[发明专利]理论模型加自动采集数据的船舶营运油耗模型建立方法

权利要求书

1.理论模型加自动采集数据的船舶营运油耗模型建立方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：船舶营运油耗理论模型建立：分三个模型部分建立油耗理论模型：模型部分1是船舶的静水航速功率曲线，反映船舶风浪极小时各吃水下航速功率对应关系；模型部分2是风浪中航速功率对应关系，即根据船舶风浪中功率增加计算方法，得到风浪造成的主机功率增加，结合模型部分1静水航速功率曲线，获得船舶在实际风浪中航速功率对应关系；模型部分3是船舶的主机油耗率曲线，即主机不同功率下的单位时间发出单位功率的油耗，结合模型部分2船舶风浪中航速功率对应关系，得到船舶风浪中航速油耗对应关系，即油耗理论模型；

S2：自动采集数据及数据处理：自动监测船舶状态和外部环境，自动采集船舶状态和外部环境的主要参数的实时数据，并对数据进行预处理；

S3：数据筛选：预处理后的数据分成小风浪稳定航行数据、一般风浪稳定航行数据和主机稳定运行数据三个数据部分，进行针对性的筛选；

S4：根据筛选的数据调整油耗理论模型：根据S3筛选的三个数据部分，分别对对应的三个模型部分进行针对性调整，得到最终的油耗理论模型。

2.根据权利要求1所述的理论模型加自动采集数据的船舶营运油耗模型建立方法，其特征在于，S2所述的对数据进行预处理，指对自动采集的数据进行清洗和修补，通过插值、前填充、后填充等方法解决数据采集频率造成的缺失，去除难以修补的部分信号缺失数据；并对数据进行平均化处理，所述主要参数包括船舶吃水、对水航速、主机功率、主机转速、主机油耗、水深、风速、风向、浪高、浪向等。

3.根据权利要求1所述的理论模型加自动采集数据的船舶营运油耗模型建立方法，其特征在于，所述的S3数据筛选步骤中的小风浪稳定航行数据包括对应吃水的、航速较高、转速稳定、深水航行、风浪极小的数据。

4.根据权利要求1所述的理论模型加自动采集数据的船舶营运油耗模型建立方法，其特征在于，所述的S3数据筛选步骤中的一般风浪稳定航行数据包括对应吃水的、航速较高、转速稳定、深水航行、风浪非极大的数据。

5.根据权利要求1所述的理论模型加自动采集数据的船舶营运油耗模型建立方法，其特征在于，所述的S3数据筛选步骤中的主机稳定运行数据包括对应吃水的、航速较高、转速稳定的数据。

6.根据权利要求1所述的理论模型加自动采集数据的船舶营运油耗模型建立方法，其特征在于，所述的S4根据筛选的数据调整油耗理论模型包括如下步骤：

(1)利用所述的S3中筛选的极小风浪数据，确定各吃水下静水航速功率曲线的调整系数；

(2)利用所述的S3中筛选的一般风浪稳定航行数据，调整模型中风浪阻力增加的系数和风浪中推进效率降低的系数，从而调整风浪中功率增加计算方法；

(3)利用所述的S3中筛选的主机稳定运行数据，对主机油耗率曲线进行偏移调整，得到实际的主机油耗率曲线。

7.根据权利要求1所述的理论模型加自动采集数据的船舶营运油耗模型建立方法，其特征在于，所述的S1中，模型部分1可以采用船模试验数据和船舶交船试航数据提供的航速油耗曲线；或采用待定系数法，对船舶初期营运自动采集数据进行S2所述的预处理和S3所述的数据筛选，采用筛选后的极小风浪数据建立静水油耗曲线，假定船舶的主机功率Ps与对水航速Vs成指数关系，即：

利用所有筛选后的极小风浪数据通过最小二乘法确定系数a和b，得到初步的航速功率曲线。

8.根据权利要求7所述的理论模型加自动采集数据的船舶营运油耗模型建立方法，其特征在于，所述的S1中，模型部分2的船舶风浪中功率增加计算方法为：假设船舶风阻为Raa，波浪增阻为Raw，则船舶风浪中功率增加ΔP可以用直接功率法计算，即：

其中η_d为对水航速Vs对应下的船舶推进效率，可从船模试验获得，或可以取为0.75，船舶风阻为R_aa，波浪增阻为R_aw采用经验公式计算。