CN117386999B - 基于人工智能的智慧船舶lng供气电控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于人工智能的智慧船舶LNG供气电控系统，涉及智慧船舶技术领域，其技术方案要点包括获取模块、处理分析模块和提醒模块：所述获取模块包括第一获取单元和第二获取单元；所述第一获取单元用于获取船舶储气罐内部天然气的剩余信息、船舶位置信息和船舶航线上选择充气站的基本信息；所述第二获取单元用于获取天然气管道的基本信息和环境信息；所述处理分析模块包括第一处理分析单元和第二处理分析单元；效果是通过维修值可以判断管道是否出现断裂和穿孔现象，并且可以判断管道接头是否堆积污渍，通过环境值可以判断温度是否对管道输送天然气造成影响。
Description
技术领域
本发明涉及智慧船舶技术领域，更具体地说，它涉及基于人工智能的智慧船舶LNG供气电控系统。
背景技术
LNG船是在零下163摄氏度低温下运输液化气的专用船舶，LNG船的储罐是独立于船体的特殊构造。液化天然气作为一种经济、绿色、安全的新型能源已成为业内公认的未来船舶绿色能源的首选。以LNG为能源的船舶称为LNG动力船舶，在LNG动力船舶中，LNG通常储存在燃料罐内，当燃料罐内的LNG使用完后，LNG动力船舶需要专程开往加气站加注充装。然而现有船舶LNG供气电控系统不能根据天然气管道的基本信息和环境信息对天然气管道是否能正常输送天然气进行判断，在天然气管道不能正常输送天然气时不能提醒工作人员进行维修处理。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供基于人工智能的智慧船舶LNG供气电控系统。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
基于人工智能的智慧船舶LNG供气电控系统，包括获取模块、处理分析模块和提醒模块：
所述获取模块包括第一获取单元和第二获取单元；
所述第一获取单元用于获取船舶储气罐内部天然气的剩余信息、船舶位置信息和船舶航线上选择充气站的基本信息；所述第二获取单元用于获取天然气管道的基本信息和环境信息；
所述处理分析模块包括第一处理分析单元和第二处理分析单元；所述第一处理分析单元将船舶储气罐内部天然气的剩余信息、船舶位置信息和船舶航线上选择充气站的基本信息进行处理分析得到加气时间值；所述第二处理单元将天然气管道的基本信息进行处理分析得到维修值，以及将天然气管道的环境信息进行处理分析得到环境值；
所述提醒模块根据加气时间值提醒对船舶储气罐进行充气处理；根据维修值和环境值提醒对天然气管道进行处理。
优选地，获取船舶航线上充气站的位置信息；
将船舶航线上充气站的位置信息与船舶位置信息进行计算得到距离值XSJ；
将船舶储气罐内部天然气的剩余信息进行取值和标记，得到船舶天然气剩余值CBS；
将船舶天然气剩余值CBS进行处理分析得到船舶预计行驶距离YJJ；
需要注意的是，由于由于船舶储气罐的内部安装有传感器，通过传感器可以测量得到船舶储气罐内部天然气的剩余信息，将船舶储气罐内部天然气的剩余信息进行取值和标记得到船舶天然气剩余值CBS；由于每立方米天然气船舶能行驶多少海里都有记录，因此通过船舶天然气剩余值CBS进行处理分析得到船舶预计行驶距离YJJ。
将船舶预计行驶距离YJJ≥距离值XSJ的充气站设定为船舶航线上选择充气站。
由于船舶航线上的充气站数量较多，有的充气站船舶无法到达，有的充气站船舶可以到达，则将船舶可以到达的充气站设定为船舶航线上选择充气站。
需要注意的是，由于船舶是将天然气作为动力源在海上行驶，因此需要通过预判船舶天然气剩余值CBS预计行驶距离YJJ，如果船舶预计行驶距离YJJ≥距离值XSJ的充气站设定为船舶航线上选择充气站，则说明船舶能到达这些充气站进行充气处理，则说明船舶无法达到船舶预计行驶距离YJJ＜距离值XSJ的充气站进行充气处理。
优选地，所述船舶航线上选择充气站的基本信息包括每个选择充气站所有等待船舶的补气量和每个选择充气站的位置信息；
将船舶位置信息和每个选择充气站的位置信息进行处理分析得到前往距离值QWJi，其中，i表示不同的选择充气站，i的取值为正整数；
将每个选择充气站所有等待船舶的补气量进行取值和标记得到补气值BQIi，其中，i表示不同的选择充气站，i的取值为正整数；
通过计算公式计算得到船舶前往每个选择充气站的加气时间值SJZi，其中,V表示船舶移动的速度值，CV表示选择充气站单位时间内补气量，i表示不同的选择充气站，i的取值为正整数；
将加气时间值SJZi最小对应的选择充气站设定为最佳充气站，提醒船舶前往最佳充气站进行充气处理。
需要注意的是，由于在船舶航线上选择充气站的数量较多，由于有的船舶航线上选择充气站上等待充气的船舶较多，因此这些船舶航线上选择充气站较为繁忙，即船舶需要花费较多的时间才能充气，而有的船舶航线上选择充气站上等待充气的船舶较少，因此这些船舶航线上选择充气站表现为不忙，即船舶很快将会完成充气处理。
通过计算公式计算得到船舶前往每个选择充气站的加气时间值SJZi，将加气时间值SJZi最小对应的选择充气站设定为最佳充气站，提醒船舶前往最佳充气站进行充气处理，则说明船舶在最佳充气站完成充气的时间最少。
优选地，所述天然气管道的基本信息包括管道断裂信息、管道穿孔信息和管道接头污渍信息。
需要注意的是，船舶上安装有天然气管道，通过天然气管道将船舶储气罐内部储存的天然气作为燃料进行输送，但是管道出现断裂和穿孔则影响对天然气进行输送，同时存在潜在危险，因此需要对管道进行维修处理；在管道接头堆积有较多的污渍时，比如在管道接头堆积了灰尘和泥土，则气态天然气无法在天然气管道内进行输送，从而需要对天然气管道进行处理。
优选地，所述天然气管道的环境信息为管道附近的温度信息。
需要注意的是，如果天然气管道附近的温度较低，则容易使天然气管道结冰堵塞，从而影响天然气在天然气管道内部输送，如果天然气管道附近的温度较高，由于天然气为可燃性气体，因此天然气管道内部的气体容易出现爆炸的风险。
优选地，将管道附近的温度信息进行取值和标记得到环境值WDZ；
将环境值WDZ与预设的温度阈值[Q1、Q2]进行比较；
如果环境值WDZ≤预设的温度阈值Q1，则天然气管道将会结冰堵塞，需要提醒对天然气管道进行保温处理；
如果预设的温度阈值Q1＜环境值WDZ≤预设的温度阈值Q2，则天然气管道通道通畅，不需要提醒对天然气管道进行处理；
如果环境值WDZ＞预设的温度阈值Q2，则天然气管道通道通畅，需要提醒对天然气管道进行降温处理。
需要注意的是，在环境值WDZ≤预设的温度阈值Q1时，说明天然气管道附近的温度较低，容易使天然气管道结冰堵塞，从而影响天然气管道内部气体输送，因此需要对天然气管道进行保温处理，防止天然气管道结冰堵塞。
在环境值WDZ＞预设的温度阈值Q2时，说明天然气管道附近的温度较高，然气管道内部的气体容易出现爆炸的风险，因此需要对天然气管道进行降温处理，防止天然气管道出现爆炸。
优选地，将管道断裂信息、管道穿孔信息和管道接头污渍信息进行取值和标记，得到管道断裂值GDL、管道穿孔值GCK和管道接头污渍值GJW。
需要注意的是，如果天然气管道出现断裂，则管道断裂值GDL的取值为1，如果天然气管道没有出现断裂，则管道断裂值GDL的取值为0；如果天然气管道出现穿孔现象，则管道穿孔值GCK的取值为1，如果天然气管道没有出现穿孔现象，则管道穿孔值GCK的取值为0；如果天然气管道接头堆积满污渍，则管道接头污渍值GJW的取值为1，如果天然气管道接头堆积满污渍，则管道接头污渍值GJW的取值为0。
优选地，通过计算函数计算得到维修值WXZ，其中，a1、a2和a3为影响因子且大于零。
这里将a1、a2和a3的取值均设定为1，在管道断裂值GDL的取值为1、管道穿孔值GCK的取值为1、管道接头污渍值GJW的取值为1的情况下，通过计算函数计算得到维修值WXZ为3。
在管道断裂值GDL的取值为0、管道穿孔值GCK的取值为0、管道接头污渍值GJW的取值为0的情况下，通过计算函数计算得到维修值WXZ为0。
优选地，将维修值WXZ与预设的维修阈值K进行比较：
如果维修值WXZ≤预设的维修阈值K，则不需要对天然气管道进行维修处理；
如果维修值WXZ＞预设的维修阈值K，则需要对天然气管道进行维修处理。
需要注意的是，这里将预设的维修阈值K设定为1，在维修值WXZ为3的情况下，由于维修值WXZ＞预设的维修阈值K，则需要对天然气管道进行维修处理，即天然气管道出现了断裂和穿孔现象，并且管道接头堆积有污渍。
在维修值WXZ为0的情况下，由于维修值WXZ＜预设的维修阈值K，则需要对天然气管道进行维修处理，即天然气管道出现了断裂和穿孔现象，并且管道接头堆积有污渍。
与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：
1、本发明中，将船舶储气罐内部天然气的剩余信息、船舶位置信息和船舶航线上选择充气站的基本信息进行处理分析得到加气时间值，从而便于船舶选择最佳充气站进行充气处理，节约船舶充气时间，通过计算公式计算得到船舶前往每个选择充气站的加气时间值SJZi，将加气时间值SJZi最小对应的选择充气站设定为最佳充气站，提醒船舶前往最佳充气站进行充气处理，则说明船舶在最佳充气站完成充气的时间最少。
2、本发明中，将天然气管道的基本信息进行处理分析得到维修值，以及将天然气管道的环境信息进行处理分析得到环境值，根据维修值和环境值提醒对天然气管道进行处理，通过维修值可以判断管道是否出现断裂和穿孔现象，并且可以判断管道接头是否堆积污渍，通过环境值可以判断温度是否对管道输送天然气造成影响。
附图说明
图1为本发明提出基于人工智能的智慧船舶LNG供气电控系统的模块示意图；
图2为本发明提出基于人工智能的智慧船舶LNG供气电控系统的处理流程示意图。
具体实施方式
参照图1至图2。
实施例对本发明提出的基于人工智能的智慧船舶LNG供气电控系统做进一步说明。
基于人工智能的智慧船舶LNG供气电控系统，包括获取模块、处理分析模块和提醒模块：
获取模块包括第一获取单元和第二获取单元；
第一获取单元用于获取船舶储气罐内部天然气的剩余信息、船舶位置信息和船舶航线上选择充气站的基本信息；第二获取单元用于获取天然气管道的基本信息和环境信息；
处理分析模块包括第一处理分析单元和第二处理分析单元；第一处理分析单元将船舶储气罐内部天然气的剩余信息、船舶位置信息和船舶航线上选择充气站的基本信息进行处理分析得到加气时间值；第二处理单元将天然气管道的基本信息进行处理分析得到维修值，以及将天然气管道的环境信息进行处理分析得到环境值；
提醒模块根据加气时间值提醒对船舶储气罐进行充气处理；根据维修值和环境值提醒对天然气管道进行处理。
获取船舶航线上充气站的位置信息；
将船舶航线上充气站的位置信息与船舶位置信息进行计算得到距离值XSJ；
将船舶储气罐内部天然气的剩余信息进行取值和标记，得到船舶天然气剩余值CBS；
将船舶天然气剩余值CBS进行处理分析得到船舶预计行驶距离YJJ；
需要注意的是，由于由于船舶储气罐的内部安装有传感器，通过传感器可以测量得到船舶储气罐内部天然气的剩余信息，将船舶储气罐内部天然气的剩余信息进行取值和标记得到船舶天然气剩余值CBS；由于每立方米天然气船舶能行驶多少海里都有记录，因此通过船舶天然气剩余值CBS进行处理分析得到船舶预计行驶距离YJJ。
将船舶预计行驶距离YJJ≥距离值XSJ的充气站设定为船舶航线上选择充气站。
由于船舶航线上的充气站数量较多，有的充气站船舶无法到达，有的充气站船舶可以到达，则将船舶可以到达的充气站设定为船舶航线上选择充气站。
需要注意的是，由于船舶是将天然气作为动力源在海上行驶，因此需要通过预判船舶天然气剩余值CBS预计行驶距离YJJ，如果船舶预计行驶距离YJJ≥距离值XSJ的充气站设定为船舶航线上选择充气站，则说明船舶能到达这些充气站进行充气处理，则说明船舶无法达到船舶预计行驶距离YJJ＜距离值XSJ的充气站进行充气处理。
船舶航线上选择充气站的基本信息包括每个选择充气站所有等待船舶的补气量和每个选择充气站的位置信息；
将船舶位置信息和每个选择充气站的位置信息进行处理分析得到前往距离值QWJi，其中，i表示不同的选择充气站，i的取值为正整数；
将每个选择充气站所有等待船舶的补气量进行取值和标记得到补气值BQIi，其中，i表示不同的选择充气站，i的取值为正整数；
通过计算公式计算得到船舶前往每个选择充气站的加气时间值SJZi，其中,V表示船舶移动的速度值，CV表示选择充气站单位时间内补气量，i表示不同的选择充气站，i的取值为正整数；
将加气时间值SJZi最小对应的选择充气站设定为最佳充气站，提醒船舶前往最佳充气站进行充气处理。
需要注意的是，由于在船舶航线上选择充气站的数量较多，由于有的船舶航线上选择充气站上等待充气的船舶较多，因此这些船舶航线上选择充气站较为繁忙，即船舶需要花费较多的时间才能充气，而有的船舶航线上选择充气站上等待充气的船舶较少，因此这些船舶航线上选择充气站表现为不忙，即船舶很快将会完成充气处理。
通过计算公式计算得到船舶前往每个选择充气站的加气时间值SJZi，将加气时间值SJZi最小对应的选择充气站设定为最佳充气站，提醒船舶前往最佳充气站进行充气处理，则说明船舶在最佳充气站完成充气的时间最少。
天然气管道的基本信息包括管道断裂信息、管道穿孔信息和管道接头污渍信息。
需要注意的是，船舶上安装有天然气管道，通过天然气管道将船舶储气罐内部储存的天然气作为燃料进行输送，但是管道出现断裂和穿孔则影响对天然气进行输送，同时存在潜在危险，因此需要对管道进行维修处理；在管道接头堆积有较多的污渍时，比如在管道接头堆积了灰尘和泥土，则气态天然气无法在天然气管道内进行输送，从而需要对天然气管道进行处理。
天然气管道的环境信息为管道附近的温度信息。
需要注意的是，如果天然气管道附近的温度较低，则容易使天然气管道结冰堵塞，从而影响天然气在天然气管道内部输送，如果天然气管道附近的温度较高，由于天然气为可燃性气体，因此天然气管道内部的气体容易出现爆炸的风险。
将管道附近的温度信息进行取值和标记得到环境值WDZ；
将环境值WDZ与预设的温度阈值[Q1、Q2]进行比较；
如果环境值WDZ≤预设的温度阈值Q1，则天然气管道将会结冰堵塞，需要提醒对天然气管道进行保温处理；
如果预设的温度阈值Q1＜环境值WDZ≤预设的温度阈值Q2，则天然气管道通道通畅，不需要提醒对天然气管道进行处理；
如果环境值WDZ＞预设的温度阈值Q2，则天然气管道通道通畅，需要提醒对天然气管道进行降温处理。
需要注意的是，在环境值WDZ≤预设的温度阈值Q1时，说明天然气管道附近的温度较低，容易使天然气管道结冰堵塞，从而影响天然气管道内部气体输送，因此需要对天然气管道进行保温处理，防止天然气管道结冰堵塞。
在环境值WDZ＞预设的温度阈值Q2时，说明天然气管道附近的温度较高，然气管道内部的气体容易出现爆炸的风险，因此需要对天然气管道进行降温处理，防止天然气管道出现爆炸。
将管道断裂信息、管道穿孔信息和管道接头污渍信息进行取值和标记，得到管道断裂值GDL、管道穿孔值GCK和管道接头污渍值GJW。
需要注意的是，如果天然气管道出现断裂，则管道断裂值GDL的取值为1，如果天然气管道没有出现断裂，则管道断裂值GDL的取值为0；如果天然气管道出现穿孔现象，则管道穿孔值GCK的取值为1，如果天然气管道没有出现穿孔现象，则管道穿孔值GCK的取值为0；如果天然气管道接头堆积满污渍，则管道接头污渍值GJW的取值为1，如果天然气管道接头堆积满污渍，则管道接头污渍值GJW的取值为0。
通过计算函数计算得到维修值WXZ，其中，a1、a2和a3为影响因子且大于零。
这里将a1、a2和a3的取值均设定为1，在管道断裂值GDL的取值为1、管道穿孔值GCK的取值为1、管道接头污渍值GJW的取值为1的情况下，通过计算函数计算得到维修值WXZ为3。
在管道断裂值GDL的取值为0、管道穿孔值GCK的取值为0、管道接头污渍值GJW的取值为0的情况下，通过计算函数计算得到维修值WXZ为0。
将维修值WXZ与预设的维修阈值K进行比较：
如果维修值WXZ≤预设的维修阈值K，则不需要对天然气管道进行维修处理；
如果维修值WXZ＞预设的维修阈值K，则需要对天然气管道进行维修处理。
需要注意的是，这里将预设的维修阈值K设定为1，在维修值WXZ为3的情况下，由于维修值WXZ＞预设的维修阈值K，则需要对天然气管道进行维修处理，即天然气管道出现了断裂和穿孔现象，并且管道接头堆积有污渍。
在维修值WXZ为0的情况下，由于维修值WXZ＜预设的维修阈值K，则需要对天然气管道进行维修处理，即天然气管道出现了断裂和穿孔现象，并且管道接头堆积有污渍。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.基于人工智能的智慧船舶LNG供气电控系统，其特征在于，包括获取模块、处理分析模块和提醒模块：
所述获取模块包括第一获取单元和第二获取单元；
所述第一获取单元用于获取船舶储气罐内部天然气的剩余信息、船舶位置信息和船舶航线上选择充气站的基本信息；所述第二获取单元用于获取天然气管道的基本信息和环境信息；
所述处理分析模块包括第一处理分析单元和第二处理分析单元；所述第一处理分析单元将船舶储气罐内部天然气的剩余信息、船舶位置信息和船舶航线上选择充气站的基本信息进行处理分析得到加气时间值；所述第二处理分析单元将天然气管道的基本信息进行处理分析得到维修值，以及将天然气管道的环境信息进行处理分析得到环境值；
所述提醒模块根据加气时间值提醒对船舶储气罐进行充气处理；根据维修值和环境值提醒对天然气管道进行处理；
获取船舶航线上充气站的位置信息；
将船舶航线上充气站的位置信息与船舶位置信息进行计算得到距离值XSJ；
将船舶储气罐内部天然气的剩余信息进行取值和标记，得到船舶天然气剩余值CBS；
将船舶天然气剩余值CBS进行处理分析得到船舶预计行驶距离YJJ；
将船舶预计行驶距离YJJ≥距离值XSJ的充气站设定为船舶航线上选择充气站；
所述船舶航线上选择充气站的基本信息包括每个选择充气站所有等待船舶的补气量和每个选择充气站的位置信息；
将船舶位置信息和每个选择充气站的位置信息进行处理分析得到前往距离值QWJi，其中，i表示不同的选择充气站，i的取值为正整数；
将每个选择充气站所有等待船舶的补气量进行取值和标记得到补气值BQIi，其中，i表示不同的选择充气站，i的取值为正整数；
通过计算公式计算得到船舶前往每个选择充气站的加气时间值SJZi，其中,V表示船舶移动的速度值，CV表示选择充气站单位时间内补气量，i表示不同的选择充气站，i的取值为正整数；
将加气时间值SJZi最小对应的选择充气站设定为最佳充气站，提醒船舶前往最佳充气站进行充气处理。
2.根据权利要求1所述的基于人工智能的智慧船舶LNG供气电控系统，其特征在于，所述天然气管道的基本信息包括管道断裂信息、管道穿孔信息和管道接头污渍信息。
3.根据权利要求2所述的基于人工智能的智慧船舶LNG供气电控系统，其特征在于，所述天然气管道的环境信息为管道附近的温度信息。
4.根据权利要求3所述的基于人工智能的智慧船舶LNG供气电控系统，其特征在于，将管道附近的温度信息进行取值和标记得到环境值WDZ；
将环境值WDZ与预设的温度阈值[Q1、Q2]进行比较；
如果环境值WDZ≤预设的温度阈值Q1，则天然气管道将会结冰堵塞，需要提醒对天然气管道进行保温处理；
如果预设的温度阈值Q1＜环境值WDZ≤预设的温度阈值Q2，则天然气管道通道通畅，不需要提醒对天然气管道进行处理；
如果环境值WDZ＞预设的温度阈值Q2，则天然气管道通道通畅，需要提醒对天然气管道进行降温处理。
5.根据权利要求4所述的基于人工智能的智慧船舶LNG供气电控系统，其特征在于，将管道断裂信息、管道穿孔信息和管道接头污渍信息进行取值和标记，得到管道断裂值GDL、管道穿孔值GCK和管道接头污渍值GJW。
6.根据权利要求5所述的基于人工智能的智慧船舶LNG供气电控系统，其特征在于，通过计算函数计算得到维修值WXZ，其中，a1、a2和a3为影响因子且大于零。
7.根据权利要求6所述的基于人工智能的智慧船舶LNG供气电控系统，其特征在于，将维修值WXZ与预设的维修阈值K进行比较：
如果维修值WXZ≤预设的维修阈值K，则不需要对天然气管道进行维修处理；
如果维修值WXZ＞预设的维修阈值K，则需要对天然气管道进行维修处理。
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