[發(fā)明專利]一種船舶狀態(tài)的診斷系統(tǒng)及其診斷方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410039061.9
• 申請日: 2014-01-24
• 公開（公告）號: CN103760871A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張躍文;劉伊凡;張鵬;孫培廷;姜興家;段緒旭;馮偉;任洪瑩
• 申請（專利權(quán)）人: 大連海事大學
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 李洪福

1.一種船舶狀態(tài)的診斷系統(tǒng)，其特征在于：包括船端數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)和岸端云診斷系統(tǒng)，所述的船端數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)包括機艙數(shù)據(jù)采集基站（1）、工控機、船端服務(wù)器（4）和船端多信息融合分析模塊（5），所述的岸端云診斷系統(tǒng)包括船舶數(shù)據(jù)服務(wù)器集群（6）、數(shù)據(jù)算法服務(wù)器以及用戶客戶端（8），所述的用戶客戶端（8）包括基于網(wǎng)頁的B/S客戶端和應(yīng)用在手機或平板電腦上的C/S客戶端；所述的工控機包括機艙數(shù)據(jù)工控機（2）和駕駛臺數(shù)據(jù)工控機（3）；

所述的船端服務(wù)器（4）分別與機艙數(shù)據(jù)工控機（2）、駕駛臺數(shù)據(jù)工控機（3）、岸端數(shù)據(jù)服務(wù)器和船端多信息融合分析模塊（5）雙向連接，所述的機艙數(shù)據(jù)工控機（2）與機艙數(shù)據(jù)采集基站（1）連接；所述的機艙數(shù)據(jù)采集基站（1）是分布嵌入式數(shù)據(jù)采集基站或通用集中式數(shù)據(jù)采集基站；

所述的數(shù)據(jù)算法集成模塊（7）與用戶客戶端（8）雙向連接，數(shù)據(jù)算法集成模塊（7）的輸入端與船舶數(shù)據(jù)服務(wù)器集群（6）連接、輸出端與各船舶連接；

所述的分布嵌入式數(shù)據(jù)采集基站由觸摸屏、數(shù)據(jù)采集模塊以及安裝在各個采集點的傳感器構(gòu)成，觸摸屏的端口和數(shù)據(jù)采集模塊相連接，數(shù)據(jù)采集模塊的每個通道分別與一個傳感器；所述的集中式數(shù)據(jù)采集基站直接與船舶的監(jiān)測系統(tǒng)連接；

所述的船舶數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)包括船端客戶端；

所述的用戶客戶端（8）安裝多種平臺的應(yīng)用軟件，用戶通過用戶客戶端（8）實時了解船舶當前狀態(tài)和狀態(tài)預報；

所述的船端數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)和岸端云診斷系統(tǒng)通過船岸通訊設(shè)備連接。

2.一種船舶狀態(tài)的診斷系統(tǒng)的診斷方法，其特征在于：包括以下步驟：

A、數(shù)據(jù)采集與分類匯總

機艙數(shù)據(jù)采集基站（1）采集船舶機艙數(shù)據(jù)，并分類匯總至機艙數(shù)據(jù)工控機（2）；機艙數(shù)據(jù)采集基站（1）的采集方法包括以下兩種方法之一：

A1、分布嵌入式數(shù)據(jù)采集

分布嵌入式數(shù)據(jù)采集基站適合于新建船舶或者改建的內(nèi)河船舶，該類型基站由觸摸屏、數(shù)據(jù)采集模塊以及安裝在各個采集點的傳感器構(gòu)成，單個基站能實時顯示所采集的數(shù)據(jù)，對異常數(shù)據(jù)進行超限報警，數(shù)據(jù)采集模塊每個通道采集一個傳感器發(fā)送的信號；

A2、通用集中式數(shù)據(jù)采集

集中式數(shù)據(jù)采集基站適用于已經(jīng)安裝有機艙監(jiān)測系統(tǒng)的船舶，通過數(shù)據(jù)接口直接讀取現(xiàn)有監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，對讀取數(shù)據(jù)進行解析/顯示，并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至機艙數(shù)據(jù)工控機（2）；

B、采集數(shù)據(jù)匯集和顯示分析結(jié)果

各個機艙數(shù)據(jù)采集基站（1）將機艙數(shù)據(jù)通過總線發(fā)送至駕駛臺數(shù)據(jù)工控機（3）和機艙數(shù)據(jù)工控機（2）；機艙數(shù)據(jù)工控機（2）和駕駛臺數(shù)據(jù)工控機（3）是一種圖形顯示組態(tài)工作站，均與船端服務(wù)器（4）數(shù)據(jù)庫實時同步，機艙數(shù)據(jù)工控機（2）和駕駛臺數(shù)據(jù)工控機（3）都有機艙和駕駛臺的綜合數(shù)據(jù)，是岸端云診斷系統(tǒng)的船端客戶端，能夠接收岸端云診斷系統(tǒng)反饋的診斷結(jié)果和趨勢預測結(jié)果，其工作步驟如下：

B1、匯總機艙數(shù)據(jù)采集基站（1）數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進行分類，顯示在機艙數(shù)據(jù)工控機（2）和駕駛臺數(shù)據(jù)工控機（3）的屏幕上的主動力裝置系統(tǒng)圖上；

B2、對數(shù)據(jù)及診斷結(jié)果進行存儲，提供歷史查詢功能；

B3、將實時數(shù)據(jù)發(fā)送至船端服務(wù)器（4）和船端多信息融合分析模塊（5）；

B4、顯示從岸端云診斷系統(tǒng)獲取的診斷分析結(jié)果和趨勢分析結(jié)果；

C、實時數(shù)據(jù)的多信息融合和船端分析

船端多信息融合分析模塊（5）將所接收到的機艙數(shù)據(jù)、航行數(shù)據(jù)、貨物數(shù)據(jù)進行綜合分析和計算，具體工作步驟如下：

C1、對船舶實時數(shù)據(jù)進行分析和故障診斷；

C2、根據(jù)歷史數(shù)據(jù)進行整體狀態(tài)評估，并根據(jù)數(shù)據(jù)趨勢進行故障預測；

C3、結(jié)合航行數(shù)據(jù)和貨物信息，對船舶經(jīng)濟性進行評估并給出優(yōu)化方案；

D、船岸通訊

船端服務(wù)器（4）存儲全船詳細數(shù)據(jù)，并通過船岸通訊技術(shù)，將實時數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至岸端數(shù)據(jù)庫；

E、岸端數(shù)據(jù)存儲

岸端設(shè)有船舶服務(wù)器集群，構(gòu)成了岸端云診斷系統(tǒng)的硬件基礎(chǔ)，船舶服務(wù)器集群存儲各個船隊的機艙數(shù)據(jù)、航行數(shù)據(jù)和貨物營運數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)構(gòu)成岸端云診斷系統(tǒng)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)；

F、船舶狀態(tài)故障診斷及趨勢預測

數(shù)據(jù)算法集成模塊（7）為集成故障診斷和趨勢分析算法的封裝模塊，岸端云診斷系統(tǒng)在平臺層服務(wù)中提供各類數(shù)據(jù)和計算資源的接口，該模塊利用這些接口對船端采集的數(shù)據(jù)進行分析計算；

G、岸端“云診斷”

岸端云診斷系統(tǒng)將船端數(shù)據(jù)發(fā)送至云端并進行復雜運算；同時，云診斷相關(guān)算法將多船和多個船隊的數(shù)據(jù)庫作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，當用戶對單船進行故障趨勢分析時，能夠調(diào)用數(shù)據(jù)庫中同類型或同航線的船舶數(shù)據(jù)作為參考，進行綜合判斷分析；云診斷的主要算法集成在介于平臺層和軟件層之間的數(shù)據(jù)算法集成模塊（7）中，能夠自動對各個船舶數(shù)據(jù)進行檢測；檢測預測的結(jié)果一方面發(fā)送至用戶客戶端（8）供用戶查閱，另一方面反饋給對應(yīng)船舶的船端客戶端即工控機；同時，云診斷在平臺層提供系統(tǒng)和數(shù)據(jù)接口，供平臺層各種診斷算模塊件使用，具有良好的可擴充性；云診斷計算的結(jié)果，一方面發(fā)送至用戶客戶端（8）供用戶查閱，另一方面反饋給船端的工控機，供船員參考。