[發明專利]基于衰退貢獻度的船舶主機關聯部件狀態監測方法與系統

有效

• 申請號: 201711235510.7
• 申請日: 2017-11-30
• 公開（公告）號: CN108062586B
• 公開（公告）日: 2020-03-27
• 發明（設計）人: 魏慕恒;邱伯華;何曉;張羽;劉鵬鵬;譚笑
• 申請（專利權）人: 中國船舶工業系統工程研究院
• 主分類號: G06N3/08
• 分類號: G06N3/08;G06F30/20;G06F119/04
• 代理公司: 北京天達知識產權代理事務所(普通合伙) 11386
• 代理人: 龐許倩;馬東偉

1.一種基于衰退貢獻度的船舶主機關聯部件狀態監測方法，其特征在于，包括如下步驟：

選擇歷史健康樣本中的穩定工況數據作為離線訓練的輸入數據，根據輸入數據中的主機轉速與燃油消耗率測量值構建主機經濟性評估基線，根據主機轉速和經濟性關聯部件狀態參數利用SOM方法構建經濟性關聯部件健康基線；

采用多參數監控系統進行數據監測，利用構建的主機經濟性評估基線對監測數據進行主機經濟性狀態分析，當經濟性狀態正常時，結束；當經濟性狀態異常時，發出異常報警，并進行主機關聯部件健康狀態分析；所述主機關聯部件健康狀態分析，包括：利用經濟性關聯部件健康基線對監測數據進行分析，得到主機經濟性關聯部件衰退對主機經濟性異常的衰退貢獻度；

對上述衰退貢獻度進行排序，將排序靠前的部件定位為異常部件，并進行相應部件的維修排查。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述經濟性關聯部件包括氣缸系統、冷卻系統和增壓器系統。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述監測數據為與離線訓練的輸入數據類型一致的數據，包括主機轉速、燃油消耗量、氣缸系統狀態參數、冷卻系統狀態參數和增壓器系統的狀態參數。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，構建經濟性關聯部件健康基線包括下述步驟：

選擇與經濟性相關的各關聯部件系統狀態參數，構建第n個樣本的經濟性關聯部件觀測向量全集作為網絡的輸入向量其中，為船舶在航中的平穩運行過程采樣時間范圍中用于SOM網絡訓練的采樣時刻集合，s(n)為轉速，x₁(n),x₂(n),...,x_m(n)表示m個與經濟性相關的各關聯部件系統的狀態參數；

根據輸入向量的第j個權重向量W_j(n)得到全集權重向量W_j；其中，k為SOM網絡訓練的神經元個數；

計算輸入向量與權重向量的歐式距離，找到距離最小的點，作為最佳匹配節點W_c；

采用調整權重，得到調整后的全集權重向量；其中，t為迭代步驟，α為學習速率，為以最佳匹配節點W_c為中心的優勝鄰域內第j個神經元與最佳匹配節點W_c之間拓撲距離函數；

進行SOM網絡的迭代訓練，當收斂時結束訓練，將訓練好的SOM網絡作為經濟性關聯部件健康基線。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，還包括對訓練好的SOM網絡進行測試的步驟，測試不通過，則重新訓練，直到通過測試。

6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述對訓練好的SOM網絡進行測試的步驟包括：

采用在平穩運行過程采樣時間范圍中不同于的采樣時刻集合作為測試過程時間范圍，在第n個采樣點的經濟性關聯部件觀測向量對應輸入訓練好的SOM網絡的輸入向量全集為

通過訓練好的SOM網絡獲得SOM網絡輸出的估計值在第n個采樣點的經濟性關聯部件估計向量：

計算測試數據對應的經濟性關聯部件健康基線偏差向量：

當經濟性關聯部件健康基線偏差向量Δ_t中每個參數偏差均值均不超過閾值時，認為通過測試。