[發(fā)明專利]用于船只性能的評(píng)估的方法和系統(tǒng)

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380040542.5
• 申請(qǐng)日: 2013-05-31
• 公開（公告）號(hào): CN104507792A
• 公開（公告）日: 2015-04-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: K.特沃
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: ABB技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): B63B9/00
• 分類號(hào): B63B9/00
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 張凌苗;張懿

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于船只性能的評(píng)估的方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在遠(yuǎn)洋船或船只中，使用例如油或有時(shí)天然氣之類的燃料作為用于使船只的發(fā)電機(jī)或主推進(jìn)器旋轉(zhuǎn)的一個(gè)或多個(gè)柴油引擎的能源。燃料在港中或在航行期間用燃料車（fuel?tanker）輸送到海船。

功率產(chǎn)生和推進(jìn)系統(tǒng)已經(jīng)是用于連續(xù)調(diào)整、控制和監(jiān)視以便相對(duì)于船只的性能實(shí)現(xiàn)最佳效率的目標(biāo)。功率控制是船只的控制系統(tǒng)的基本部分。同樣地，控制推進(jìn)系統(tǒng)以通過使用可用電和/或初級(jí)能量（primary?energy）來產(chǎn)生所需功率。然而，在實(shí)踐中，能量的充足性不如設(shè)備及其控制系統(tǒng)的效率那么關(guān)鍵。

通過控制船上的單獨(dú)設(shè)備的功率，可以高效地且經(jīng)濟(jì)地消耗能量。這例如適用于單獨(dú)推進(jìn)單元、泵送設(shè)備、照明和加熱設(shè)備及其他輔助設(shè)備。

還有很多其他因素影響海船的總能量效率，并且應(yīng)在船只性能中考慮到，包括船只的動(dòng)力設(shè)備的優(yōu)化和配置、燃料類型的選擇、船只的調(diào)平和橫傾規(guī)劃路線。

計(jì)算機(jī)模擬或計(jì)算機(jī)模型是嘗試模擬特定系統(tǒng)的抽象模型的計(jì)算機(jī)程序。已經(jīng)通過創(chuàng)建描述船只的操作變量因素與呈現(xiàn)這些因素所取決于的輸入變量的參數(shù)之間的關(guān)系和相關(guān)性的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的模擬模式來執(zhí)行船只性能的優(yōu)化，例如能量消耗。該模型使得能夠根據(jù)參數(shù)和初始條件的集合來預(yù)測(cè)系統(tǒng)的行為。

此類模型使用的示例是在WO公開2011/161211中提出的用于基于設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的高效能量控制的技術(shù)方案。其公開了用于基于不同的輸入數(shù)據(jù)來控制海船中的能量消耗的方法和布置的示例，所述輸入數(shù)據(jù)諸如操作數(shù)據(jù)、路線數(shù)據(jù)、天氣預(yù)報(bào)和不同的環(huán)境因素。還將與燃料本身有關(guān)的數(shù)據(jù)考慮在內(nèi)，例如燃料類型、燃料成本等。基于計(jì)算的預(yù)測(cè)來管理能量消耗設(shè)備的能量平衡，計(jì)算的預(yù)測(cè)基于所述輸入數(shù)據(jù)。

WO公開2007/017908提出了一種通過使得設(shè)計(jì)者可能采用幫助船的設(shè)計(jì)的工具來增加船只設(shè)計(jì)效率的設(shè)計(jì)工具。該設(shè)計(jì)工具還用來通過從傳感器接收信號(hào)并根據(jù)傳感器信息模擬操作來優(yōu)化操作中的船只的操作成本且相應(yīng)地調(diào)整能量系統(tǒng)。該公開是鑒于僅依賴于設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的技術(shù)方案的改進(jìn)，因?yàn)槠湟部紤]到傳感器信息以便在操作期間控制能量平衡。

可以放入此類計(jì)算機(jī)模擬中的可靠性和可信性取決于模擬模型的有效性。

對(duì)性能變量與有影響輸入變量之間的相關(guān)性進(jìn)行建模是復(fù)雜的且基于經(jīng)驗(yàn)方法。現(xiàn)有技術(shù)方法要求人類努力和參數(shù)的手動(dòng)設(shè)置。

另外，該模型在給出關(guān)于單獨(dú)因素如何影響總性能的信息方面是不充分的。

在性能評(píng)估系統(tǒng)中，重要的問題將是不僅為用戶提供整個(gè)系統(tǒng)的當(dāng)前狀態(tài)的信息，而且給出相對(duì)于所選操作條件來評(píng)估性能的參考。

本發(fā)明的目的是開發(fā)給出關(guān)于影響船只性能的不同因素的更多詳細(xì)且可靠的信息的模擬模型。

在申請(qǐng)正文中使用以下術(shù)語

調(diào)平（TRIM）：縱向（俯仰）方向上的船只的浮動(dòng)傾度，即船只的船頭和船尾的下沉之間的差。

橫傾（LIST）：橫向（滾轉(zhuǎn)）方向上的船只的浮動(dòng)傾度。

吃水深度（DRAFT）：船只的船身中部下沉。

浮動(dòng)位置（FLOATING?POSITION）：調(diào)平、吃水深度或橫傾或調(diào)平、吃水深度和橫傾的任何組合。浮動(dòng)位置影響船只的排量（displacement）、濕表面和水阻力。

動(dòng)力設(shè)備配置（POWER?PLANT?CONFIGURATION）：不同功率發(fā)生和消耗設(shè)備（例如柴油發(fā)電機(jī)、軸發(fā)電機(jī)、廢熱回收系統(tǒng)等）之間的負(fù)載的共享/分配。

最優(yōu)動(dòng)力設(shè)備配置（OPTIMAL?POWER?PLANT?CONFIGURATION）：履行諸如燃料消耗、排放等優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)的不同功率發(fā)生和消耗設(shè)備之間的負(fù)載的分配。

船只行為/船只性能（SHIP?BEHAVIOUR/SHIP?PERFORMANCE）：描述船只的實(shí)際功能，包括例如船只的移動(dòng)、能量消耗、燃料消耗以及排放。

船只操作（SHIP?OPERATION）：描述了船只的機(jī)動(dòng)和操舵及控制動(dòng)作以便驅(qū)動(dòng)引擎和電氣設(shè)備并使船只移動(dòng)。

船（VESSEL）與船只（SHIP）以同義詞方式使用

海洋狀況（SEA?STATE）：由浪高、波浪周期、波浪方向、涌浪、風(fēng)致波浪（wind-induced?wave）等確定的海洋狀況。

發(fā)明內(nèi)容