海洋船舶性能诊断制造技术

根据示例实施方式，提供了一种用于采用推进系统的海洋船舶的方法(300)，该推进系统包括安装至可旋转轴的推进器，以将从该轴传递至推进器的回转轴动力转换成推力来推进海洋船舶渡水，所述方法(300)包括：获得(310)测量值，所述测量值至少包括描述轴动力、推力以及海洋船舶的渡水速度的相应测量值；基于测量值来估计(320)因推进器结垢而造成的第一过量轴动力和因海洋船舶的船体结垢而造成的第二过量轴动力中的至少一个，其中，估计第一过量轴动力与估计第二过量轴动力分开执行；以及发出(330)至少根据第一过量轴动力的有关推进器清洁的指示和至少根据第二过量轴动力的有关船体清洁的指示中的至少一个。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】海洋船舶性能诊断
本专利技术涉及用于评估海洋船舶的操作效率的诊断排布结构。
技术介绍
在海洋船舶中，用于生成推力以使渡水船舶移动的主要方法涉及使用船舶推进。在非常高的水平，船舶推进系统包括附接至可旋转轴的推进器，而船舶中的一个或更多个发动机被设置成使轴旋转，由此提供用于移动船舶所需的推力。船舶推进系统的这些(和其它)组件的特性被设计成，使得例如考虑到船舶的船体设计和船舶的大小来提供希望或所需量的推力和希望的操作效率。在一些情形下，为了达到希望/所需量的推力和/或操作效率，船舶可以设置有如上所述的多个船舶推进系统。在使用中，船舶的一些部件长时间浸入水中，这逐渐导致船舶的一些水下组件结垢。尤其是海洋船舶的船体下部和推进器的例如因海洋附生物而造成的结垢可能导致船舶性能显著下降。作为结垢的结果，推进系统在特定发动机输出动力下生成的推力可能显著降低和/或发动机可能需要被驱动以提供高于设计的输出动力，以便生成希望/所需量的推力。这些因素导致增加的燃油消耗，延长到达目的地的旅程时间，或二者，无论如何潜在地导致不希望的经济影响。虽然对海洋船舶的水下部件进行定期清洁是用于解决劣化海洋船舶性能的这种原因的直接解决方案，但清洁过程通常既耗时又涉及额外成本，因此高度希望确保仅在严格需要时才着手清洁海洋船舶的水下部分。在这点上，已经提出了各种技术来估计因海洋船舶的水下部件结垢而造成的性能损失的影响。然而，持续需要改进的和更准确的性能估算技术，以确保只有在清洁/维护后的船舶性能改进可以被假设成比因清洁和维护操作而招致的停机时间和成本重要时，才着手清洁和维护船舶的水下部件。
技术实现思路
因此，本专利技术的一目的是提供一种用于按可靠且准确的方式来估计海洋船舶的操作效率的技术。本专利技术的目的通过如根据相应独立权利要求限定的装置、方法以及计算机程序来达到。根据示例实施方式，提供了一种用于估计采用推进系统的海洋船舶的操作效率的诊断系统，该推进系统包括安装至可旋转轴的推进器，以将从该轴传递至所述推进器的回转轴动力转换成推力来推进所述海洋船舶渡水。所述诊断系统包括：数据获取装置，该数据获取装置用于从被设置成测量海洋船舶操作的相应特性的多个传感器获得测量值，所述测量值包括描述所述轴动力、所述推力以及所述海洋船舶的渡水速度的测量值；数据分析装置，该数据分析装置用于基于所述测量值来估计因所述推进器结垢而造成的第一过量轴动力和因所述海洋船舶的船体结垢而造成的第二过量轴动力中的至少一个，其中，估计所述第一过量轴动力与估计所述第二过量轴动力分开执行；以及评估装置，该评估装置用于发出至少根据所述第一过量轴动力的有关推进器清洁的指示和至少根据所述第二过量轴动力的有关船体清洁的指示中的至少一个。根据另一示例实施方式，提供了一种用于估计采用推进系统的海洋船舶的操作效率的方法，该推进系统包括安装至可旋转轴的推进器，以将从该轴传递至所述推进器的回转轴动力转换成推力来推进所述海洋船舶渡水，所述方法包括以下步骤：获得测量值，所述测量值至少包括描述所述轴动力、所述推力以及所述海洋船舶的渡水速度的相应测量值；基于所述测量值来估计因所述推进器结垢而造成的第一过量轴动力和因所述海洋船舶的船体结垢而造成的第二过量轴动力中的至少一个，其中，估计所述第一过量轴动力与估计所述第二过量轴动力分开执行；以及发出至少根据所述第一过量轴动力的有关推进器清洁的指示和至少根据所述第二过量轴动力的有关船体清洁的指示中的至少一个。根据另一示例实施方式，提供了一种计算机程序，所述计算机程序包括一个或更多个指令的一个或更多个序列，所述一个或更多个指令在由一个或更多个处理器执行时，使装置至少执行根据前述中描述的示例实施方式的方法。上面参照的计算机程序可以在易失性或非易失性计算机可读记录介质上具体实施，例如作为包括具有存储在其上的程序代码的至少一个计算机可读非暂时性介质的计算机程序产品，所述程序在通过装置执行时，使该装置至少执行根据前述中描述的示例实施方式的方法。在本专利申请中呈现的本专利技术的例示实施方式不应被解释成引起对所附权利要求的可应用性的限制。动词“包括(tocomprise)”及其派生词在本专利申请中被用作不排除存在还未陈述特征的开放式限制。下文中描述的特征可相互自由组合，除非以其它方式明确规定。本专利技术的一些特征在所附权利要求书中加以阐述。然而，本专利技术的方面(既有关其构造又有关其操作方法)与其附加目的和优点一起，在结合附图阅读时，根据下面对一些示例实施方式的描述而将最佳地理解。附图说明本专利技术的实施方式在附图的图中通过示例而非限制的方式进行了例示，其中，图1示意性地例示了海洋船舶的推进系(propulsiontrain)的一些组件；图2示意性地例示了具有一些附加细节的推进系的一方面；图3示意性地例示了根据示例实施方式的用于估计海洋船舶的操作效率的例示诊断系统的一些逻辑组件；图4例示了根据示例实施方式的方法；以及图5示意性地例示了根据示例实施方式的用于提高诊断系统的例示装置的一些组件。具体实施方式虽然海洋船舶的若干水下组件的结垢可以对该海洋船舶的性能劣化具有其自身影响，但在本专利技术的各种实施方式中，考虑船舶的船体的结垢(即，船体结垢)和船舶的推进系统中的推进器的结垢(即，推进器结垢)。在一些示例中，船舶性能的估计可以排它地依赖于估计的船体结垢和推进器结垢，而在其它示例中，在估计中还考虑船舶的一个或更多个其它组件的结垢。在考虑船体结垢方面海洋船舶的表面纹理或船体粗糙度是连续地变化的参数，其对船舶性能具有重要影响。船体粗糙度的影响可以被认为是对船体阻力摩擦分量的补充。摩擦组件对几乎所有类型的海洋船舶都起着重要的作用。船体的粗糙度可以被认为是两个分离分量(即，永久粗糙度和暂时粗糙度)的总和。永久粗糙度例如可以由船体板的初始状态和船体板表面上的油漆状态获得，而临时粗糙度通过随着时间推移的海洋附生物获得。由于其起源，因而，暂时粗糙度还可以被称为海洋结垢。通过去除结垢生物体或者通过随后的涂敷处理，可以去除或降低临时粗糙度。虽然永久粗糙度可能是造成粗糙度每年增加大约30μm(微米)至60μm的原因，但因海洋附生物而造成的临时结垢的影响可能会更加剧烈，并且可能是造成在相对较短的时间内燃油消耗量增加甚至高达30％-40％的原因。海洋结垢的顺序始于粘液，包括细菌和硅藻，然后发展成藻类，最终发展成诸如藤壶的动物结垢。各种生物体的这些生命周期和适应性结合起来产生了特别困难的控制问题。不存在船舶可以被视为免受攻击的温暖海洋区域。发现水面下结垢取决于多种参数，如船舶类型、船舶速度、贸易模式、结垢模式、船舶的干坞时间间隔、船体的永久粗糙度等。涂料体系已从传统防结垢涂层发展到自抛光防结垢(SPA)和可再活化防结垢(RA)，以便提供更好的防止船体结垢问题的保护。SPA基于在海水中缓慢溶解的成分，并且因海水通过船体的摩擦而不断释放毒素。RA依赖于利用特殊刷子的机械抛光，以便去除形成在防结垢表面处的非活性层。尽管在入坞周期使船体阻力最小化方面特别成功，但含有毒素的船体涂层已成为国际海事组织(IMO)逐步禁止制度的主题。许多涂层解决方案正在发展用于后杀菌剂时代，并宣称具有各种优势。考虑到推进器结垢，推进器粗糙度可以被认为是船体粗糙度的一个补充问本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于估计采用推进系统的海洋船舶的操作效率的诊断系统(200)，该推进系统包括安装至可旋转轴的推进器，以将从该轴传递至所述推进器的回转轴动力转换成推力来推进所述海洋船舶渡水，所述诊断系统包括：数据获取装置(210)，该数据获取装置用于从被设置成测量海洋船舶操作的相应特性的多个传感器(220)获得测量值，所述测量值包括描述所述轴动力、所述推力以及所述海洋船舶的渡水速度的测量值；数据分析装置(230)，该数据分析装置用于基于所述测量值来估计因所述推进器结垢而造成的第一过量轴动力和因所述海洋船舶的船体结垢而造成的第二过量轴动力中的至少一个，其中，估计所述第一过量轴动力与估计所述第二过量轴动力分开执行；以及评估装置(240)，该评估装置用于发出至少根据所述第一过量轴动力的有关推进器清洁的指示和至少根据所述第二过量轴动力的有关船体清洁的指示中的至少一个。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于估计采用推进系统的海洋船舶的操作效率的诊断系统(200)，该推进系统包括安装至可旋转轴的推进器，以将从该轴传递至所述推进器的回转轴动力转换成推力来推进所述海洋船舶渡水，所述诊断系统包括：数据获取装置(210)，该数据获取装置用于从被设置成测量海洋船舶操作的相应特性的多个传感器(220)获得测量值，所述测量值包括描述所述轴动力、所述推力以及所述海洋船舶的渡水速度的测量值；数据分析装置(230)，该数据分析装置用于基于所述测量值来估计因所述推进器结垢而造成的第一过量轴动力和因所述海洋船舶的船体结垢而造成的第二过量轴动力中的至少一个，其中，估计所述第一过量轴动力与估计所述第二过量轴动力分开执行；以及评估装置(240)，该评估装置用于发出至少根据所述第一过量轴动力的有关推进器清洁的指示和至少根据所述第二过量轴动力的有关船体清洁的指示中的至少一个。2.根据权利要求1所述的诊断系统(200)，其中，所述数据分析装置(230)被设置成选择性地估计所述第一过量轴动力和所述第二过量轴动力中的一个或二者；并且其中，所述评估装置(240)被设置成选择性地发出所述有关推进器清洁的指示和所述有关船体清洁的指示中的一个或二者。3.根据权利要求1或2所述的诊断系统(200)，其中，所述数据获取部分(210)被设置成将从所述多个传感器(220)获得的所述测量值存储在存储器(250)中作为相应时间系列的测量值。4.根据权利要求1至3中的任一项所述的诊断系统(200)，其中，所述数据分析装置(230)被设置成：考虑到所述海洋船舶在第一时刻的渡水速度并且还考虑到在预定义参照条件下针对该渡水速度所需的轴动力和推力，根据在所述第一时刻的轴动力和推力来估计所述第一过量轴动力。5.根据权利要求4所述的诊断系统(200)，其中，所述预定义参照条件包括所述推进器为大致干净的条件。6.根据权利要求4或5所述的诊断系统(200)，其中，估计所述第一过量轴动力包括：将在所述参照条件下针对所述渡水速度所需的轴动力乘以被限定为在所述第一时刻的推力与在所述参照条件针对所述渡水速度所需的推力之比的因子，并且从在所述第一时刻的轴动力减去这样获得的乘积。7.根据权利要求6所述的诊断系统(200)，其中，所述第一过量轴动力利用下面的方程来估计：其中，PD，p(tp)表示所述第一过量轴动力，PD(tp)表示在所述第一时刻的轴动力，PD(ts)表示在所述参照条件下针对所述渡水速度所需的轴动力，T(tp)表示在所述第一时刻的推力，并且T(ts)表示在所述参照条件下针对所述渡水速度所需的推力。8.根据权利要求1至7中的任一项所述的诊断系统(200)，其中，所述数据分析装置(230)被设置成：考虑到所述海洋船舶在第二时刻的渡水速度并且还考虑到在预定义参照条件下针对该渡水速度所需的推力，根据在所述第二时刻的轴动力和推力来估计所述第二过量轴动力。9.根据权利要求8所述的诊断系统(200)，其中，所述预定义参照条件包括所述海洋船舶的所述船体为大致干净的条件。10.根据权利要求8或9所述的诊断系统(200)，其中，估计所述第二过量轴动力包括：将在所述第二时刻的轴动力乘以通过从一减去在所述参照条件下针对所述渡水速度所需的推力与在所述第二时刻的推力之比而限定的因子。11.根据权利要求10所述的诊断系统(200)，其中，所述第二过量轴动力利用下面的方程来估计：其中，PD，h(th)表示所述第二过量轴动力，PD(th)表示在所述第二时刻的轴动力，T(ts)表示在所述参照条件下针对所述渡水速度所需的推力，并且T(th)表示在所述第二时刻的推力。12.根据权利要求4至11中的任一项所述的诊断系统(200)，其中，描述所述轴动力的测量值包括描述所述轴的转矩和所述轴的转速的测量值；并且其中，在所述第一时刻和/或所述第二时刻的轴动力通过将在相应时刻的转矩乘以所述轴在所述相应时刻的转速来估计。13.根据权利要求4至12中的任一项所述的诊断系统(200)，其中，在所述参照条件下针对所述渡水速度所需的轴动力和推力从存储在所述存储器(250)中的参照数据库来获得，该参照数据库包括针对所述海洋船舶的多个不同渡水速度，在所述参照条件下的轴动力和推力的预先存储的参照值。14.根据权利要求1至13中的任一项所述的诊断系统(200)，其中，所述评估装置(240)被设置成：响应于所述第一过量轴动力或从所述第一过量轴动力获得的值超过第一预定义阈值，发出所述有关推进器清洁的指示；并且其中，所述评估装置(240)被设置成：响应于所述第二过量轴动力或从所述第二过量轴动力获得的值超过第二预定义阈值，发出所述有关船体清洁的指示。15.根据权利要求14所述的诊断系统(200)，其中，所述有关推进器清洁的指示包括用于执行推进器清洁的警报或建议；和/或其中，所述有关船体清洁的指示包括用于执行船体清洁的警报或建议。16.一种用于估计采用推进系统的海洋船舶的...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·范米尔特，
申请(专利权)人：瓦锡兰芬兰有限公司，
类型：发明
国别省市：芬兰,FI