【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及数据处理，更具体地说，本专利技术涉及一种绞吸船装仓二合一船舶数据处理系统。
技术介绍
1、在回填施工过程中，二合一皮带沙船可以自航和抛砂，但无法抽砂，通过改造适配绞吸船，得到绞吸船装仓二合一船舶，能够实现抽砂、运砂、抛砂回填的功能，达到节省取砂环节、节约成本的目的。绞吸船装仓二合一船舶二合一皮带砂船的砂舱需要进行改造，以适应绞吸船的吹砂要求。输砂管路的改造在不影响船体稳定性和船舶自航能力的前提下，实现绞吸船抽砂设备的适配和船舶自身的砂舱空间的充分利用。
2、对二合一皮带沙船进行适应性改造和适配绞吸船进行采砂作业，能够实现更快速、更高效的采砂和运输，提高作业效率。相比传统的抽砂船，该设备组合方案可以减少对海洋环境和生态的影响，保护环境。同时，通过研究二合一皮带沙船适应性改造适配绞吸船联合采砂工艺，能够为采砂行业的技术升级提供新的思路和方案。二合一皮带沙船适应性改造适配绞吸船联合采砂施工工艺的研究，可以提高企业的技术创新能力和市场竞争力，为企业的发展带来新的机遇和优势。
3、船舶在运行中因为环境的变化和自身状况的变化，导致船舶的运行数据发生非线性变化，但是在实际使用时，绞吸船装仓二合一船舶仍旧存在以下缺点：因为船舶具有抽砂、运砂和填砂的功能，在运行中产生的数据量大，导致管理人员在判断数据是否异常存在困难，缺少对运行状况的评估，导致回填施工的质量难以保证。
技术实现思路
1、为了克服现有技术的上述缺陷，本专利技术提供一种绞吸船装仓二合一船舶数据处理系
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案一种绞吸船装仓二合一船舶数据处理系统：包括数据采集模块、数据分析模块、船舶运行状态获取模块、船舶能耗评估模块，
3、所述数据采集模块包括环境数据采集单元和船舶运行数据采集单元，将采集的数据传输至数据分析模块；
4、所述数据分析模块用于分析采集的环境数据和船舶运行数据，计算数据的可信度，包括数据可信度分析单元，所述数据可信度单元通过历史数据建立相关因素间的关联矩阵，基于关联矩阵计算数据可信度参数；
5、所述船舶运行状态获取模块基于深度学习算法获取船舶的运行状态；
6、所述船舶能耗评估模块用于评估船舶的运行状况，基于船舶的数据可信度参数启动船舶能耗评估，根据船舶的运行状态和船舶运行数据得到对应的船舶的额定能耗量，将实际的能耗量与额定能耗量进行对比，评估船舶运行是否异常。
7、优选的，环境数据采集单元用于采集风浪流信息，包括风速、波高、波周期和水深深度参数；所述船舶运行数据采集单元用于采集航行速度、船舶吃水深度、负载重量、耗油量、发动机转速和发动机功率。
8、优选的，所述数据分析模块包括数据筛选单元和预警单元，所述数据筛选单元用于去除数据缺失、数据类型错误的数据；所述预警单元基于数据的可信度，当环境数据的可信度超出阈值，则发出环境数据异常的预警，当船舶数据可信度超出阈值，发出船舶数据异常的预警，当船舶数据可信度异常的频次超出预设范围则启动船舶运行状态获取模块、船舶能耗评估模块。
9、优选的，所述数据可信度分析包括判断环境数据的可信度分析步骤，包括：
10、按照一定采样频率获取风浪流参数和水深深度，用vf表示风速、用bg表示波高、用bz表示波周期和用ss表示水深深度；
11、计算相关系数r，满足公式x和y属于{vf、bg、bz、ss}中的一种，建立关联矩阵，筛选|r(x，y)|＞0.5的数据，根据筛选后的数据建立环境数据的关联矩阵，满足公式
12、获取实时采集的环境数据，计算得到关联矩阵基于关联矩阵获得环境数据的可信度参数kxd，满足公式取max(r(xi,yj)-r′(xi,yj))对应的环境参数，得到
13、优选的，所述数据可信度分析包括船舶运行数据的可信度分析步骤，包括：
14、按照一定采样频率获取船舶运行状况的数据，包括航行速度、吃水深度、负载重量、消耗燃油的类型和数量、发动机转速、发动机功率；
15、计算相关系数r，满足公式x和y属于航行速度、吃水深度、负载重量、消耗燃油的类型和数量、发动机转速、发动机功率、环境数据中的一种，所述环境数据包括风速、波高、波周期和水深深度中的一种，筛选|r(x，y)|＞0.5的数据，建立关联矩阵，得到环境数据的关联矩阵，满足公式
16、获取实时采集的环境数据，计算得到关联矩阵基于关联矩阵获得环境数据的可信度参数kxd，满足公式取max(r(xi,yj)-r′(xi,yj))对应的环境参数，得到
17、优选的，所述船舶运行状态获取模块包括一种船舶运行状态获取方法，包括下列步骤：
18、采集船舶航速、相对风速、主机转速、主机耗油量参数；
19、去除缺失数据、类型错误数据，对采集的数据进行归一化处理，通过人工标记船舶运行状态，将船舶航速、相对风速、主机转速、主机耗油量参数作为输入，输出为船舶运行状态；
20、将处理后的数据按照5:1的比例划分得到模型训练样本和测试样本，将训练样本输入卷积神经网络中，通过神经网络的向前传播和向后传播，得到卷积神经网络的神经网络间权重、偏置参数和激活函数，通过测试样本验证模型的准确性、精确性得到船舶运行状态获取模型；
21、将实时采集的船舶航速、相对风速、主机转速、主机耗油量参数经过预处理输入船舶运行状态获取模型，得到船舶的航行状态，船舶的航行状态包括停泊状态、机动航行状态、定速航行状态和大风浪航行状态。
22、优选的，所述船舶能耗评估模块包括船舶额定能耗量计算单元、实际能耗量计算单元和运行状况评估单元，获取船舶运行状态参数，包括停泊状态、航机动航行、定速航行和大风浪行，记为h1，h2，h3，h4；获取每种船舶运行状态下的能耗系数，设航机动航行、定速航行和大风浪行状态系数η1、η2、η3，满足公式i∈[1，2，3]其中enh0表示负载重量为m的船舶在停泊状态的平均能耗，vi表示船舶航速，vfi表示相对风速，θ表示相对风速和航速的夹角，zri表示主机转速，yhi表示主机耗油量，计算船舶额定能耗量，满足公式edi＝mi*di*(vi+vficosθ)*ηi，mi为船舶负载重量，di为航行的海里数量。
23、优选的，所述实际能耗量计算单元用于计算船舶实际的能耗量eh，计算满足公式其中m为船舶负载重量，d为航行的海里数量，fcjk表示第k类设备j类燃油的消耗量，nfj表示燃油j与能量的转换系数。
24、优选的，所述运行状况评估单元用于评估船舶的运行情况，船舶的运行状况参考指数满足公式当ec超出阈值时表明船舶运行异常。
25、本专利技术的技术效果和优点：
26、本专利技术通过数据采集模块采集船舶运行状况数据和环境数据，通过数据预处理模块对采集的数据进行可信度分析，去除低可信度的数据，通过船舶能效评估模块得到船舶的运行状态，基于运行状本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种绞吸船装仓二合一船舶数据处理系统，其特征在于：包括数据采集模块、数据分析模块、船舶运行状态获取模块、船舶能耗评估模块，
2.根据权利要求1所述的一种绞吸船装仓二合一船舶数据处理系统，其特征在于：环境数据采集单元用于采集风浪流信息，包括风速、波高、波周期和水深深度参数；所述船舶运行数据采集单元用于采集航行速度、船舶吃水深度、负载重量、耗油量、发动机转速和发动机功率。
3.根据权利要求1所述的一种绞吸船装仓二合一船舶数据处理系统，其特征在于：所述数据分析模块包括数据筛选单元和预警单元，所述数据筛选单元用于去除数据缺失、数据类型错误的数据；所述预警单元基于数据的可信度，当环境数据的可信度超出阈值，则发出环境数据异常的预警，当船舶数据可信度超出阈值，发出船舶数据异常的预警，当船舶数据可信度异常的频次超出预设范围则启动船舶运行状态获取模块、船舶能耗评估模块。
4.根据权利要求1所述的一种绞吸船装仓二合一船舶数据处理系统，其特征在于：所述数据可信度分析包括判断环境数据的可信度分析步骤，包括：
5.根据权利要求1所述的一种绞吸船装仓二合一
6.根据权利要求1所述的一种绞吸船装仓二合一船舶数据处理系统，其特征在于：所述船舶运行状态获取模块包括一种船舶运行状态获取方法，包括下列步骤：
7.根据权利要求1所述的一种绞吸船装仓二合一船舶数据处理系统，其特征在于：所述船舶能耗评估模块包括船舶额定能耗量计算单元、实际能耗量计算单元和运行状况评估单元，获取船舶运行状态参数，包括停泊状态、航机动航行、定速航行和大风浪行，记为H1，H2，H3，H4；获取每种船舶运行状态下的能耗系数，设航机动航行、定速航行和大风浪行状态系数η1、η2、η3，满足公式其中ENH0表示负载重量为m的船舶在停泊状态的平均能耗，Vi表示船舶航速，VFi表示相对风速，θ表示相对风速和航速的夹角，Zri表示主机转速，YHi表示主机耗油量，计算船舶额定能耗量，满足公式EDi＝mi*Di*(Vi+VFicosθ)*ηi，mi为船舶负载重量，Di为航行的海里数量。
8.根据权利要求7所述的一种绞吸船装仓二合一船舶数据处理系统，其特征在于：所述实际能耗量计算单元用于计算船舶实际的能耗量EH，计算满足公式其中m为船舶负载重量，D为航行的海里数量，FCjk表示第K类设备j类燃油的消耗量，Nfj表示燃油j与能量的转换系数。
9.根据权利要求8所述的一种绞吸船装仓二合一船舶数据处理系统，其特征在于：所述运行状况评估单元用于评估船舶的运行情况，船舶的运行状况参考指数EC满足公式当EC超出阈值时表明船舶运行异常。
...【技术特征摘要】
1.一种绞吸船装仓二合一船舶数据处理系统，其特征在于：包括数据采集模块、数据分析模块、船舶运行状态获取模块、船舶能耗评估模块，
2.根据权利要求1所述的一种绞吸船装仓二合一船舶数据处理系统，其特征在于：环境数据采集单元用于采集风浪流信息，包括风速、波高、波周期和水深深度参数；所述船舶运行数据采集单元用于采集航行速度、船舶吃水深度、负载重量、耗油量、发动机转速和发动机功率。
3.根据权利要求1所述的一种绞吸船装仓二合一船舶数据处理系统，其特征在于：所述数据分析模块包括数据筛选单元和预警单元，所述数据筛选单元用于去除数据缺失、数据类型错误的数据；所述预警单元基于数据的可信度，当环境数据的可信度超出阈值，则发出环境数据异常的预警，当船舶数据可信度超出阈值，发出船舶数据异常的预警，当船舶数据可信度异常的频次超出预设范围则启动船舶运行状态获取模块、船舶能耗评估模块。
4.根据权利要求1所述的一种绞吸船装仓二合一船舶数据处理系统，其特征在于：所述数据可信度分析包括判断环境数据的可信度分析步骤，包括：
5.根据权利要求1所述的一种绞吸船装仓二合一船舶数据处理系统，其特征在于：所述数据可信度分析包括船舶运行数据的可信度分析步骤，包括：
6.根据权利要求1所述的一种绞吸船装仓二合一船舶数据处理系统，其特征在于：所述船舶运行...
【专利技术属性】
技术研发人员：王军伟，黄顺深，郑洪文，樊军，黎健斌，张营开，郝佳浪，廖维帆，周一繁，
申请(专利权)人：中交广州航道局有限公司，
类型：发明
国别省市：
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