船用柴油机高速数据实时监测系统研究

计算机控制故障监测系统在船舶柴油机中的应用黄麟;林叶春;李大亮【摘要】计算机控制故障监测系统是用于柴油机状态监控和故障诊断的监控系统。

文章通过分析该系统在船舶柴油机中的应用，研究了他的结构原理和特点，并结合实际系统总结了柴油机诊断与管理的方法，提出了对船舶柴油机的运行状况的应用管理要点，为机舱的安全运行管理提供了技术保障。

%Computer Control System-Engine Diagnosis System （COCOS-EDS） is used to monitor engine condition and diagnosis system. This article analyzes the application of EDS to the marine engine, and studies the principal of the composition and technical characteristics. From the actual system, the methods of diagnostic and management are summed up and the application management points of diesel engine is proposed, which provides the safety technical support for engine operation and maintenance management.【期刊名称】《船电技术》【年(卷),期】2012(032)006【总页数】4页(P19-22)【关键词】船舶;柴油机;计算机控制故障监测;系统诊断【作者】黄麟;林叶春;李大亮【作者单位】上海海事大学商船学院,上海201306;上海海事大学商船学院,上海201306;中国船级社秦皇岛分社,河北秦皇岛066002【正文语种】中文【中图分类】TP2770 引言在现代船舶系统中，传统柴油机的运行状态一般由机舱巡回监测报警系统进行监测，但系统不能对柴油机的技术状态进行综合评估，更不能对故障进行预测和诊断。

基于模糊神经网络的船舶柴油机故障诊断系统研究的开题报告一、研究背景和意义船舶柴油机是船舶重要的动力设备，其故障对航行安全和经济运营都有不良影响。

因此，开发一种高效、准确的船舶柴油机故障诊断系统具有重要意义。

目前，船舶柴油机故障诊断方法主要分为基于物理的方法和基于数据的方法。

基于物理的方法依赖于对柴油机结构、工作原理和设备参数的深入理解，但其需要大量的时间和资源进行建模和分析，而且其结果可能不稳定和不准确。

基于数据的方法通过采集柴油机运行数据分析故障诊断信息，可以提高故障诊断的精度和效率。

其中，基于模糊神经网络的方法以其模型简单、适用范围广、具有良好的软件性能等特点，成为一种较为可行的方法。

因此，本研究将基于模糊神经网络技术开发一种船舶柴油机故障诊断系统，以提高柴油机故障诊断的准确率和速度。

二、研究内容和方法本研究拟采用模糊神经网络模型对船舶柴油机运行数据进行分析和处理，通过特征提取和特征选择技术，获取柴油机运行数据中最关键的故障特征，并将其作为输入变量构建模糊神经网络模型。

为了提高模型的精度和可靠性，本研究还将探索多层结构的模糊神经网络模型，并使用反向传播算法训练模型参数，最终得到可用于船舶柴油机故障诊断的模型。

三、研究进展和预期成果目前，本研究已经完成了船舶柴油机故障诊断系统的框架设计和柴油机运行数据的数据采集和处理。

接下来将进行特征提取和特征选择，构建多层结构的模糊神经网络模型，并测试和优化模型精度。

最终预期实现一种准确率高、速度快的船舶柴油机故障诊断系统，并在实际船舶柴油机故障诊断中进行验证和应用。

四、研究难点和解决方案本研究面临的主要难点是神经网络模型的优化和精度提高。

本研究将采用多层结构的模糊神经网络模型，并结合反向传播算法对模型参数进行训练和优化，以提高模型的精度和可信度。

另外，本研究将充分考虑船舶柴油机的特殊性质和运行环境，优化模型设计和特征选择，以进一步提高模型诊断精度。

五、参考文献1. 王丽君. 基于模糊神经网络的柴油机故障诊断系统的研究与实现[J]. 现代计算机, 2018(3):47-50.2. 朱国荣, 刘洋. 基于数据挖掘的柴油机故障诊断方法研究[J]. 机械科学与技术, 2017, 36(6):774-779.3. 徐凯, 林捷. 基于模糊神经网络的柴油机故障诊断研究[J]. 内燃机工程, 2016, 37(2):1-4.。

析仪的1B 模拟量输入通道连接。

1.32516B11峰值仪设置设置如图3所示。

2测试结果发动机负荷：Engine warm-up→25%→75%→100%→110%→50%→110%。

在KiBox 燃烧分析仪的软件KiBoxCockpit 中，缸压信号通道的低通滤波器一直处于关闭状态。

对于每个工况图1传感器安装图2测量系统连接Step7:110%79.448.1108470.2图32516B11峰值仪设置点而言，2516B11峰值仪存储的数据和KiBoxCockpit存储的数据不为同一时刻。

图42516B11中的Pmax值图5发动机暖机时气缸压力曲线下面测试窗口中的数据均为10秒钟数据，最小值均。

Engine warm-up（图5）At25%load（图6）At75%load（图7）At100%load（图8）At110%load（图9）At50%load（图10）Step7:At110%load（图11）在发动机110%工况，我们用机械表测量了一下缸的缸压，约为150bar。

（图12）3结论气缸压力是柴油机的重要指标，能反映柴油机各缸实际工作状态，利用气缸压力信号中蕴含的丰富信息开发柴油机闭环控制策略，能使各缸工作更均匀，从而优化柴油机的整体性能。

本研究介绍了一种用于测量某大功率船用图625%负荷下气缸压力曲线图775%负荷下气缸压力曲线图8100%负荷下气缸压力曲线柴油发动机缸内压力的直接测量系统，得出发动机的缸压为150bar ，从而为柴油机状态监测和故障诊断参数提供实验数据支持，进而优化柴油机性能。

参考文献院[1]张帅，曾锐利.基于振动信号的柴油发动机缸压恢复动与冲击，2018，37（21）：150-157.[2]徐平，徐俊磊，金柏旭.实验用发动机缸内压力测量系统的设计与开发[J].河南工程学院学报（自然科学版），201728-32.图9110%负荷下气缸压力曲线图1050%负荷下气缸压力曲线图11110%负荷下气缸压力曲线12机械压力表B6气缸压力值。

海巡艇油耗监控系统试点情况说明2014年6月22日至25日,海事局海巡12243艇、海巡12224艇上试点安装了船舶油耗监控系统。

现将此次试点情况汇报如下：1、主要原理系统组成：油耗监控系统主要由船端油耗监控设备和岸基监控平台系统2部分组成。

船端油耗监控设备由两部分构成：油耗仪、油量监控主机。

油耗仪部装有精密数据采集传感器，发动机通过从油耗仪中吸油方式进行供油，控制器实时检测油耗仪中油量的变化情况（发动机耗油量）。

控制器将发动机的耗油量通过3G无线网络通信传送到岸基通信服务器进行数据处理，并存入到数据库中。

Web服务器访问数据库，将后台数据的数据按照下面所述功能的要求显示在客户端的浏览器中。

测量原理：以监控柴油消耗为例，当柴油经管道进入流量计时，柴油推动流量计的齿轮连续旋转，齿轮每旋转一次，就向发动机方向推送一定体积（流量计标定容积的4倍）的柴油。

柴油进入发动机燃烧后，可能会燃烧不充分，产生一定量的回油，回油将通过油路再次送回发动机，不会引起流量计齿轮旋转，流量计不计数。

这样保证流量计计数的柴油都是被发动机所消耗的。

流量计齿轮每转动1次，就产生一个脉冲信号。

船舶航行时，发动机连续运转，流量计连续产生所消耗柴油的脉冲信号，船舶信号采集终端进行连续采集，从而实现实时油耗检测与监控。

2、系统功能1）船舶油耗动态实时监控可以实时监控船舶发动机的转速、航行速度以及流量计的工作状态（正常/旁路）。

2）船舶油耗累计数据统计按日、月、年对历史数据进行对比，供参考决策。

3）船舶油耗历史数据查询查询历史油耗数据并导出为excel表格。

4）船舶油耗静态参数及报警设定对船舶静态参数以及燃油密度、单价等参数进行设定。

3、安装方式1)设计了安装支架，采用螺栓固定的方式悬置于发动机一侧；2)采用发动机专用高压油管，精确测量后加工，压制接头，直接与油耗仪和发动机连接；3)线路走向处理：沿着发动机既有的线路走线，采用处处扎紧的方式，保证线路的可靠与整齐；4)天馈线处理：从通风管道走GPS、GSM天线；5)设备接电方式：接海巡艇应急电瓶，按规通信导航设备全部接应急电瓶。

船舶在线监测系统掌握船舶在线监测系统的功能与应用船舶在线监测系统（Ship Online Monitoring System）是一种用于实时监测船舶状态并进行远程控制的系统。

它结合了传感器、通讯技术和数据处理技术，能够及时获取船舶各种参数信息，实现对船舶的全面监测与管理。

本文将介绍船舶在线监测系统的功能与应用。

一、船舶在线监测系统的功能1. 实时监测船舶参数船舶在线监测系统可以通过传感器实时监测船舶的姿态、航向、船速、推进器状态、燃油消耗等各项参数。

通过这些数据的采集和分析，船舶管理人员可以了解到船舶的运行状态，并及时做出相应的调整和决策。

2. 船舶安全警报船舶在线监测系统可以根据设定的安全参数，实时监测船舶的状况，并在发生异常时发出警报。

例如，当船舶偏离航线、船舶倾斜角度过大、船舶燃油消耗超过设定值等情况发生时，系统会通过声音、声光等方式进行报警，提醒船员和管理人员采取相应的措施。

3. 船舶位置追踪船舶在线监测系统配备了定位功能，可以通过全球卫星导航系统（如GPS）定位船舶的具体位置。

船舶管理人员可以实时了解到船舶的位置信息，对航线进行监控和调整，确保船舶安全运行。

4. 船舶维护管理船舶在线监测系统可以对船舶的设备状态进行监测，并提供设备维护保养的建议。

通过监测船舶各个设备的运行状况，及时检修和更换故障设备，可以减少船舶故障的发生，提高船舶的可靠性和使用寿命。

二、船舶在线监测系统的应用1. 船舶安全管理船舶在线监测系统广泛应用于船舶的安全管理中。

通过实时监测船舶的各项参数和位置信息，船舶管理人员可以及时发现潜在的安全隐患，并采取相应的措施进行预防和应对。

同时，在船舶发生事故时，船舶在线监测系统可以提供详细的数据支持，协助相关部门进行事故的调查和分析。

2. 节能减排船舶在线监测系统可以监测船舶燃油消耗和排放的情况，帮助船舶管理人员掌握船舶的能源使用情况，并提供相应的节能减排建议。

通过优化船舶的航速和航线，合理调整船舶的负载和航行参数，可以降低能源消耗和环境污染，实现可持续发展的目标。

海洋工程船舶综合信息集成管理系统的实时数据采集与处理研究随着科技的不断进步和海洋工程领域的快速发展，海洋工程船舶的规模和复杂性也在不断增长。

为了实现对海洋工程船舶的高效管理和综合控制，海洋工程船舶综合信息集成管理系统的实时数据采集与处理成为关键研究领域。

本文将探讨该领域的相关问题和研究现状，并提出一种实时数据采集与处理方案。

一、引言海洋工程船舶综合信息集成管理系统致力于实现对海洋工程船舶的全面管理。

该系统需要采集和处理海洋工程船舶的各种实时数据，如测量数据、环境数据、船舶状态等。

这些数据对于海洋工程船舶的运行安全和性能优化具有重要意义。

二、实时数据采集技术实时数据采集是海洋工程船舶综合信息集成管理系统的基础。

目前常用的实时数据采集技术包括传感器网络、遥感技术和无线通信技术。

1. 传感器网络传感器网络是一种通过分布在船舶上各个位置的传感器实时采集数据的技术。

通过这些传感器，可以实时监测船舶的各种状态变量，如温度、湿度、压力等。

2. 遥感技术遥感技术使用卫星或无人机等遥感装置对海洋工程船舶进行数据采集。

这种技术可以覆盖更大的区域，并能获取更多类型的数据，如海洋水质、海洋生物等。

3. 无线通信技术无线通信技术可以实现船舶和岸基数据中心之间的实时数据传输。

通过无线通信技术，海洋工程船舶可以与地面数据中心建立长期稳定的连接，实现数据的实时传输和处理。

三、实时数据处理技术实时数据处理是海洋工程船舶综合信息集成管理系统中的重要环节。

通过对实时数据的处理，可以提取有用信息，实现智能监控和决策支持。

1. 数据存储与管理海洋工程船舶产生的大量实时数据需要进行存储和管理，以便后续的分析和应用。

常用的数据存储与管理技术包括数据库、分布式存储系统和云存储技术。

2. 数据清洗与预处理由于传感器误差和数据传输中的干扰，实时数据中常常存在噪声和异常值。

因此，对实时数据进行清洗和预处理的技术是必要的。

常用的数据清洗与预处理方法包括滤波、插值和异常值检测等。