[發(fā)明專利]一種船舶多能源供電系統(tǒng)管理方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211410351.0
• 申請日: 2022-11-11
• 公開（公告）號: CN115456316B
• 公開（公告）日: 2023-01-13
• 發(fā)明（設計）人: 辛小辰;楊淑娟;禹海岱;侯曉芳;李梓鳴
• 申請（專利權）人: 山東交通職業(yè)學院
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/0639;G06Q50/06;G06F18/22;G06F18/23;G06F18/24;G06N3/04;G06N3/08;H02J4/00;H02J7/35
• 代理公司: 北京真致博文知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 11720
• 代理人: 婁華

1.一種船舶多能源供電系統(tǒng)管理方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

采集每個船舶在固定的采樣時間段內多能源供電系統(tǒng)的耗能狀態(tài)向量和供能狀態(tài)向量，根據(jù)所述耗能狀態(tài)向量和所述供能狀態(tài)向量得到多能源供電系統(tǒng)的瞬態(tài)組態(tài)描述子；

獲取船舶在一次充能時供電過程中多能源供電系統(tǒng)的用電功率以及供電功率，基于所述供電功率與所述用電功率的差值得到對應的裕量，獲取每個船舶在歷史充能時供電過程對應的裕量構建直方圖，根據(jù)所述直方圖獲取船舶對應的向量；根據(jù)當日所有船舶對應的向量得到可靠度指標；

根據(jù)每個船舶對應的瞬態(tài)組態(tài)描述子和可靠度指標得到任意兩個船舶之間的差異距離，基于所述差異距離對所有的船舶進行聚類得到多個簇，對每個簇進行標號，根據(jù)各個簇的標號獲取每個簇內每個船舶對應的類型描述子；

獲取每個船舶在多個采樣時間段內的瞬態(tài)組態(tài)描述子得到特征向量，基于類型描述子對所述特征向量中每個瞬態(tài)組態(tài)描述子進行類型比較得到發(fā)展合理指標；基于神經(jīng)網(wǎng)絡獲取每個船舶的預測發(fā)展合理指標，預設容忍次數(shù)和容忍閾值，根據(jù)所述容忍次數(shù)、容忍閾值與所述預測發(fā)展合理指標判斷船舶的多能源供電系統(tǒng)是否正常；

其中，所述根據(jù)所述耗能狀態(tài)向量和所述供能狀態(tài)向量得到多能源供電系統(tǒng)的瞬態(tài)組態(tài)描述子的步驟，包括：

將所述耗能狀態(tài)向量與所述供能狀態(tài)向量進行拼接得到多能源供電系統(tǒng)的組態(tài)向量，對所述組態(tài)向量進行極差標準化處理得到瞬態(tài)組態(tài)描述子；

所述根據(jù)當日所有船舶對應的向量得到可靠度指標的步驟，包括：

獲取每兩個船舶對應向量之間的余弦距離作為相似度；選取與當前分析的船舶的向量相似度最大的船舶的向量，以及與當前分析的船舶的向量第相似的船舶的向量，為正整數(shù)；

計算當前分析的船舶的向量與其他每個船舶的向量之間的L2距離；其中，當前待分析的船舶的向量與其相似度最大的船舶的向量之間的L2距離為第一距離；當前待分析的船舶的向量與其第相似的船舶的向量之間的L2距離為第二距離；

將當前分析的船舶的向量與其第相似的船舶的向量之間的第二距離記為最遠距離；選取出與當前分析的船舶的向量的相似度較大的前個船舶的向量，并計算當前待分析的船舶的向量與選取出的前個船舶的向量之間的L2距離的平均距離；

根據(jù)所述平均距離與所述最遠距離的比值得到第相似的船舶的向量的權重，根據(jù)所述權重對所述第一距離和所述第二距離進行加權求和，加權求和的結果的倒數(shù)為當前待分析的船舶的可靠度指標；

所述根據(jù)各個簇的標號獲取每個簇內每個船舶對應的類型描述子的步驟，包括：

將當前簇內待分析的船舶記為目標樣本，所述目標樣本所屬簇中除了所述目標樣本之外的船舶記為跟隨樣本；

對下一次充能時供電情況下的所有的船舶進行第二次聚類，統(tǒng)計所述跟隨樣本在第二次聚類中所屬簇的位置，計算每個簇中跟隨樣本的數(shù)量與所有跟隨樣本數(shù)量的比值，按照簇的標號對所有的比值依次排序構成的向量為所述目標樣本的類型描述子；

所述基于神經(jīng)網(wǎng)絡獲取每個船舶的預測發(fā)展合理指標的步驟，包括：

所述神經(jīng)網(wǎng)絡為FCN神經(jīng)網(wǎng)絡，F(xiàn)CN神經(jīng)網(wǎng)絡的輸入為瞬態(tài)組態(tài)描述子拼接得到的特征向量，F(xiàn)CN神經(jīng)網(wǎng)絡的輸出為預測發(fā)展合理指標。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種船舶多能源供電系統(tǒng)管理方法，其特征在于，所述根據(jù)所述直方圖獲取船舶對應的向量的步驟，包括：

所述直方圖包括多個裕量區(qū)間，統(tǒng)計每個裕量區(qū)間在直方圖中的占比，所有裕量區(qū)間的占比依次排列得到船舶對應的向量。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種船舶多能源供電系統(tǒng)管理方法，其特征在于，所述根據(jù)每個船舶對應的瞬態(tài)組態(tài)描述子和可靠度指標得到任意兩個船舶之間的差異距離的步驟，包括：

獲取每兩個船舶對應的瞬態(tài)組態(tài)描述子之間的余弦相似度，根據(jù)所述余弦相似度得到差異度，差異度與所述余弦相似度的加和為1；

計算兩個船舶對應的可靠度指標之間的差值，根據(jù)所述差值與所述差異度的乘積得到差異距離。

4.根據(jù)權利要求1所述的一種船舶多能源供電系統(tǒng)管理方法，其特征在于，所述獲取每個船舶在多個采樣時間段內的瞬態(tài)組態(tài)描述子得到特征向量的步驟，包括：

按照采樣時間段的順序將船舶對應的多個瞬態(tài)組態(tài)描述子進行拼接，拼接之后得到船舶的特征向量。

5.根據(jù)權利要求1所述的一種船舶多能源供電系統(tǒng)管理方法，其特征在于，所述基于類型描述子對所述特征向量中每個瞬態(tài)組態(tài)描述子進行類型比較得到發(fā)展合理指標的步驟，包括：

將特征向量中每個瞬態(tài)組態(tài)描述子對應的采樣時間段依次標記為T0時刻、T1時刻、…、Tn時刻，n為正整數(shù)；根據(jù)每個時刻的瞬態(tài)組態(tài)描述子結合充能時供電過程中的所述可靠度指標得到船舶在對應時刻的所屬的簇，以及對應時刻下船舶所對應的類型描述子；

判斷T1時刻下船舶的所屬的簇是否在T0時刻下船舶所對應的類型描述子中，若是，船舶的多能源供電系統(tǒng)的發(fā)展合理指標加1；若不是，船舶的多能源供電系統(tǒng)的發(fā)展合理指標不變；

判斷T2時刻下船舶的所屬的簇是否在T1時刻下船舶所對應的類型描述子中，若是，船舶的多能源供電系統(tǒng)的發(fā)展合理指標加1；若不是，船舶的多能源供電系統(tǒng)的發(fā)展合理指標不變；

以此類推，判斷Tn時刻下船舶的所屬的簇是否在Tn-1時刻下船舶所對應的類型描述子中，若是，船舶的多能源供電系統(tǒng)的發(fā)展合理指標加1；若不是，船舶的多能源供電系統(tǒng)的發(fā)展合理指標不變；

發(fā)展合理指標的初始值為0，發(fā)展合理指標所能取到的最大取值為特征向量中所有瞬態(tài)組態(tài)描述子的數(shù)量減1，即最大取值為n-1。