CN109844429B - 冷藏存储集装箱的协调 - Google Patents

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Abstract

提供了一种系统并且所述系统包括冷藏存储集装箱(20)、分别与对应的冷藏存储集装箱(20)联接以根据控制器参数来控制其操作的本地控制器(30)、以及监督控制器(40)。所述监督控制器(40)被配置成基于所述冷藏存储集装箱(20)对本地控制器控制的相应响应来向所述本地控制器(30)发出控制命令。

Description

冷藏存储集装箱的协调
背景技术
本文公开的主题涉及冷藏存储集装箱，并且更具体地，涉及舰艇船舶上的冷藏存储集装箱空气通道设计、高效节能冷藏存储集装箱操作以及冷藏存储集装箱的高效节能协调。
冷藏存储集装箱或冷藏室是用于联合货物运输的联合运输集装箱(即装运集装箱)，并且可被制冷以用于运输温度敏感的货物。联合运输集装箱是大型标准化装运集装箱、被设计和建造用于联合货物运输，这意味着这些集装箱可用于不同的运输模式，从船到铁路到卡车，而无需卸载和重载其货物。联合运输集装箱主要用于在全球集装箱化联合货物运输系统中有效且安全地储存和运输材料和产品，但是也有较少数量在区域使用。
除了标准的通用集装箱之外，存在多种变型的联合运输集装箱来用于不同类型的货物。其中最突出的是冷藏集装箱，诸如具有用于运输温度敏感货物的集成制冷单元(亦称冷藏室)的集装箱。
发明内容
根据本公开的一个方面，提供了一种系统并且所述系统包括冷藏存储集装箱、分别与对应的冷藏存储集装箱联接以根据控制器参数来控制其操作的本地控制器、以及监督控制器。监督控制器被配置成基于冷藏存储集装箱对本地控制器控制的相应响应来向本地控制器发出控制命令。
根据附加或替代性实施方案，本地控制器被配置成超控监督控制器的控制。
根据附加或替代性实施方案，监督控制器与每个本地控制器联接以接收反映控制器参数的第一数据，并且与每个冷藏存储集装箱联接以接收反映冷藏存储集装箱对本地控制器控制的相应响应的第二数据。
根据附加或替代性实施方案，监督控制器向每个本地控制器发出控制命令，所述控制命令包括监督控制器输出和最佳开/关命令调度。
根据附加或替代性实施方案，第一数据包括至少一个冷藏集装箱的冷凝器空气入口温度测量值以及至少一个冷藏集装箱的操作参数。操作参数包括冷藏集装箱开/关模式信息、期望的设定点信息、可允许的温度变化信息以及环境温度信息。第二数据包括冷藏集装箱货物空间受控温度信息和电力汲取信息中的至少一者或多者。
根据一个或多个附加或替代性实施方案，监督控制器被配置成基于冷藏存储集装箱对本地控制器控制的相应响应以及冷藏存储集装箱中的一个的学习时间常数、与一组冷藏存储集装箱的相互作用相关联的时间常数、以及预期的环境条件的知识中的至少一者或多者来向本地控制器发出控制命令。
根据附加或替代性实施方案，每个冷藏存储集装箱包括货物空间温度传感器。
根据附加或替代性实施方案，监督控制器被配置成确定每个冷藏存储集装箱的电力消耗与本地控制器控制之间的相关性，并且基于相关性来确定满足货物空间温度要求并且最小化功率消耗和短期循环的最佳开关控制策略。
根据附加或替代性实施方案，监督控制器被提供为多个监督控制器，所述多个监督控制器分别与本地控制器和对应的冷藏存储集装箱的部分相关联。
根据本公开的另一方面，提供了一种其上设置有冷藏存储集装箱的船舶或堆场的监督控制器。所述监督控制器包括输入单元，所述输入单元被设置成从冷藏存储集装箱的至少一个本地控制器接收第一数据并且从冷藏存储集装箱的至少一个传感器接收第二数据；输出单元，所述输出单元被设置成向至少一个本地控制器发出控制命令；以及处理单元，所述处理单元被配置成基于从第一数据与第二数据之间的相关性导出的最佳控制策略来生成控制命令。
根据附加或替代性实施方案，最佳控制策略满足货物空间温度要求并且最小化功率消耗和短期循环。
根据附加或替代性实施方案，第一数据包括至少一个冷藏集装箱的冷凝器空气入口温度测量值以及至少一个冷藏集装箱的操作参数。操作参数包括冷藏集装箱开/关模式信息、期望的设定点信息、可允许的温度变化信息以及环境温度信息。第二数据包括冷藏集装箱货物空间受控温度信息和电力汲取信息中的至少一者或多者。
根据附加或替代性实施方案，处理单元被配置成基于从第一数据与第二数据之间的相关性导出的最佳控制策略以及冷藏存储集装箱中的一个的学习时间常数、与一组冷藏存储集装箱的相互作用相关联的时间常数、以及预期的环境条件的知识中的至少一者或多者来生成控制命令。
根据附加或替代性实施方案，处理单元被配置成确定每个冷藏存储集装箱的电力消耗与本地控制器控制之间的相关性，并且基于相关性来确定满足货物空间温度要求并且最小化功率消耗和短期循环的最佳开关控制策略。
根据附加或替代性实施方案，监督控制器被提供为多个监督控制器，所述多个监督控制器分别与集群本地控制器相关联。
根据本公开的又一方面，提供了一种操作设置在船舶上或堆场中的冷藏存储集装箱的方法。所述方法包括从冷藏存储集装箱的本地控制器接收第一数据、从冷藏存储集装箱的传感器接收第二数据、从第一数据和第二数据识别冷藏存储集装箱的电力消耗与冷藏存储集装箱的操作之间的相关性、并且基于相关性来确定满足货物空间温度要求并且最小化功率消耗和短期循环的用于每个冷藏存储集装箱的最佳开关控制策略。
根据附加或替代性实施方案，第一数据包括至少一个冷藏集装箱的冷凝器空气入口温度测量值以及至少一个冷藏集装箱的操作参数。操作参数包括冷藏集装箱开/关模式信息、期望的设定点信息、可允许的温度变化信息以及环境温度信息。第二数据包括冷藏集装箱货物空间受控温度信息和电力汲取信息中的至少一者或多者。
根据附加或替代性实施方案，所述确定还基于冷藏存储集装箱中的一个的学习时间常数、与一组冷藏存储集装箱的相互作用相关联的时间常数、以及预期的环境条件的知识中的至少一者或多者。
根据附加或替代性实施方案，所述方法还包括基于用于每个冷藏存储集装箱的最佳开关控制策略来向本地控制器发出控制命令。
根据附加或替代性实施方案，其中所述确定还包括确定每个冷藏存储集装箱的电力消耗与本地控制器控制之间的相关性。
从以下结合附图进行的描述中，这些和其他优点和特征将变得更显而易见。
附图说明
在本说明书的结论处的权利要求书中具体指出并明确要求保护被认为是本公开的主题。通过以下结合附图而进行的具体实施方式，可以清楚了解本公开的上述和其他特征及优点，在附图中：
图1是根据实施方案的船舶的透视图；
图2是根据实施方案的船舶内的冷藏存储集装箱的堆叠的透视图；
图3是示出根据实施方案的用于冷藏存储集装箱的本地控制器和监督控制器的示意图；
图4是示出根据实施方案的用于冷藏存储集装箱的本地控制器以及两个或更多个监督控制器的示意图；
图5是根据实施方案的冷藏存储集装箱的剖视俯视图；
图6是根据实施方案的冷藏存储集装箱的剖视侧视图；
图7是根据实施方案的图5和图6的冷藏存储集装箱的端壁的端视图；
图8是根据实施方案的可移动百叶窗的俯视图；
图9是根据实施方案的与冷藏存储集装箱的端壁的附接的俯视图；
图10是冷藏存储集装箱的温度与时间性能的图解说明；
图11是示出执行冷藏存储集装箱的空调的高效节能操作的方法的流程图；并且
图12是示出操作设置在船舶上或堆场中的冷藏存储集装箱的方法的流程图。
具体实施方式参考附图以举例方式解释了本公开的实施方案及其优点和特征。
具体实施方式
如以下将描述的，具有通常称为冷藏室的制冷系统的集装箱需要通过冷凝器散热。风冷式冷藏室采用风扇来从冷藏室周围提取环境空气、使提取的空气通过冷凝器、并且随后将产生的热空气排放回周围的环境空气中。然而，在集装箱船舶上或集装箱堆场中，冷藏室堆叠成由狭窄通道间隔开的行，并且因此来自冷凝器的排气可能冲击跨通道的集装箱。这种冲击可能导致跨通道的冷藏室的加热、冷凝压力增加、以及因此在由于反射导致冷凝器空气再循环的情况下空气温度升高而导致的功率消耗、以及在由于再循环空气而使冷凝器中的空气温度持续升高的情况下由于系统跳闸而导致的潜在的货物劣化。
因此，通常将风口设计到冷藏室中以便减轻再循环加热空气的影响(通过增加过道之间的距离也可减少或避免由于反射引起的冷凝器空气再循环，但是对船舶上或堆场中的空间限制通常较严格)。然而，在增加具有可调节平行叶片(所述叶片可以一定角度引导空气以减少直接冲击并且因此减少空气反射)的百叶窗的情况下，这种风口可更有效。叶片可相对于水平方向以30度至60度之间的角度设置，使得空气将利用浮力向上排出，或者使得来自冷藏室内部的冷排气将被引向冷凝器空气入口。
参考图1，提供运输船10。运输船10可被配置用于任何类型的运输模式，但是为了清楚和简洁的目的，在下文中将称为运输船10。运输船10包括船体11、用于通过水驱动船体11的螺旋桨(未示出)、设置在船体11内以驱动螺旋桨的旋转的发动机室(未示出)、以及桥或指挥中心14。指挥中心14设置在船体11内或船体上，并且包括控制运输船10的各种操作的桥和操作计算机。
参考图2，船体11被形成来限定内部110，冷藏室或冷藏存储集装箱20存放在所述内部中(术语“冷藏室”和“冷藏存储集装箱”将在下文中可互换使用)。冷藏存储集装箱20可设置在至少第一堆叠201和第二堆叠202中，第一堆叠201和第二堆叠202通过过道203分开。过道203通常足够宽以供人在第一堆叠201与第二堆叠202之间行走并且设置在内部110的环境温度下。第一堆叠201和第二堆叠202中的每一个可具有从上到下堆叠的一个或多个冷藏存储集装箱20。
出于本说明书的目的，每个冷藏存储集装箱20可具有基本均匀的结构和构造。也就是说，每个冷藏存储集装箱20可设置为基本上矩形的主体21，所述主体21被形成来限定货物存储在其中的内部22。主体21包括被设置成包封内部22的底部、侧壁和顶部，并且侧壁包括面向过道203的端壁23。每个冷藏存储集装箱20还可包括空调单元的冷凝器24，所述冷凝器24被设置在内部22内以调节内部22中的空气，以及传感器25(例如，货物空间温度传感器)以感测冷藏存储集装箱20的各种操作参数。
冷藏存储集装箱20的各种操作可由一个或多个本地控制器30和一个或多个监督控制器40控制。一个或多个本地控制器30和一个或多个监督控制器40可为独立部件或上述操作计算机的部件。
根据实施方案，并且如图3和图4所示，每个本地控制器30可与对应的一个冷藏存储集装箱20相关联并与其联接。在一些情况下，单个分布式监督控制器40可与本地控制器30中的每一个或多个本地控制器30及其对应的冷藏存储集装箱20相关联并与其联接(参见图3)，而在其他情况下，两个或更多个监督控制器40可与本地控制器30的相应组或集群以及它们对应的冷藏存储集装箱20中的每一个相关联并与其联接。在任何情况下，每个本地控制器30根据控制器参数控制其对应的冷藏存储集装箱20的各种操作，同时由传感器25产生的读数被提供给监督控制器40和本地控制器30中的任一者或两者，使得可经由本地和/或远程反馈控制来优化由本地控制器30施加的控制。
参考图5至图7，冷凝器24被设置在内部22内并且在冷藏存储集装箱20的靠近端壁23的一端处，并且被配置成从穿过冷凝器24的制冷剂中移除热量。端壁23被形成为支持冷凝器24的操作。也就是说，第一冷凝器空气入口、第二冷凝器空气入口和第三冷凝器空气入口2401-3，冷凝器空气出口241、以及第一冷藏室空气出口、第二冷藏室空气出口和第三冷藏室空气出口2421-3被支撑地设置在端壁23上。第一冷凝器空气入口、第二冷凝器空气入口和第三冷凝器空气入口2401-3接收空气以从穿过冷凝器24的制冷剂中移除热量，并且因此应当接收相对冷的空气以促进冷凝器24的最佳、有效的操作。冷凝器空气出口241被配置成引导从冷凝器24排出的相对高温的空气远离第一冷凝器空气入口、第二冷凝器空气入口和第三冷凝器空气入口2401-3，使得相对高温的空气不由第一冷凝器空气入口、第二冷凝器空气入口和第三冷凝器空气入口2401-3接收或摄取。第一冷藏室空气出口、第二冷藏室空气出口和第三冷藏室空气出口2421-3被配置成将从内部22排出的经调节的空气和相对低温的空气朝向第一冷凝器空气入口、第二冷凝器空气入口和第三冷凝器空气入口2401-3引导。在由第一冷凝器空气入口、第二冷凝器空气入口和第三冷凝器空气入口2401-3接收或摄入之前，所述相对低温的空气随后与在过道203内和周围的区域内提供的环境空气混合。
根据实施方案，冷凝器空气出口241可位于端壁23的中心略微上部区域中。在这种情况下，第一冷凝器空气入口2401和第二冷凝器空气入口2402可位于冷凝器空气出口241的相对侧附近，其中第三冷凝器空气入口2403位于冷凝器空气出口241的正下方。冷凝器空气出口241可因此被配置成在向上方向上引导相对高温的空气，以便避免产生朝向第一冷凝器空气入口、第二冷凝器空气入口和第三冷凝器空气入口2401-3并且在其上方的空气流。此外，第一冷藏室空气出口2421和第二冷藏室空气出口2422可分别位于第一冷凝器空气入口2401和第二冷凝器空气入口2402的附近和外部，其中第三冷藏室空气出口2423位于第三冷凝器空气入口2403的正下方。
第一冷凝器空气入口、第二冷凝器空气入口和第三冷凝器空气入口2401-3中的每一个包括CAI百叶窗501、502和503，冷凝器空气出口241包括CAO百叶窗51，并且第一冷藏室空气出口、第二冷藏室空气出口和第三冷藏室空气出口2421-3中的每一个包括RAO百叶窗521、522和523。CAI百叶窗501、502和503，CAO百叶窗51以及RAO百叶窗521、522和523都可由本地控制器30和/或监督控制器40独立地或从属地控制。这种独立或从属的控制通常涉及相应的百叶窗叶片的倾斜，并且在一些情况下涉及成角度的百叶窗叶片相对于端壁23的定位。
根据实施方案，并且如图7所示，CAI百叶窗501和502的叶片基本上竖直地并且彼此平行地定向。在冷藏存储集装箱20的操作模式期间，CAI百叶窗501和502的叶片可分别朝向第一冷藏室空气出口2421和第二冷藏室空气出口2422(例如，以大约30度至60度)向外成角度。类似地，CAI百叶窗503的叶片基本上水平地并且彼此平行地定向。在冷藏存储集装箱20的操作模式期间，CAI百叶窗503的叶片可朝向第三冷藏室空气出口2423(例如，以大约30度至60度)向下成角度。RAO百叶窗521和522的叶片基本上竖直地并且彼此平行地定向。在冷藏存储集装箱20的操作模式期间，RAO百叶窗521和522的叶片可分别朝向第一冷凝器空气入口2401和第二冷凝器空气入口2402(例如，以大约30度至60度)向内成角度。类似地，RAO百叶窗523的叶片基本上水平地并且彼此平行地定向。在冷藏存储集装箱20的操作模式期间，RAO百叶窗523的叶片可朝向第三冷凝器空气入口2403(例如，以大约60度)向上成角度。CAO百叶窗51的叶片基本上水平地并且彼此平行地定向。在冷藏存储集装箱20的操作模式期间，CAO百叶窗51的叶片可远离第一冷凝器空气入口2401、第二冷凝器空气入口2402和第三冷凝器空气入口2403(例如，以大约60度)向上成角度。
参考图8，至少RAO百叶窗521、522和523的叶片可通过本地控制器30和/或监督控制器40相对于端壁23的平面独立地或从属地移动。也就是说，如图8所示，在冷藏存储集装箱20的操作模式期间，至少RAO百叶窗521、522和523的叶片可延伸，使得它们从端壁23的平面突起，并且从而增加从内部22排出的空气流进入第一冷凝器空气入口、第二冷凝器空气入口和第三冷凝器空气入口2401-3中。
参考图9，至少第一冷藏室空气出口、第二冷藏室空气出口和第三冷藏室空气出口2421-3可设置有附件60。附件60通过例如压配合或其他类似的附接方法(即，通过操作者沿着过道203行走)而可移除地附接至端壁23，并且被成形为将从内部22排出的空气朝向冷凝器空气入口2401-3引导。附件60具有开口端，所述开口端不到第一冷凝器空气入口、第二冷凝器空气入口和第三冷凝器空气入口2401-3就终止，以便避免干扰环境空气流入冷凝器24中，并且促使离开附件60的空气由其他环境空气流夹带以流入冷凝器24中。
根据另外的实施方案，在一定程度上，RAO百叶窗521、522或523的任何叶片从端壁23的平面突起，或者在一定程度上，附件60可移除地附接到第一冷藏室空气出口、第二冷藏室空气出口和第三冷藏室空气出口2421-3，应当理解，突起的长度或附件60的宽度基本上小于过道203的宽度。例如，如果过道203的宽度为约2米，那么突起的长度或附件60的宽度为仅几厘米的量级。
上述百叶窗将有助于减少加热空气的再循环以及加热空气到冷藏存储集装箱20之中和之上的直接冲击，并且将从而提高冷藏存储集装箱20的能量效率和操作。对于具有通风或空气改变能力的冷藏存储集装箱20，从内部22排出的冷空气可用于降低冷凝器空气温度，并且从而减少制冷系统的能量消耗并改善操作以维持货物质量。
根据另一方面，并且返回参考图2至图4，当冷藏存储集装箱20在内部110内彼此靠近堆叠时，即使提供了上述百叶窗，来自一个冷藏存储集装箱20的一些排出的热空气也可能进入附近的冷藏存储集装箱20的冷凝器。热空气的这种再次摄入可能导致进入冷凝器24的升高的空气温度，并且导致增加的制冷剂的冷凝压力以及增加用以维持制冷剂在蒸汽压缩系统中流动的功率使用。当制冷剂冷凝压力超过控制极限时，再次摄入也可能导致冷却系统跳闸，从而可能导致货物质量下降。
调度冷藏室操作以避免再次摄入热空气通常依赖于局部反馈控制，其中包括每个冷藏存储集装箱20的冷凝器24的制冷单元主要基于每个特定冷藏存储集装箱20的货物温度要求并且在没有关于相邻冷藏存储集装箱20的操作及其排气流量分布的任何信息的情况下循环开启和关闭。然而，分散控制算法被提供具有低感测和通信要求，其中每个本地控制器30确定在给定时间窗口内何时打开和关闭其对应的冷藏存储集装箱20，以便最小化来自相邻的冷藏存储集装箱20的废热摄取。
通过使用控制算法，测量环境空气温度和冷凝器入口空气温度，并且将它们之间的差值(ΔT)用作用于潜在的排气摄入的伪数据元素。所述算法还包括开关控制逻辑，所述开关控制逻辑最小化相邻冷藏存储集装箱20之间的相互作用，并且当ΔT足够小时通过运行冷藏存储集装箱来实现更高的系统操作效率。开关决策的时间窗口取决于货物空间温度性能信息以及在给定的设定点(Tsp)附近的可允许的温度变化(T高、T低)。
更详细地并且参考图10，每个冷藏存储集装箱20包括其本地控制器30，并且本地控制器30被配置成基于来自相邻的冷藏存储集装箱20的废热摄取来在时间窗口内使其空调的对应冷凝器24循环打开和关闭。时间窗口根据内部22内的温度以及设定点TSP周围的可允许温度变化来预定义。这种可允许的温度变化引起了高温和低温限制(T高和T低)以及高温和低温接近极限(Th1和Tl1)。
本地控制器30从周期性测量的环境温度与冷凝器入口空气温度之间的差值导出废热摄取值，并且被配置成限制时间窗口内的循环次数，实现超控命令以在内部内的温度达到极限的情况下迫使空调循环，并且可能超控由监督控制器发出的循环命令(通常，如果存在监督控制器，那么应当理解，除了在紧急情况下或者出于安全原因，默认条件可为监督控制器将优先超控本地层决策)。
因此，对于图10的实例，当给定的冷藏存储集装箱20的内部22的温度增加超过在时间t1处经过的高温接近极限Th1，直到在时间t2处达到高温极限T高时，本地控制器30将确定环境空气温度与冷凝器入口空气温度之间的差值是否小于预定阈值。如果是，那么本地控制器30将使冷凝器24和空调单元循环以打开，并且如果不是，那么当达到高温极限(T高)时，本地控制器30将使冷凝器24和空调单元维持在关闭状态直到时间t2为止，并且随后必须打开空调单元和冷凝器24。相反，当内部22的温度降低超过在时间t3处经过的低温接近极限Tl1，直到在时间t4处达到低温极限T低时，本地控制器30将确定环境空气温度与冷凝器入口空气温度之间的差值是否超过预定阈值。如果是，那么本地控制器30将使冷凝器24和空调单元循环以关闭，并且如果不是，那么本地控制器30将使冷凝器24和空调单元维持在打开状态直到时间t4为止。
参考图11，提供了一种执行每个冷藏存储集装箱20的空调的高效节能操作的方法。所述方法包括根据集装箱外壳内部内的温度以及设定点周围的可允许的温度变化来建立用于操作空调的时间窗口(框1101)；在时间窗口内周期性地测量环境温度和冷凝器入口空气温度，并且计算环境温度与冷凝器入口空气温度之间的差值(框1102)；以及在本地控制器确定内部内的温度超过可允许的温度接近极限变化并且所述差值超过预定阈值的情况下在时间窗口内使空调循环(框1103)。
除了货物空间温度之外，基于在单元的冷凝器入口处的空气的质量的自动冷藏室调度逻辑最小化潜在的废热摄取，并且从而减少用于制冷的能量使用。分散式控制逻辑仅需要一个附加的传感器来用于冷凝器入口温度，从而使得所述解决方案实用且实施成本低。控制逻辑可容易地与单个单元传统控制器集成，或者作为用于每个冷藏室的独立的本地控制器来实现。
根据另外的方面，通过由监督控制器40协调多个冷藏存储集装箱20和本地控制器30来控制与冷藏存储集装箱20的操作相关的总的电能消耗。监督控制器40(例如，冷藏室协调器)从本地控制器30接收冷凝器入口温度测量值和操作参数，并且使用所述数据来(在线)学习或识别每个冷藏存储集装箱20的总电力消耗与它们各自的操作之间的相关性，并且因此确定满足货物空间温度要求并且最小化功率消耗和短期循环的最佳开关控制策略。
如图3所示，发送到监督协调器40的输入单元401的操作数据在采样时刻发送，并且包括单独的单元开/关模式信息、货物空间受控温度信息、所需的设定点信息、可允许的温度变化信息、电力汲取信息以及环境空气温度信息。监督控制器40的输出和开/关命令由处理单元402生成，并且可从输出单元403发送到各个本地控制器30。监督控制器40架构可为分布式的或集中式的。也就是说，如上所述，在分布式框架中，监督协调器40被分配给冷藏存储集装箱20的集群，并且预测模型被定位到给定的邻域，而在集中式策略中，单个监督协调器监视和调度所有船上冷藏存储集装箱20。
参考图12，提供了一种操作设置在船舶上或堆场中的冷藏存储集装箱20的方法。所述方法包括从冷藏存储集装箱的本地控制器接收第一数据(即，冷凝器空气入口温度测量值和操作参数，诸如开/关模式信息、期望设定点信息、可允许的温度变化信息以及环境温度信息)(框1201)；从冷藏存储集装箱的传感器接收第二数据(即，货物空间受控温度信息和电力汲取信息)(框1202)；从第一数据和第二数据识别冷藏存储集装箱的电力消耗与冷藏存储集装箱的操作之间的相关性(框1203)；以及基于相关性来确定满足货物空间温度要求并且最小化功率消耗和短期循环的用于每个冷藏存储集装箱的最佳开关控制策略(框1204)。
根据实施方案，所述确定还可基于冷藏存储集装箱中的一个或多个的学习时间常数、与一组冷藏存储集装箱的相互作用相关联的时间常数、以及预期的环境条件的知识中的至少一者或多者。也就是说，如果随着时间的推移，发现冷藏存储集装箱20(或一组冷藏存储集装箱20)中的一个对由其本地控制器30执行的控制更快地响应，而另一个冷藏存储集装箱20更慢地响应，那么监督控制器40可导出用于每个冷藏存储集装箱20的学习时间常数。此后可定期更新所述学习时间常数，并且与未来或预期环境条件(例如，天气、船上和船外温度、运输时间等)的知识结合使用，以调节开关控制策略的确定。
所述方法还包括基于用于每个冷藏存储集装箱的最佳开关控制策略来向本地控制器发出控制命令(框1205)。如果这些控制命令单独与驻留在本地控制器30中的控制算法冲突，那么在某些情况下可由本地控制器30超控这些控制命令。例如，如果图10和图11的实施方案的控制算法在达到图10的T高极限时指示本地控制器30应当在时间t2处使冷凝器24循环打开但是监督控制器40的控制算法指示相反，那么本地控制器30将超控监督控制器40的命令。
当可获得与例如柴油发电机和燃料效率相关的附加数据时，监督控制器40还可优化发电机燃料消耗，同时基于船上电气系统的整体观来保证货物可靠性。这种能量感知调度系统可通过减少在低效部分负载条件下的发电机操作、发电机(和冷藏室)循环速率以及热空气再摄取来实现燃料节省。
监督控制器40用于通过协调多个冷藏存储集装箱20以防止不需要的废热再摄入来最小化总的电能使用同时将货物空间温度保持在可接受的范围内。另外，所述解决方案通过在线学习系统行为并且适应操作和环境变化来保证动态最佳性能。
虽然仅结合有限数量的实施方案详细提供了本公开，但应易于理解，本公开不限于此类公开的实施方案。相反，本公开可进行修改以并入上文未描述但与本公开精神和范围相称的任何数量的变化、改变、替代或等效布置。此外，虽然已描述了本公开的各种实施方案，但是应理解，示例性实施方案可仅包括所描述的示例性方面中的一些。因此，本公开不应被视为受到前述描述限制，而是仅受所附权利要求书的范围限制。

Claims (20)

1.一种制冷系统，其包括：
冷藏存储集装箱；
本地控制器，所述本地控制器分别与对应的冷藏存储集装箱联接以根据控制器参数来控制其操作；以及
监督控制器，所述监督控制器被配置成基于所述冷藏存储集装箱对本地控制器控制的相应响应来向所述本地控制器发出控制命令。
2.根据权利要求1所述的制冷系统，其中所述本地控制器被配置成超控所述监督控制器的所述控制。
3.根据权利要求1所述的制冷系统，其中所述监督控制器与每个本地控制器联接以接收反映所述控制器参数的第一数据，并且与每个冷藏存储集装箱联接以接收反映所述冷藏存储集装箱对所述本地控制器控制的相应响应的第二数据。
4.根据权利要求3所述的制冷系统，其中所述监督控制器向每个本地控制器发出控制命令，所述控制命令包括监督控制器输出和最佳开/关命令调度。
5.根据权利要求3所述的制冷系统，其中：
所述第一数据包括至少一个冷藏集装箱的冷凝器空气入口温度测量值以及至少一个冷藏集装箱的操作参数，
所述操作参数包括冷藏集装箱开/关模式信息、期望的设定点信息、可允许的温度变化信息以及环境温度信息，并且
所述第二数据包括冷藏集装箱货物空间受控温度信息和电力汲取信息中的至少一者或多者。
6.根据权利要求1所述的制冷系统，其中所述监督控制器被配置成基于所述冷藏存储集装箱对本地控制器控制的所述相应响应以及以下各项中的至少一项或多项来向所述本地控制器发出所述控制命令：
所述冷藏存储集装箱中的一个的学习时间常数，
与一组所述冷藏存储集装箱的相互作用相关联的时间常数，以及
预期的环境条件的知识。
7.根据权利要求1所述的制冷系统，其中每个冷藏存储集装箱包括货物空间温度传感器。
8.根据权利要求1所述的制冷系统，其中所述监督控制器被配置成：
确定每个冷藏存储集装箱的电力消耗与本地控制器命令之间的相关性，以及
基于所述相关性来确定满足货物空间温度要求并且最小化功率消耗和短期循环的最佳开关控制策略。
9.根据权利要求1所述的制冷系统，其中所述监督控制器被提供为多个监督控制器，所述多个监督控制器分别与集群的本地控制器和对应的冷藏存储集装箱相关联。
10.一种其上提供有冷藏存储集装箱的船舶或堆场的监督控制器，所述监督控制器包括：
输入单元，所述输入单元被设置成从所述冷藏存储集装箱的至少一个本地控制器接收第一数据并且从所述冷藏存储集装箱的至少一个传感器接收第二数据；
输出单元，所述输出单元被设置成向所述至少一个本地控制器发出控制命令；以及
处理单元，所述处理单元被配置成基于从所述第一数据与所述第二数据之间的相关性导出的最佳控制策略来生成所述控制命令。
11.根据权利要求10所述的监督控制器，其中所述最佳控制策略满足货物空间温度要求并且最小化功率消耗和短期循环。
12.根据权利要求10所述的监督控制器，其中：
所述第一数据包括至少一个冷藏集装箱的冷凝器空气入口温度测量值以及至少一个冷藏集装箱的操作参数，
所述操作参数包括冷藏集装箱开/关模式信息、期望的设定点信息、可允许的温度变化信息以及环境温度信息，并且
所述第二数据包括冷藏集装箱货物空间受控温度信息和电力汲取信息中的至少一者或多者。
13.根据权利要求10所述的监督控制器，其中所述处理单元被配置成基于从所述第一数据与所述第二数据之间的所述相关性导出的所述最佳控制策略以及以下各项中的至少一项或多项来生成所述控制命令：
所述冷藏存储集装箱中的一个的学习时间常数，
与一组所述冷藏存储集装箱的相互作用相关联的时间常数，以及
预期的环境条件的知识。
14.根据权利要求11所述的监督控制器，其中所述处理单元被配置来：
确定每个所述冷藏存储集装箱的电力消耗与本地控制器控制之间的相关性，以及
基于所述相关性来确定满足所述货物空间温度要求并且最小化所述功率消耗和所述短期循环的最佳开关控制策略。
15.根据权利要求10所述的监督控制器，其中所述监督控制器被提供为多个监督控制器，所述多个监督控制器分别与集群的本地控制器相关联。
16.一种操作提供在船舶上或堆场中的冷藏存储集装箱的方法，所述方法包括：
从所述冷藏存储集装箱的本地控制器接收第一数据；
从所述冷藏存储集装箱的传感器接收第二数据；
从所述第一数据和所述第二数据识别所述冷藏存储集装箱的电力消耗与所述冷藏存储集装箱的操作之间的相关性；以及
基于所述相关性来确定满足货物空间温度要求并且最小化功率消耗和短期循环的用于每个冷藏存储集装箱的最佳开关控制策略。
17.根据权利要求16所述的方法，其中：
所述第一数据包括至少一个冷藏集装箱的冷凝器空气入口温度测量值以及至少一个冷藏集装箱的操作参数，
所述操作参数包括冷藏集装箱开/关模式信息、期望的设定点信息、可允许的温度变化信息以及环境温度信息，
所述第二数据包括冷藏集装箱货物空间受控温度信息和电力汲取信息中的至少一者或多者。
18.根据权利要求16所述的方法，其中所述确定还基于以下各项中的至少一项或多项：
所述冷藏存储集装箱中的一个的学习时间常数，
与一组所述冷藏存储集装箱的相互作用相关联的时间常数，以及
预期的环境条件的知识。
19.根据权利要求16所述的方法，还包括基于用于每个冷藏存储集装箱的所述最佳开关控制策略来向所述本地控制器发出控制命令。
20.根据权利要求16所述的方法，其中所述确定包括确定每个所述冷藏存储集装箱的电力消耗与本地控制器控制之间的相关性。
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