船舶主海水系统智能状态评估模型

随着船舶系统维护方式智能化升级,为提高轮机人员工作效率,实现船舶海水系统的视情维修,基于状态识别与层次分析(AHP)-模糊综合评估(FCE)构建了智能状态评估模型(AHP-FCE).首先,搭建并验证RBF神经网络状态识别模型,获取连续多期系统状态概率向量;然后,利用多级模糊综合状态评估模型对系统当前状态进行综合评估;最后,基于"育鲲"轮真实数据进行可靠性验证,结果证明该模型的计算结果与实际情况匹配.该模型综合考虑连续多期参数,评估结果更加科学合理,可为其他船舶系统的状态评估提供一种新的应用思路.     

基于层次分析—模糊综合评估法的电力推进船舶电能质量实时评估系统

[目的]随着电力电子器件在船舶上的广泛应用和船舶电力系统容量的不断增加,船舶电能质量问题日益突出。为此,设计一种电能质量实时评估系统。[方法]首先,基于电力推进船舶电力系统的特点和船舶电能质量的研究现状,分析主流电能质量评估算法的优缺点与可行性;然后,根据最新评估标准,筛选可以反映船舶电力系统运行特点的8个电能质量指标,构建多层次评估体系,提出基于层次分析法(AHP)—模糊综合评估(FCE)法的船舶电能质量实时评估系统;最后,基于电力推进船舶实验装置进行可行性验证,并通过Matlab软件设计相应的图形用户界面(GUI)。[结果]该评估系统可以实现船舶电能质量的1 s级实时评估打分,同时生成定性与定量2种形式的评估结果。[结论]AHP—模糊综合评估法可以成功应用于船舶电能质量的实时评估系统,有利于船舶电力系统设备的集中监测管理,并为其他评估方法在船舶领域的应用提供一种新的设计思路。     

智能船舶动力系统设备的自适应阈值方法

[目的]针对智能船舶动力系统设备的状态监控报警不及时、阈值带宽过大、状态评估参数不准确等问题,提出自适应阈值的确定方法,用以对动力系统设备进行监控报警和状态评估.[方法]首先,采用模拟退火算法优化回归支持向量机(SVR)预测模型,对动力系统设备的常规状态特征参数进行建模;然后,对建模残差进行正态转化,并结合滑动时间窗来...     

船舶动力装置智能诊断系统设计

[目的]为了适应无人驾驶船舶的发展趋势,增强船舶动力装置的船岸一体化管理,减轻轮机人员的工作负担,从而实现船舶动力装置的"视情维修",有必要设计开发船舶动力装置智能诊断系统。[方法]根据组件的功能和特点,采用单参数阈值法和雷达图分析法进行健康状态评估,并将评估结果转换为健康分数值。对于低于70分的组件,系统将自动进入辅助决策界面,并针对某一故障提供相应的辅助决策建议,以供轮机人员参考。以教学实习船"育鲲"轮为目标船舶,对船舶动力装置的智能诊断系统进行实船验证。[结果]实船验证结果表明,船舶动力装置智能诊断系统具有较高的准确性和可操作性,实现了从"事后维修"到"视情维修"的转变。[结论结论]船舶动力装置智能诊断系统有利于提高船舶运行的安全性,具有一定的实船应用价值。     

基于多领域建模的船舶凝给水系统虚实映射方法北大核心CSCD

[目的]传统的建模分析方法难以对船舶凝给水系统进行有效的在线监测和状态评估,因此,有必要针对船舶凝给水系统全寿期开展精准有效的虚实映射方法研究。[方法]在多领域建模的基础上,将机理模型与多源数据相结合,运用多领域物理建模语言Modelica与MWorks系统仿真平台构建凝给水系统的数字孪生模型,融合在线及离线数据、数值计算、仿真分析等方法,评估船舶凝给水系统运行状态特性。[结果]所建立的模型可对凝给水系统进行全工况的动态特性分析,静态分析误差小于2%,动态响应趋势与实际运行一致。[结论]所提方法实现了凝给水系统物理实体与数字孪生模型的虚实映射,可以为船舶热力设备健康管理奠定基础。     

基于多领域建模的船舶凝给水系统虚实映射方法

[目的]传统的建模分析方法难以对船舶凝给水系统进行有效的在线监测和状态评估,因此,有必要针对船舶凝给水系统全寿期开展精准有效的虚实映射方法研究。[方法]在多领域建模的基础上,将机理模型与多源数据相结合,运用多领域物理建模语言Modelica与MWorks系统仿真平台构建凝给水系统的数字孪生模型,融合在线及离线数据、数值计算、仿真分析等方法,评估船舶凝给水系统运行状态特性。[结果]所建立的模型可对凝给水系统进行全工况的动态特性分析,静态分析误差小于2%,动态响应趋势与实际运行一致。[结论]所提方法实现了凝给水系统物理实体与数字孪生模型的虚实映射,可以为船舶热力设备健康管理奠定基础。     

船舶电网系统状态评估研究

常规电网系统状态评估方法能够对路基300 MW以下的电网系统状态做出正确评估,但针对船舶电网系统状态评估时,存在评估运行可靠性较低的问题,为此提出船舶电网系统状态评估研究。搭建状态评估模型框架,导入状态评估算法,完成船舶电网系统状态评估模型的构建;确定船舶电网系统状态监测区间,并对监测参数数据进行处理,实现船舶电网系统状态评估研究。试验数据表明,提出的船舶电网系统状态评估方法较常规电网系统状态评估方法,评估运行可靠性提升37.89%,适合对船舶电网的系统状态评估。     

基于机器学习的船舶机舱设备状态监测方法

[目的]为实现船舶机舱设备的智能状态监测,引入机器学习算法,提出一种结合流形学习和孤立森林的船舶机舱设备状态监测方法.[方法]由于船舶机舱设备的状态监测数据是多维度数据,基于该监测系统,通过流形学习来提取有效的数据特征,实现对原始数据的降维,减少数据复杂度.基于孤立森林算法,在仅利用正常工况数据集的情况下,训练并构建多...     

基于CBM的船舶设备健康管理系统

分析基于CBM的船舶设备健康管理系统及其国内外研究现状,设计系统实施流程、技术和功能架构;通过开展状态监控技术、综合诊断技术以及健康评估技术研究,进行综合状态评估,实现船舶设备健康管理;最后,从数据采集、状态评估、性能预测和维修决策支持等方面对实现系统的关键技术进行论述。基于CBM的船舶设备健康管理系统实现对船舶设备健康状态及趋势的实时知悉,并对使用、维修活动的决策提供辅助支持功能,从而降低设备维修费用,提高船舶设备使用效能。     

基于CBM的船舶设备健康管理系统

结合分析基于CBM的船舶设备健康管理系统及其国内外研究现状,设计了系统实施流程、技术和功能架构;通过开展状态监控技术、综合诊断技术以及健康评估技术的研究,进行综合状态评估,实现船舶设备健康管理。最后,从数据采集、状态评估、性能预测和维修决策支持等方面对实现系统的关键技术进行论述。基于CBM的船舶设备健康管理系统实现了对船舶设备健康状态及趋势的实时知悉,并对使用、维修活动的决策提供了辅助支持功能,从而降低设备维修费用,提高船舶设备使用效能。     

Research and design of ship-shore integrated engine room intelligent operation and maintenance system based on data brain北大核心CSCD

[目的]为提升舰船机舱运维的智能化水平,针对机舱设备种类多、数量大、耦合关系复杂等特点,梳理机舱运维智能化应用的技术路线,开发船岸一体化机舱智能运维系统。[方法]首先,分析国内外机舱智能运维技术的发展趋势,融合利用健康管理、大数据挖掘、数字孪生、数据轻量化传输等技术优势;然后,设计符合舰船机舱特点的一体化智能运维系统。[结果]提出了一种基于数据大脑赋能的机舱智能运维系统功能框架、平台设计、运行体系、运行流程及关键技术应用。[结论]研究成果可为舰船机舱智能运维系统设计及应用实践提供参考。     

基于层次分析法的动力系统技术状态评估方法

为了对船舶动力系统设计研究、维修保障工作提供指导和借鉴作用,文章分析船用动力系统技术状态的特点及其评估方法研究的必要性,讨论动力系统技术状态评估参数及指标.结合动力系统主要设备特点,运用层次分析法建立动力系统技术状态评估模型,并定性、定量的对评估中各指标权重进行分析,最终的分析结果与船舶实际情况相符,从而验证层次分析法对动力系统技术状态评估的科学性和价值.     

基于可变权重的舰船装备保障资源模糊综合评价

针对舰船装备保障资源评估问题,建立了评估的指标体系,给出了指标的隶属度函数;在此基础上,提出了基于可变权重的舰船装备保障资源模糊综合评价模型.该方法克服了现有方法的人为因素的局限性,实例计算结果反映了评价结果在各等级上的隶属度分量,有助于帮助部队认识舰船装备保障资源的状态.     

某型无人艇综合健康管理系统分析

[目的]为确保无人艇(USV)航行安全,降低维修保障费用,推行高效的维修保障模式,开展无人艇综合健康管理(IVHM)系统分析.[方法]根据某型无人艇的功能结构,对若干关键设备和船体展开故障模式、影响及危害度分析(FMECA);基于运维需要,分析无人艇IVHM系统的功能需求,以设计其系统框架,并提出设计该系统所需的关键技...     

双燃料发动机燃气供给系统设计

随着燃油价格的日益上升及废气排放的环保法规不断细化,采用双燃料发动机作为船舶动力已成为当今新船型开发中关注的焦点。液化天然气(LNG)作为船舶燃料,对减排和环保的贡献及经济实效是无可非议的。采用DF发动机作为双燃料供给系统的探讨基础,结合有关规则规范和相应的设备资料,分析DF发动机的LNG供给系统在设计中应关注的关键点,详细阐述了燃气系统各组成部分的工作原理及机舱内应采取的安全防务措施。     

船舶智能制造技术评价指标体系

研究智能船厂的系统架构和船舶智能制造技术评价要素,从基础层、车间层、企业层3个层级提出船舶智能制造技术评价指标体系,并确定各指标的权重系数,为造船企业开展自评价提供方法。     

电力推进科考船能效评估方法探索研究

以电力推进科考船为研究对象,分析了船舶能效管理计划(SEEMP)和智能船舶规范中货运船能效评估指标,结合科考船的实际情况,提出了适合电力推进科考船的能效评估指标,并通过实船能效计算验证指标的有效性,对电力推进科考船的能效评估进行了探索性研究,为后续研究提供参考。     

考虑船位预测不确定性的船舶碰撞危险度计算方法

[目的]船舶碰撞是威胁智能船舶航行安全的主要因素。船舶碰撞危险度计算模型应及时发现船舶航行中潜在的碰撞风险,为智能船舶的自主避让决策提供依据。[方法]首先,根据船舶领域侵入程度与侵入时间等参数,分析基于领域的碰撞危险参数计算模型,将航行场景划分为单船会遇局面和本船与船舶群组的会遇局面,给出一种新的多船会遇情况下的碰撞危险参数计算模型;其次,基于维纳过程对船位预测不确定性进行建模,根据卡方分布获取船位预测不确定性椭圆;最后,给出考虑船位预测不确定性的碰撞危险参数计算方法。[结果]该计算模型能够考虑船位预测不确定性对船舶碰撞危险的影响。[结论]可以进一步保障智能船舶的海上航行安全。     

基于AVL BOOST的船用柴油机典型故障仿真及其数据分析

[目的]大型船用柴油机故障类型的数据通过台架试验或者实船来获取存在许多不利因素,因此针对柴油机的故障仿真数值计算就显得尤为重要,同时对故障排除及数据驱动的智能故障诊断系统的构建也具有重要意义。[方法]基于AVL BOOST软件和台架试验数据,建立柴油机仿真模型,验证4种负荷工况下仿真模型需满足的精度要求;基于100%负荷工况模型,采用控制变量法模拟柴油机发火点提前、单缸停油及曲轴箱窜气这些典型故障,并分析计算得到的数据。[结果]结果表明:发火点提前5°时,缸内最高燃烧压力提高了17.4%;第1缸停缸后,有效油耗率上升近15%;对于不同气缸停油情况,第2号和3号气缸停油时的特征参数变化幅度较小;随着活塞有效窜气间隙的增加,各特征参数基本上呈线性扩大趋势,在窜气间隙值为0.04 mm时,部分特征参数急剧增加,例如油耗率增加了近40%。[结论]所得结果可作为柴油机故障状态识别及智能故障诊断系统构建的重要依据,为探索船舶柴油机智能故障诊断技术提供新的途径。