CN108430867B - 估计采用推进系统的海洋船舶操作效率的诊断系统与方法 - Google Patents

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Abstract

估计采用推进系统的海洋船舶操作效率的诊断系统与方法。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。

Description

估计采用推进系统的海洋船舶操作效率的诊断系统与方法
技术领域
本发明涉及用于评估海洋船舶的操作效率的诊断排布结构。
背景技术
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。
发明内容
因此，本发明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。
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发明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(to comprise)”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。
本发明的一些特征在所附权利要求书中加以阐述。然而，本发明的方面(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
本发明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(propulsion train)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，但在本发明的各种实施方式中，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题，而且同样重要。如在船体粗糙度情况下，推进器粗糙度来自多种原因，其中主要是海洋附生物、冲击侵蚀、腐蚀、气蚀、维护不良，以及因接触异物而造成的损坏。
推进器上发现的海洋附生物与船体上观察到的海洋附生物相似(并在前面描述过)，除了因其正常操作而造成较长的杂草链趋于从推进器上扯掉以外。海洋结垢显著增加了推进器的动力吸收。由于局部速度的差异，因而与船体或船舶其它水下部件的表面相比，结垢不太可能附着至推进器表面。
图1例示了海洋船舶的推进系110的一些组件的框图。推进系110表示将用于向船舶的发动机112提供动力的燃料的化学动力转换成推进渡水海洋船舶的机械功。推进系110采用从推进系统获得推进动力的排布结构，该推进系统包括：发动机112、传动系统114、轴以及推进器116。动力从发动机112经由传动系统114传送以旋转轴。推进器116安装在轴的外端，并且推进器116因此将从发动机112经由传动系统114传递至轴的回转动力转换成推进动力。从推进器116获得的推进动力因海洋船舶的船体118的粗糙度而被部分消耗。为了对该操作的一些主要方面进行建模，推进系110被描绘为包括与发动机112中、传动系统114中、推进器116中以及船体118中出现的相应动力损失组件相对应的框的框图。在这点上，推进系110还利用表示如通过推进系传递的动力的下列变量来描绘：
Pfuel燃料中携带的化学动力
PB从发动机112传递至传动系统114的动力
PD从传动系统114传送至轴的动力(即，轴动力)
PT从推进器116获得的推进动力
PE考虑到船体118的粗糙度而调节的推进动力
考虑到海洋结垢的影响，因推进器116操作的影响以及因船体118的粗糙度的影响而造成的动力损失可以被认为是最突出的因素。因此，在下面估计对有关推进器116的清洁和/或维护操作的需求的一些示例中，提供了船体118。具体而言，在下面的示例中，推进器结垢和船体结垢被彼此分开地考虑，从而使得能够分开检测只有推进器116需要清洁/维护的情况，只有船体118需要清洁/维护的情况，或者推进器116和船体118都需要清洁/维护的情况。这种区别的一个优点是，例如与涉及船体118的清洁/维护的任何操作相比，推进器116的清洁/维护可能需要显著缩短的海洋船舶停机时间，从而使得能够更及时地对主要由推进器结垢产生的任何性能劣化做出反应。
图2示意性地例示了具有一些附加细节的推进系110的一方面。具体而言，图2描绘了可以用于评估推进器操作的效率并用作检测推进器结垢情况的基础的动力传递模型的一部分。这里，从轴传送至推进器116的轴动力PD(单位为瓦特)由下式获得：
PD＝Q·ω， (1)
其中，Q指示轴的转矩(单位为牛顿米)，和ω指示轴的转速(单位为每分钟的旋转)，并且从推进器116获得的推进动力PT(单位为瓦特)由下式获得：
PT＝T·Va， (2)
其中，T指示由推进器116上生成的推力(单位为牛顿)，和Va指示水通过推进器116的平均提前速度(单位为米每秒)。
进一步参照图2，框中的表示推进器116的符号η0和ηrr分别指示推进器116的分水效率和推进器的相对回转效率。为了编辑清楚起见，在下面使用符号ηp＝η0·ηrr来指示推进器效率。理论上，推进器效率是0到1范围内的正实值数。推进器效率ηp部分由推进器116的设计并且部分由推进器116的结垢来确定。照例，假定如果推进器结垢增加，那么推进器效率ηp降低。作为另一个通用规则，假定如果船体结垢增加，那么从推进器116需求的推力T增加，以使得能够以相同或大致相同的前进速度航行。这里，术语前进速度Va指示水流入推进器116的速度。这涉及经由伴流分数(wake fraction)wT的海洋船舶渡水的速度Vs。该关系通过下面的方程给出：
Va＝(1-wT)·Vs (3)
因为结垢所造成的伴流分数wT的变化可以假定为非常小(其还通过涉及因结垢而造成的伴流分数wT的变化的ISO方程来确认)，所以假定恒定的前进速度Va等于恒定的渡水速度Vs。
从而，基于方程(1)和(2)，轴动力PD的被用于推进船舶的部分可以指示为：
PT＝ηp·PD (4)
因此，推进器效率ηp越高，轴动力PD的、实际上被转换成用于推进船舶的推进动力PT的部分就越大。轴动力PD的其余部分可被认为是“损失的”动力Ploss，其可以被计算为：
Ploss＝PD-PT＝(1-ηp)·PD (5)
鉴于前述，下面陈述如下：
-如果只有船体结垢增加，那么推进器效率ηp保持不变。为了使得能够实现相同或大致相同的渡水速度Vs，在只有船体结垢增加时，从推进器116需求的推进动力PT以及因此所需的轴动力PD也增加。
-如果只有推进器结垢增加，那么推进器效率ηp降低。为了使得能够实现相同或大致相同的渡水速度Vs，在只有推进器结垢增加时，从推进器116需求的推进动力PT保持不变，但为生成所需推进动力所需的轴动力PD增加。
从上述观察出发，可以看出，在时间t使用的轴动力PD可以表达为从推进器116获得的推力T、推进器效率ηp以及船舶的伴流分数wT的函数：
PD(T(t)，ηp(t)，wT(t)) (6)
其中，T(t)指示在时间t从推进器116获得的推力，ηp(t)指示在时间t的推进器效率，并且wT(t)指示在时间t的船舶伴流分数。伴流分数wT(t)是指示水“有多容易”流入推进器116的因子。
进一步假定时间t指示关于船体118、推进器116或者二者可能出现海洋结垢的任何随机时刻，我们可以进一步使用时间ts来指示船舶的船体118和推进器116中的每一个处于相应已知状态的时刻。因此，本质上，ts指示与任何特定时刻没有严格关联的预定义参照条件，但是为了符号表达清楚起见，在此将其表达为时刻。典型地讲，但非必要地，参照条件指示船舶的船体118和推进器116二者基本上干净的情况。
利用该表示法，我们可以进一步将在仅将船体清洁应用于船舶的情况下的轴动力PD使用情况指示为：
PD(T(ts)，ηp(t)，wT(ts)) (7)
而在仅将推进器清洁应用于船舶的情况下，可以将轴动力PD使用情况指示为：
PD(T(t)，ηp(ts)，wT(t)) (8)
这里，船体清洁是指将船舶的船体118清洁成相应参照条件，而推进器清洁是指将推进器116清洁成相应参照条件。假定参照条件指示船体118和推进器116二者的大致干净的状态，船体清洁是指船体118的全面清洁，而推进器清洁是指推进器116的全面清洁。
从而，通过利用方程(4)、(6)以及(8)，可以计算或估计从推进器116的清洁所得到的所需的轴动力PD使用的减少：
Figure GDA0002288732140000071
方程(9)中最后的分数对于大多数实际应用来说接近一，并且可以省却，同时仍然能够实现所需的轴动力PD使用中所估计的减少的足够准确度。这通过研究ISO方程进一步得到证实，该方程涉及因结垢而造成的伴流分数wT变化。利用该假设，方程(9)可以被重写成：
Figure GDA0002288732140000072
如方程(10)指示，通过推进器清洁而使得能够在保持相同或大致相同的渡水速度Vs的同时(在类似操作条件下)实现所需的轴动力使用减少ΔPD(t)prop可以通过将在参照条件(例如，船体118和推进器116都大致干净的参照条件)下针对相同渡水速度Vs所需的轴动力PD(ts)乘以被限定为在时间t从推进器116获得的推力T(t)与在该参照条件下针对相同渡水速度Vs所需的推力T(ts)之比的因子，并且从在时间t的轴动力PD(t)减去如此获得的乘积来导出或估计。
沿着相似思路，通过利用方程(4)、(6)以及(7)，可以计算或估计由船体118的清洁所导致的所需轴动力PD使用的减少：
Figure GDA0002288732140000081
利用与前述针对方程(9)所应用的推理相同的推理，方程(11)中最后的分数对于大多数实际应用来说接近一，并且可以省却，同时仍然能够实现所需的轴动力PD使用的所估计的减少的足够准确度。利用该假设，方程(11)可以被重写成：
Figure GDA0002288732140000082
如方程(12)指示，通过船体清洁而使得能够在保持相同或大致相同的渡水速度Vs的同时(在类似操作条件下)实现所需的轴动力使用减少ΔPD(t)prop可以通过将在时间t的轴动力PD(t)乘以通过从一减去在该参照条件下针对相同渡水速度Vs所需的推力T(ts)与在时间t从推进器116获得的推力T(t)之比而限定的一因子来获得或估计。
图3示意性地例示了用于估计海洋船舶的操作效率的海洋船舶用例示诊断系统200的一些逻辑组件。沿着前文所述思路，假定海洋船舶采用推进系统，该推进系统包括：发动机112、传动系统114、轴以及推进器116，其中动力从发动机112经由传动系统114传送以旋转轴。推进器116安装在轴的外端，以将从轴传递至推进器116的回转轴动力转换成推力，以推进船舶渡水。
在这种推进系统中，发动机112可以设置为柴油发动机或者设置为能够提供足够的动力来推进海洋船舶的适当类型的任何其它发动机。尽管以单数形式被参照，但发动机112可以包括具有一个或更多个发动机的发动机系统。在一个示例中，将发动机112连接至轴的传动系统114可以仅包括将发动机112连接至轴(例如，直接驱动)的机械安装排布结构。在另一示例中，传动系统114可以包括齿轮箱或对应排布结构，其可以被应用以按可选方式和/或可调节方式将动力从发动机112传递到轴。在另一示例中，传动系统114可以另选地或者另外，包括用于通过利用从发动机112向其传递的动力(例如，在采用柴油发动机的情况下的柴油电力传动装置)来驱动轴的电动机。
作为概述，诊断系统200包括：数据获取装置210，其用于从一个或更多个传感器220获得测量值；数据分析装置230，该数据分析装置230用于基于一个或更多个测量值来估计因推进器结垢而造成的第一过量轴动力PD，p，并且用于基于一个或更多个测量值来估计因船体结垢而造成的第二过量轴动力PD，h，以使第一过量轴动力PD，p与第二过量轴动力PD，h分开估计；以及评估装置240，该评估装置240用于发出至少根据第一过量轴动力PD，p的有关推进器清洁的指示和/或用于发出至少根据第二过量轴动力PD，h的有关船体清洁的指示。该诊断系统200还包括控制装置250，该控制装置用于控制数据获取装置210、数据分析装置230以及评估装置240的操作。诊断系统200还描绘有用于存储信息的存储器260。
该传感器220包括多个传感器，每个都被设置成测量或监测海洋船舶操作的相应特性。在这点上，传感器220至少包括：被设置成测量由推进器116生成的推力T的推力传感器220-1，被设置成测量推进系统的轴的转矩Q的转矩传感器220-2，被设置成测量推进系统的轴的转速ω的转速传感器220-3，以及被设置成测量船舶的渡水速度Vs的速度传感器220-4。传感器210-k中的每一个都可以被设置成连续地提供描述相应测量特性的当前值的相应测量信号。每个传感器220-k都可以例如通过相应专用电气连接以通信方式联接至数据获取装置210(并且还可能联接至诊断系统200的一个或更多个其它组件)。另选地，传感器220与数据获取装置210(并且还可能与诊断系统200的一个或更多个其它组件)之间的通信联接可以由诸如控制器局域网(CAN)总线的总线来提供。推力传感器220-1、转矩传感器220-2、转速传感器220-3以及速度传感器220-4中的每一个都可以利用本领域已知的相应类型的合适传感器装置来提供。
数据获取装置210可以被设置成例如通过周期性地读取相应测量信号来从每个传感器220-k获得相应测量值。从传感器220-k中的一个给定传感器读取新测量值可以以预定义规则时间间隔或者根据另一个预定义时间表进行。所应用规则时间间隔(或者其它种类的时间表)对于两个或更多个传感器220-k或者对于所有传感器220-k来说相同，或者所应用时间间隔(或者其它种类的时间表)对于每个传感器220来说可以不同地定义。另选的是或者另外，数据获取装置210可以被设置成，响应于从控制装置250接收的命令或请求而读取针对一个或更多个传感器220-k的新测量值。不管被采用以控制读取测量值的机制如何，将最近读取的测量值存储在存储器260中，以供数据分析装置230随后使用。从推力传感器220-1、转矩传感器220-2、转速传感器220-3以及速度传感器220-4中的每一个读取的测量值被设置成存储器260中的采用合适数据结构的相应时间系列的测量值，由此不仅提供对最近(或，即时)测量值的访问，而且还提供对历史测量值的访问。这样的数据结构例如可以包括表格、链接列表、数据库等。
具体而言，从推力传感器210-1读取的测量值被设置成时间系列的推力值，指示为T(t)，从转矩传感器220-2读取的测量值被设置成时间系列的转矩值，指示为Q(t)，从转速传感器220-3读取的测量值被设置成时间系列的转速值，指示为ω(t)，并且从速度传感器220-4读取的测量值被设置成时间系列的渡水速度值，指示为Vs(t)。
数据分析装置230可以被设置成执行对第一过量轴动力PD，p的估计。这样测量的过量轴动力指示清洁推进器116可能导致的所需轴动力PD的降低。该估计可以利用由推进器结垢导致的过量轴动力的任何适用模型来执行，而且该估计可以响应于来自控制装置250的关于这方面的命令或请求来执行。在这点上，作为一示例，估计第一过量轴动力PD，p可以考虑到在时间tp的海洋船舶的渡水速度Vs并且还考虑到在推进器116的预定义参照条件下针对相同渡水速度Vs所需的轴动力和推力，根据由推进器116生成的推力T以及在时间tp的轴动力PD来执行。
推进器116的参照条件例如可以指示其中推进器116被清洁的状态或者推进器116被清洁和抛光的状态，其中后一个示例条件可以被认为是指示推进器116基本干净的状态。作为示例，可以存在针对推进器116的单个预定义参照条件，例如，推进器116被清洁的参照条件或者或推进器116被清洁并抛光的参照条件。在另一示例中，可以存在针对推进器116的两个或更多个参照条件，例如，一个是推进器116被清洁的参照条件，以及一个是推进器116被清洁并抛光的参照条件。在另一示例中，可以存在针对推进器116的一个或更多个(不同的)参照条件，其中每一个都对应于例如按从0至100％的推进器清洁度(或者推进器结垢)范围定义的相应推进器清洁度(或者，对应于另一种方式的定义，即，相应推进器结垢程度)。
作为一特定示例，可以基于方程(10)来执行对第一过量轴动力PD，p的估计，如下面进一步详细描述的。在这点上，该估计涉及从存储器260读取针对时间tp的推力值T(tp)、转矩值Q(tp)、转速值ω(tp)以及渡水速度值Vs(tp)。时间tp可以在由控制装置250发出的命令或请求中被指定。虽然tp可以指示被存储在存储器260中的由相应时间系列表示的历史测量值覆盖的任何时刻，但通常来说，tp指示当前时间，并因此导致基于当前或最近的值T(t)、Q(t)、ω(t)以及v(t)来执行估计，以反映船舶的当前推进器结垢状况。
为了使得能够估计第一过量轴动力PD，p，存储器260可以存储推进器参照数据库，该数据库包括推进器116在一个或更多个参照条件下的轴动力PD(ts)和推力T(ts)的参照值，例如包括其中推进器116基本干净的(例如，大致100％推进器清洁度或0％推进器结垢)的参照条件。具体而言，为了使得能够可靠且准确估计在多个不同的渡水速度Vs下，针对推进器116的一个或更多个参照条件的第一过量轴动力PD，p，推进器参照数据库存储了在船舶的多个渡水速度Vs下，针对推进器116的所述一个或更多个参照条件的参照值PD(ts)和T(ts)。存储在参照数据库中的参照值是预先存储的值，其可以基于相应计算模型或者基于通过按各种关注渡水速度Vs在相应参照条件下操作船舶而收集的实验数据来获得。虽然在此我们参照该参照数据库，但可以代替地采用其它类型的合适参照数据结构。
在开始估计第一过量轴动力PD，p时，数据分析装置230访问推进器参照数据库，以便找到参照值PD(ts)和T(ts)，所示参照值对应于在时间tp，在船舶的渡水速度Vs(tp)下推进器116的希望的参照条件。采用值Q(tp)和ω(tp)，以根据方程(1)通过下式获得在时间tp的轴动力PD(tp)：
PD(tp)＝Q(tp)·ω(tp) (13)
利用该条信息，数据分析装置230可以被设置成，根据方程(10)通过下式来计算第一过量轴动力PD，p：
Figure GDA0002288732140000111
数据分析装置230可以将所估计第一过量轴动力PD，p(tp)连同指示的时间tp一起存储在存储器260中以供后续使用，和/或其可以至少将所估计的第一过量轴动力PD，p(tp)直接提供给评估装置240以供进一步分析。
除了或代替对第一过量轴动力PD，p的估计，数据分析装置230可以被设置成执行对第二过量轴动力PD，h的估计。过量轴动力的该测量值指示清洁海洋船舶的船体118可能导致的所需轴动力PD的降低。该估计可以利用由船体结垢导致的过量轴动力的任何适用模型来执行，而且该估计可以响应于来自控制装置250的关于这方面的命令或请求来执行。在这点上，作为一示例，可以考虑到在时间th的渡水速度Vs，并且还考虑到在海洋船舶的船体118的预定义的参照条件下针对相同渡水速度Vs所需的推力，根据由推进器116生成的推力T以及在时间th的轴动力PD，来执行对第二过量轴动力PD，h的估计。
船体118的参照条件例如可以指示其中船体118完全干净的状态或者推进器118干净直至预定义程度(例如表达为从0到100％范围内的百分比)的状态。在一示例中，存在针对船体118的单个预定义参照条件，例如，反映船体118的完全干净状态的参照条件(即，100％干净的船体状态)或者反映船体清洁度的另一预定义程度。在另一示例中，可以存在针对船体118的两个或更多个不同的参照条件，其中每一个都对应于例如按从0至100％的船体清洁度(或者船体结垢)范围定义的相应船体清洁度(或者，对应于另一种方式的定义，即，相应船体结垢程度)。
作为一特定示例，可以基于方程(11)来执行对第二过量轴动力PD，h的估计，如下面进一步详细描述的。在这点上，该估计涉及从存储器260读取针对时间th的推力值T(th)、转矩值Q(th)、转速值ω(th)以及渡水速度值Vs(th)。时间th可以在由控制装置250发出的命令或请求中指定。如前文针对时刻tp提供的类似考虑也同样适用于时刻th。在一示例中，时间th与用于评估第一过量轴动力PD，p所用的时间tp相同或大致相同，以便使得能够在第一过量轴动力PD，p与第二过量轴动力PD，h之间进行直接比较。然而，因为第一过量轴动力PD，p和第二过量轴动力PD，h可以彼此分开且独立地进行评估，所以不必应用等于tp的th，而是可以根据希望或需要来评估第一过量轴动力PD，p和第二过量轴动力PD，h中的任一者。
为了使得能够估计第二过量轴动力PD，h，存储器260可以存储推进器参照数据库，该推进器参照数据库包括船体118在一个或更多个参照条件下的轴动力PD(ts)和推力T(ts)的参照值，例如包括其中船体118基本干净的(例如，大致100％船体清洁度或0％船体结垢)的参照条件。具体而言，为了使得能够可靠且准确的估计在多个不同的渡水速度Vs下，针对船体118的一个或更多个参照条件的第二过量轴动力PD，h，船体参照数据库存储了在船舶的多个渡水速度Vs下，针对船体118的所述一个或更多个参照条件的参照值PD(ts)和T(ts)。存储在船体参照数据库中的参照值是预先存储的值，其可以基于相应计算模型或者基于通过按各种关注渡水速度Vs在相应参照条件下操作船舶而收集的实验数据来获得。可以与推进器参照数据库联合来提供船体参照数据库，或者可以作为与推进器参照数据库分开的实体来提供船体参照数据库。
在开始估计第二过量轴动力PD，h时，数据分析装置230访问船体参照数据库，以便找到对应于在希望时刻th船舶的Vs渡水速度Vs(th)的参照值PD(ts)和T(ts)。采用值Q(th)和ω(th)，以根据方程(1)通过下式获得在希望时刻tp的轴动力PD(th)：
PD(th)＝Q(th)·ω(th) (15)
利用该条信息，数据分析装置230可以被设置成，根据方程(12)通过下式来计算第二过量轴动力PD，h：
Figure GDA0002288732140000131
数据分析装置230可以将所估计的第二过量轴动力PD，h(th)连同指示的时间th一起存储在存储器260中以供后续使用，和/或其可以至少将所估计的第二过量轴动力PD，h(th)直接提供给评估装置240以供进一步分析。
因为针对第一过量轴动力PD，p和第二过量轴动力PD，h的估计过程彼此分离且彼此独立，所以数据分析装置230可以被设置成，使得能够估计第一过量轴动力PD，p和第二过量轴动力PD，h中的一个或二者。此外，在数据分析装置230使得能够估计第一过量轴动力PD，p和第二过量轴动力PD，h二者的情况下，数据分析装置230可以被设置成，使得能够选择性地估计第一过量轴动力PD，p、第二过量轴动力PD，h，或二者。
评估装置240可以被设置成，在已经通过数据分析装置230评估了第一过量轴动力PD，p(tp)的情况下，发出考虑到所计算的第一过量轴动力PD，p(tp)的、有关推进器清洁的指示。在这点上，作为一示例，评估装置240可以比较第一过量轴动力PD，p(tp)与预定义的第一阈值，并且响应于第一过量轴动力PD，p(tp)超过第一阈值，发出指示，例如，有关用于执行推进器清洁的需要或建议的警报。代替直接比较第一过量轴动力PD，p(tp)与第一阈值，该比较可以涉及将根据第一过量轴动力PD，p(tp)获得的值与第一阈值进行比较。对于推进器116来说，可以针对每个可用参照条件定义分离的(不同的)第一阈值。第一阈值可以被定义成，使得当第一过量轴动力PD，p(tp)或从其获得的值超过第一阈值时，推进器操作的低效率很可能例如因增加的燃油消耗而招致比针对匹配推进器116的相应参照条件的一条件的推进器清洁成本更高的成本。
在这点上，作为一更详细说明的示例，可以采用绝对阈值Thp1，使得响应于第一过量轴动力PD，p(tp)的值超过阈值Thp1(例如，响应于条件PD，p(tp)＞Thp1为真)而发出指示。在一示例中，阈值Thp1是可适用于海洋船舶的所有渡水速度Vs的单个阈值。在另一示例中，针对多个渡水速度Vs或者针对渡水速度Vs的多个子范围，限定专用的不同阈值Thp1。
作为另一示例，可以采用相对阈值Thp2，使得响应于第一过量轴动力PD，p(tp)与在推进器116的所应用的参照条件下针对相同渡水速度Vs(tp)所需的轴动力PD(ts)之比超出阈值Thp2，例如，响应于条件
Figure GDA0002288732140000141
为真，来发出指示。
评估装置240可以被设置成，在已经通过数据分析装置230评估了第二过量轴动力PD，h(th)的情况下，发出考虑到所计算的第二过量轴动力PD，h(th)的、有关船体清洁的指示。在这点上，作为一示例，评估装置240可以比较第二过量轴动力PD，h(th)与预定义的第二阈值，并且响应于第二过量轴动力PD，h(th)超过第二阈值，发出指示，例如，有关用于执行船体清洁的需要或建议的警报。代替直接比较第二过量轴动力PD，h(th)与第二阈值，该比较可以涉及将从第二过量轴动力PD，h(th)获得的值与第二阈值进行比较。对于船体118来说，可以针对每个可用参照条件定义分离的(不同的)第二阈值。第二阈值可以被定义成，使得当第二过量轴动力PD，h(th)或从其获得的值超过第二阈值时，因船体结垢而造成的船舶操作低效很可能例如因增加的燃油消耗而招致比针对匹配船体118的相应参照条件的一条件的船体清洁成本更高的成本。
在这点上，作为一更详细说明的示例，可以采用绝对阈值Thh1，使得响应于第二过量轴动力PD，h(th)的值超过阈值Thh1，例如响应于条件PD，h(th)＞Thh1为真，而发出指示。在一示例中，阈值Thh1是可适用于海洋船舶的所有渡水速度Vs的单个阈值。在另一示例中，针对多个渡水速度Vs或者针对渡水速度Vs的多个子范围，限定专用的不同阈值Thh1。
作为另一示例，可以采用相对阈值Thh2，使得响应于第二过量轴动力PD，h(th)与在针对船体118的所应用参照条件针对相同渡水速度Vs(th)所需的轴动力PD(ts)之比超出阈值Thh2，例如，响应于条件
Figure GDA0002288732140000142
为真，而发出指示。
代替或者除了利用所估计的第一过量轴动力PD，p(tp)来发出如前所述的指示，该信息可以被评估装置240用来计算或估计用于推进器清洁的回收时间，直至匹配在估计过程中应用的推进器116的相应参照条件的一条件。类似地，代替或者除了利用所估计的第二过量轴动力PD，h(th)来发出如前所述的指示，该信息可以被评估装置240用来计算或估计用于船体清洁的回收时间，直至匹配在估计过程中应用的船体118的相应参照条件的一条件。此外，针对第一过量轴动力PD，p(tp)和第二过量轴动力PD，h(th)中的一者或二者计算的时间系列值可以被应用以计算指示作为时间的函数的相应过量轴动力的相应趋势。这种趋势可以被采用，以例如估计针对海洋船舶的海洋结垢各方面的未来需求。
控制装置250可以被设置成，控制数据获取装置210、数据分析装置230以及评估装置240的操作，以按希望的方式进行评估针对推进器清洁的需求和/或评估针对船体清洁的需求。
在这点上，控制装置250可以被设置成，向数据分析装置230发出第一组命令或请求(其包括用于执行对第一过量轴动力PD，p估计的命令或请求)，并且向评估装置240发出用于至少根据第一过量轴动力PD，p来评估针对推进器清洁的需求的命令或请求。前一个命令或请求还可以指示要估计第一过量轴动力PD，p的时间tp。如前所述，时间tp可以指示当前时间或过去的时间。
此外，控制装置250可以被设置成，向数据分析装置230发出第二组命令或请求(其包括用于执行对第二过量轴动力PD，h的估计的命令或请求)，并且向评估装置240发出用于至少根据第二过量轴动力PD，h来评估针对船体清洁的需求的命令或请求。前一个命令或请求还可以指示要估计第二过量轴动力PD，h的时间th。如前所述，时间th可以指示当前时间或过去的时间。
控制装置250可以被设置成，根据相应预定义的时间表(例如，按相应规则时间间隔)自动地发出第一组命令和第二组命令中的每一组。另选的是或者另外，控制装置250可以被设置成，响应于经由诊断系统200的用户接口接收到针对其的用户请求而发出第一组和第二组命令中的任一组。
控制装置250还可以被设置成，向数据获取装置210发出用于从一个或更多个传感器220-k读取相应测量值的命令或请求。可以自动地例如周期性地(例如，按规则时间间隔)调用这样的命令或请求，和/或在相应命令组请求针对当前时tp间或th评估第一过量轴动力PD，p或第二过量轴动力PD，h的情况下响应于第一组命令和/或第二组命令，来调用这样的命令或请求。
尽管前文(隐含地)参照单个推进系统进行了描述，但该海洋船舶另选地可以包括两个或更多个像前文概述的推进系统。在这种情况下，数据获取装置210可以被设置成，从针对两个或更多个推进系统的相应传感器220获取至少针对由推进系统的推进器生成的推力T、针对推进系统的轴的转矩Q以及针对推进系统的轴的转速ω的测量值。数据分析装置230可以被设置成，通过利用方程(1)，基于针对相应推进系统的转矩Q和转速ω来计算针对每个推进系统的相应轴动力PD。此外，数据分析装置230可以被设置成，计算推力和Tsum作为来自所述两个或更多个推进系统的推力T之和，并且计算轴动力和PD，sum作为针对所述两个或更多个推进系统计算的轴动力之和。更进一步地，该分析装置可以被设置成，代替针对单个推进系统的推力T和轴动力PD，通过利用推力和Tsum以及轴动力和PD，sum，如前所述，估计针对所述两个或更多个推进系统的第一过量轴动力PD，p(tp)和/或第二过量轴动力PDhp(th)。
图4描绘了根据一示例实施方式的概述方法300的流程图。方法300可以实现在前文提供的示例中描述的诊断系统200。方法300用于估计采用推进系统的海洋船舶的操作效率，该推进系统包括安装至可旋转轴的推进器，以将从该轴传递至该推进器的回转轴动力转换成推力来推进海洋船舶渡水。
方法300包括以下步骤：获得测量值，所述测量值至少包括描述轴动力PD、推力T以及海洋船舶的渡水速度Vs的相应测量值，如框310所示。方法300还包括以下步骤：基于所获得的测量值来估计因推进器116结垢而造成的第一过量轴动力PD，p和因海洋船舶的船体118结垢而造成的第二过量轴动力PD，h中的至少一个，其中，估计第一过量轴动力PD，p与所述第二过量轴动力PD，h分开执行，如框320所示。方法300还包括以下步骤：发出至少根据第一过量轴动力PD，p的有关推进器清洁的指示和至少根据第二过量轴动力PD，h的有关船体清洁的指示中的至少一个，如框330所示。在此概述的方法300可以以多种方式改变，举例来说，如在前文中的诊断系统200的背景下所述。
数据获取装置210、数据分析装置230、评估装置240以及控制装置250中的每一个都可以利用相应硬件装置、相应软件装置，或者硬件装置和软件装置的相应组合来提供。另选地，可以采用相同硬件装置、软件装置或者硬件和软件装置的组合，来提供数据获取装置210、数据分析装置230、评估装置240以及控制装置250中的两个或更多个的组合。
沿着类似思路，在例示方法300的背景下，框310、320以及330中的每一个都可以利用相应硬件装置、相应软件装置，或者硬件装置和软件装置的相应组合来提供，而可以采用相同硬件装置、软件装置或者硬件和软件装置的组合，来提供框310、320以及330中的两个或更多个的组合。
作为利用硬件装置和软件装置的组合来提供诊断系统200的组件的示例，图5示意性地示出了例示装置400的一些组件。装置400包括：处理器402和用于存储数据和计算机程序代码406的存储器404。存储器404可以包括或者可以实现前文所述的存储器250。处理器402被配置成从存储器404读取和向存储器420写入。装置400还可以包括用于与另一装置或设备通信的通信装置408。通信装置408可以提供用于连接一个或更多个传感器220-k和/或无线和/或有线通信装置的接口装置，其使得能够利用相应通信协议与其它装置进行通信。装置400还可以包括用户I/O(输入/输出)组件410，其可以被设置成，与处理器402和计算机程序代码406的一部分一起来提供用于接收来自用户的输入和/或向用户提供输出的用户接口。用户I/O组件410可以包括硬件组件，如显示器、触摸屏、触摸板、鼠标器、键盘和/或一个或更多个按键或按钮的排布结构等。
处理器402可以被设置成，根据存储在存储器404中的计算机程序代码406的一部分并且还可以根据经由用户I/O组件410接收的用户输入和/或根据经由通信装置408接收的信息，来控制装置400的操作。存储器404和存储在其中的计算机程序代码406的一部分还可以被设置成，与处理器402一起来提供用于控制装置400的操作的控制功能或控制装置。处理器402、存储器404、通信装置408以及用户I/O组件410可以通过使得能够传递数据和控制信息的总线412来互连。除了图5的例示图中所示的那些之外，装置400还可以包括其它组件。
尽管处理器402被描绘为单个组件，但处理器402可以被实现为一个或更多个分离的处理组件。类似地，尽管存储器402被描绘为单个组件，但存储器404可以被实现为一个或更多个分离组件，其中一些或全部可以被集成/可移除和/或可以提供永久/半永久/动态/缓存存储部。
存储在存储器404中的计算机程序代码406可以包括当被加载到处理器402中时控制装置400的操作的计算机可执行指令。该计算机程序代码406可以包括一个或更多个序列的一个或更多个指令。该处理器402能够通过从存储器404中读取包括在其中的所述一个或更多个序列的一个或更多个指令，来加载并执行该计算机程序代码406。所述一个或更多个序列的一个或更多个指令可以被设置成，当通过处理器402执行时，使装置400在诊断系统200的数据获取装置210、数据分析装置230、评估装置240以及控制装置250和/或方法300的框310、320以及330的方法步骤的背景下，执行前文所述操作、过程和/或功能。因此，该装置400可以包括至少一个处理器402和包括用于一个或更多个程序的计算机程序代码406的至少一个存储器404，该至少一个存储器404和该计算机程序代码406被设置成，利用所述至少一个处理器402，使装置400在诊断系统200的数据获取装置210、数据分析装置230、评估装置240以及控制装置250和/或方法300的框310、320以及330的方法步骤的背景下，执行前文所述操作、过程和/或功能。
该计算机程序代码406例如可以被设置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，该计算机程序代码406被设置成，在通过装置400执行时，使装置400在诊断系统200的数据获取装置210、数据分析装置230、评估装置240以及控制装置250和/或方法300的框310、320以及330的方法步骤的背景下，至少执行前文所述操作、过程和/或功能。该计算机可读非暂时性介质可以包括存储器装置或记录介质，如CD-ROM、DVD、Blu-ray盘或有形地具体实施该计算机程序的另一制品。作为另一示例，该计算机程序可以被提供为被配置成可靠地传递该计算机程序的信号。
对处理器的参照不应被理解成仅涵盖可编程处理器，而是还涵盖诸如现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、信号处理器等的专用电路。先前描述中描述的特征可以按除了明确描述的组合以外的其它组合来使用。
先前描述中描述的特征可以按除了明确描述的组合以外的其它组合来使用。尽管已经参照特定特征对功能进行了描述，但那些特征可通过无论是否描述的其它特征执行。尽管已经参照特定实施方式进行了描述，但那些特征也可以呈现在无论是否描述的其它实施方式中。

Claims (20)

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：
多个传感器(220)，所述多个传感器被设置成测量海洋船舶操作的相应特性，所述传感器(220)包括：推力传感器(220-1)，其被设置成测量由所述推进器生成的推力；转矩传感器(220-2)，其被设置成测量轴的转矩；转速传感器(220-3)，其被设置成测量所述轴的转速；以及速度传感器(220-4)，其被设置成测量所述海洋船舶的渡水速度，
数据获取装置(210)，该数据获取装置用于从所述多个传感器(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，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，和/或
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轴动力和推力，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；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，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；和/或
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；
其中，所述预定义参照条件包括以下项中的至少一项：
所述推进器为干净的条件，
所述海洋船舶的所述船体为干净的条件。
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所述的诊断系统(200)，其中，所述数据获取装置(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，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。
5.根据权利要求4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：
Figure FDA0002288732130000021
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。
6.根据权利要求1至3中的任一项所述的诊断系统(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。
7.根据权利要求6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：
Figure FDA0002288732130000022
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。
8.根据权利要求1至3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。
9.根据权利要求1至3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。
10.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。
11.一种用于估计采用推进系统的海洋船舶的操作效率的方法(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：
从多个传感器(220)获得(310)测量值，所述多个传感器被设置成测量海洋船舶操作的相应特性，所述传感器(220)包括：推力传感器(220-1)，其被设置成测量由所述推进器生成的推力；转矩传感器(220-2)，其被设置成测量轴的转矩；转速传感器(220-3)，其被设置成测量所述轴的转速；以及速度传感器(220-4)，其被设置成测量所述海洋船舶的渡水速度，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(320)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，所述估计(320)的步骤包括：
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，和/或
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轴动力和推力，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；以及
发出(330)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，所述发出(330)的步骤包括：
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；和/或
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；
其中，所述预定义参照条件包括以下项中的至少一项：
所述推进器为干净的条件，
所述海洋船舶的所述船体为干净的条件。
12.根据权利要求11所述的方法(300)，所述方法包括以下步骤：
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；以及
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。
13.根据权利要求11所述的方法(300)，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。
14.根据权利要求11至13中的任一项所述的方法(300)，其中，估计所述第一过量轴动力的步骤包括以下步骤：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。
15.根据权利要求14所述的方法(300)，其中，所述第一过量轴动力利用下面的方程来估计：
Figure FDA0002288732130000041
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。
16.根据权利要求11至13中的任一项所述的方法(300)，其中，估计所述第二过量轴动力的步骤包括以下步骤：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。
17.根据权利要求16所述的方法(300)，其中，所述第二过量轴动力利用下面的方程来估计：
Figure FDA0002288732130000051
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。
18.根据权利要求11至13中的任一项所述的方法(300)，
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。
19.根据权利要求11至13中的任一项所述的方法(300)，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。
20.根据权利要求11至13中的任一项所述的方法(300)，
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。
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