一种船用智能能效管理系统技术方案

一种船用智能能效管理系统，包括硬件设备层、软件管理层与数据库；设备层包括数据感知设备、数据采集设备、数据处理设备与通信设备；其中数据感知设备用于获取船舶实时航行状态数据；数据采集设备用于获取数据感知设备采集到的数据并将数据发送给数据处理设备；数据处理设备用于分析存储数据采集设备采集的感知数据，并对船舶运行状态进行决策优化；通信设备与所述数据采集设备通信连接，用于船岸数据通信；软件管理层包括系统管理模块、数据监控模块、数据处理能效指标计算模块、能效辅助决策模块、航速优化模块、报表模块，用于对船舶航行状态数据及能耗、能效指标统计分析。因此，本设计不仅能效水平较高、能耗较低，而且能源利用率较高。用率较高。用率较高。

【技术实现步骤摘要】
一种船用智能能效管理系统


[0001]本专利技术涉及一种管理系统，属于交通运输工程航运领域，尤其涉及一种船用智能能效管理系统。

技术介绍

[0002]随着环境保护要求的提高，IMO、欧盟、中国海事局等都提出了对于航运排放的申报检验要求，为满足MRV排放的监测、报告和验证要求，提高营运能源利用率，降低排放是航运企业提高航运效益、保障社会责任的必然选择；国际海事组织(IMO)也在第62次会议提出两项船舶能效评判标准：船舶能效管理计划(SEEMP)和能效设计指数(EEDI)；该标准从船舶设计、建造、营运等各个环节采用相关节能降耗的措施来提高船舶综合能效水平。
[0003]随着船舶管理向数字化、信息化、智能化方向发展，智能船舶等概念的提出，船舶能效管理的数字化及智能化应用逐渐成为未来船舶节能减排发展的重要需求；采用智能化的船舶智能能效管理系统是希望集监测、分析、报告和管理于一体，对船舶进行实时监控、航行评估、数据分析与报告管理；由于船上机电设备种类繁多，系统结构复杂，随着全电力船舶的发展，对船舶能效的产生、管理、分配也愈发困难，对于船东而言，能效管理的工作贯穿经营、机务、海务、技术保障和环保等多个业务口径，但船东通常较难整理出完整的功能需求，因此传统的能效管理系统在船舶营运过程中，存在能效水平较低、能耗较高，而且能源利用率较低的问题。
[0004]公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本申请的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
专利技术内容
[0005]本专利技术的目的是克服现有技术中存在的能效水平较低、能耗较高，而且能源利用率较低的问题的缺陷与问题，提供一种能效水平较高、能耗较低，而且能源利用率较高的一种船用智能能效管理系统。
[0006]为实现以上目的，本专利技术的技术解决方案是：一种船用智能能效管理系统，所述能效管理系统包括硬件设备层、软件管理层与数据库；
[0007]所述设备层包括数据感知设备、数据采集设备、数据处理设备以及通信设备；
[0008]所述数据感知设备用于获取船舶实时航行状态数据；
[0009]所述数据感知设备与所述数据采集设备通信连接，所述数据采集设备用于获取数据感知设备采集到的数据并将数据发送给数据处理设备；
[0010]所述数据处理设备用于分析存储数据采集设备采集的感知数据，并对船舶运行状态进行决策优化；
[0011]所述通信设备与所述数据采集设备通信连接，用于船舶与港口的数据通信；
[0012]所述软件管理层包括系统管理模块、数据监控模块、数据处理能效指标计算模块、能效辅助决策模块、航速优化模块、报表模块，用于对船舶航行状态数据及能耗、能效指标
进行统计分析。
[0013]所述数据感知设备包括至少一个用于获取船舶实时状态数据的传感器；
[0014]所述数据采集设备包括至少一个获取传感器数据的模拟信号采集模块；
[0015]所述数据处理设备包括至少一个用于存储数据的存储介质与至少一个用于处理数据的处理单元；
[0016]所述通信设备包括至少一个用于船舶与港口通信的卫星通信设备与至少一个GPRS设备。
[0017]所述传感器包括能耗设备传感器与外部环境传感器；
[0018]所述能耗设备传感器获取的数据包括能耗设备的功率、扭矩、转速、瞬时油耗、船舶吃水、航速与航向；
[0019]所述外部环境传感器获取的数据包括风向、风速、浪高、水流速度与水流方向。
[0020]所述数据处理设备为工业控制计算机。
[0021]所述模拟信号采集模块与工业控制计算机的通信接口为RS
‑
485。
[0022]所述RS
‑
485通信协议为MODBUS协议，所述通信设备通信协议为NEMA
‑
0183协议。
[0023]所述系统管理模块功能包括船舶基本信息查询、柴油机信息查询、通信端口配置、信号通道配置与仪表显示范围配置；
[0024]所述数据监控模块功能包括传感器实时数据显示与船位查询；
[0025]所述数据处理能效指标计算模块功能包括数据处理、基础数据计算与能效指标计算；
[0026]所述能效辅助决策模块功能包括能耗功率数据实时查询、能耗功率历史数据查询、能耗指标对比分析与能效运营指数和二氧化碳排放指标对比分析；
[0027]所述航速优化模块功能包括单位时间油耗查询、到港时间预测与航速优化；
[0028]所述报表模块功能包括月度、季度、年度报表生成与航次报表生成。
[0029]所述数据库中的数据包括采集数据、基本信息数据、计算数据与决策数据。
[0030]所述数据库的设计方法包括：新奥尔良法与计算机软件辅助软件设计，然后将其部署至SQLserver平台。
[0031]所述软件管理层对数据进行统计分析包括能效指标与能耗指标；其中，能效指标包括：能效运营指数、单位距离二氧化碳排放量与单位运输量二氧化碳排放量；能耗指标包括：单位小时燃料消耗量、燃料日消耗量、单位距离燃料消耗量与单位运输功燃料消耗量。
[0032]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0033]1、本专利技术一种船用智能能效管理系统中，能效管理系统包括硬件设备层、软件管理层与数据库；设备层包括数据感知设备、数据采集设备、数据处理设备以及通信设备；其中数据感知设备用于获取船舶实时航行状态数据；数据感知设备与所述数据采集设备通信连接，数据采集设备用于获取数据感知设备采集到的数据并将数据发送给数据处理设备；数据处理设备用于分析存储数据采集设备采集的感知数据，并对船舶运行状态进行决策优化；通信设备与所述数据采集设备通信连接，用于船舶与港口的数据通信；软件管理层包括系统管理模块、数据监控模块、数据处理能效指标计算模块、能效辅助决策模块、航速优化模块、报表模块，用于对船舶航行状态数据及能耗、能效指标进行统计分析；本设计在应用中，通过硬件设备层采集船舶航行时的实时数据并利用软件管理层与数据库对数据进行整
理分析，实时监控船舶各项能耗和能效指标，从而提高能效管理水平，降低能耗。因此，本专利技术不仅能效管理水平较高，而且可以降低能耗。
[0034]2、本专利技术一种船用智能能效管理系统中，软件管理层对数据进行统计分析包括能效指标与能耗指标；其中，能效指标包括：能效运营指数、单位距离二氧化碳排放量与单位运输量二氧化碳排放量；能耗指标包括：单位小时燃料消耗量、燃料日消耗量、单位距离燃料消耗量与单位运输功燃料消耗量。本设计在应用中，针对主要设备的耗油情况、二氧化碳排放情况与能效运营指数，通过多角度的能效分析，可以对船舶能效进行综合评估，辅助船员决策，提高船舶整体的能效管理水平，从而降低能耗，提高能源利用率。因此，本专利技术不仅可以降低能耗，而且可以提高能源利用率。
[0035]3、本专利技术一种船用智能能效管理系统中，数据库的设计方法采用新奥尔良法与计算本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种船用智能能效管理系统，其特征在于：所述能效管理系统包括硬件设备层（1）、软件管理层（2）与数据库（3）；所述设备层（1）包括数据感知设备（101）、数据采集设备（102）、数据处理设备（103）以及通信设备（104）；所述数据感知设备（101）用于获取船舶实时航行状态数据；所述数据感知设备（101）与所述数据采集设备（102）通信连接，所述数据采集设备（102）用于获取数据感知设备（101）采集到的数据并将数据发送给数据处理设备（103）；所述数据处理设备（103）用于分析存储数据采集设备（102）采集的感知数据，并对船舶运行状态进行决策优化；所述通信设备（104）与所述数据采集设备（102）通信连接，用于船舶与港口的数据通信；所述软件管理层（2）包括系统管理模块（201）、数据监控模块（202）、数据处理能效指标计算模块（203）、能效辅助决策模块（204）、航速优化模块（205）与报表模块（206），用于对船舶航行状态数据及能耗、能效指标进行统计分析。2.根据权利要求1所述的一种船用智能能效管理系统，其特征在于：所述数据感知设备（101）包括至少一个用于获取船舶实时状态数据的传感器；所述数据采集设备（102）包括至少一个获取传感器数据的模拟信号采集模块；所述数据处理设备（103）包括至少一个用于存储数据的存储介质与至少一个用于处理数据的处理单元；所述通信设备（104）包括至少一个用于船舶与港口通信的卫星通信设备与至少一个GPRS设备。3.根据权利要求2所述的一种船用智能能效管理系统，其特征在于：所述传感器包括能耗设备传感器与外部环境传感器；所述能耗设备传感器获取的数据包括能耗设备的功率、扭矩、转速、瞬时油耗、船舶吃水、航速与航向；所述外部环境传感器获取的数据包括风向、风速、浪高、水流速度与水流方向。4.根据权利要求3所述的一种船用智能能效管理系统，其特征在于：所述数据处理设备（103）为工业控制计算机。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：耿佳东，汤敏，王献忠，姜权洲，张雷，詹必鑫，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：