高度智能化的舰船机舱系统设计

当前国际形势下舰船的自动化水平以及稳定性决定了舰船性能的高低。舰船机舱是舰船自动化系统的重要组成部分,设计舰船智能化机舱系统对于提高舰船运行的稳定性以及提高作战能力具有非常重要的意义。本文在分析当前舰船机舱系统存在问题的基础上,提出一种基于CAN总线技术和以太网的智能机舱系统,对系统进行整体设计,详细说明智能机舱系统工作的过程,对智能检测节点进行硬件和软件设计,本文设计的智能化舰船机舱系统使用模块化技术,提高了舰船机舱系统的可维护性。     

LonWorks总线在设计船舶机舱智能检测节点中的应用

船舶机舱是船舶自动化系统的重要组成部分。为了有效提高船舶自动化系统运行的稳定性以及可靠性,本文提出使用Lon Works总线技术构建船舶机舱智能监测系统,介绍Lon Works总线技术的基本要点,对机舱智能监测系统整体架构进行设计,分析系统工作流程,最后对基于Neuron芯片的机舱智能检测节点进行硬件设计。Lon Works总线拓展性好,可靠性高,可以应用于大小船舶的机舱智能检测中,因而具有很好的应用前景。     

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。     

智能网络型船舶机舱监测报警系统设计

为解决传统单元组合式机舱监测报警系统中存在的运行稳定性低、时效性差等问题,结合PLC嵌入技术对船舶机舱监测报警系统进行了优化设计。利用PLC技术对智能网络船舶机舱监控数据进行有效的采集和压缩处理,对船舶机舱监测预警系统结构模块和功能进行规划,并建立了机舱监测报警数据传输控制单元,对优化后的预警系统结构运行流畅进行创新设计,保障智能网络型船舶机舱监测报警系统快速安全的运行。通过仿真对比检测证实,智能网络型船舶机舱监测报警系统可有效解决传统单元组合式船舶机舱监测预警系统中存在的行稳定性低、时效性差等问题,充分满足监测报警系统设计要求。     

船舶机舱边缘计算系统通信技术的研究及开发

本文针对边缘设备与云平台之间的数据交互,从当前智能机舱相关系统的数据通信需求出发,提出一种基于物联网边缘计算系统框架的智能机舱边缘计算系统内设备通信方案,设计一种面向该边缘系统中运用于边缘设备的双向数据通信系统软件并进行测试,证明智能机舱边缘系统方案的可行性。     

《智能船舶规范》下的机舱智能化探究

船舶智能化作为船舶设计领域技术变革的中坚力量,将使船舶设计从理念到方法发生质的改变。机舱堪称船舶的"心脏",船舶自动化的推进和发展在很大程度上体现在机舱的自动化程度上,各船级社规范中,也对机舱自动化有着详细的规定和要求。文章在介绍CCS《智能船舶规范》的基础上,对比智能船舶与无人机舱在自动化系统设计上存在的区别,并对机舱智能化的设计思路和智能机舱自动化系统的构建进行探究。     

基于数据挖掘的船舶机舱监控系统

针对常规机舱监控系统已不能满足日趋智能化和数字化的船舶机舱设备的监控要求,提出并开发了一套基于数据挖掘的船舶机舱监控系统。该系统不仅能实现常规机舱监控系统的监控功能,而且融入了智能数据挖掘技术,可实现在线数据挖掘和分析,扩充了监控系统的内涵。设计了基于数据挖掘的船舶机舱监控系统硬件和软件部分,给出了适合船舶机舱数据挖掘的聚类算法,并利用该算法结合实船数据进行了挖掘分析;结果表明该系统稳定可靠、界面友好、挖掘方法合理,满足实船数据处理要求,为船舶机舱监控系统的设计及应用提供了一种新的思路。     

船舶机舱智能布置方法研究

采用知识工程的理论,对船舶机舱布置问题进行知识获取和知识表示,建立机舱智能布置问题的数学模型并用遗传算法进行优化,完成知识推理过程;以CATIA软件为平台,采用CATIA二次开发技术,实现3100TEU集装箱船机舱花铁板平台的智能布置;该研究对船舶智能设计系统的开发有一定价值。     

基于CAN总线的船舶机舱危险行为智能视觉监控系统

传统船舶机舱监控采用人工记录的方法,不仅费时费力并且容易出现数据差错,为解决这一问题,对基于CAN总线的船舶机舱危险行为智能视觉监控系统设计进行研究。系统设计主要从硬件与软件两方面进行研究,通过对系统硬件整体设计,从而确定数字量输出通道。以硬件为基础,对软件进行整体设计,通过CAN通信任务设计,实现系统对船舶机舱危险行为智能视觉的监控。根据模拟实验证明,基于CAN总线的船舶机舱危险行为智能视觉监控系统与传统监控方式相比,机舱监控准确率提高10%。     

基于变频控制的自升式风电平台机舱通风系统设计与研究

机舱通风系统是自升式风电平台重要的动力辅助系统。本文研究了具有自升式风电平台特色的机舱通风系统,对机械进风自然排风与机械进排风两种通风方式进行分析比较,并提出了先进的变频控制机舱通风系统设计理念。通过正在建造中的项目实例,详细介绍了基于变频控制的机舱通风系统的核心设计思路,展现了该系统智能、节能和安全可靠等诸多优势,对今后自升式风电平台机舱通风系统设计具有重要的指导意义。     

船舶动力装置CAD智能化子系统的研究

利用智能工程的原理、技术和方法研制了船舶动力装置设计和机舱布置的工具软件系统。该系统运用知识表示原理和控制策略,采用智能化的二维消隐和图样处理技术,使结构设计、机舱布置、零部件图样生成等具有较高的智能决策水平。     

基于变频控制的海上自升式平台机舱通风系统设计与研究

机舱通风系统是自升式平台重要的动力辅助系统。研究具有自升式平台特色的机舱通风系统,对机械进风自然排风和机械进排风2种通风方式进行分析比较,提出先进的变频控制机舱通风系统设计理念。通过项目实例,详细介绍基于变频控制的机舱通风系统的核心设计思路,展现该系统在智能、节能和安全可靠等方面的诸多优势,为今后自升式平台机舱通风系统的设计提供指导。     

网络型船舶机舱温度智能监测系统设计

针对船舶机舱数字化温度采集的具体应用,依据现场总线的原理,构建了船舶机舱数字化温度集中监测的三层网络架构—数据采集层﹑网络通信层和数据管理层.利用智能数字温度传感器独特的单线接口方式及可实现多点组网的功能和极强的抗干扰纠错能力,选用高性能﹑低功耗的高档8位单片机ATmega16作为中央处理单元,设计了一套应用于船舶机舱的网络型全数字化温度智能监测系统,实现了网络化船舶机舱多点温度全数字化监测.     

船舶机舱危险行为智能视觉监控系统

为实现对船舶舱室的智能化管理,设计船舶机舱危险行为的智能视觉监控系统。在ZigBee监控框架中,按需连接智能复位电路和视觉服务器,完成监控系统的硬件运行环境搭建。根据Linux监控内核的移植标准,连接视觉服务器获取的监控数据,完成监控系统的软件运行环境搭建,结合所有硬件执行设备,实现船舶机舱危险行为智能视觉监控系统的顺利应用。对比实验结果表明,在特定指标环境下,应用智能视觉监控系统可在最短时间发现船舶机舱内的危险行为,并对其进行精准的定位监控,有效解决现有技术手段在船舶舱体智能化管理方面存在的问题。     

基于增强现实的船舶机舱智能巡检技术研究

为了减少船舶机舱巡检过程中的人因失误,提高轮机员的单兵作业能力,以船舶机舱巡检任务为研究对象,提出了一种基于增强现实的船舶机舱智能巡检技术。针对机舱同类仪表识别率低的问题,融合蜣螂优化算法和目标检测算法,得到了一种全新的目标检测优化算法,实现了对机舱仪表的高精度识别和定位。通过构建船舶机舱的虚拟模型,利用任务系统的时序性和交互性,结合导航系统,实现了机舱导航和任务指引功能。试验证明,改进的蜣螂优化识别匹配算法在耗时和准确率方面均优于其他算法。在实际巡检效果方面,增强现实智能巡检规划的路线能够有效避免漏检现象,巡检准确率超过95%,有效提升了轮机员的巡检能力和效率。     

基于CAN现场总线的船舶机舱分布式监控系统的研究

随着船舶工业技术的不断发展,尤其是船用微机技术的不断提高,各类高科技数字化智能设备,广泛应用在船舶的主机遥控系统、主机安全保护系统、机舱综合报警系统、各种导航助航设备中,这对船舶的运行和管理起到了智能化、自动化的作用,也为船舶的安全运行起到促进作用.对AUT-0型无人机舱的船舶,机舱监控报警系统要长期连续运行,机舱内环境恶劣,系统不仅要克服船舶的震动、摇摆以及各种电气设备的电磁干扰,还要适应机舱内的潮湿、有腐蚀性的盐雾等环境.因此要求机舱报警系统可靠性高、实时性好、系统容量大、抗震、扩充性和耐腐蚀能力强.正基于此,本文研制基于CAN现场总线的船舶机舱分布式监控系统,实践证明:CAN总线的机舱分布式监控系统优于以往的集中式分布系统,指明了现代船舶机舱监控手段的发展方向.     

船舶智能化信息系统的探讨

探讨了船舶智能信息管理系统的框架结构和组成方法。该智能系统在目前海上单船的自动化系统的基础上,主要由基于智能的航海、机舱和货运监控等几个主要的子系统联合而成。在智能信息处理方法方面,研究了基于数据融合(DF)和数据挖掘(DM)的知识发现方法,对驾驶、机舱和货运监控等智能信息系统的几个主要子系统的信息进行集成管理与综合处理。     

智能船舶主要机电应用技术分析

当前,智能船舶已成为船舶工业、航运业抢占创新优势的重大突破。本文对智能船舶与智能机舱的涵义界定进行了比较研究,分析了大数据挖掘处理技术、船机信息感知技术、无人船技术、智能机舱技术等主要智能船舶机电应用技术的特点和应用情况,并提出相应的设计方案、发展策略。     

船舶机舱风机一拖多变频调速系统的设计

针对船舶机舱空间狭小,风机调节手动单一等问题,设计了基于单台变频器控制多台风机的“一拖多”智能控制系统.该系统通过PLC控制变频器实现每台风机的软启动,并根据温度变化和换风量需求,采用PID算法自动增加或减少风机运行台数和变频调节输出大小,保证机舱温度在设定范围内.智能控制系统完成风机对电网无冲击启动和自动调节机舱换风量,实现安全可靠和经济运行.     

基于粒子群优化算法的船舶机舱布置优化

船舶机舱布置的优化设计是现代船舶设计的重要研究领域,一个合理的机舱布置不仅能满足整体的空间需求,同时还能提升船舶动力系统性能。船舶机舱布置的优化是一个多条件约束问题,随着现代船舶结构复杂度增加,传统CAD交互式设计方法已经不能满足现代机舱布置优化性能要求。粒子群优化算法是一种基于遗传算法的智能优化算法,能够对多边界条件进行模拟,算法复杂度较低。本文设计了基于粒子群优化算法的船舶机舱布置的优化系统,并进行仿真。