CN116398280B - 一种基于数据分析的船舶尾气处理设备运行检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于船舶尾气处理技术领域，具体是一种基于数据分析的船舶尾气处理设备运行检测系统，包括处理器、数据存储模块、设备前端分析模块、设备模式运调模块和设备排放检测模块；本发明是通过设备前端分析模块进行尾气前端分析并生成监测时段的对应尾气判定值，设备模式运调模块基于对应尾气判定值时生成对应的运行指令，实现船舶尾气处理设备运行模式的自动合理调控，再通过将尾气状况检测分析、设备运行自动调控和尾气排放监测预警相结合并进行综合分析，方便工作人员详细了解尾气处理设备的运行状况并作出相应的应对措施。

Description

一种基于数据分析的船舶尾气处理设备运行检测系统

技术领域

本发明涉及船舶尾气处理技术领域，具体是一种基于数据分析的船舶尾气处理设备运行检测系统。

背景技术

船舶尾气中的污染物主要包括氮氧化物、硫氧化物、细微颗粒物等，为了减轻船舶所排放尾气对大气环境造成污染和危害，目前主要通过船舶尾气处理设备对船舶尾气中的相关污染物进行净化处理；

现有技术中的船舶尾气处理设备在工作时，主要通过尾气输入管道将尾气输送至处理设备内，处理设备对船舶尾气进行净化处理并将净化后的气体排放出去，难以实现对船舶尾气处理设备的运行过程进行有效监测，以及难以基于所输入船舶尾气的尾气状况自动进行设备模式合理调控，且无法将尾气状况检测分析、设备运行自动调控和尾气排放监测预警相结合并进行综合分析，不利于工作人员详细了解尾气处理设备的运行状况并作出相应的应对措施。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于数据分析的船舶尾气处理设备运行检测系统，解决了现有技术中难以实现对船舶尾气处理设备的运行过程进行有效监测，以及难以基于所输入船舶尾气的尾气状况自动进行设备模式合理调控，且无法将尾气状况检测分析、设备运行自动调控和尾气排放监测预警相结合并进行综合分析，不利于工作人员详细了解尾气处理设备的运行状况并作出相应的应对措施，有待进行改善的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于数据分析的船舶尾气处理设备运行检测系统，包括处理器、数据存储模块、设备前端分析模块、设备模式运调模块和设备排放检测模块；

处理器生成尾气前端分析信号并将尾气前端分析信号发送至设备前端分析模块，设备前端分析模块在接收到尾气前端分析信号时进行尾气前端分析并生成尾气判定值A1、A2或A3，将尾气判定值A1、A2或A3经处理器发送至设备模式运调模块和监管显示终端；

设备模式运调模块，用于在接收到尾气判定值A1、A2或A3时选定对应的设备运行模式并生成对应的运行指令，将对应运行指令以及对应设备运行模式的运行参数发送至船舶尾气处理设备，船舶尾气处理设备自动进行模式调控并将调控信息发送至监管显示终端；

处理器生成排放分析信号并将排放分析信号发送至设备排放检测模块，设备排放检测模块接收到排放分析信号后进行船舶尾气处理设备的尾气排放分析并生成尾气处理合格信号或尾气处理不合格信号，将尾气处理合格信号或尾气处理不合格信号发送至监管显示终端；监管显示终端接收到尾气处理不合格信号时发出相应的预警。

进一步的，设备前端分析模块的尾气前端分析过程包括：

通过分析获取到监测时段对应船舶尾气处理设备的尾气入口管道的尾气进速值和尾气状态值，其中，尾气进速值是表示监测时段对应船舶尾气处理设备的尾气输入平均速度大小的数据量值，尾气状态值是表示监测时段对应船舶尾气处理设备的尾气危害程度大小的数据量值；

将尾气进速值和尾气状态进行数值计算获取到尾气入测系数，通过数据存储模块调取预设尾气入测范围，将监测时段的尾气入测系数与预设尾气入测范围进行数值比较，若尾气入测系数大于等于预设尾气入测范围的最大值，则生成尾气判定值A1，若尾气入测系数位于预设尾气入测范围内，则生成尾气判定值A2，若尾气入测系数小于等于预设尾气入测范围的最小值，则生成尾气判定值A3。

进一步的，尾气状态值的分析获取方法如下：

将监测时段划分为若干组子检测时点，相邻两组子检测时点之间的时间间隔相同，将子检测时点标记为u，u＝1,2，…，m，m表示监测时段的子检测时点的数目且m为大于3的正整数；通过分析将子检测时点u标记为符号G-1、G-2或G-3，通过数据存储模块调取与符号G-1、G-2、G-3相对应的预设权重系数QZ1、QZ2、QZ3，其中，QZ1、QZ2、QZ3的取值均大于零且QZ1＞QZ2＞QZ3；

获取到监测时段符号G-1、G-2、G-3所分别对应的子检测时点数目并标记为DS1、DS2、DS3，基于符号G-1、G-2、G-3所分别对应的子检测数目与对应的预设权重系数相乘，将三组乘积进行求和处理获取到尾气初检值，将尾气初检值与子检测时点数目m进行比值计算获取到尾气状态值。

进一步的，通过分析将子检测时点u标记为符号G-1、G-2或G-3的具体分析标记过程如下：

通过数据存储模块调取船舶尾气的预设检测项，将预设检测项标记为i，i＝1,2，…，n，n表示预设检测项的数目且n为大于1的正整数，以及获取到子检测时点u船舶尾气中对应预设检测项i的项目前端数据XCui；

通过数据存储模块调取与预设检测项i所对应的预设前端系数YQi，其中，预设检测项i的预设前端系数YQi的数值越大表明对应预设检测项i的危害程度越大且越难处理；将子检测时点u船舶尾气中预设检测项i的项目前端数据XCui与对应预设前端系数YQi相乘并将两者乘积标记为项目时危值XWui；

将子检测时点u所有预设检测项的项目时危值建立时危集合，将时危集合进行求和处理并将和值标记为时点气分值；通过数据存储模块调取预设时点气分范围，将时点气分值与预设时点气分范围进行数值比较；

若时点气分值大于等于预设时点气分范围的最大值，则将对应子检测时点u标记为符号G-1，若时点气分值位于预设时点气分范围内，则将对应子检测时点u标记为符号G-2，若时点气分值小于等于预设时点气分范围的最小值，则将对应子检测时点u标记为符号G-3。

进一步的，设备模式运调模块的具体运行过程如下：

调取船舶尾气处理设备的预设运行模式，船舶尾气处理设备的预设运行模式包括高效运行模式、中效运行模式和低效运行模式，其中，高效运行模式的尾气处理效果和尾气处理效率优于中效运行模式的尾气处理效果和尾气处理效率，中效运行模式的尾气处理效果和尾气处理效率优于低效运行模式的尾气处理效果和尾气处理效率；

获取到监测时段的尾气判定值A1、A2或A3，尾气判定值A1、A2和A3与高效运行模式、中效运行模式和低效运行模式一一对应，在获取到尾气判定值A1时，生成高效运行指令并将高效运行指令和高效运行模式所对应的运行参数发送至船舶尾气处理设备，在获取到尾气判定值A2时，生成中效运行指令并将中效运行指令和中效运行模式所对应的运行参数发送至船舶尾气处理设备，在获取到尾气判定值A3时，生成低效运行指令并将低效运行指令以及低效运行模式所对应的运行参数发送至船舶尾气处理设备。

进一步的，船舶尾气处理设备接收到相应的运行指令和相应运行模式的运行参数后，获取到当前的运行模式，若船舶尾气处理设备的当前运行模式与所接收的运行模式一致，则不需进行设备模式调整，若船舶尾气处理设备的当前运行模式与所接收的运行模式不一致，则基于所接收到运行模式的运行参数进行自动调节，实现船舶尾气处理设备运行模式的自动合理调控。

进一步的，设备排放检测模块的尾气排放分析过程包括：

通过数据存储模块调取预设检测项i，获取到监测时段船舶尾气处理设备所排放气体中对应预设检测项i的项目后端数据XHi，通过数据存储模块调取对应预设检测项i的预设后端阈值，将项目后端数据XHi与对应的预设后端阈值进行数值比较，若存在预设检测项i的项目后端数据XHi大于对应的预设后端阈值，则生成尾气处理不合格信号；若所有预设检测项i的项目后端数据XHi均小于等于对应的预设后端阈值，则通过排放再分析以判定尾气处理是否合格并生成尾气处理合格信号或尾气处理不合格信号。

进一步的，排放再分析的具体分析过程如下：

将预设检测项i所对应的项目后端数据XHi与对应的预设后端阈值进行差值计算并取绝对值获取到项目偏度值PDi，通过数据存储模块调取与预设检测项i所对应的预设后端系数YHi，将预设检测项i所对应的项目偏度值PDi与对应的预设后端系数YHi进行比值计算，并将两者比值结果标记为对应预设检测项i的项目后端值；

将所有预设检测项i的项目后端值建立项目后端集合，将项目后端集合进行求和计算获取到排放再分值；通过数据存储模块调取预设排放再分阈值，将排放再分值与预设排放再分阈值进行数值比较，若排放再分值大于等于预设排放再分阈值，则生成尾气处理合格信号，若排放再分值小于预设排放再分阈值，则生成尾气处理不合格信号。

进一步的，处理器接收到尾气处理不合格信号时，将尾气处理不合格次数加一并存储入数据存储模块；维护操作反馈模块用于对船舶尾气处理设备进行维护操作分析并生成维护操作合格信号或维护操作不合格信号，经处理器将维护操作合格信号或维护操作不合格信号发送至监管显示终端，监管显示终端接收到维护操作不合格信号时发出相应的预警。

进一步的，维护操作分析的具体分析过程如下：

获取到船舶尾气处理设备的投入使用日期并基于投入使用日期得到设备运时值，以及获取到船舶尾气处理设备的上次维护日期并基于上次维护日期得到维护间时值，将设备运时值与维护间时值进行数值计算获取到维护分析值；获取到监测周期内的尾气处理不合格次数，将尾气处理不合格次数与监测周期的时长值进行比值计算获取到尾气异常值；

通过数据存储模块调取预设尾气异常阈值和预设维护分析阈值，将尾气异常值和维护分析值与预设尾气异常阈值和预设维护分析阈值分别进行数值比较，若尾气异常值和维护分析值均小于对应阈值，则生成维护操作合格信号，其余情况则生成维护操作不合格信号。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明中，通过设备前端分析模块进行尾气前端分析并生成监测时段的对应尾气判定值，将对应尾气判定值经处理器发送至设备模式运调模块和监管显示终端，实现对船舶尾气处理设备输入侧船舶尾气状况的有效监测分析，设备模式运调模块在接收到对应尾气判定值时选定对应的设备运行模式并生成对应的运行指令，将对应运行指令以及对应设备运行模式的运行参数发送至船舶尾气处理设备，实现船舶尾气处理设备运行模式的自动合理调控，尾气处理过程更加智能化以及合理化，保证尾气处理效果和处理效率的同时还有助于降低能耗；

2、本发明中，通过设备排放检测模块进行尾气排放分析以生成尾气处理合格信号或尾气处理不合格信号，监管显示终端接收到尾气处理不合格信号时发出相应的预警，实现船舶尾气处理设备的处理效果的有效监测以及合理化分析，分析结果更加精准，有助于减轻尾气排放对大气环境造成的污染，方便工作人员详细准确了解船舶尾气处理设备的处理状况并根据需要作出相应的应对措施；

3、本发明中，通过维护操作反馈模块对船舶尾气处理设备进行维护操作分析并生成维护操作合格信号或维护操作不合格信号，监管显示终端接收到维护操作不合格信号时发出相应的预警，有助于保证尾气排放处理设备的后续稳定高效运行，保证尾气排放处理设备的处理效果和处理效率；且通过将尾气状况检测分析、设备运行自动调控和尾气排放监测预警相结合并进行综合分析，智能化且自动化得以显著提升，方便工作人员详细了解尾气处理设备的运行状况并作出相应的应对措施。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明；

图1为本发明的整体系统框图；

图2为本发明中处理器与监管显示终端的通信框图；

图3为本发明中实施例二的系统框图。

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、完整的描述，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。

实施例一：

如图1-2所示，本发明提出的一种基于数据分析的船舶尾气处理设备运行检测系统，包括处理器，处理器与数据存储模块、设备前端分析模块、设备模式运调模块以及设备排放检测模块均通信连接，且处理器通信连接船舶尾气处理设备的监管显示终端；

处理器生成尾气前端分析信号并将尾气前端分析信号发送至设备前端分析模块，设备前端分析模块在接收到尾气前端分析信号时进行尾气前端分析并生成监测时段的尾气判定值A1、A2或A3，将尾气判定值A1、A2或A3经处理器发送至设备模式运调模块和监管显示终端；尾气前端分析过程如下：

步骤S1、将监测时段划分为若干组子检测时点，相邻两组子检测时点之间的时间间隔相同，将子检测时点标记为u，u＝1,2，…，m，m表示监测时段的子检测时点的数目且m为大于3的正整数；

步骤S2、通过数据存储模块调取船舶尾气的预设检测项，预设检测项包括二氧化硫浓度、一氧化硫浓度、二氧化氮浓度、细微颗粒物浓度、一氧化碳浓度等，预设检测项由操作人员预先录入，并可根据需要增减检测项目；

将预设检测项标记为i，i＝1,2，…，n，n表示预设检测项的数目且n为大于1的正整数，以及获取到子检测时点u船舶尾气中对应预设检测项i的项目前端数据XCui；项目前端数据为相应所输入尾气中对应检测项目的浓度，如二氧化硫浓度、一氧化硫浓度、二氧化氮浓度等；

通过数据存储模块调取与预设检测项i所对应的预设前端系数YQi，其中，预设前端系数YQi的数值均大于零且由工作人员预先设置，预设检测项i的预设前端系数YQi的数值越大表明对应预设检测项i的危害程度越大且越难处理；

步骤S3、将子检测时点u船舶尾气中预设检测项i的项目前端数据XCui与对应预设前端系数YQi相乘并将两者乘积标记为项目时危值XWui；将子检测时点u所有预设检测项的项目时危值建立时危集合SW，时危集合SW＝{XWu1，XWu2，…，XWun}，将时危集合SW进行求和处理，通过求和处理计算后获取到集合的和值并将和值标记为对应子检测时点u的时点气分值QFu；

步骤S4、通过数据存储模块调取预设时点气分范围，预设时点气分范围由操作人员预先设置且预设时点气分范围的取值大于零，将时点气分值QFu与预设时点气分范围进行数值比较；

若时点气分值QFu大于等于预设时点气分范围的最大值，则将对应子检测时点u标记为符号G-1，若时点气分值QFu位于预设时点气分范围内，则将对应子检测时点u标记为符号G-2，若时点气分值QFu小于等于预设时点气分范围的最小值，则将对应子检测时点u标记为符号G-3；

步骤S5、通过数据存储模块调取与符号G-1、G-2、G-3相对应的预设权重系数QZ1、QZ2、QZ3，其中，预设权重系数QZ1、QZ2、QZ3由工作人员预先设置，QZ1、QZ2、QZ3的取值均大于零且QZ1＞QZ2＞QZ3；

获取到监测时段符号G-1、G-2、G-3所分别对应的子检测时点数目并标记为DS1、DS2、DS3，需要说明的是，m＝DS1+DS2+DS3；将符号G-1、G-2、G-3所分别对应的子检测数目与对应的预设权重系数相乘，将三组乘积进行求和处理获取到尾气初检值QJz，将尾气初检值与子检测时点数目m进行比值计算获取到尾气状态值WTz；

即其中，krg为预设修正因子且krg的取值大于零；需要说明的是，尾气状态值是表示监测时段对应船舶尾气处理设备的尾气危害程度大小的数据量值，尾气状态值的数值越大，表明对应监测时段所输入的尾气越难进行处理；

步骤S6、获取到监测时段对应船舶尾气处理设备的尾气入口管道的尾气进速值和尾气状态值WTz，将尾气进速值标记为WSz，其中，尾气进速值WSz是表示监测时段对应船舶尾气处理设备入口侧的尾气输入平均速度大小的数据量值；

通过前端分析公式并代入尾气进速值WSz和尾气状态WTz进行数值计算，通过数值计算后获取到船舶尾气处理设备监测时段的尾气入测系数QRx；其中，fk1、fk2为预设比例系数，fk1、fk2的取值均大于零且fk1＞fk2；

需要说明的是，尾气入测系数QRx的数值大小与尾气进速值WSz和尾气状态WTz均呈正比关系，尾气进速值WSz的数值越大、尾气状态WTz的数值越大，则尾气入测系数QRx的数值越大，表明监测时段的尾气处理难度越大，越需要加快尾气处理效率和提升尾气处理效果；

步骤S7、通过数据存储模块调取预设尾气入测范围，将监测时段的尾气入测系数QRx与预设尾气入测范围进行数值比较，若尾气入测系数QRx大于等于预设尾气入测范围的最大值，则生成尾气判定值A1，若尾气入测系数QRx位于预设尾气入测范围内，则生成尾气判定值A2，若尾气入测系数QRx小于等于预设尾气入测范围的最小值，则生成尾气判定值A3。

通过设备前端分析模块进行尾气前端分析以生成监测时段的尾气判定值A1、A2或A3，将尾气判定值A1、A2或A3经处理器发送至设备模式运调模块和监管显示终端，监管显示终端对前端分析结果进行显示；设备模式运调模块在接收到尾气判定值A1、A2或A3时选定对应的设备运行模式并生成对应的运行指令，将对应运行指令以及对应设备运行模式的运行参数发送至船舶尾气处理设备，具体运行过程如下：

调取船舶尾气处理设备的预设运行模式，船舶尾气处理设备的预设运行模式包括高效运行模式、中效运行模式和低效运行模式，其中，高效运行模式的尾气处理效果和尾气处理效率优于中效运行模式的尾气处理效果和尾气处理效率，中效运行模式的尾气处理效果和尾气处理效率优于低效运行模式的尾气处理效果和尾气处理效率；

获取到监测时段的尾气判定值A1、A2或A3，尾气判定值A1、A2和A3与高效运行模式、中效运行模式和低效运行模式一一对应，在获取到尾气判定值A1时，生成高效运行指令并将高效运行指令和高效运行模式所对应的运行参数发送至船舶尾气处理设备，在获取到尾气判定值A2时，生成中效运行指令并将中效运行指令和中效运行模式所对应的运行参数发送至船舶尾气处理设备，在获取到尾气判定值A3时，生成低效运行指令并将低效运行指令以及低效运行模式所对应的运行参数发送至船舶尾气处理设备。

船舶尾气处理设备接收到相应的运行指令和相应运行模式的运行参数后，获取到当前的运行模式，若船舶尾气处理设备的当前运行模式与所接收的运行模式一致，则不需进行设备模式调整，若船舶尾气处理设备的当前运行模式与所接收的运行模式不一致，则基于所接收到运行模式的运行参数进行自动调节，实现船舶尾气处理设备运行模式的自动合理调控，船舶尾气处理设备的尾气处理过程更加智能化和合理化，保证尾气处理效果和处理效率的同时还有助于降低能耗。优选的，工作人员可通过监管显示终端进行人工调控。

处理器生成排放分析信号并将排放分析信号发送至设备排放检测模块，设备排放检测模块接收到排放分析信号后进行船舶尾气处理设备的尾气排放分析并生成尾气处理合格信号或尾气处理不合格信号，设备排放检测模块的尾气排放分析过程具体如下：

通过数据存储模块调取预设检测项i，获取到监测时段船舶尾气处理设备所排放气体中对应预设检测项i的项目后端数据XHi，项目后端数据为监测时段所排放气体中对应检测项目的平均浓度，如二氧化硫平均浓度、一氧化硫平均浓度、二氧化氮平均浓度等，对应预设检测项i的项目后端数据XHi的数值越小，表明监测时段船舶尾气处理设备对相应污染物的处理效果越好；

通过数据存储模块调取对应预设检测项i的预设后端阈值，将项目后端数据XHi与对应的预设后端阈值进行数值比较，若存在预设检测项i的项目后端数据XHi大于对应的预设后端阈值，则判定监测时段船舶尾气处理设备的处理效果不佳并生成尾气处理不合格信号；

若所有预设检测项i的项目后端数据XHi均小于等于对应的预设后端阈值，则将预设检测项i所对应的项目后端数据XHi与对应的预设后端阈值进行差值计算并取绝对值获取到项目偏度值PDi；需要说明的是，对应预设检测项i的项目偏度值PDi的数值越大，表明监测时段船舶尾气处理设备对相应污染物的处理效果越好；

通过数据存储模块调取与预设检测项i所对应的预设后端系数YHi，其中，预设后端系数YHi的数值均大于零且由工作人员预先设置，预设检测项i的预设后端系数YHi的数值越大表明对应预设检测项i的危害程度越大；将预设检测项i所对应的项目偏度值PDi与对应的预设后端系数YHi进行比值计算，并将两者比值结果标记为对应预设检测项i的项目后端值HDi；

将所有预设检测项i的项目后端值HDi建立项目后端集合DJ，项目后端集合DJ＝{HD1，HD2，…，HDn}，将项目后端集合DJ进行求和计算获取到排放再分值PFz；需要说明的是，排放再分值PFz的数值越小，表明监测时段船舶尾气处理设备的整体处理效果越差；

通过数据存储模块调取预设排放再分阈值，预设排放再分阈值由工作人员预先设置且预设排放再分阈值的取值大于零，将排放再分值PFz与预设排放再分阈值进行数值比较，若排放再分值PFz大于等于预设排放再分阈值，则生成尾气处理合格信号，若排放再分值PFz小于预设排放再分阈值，则生成尾气处理不合格信号。

通过设备排放检测模块进行尾气排放分析以生成尾气处理合格信号或尾气处理不合格信号，将尾气处理合格信号或尾气处理不合格信号发送至监管显示终端，监管显示终端接收到尾气处理不合格信号时发出相应的预警，实现船舶尾气处理设备的处理效果的有效监测以及合理化分析，分析结果更加精准，有助于减轻尾气排放对大气环境造成的污染，方便工作人员详细准确了解船舶尾气处理设备的处理状况并根据需要作出相应的应对措施。

实施例二：

如图2-3所示，本实施例与实施例1的区别在于，处理器接收到尾气处理不合格信号时，将尾气处理不合格次数加一并存储入数据存储模块；处理器与维护操作反馈模块通信连接，维护操作反馈模块对船舶尾气处理设备进行维护操作分析，维护操作分析的具体分析过程如下：

获取到船舶尾气处理设备的投入使用日期，基于投入使用日期得到设备运时值并标记为SY，即设备运时值表示当前日期与尾气处理设备投入使用日期两者的时间间隔，以及获取到船舶尾气处理设备的上次维护日期并基于上次维护日期得到维护间时值并标记为WS，即维护间时值WS表示当前日期与尾气处理设备上次维护日期两者的时间间隔；

通过公式并代入设备运时值SY与维护间时值WS进行数值计算，通过数值计算后获取到尾气处理设备当前的维护分析值WFz；其中，a1、a2为预设比例系数，a1、a2的取值均大于零且a1＜a2；需要说明的是，维护分析值WFz的数值大小与设备运时值SY与维护间时值WS均呈正比关系，设备运时值SY的数值越大、维护间时值WS的数值越大，则维护分析值WFz的数值越大，表明当前尾气处理设备越需要进行维护检修；

设定监测周期，获取到监测周期内的尾气处理不合格次数并标记，将尾气处理不合格次数与监测周期的时长值进行比值计算获取到尾气异常值YCz；需要说明的是，尾气异常值YCz是表示尾气处理设备在监测周期内尾气处理效果状况的数据量值，尾气异常值YCz的数值越大，表明尾气处理设备在监测周期内的尾气处理效果越差；

通过数据存储模块调取预设尾气异常阈值和预设维护分析阈值，将尾气异常值YCz和维护分析值WFz与预设尾气异常阈值和预设维护分析阈值分别进行数值比较，若尾气异常值YCz和维护分析值WFz均小于对应阈值，则生成维护操作合格信号，其余情况则生成维护操作不合格信号。

通过维护操作反馈模块对船舶尾气处理设备进行维护操作分析并生成维护操作合格信号或维护操作不合格信号，经处理器将维护操作合格信号或维护操作不合格信号发送至监管显示终端，监管显示终端接收到维护操作不合格信号时发出相应的预警，对应管理人员接收到相应预警应当及时对尾气排放处理设备进行检修维护，以及加强工作人员操作培训，有助于保证尾气排放处理设备的后续稳定高效运行，保证尾气排放处理设备的处理效果和处理效率。

本发明在使用时，通过设备前端分析模块进行尾气前端分析并生成监测时段的尾气判定值A1、A2或A3，将尾气判定值A1、A2或A3经处理器发送至设备模式运调模块和监管显示终端，实现对船舶尾气处理设备输入侧船舶尾气状况的有效监测分析，设备模式运调模块在接收到尾气判定值A1、A2或A3时选定对应的设备运行模式并生成对应的运行指令，将对应运行指令以及对应设备运行模式的运行参数发送至船舶尾气处理设备，实现船舶尾气处理设备运行模式的自动合理调控，尾气处理过程更加智能化以及合理化，保证尾气处理效果和处理效率的同时还有助于降低能耗；

通过设备排放检测模块进行尾气排放分析以生成尾气处理合格信号或尾气处理不合格信号，监管显示终端接收到尾气处理不合格信号时发出相应的预警，实现船舶尾气处理设备的处理效果的有效监测以及合理化分析，分析结果更加精准，方便工作人员详细准确了解船舶尾气处理设备的处理状况并根据需要作出相应的应对措施；通过维护操作反馈模块对船舶尾气处理设备进行维护操作分析并生成维护操作合格信号或维护操作不合格信号，监管显示终端接收到维护操作不合格信号时发出相应的预警，有助于保证尾气排放处理设备的后续稳定高效运行，保证尾气排放处理设备的处理效果和处理效率。

上述公式均是去量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最近真实情况的一个公式，公式中的预设参数由本领域的技术人员根据实际情况进行设置。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (9)

1.一种基于数据分析的船舶尾气处理设备运行检测系统，其特征在于，包括处理器、数据存储模块、设备前端分析模块、设备模式运调模块和设备排放检测模块；

处理器生成尾气前端分析信号并将尾气前端分析信号发送至设备前端分析模块，设备前端分析模块在接收到尾气前端分析信号时进行尾气前端分析并生成尾气判定值A1、A2或A3，将尾气判定值A1、A2或A3经处理器发送至设备模式运调模块和监管显示终端；

设备模式运调模块，用于在接收到尾气判定值A1、A2或A3时选定对应的设备运行模式并生成对应的运行指令，将对应运行指令以及对应设备运行模式的运行参数发送至船舶尾气处理设备，船舶尾气处理设备自动进行模式调控并将调控信息发送至监管显示终端；

处理器生成排放分析信号并将排放分析信号发送至设备排放检测模块，设备排放检测模块接收到排放分析信号后进行船舶尾气处理设备的尾气排放分析并生成尾气处理合格信号或尾气处理不合格信号，将尾气处理合格信号或尾气处理不合格信号发送至监管显示终端；监管显示终端接收到尾气处理不合格信号时发出相应的预警；

设备前端分析模块的尾气前端分析过程包括：

通过分析获取到监测时段对应船舶尾气处理设备的尾气入口管道的尾气进速值和尾气状态值，其中，尾气进速值是表示监测时段对应船舶尾气处理设备的尾气输入平均速度大小的数据量值，尾气状态值是表示监测时段对应船舶尾气处理设备的尾气危害程度大小的数据量值；

通过前端分析公式并代入尾气进速值WSz和尾气状态WTz进行数值计算，通过数值计算后获取到船舶尾气处理设备监测时段的尾气入测系数QRx；其中，fk1、fk2为预设比例系数，fk1、fk2的取值均大于零且fk1＞fk2；通过数据存储模块调取预设尾气入测范围，将监测时段的尾气入测系数与预设尾气入测范围进行数值比较，若尾气入测系数大于等于预设尾气入测范围的最大值，则生成尾气判定值A1，若尾气入测系数位于预设尾气入测范围内，则生成尾气判定值A2，若尾气入测系数小于等于预设尾气入测范围的最小值，则生成尾气判定值A3。

2.根据权利要求1所述的一种基于数据分析的船舶尾气处理设备运行检测系统，其特征在于，尾气状态值的分析获取方法如下：

将监测时段划分为若干组子检测时点，相邻两组子检测时点之间的时间间隔相同，将子检测时点标记为u，u＝1,2，…，m，m表示监测时段的子检测时点的数目且m为大于3的正整数；通过分析将子检测时点u标记为符号G-1、G-2或G-3，通过数据存储模块调取与符号G-1、G-2、G-3相对应的预设权重系数QZ1、QZ2、QZ3，其中，QZ1、QZ2、QZ3的取值均大于零且QZ1＞QZ2＞QZ3；

获取到监测时段符号G-1、G-2、G-3所分别对应的子检测时点数目并标记为DS1、DS2、DS3，基于符号G-1、G-2、G-3所分别对应的子检测数目与对应的预设权重系数相乘，将三组乘积进行求和处理获取到尾气初检值，将尾气初检值与子检测时点数目m进行比值计算获取到尾气状态值。

3.根据权利要求2所述的一种基于数据分析的船舶尾气处理设备运行检测系统，其特征在于，通过分析将子检测时点u标记为符号G-1、G-2或G-3的具体分析标记过程如下：

通过数据存储模块调取船舶尾气的预设检测项，将预设检测项标记为i，i＝1,2，…，n，n表示预设检测项的数目且n为大于1的正整数，以及获取到子检测时点u船舶尾气中对应预设检测项i的项目前端数据XCui；

通过数据存储模块调取与预设检测项i所对应的预设前端系数YQi，其中，预设检测项i的预设前端系数YQi的数值越大表明对应预设检测项i的危害程度越大且越难处理；将子检测时点u船舶尾气中预设检测项i的项目前端数据XCui与对应预设前端系数YQi相乘并将两者乘积标记为项目时危值XWui；

将子检测时点u所有预设检测项的项目时危值建立时危集合，将时危集合进行求和处理并将和值标记为时点气分值；通过数据存储模块调取预设时点气分范围，将时点气分值与预设时点气分范围进行数值比较；

若时点气分值大于等于预设时点气分范围的最大值，则将对应子检测时点u标记为符号G-1，若时点气分值位于预设时点气分范围内，则将对应子检测时点u标记为符号G-2，若时点气分值小于等于预设时点气分范围的最小值，则将对应子检测时点u标记为符号G-3。

4.根据权利要求1所述的一种基于数据分析的船舶尾气处理设备运行检测系统，其特征在于，设备模式运调模块的具体运行过程如下：

调取船舶尾气处理设备的预设运行模式，船舶尾气处理设备的预设运行模式包括高效运行模式、中效运行模式和低效运行模式，其中，高效运行模式的尾气处理效果和尾气处理效率优于中效运行模式的尾气处理效果和尾气处理效率，中效运行模式的尾气处理效果和尾气处理效率优于低效运行模式的尾气处理效果和尾气处理效率；

获取到监测时段的尾气判定值A1、A2或A3，尾气判定值A1、A2和A3与高效运行模式、中效运行模式和低效运行模式一一对应，在获取到尾气判定值A1时，生成高效运行指令并将高效运行指令和高效运行模式所对应的运行参数发送至船舶尾气处理设备，在获取到尾气判定值A2时，生成中效运行指令并将中效运行指令和中效运行模式所对应的运行参数发送至船舶尾气处理设备，在获取到尾气判定值A3时，生成低效运行指令并将低效运行指令以及低效运行模式所对应的运行参数发送至船舶尾气处理设备。

5.根据权利要求4所述的一种基于数据分析的船舶尾气处理设备运行检测系统，其特征在于，船舶尾气处理设备接收到相应的运行指令和相应运行模式的运行参数后，获取到当前的运行模式，若船舶尾气处理设备的当前运行模式与所接收的运行模式一致，则不需进行设备模式调整，若船舶尾气处理设备的当前运行模式与所接收的运行模式不一致，则基于所接收到运行模式的运行参数进行自动调节，实现船舶尾气处理设备运行模式的自动合理调控。

6.根据权利要求1所述的一种基于数据分析的船舶尾气处理设备运行检测系统，其特征在于，设备排放检测模块的尾气排放分析过程包括：

通过数据存储模块调取预设检测项i，获取到监测时段船舶尾气处理设备所排放气体中对应预设检测项i的项目后端数据XHi，通过数据存储模块调取对应预设检测项i的预设后端阈值，将项目后端数据XHi与对应的预设后端阈值进行数值比较，若存在预设检测项i的项目后端数据XHi大于对应的预设后端阈值，则生成尾气处理不合格信号；若所有预设检测项i的项目后端数据XHi均小于等于对应的预设后端阈值，则通过排放再分析以判定尾气处理是否合格并生成尾气处理合格信号或尾气处理不合格信号。

7.根据权利要求6所述的一种基于数据分析的船舶尾气处理设备运行检测系统，其特征在于，排放再分析的具体分析过程如下：

将预设检测项i所对应的项目后端数据XHi与对应的预设后端阈值进行差值计算并取绝对值获取到项目偏度值PDi，通过数据存储模块调取与预设检测项i所对应的预设后端系数YHi，将预设检测项i所对应的项目偏度值PDi与对应的预设后端系数YHi进行比值计算，并将两者比值结果标记为对应预设检测项i的项目后端值；

将所有预设检测项i的项目后端值建立项目后端集合，将项目后端集合进行求和计算获取到排放再分值；通过数据存储模块调取预设排放再分阈值，将排放再分值与预设排放再分阈值进行数值比较，若排放再分值大于等于预设排放再分阈值，则生成尾气处理合格信号，若排放再分值小于预设排放再分阈值，则生成尾气处理不合格信号。

8.根据权利要求1所述的一种基于数据分析的船舶尾气处理设备运行检测系统，其特征在于，处理器接收到尾气处理不合格信号时，将尾气处理不合格次数加一并存储入数据存储模块；维护操作反馈模块用于对船舶尾气处理设备进行维护操作分析并生成维护操作合格信号或维护操作不合格信号，经处理器将维护操作合格信号或维护操作不合格信号发送至监管显示终端，监管显示终端接收到维护操作不合格信号时发出相应的预警。

9.根据权利要求8所述的一种基于数据分析的船舶尾气处理设备运行检测系统，其特征在于，维护操作分析的具体分析过程如下：

获取到船舶尾气处理设备的投入使用日期并基于投入使用日期得到设备运时值，以及获取到船舶尾气处理设备的上次维护日期并基于上次维护日期得到维护间时值，将设备运时值与维护间时值进行数值计算获取到维护分析值；获取到监测周期内的尾气处理不合格次数，将尾气处理不合格次数与监测周期的时长值进行比值计算获取到尾气异常值；

通过数据存储模块调取预设尾气异常阈值和预设维护分析阈值，将尾气异常值和维护分析值与预设尾气异常阈值和预设维护分析阈值分别进行数值比较，若尾气异常值和维护分析值均小于对应阈值，则生成维护操作合格信号，其余情况则生成维护操作不合格信号。