用,更准确地考核船舶营运效益,为提升船舶的能效设计指数(EEDI)和能效营运指数(EEOI)提供参考。     

基于数据驱动的船舶航线实时优化

为了给不同海况下的船舶安全航行提供保障,设计基于数据驱动的船舶航线实时优化方法。利用数据驱动方法采集船舶历史航线、海域风速、风向、波高等海况数据,选取K-means聚类算法聚类海况数据,构建海况知识库。依据海况知识库内的船舶航线信息与航线转向点信息,划分船舶航线为不同航段。依据船舶航线的航段划分结果,以航行总时间最短以及总油耗最低为目标函数,设置船舶航速约束与转向点位置约束作为约束条件,构建航线实时优化模型。选取蚁群算法求解所构建的优化模型,输出航线实时优化结果。结果表明,该方法可以实时优化航线,降低船舶的航行时间与主机油耗,适用于不同海况的船舶航行。     

应用于AIS VDL监测的AIS船台静态信息标准符合度监测系统设计

在AIS VDL(VHF数据链路)监测中,为了解决AIS信息符合性问题,提出了AIS船台静态信息标准符合度监测系统设计方案。该方案主要是基于AIS船台电文数据和船舶数据库信息,应用Spark、Hadoop大数据处理平台,对船舶的MMSI、船名、呼号、IMO号、类型、尺寸、转发指示符等的标准符合度进行实时监测,实现智能识别异常AIS船台,为海事监管部门提供精确可靠的船舶识别信息。     

基于机器学习的船舶能耗智能预测方法验证分析

船舶能耗智能预测是实现船舶能效智能评估与优化决策的基础和前提。大数据、人工智能、机器学习等新兴技术促进了船舶能耗预测方法的不断发展，为分析不同基于机器学习的船舶能耗预测算法的预测精度与效果，进行了不同预测算法的实例验证分析。结合船舶油耗及其影响因素实船采集数据，通过采用不同机器学习算法对船舶能耗进行预测分析，验证了各算法的特点和优势，从而为选择合适的船舶能耗预测算法提供参考。     

船舶燃油使用状况实时远程监测系统

为加强内河船公司对航行中船舶燃油的监控管理,研制了以单片机为核心的船舶燃油使用状况实时远程监测系统.该系统可以对航行中的船舶燃油使用状况进行实时检测,并将检测到的数据信息保存到存储器中,再以短信的形式定时传送到监控中心.     

港作船舶在线能耗监控系统的研究与应用

针对港作船舶燃油管理的现状,通过对港作船舶作业特点及柴油机燃油系统特性的分析,引入低压损、高精度的质量流量计,并首次提出基于单流量计的直接计量法,研发了港作船舶在线能耗监测系统。经实践证明,该系统具有很好的应用效果,对实现港作船舶实时能耗的在线监测与船舶的科学管理具有重要意义。     

基于动态油耗模型的节能航迹规划

针对某案例船的实时能耗数据库，从航迹角度分析了能耗特性并设计了一种节能航迹规划方法。首先，采用栅格法构建了海域模型，根据环境参数与船舶性能参数对船舶油耗的影响，拟合了船舶油耗模型，并植入到海域栅格模型中；进而采用里程蚁和能耗蚁协同规划机制，设计了一种双蚁群算法，提升了算法对格栅属性的动态适应性；最后，基于案例船能耗数据库执行了动态节能航迹规划算法，迭代过程和路径节能效果表明：该算法拥有高效的寻优能力并且收敛速度较快，能为船舶实时节能航迹规划技术提供解决方案。     

内河散化船洗舱水排放在线监控系统研究

文中针对内河散装化学品船舶洗舱水的排放处理,基于目前内河船舶装载的AIS终端进行扩展开发,利用传感器、AIS/3G通信设备、软件监控平台,设计了一套洗舱水排放在线监控系统,能将实时监控的功能应用于内河散化船舶洗舱水排放的排放监控。该系统能够实时监测船舶排放洗舱水信息,记录相关的数据,对出现的相应情况进行报警,并提供给管理机关以实现有效监管。     

新一代北斗卫星系统在海洋测量船中的应用

随着海洋资源开发的快速发展,在海洋测量船舶中开发和部署实时监测系统是十分必要的。然而,传统的船舶状态或位置监测系统,往往采用卫星数据连接来传输坐标等信息,造价昂贵且使用不便,因此如何在海洋环境中实现数据通信,解决实时坐标传输,数据提取,实时显示等问题,是构建实时监测系统的关键。本文提出一种以北斗短信为数据通信方法的新型解决方案,利用中国数字海洋框架系统对数据进行实时的存储和可视化。通过在实际船舶中的部署和应用,显示本文讨论的解决方案可行。     

船舶大气污染物岸基嗅探式自动监测系统设计与验证

为实现船舶大气污染物排放量的远程测量,初步筛选出高排放船舶,提高船舶排放监管的针对性和效率,设计一种基于嗅探式传感器的岸基监测设备和配套的软件平台系统。系统通过采集船舶大气污染物浓度数据、船舶自动识别系统(Automatic Indentification System,AIS)数据和气象数据等实时信息,基于船舶尾气排放量在线估算方法、船舶尾气排放扩散数值模拟、观测数据的模式识别算法等,实现船舶尾气排放特征的在线识别和疑似高排放船舶的粗筛。对比在相同环境条件下CALPUFF模型计算得到的气体污染物模拟理论浓度,验证岸基嗅探式自动监测系统的监测可行性和准确性。     

大数据技术在船舶能效管理中的应用

利用船上安装的数据采集装置对营运数据进行监测,基于监测数据计算能耗指标。根据分析评估结果,为船舶能效管理提供航速、纵倾、最佳清除污底时间等指导建议。同时通过建立航区航线的海况数据库,可以计算综合海况下的功率和油耗,为优化固定航线船舶在实际海况下的水动力性能提供参考。从某8万吨级散货船型线优化的4种方案对比可知,型线4与原型线相比,载货工况下的有效功率降低7. 16%,燃油减少7. 29%。     

基于百度地图的航道生产监测与管理系统研究

航道生产监测与管理系统以航道处主要生产设施作为管理对象,并监测航道维护船和车辆的实时位置、重点标位的实时水深等信息。通过安装在航道维护船和车辆上的GPS模块获取位置数据以及安装在重点标位上的测深仪获取水深数据,通过远程传输系统,在岸上监测中心显示航道维护船的实时位置和重点标位水深信息。该系统能在监控中心电子地图上实现航道生产资源管理以及水深信息、船舶位置和车辆位置信息监测、应急指挥和日常调度辅助决策等功能。基于百度地图的航道生产监测与管理系统涉及到的关键技术包括地理信息系统(GIS)技术,应用全球卫星定位系统(GPS)技术、数据库管理技术和网络技术。     

船舶气象仪测试系统中AVR单片机的应用

为了更好地进行海洋开发,必须对海洋环境进行提前监测。得益于电子技术和计算机技术的发展,海洋监测的硬件和软件都经历了快速的迭代。其中,船舶气象仪是非常关键的设备之一。通过自带的各类定制化传感器,船舶气象仪可以实时监测到各种需要的海洋环境信息,为船舶的海洋活动提供指导。本文将基于AVR单片机,设计一种模块化和稳定的船舶监测气象仪测试系统。     

基于人工神经网络的船舶油耗模型

针对船舶能效管理计划SEEMP的实施需求,寻求建立油耗模型的通用方法,为航行优化提供决策基础。以丹麦籍客滚轮MS Smyril号作为研究案例,对船舶实测运行数据进行了分析和预处理,并采用人工神经网络构建了船舶油耗和航速的黑箱模型。基于实测数据与模型预测数据的对比,验证了上述油耗模型的准确性和实用性,对于提高船舶能效运行指数EEOI具有重要意义。     

船舶交流电网绝缘监测及故障定位系统开发

针对传统船舶电网绝缘监测装置可靠性不足、受泄漏电容的影响较大、测量范围较窄、测量准确度不高等问题,以船舶IT交流供配电网络为研究对象,建立一种能够实时监测整个电网系统对地绝缘值与泄漏电容值,实现实时故障定位的系统,并结合Hausdoff距离算法进行容错计算.结果 表明:该系统可实时监测船舶电网的绝缘状态,并实现故障线路的准确定位,为操作人员保养设备和抢修设备提供最及时、最准确的判断信息,能够做到尽快排除故障,恢复供电,保证机电设备随时处于备航状态.     

分布式在线振动监测网络系统的通信接口设计

振动监测网络可实时监测舰船的动态声场信息,为船舶避碰等安全系统提供准确信息。在线监测对多点进行数据采集,传输,处理,并行数据处理的效率影响整个在线振动监测网络性能。总线技术是一种基于串口多点并行的通信技术,支持多种数据协议及通信接口,本文重点设计了基于CAN船舶分布式在线振动网络通信接口,分析了接口性能。     

船用承压结构变形场混合数字孪生监测模型方法实现

[目的]旨在为实现船舶的全生命健康监测设计一种面向结构健康监测的混合数字孪生系统。可实时采集及反馈关键舱室结构的变形,从而提升航运的信息化和安全管理能力。[方法]首先,采用奇异值分解法对多组载荷形成的物理场信息进行数据压缩降维得到特定的标准正交基,创建基向量与载荷关系的响应面模型,输出基于实时输入载荷的有限元降阶模型。其次,采用基于地统计学的克里金插值算法,按照特定拓扑结构布点,将实时的传感器数据和降阶模型输出的补充点位数据经由卡尔曼滤波算法进行融合修正,共同计算监测对象的变形情况。最后,通过构建变形监测软硬件系统,实现监测物理特性的采集到可视化的全过程。[结果]该系统在预设的载荷下,硬件采集系统能够稳定进行数据采集,配套的应用程序能够按照预期的要求进行实时可视化采集。[结论]该结构健康混合数字孪生系统满足船舶的健康监测需求,对未来船舶的高度一体化、智能化发展具有一定的参考意义。     

一种基于LoRa的船舶机舱数据采集系统

面向运营船舶机舱监测系统技术改造需求,设计一种基于LoRa(Long Range Radio)的数据采集系统.通过无线传感器和边缘计算获取舱室内各设备的状态信息,基于LoRa网关汇集并存储无线网络数据,实现对船舶机舱设备状态信息的采集,并设计上位机软件对数据进行管理分析.该系统设计为机舱监测提供了一种通用的低成本数据采集解决方案.     

基于云计算技术的船舶数据采集与传输网关设计

随着航运业发展,海洋运输的能耗爆发增长,对单艘船舶的能耗管理成为现代船舶制造的重要研究方向。传统的能耗管理依靠人的经验与单一数据采集系统,只能记录单艘船舶的能耗曲线,而不能建立舰队及海运作业总能耗之间的联系。随着云计算技术与互联网技术的发展,基于同一管理平台的船舶能耗数据采集分析成为主流研究方向。本文研究了基于云计算技术的船舶能耗数据采集与传输网关电路结构,对数据进行了实时采集与监控,最后进行统计分析。     

港作船舶燃油消耗实时监控系统的研究与应用

为实现港作船舶节能减排,研制了船舶燃油消耗实时监控系统。阐述船舶燃油消耗实时控制系统原理,主要功能。介绍该系统难点和技术创新点。该系统的建立实现了岸基对营运船舶油耗的实时监控。