CN115307647A - 基于宽频线谱实时分析的船舶振动噪声预分析系统 - Google Patents

基于宽频线谱实时分析的船舶振动噪声预分析系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及船舶振动噪声技术领域，具体地说，涉及基于宽频线谱实时分析的船舶振动噪声预分析系统。其包括共振噪声分析单元，共振噪声分析单元用于对其他船舶撞击暗礁引发当前船舶设备产生的共振噪声进行分析，生成船舶设备高噪声区域，共振噪声分析单元的输出端连接有噪声辐射方向定位单元，噪声辐射方向定位单元的输出端连接有噪声源方向反馈单元。本发明通过分析海域内船舶撞击暗礁出现的噪声引发当前船舶设备产生的共振噪声情况，确定该船舶撞击暗礁的位置，避免后续行驶的船舶再次撞击暗礁。

Description

基于宽频线谱实时分析的船舶振动噪声预分析系统
技术领域
本发明涉及船舶振动噪声技术领域，具体地说，涉及基于宽频线谱实时分析的船舶振动噪声预分析系统。
背景技术
船舶振动噪声是一种船舶上的设备在运行过程中产生的噪声，但是船舶海域内行驶时，会产生特定的异常噪声，具体如：
当船舶在海洋内行驶，因风、浪或对向驶来的船舶原因，使船舶会改变原有的行驶轨迹，当船舶行驶入未知的海洋航道后，会出现与暗礁撞击的情况，因声音通过空气振动船舶，船舶撞击暗礁后会产生极大的噪声，但当距离较远时，海洋内行驶的其他船舶无法确定船舶撞击暗礁的位置，导致后续的船舶在进入此发生撞击暗礁的海洋区域时，会影响当前船舶的正常通行，影响了后续船舶输送货物效率。
发明内容
本发明的目的在于提供基于宽频线谱实时分析的船舶振动噪声预分析系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明目的在于提供了基于宽频线谱实时分析的船舶振动噪声预分析系统，包括共振噪声分析单元，所述共振噪声分析单元用于对其他船舶撞击暗礁引发当前船舶设备产生的共振噪声进行分析，生成船舶设备高噪声区域，所述共振噪声分析单元的输出端连接有噪声辐射方向定位单元，所述噪声辐射方向定位单元用于依据共振噪声分析单元生成的船舶设备高噪声区域为基坐标确定其他船舶撞击暗礁的位置，并将此位置记为礁坐标，且以基坐标向周边船舶发送径向定位信息，依据径向定位信息确定周边船舶上的噪声响应区域，所述噪声辐射方向定位单元的输出端连接有噪声源方向反馈单元，所述噪声源方向反馈单元用于依据周边船舶上的噪声响应区域确定初始的礁坐标，并以此礁坐标生成隐藏暗礁航线。
作为本技术方案的进一步改进，所述共振噪声分析单元包括共振噪声对比模块和区域噪声率判定模块，所述共振噪声对比模块通过噪声的线谱频率情况将其他船舶撞击暗礁引发当前船舶设备产生的共振噪声进行分析并做出对比，且生成比对信息，所述区域噪声率判定模块用于依据比对信息判定当前船舶上设备的高噪声区域。
作为本技术方案的进一步改进，所述共振噪声对比模块采用比较排序算法，其包括如下方法步骤：
S、确定多个数据比较的数值，并记为原始量
Figure DEST_PATH_IMAGE001
、
Figure 98217DEST_PATH_IMAGE002
；
S、将共振噪声对比模块分析出的设备噪声频率数据记为
Figure DEST_PATH_IMAGE003
；
S、将S内的
Figure 626151DEST_PATH_IMAGE003
逐次与原始量
Figure 150673DEST_PATH_IMAGE001
、
Figure 170582DEST_PATH_IMAGE002
逐次比较，依据多个数据的 比较大小将
Figure 940217DEST_PATH_IMAGE003
中的数据重新插入排列，并生成序列集。
作为本技术方案的进一步改进，所述共振噪声分析单元还包括船舶异常噪声定位模块，所述船舶异常噪声定位模块用于依据区域噪声率判定模块判定后的高噪声区域确定船舶上出现异常噪声的设备。
作为本技术方案的进一步改进，所述其他船舶撞击暗礁并未引发当前船舶上存在异常设备区域的产生共振噪声时，依据共振噪声对比模块分析当前船舶设备产生的共振噪声对比情况，将此异常设备区域列为噪声源判定方向次坐标。
作为本技术方案的进一步改进，所述噪声辐射方向定位单元包括噪声源方向定位模块和周边船舶径向定位模块，所述噪声源方向定位模块用于依据区域噪声率判定模块生成的船舶设备的高噪声区域，并以高噪声区域生成基坐标来确定其他船舶撞击暗礁的礁坐标，所述周边船舶径向定位模块以基坐标为圆心向周边船舶发送径向定位信息，依据径向定位信息确定周边船舶上的噪声响应区域。
作为本技术方案的进一步改进，所述噪声辐射方向定位单元还包括行驶航线引导规避模块，所述行驶航线引导规避模块用于依据噪声源方向定位模块确定的礁坐标引导当前船舶行驶航向的改变，使其偏离原经过礁坐标的航线。
作为本技术方案的进一步改进，所述噪声源方向反馈单元包括船舶定位汇聚模块和点位噪声源锁定模块，所述船舶定位汇聚模块用于将周边船舶设备的检验信息定向汇总收集，点位噪声源锁定模块用于依据船舶定位汇聚模块的汇总收集数据确定初始礁坐标的位置。
作为本技术方案的进一步改进，所述点位噪声源锁定模块的输出端连接有暗礁航线增入模块，所述暗礁航线增入模块依据点位噪声源锁定模块确定礁坐标的位置后，以此礁坐标生成暗礁航线，并将其加入暗礁航线系统中。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
该基于宽频线谱实时分析的船舶振动噪声预分析系统中，通过分析海域内船舶撞击暗礁出现的噪声引发当前船舶设备产生的共振噪声情况，以当前船舶设备的噪声生成基坐标，以基坐标确定暗礁点的坐标并将其记为礁坐标，并依据基坐标向周围船舶发送标记信息，确定周围船舶上设备的噪声情况，并在后续通过周边船舶设备的噪声情况，二次确定初始基坐标确定暗礁点的礁坐标，就通过分析船舶设备的振动噪声情况确定暗礁位置，避免后续行驶的船舶再次撞击暗礁。
附图说明
图1为本发明的整体模块框图；
图2为本发明的噪声源方向定位模块和点位噪声源锁定模块框图。
图中各个标号意义为：
1、共振噪声分析单元；
11、共振噪声对比模块；12、区域噪声率判定模块；13、船舶异常噪声定位模块；
2、噪声辐射方向定位单元；
21、噪声源方向定位模块；22、周边船舶径向定位模块；23、行驶航线引导规避模块；
3、噪声源方向反馈单元；
31、船舶定位汇聚模块；32、点位噪声源锁定模块；33、暗礁航线增入模块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参阅图1-图2所示，本实施例提供了基于宽频线谱实时分析的船舶振动噪声预分析系统，包括共振噪声分析单元1，共振噪声分析单元1用于对其他船舶撞击暗礁引发当前船舶设备产生的共振噪声进行分析，生成船舶设备高噪声区域，共振噪声分析单元1的输出端连接有噪声辐射方向定位单元2，噪声辐射方向定位单元2用于依据共振噪声分析单元1生成的船舶设备高噪声区域为基坐标确定其他船舶撞击暗礁的位置，并将此位置记为礁坐标，且以基坐标向周边船舶发送径向定位信息，依据径向定位信息确定周边船舶上的噪声响应区域，噪声辐射方向定位单元2的输出端连接有噪声源方向反馈单元3，噪声源方向反馈单元3用于依据周边船舶上的噪声响应区域确定初始的礁坐标，并以此礁坐标生成隐藏暗礁航线，进而，在海上行驶的船舶因异常原因（异常原因常为：受到海上风力以及海浪的影响、对向驶来船舶改变驶向规避或船舶因自身设备无法持续行驶需要去就近的岸边修缮船舶）在其偏离原有的航道且进入未知的航道，当其在行驶的过程中撞击暗礁时，船舶会产生巨大的噪声，该噪声以此点位为圆心向周围辐射噪声，使辐射的噪声会传导至最近的船舶上，并引发当前船舶上的设备出现共振噪声，进而，依据共振噪声分析单元1对共振噪声进行分析，生成辐射的（当前）船舶上高噪声区域，随之以船舶设备高噪声区域为基坐标定位初始船舶暗礁的礁坐标，并以基坐标向周边船舶发送径向定位信息，确定周边船舶上设备的噪声响应区域，并改变当前的行驶航线，使其偏离船舶撞击暗礁的航线，随之噪声源方向反馈单元3就依据周边船舶的噪声区域定位信息确定初始船舶撞击暗礁位置的礁坐标，并将此礁坐标生成隐藏的暗礁航线，降低后续海上行驶的船舶撞击暗礁的情况。
紧接着，共振噪声分析单元1包括共振噪声对比模块11和区域噪声率判定模块12，共振噪声对比模块11通过噪声的线谱频率情况将其他船舶撞击暗礁引发当前船舶设备产生的共振噪声进行分析并做出对比，且生成比对信息，区域噪声率判定模块12用于依据比对信息判定当前船舶上设备的高噪声区域。通过在当前船舶设备上设置模拟滤波器，以模拟滤波器即时分析噪声辐射船舶上各个设备噪声频率情况，并将各个设备噪声频率情况做出比对，分析判定出噪声频率较大的设备，利于噪声辐射方向定位单元2确定礁坐标点的位置引导当前船舶改变原有经过该暗礁的位置，通过航向偏离来避免撞击暗礁或行驶至其他船舶撞击暗礁的位置造成通行阻碍的情况。
为了对上述共振噪声对比模块11的对比步骤进行详细的阐述，共振噪声对比模块11采用比较排序算法，其包括如下方法步骤：
S1、确定多个数据比较的数值，并记为原始量
Figure 791498DEST_PATH_IMAGE001
、
Figure 18080DEST_PATH_IMAGE002
；
S2、将共振噪声对比模块11分析出的设备噪声频率数据记为
Figure 587602DEST_PATH_IMAGE003
；
S3、将S2内的
Figure 393884DEST_PATH_IMAGE003
逐次与原始量
Figure 804399DEST_PATH_IMAGE001
、
Figure 670724DEST_PATH_IMAGE002
逐次比较，依据多个数据 的比较大小将
Figure 727541DEST_PATH_IMAGE003
中的数据重新插入排列，并生成序列集。
其中，共振噪声分析单元1还包括船舶异常噪声定位模块13，船舶异常噪声定位模块13用于依据区域噪声率判定模块12判定后的高噪声区域确定船舶上出现异常噪声的设备。由辐射噪声引发船舶上设备出现共振噪声，且该区域的共振设备噪声超过既定的噪声范围既定的噪声范围是指该设备造受到外界噪声引发的共振噪声频谱范围，且人员可对共振噪声较大的区域设备在后续对船舶的进行整体检验时，着重对此区域设备进行检验，解决此区域设备出现较大异常的共振噪声，以确保整个船舶设备的正常。
为了确定上述海域内礁坐标的位置，噪声辐射方向定位单元2包括噪声源方向定位模块21和周边船舶径向定位模块22，噪声源方向定位模块21用于依据区域噪声率判定模块12生成的船舶设备的高噪声区域，并以高噪声区域生成基坐标来确定其他船舶撞击暗礁的礁坐标，周边船舶径向定位模块22以基坐标为圆心向周边船舶发送径向定位信息，依据径向定位信息确定周边船舶上的噪声响应区域。同理，上述提到的次坐标同样以周边船舶径向定位模块22向周边船舶发送径向定位信息，实现周边船舶多位置的定向，确定周边船舶上的噪声响应区域，噪声响应区域是指周边船舶上靠近基坐标和次坐标的设备区域位置，人员后续通过检验这些区域的设备运行情况设备运行情况就是共振噪声对该设备的影响来反应噪声源方向定位模块21确定礁坐标点的位置是否准确。
其中，噪声辐射方向定位单元2还包括行驶航线引导规避模块23，行驶航线引导规避模块23用于依据噪声源方向定位模块21确定的礁坐标引导当前船舶行驶航向的改变，使其偏离原经过礁坐标的航线。通过行驶航线引导规避模块23生成礁坐标障碍信息发送至当前船舶上的操控终端内，如：电脑、平板等设备，来引导驾驶人员绕过原有经过礁坐标的航线，以保证当前船舶的正常行驶。
为了降低后续行驶的船舶出现撞击暗礁，噪声源方向反馈单元3包括船舶定位汇聚模块31和点位噪声源锁定模块32，船舶定位汇聚模块31用于将周边船舶设备的检验信息定向汇总收集，点位噪声源锁定模块32用于依据船舶定位汇聚模块31的汇总收集数据确定初始礁坐标的位置。在周边船舶上的设备在后续检验后，并由船舶定位汇聚模块31将检验的信息进行汇总，通过查验周边船舶上靠近基坐标与次坐标的设备检验信息是否受到共振噪声的影响，当周边船舶上的设备确定受到共振噪声的影响时，由此确定初始礁坐标的准确位置，降低后续行驶的船舶出现撞击此暗礁的情况。
紧接着，点位噪声源锁定模块32的输出端连接有暗礁航线增入模块33，暗礁航线增入模块33依据点位噪声源锁定模块32确定礁坐标的位置后，以此礁坐标生成暗礁航线，并将其加入暗礁航线系统中。由点位噪声源锁定模块32确定了初始此海域内礁坐标的位置，通过暗礁航线增入模块33以此礁坐标生成暗礁航线，就可将此暗礁航线加入至航线运行系统内，航线运行系统是现有的航线终端人员所操控的系统，来避免后续船舶接触此海域暗礁，提高后续船舶行驶的安全性。
实施例2
与实施例1不同的一种实施情况，具体如下：
在其他船舶撞击暗礁并未引发当前船舶上存在异常设备区域的产生共振噪声时，依据共振噪声对比模块11分析当前船舶设备产生的共振噪声对比情况，将此异常设备区域列为噪声源判定方向次坐标。在当前船舶本身就存在异常设备区域时，但并未因其他船舶撞击暗礁产生共振噪声时，并依据共振噪声对比模块11分析当前船舶正常设备区域产生的共振噪声频率对比情况，当正常设备区域频率对比情况的变化比例幅度较小（变化比例幅度例如：取变化比例幅度的值为0.7-1区间，此时当前船舶正常设备区域某一位置产生的共振噪声情况变化比例幅度远高于其他设备区域位置；取变化比例幅度的值为0.4-0.69区间，此时当前船舶正常设备区域某一位置产生的共振噪声情况变化比例幅度高于其他设备区域位置；取变化比例幅度的值为0.2-0.39区间，此时当前船舶正常设备区域某一位置产生的共振噪声情况变化比例幅度略高于其他设备区域位置；取变化比例幅度的值为0-0.19区间，此时当前船舶正常设备区域的多位置产生的共振噪声情况变化比例幅度趋于相同，此为变化比例幅度较小的情况），以此异常设备区域为次坐标径向垂直对应的方向也列为噪声源判定方向点位，并将其记为礁副坐标，且生成礁副坐标隐藏暗礁航线，此处的礁副坐标暗礁航线与上述的隐藏暗礁航线并不是同一航线，进而依据当前船舶的设备情况进一步分析其他船舶撞击暗礁点的坐标情况，并同步以次坐标为圆心向周边船舶发送径向定位信息，依据径向定位信息确定周边船舶上的噪声响应区域，通过次坐标与基坐标同步发送径向信息并确定周边船舶上的噪声响应区域，增大了原有噪声源方向反馈单元3判定噪声源的情况，更精确的确定其他船舶船机暗礁点的礁坐标位置，更利于船舶偏移礁坐标点进行正常行驶。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.基于宽频线谱实时分析的船舶振动噪声预分析系统，其特征在于：包括共振噪声分析单元（1），所述共振噪声分析单元（1）用于对其他船舶撞击暗礁引发当前船舶设备产生的共振噪声进行分析，生成船舶设备高噪声区域，所述共振噪声分析单元（1）的输出端连接有噪声辐射方向定位单元（2），所述噪声辐射方向定位单元（2）用于依据共振噪声分析单元（1）生成的船舶设备高噪声区域为基坐标确定其他船舶撞击暗礁的位置，并将此位置记为礁坐标，且以基坐标向周边船舶发送径向定位信息，依据径向定位信息确定周边船舶上的噪声响应区域，所述噪声辐射方向定位单元（2）的输出端连接有噪声源方向反馈单元（3），所述噪声源方向反馈单元（3）用于依据周边船舶上的噪声响应区域确定初始的礁坐标，并以此礁坐标生成隐藏暗礁航线。
2.根据权利要求1所述的基于宽频线谱实时分析的船舶振动噪声预分析系统，其特征在于：所述共振噪声分析单元（1）包括共振噪声对比模块（11）和区域噪声率判定模块（12），所述共振噪声对比模块（11）通过噪声的线谱频率情况将其他船舶撞击暗礁引发当前船舶设备产生的共振噪声进行分析并做出对比，且生成比对信息，所述区域噪声率判定模块（12）用于依据比对信息判定当前船舶上设备的高噪声区域。
3.根据权利要求2所述的基于宽频线谱实时分析的船舶振动噪声预分析系统，其特征在于：所述共振噪声对比模块（11）采用比较排序算法，其包括如下方法步骤：
S1、确定多个数据比较的数值，并记为原始量
Figure 875088DEST_PATH_IMAGE001
、
Figure 588966DEST_PATH_IMAGE002
；
S2、将共振噪声对比模块（11）分析出的设备噪声频率数据记为
Figure 227758DEST_PATH_IMAGE003
；
S3、将S2内的
Figure 888546DEST_PATH_IMAGE003
逐次与原始量
Figure 735542DEST_PATH_IMAGE001
、
Figure 885900DEST_PATH_IMAGE002
逐次比较，依据多个数据的比 较大小将
Figure 684092DEST_PATH_IMAGE003
中的数据重新插入排列，并生成序列集。
4.根据权利要求2所述的基于宽频线谱实时分析的船舶振动噪声预分析系统，其特征在于：所述共振噪声分析单元（1）还包括船舶异常噪声定位模块（13），所述船舶异常噪声定位模块（13）用于依据区域噪声率判定模块（12）判定后的高噪声区域确定船舶上出现异常噪声的设备。
5.根据权利要求2所述的基于宽频线谱实时分析的船舶振动噪声预分析系统，其特征在于：所述其他船舶撞击暗礁并未引发当前船舶上存在异常设备区域的产生共振噪声时，依据共振噪声对比模块（11）分析当前船舶设备产生的共振噪声对比情况，将此异常设备区域列为噪声源判定方向次坐标。
6.根据权利要求1所述的基于宽频线谱实时分析的船舶振动噪声预分析系统，其特征在于：所述噪声辐射方向定位单元（2）包括噪声源方向定位模块（21）和周边船舶径向定位模块（22），所述噪声源方向定位模块（21）用于依据区域噪声率判定模块（12）生成的船舶设备的高噪声区域，并以高噪声区域生成基坐标来确定其他船舶撞击暗礁的礁坐标，所述周边船舶径向定位模块（22）以基坐标为圆心向周边船舶发送径向定位信息，依据径向定位信息确定周边船舶上的噪声响应区域。
7.根据权利要求6所述的基于宽频线谱实时分析的船舶振动噪声预分析系统，其特征在于：所述噪声辐射方向定位单元（2）还包括行驶航线引导规避模块（23），所述行驶航线引导规避模块（23）用于依据噪声源方向定位模块（21）确定的礁坐标引导当前船舶行驶航向的改变，使其偏离原经过礁坐标的航线。
8.根据权利要求1所述的基于宽频线谱实时分析的船舶振动噪声预分析系统，其特征在于：所述噪声源方向反馈单元（3）包括船舶定位汇聚模块（31）和点位噪声源锁定模块（32），所述船舶定位汇聚模块（31）用于将周边船舶设备的检验信息定向汇总收集，点位噪声源锁定模块（32）用于依据船舶定位汇聚模块（31）的汇总收集数据确定初始礁坐标的位置。
9.根据权利要求8所述的基于宽频线谱实时分析的船舶振动噪声预分析系统，其特征在于：所述点位噪声源锁定模块（32）的输出端连接有暗礁航线增入模块（33），所述暗礁航线增入模块（33）依据点位噪声源锁定模块（32）确定礁坐标的位置后，以此礁坐标生成暗礁航线，并将其加入暗礁航线系统中。
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