[發明專利]一種船舶運行能效的系統優化方法及其裝置

有效

• 申請號: 201210276500.9
• 申請日: 2012-08-06
• 公開（公告）號: CN102768524A
• 公開（公告）日: 2012-11-07
• 發明（設計）人: 李張智;彭和平
• 申請（專利權）人: 長沙綠航節能科技有限公司
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418;G01F9/02;G01F9/00
• 代理公司: 長沙丁卯專利代理事務所(普通合伙) 43211
• 代理人: 陳書誠

1.一種船舶運行能效的系統優化方法，所述方法包括步驟數據采集、建立數學模型、分析計算、輸出與執行，其特征在于：所述數據采集是獲得船舶對水航速、船舶對地航速、船舶主機實時轉速、船舶主機瞬時油耗和富余水深；所述建立數學模型是在船舶所處的富余水深足夠的條件下，在同一時間軸上，建立船舶主機實時轉速與船舶對水航速之間的數學模型，建立船舶主機實時轉速與船舶主機瞬時油耗之間的數學模型；所述分析計算是對建立起來的數學模型在不同水流流速、采用不同主機轉速的條件下進行分析計算，得出船舶在不同條件下對應的船舶對地公里油耗預測值；所述輸出與執行是將船舶在當前水流條件下，計算出預測能夠達到最小對地公里油耗值所對應的主機轉速，作為推薦轉速顯示出來，指導駕駛員增加或降低船舶主機當前的轉速，或者通過主機轉速調節伺服機構直接控制船舶主機的油門。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述步驟分析計算之后設置油耗判斷程序，在油耗判斷程序中，事先設置主機瞬時油耗、船舶對地公里油耗的“提醒值”和“報警值”，?在船舶航行期間，如果步驟分析計算的結果高出“提醒值”或“報警值”時，則以提醒或報警方式告訴駕駛員需要修正操作方法。

3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述步驟分析計算之后設置故障判斷程序，在故障判斷程序中，事先設置正常技術狀態下，主機轉速與主機瞬時油耗之間的數學模型作為參照模型；在船舶航行期間，將步驟分析計算的結果中的主機轉速與主機瞬時油耗之間也建立數學模型作為實時模型，將實時模型與參照模型進行比較，如果上述兩個數學模型在船舶吃水相同條件下形成的關系曲線差異超過設定值時，以報警方式提醒船舶技術狀態出現問題。

4.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述步驟數據采集中增加采集尾軸扭矩參數，設置正常技術狀態下船舶主機轉速與尾軸扭矩之間的數學模型作為參照模型；在船舶航行期間，將分析計算的結果中的船舶主機轉速與尾軸扭矩之間也建立數學模型作為實時模型，將實時模型與參照模型進行比較，如果上述兩個數學模型在船舶吃水相同條件下形成的關系曲線差異超過設定值時，則以報警方式提醒船體或/和螺旋槳出現技術故障；同時，設置正常技術狀態下船舶主機瞬時油耗與尾軸扭矩之間的數學模型作為參照模型；在船舶航行期間，將分析計算的結果中的船舶主機瞬時油耗與尾軸扭矩之間也建立數學模型作為實時模型，將實時模型與參照模型進行比較，如果上述兩個數學模型在船舶吃水相同條件下形成的關系曲線差異超過設定值時，則以報警方式提醒主機出現技術故障。

5.根據權利要求3所述的方法，其特征在于：所述步驟數據采集中增加采集尾軸扭矩參數，設置正常技術狀態下船舶主機轉速與尾軸扭矩之間的數學模型作為參照模型；在船舶航行期間，將分析計算的結果中的船舶主機轉速與尾軸扭矩之間也建立數學模型作為實時模型，將實時模型與參照模型進行比較，如果上述兩個數學模型在船舶吃水相同條件下形成的關系曲線差異超過設定值時，則以報警方式提醒船體或/和螺旋槳出現技術故障；同時，設置正常技術狀態下船舶主機瞬時油耗與尾軸扭矩之間的數學模型作為參照模型；在船舶航行期間，將分析計算的結果中的船舶主機瞬時油耗與尾軸扭矩之間也建立數學模型作為實時模型，將實時模型與參照模型進行比較，如果上述兩個數學模型在船舶吃水相同條件下形成的關系曲線差異超過設定值時，則以報警方式提醒主機出現技術故障。

6.一種用于權利要求1所述方法的裝置：所述裝置包括船舶主機調速器，其特征在于：所述主機調速器通過伺服機構連接到中央處理器及儲存單元；所述中央處理器及其儲存單元連接數據采集設備、輸出設備、電源單元；所述數據采集設備包括主機油耗測量裝置、主機轉速傳感器、尾軸扭矩儀、計程儀、GPS裝置、測深儀、風向風速測量儀、舵角指示器、三軸高精度陀螺儀；所述輸出設備包括顯示器、伺服機構；所述中央處理器及儲存單元通過專用軟件對采集到的主機瞬時油耗、主機轉速、尾軸扭矩、船舶對水航速、對地航速、富余水深、風向風速、轉舵角度、船舶縱傾角度的數據進行分析處理，并將處理結果以數據和/或圖表方式在顯示器上顯示出來，用于指導船舶駕駛。

7.根據權利要求6所述的裝置，其特征在于：所述中央處理器及儲存單元連接能夠提示或者警示駕駛員進行最優化主機轉速操作的語音提示單元和聲光報警單元。

8.根據權利要求6或7所述的裝置，其特征在于：所述輸出設備中設置伺服機構，伺服機構與主機調速器連接。