基于BP神经网络的船舶主机能效状态评估

[目的]在船舶航行期间,需要通过分析船舶和主机的运行参数来客观判断主机当前的工作情况,从而准确评估主机的能效状态。[方法]以状态良好的船舶运行记录为样本,结合主成分分析法和BP神经网络算法,构建船舶的航行状态识别模型和主机油耗模型,并在船舶航行期间对船舶实时运行参数进行分析,得出船舶主机在当前工况下的油耗量正常值。以某30万吨级远洋散货船为例开展模型计算验证,将正常油耗值与实际油耗值进行对比,以二者的残差值为依据,进而评估当前的主机能效状态。[结果]计算结果显示,航行状态识别模型的正确率为98.05%,油耗模型的平均误差为3.47%,2种模型的可靠性均较高。[结论]研究成果可为智能船舶的能效管理提供一定的参考。     

船舶电力推进系统主机电能质量评估方法

传统船舶电力推进系统的评估方法,仅能对系统全局电能质量进行评估,无法对单独系统主机对应电能质量进行评估,从而反映出传统评估方法存在适应性较差的问题。为了提升评估方法的适应性,使其具备独立评估电力推进系统主机电能质量的作用,提出船舶电力推进系统主机电能质量评估方法。方法实现步骤分为3部分,分别为主机电能质量评估参量定义,电能质量相关量的加权优化计算与主机电能质量的评估;通过数据仿真环境的调试与对比,证明提出方法的有效性与可推广性。     

船舶网络入侵风险等级估算研究

传统船舶网络入侵风险等级估算方法,存在风险数据局部搜索时间过长、风险等级估算准确性较低等弊端。为解决上述问题,建立基于BP神经网络的新型船舶入侵风险等级估算方法。通过网络结构的确定、初始值及阈值的选取,完成BP船舶神经网络的搭建。通过入侵数据采集、数据风险等级分类、风险度量评估,完成新型船舶网络入侵风险等级估算方法的搭建。设计对比实验结果表明,新型方法与传统方法相比,适当缩短风险数据局部搜索时间,并提升风险等级的估算准确性。     

港口水域船舶异常能耗云数据挖掘

以港口水域船舶的节能减排为目标,研究港口水域船舶异常能耗云数据挖掘方法。采集港口水域船舶的AIS云数据,删除与船舶能耗无关以及异常数据,利用K-means聚类算法对船舶能耗相关船舶主机转速以及船舶主机功率等数据进行聚类,输出船舶不同运行工况的能耗。利用贝叶斯分类器依据聚类结果识别港口水域船舶能耗云数据是否为异常数据,完成港口水域船舶异常能耗云数据挖掘。实验结果表明,该方法的船舶异常能耗数据挖掘精度高,为船舶的节能减排提供依据。     

浅谈船舶安全检查中的吨位核查

详细阐述《1969年船舶吨位丈量公约》在船舶安全检查中的应用,并着重介绍吨位丈量的重要性、吨位估算和计算的基本原理及方法,在船舶安全检查中如何核查吨位。     

船舶黑碳排放测算方法

回顾黑碳的定义、黑碳的影响和船舶黑碳排放的研究进展，列举国际海事组织（IMO）自2008年以来关于黑碳内容的相关会议和关于北极船舶黑碳排放主题的提案。描述船舶黑碳排放的测量方法，提出船舶黑碳排放量的计算方法，为后续建立区域船舶黑碳排放测算方法提供依据。     

面向碳排放管理的船舶信息集成平台设计及应用

脱碳减排和智能化是船舶行业未来发展方向,通过对船舶行业碳排放相关法规的调研,以及对智能船舶系统需求的分析,本文设计了一种船舶信息集成平台,并基于该平台开发了CII碳排放管理系统,实现了船舶数据的一体化、船舶碳排放指标的数字化、智能化管理。提高了船舶运营方的管理效率,通过自动报表和辅助决策,帮助船舶符合碳排放法规的相关要求。     

电力推进船舶主机电能质量评估系统

电能质量直接影响电力推进船舶主机的工作性能,针对当前电力推进船舶主机电能质量评估系统存在评估精度低、效率差的不足,设计了基于数据挖掘的电力推进船舶主机电能质量评估系统。首先对电力推进船舶主机电能质量评估的研究文献进行分析,建立电力推进船舶主机电能质量评估指标,然后采用挖掘分析电力推进船舶主机电能质量变化特点,构建电力推进船舶主机电能质量评估系统,最后在Matlab 2016平台对电力推进船舶主机电能质量评估系统性能进行测试,本文电力推进船舶主机电能质量评估精度得到了显著的提升,电力推进船舶主机电能质量评估效率也得到了大幅度改善。     

船舶能效设计指数和营运碳强度指标参考线值分析——以国际航行散货船为例

从船舶设计和营运的角度,通过对船舶碳排放指标采取设置限值或评级等措施,可逐步降低船舶碳排放水平,而相关措施的制定均须以相关指标的参考线值为基础。通过梳理、分析、对比国际海事组织关于能效设计指数、营运碳强度指标的参考线值计算方法,结合给定的相关参数值,以国际航行散货船为例,分析参考线值的关联性。结果表明：散货船营运碳强度指标的参考线值在能效设计指数的参考线值上下偏离,但偏离幅度不大;散货船大型化在一定限度内有利于提升设计和营运能效水平,且有利于实现营运能效水平优于设计能效水平。受限于船舶数据样本的不确定性,参考线值也有一定局限性,但可反映出一组特定船型船舶碳排放的技术和营运总体情况。     

基于AIS数据的船舶碳排放量分析研究

为实时监控船舶碳排放量,提出了碳排放量评估模型。该模型通过分析碳排放量和燃油消耗量的计算方法,建立了碳排放量、燃油消耗量和船舶AIS信息三者之间的联系,为船舶碳排放量的分析提供了有效途径。     

船舶故障发生概率的数学模型构建及研究

常用方法由于在故障估算准确率与故障来源判断性能等方面存在一定问题,因此提出一种新的船舶故障发生概率数学模型构建方法。首先对船舶故障发生概率的相关设备运行数据进行挖掘,使用的方法是C4.5算法。对挖掘的船舶故障发生概率的相关设备运行数据进行清洗,具体包括标准化数据处理、消除与检测异常数据、填补缺失数据属性。根据高斯分布构建船舶故障发生概率数学模型。给出船舶设备运行工况数据,对设计的船舶故障发生概率的数学模型构建方法进行性能测试。实验中设计方法表现出了故障估算与故障来源判断的高度准确性,实现了现有方法的性能超越。     

船舶主机废气余热温差发电的数值模拟与试验研究

为了对船舶柴油机废气余热加以利用以达到船舶节能和减少碳排放的目的，结合船舶余热的特点，开展了船舶余热温差发电的数值模拟与实验研究。采用CFD方法完成了实验装置相关参数的选择后，进一步对温差发电装置的换热过程进行模拟，并通过实验验证了模拟的正确性。最后，以MAN/B＆W41V32/40式船舶主机为研究对象，对其废气余热温差发电的性能进行了评估。结果表明，在热端平均温度为500 K，冷端平均温度为310 K，冷却水流速为10 m/s的工况条件下，设计安装的1764片温差发电片输出总功率理论上可达31.75 kW。     

钢丝绳隔振器用于船舶主机隔振

船舶主机隔振通常使用橡胶隔振器，而钢丝绳隔振器用于主机隔振，目前国外尚无报道。现研究用钢丝绳隔振器解决16PA6STC柴油机主机的隔振问题。柴油机重量大，安装尺寸有限，目前单个钢丝绳隔振器的承载能力有限，因此提出了钢丝绳隔振单元的概念，即是将三个已成熟的HGGS—1200型钢丝绳隔振器组合成一个隔振单元，整机用10个单元，避兔了研制承载能力更大的新型钢丝绳隔振器的风险。用功率流方法对隔振装置的性能进行了理论评估，并进行了试验研究。结果表明：在潮试阻抗的有效频率范围内，功率流传递率估算与实测的振级落差总的趋势一致，说明功率流估算对设计有指导意义；另外，基础的弹性对隔振单元隔振效率的消弱作用非常显著，应尽量加大基础刚度。研究结果表明钢丝绳隔振器用于船舶主机隔振可行。     

营运船舶主机能效和碳排放等级评定方法

[目的]为使营运船舶主推进柴油机(主机)具备可操作的能效和碳排放强度评定方法以及等级划分标准,[方法]将单位营运燃油消耗率(SFOC)作为主机的能效指标,提出主机各级能效划分阈值的计算公式和能效等级偏离系数的计算方法,确定各级能效划分阈值的偏离系数,制定出能效等级评定的方法、划分范围及原则。以营运船舶"育鲲"轮的主机为应用对象,基于实验数据,对其进行能效等级评定。[结果]计算结果表明,"育鲲"轮的主机营运燃油消耗率为190.03 g/(kW·h);1,2级及2,3级能效划分阈值分别为191.86和203.15 g/(kW·h)。最终,将"育鲲"轮主机的能效等级评定为1级。[结论]研究结果有效反映了"育鲲"轮主机的管理水平、技术状态、能效水平及碳排放状态,所提方法符合亚太能源中心等机构关于评定方法的目标性、合理性、可行性、系统性及导向性要求。     

基于粗糙集的船舶主机轴系故障诊断

船舶主机轴系的故障诊断对船舶正常航运具有重要意义.将粗糙集理论应用到船舶主机轴系故障诊断中,建立了基于粗糙集的船舶主机轴系故障诊断模型.采用NaiveScaler方法对故障数据离散化处理,利用基于属性重要度的启发式算法进行属性约简,获取故障诊断相关规则.算例验证了该模型的有效性.     

巴拿马型船舶主机功率估算

本文以巴拿马型船舶的主机功率估算为例，对传统的Ｈｏｌｔｒｏｐ法和新近发表的Ｔｕｉｔｏｖ法的适用性和精确性进行了探讨，并给出了可供初步设计阶段估算干散货和集装箱船主机功率的近似差值估计。     

船舶主机能耗分布及辅助计算系统开发

船舶主机是整船最大的耗能系统,其能量消耗水平直接影响到营运的经济性。论文将主机系统能耗分布划分为摩擦损失、冷却损失、增压器吸收、废气锅炉吸收、排烟损失以及其他损失等6个模块,建立各模块能耗分布计算模型。基于C#语言开发了船舶主机能耗分布辅助计算系统,分别以台架试验数据以及实船测试数据为基础进行能耗计算和相互比较,验证模型的有效性。然后以一艘30.8万吨超大型原油船为分析对象,估算该船不同工况下主机的能耗分布。     

肥大型船舶的航速估算方法

本文在分析比较已有船舶航速估算方法的基础上，重点进行了肥大型船舶的航速估算方法研究，其中包括有效功率估算，自航因子估算，螺旋浆初步设计和相关补贴等研究，提出了最新的肥大型船舶航速估算方法。有效功率估算研究是将上海船研所肥大船系列试验图谱重新分布、表达，再根据二十余年积累的大量肥大船模型和实船试验资料，对球首和船型的影响进行修正，用４０余艘肥大船模型试验结果校核、修改、完善，得到肥大型船舶的有效功率     

内河船舶航行日志记载的现状及建议

〈内河船舶航行日志记载规则〉规定船舶必须有统一格式的〈航行日志〉,〈航行日志〉是船舶运行全过程的原始记录,是船舶法定文件之一,必须妥善保管.目前从对船舶的安全检查或日常检查中发现,航行珠江流域特别是珠江三角洲内河水域的船舶,无论是大等级或小等级的船舶,绝大部分都在〈航行日志〉记载时不同程度存在记录不完整,不规范的情况.本文结合日常工作,针对〈航行日志〉记载工作所发生的问题及如何解决这些问题进行探讨.     

船舶主机冷却水量的估算方法

中小型船舶的主机大多使用四冲程柴油机,采用的是水冷系。而冷却水量取决于主机在运行过程中被冷却的部件需要带走的热量,本文应用热力学第一定律,结合58m锚处理/锚供应拖轮的设计及建造实例,针对船舶主机冷却水系统,提出一种估算冷却水量的方法。