[發明專利]船舶污底監測評估方法和評估系統

有效

• 申請號: 201911344796.1
• 申請日: 2019-12-24
• 公開（公告）號: CN111017136B
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 黃珍平;李榮宗;文逸彥;喬繼潘
• 申請（專利權）人: 上海船舶運輸科學研究所
• 主分類號: B63B71/10
• 分類號: B63B71/10;G06F17/18
• 代理公司: 上海遠同律師事務所 31307
• 代理人: 胡志鴻;張堅

1.一種船舶污底監測評估方法，該方法包括如下步驟：

一、采集船舶營運數據，包括如下船舶狀態數據：船舶吃水、航速主機功率、航速主機轉速、船舶對地航速、船舶對水航速、船舶舵角、船舶首向角、船舶運動、航行環境；

二、對步驟一所采集的數據進行質量篩選；首先對該些數據進行時間分段處理以轉化為若干具有一個設定時長的固定時間段數據，由此將較高頻率信號轉為時間平均信號；之后對該些固定時間段數據進行統計分析，獲得該些固定時間段數據的絕對值、最大最小值和標準差的統計值；之后通過分析所獲得的平均值、最大和最小值和標準差，去除跳動大和不穩定的低質量數據，同時對航行風浪環境、船舶狀態進行篩選，獲取適合分析的數據；

三、對步驟二所篩選后的數據進行環境因素修正，修正風、浪、流和水溫對船舶性能的影響，以獲得無風、無浪、無流、標準水溫的理想情況下，包含污底影響的船舶性能數據；

四、利用環境因素修正后的船舶性能數據，與船舶性能基準對比，對兩者的差距進行分析擬合，得到污底所造成的性能減低百分比值；當該性能減低百分比值達到設定閾值時，給出進塢清污建議；

其特征在于：

所述步驟三的具體步驟為：根據公式計算船舶風阻、根據公式計算波浪增阻，以及根據公式計算水溫增阻，并將計算所得的總阻力增加換算為功率增加，將初始主機功率減去功率增加，即為修正后的主機功率，然后根據主機功率與轉速的對應關系修正轉速；使用計程儀測量的船舶遭遇的縱向流速進行船舶航速修正，船舶的初始航速加上該縱向流速即為修正后的船舶航速；

以上公式中：ρ_a為空氣密度，A_xv為船舶迎風面積，C_aa為風阻系數，通過經驗公式獲得，或者使用類似船型的風洞試驗數據，V_g為船舶對地速度，V_w為風速，為風向角度，C_aa(0)為風向角為0度時的風阻系數；ρ_s為水密度，H_1/3為有義波高，B為船寬，L_bwl為水線面上船首至95％船寬處的距離，g為重力加速度；S為船舶濕表面積，V_s為船舶對水速度，C_f和C_f0分別為實際水溫和15度水溫對應船舶摩擦阻力系數。

2.根據權利要求1所述的船舶污底監測評估方法，其特征在于，所述步驟二中對步驟一所采集數據進行質量篩選的具體方式為：

A、計算所述固定時間段數據的標準差，并篩除標準差大、穩定性差的數據，包括但不限于：轉速標準差大于1轉/分鐘、航速標準差大于0.5節、首向角標準差大于3度、舵角標準差大于3度、風向角標準差大于15度的數據；同時篩除船舶運動較大的數據，包括但不限于：船舶的橫搖角標準差大于20度，縱搖角標準差大于3度；

B、計算所述固定時間段數據的絕對值、最大最小值，篩除跳動大或失真的數據，包括但不限于：轉速最大最小值之差大于3轉/分鐘，舵角的最大絕對值大于5度的數據；

C、計算所述固定時間段數據的平均值，并對水深、風速、浪高、航速的平均值大小進行篩選，篩除淺水、風浪較大和航速較小的數據，包括但不限于：水深小于100米，航速小于8節，風速大于25節，浪高大于3米的數據。

3.根據權利要求2所述的船舶污底監測評估方法，其特征在于：所述修正后的主機功率通過下式計算：P_sc＝P_s-(R_aa+R_aw+R_as)·V_s/η_d；所述修正后的主機轉速通過下式計算：其中Ps和Ns為修正前的初始主機功率和轉速，V_s為船舶對水速度，η_d為船舶推進效率。