[发明专利]基于衰退贡献度的船舶主机关联部件状态监测方法与系统

说明书

本发明涉及一种基于衰退贡献度的船舶主机关联部件状态监测方法及系统，所述方法选择历史健康样本中的稳定工况数据作为离线训练的输入数据，构建主机经济性评估基线和关联部件经济性健康基线；获取经济性相关监测数据，利用构建的主机经济性评估基线在线分析主机经济性状态，当经济性状态正常时，结束；当经济性状态异常时，发出异常报警，并进行主机关联部件健康状态分析；得到各部件的健康状态结果及各部件维修排查的顺序。该方法和系统从同时进行了主机经济性状态判断及主机关联部件的健康状态监测，对有效指导主机及关联部件的维护保养，恢复主机的经济性能、排除关联部件安全隐患或异常/故障、并降低燃油成本，极具现实意义。

技术领域

本发明涉及船舶主机经济性能评估分析领域，尤其涉及一种基于衰退贡献度的船舶主机关联部件状态监测方法与系统。

背景技术

船舶作为交通运输中运量较大的运输工具，其营运成本中的40-60％为燃油消耗，其中，船舶主机作为船舶的动力“心脏”，其燃油消耗通常占全船燃油消耗的90％以上；以一艘远洋万吨轮为例，其每航行一天的主机燃油消耗达20-30余吨，极大影响着航运企业的船舶运营成本，尤其是在目前航运市场持续低迷的市场环境中，如何降本增效，成为各航运企业用户关心的重点；同时，燃油消耗与污染物的排放密切相关，过多的燃油消耗将必然导致氮氧化物排放的增加，影响运输海域的海洋大气环境。

因此，如何有效控制主机燃油消耗成本、准确评价主机经济性能、控制主机燃油消耗排放等，成为航运用户目前极为关心并亟待解决的问题。对于船舶主机而言，其经济性影响因素众多，如果能够直接快速获得经济性评估结果(即主机消耗是否正常、是否满足经济运行条件)，并能够在经济性发生异常时迅速找到影响原因、定位异常相关部件、给出应对措施，将能够及时恢复主机经济性能、排除经济性及安全性隐患或异常/故障、降低燃油消耗并节省燃油成本、提升主机运行的环保性。

在目前的技术方案中，尚无根据船舶运行过程实时测量的、定量的主机关联部件状态监测方法。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种基于衰退贡献度的船舶主机关联部件状态监测方法与系统，用以解决现有技术无法对船舶运行过程的主机关联部件健康状态进行实时监测的问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一方面，提供了一种基于衰退贡献度的船舶主机关联部件状态监测方法，包括如下步骤：

选择历史健康样本中的稳定工况数据作为离线训练的输入数据，根据输入数据中的主机转速与燃油消耗率测量值构建主机经济性评估基线，根据主机转速和经济性关联部件状态参数利用SOM方法构建经济性关联部件健康基线；

采用多参数监控系统进行数据监测，利用构建的主机经济性评估基线对监测数据进行主机经济性状态分析，当经济性状态正常时，结束；当经济性状态异常时，发出异常报警，并进行主机关联部件健康状态分析；所述主机关联部件健康状态分析，包括：利用经济性关联部件健康基线对监测数据进行分析，得到主机经济性关联部件衰退对主机经济性异常的衰退贡献度；

对上述衰退贡献度进行排序，将排序靠前的部件定位为异常部件，并进行相应部件的维修排查。

在上述方案的基础上，本发明还作了如下改进：

进一步，所述经济性关联部件包括气缸系统、冷却系统和增压器系统。

进一步，所述监测数据为与离线训练的输入数据类型一致的数据，包括主机转速、燃油消耗量、气缸系统状态参数、冷却系统状态参数和增压器系统的状态参数。

进一步，构建经济性关联部件健康基线包括下述步骤：