CN115447732B - 一种基于船舶设备运行参数的故障预测系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及故障预测技术领域，尤其涉及一种基于船舶设备运行参数的故障预测系统，包括：数据采集模块，用以采集船舶运行过程中的对应参数；数据预处理模块，用以对数据采集模块采集到的所述对应参数进行预处理并将预处理后的数据发送至中控模块；数据存储模块，用以存储数据采集模块采集到的所述对应参数以及数据预处理模块预处理后的数据；所述中控模块，用以对所述数据采集模块采集到的船舶运行过程中的对应参数进行分析计算并根据分析计算结果将各模块的对应参数调节至对应值。本发明实现了对于船舶磨损导致的船舶故障的预测精准性的提高。

Description

一种基于船舶设备运行参数的故障预测系统

技术领域

本发明涉及故障预测技术领域，尤其涉及一种基于船舶设备运行参数的故障预测系统。

背景技术

现有技术中存在对于船舶故障的预测系统，但是现有技术都是基于船舶的动态参数对船舶的故障预测。

中国专利公开号：CN113553662A，公开了一种船舶故障预测方法、系统、设备及存储介质。其中，该方法包括：对船舶的扭转振动信号进行自适应滤波处理，得到初始扭转振动信号；对初始扭转振动信号进行特征提取，得到船舶对应的扭转振动数据；根据预先建立的船舶故障预测模型，确定船舶对应的扭转振动参考数据；根据扭转振动数据和扭转振动参考数据之间的大小关系，确定船舶的故障预测结果。本发明实施例提供的技术方案，通过实时获取船舶的扭转振动信号，并进行相应的处理，最后得到故障预测结果，能够提高故障预测结果的准确性，从而保证行驶安全。由此可见，所述船舶故障预测方法、系统、设备及存储介质存在缺乏利用船舶磨损对船舶故障的预测的问题。

发明内容

为此，本发明提供一种基于船舶设备运行参数的故障预测系统，用以克服现有技术中缺乏利用船舶磨损对船舶故障的预测的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种基于船舶设备运行参数的故障预测系统，包括：数据采集模块，用以采集船舶运行过程中的对应参数；数据预处理模块，其与所述数据采集模块相连，用以对数据采集模块采集到的所述对应参数进行预处理并将预处理后的数据发送至中控模块；数据存储模块，其分别与所述数据采集模块和所述数据预处理模块相连，用以存储数据采集模块采集到的所述对应参数以及数据预处理模块预处理后的数据；所述中控模块，其分别与所述数据采集模块、所述数据预处理模块以及所述数据存储模块相连，用以对所述数据采集模块采集到的船舶运行过程中的对应参数进行分析计算并根据分析计算结果将各模块的对应参数调节至对应值，以及，中控模块根据船舶总运行时长与预设时长的差值将船舶设备故障检测次数调节至对应船舶设备故障检测次数，以及，中控模块根据设置于所述数据采集模块的深度传感器检采集到的船舶实际吃水深度判定船舶是否存在磨损，并根据船舶实际吃水深度与预设吃水深度的差值将船舶的浸水风险值调节至第一对应船舶浸水风险值。

进一步地，所述中控模块根据所述数据存储模块中存储的船舶总运行时长T判定船舶是否存在整体运行故障风险，中控模块设有预设第一船舶运行时长T1和预设第二船舶运行时长T2，其中T1＜T2，

若T≤T1，所述中控模块判定船舶不存在整体运行故障风险；

若T1＜T≤T2，所述中控模块判定船舶存在设备故障风险，中控模块计算船舶总运行时长与预设时长的差值△T，并根据△T将船舶设备故障检测次数调节至对应船舶设备故障检测次数，设定△T=T-T1；

若T＞T2，所述中控模块判定船舶存在船舶磨损风险，中控模块控制所述深度传感器对船舶的吃水深度进行检测，并根据检测结果判定船舶是否存在磨损。

进一步地，所述中控模块在第一预设条件根据船舶总运行时长与预设时长的差值△T将单个周期内的船舶设备故障检测次数调节至对应船舶设备故障检测次数S’，设定S’=S0×（1+αi）/2，αi为船舶设备故障检测次数调节系数，其中，i=1，2，中控模块设有预设第一船舶运行时长差值△T1、预设第二船舶运行时长差值△T2、预设第一船舶设备故障检测次数调节系数α1、预设第二船舶设备故障检测次数调节系数α2以及预设船舶设备故障检测次数S0，其中，△T1＜△T2，1＜α1＜α2，

若△T≤△T1，所述中控模块将船舶的船舶设备故障检测次数设置为S0；

若△T1＜△T≤△T2，所述中控模块判定使用α1对所述船舶设备故障检测次数进行调节；

若△T＞△T2，所述中控模块判定使用α2对所述船舶设备故障检测次数进行调节；

所述第一预设条件为船舶的总运行时长T满足T1＜T≤T2。

进一步地，所述中控模块在第二预设条件根据所述深度传感器检测到的所述船舶实际吃水深度Q判定船舶是否存在磨损，中控模块设有预设第一吃水深度Q1和预设第二吃水深度Q2，其中Q1＜Q2，

若Q≤Q1，所述中控模块判定所述船舶存在二级磨损，中控模块控制设置于所述数据采集模块中的振动传感器对船舶的振动强度进行检测，并根据检测结果判定是否发出针对船舶的故障风险排除通知；

若Q1＜Q≤Q2，所述中控模块判定所述船舶存在一级磨损，中控模块计算船舶实际吃水深度与预设吃水深度的差值△Q，并根据△Q将船舶浸水风险值调节至第一对应船舶浸水风险值，设定△Q=Q-Q1；

若Q＞Q2，所述中控模块判定船舶不存在磨损并将吃水深度检测数据输送至所述存储模块；

所述第二预设条件为所述中控模块完成对船舶设备故障检测次数的调节后所述船舶的总运行时长T’满足T’＞T2。

进一步地，所述中控模块在第三预设条件根据所述船舶实际吃水深度与预设吃水深度的差值将船舶的浸水风险值调节至第一对应船舶浸水风险值F’，设定F’=F0×βj，βj为第一船舶浸水风险值调节系数，其中，j=1，2，中控模块设有预设第一吃水深度差值△Q1、预设第二吃水深度差值△Q2、预设第一船舶浸水风险值调节系数β1以及预设第二船舶浸水风险值调节系数β2以及预设船舶浸水风险值F0，其中，△Q1＜△Q2，0＜β1＜β2＜1，

若△Q≤△Q1，所述中控模块判定将所述船舶浸水风险值设置为F0，其中，F0为预设船舶浸水风险值；

若△Q1＜△Q≤△Q2，所述中控模块判定使用β2对所述船舶浸水风险值进行调节；

若△Q＞△Q2，所述中控模块判定使用β1对所述船舶浸水风险值进行调节；

所述第三预设条件为所述船舶实际吃水深度Q满足Q1＜Q≤Q2。

进一步地，所述中控模块在预设第四条件根据所述振动传感器检测到的船舶实际振动强度E判定是否发出故障风险排查通知，中控模块设有预设第一振动强度E1和预设第二振动强度E2，其中E1＜E2，

若E≤E1，所述中控模块判定船舶稳定；

若E1＜E≤E2，所述中控模块判定船舶不稳定，中控模块控制设置于所述数据采集模块的角度传感器对船舶在转弯时的角度进行检测，并根据转弯倾斜角度检测值进一步判定船舶的倾覆风险；

若E＞E2，所述中控模块判定船舶不稳定并发出故障风险排查通知；

所述预设第四条件为所述船舶实际吃水深度Q满足Q≤Q1。

进一步地，所述中控模块在预设振动强度条件根据船舶转弯倾斜角度检测值A判定船舶是否存在倾覆风险，中控模块设有预设第一转弯倾斜角度A1和预设第二转弯倾斜角度A2，其中A1＜A2，

若A≤A1，所述中控模块判定船舶不存在倾覆危险；

若A1＜A≤A2，所述中控模块判定船舶存在一级倾覆危险，中控模块发出一级倾覆危险通知，计算船舶转弯实际倾斜角度与预设转弯倾斜角度的差值△A，并根据△A将设备检修时间调节至对应设备检修时间，设定△A=A-A1；

若A＞A2，所述中控模块判定船舶存在二级倾覆危险并发出对船舶设备的检查通知；

所述预设振动强度条件为船舶实际振动强度E满足E1＜E≤E2。

进一步地，所述中控模块在预设转弯倾斜角度条件根据船舶转弯实际倾斜角度与预设转弯倾斜角度的差值将设备检修时间调节至对应设备检修时间Ta’，设定Ta’=Ta×（1+γk）/2，γk为设备检修时间调节系数，其中，k=1，2，中控模块设有预设第一转弯倾斜角度差值△A1、预设第二转弯倾斜角度差值△A2、预设第一设备检修时间调节系数γ1、预设第二设备检修时间调节系数γ2以及预设设备检修时间Ta，其中，△A1＜△A2，1＜γ1＜γ2，

若△A≤△A1，所述中控模块判定不对所述设备检修时间进行调节；

若△A1＜△A≤△A2，所述中控模块判定使用γ1对所述设备检修时间进行调节；

若△A＞△A2，所述中控模块判定使用γ2对所述设备检修时间进行调节；

所述预设转弯倾斜条件为船舶转弯倾斜角度检测值A满足A1＜A≤A2。

进一步地，所述中控模块在预设第五条件根据船舶的实际最高船速V判定船舶的磨损等级的确定是否正确，中控模块设有预设第一船速V1和预设第二船速V2，其中V1＜V2，

若V≤V1，所述中控模块判定船舶的磨损等级确定正确；

若V1＜V≤V2，所述中控模块判定船舶的磨损等级确定存在偏差，中控模块计算船舶的实际最高船速与预设船速的差值△V，并根据△V将船舶浸水风险值二次调节至第二对应船舶浸水风险值，设定△V=V-V1；

若V＞V2，所述中控模块判定船舶的磨损等级确定存在偏差并将磨损等级降低至对应级别；

所述预设第五条件为所述中控模块完成对于设备检修时间的调节且对于设备的检修完成。

进一步地，所述中控模块在预设船速条件根据船舶的实际最高船速与预设船速的差值将船舶浸水风险值二次调节至第二对应船舶浸水风险值F”，设定F”=F’×βc，βc为第二船舶浸水风险值调节系数，其中，c=3，4，中控模块设有预设第一船速差值△V1、预设第二船速差值△V2、预设第三船舶浸水风险值调节系数β3以及预设第四船舶浸水风险值调节系数β4，其中，△V1＜△V2，β2＜β3＜β4＜1，

若△V≤△V1，所述中控模块判定不对所述船舶浸水风险值进行二次调节；

若△V1＜△V≤△V2，所述中控模块判定使用β4对所述船舶浸水风险值进行二次调节；

若△V＞△V2，所述中控模块判定使用β3对所述船舶浸水风险值进行二次调节；

所述预设船速条件为船舶的实际最高船速V满足V1＜V≤V2。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明所述系统通过设置数据采集模块、数据预处理模块、数据存储模块以及中控模块，在船舶运行的总时长超过预设标准时根据船舶总运行时长与预设时长的差值判定是否对船舶设备故障检测次数进行调节，降低了由于船舶的使用年限过长对于船舶的性能以及出现故障导致的船舶故障预测不准确的影响；在船舶存在船舶磨损风险时根据实际吃水深度与预设吃水深度的差值判定是否对船舶浸水风险值进行调节，降低了由于对于吃水深度的检测不准确对于船舶浸水风险值的影响；在对检修完成时根据船舶的实际最高船速判定船舶的磨损等级的确定是否正确并在船舶磨损等级存在偏差时根据船舶的实际最高船速与预设船速的差值判定是否对浸水风险值进行二次调节，避免了由于船舶磨损导致的浸水风险值对于船舶速度的影响的忽略导致的船舶故障预测不精准，实现了对于船舶磨损导致的船舶故障的预测精准性的提高。

进一步地，本发明所述系统通过设置预设第一船舶运行时长和预设第二船舶运行时长，在对船舶使用前根据历史数据中的船舶的总运行时长判定船舶是否存在运行故障风险，实现了由于船舶的使用年限的增长对于船舶故障的影响的精准检测，进一步实现了对于船舶磨损导致的船舶故障的预测精准性的提高。

进一步地，本发明所述系统通过设置预设第一船舶运行时长差值、预设第二船舶运行时长差值、预设第一船舶设备故障检测次数调节系数、预设第二船舶设备故障检测次数调节系数以及预设船舶设备故障检测次数，在船舶存在设备故障风险时根据船舶总运行时长与预设时长的差值判定是否对船舶设备故障检测次数进行调节，降低了由于设备故障检测次数的不合理对于船舶故障的预测的影响，进一步实现了对于船舶磨损导致的船舶故障的预测精准性的提高。

进一步地，本发明所述系统通过设置预设第一吃水深度和预设第二吃水深度，在完成对于船舶设备故障检测次数的调节时根据深度传感器对吃水深度进行检测并根据检测结果判定船舶是否存在磨损，降低了由于吃水深度的变化的不准确对于船舶故障的预测的影响，进一步实现了对于船舶磨损导致的船舶故障的预测精准性的提高。

进一步地，本发明所述系统通过设置预设第一吃水深度差值、预设第二吃水深度差值、预设第一船舶浸水风险值调节系数、预设第二船舶浸水风险值调节系数以及预设船舶浸水风险值，通过根据实际吃水深度与预设吃水深度的差值判定是否对船舶浸水风险值进行调节降低了由于吃水深度的变化导致的船舶浸水风险调节不准确对于故障预测不精准的影响，进一步实现了对于船舶磨损导致的船舶故障的预测精准性的提高。

进一步地，本发明所述系统通过设置预设第一振动强度和预设第二振动强度，通过根据设置于船舶上的振动传感器检测到的船舶实际振动强度判定是否发出故障风险排查通知减低了由于忽略船舶振动强度的变化对于船舶故障预测精准性的影响，进一步实现了对于船舶磨损导致的船舶故障的预测精准性的提高。

进一步地，本发明所述系统通过设置预设第一转弯倾斜角度和预设第二转弯倾斜角度，通过船舶转弯倾斜角度检测值判定船舶是否存在倾覆风险降低了船舶转弯角度检测的不精准对于倾覆风险的预测的影响，进一步实现了对于船舶磨损导致的船舶故障的预测精准性的提高。

进一步地，本发明所述系统通过设置预设第一转弯倾斜角度差值、预设第二转弯倾斜角度差值、预设第一设备检修时间调节系数、预设第二设备检修时间调节系数以及预设设备检修时间，通过在船舶存在倾覆风险时根据船舶转弯实际倾斜角度与预设转弯倾斜角度的差值判定是否对设备检修时间进行调节降低了由于船舶转弯倾斜角度的检测不精准和设备检修时间的不合理对于船舶故障的预测的影响，进一步实现了对于船舶磨损导致的船舶故障的预测精准性的提高。

进一步地，本发明所述系统通过设置预设第一船速和预设第二船速，在完成对于设备检修时间的调节且对于设备的检修完成时根据船舶的实际最高船速判定船舶的磨损等级的确定是否正确，降低了由于忽略了船舶磨损对于船速的改变对于船舶磨损的预测的影响，进一步实现了对于船舶磨损导致的船舶故障的预测精准性的提高。

进一步地，本发明所述系统通过设置预设第一船速差值、预设第二船速差值、预设第三浸水风险值调节系数以及预设第四浸水风险值调节系数，通过船舶的实际最高船速与预设船速的差值判定是否对浸水风险值进行二次调节，降低了由于忽略了船舶磨损对于船速的改变反映出的浸水风险值的影响，进一步实现了对于船舶磨损导致的船舶故障的预测精准性的提高。

附图说明

图1为本发明实施例基于船舶设备运行参数的故障预测系统的系统整体结构框图；

图2为本发明实施例基于船舶设备运行参数的故障预测系统的船舶设备的结构示意图；

图3为本发明实施例基于船舶设备运行参数的故障预测系统的船舶设备的另一角度结构示意图；

图4为本发明实施例基于船舶设备运行参数的故障预测系统的数据采集模块与数据预处理模块以及中控模块的具体连接关系框图。

具体实施方式

为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1、图2、图3以及图4所示，其中图1为本发明实施例基于船舶设备运行参数的故障预测系统的系统整体结构框图、船舶设备的结构示意图、船舶设备的另一角度结构示意图以及数据采集模块与数据预处理模块以及中控模块的具体连接关系框图。本发明实施例一种基于船舶设备运行参数的故障预测系统，包括：

数据采集模块，用以采集船舶运行过程中的对应参数；

数据预处理模块，其与所述数据采集模块相连，用以对数据采集模块采集到的所述对应参数进行预处理并将预处理后的数据发送至中控模块；

数据存储模块，其分别与所述数据采集模块和所述数据预处理模块相连，用以存储数据采集模块采集到的所述对应参数以及数据预处理模块预处理后的数据；

所述中控模块，其分别与所述数据采集模块、所述数据预处理模块以及所述数据存储模块相连，用以对所述数据采集模块采集到的船舶运行过程中的对应参数进行分析计算并根据分析计算结果将各模块的对应参数调节至对应值，以及，

中控模块根据船舶总运行时长与预设时长的差值将船舶设备故障检测次数调节至对应船舶设备故障检测次数，以及，

中控模块根据设置于所述数据采集模块的深度传感器检采集到的船舶实际吃水深度判定船舶是否存在磨损，并根据船舶实际吃水深度与预设吃水深度的差值将船舶的浸水风险值调节至第一对应船舶浸水风险值。

请继续参阅图2和图3所示，所述基于船舶设备运行参数的故障预测系统的对应的一种船舶设备包括：第一摄像头1，用以对船舶前进方向的水况进行探测；第二摄像头2，其设置于所述船舶设备上，用以对船舶右侧的水况进行探测；浮力舱3，其设置于船舶下方，用以提供船舶的浮力以防止船舶下沉；主控舱4，其设置于所述浮力舱3上方，用以对船舶的运行状态进行控制；深度传感器5，其设置于所述浮力舱3上方，用以对浮力舱3的吃水深度进行检测；平衡桨6，用以对船舶的倾斜程度进行平衡；电机7，用以对船舶提供动力；推进器8，用以对船舶提供前进的辅助作用力。

本发明所述系统通过设置数据采集模块、数据预处理模块、数据存储模块、中控模块以及预警模块，在船舶运行的总时长超过预设标准时根据船舶总运行时长与预设时长的差值判定是否对船舶设备故障检测次数进行调节，降低了由于船舶的使用年限过长对于船舶的性能以及出现故障导致的船舶故障预测不准确的影响；在船舶存在船舶磨损风险时根据实际吃水深度与预设吃水深度的差值判定是否对船舶浸水风险值进行调节，降低了由于对于吃水深度的检测不准确对于船舶浸水风险值的影响；在对检修完成时根据船舶的实际最高船速判定船舶的磨损等级的确定是否正确并在船舶磨损等级存在偏差时根据船舶的实际最高船速与预设船速的差值判定是否对浸水风险值进行二次调节，避免了由于船舶磨损导致的浸水风险值对于船舶速度的影响的忽略导致的船舶故障预测不精准，实现了对于船舶磨损导致的船舶故障的预测精准性的提高。

请继续参阅图1所示，所述中控模块根据所述数据存储模块中存储的船舶总运行时长T判定船舶是否存在整体运行故障风险，中控模块设有预设第一船舶运行时长T1和预设第二船舶运行时长T2，其中T1＜T2，

若T≤T1，所述中控模块判定船舶不存在整体运行故障风险；

若T1＜T≤T2，所述中控模块判定船舶存在设备故障风险，中控模块计算船舶总运行时长与预设时长的差值△T，并根据△T将船舶设备故障检测次数调节至对应船舶设备故障检测次数，设定△T=T-T1；

若T＞T2，所述中控模块判定船舶存在船舶磨损风险，中控模块控制所述深度传感器对船舶的吃水深度进行检测，并根据检测结果判定船舶是否存在磨损。

本发明所述系统通过设置预设第一船舶运行时长和预设第二船舶运行时长，在对船舶使用前根据历史数据中的船舶的总运行时长判定船舶是否存在运行故障风险，实现了由于船舶的使用年限的增长对于船舶故障的影响的精准检测，进一步实现了对于船舶磨损导致的船舶故障的预测精准性的提高。

请继续参阅图1所示，所述中控模块在第一预设条件根据船舶总运行时长与预设时长的差值△T将单个周期内的船舶设备故障检测次数调节至对应船舶设备故障检测次数S’，设定S’=S0×（1+αi）/2，αi为船舶设备故障检测次数调节系数，其中，i=1，2，中控模块设有预设第一船舶运行时长差值△T1、预设第二船舶运行时长差值△T2、预设第一船舶设备故障检测次数调节系数α1、预设第二船舶设备故障检测次数调节系数α2以及预设船舶设备故障检测次数S0，其中，△T1＜△T2，1＜α1＜α2，

若△T≤△T1，所述中控模块将船舶的船舶设备故障检测次数设置为S0；

若△T1＜△T≤△T2，所述中控模块判定使用α1对所述船舶设备故障检测次数进行调节；

若△T＞△T2，所述中控模块判定使用α2对所述船舶设备故障检测次数进行调节；

所述第一预设条件为船舶的总运行时长T满足T1＜T≤T2。

本发明所述系统通过设置预设第一船舶运行时长差值、预设第二船舶运行时长差值、预设第一船舶设备故障检测次数调节系数、预设第二船舶设备故障检测次数调节系数以及预设船舶设备故障检测次数，在船舶存在设备故障风险时根据船舶总运行时长与预设时长的差值判定是否对船舶设备故障检测次数进行调节，降低了由于设备故障检测次数的不合理对于船舶故障的预测的影响，进一步实现了对于船舶磨损导致的船舶故障的预测精准性的提高。

请继续参阅图1和图2所示，所述中控模块在第二预设条件根据所述深度传感器检测到的所述船舶实际吃水深度Q判定船舶是否存在磨损，中控模块设有预设第一吃水深度Q1和预设第二吃水深度Q2，其中Q1＜Q2，

若Q≤Q1，所述中控模块判定所述船舶存在二级磨损，中控模块控制设置于所述数据采集模块中的振动传感器对船舶的振动强度进行检测，并根据检测结果判定是否发出针对船舶的故障风险排除通知；

若Q1＜Q≤Q2，所述中控模块判定所述船舶存在一级磨损，中控模块计算船舶实际吃水深度与预设吃水深度的差值△Q，并根据△Q将船舶浸水风险值调节至第一对应船舶浸水风险值，设定△Q=Q-Q1；

若Q＞Q2，所述中控模块判定船舶不存在磨损并将吃水深度检测数据输送至所述存储模块；

所述第二预设条件为所述中控模块完成对船舶设备故障检测次数的调节后所述船舶的总运行时长T’满足T’＞T2。

本发明所述系统通过设置预设第一吃水深度和预设第二吃水深度，在完成对于船舶设备故障检测次数的调节时根据深度传感器对吃水深度进行检测并根据检测结果判定船舶是否存在磨损，降低了由于吃水深度的变化的不准确对于船舶故障的预测的影响，进一步实现了对于船舶磨损导致的船舶故障的预测精准性的提高。

请继续参阅图1和图2所示，所述中控模块在第三预设条件根据所述船舶实际吃水深度与预设吃水深度的差值将船舶的浸水风险值调节至第一对应船舶浸水风险值F’，设定F’=F0×βj，βj为第一船舶浸水风险值调节系数，其中，j=1，2，中控模块设有预设第一吃水深度差值△Q1、预设第二吃水深度差值△Q2、预设第一船舶浸水风险值调节系数β1以及预设第二船舶浸水风险值调节系数β2以及预设船舶浸水风险值F0，其中，△Q1＜△Q2，0＜β1＜β2＜1，

若△Q≤△Q1，所述中控模块判定将所述船舶浸水风险值设置为F0，其中，F0为预设船舶浸水风险值；

若△Q1＜△Q≤△Q2，所述中控模块判定使用β2对所述船舶浸水风险值进行调节；

若△Q＞△Q2，所述中控模块判定使用β1对所述船舶浸水风险值进行调节；

所述第三预设条件为所述船舶实际吃水深度Q满足Q1＜Q≤Q2。

本发明所述系统通过设置预设第一吃水深度差值、预设第二吃水深度差值、预设第一船舶浸水风险值调节系数、预设第二船舶浸水风险值调节系数以及预设船舶浸水风险值，通过根据实际吃水深度与预设吃水深度的差值判定是否对船舶浸水风险值进行调节降低了由于吃水深度的变化导致的船舶浸水风险调节不准确对于故障预测不精准的影响，进一步实现了对于船舶磨损导致的船舶故障的预测精准性的提高。

请继续参阅图1和图4所示，所述中控模块在预设第四条件根据所述振动传感器检测到的船舶实际振动强度E判定是否发出故障风险排查通知，中控模块设有预设第一振动强度E1和预设第二振动强度E2，其中E1＜E2，

若E≤E1，所述中控模块判定船舶稳定；

若E1＜E≤E2，所述中控模块判定船舶不稳定，中控模块控制设置于所述数据采集模块的角度传感器对船舶在转弯时的角度进行检测，并根据转弯倾斜角度检测值进一步判定船舶的倾覆风险；

若E＞E2，所述中控模块判定船舶不稳定并发出故障风险排查通知；

所述预设第四条件为所述船舶实际吃水深度Q满足Q≤Q1。

本发明所述系统通过设置预设第一振动强度和预设第二振动强度，通过根据设置于船舶上的振动传感器检测到的船舶实际振动强度判定是否发出故障风险排查通知减低了由于忽略船舶振动强度的变化对于船舶故障预测精准性的影响，进一步实现了对于船舶磨损导致的船舶故障的预测精准性的提高。

请继续参阅图1和图4所示，所述中控模块在预设振动强度条件根据船舶转弯倾斜角度检测值A判定船舶是否存在倾覆风险，中控模块设有预设第一转弯倾斜角度A1和预设第二转弯倾斜角度A2，其中A1＜A2，

若A≤A1，所述中控模块判定船舶不存在倾覆危险；

若A1＜A≤A2，所述中控模块判定船舶存在一级倾覆危险，中控模块发出一级倾覆危险通知，计算船舶转弯实际倾斜角度与预设转弯倾斜角度的差值△A，并根据△A将设备检修时间调节至对应设备检修时间，设定△A=A-A1；

若A＞A2，所述中控模块判定船舶存在二级倾覆危险并发出对船舶设备的检查通知；

所述预设振动强度条件为船舶实际振动强度E满足E1＜E≤E2。

本发明所述系统通过设置预设第一转弯倾斜角度和预设第二转弯倾斜角度，通过船舶转弯倾斜角度检测值判定船舶是否存在倾覆风险降低了船舶转弯角度检测的不精准对于倾覆风险的预测的影响，进一步实现了对于船舶磨损导致的船舶故障的预测精准性的提高。

请继续参阅图1和图4所示，所述中控模块在预设转弯倾斜角度条件根据船舶转弯实际倾斜角度与预设转弯倾斜角度的差值将设备检修时间调节至对应设备检修时间Ta’，设定Ta’=Ta×（1+γk）/2，γk为设备检修时间调节系数，其中，k=1，2，中控模块设有预设第一转弯倾斜角度差值△A1、预设第二转弯倾斜角度差值△A2、预设第一设备检修时间调节系数γ1、预设第二设备检修时间调节系数γ2以及预设设备检修时间Ta，其中，△A1＜△A2，1＜γ1＜γ2，

若△A≤△A1，所述中控模块判定不对所述设备检修时间进行调节；

若△A1＜△A≤△A2，所述中控模块判定使用γ1对所述设备检修时间进行调节；

若△A＞△A2，所述中控模块判定使用γ2对所述设备检修时间进行调节；

所述预设转弯倾斜条件为船舶转弯倾斜角度检测值A满足A1＜A≤A2。

本发明所述系统通过设置预设第一转弯倾斜角度差值、预设第二转弯倾斜角度差值、预设第一设备检修时间调节系数、预设第二设备检修时间调节系数以及预设设备检修时间，通过在船舶存在倾覆风险时根据船舶转弯实际倾斜角度与预设转弯倾斜角度的差值判定是否对设备检修时间进行调节降低了由于船舶转弯倾斜角度的检测不精准和设备检修时间的不合理对于船舶故障的预测的影响，进一步实现了对于船舶磨损导致的船舶故障的预测精准性的提高。

请继续参阅图1和图3所示，所述中控模块在预设第五条件根据船舶的实际最高船速V判定船舶的磨损等级的确定是否正确，中控模块设有预设第一船速V1和预设第二船速V2，其中V1＜V2，

若V≤V1，所述中控模块判定船舶的磨损等级确定正确；

若V1＜V≤V2，所述中控模块判定船舶的磨损等级确定存在偏差，中控模块计算船舶的实际最高船速与预设船速的差值△V，并根据△V将船舶浸水风险值二次调节至第二对应船舶浸水风险值，设定△V=V-V1；

若V＞V2，所述中控模块判定船舶的磨损等级确定存在偏差并将磨损等级降低至对应级别；

所述预设第五条件为所述中控模块完成对于设备检修时间的调节且对于设备的检修完成。

本发明所述系统通过设置预设第一船速和预设第二船速，在完成对于设备检修时间的调节且对于设备的检修完成时根据船舶的实际最高船速判定船舶的磨损等级的确定是否正确，降低了由于忽略了船舶磨损对于船速的改变对于船舶磨损的预测的影响，进一步实现了对于船舶磨损导致的船舶故障的预测精准性的提高。

请继续参阅图1和图4所示，所述中控模块在预设船速条件根据船舶的实际最高船速与预设船速的差值将船舶浸水风险值二次调节至第二对应船舶浸水风险值F”，设定F”=F’×βc，βc为第二船舶浸水风险值调节系数，其中，c=3，4，中控模块设有预设第一船速差值△V1、预设第二船速差值△V2、预设第三船舶浸水风险值调节系数β3以及预设第四船舶浸水风险值调节系数β4，其中，△V1＜△V2，β2＜β3＜β4＜1，

若△V≤△V1，所述中控模块判定不对所述船舶浸水风险值进行二次调节；

若△V1＜△V≤△V2，所述中控模块判定使用β4对所述船舶浸水风险值进行二次调节；

若△V＞△V2，所述中控模块判定使用β3对所述船舶浸水风险值进行二次调节；

所述预设船速条件为船舶的实际最高船速V满足V1＜V≤V2。

本发明所述系统通过设置预设第一船速差值、预设第二船速差值、预设第三浸水风险值调节系数以及预设第四浸水风险值调节系数，通过船舶的实际最高船速与预设船速的差值判定是否对浸水风险值进行二次调节，降低了由于忽略了船舶磨损对于船速的改变反映出的浸水风险值的影响，进一步实现了对于船舶磨损导致的船舶故障的预测精准性的提高。

实施例1

本发明实施例1所述中控模块在Q1＜Q≤Q2时根据实际吃水深度与预设吃水深度的差值判定是否对船舶浸水风险值进行调节，中控模块设有预设第一吃水深度差值△Q1、预设第二吃水深度差值△Q2、预设第一船舶浸水风险值调节系数β1、预设第二船舶浸水风险值调节系数β2以及预设船舶浸水风险值F0，其中，△Q1=0.3m，△Q2=0.7m，β1=0.7,β2=0.85，F0=0.2，

本实施例中，所述中控模块求得△Q=0.5m，此时中控模块判定△Q1＜△Q≤△Q2并使用β1对所述浸水风险值进行调节，调节后的船舶浸水风险值记为F’，设定F’=0.2×0.7=0.14。

本发明所述系统通过设置预设第一吃水深度差值、预设第二吃水深度差值、预设第一船舶浸水风险值调节系数、预设第二船舶浸水风险值调节系数以及预设船舶浸水风险值，降低了由于吃水深度的变化导致的船舶浸水风险调节不准确对于故障预测不精准的影响，进一步实现了对于船舶磨损导致的船舶故障的预测精准性的提高。

实施例2

本发明实施例2所述中控模块在Q1＜Q≤Q2时根据实际吃水深度与预设吃水深度的差值判定是否对船舶浸水风险值进行调节，中控模块设有预设第一吃水深度差值△Q1、预设第二吃水深度差值△Q2、预设第一船舶浸水风险值调节系数β1、预设第二船舶浸水风险值调节系数β2以及预设船舶浸水风险值F0，其中，△Q1=0.3m，△Q2=0.7m，β1=0.7,β2=0.85，F0=0.2,

本实施例中，所述中控模块求得△Q=0.8m，此时中控模块判定△Q＞△Q2并使用β2对所述浸水风险值进行调节，调节后的船舶浸水风险值记为F’，设定F’=0.2×0.85=0.17。

本发明所述系统通过设置预设第一吃水深度差值、预设第二吃水深度差值、预设第一船舶浸水风险值调节系数、预设第二船舶浸水风险值调节系数以及预设船舶浸水风险值，在实际吃水深度与预设吃水深度的差值超过预设第二吃水深度差值的时候中控模块使用预设第二船舶浸水风险值调节系数对于船舶风险进行精准调节，避免了由于吃水深度的变化对于船舶故障的影响的检测不及时和对风险等级调节的不及时对于船舶故障的预测的影响，进一步实现了对于船舶磨损导致的船舶故障的预测精准性的提高。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明；对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种基于船舶设备运行参数的故障预测系统，其特征在于，包括：

数据采集模块，用以采集船舶运行过程中的对应参数；

数据预处理模块，其与所述数据采集模块相连，用以对数据采集模块采集到的所述对应参数进行预处理并将预处理后的数据发送至中控模块；

数据存储模块，其分别与所述数据采集模块和所述数据预处理模块相连，用以存储数据采集模块采集到的所述对应参数以及数据预处理模块预处理后的数据；

所述中控模块，其分别与所述数据采集模块、所述数据预处理模块以及所述数据存储模块相连，用以对所述数据采集模块采集到的船舶运行过程中的对应参数进行分析计算并根据分析计算结果将各模块的对应参数调节至对应值，以及，

中控模块根据船舶总运行时长与预设时长的差值将船舶设备故障检测次数调节至对应船舶设备故障检测次数，以及，

中控模块根据设置于所述数据采集模块的深度传感器检采集到的船舶实际吃水深度判定船舶是否存在磨损，并根据船舶实际吃水深度与预设吃水深度的差值将船舶的浸水风险值调节至第一对应船舶浸水风险值；

所述中控模块根据所述数据存储模块中存储的船舶总运行时长T判定船舶是否存在整体运行故障风险，中控模块设有预设第一船舶运行时长T1和预设第二船舶运行时长T2，其中T1＜T2，

若T≤T1，所述中控模块判定船舶不存在整体运行故障风险；

若T1＜T≤T2，所述中控模块判定船舶存在设备故障风险，中控模块计算船舶总运行时长与预设时长的差值△T，并根据△T将船舶设备故障检测次数调节至对应船舶设备故障检测次数，设定△T=T-T1；

若T＞T2，所述中控模块判定船舶存在船舶磨损风险，中控模块控制所述深度传感器对船舶的吃水深度进行检测，并根据检测结果判定船舶是否存在磨损；

所述中控模块在第一预设条件根据船舶总运行时长与预设时长的差值△T将单个周期内的船舶设备故障检测次数调节至对应船舶设备故障检测次数S’，设定S’=S0×（1+αi）/2，αi为船舶设备故障检测次数调节系数，其中，i=1，2，中控模块设有预设第一船舶运行时长差值△T1、预设第二船舶运行时长差值△T2、预设第一船舶设备故障检测次数调节系数α1、预设第二船舶设备故障检测次数调节系数α2以及预设船舶设备故障检测次数S0，其中，△T1＜△T2，1＜α1＜α2，

若△T≤△T1，所述中控模块将船舶的船舶设备故障检测次数设置为S0；

若△T1＜△T≤△T2，所述中控模块判定使用α1对所述船舶设备故障检测次数进行调节；

若△T＞△T2，所述中控模块判定使用α2对所述船舶设备故障检测次数进行调节；

所述第一预设条件为船舶的总运行时长T满足T1＜T≤T2；

所述中控模块在第二预设条件根据所述深度传感器检测到的所述船舶实际吃水深度Q判定船舶是否存在磨损，中控模块设有预设第一吃水深度Q1和预设第二吃水深度Q2，其中Q1＜Q2，

若Q≤Q1，所述中控模块判定所述船舶存在二级磨损，中控模块控制设置于所述数据采集模块中的振动传感器对船舶的振动强度进行检测，并根据检测结果判定是否发出针对船舶的故障风险排除通知；

若Q1＜Q≤Q2，所述中控模块判定所述船舶存在一级磨损，中控模块计算船舶实际吃水深度与预设吃水深度的差值△Q，并根据△Q将船舶浸水风险值调节至第一对应船舶浸水风险值，设定△Q=Q-Q1；

若Q＞Q2，所述中控模块判定船舶不存在磨损并将吃水深度检测数据输送至所述存储模块；

所述第二预设条件为所述中控模块完成对船舶设备故障检测次数的调节后所述船舶的总运行时长T’满足T’＞T2；

所述中控模块在第三预设条件根据所述船舶实际吃水深度与预设吃水深度的差值将船舶的浸水风险值调节至第一对应船舶浸水风险值F’，设定F’=F0×βj，βj为第一船舶浸水风险值调节系数，其中，j=1，2，中控模块设有预设第一吃水深度差值△Q1、预设第二吃水深度差值△Q2、预设第一船舶浸水风险值调节系数β1以及预设第二船舶浸水风险值调节系数β2以及预设船舶浸水风险值F0，其中，△Q1＜△Q2，0＜β1＜β2＜1，

若△Q≤△Q1，所述中控模块判定将所述船舶浸水风险值设置为F0，其中，F0为预设船舶浸水风险值；

若△Q1＜△Q≤△Q2，所述中控模块判定使用β2对所述船舶浸水风险值进行调节；

若△Q＞△Q2，所述中控模块判定使用β1对所述船舶浸水风险值进行调节；

所述第三预设条件为所述船舶实际吃水深度Q满足Q1＜Q≤Q2；

所述中控模块在预设第四条件根据所述振动传感器检测到的船舶实际振动强度E判定是否发出故障风险排查通知，中控模块设有预设第一振动强度E1和预设第二振动强度E2，其中E1＜E2，

若E≤E1，所述中控模块判定船舶稳定；

若E1＜E≤E2，所述中控模块判定船舶不稳定，中控模块控制设置于所述数据采集模块的角度传感器对船舶在转弯时的角度进行检测，并根据转弯倾斜角度检测值进一步判定船舶的倾覆风险；

若E＞E2，所述中控模块判定船舶不稳定并发出故障风险排查通知；

所述预设第四条件为所述船舶实际吃水深度Q满足Q≤Q1；

所述中控模块在预设振动强度条件根据船舶转弯倾斜角度检测值A判定船舶是否存在倾覆风险，中控模块设有预设第一转弯倾斜角度A1和预设第二转弯倾斜角度A2，其中A1＜A2，

若A≤A1，所述中控模块判定船舶不存在倾覆危险；

若A1＜A≤A2，所述中控模块判定船舶存在一级倾覆危险，中控模块发出一级倾覆危险通知，计算船舶转弯实际倾斜角度与预设转弯倾斜角度的差值△A，并根据△A将设备检修时间调节至对应设备检修时间，设定△A=A-A1；

若A＞A2，所述中控模块判定船舶存在二级倾覆危险并发出对船舶设备的检查通知；

所述预设振动强度条件为船舶实际振动强度E满足E1＜E≤E2；

所述中控模块在预设转弯倾斜角度条件根据船舶转弯实际倾斜角度与预设转弯倾斜角度的差值将设备检修时间调节至对应设备检修时间Ta’，设定Ta’=Ta×（1+γk）/2，γk为设备检修时间调节系数，其中，k=1，2，中控模块设有预设第一转弯倾斜角度差值△A1、预设第二转弯倾斜角度差值△A2、预设第一设备检修时间调节系数γ1、预设第二设备检修时间调节系数γ2以及预设设备检修时间Ta，其中，△A1＜△A2，1＜γ1＜γ2，

若△A≤△A1，所述中控模块判定不对所述设备检修时间进行调节；

若△A1＜△A≤△A2，所述中控模块判定使用γ1对所述设备检修时间进行调节；

若△A＞△A2，所述中控模块判定使用γ2对所述设备检修时间进行调节；

所述预设转弯倾斜条件为船舶转弯倾斜角度检测值A满足A1＜A≤A2。

2.根据权利要求1所述的基于船舶设备运行参数的故障预测系统，其特征在于，所述中控模块在预设第五条件根据船舶的实际最高船速V判定船舶的磨损等级的确定是否正确，中控模块设有预设第一船速V1和预设第二船速V2，其中V1＜V2，

若V≤V1，所述中控模块判定船舶的磨损等级确定正确；

若V1＜V≤V2，所述中控模块判定船舶的磨损等级确定存在偏差，中控模块计算船舶的实际最高船速与预设船速的差值△V，并根据△V将船舶浸水风险值二次调节至第二对应船舶浸水风险值，设定△V=V-V1；

若V＞V2，所述中控模块判定船舶的磨损等级确定存在偏差并将磨损等级降低至对应级别；

所述预设第五条件为所述中控模块完成对于设备检修时间的调节且对于设备的检修完成。

3.根据权利要求2所述的基于船舶设备运行参数的故障预测系统，其特征在于，所述中控模块在预设船速条件根据船舶的实际最高船速与预设船速的差值将船舶浸水风险值二次调节至第二对应船舶浸水风险值F”，设定F”=F’×βc，βc为第二船舶浸水风险值调节系数，其中，c=3，4，中控模块设有预设第一船速差值△V1、预设第二船速差值△V2、预设第三船舶浸水风险值调节系数β3以及预设第四船舶浸水风险值调节系数β4，其中，△V1＜△V2，β2＜β3＜β4＜1，

若△V≤△V1，所述中控模块判定不对所述船舶浸水风险值进行二次调节；

若△V1＜△V≤△V2，所述中控模块判定使用β4对所述船舶浸水风险值进行二次调节；

若△V＞△V2，所述中控模块判定使用β3对所述船舶浸水风险值进行二次调节；

所述预设船速条件为船舶的实际最高船速V满足V1＜V≤V2。

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