一种船舶能效监测管理系统技术方案

技术编号:20390912 阅读:37 留言:0更新日期:2019-02-20 03:15
本发明专利技术公开了一种船舶能效监测管理系统,涉及船舶节能技术领域,该系统包括感知功能模块、数据采集模块、远程传输模块、能效分析模块、辅助决策模块、船舶管理模块;感知功能模块将采集的各类能效物理信号转换为电信号;数据采集模块将电信号转换为数字信号;远程传输模块将船端监测数据远程传输至岸端,根据岸端控制指令远程控制船端主控制器;能效分析模块实时计算和存储监测数据,自动生成能效统计报表;辅助决策模块实现基于大数据分析的航速优化和纵倾优化以及进入控制排放区预警;船舶管理模块在船端输入船舶营运信息,供岸端远程查询船舶动态。减少船舶二氧化碳排放,提高能源利用效率,降低运营成本。

【技术实现步骤摘要】
一种船舶能效监测管理系统
本专利技术涉及船舶节能
,尤其是一种船舶能效监测管理系统。
技术介绍
为应对全球资源短缺以及降低全球温室效应,船舶能效的数据收集越发受到重视。船舶能效在船舶全生命周期中已由信息化逐步向智能化转变,其特征是对格式多样的数据进行采集、存储和关联分析,以大数据为基础、预测技术为核心,通过网络信息和实体的融合,构建船岸一体的智能信息服务体系,实现船岸信息共享。目前相关能效监测系统主要是对船舶的轴功率、燃油消耗和航速等进行监测,而船舶姿态、船舶推力和环境参数也是重要的能效数据。并且相关能效监测系统基于3G通讯技术实现数据的远程传输,当船舶在远海航行时,监测数据就无法回传到岸端。
技术实现思路
本专利技术针对上述问题及技术需求,提出了一种船舶能效监测管理系统。本专利技术的技术方案如下:一种船舶能效监测管理系统,所述系统包括:感知功能模块、数据采集模块、远程传输模块、能效分析模块、辅助决策模块、船舶管理模块;所述感知功能模块、所述数据采集模块和所述远程传输模块布置在船端,所述能效分析模块、所述辅助决策模块和所述船舶管理模块布置在船端的主控制器和岸端的服务器;所述感知功能模块将采集的各类能效相关的物理信号转换为电信号;所述数据采集模块采集所述电信号并转换为数字信号;所述远程传输模块将船端的监测数据远程传输至岸端,以及根据岸端的控制指令远程控制船端的主控制器,所述监测数据包括采集的所述数字信号和船舶的管理数据;所述能效分析模块实时计算和存储船舶相关的监测数据,自动生成能效统计报表;所述辅助决策模块实现基于大数据分析的航速优化和纵倾优化,以及进入控制排放区预警;所述船舶管理模块在船端输入船舶营运信息,供岸端远程查询船舶动态。其进一步的技术方案为:所述感知功能模块包括轴功率仪、推力仪、燃油流量计、定位仪、气象仪和船舶姿态测量仪;所述轴功率仪用于监测轴扭矩、轴转速和轴功率;所述推力仪用于监测推力;所述燃油流量计用于监测主机、副机、锅炉的燃油消耗量;所述定位仪用于监测船舶位置、航速、航向;所述气象仪用于监测环境气象数据,所述环境气象数据至少包括风速、风向、浪高和浪向;所述船舶姿态测量仪用于监测船舶姿态数据,所述船舶姿态数据至少包括船舶吃水、纵倾、横倾、纵摇、横摇、升沉。其进一步的技术方案为:所述环境气象数据和所述船舶姿态数据用于分析环境气象因素和船舶姿态对所述航速和所述燃油消耗量的影响,以分析不同海况下的最优航程。其进一步的技术方案为:所述数据采集模块将各个传感器采集的电流信号或频率信号转换为数字信号,采用485总线接口技术,基于ModbusTCP协议,实现主控制器与各个传感器之间的数据通信。其进一步的技术方案为:所述远程传输模块基于海上宽带通讯技术,将船端的监测数据传回岸端的服务器,或者,将岸端的控制指令传输至船端的主控制器进行远程控制。其进一步的技术方案为:所述能效分析模块实时计算和存储船舶的小时耗油量、日耗油量、航次耗油量、单位距离耗油量、单位运输耗油量、单位距离CO2排放量以及能效指标EEOI值,生成预定形式的图表直观显示船舶能效的监测数据。其进一步的技术方案为:所述辅助决策模块在设定剩余海里或剩余时间内进行控制排放区预警。其进一步的技术方案为:所述船舶管理模块至少包括午报管理、月报管理、航次管理、船舶动态管理、加油管理、油品切换管理、油耗管理。本专利技术的有益技术效果是:通过感知功能模块、数据采集模块、远程传输模块、能效分析模块、辅助决策模块、船舶管理模块组成的系统实时获取船舶能效相关数据,自动分析和计算船舶能效指标,实现了全海域数据远程无线传输和远程控制,可基于大数据提供最优航速和最优纵倾角。系统具有可扩展性,可根据需求添加相应的功能模块,为船东提供定制化服务。船员可以实时获取能效参数,选择最优航行状态,输入相关船舶营运信息,船舶管理人员可以实时远程了解船舶能效数据和船舶动态,管理相关能效数据,有效减少船舶二氧化碳排放,提高能源利用效率,降低船舶运营成本。附图说明图1是本专利技术一个实施例提供的船舶能效监测管理系统的结构方框图。图2是本专利技术一个实施例提供的船舶能效监测管理系统的示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做进一步说明。图1是本专利技术一个实施例提供的船舶能效监测管理系统的结构方框图,如图1所示,该系统包括:感知功能模块1、数据采集模块2、远程传输模块3、能效分析模块4、辅助决策模块5、船舶管理模块6。感知功能模块1、数据采集模块2和远程传输模块3布置在船端,能效分析模块4、辅助决策模块5和船舶管理模块6布置在船端的主控制器和岸端的服务器。岸端还包括终端,终端通过网络可以访问服务器。船端的主控制器即船端工控机。结合参考图2,船端的主控制器、岸端的终端以及服务器两两之间均可以进行通信。在实际应用中,服务器可以是云数据中心,服务器中的数据可以进行大数据分析。船端的数据可以通过海上宽带上传至岸端的服务器进行数据分析,岸端的终端可以通过网络访问服务器,获取数据分析结果,结合数据分析结果进行决策,远程控制船端的主控制器。感知功能模块1将采集的各类能效相关的物理信号转换为电信号。可选的,感知功能模块1由各类传感器组成,包括轴功率仪、推力仪、燃油流量计、定位仪、气象仪和船舶姿态测量仪。这些传感器均布置在船端。轴功率仪轴功率仪安装在中间轴处,用于监测轴扭矩、轴转速和轴功率。轴功率可以根据轴扭矩和轴转速计算得到。可选的,轴功率仪为应变片式。推力仪安装在中间轴处,用于监测推力。可选的,推力仪为光电式推力仪,实现了对船舶推力的长期监测。燃油流量计安装在耗油设备的进出油管上,用于监测主机、副机、锅炉的燃油消耗量。可选的,燃油流量计为椭圆齿轮流量计。定位仪安装在罗经甲板,用于监测船舶位置、航速、航向。可选的,定位仪为北斗定位仪。气象仪安装在罗经甲板,用于监测环境气象数据,环境气象数据至少包括风速、风向、浪高和浪向。可选的,气象仪包括风速风向仪和雷达测波仪。船舶姿态测量仪安装在重心或近重心处,用于监测船舶姿态数据,船舶姿态数据至少包括船舶吃水、纵倾、横倾、纵摇、横摇、升沉。其中,环境气象数据和船舶姿态数据用于分析环境气象因素和船舶姿态对航速和燃油消耗量的影响,以分析不同海况下的最优航程。本专利技术实施例中的系统搭载雷达测波仪和船舶姿态测量仪,可以实时获取船舶附近浪高、浪向数据,以及船舶航行期间的运动姿态参数,为航速优化和纵倾优化提供必要的数据支撑。数据采集模块2采集电信号并转换为数字信号。可选的,数据采集模块2将各个传感器采集的电流信号或频率信号转换为数字信号,采用485总线接口技术,基于ModbusTCP协议,实现主控制器与各个传感器之间的数据通信。在实际应用中,数据采集模块2用于各类传感器数据的采集,将各传感器采集的4~20mA电流信号或频率信号转换为数字信号,对电信号进行调理和传输,送入主控制器。在采集过程中,可根据采集数据的不同特性,设置相应的采集频率,定时采集和存储各传感器输出数据。数据采集模块2具有可扩展性,可根据需要添加其他传感器采集接口。远程传输模块3将船端的监测数据远程传输至岸端,以及根据岸端的控制指令远程控制船端的主控制器。监测数据包括采集的数字信号和船舶的管理数据。船舶的管理数据为船本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种船舶能效监测管理系统,其特征在于,所述系统包括:感知功能模块、数据采集模块、远程传输模块、能效分析模块、辅助决策模块、船舶管理模块;所述感知功能模块、所述数据采集模块和所述远程传输模块布置在船端,所述能效分析模块、所述辅助决策模块和所述船舶管理模块布置在船端的主控制器和岸端的服务器;所述感知功能模块将采集的各类能效相关的物理信号转换为电信号;所述数据采集模块采集所述电信号并转换为数字信号;所述远程传输模块将船端的监测数据远程传输至岸端,以及根据岸端的控制指令远程控制船端的主控制器,所述监测数据包括采集的所述数字信号和船舶的管理数据;所述能效分析模块实时计算和存储船舶相关的监测数据,自动生成能效统计报表;所述辅助决策模块实现基于大数据分析的航速优化和纵倾优化,以及进入控制排放区预警;所述船舶管理模块在船端输入船舶营运信息,供岸端远程查询船舶动态。

【技术特征摘要】
1.一种船舶能效监测管理系统,其特征在于,所述系统包括:感知功能模块、数据采集模块、远程传输模块、能效分析模块、辅助决策模块、船舶管理模块;所述感知功能模块、所述数据采集模块和所述远程传输模块布置在船端,所述能效分析模块、所述辅助决策模块和所述船舶管理模块布置在船端的主控制器和岸端的服务器;所述感知功能模块将采集的各类能效相关的物理信号转换为电信号;所述数据采集模块采集所述电信号并转换为数字信号;所述远程传输模块将船端的监测数据远程传输至岸端,以及根据岸端的控制指令远程控制船端的主控制器,所述监测数据包括采集的所述数字信号和船舶的管理数据;所述能效分析模块实时计算和存储船舶相关的监测数据,自动生成能效统计报表;所述辅助决策模块实现基于大数据分析的航速优化和纵倾优化,以及进入控制排放区预警;所述船舶管理模块在船端输入船舶营运信息,供岸端远程查询船舶动态。2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述感知功能模块包括轴功率仪、推力仪、燃油流量计、定位仪、气象仪和船舶姿态测量仪;所述轴功率仪用于监测轴扭矩、轴转速和轴功率;所述推力仪用于监测推力;所述燃油流量计用于监测主机、副机、锅炉的燃油消耗量;所述定位仪用于监测船舶位置、航速、航向;所述气象仪用于监测环境气象数据,所述环境气象数据至少包括风速、风向、浪高和浪向;所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:张海华赵传亮陈天宇胡琼周伟新恽秋琴赵璐刁峰徐杰袁茂才田志峰
申请(专利权)人:中国船舶科学研究中心中国船舶重工集团公司第七零二研究所
类型:发明
国别省市:江苏,32

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1