一种船用特种设备运行异常识别方法技术

本发明专利技术涉及数据处理技术领域，具体涉及一种船用特种设备运行异常识别方法。该方法首先获取船舶数据：船舶的船舶加速度、船用电梯的电梯加速度、电梯运行速度和电梯所处高度；对船舶加速度对应的船舶加速度向量进行三向分量来量化得到船舶加速度的三个三向分解量；利用三个三向分解量和电梯所处高度，对下一时刻的电梯正常抖动状态下的电梯加速度的预测，得到三个方向下一时刻的初始电梯加速度预测值；对采集到的下一时刻的电梯加速度进行三向分量来量化，得到三向实际加速度分解量；计算属于同一方向的初始电梯加速度预测值和三向实际加速度分解量的差异值；根据差异值对船用电梯的运行状态进行异常预警，实现了对船用电梯的异常识别。的异常识别。的异常识别。

【技术实现步骤摘要】
一种船用特种设备运行异常识别方法


[0001]本专利技术涉及数据处理
，具体涉及一种船用特种设备运行异常识别方法。

技术介绍

[0002]我国是船舶制造大国，在利用船舶进行作业的时候，安全问题始终是重中之重，尤其是船用特征设备运行异常从而导致的安全问题，例如船用电梯的运行中因为设备故障原因从而导致的异常抖动，如果不能及时发现并进行修理，会对工作人员的财产安全和健康造成较大的影响。
[0003]常规的电梯运行中异常抖动的方法为利用加速度传感器对运行过程中的电梯的加速度进行检测，与正常情况下的电梯运行的加速度进行对比，从而进行电梯运行中因为设备故障造成异常抖动的检测。但是该方法在对船用电梯的异常抖动进行检测的时候，忽略了外界因素，如海水的推力和阻力以及船舶自身的动力系统提供的动力，都会对运行中的电梯造成一定程度的影响，从而使得电梯在运行的过程中抖动，但是该抖动非设备故障造成，属于正常的抖动，利用常规的检测方法进行检测时，无法将正常抖动和因为设备故障导致的异常抖动区分开来，造成将正常抖动判定为因为设备故障导致的异常抖动，使得电梯进行提前维护以及无效维修，造成成本的浪费。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种船用特种设备运行异常识别方法，所采用的技术方案具体如下：获取船舶的船舶加速度、船用电梯的电梯加速度、电梯运行速度和电梯所处高度；利用三维空间坐标系，对船舶加速度对应的船舶加速度向量进行三向分量来量化，得到船舶加速度的三个三向分解量；利用三个三向分解量和电梯所处高度，在不同方向上进行下一时刻的电梯正常抖动状态下的电梯加速度的预测，得到三个方向的下一时刻的初始电梯加速度预测值；利用三维空间坐标系对采集到的下一时刻的电梯加速度进行三向分量来量化，得到三个三向实际加速度分解量；计算属于同一方向的初始电梯加速度预测值和三向实际加速度分解量的差异值；根据差异值对船用电梯的运行状态进行异常预警。
[0005]优选的，所述利用三维空间坐标系，对船舶加速度对应的船舶加速度向量进行三向分量来量化，得到船舶加速度的三个三向分解量，包括：建立空间三维坐标，对船舶加速度在空间坐标中进行船舶加速度向量的生成，船舶加速度向量的方向为船舶的船舶加速度的方向，船舶加速度向量的长度为船舶加速度的长度；对船舶加速度向量进行三向分解，分别为x方向的加速度分量向量，y方向的加速度分量向量和z方向的加速度分量向量，xyz三个方向对应的加速度分量向量分别为船舶加速度的三个三向分解量。
[0006]优选的，所述x方向的加速度分量向量为：所述x方向的加速度分量向量的计算公式为：其中，为时刻对应的船舶加速度向量在x方向的加速度分量向量；表示时刻的船舶加速度在空间坐标中的对应向量，为余弦函数，为船舶加速度向量在三维空间坐标系中与轴正方向的夹角大小。
[0007]优选的，所述利用三个三向分解量和电梯所处高度，在不同方向上进行下一时刻的电梯正常抖动状态下的电梯加速度的预测，得到三个方向的下一时刻的初始电梯加速度预测值，包括：对下一时刻电梯在正常抖动状态下在x方向的加速度进行预测，得到x方向上的下一时刻的初始电梯加速度预测值；所述x方向上的下一时刻的初始电梯加速度预测值的计算公式为：其中，为三维空间坐标系中x方向对应的第时刻的初始电梯加速度预测值；为第时刻的电梯运行速度；为第时刻电梯的电梯运行速度与三维空间坐标系中方向的夹角；为第时刻船舶的船舶加速度在三维空间坐标系中轴方向的分量；为第时刻电梯的实时质量；为影响系数；为第时刻的电梯所处高度；所述电梯的实时质量为电梯重量与电梯加速度的乘积。
[0008]优选的，所述利用三个三向分解量和电梯所处高度，在不同方向上进行下一时刻的电梯正常抖动状态下的电梯加速度的预测，得到三个方向的下一时刻的初始电梯加速度预测值，还包括：对下一时刻电梯在正常抖动状态下在y方向的加速度进行预测，得到y方向上的下一时刻的初始电梯加速度预测值；所述y方向上的下一时刻的初始电梯加速度预测值的计算公式为：其中，为三维空间坐标系中y方向对应的下一时刻的初始电梯加速度预测值；为第时刻的电梯运行速度，为第时刻电梯的电梯运行速度与三维空间坐标系中方向的夹角；为第时刻船舶的船舶加速度在三维空间坐标系中轴方向的分量；为
第时刻电梯的实时质量；为影响系数；为第时刻的电梯所处高度；所述电梯的实时质量为电梯重量与电梯加速度的乘积。
[0009]优选的，所述利用三个三向分解量和电梯所处高度，在不同方向上进行下一时刻的电梯正常抖动状态下的电梯加速度的预测，得到三个方向的下一时刻的初始电梯加速度预测值，还包括：对电梯的运行阶段的判断，得到电梯的当前所处运行阶段，所述当前所处运行阶段包括：加速阶段、减速阶段和均速阶段；对不同的当前所处运行阶段下的电梯在正常抖动状态下在z方向的加速度进行预测，得到z方向上的下一时刻的初始电梯加速度预测值；对于加速阶段，所述z方向上的下一时刻的初始电梯加速度预测值的计算公式为：其中，为在加速阶段，三维空间坐标系中z方向对应的下一时刻的初始电梯加速度预测值：为第时刻的电梯运行速度；为为第时刻电梯的电梯运行速度与三维空间坐标系中方向的夹角；为第时刻船舶的船舶加速度在三维空间坐标系中轴方向的分量，为除船舶加速度的方向分量外的其它加速度；为第时刻的电梯所处高度；为第时刻电梯的实时质量；为影响系数；对于减速阶段，所述z方向上的下一时刻的初始电梯加速度预测值的计算公式为：其中，为在减速阶段，三维空间坐标系中z方向对应的下一时刻的初始电梯加速度预测值：为第时刻的电梯运行速度；为为第时刻电梯的电梯运行速度与三维空间坐标系中方向的夹角；为第时刻船舶的船舶加速度在三维空间坐标系中轴方向的分量，为除船舶加速度的负方向分量外还有的其它加速度；为第时刻的电梯所处高度；为第时刻电梯的实时质量；为影响系数；对于均速阶段，所述z方向上的下一时刻的初始电梯加速度预测值的计算公式为：其中，为在均速阶段，三维空间坐标系中z方向对应的下一时刻的初始电梯
加速度预测值；为第时刻的电梯运行速度；为第时刻电梯的电梯运行速度与三维空间坐标系中方向的夹角；为第时刻船舶的船舶加速度在三维空间坐标系中轴方向的分量；为第时刻电梯的实时质量；为影响系数；为第时刻的电梯所处高度；所述电梯的实时质量为电梯重量与电梯加速度的乘积。
[0010]优选的，所述计算属于同一方向的初始电梯加速度预测值和三向实际加速度分解量的差异值，包括：对电梯的运行阶段的判断，得到电梯的当前所处运行阶段，所述当前所处运行阶段包括：加速阶段、减速阶段和均速阶段；分别计算三个当前所述运行阶段对应的差异值；对于均速阶段，所述差异值的计算公式为；其中，为均速阶段时，同一方向的初始电梯加速度预测值和三向实际加速度分解量的差异值；为三维空间坐标系中x方向对应的第时刻的初始电梯加速度预测值；为第时刻船舶的船舶加速度在三维空间坐标系中轴方向的三向实际加速度分解量；为三维空间坐标系中y方向对应的第时刻的初始电梯加速度预测值；为第时刻船舶的船舶加速度在三维空间坐标系中轴方向的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种船用特种设备运行异常识别方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：获取船舶的船舶加速度、船用电梯的电梯加速度、电梯运行速度和电梯所处高度；利用三维空间坐标系，对船舶加速度对应的船舶加速度向量进行三向分量来量化，得到船舶加速度的三个三向分解量；利用三个三向分解量和电梯所处高度，在不同方向上进行下一时刻的电梯正常抖动状态下的电梯加速度的预测，得到三个方向的下一时刻的初始电梯加速度预测值；利用三维空间坐标系对采集到的下一时刻的电梯加速度进行三向分量来量化，得到三个三向实际加速度分解量；计算属于同一方向的初始电梯加速度预测值和三向实际加速度分解量的差异值；根据差异值对船用电梯的运行状态进行异常预警。2.根据权利要求1所述的一种船用特种设备运行异常识别方法，其特征在于，所述利用三维空间坐标系，对船舶加速度对应的船舶加速度向量进行三向分量来量化，得到船舶加速度的三个三向分解量，包括：建立空间三维坐标，对船舶加速度在空间坐标中进行船舶加速度向量的生成，船舶加速度向量的方向为船舶的船舶加速度的方向，船舶加速度向量的长度为船舶加速度的长度；对船舶加速度向量进行三向分解，分别为x方向的加速度分量向量，y方向的加速度分量向量和z方向的加速度分量向量，xyz三个方向对应的加速度分量向量分别为船舶加速度的三个三向分解量。3.根据权利要求2所述的一种船用特种设备运行异常识别方法，其特征在于，所述x方向的加速度分量向量为：所述x方向的加速度分量向量的计算公式为：其中，为时刻对应的船舶加速度向量在x方向的加速度分量向量；表示时刻的船舶加速度在空间坐标中的对应向量，为余弦函数，为船舶加速度向量在三维空间坐标系中与轴正方向的夹角大小。4.根据权利要求1所述的一种船用特种设备运行异常识别方法，其特征在于，所述利用三个三向分解量和电梯所处高度，在不同方向上进行下一时刻的电梯正常抖动状态下的电梯加速度的预测，得到三个方向的下一时刻的初始电梯加速度预测值，包括：对下一时刻电梯在正常抖动状态下在x方向的加速度进行预测，得到x方向上的下一时刻的初始电梯加速度预测值；所述x方向上的下一时刻的初始电梯加速度预测值的计算公式为：其中，为三维空间坐标系中x方向对应的第时刻的初始电梯加速度预测值；
为第时刻的电梯运行速度；为第时刻电梯的电梯运行速度与三维空间坐标系中方向的夹角；为第时刻船舶的船舶加速度在三维空间坐标系中轴方向的分量；为第时刻电梯的实时质量；为影响系数；为第时刻的电梯所处高度；所述电梯的实时质量为电梯重量与电梯加速度的乘积。5.根据权利要求1所述的一种船用特种设备运行异常识别方法，其特征在于，所述利用三个三向分解量和电梯所处高度，在不同方向上进行下一时刻的电梯正常抖动状态下的电梯加速度的预测，得到三个方向的下一时刻的初始电梯加速度预测值，还包括：对下一时刻电梯在正常抖动状态下在y方向的加速度进行预测，得到y方向上的下一时刻的初始电梯加速度预测值；所述y方向上的下一时刻的初始电梯加速度预测值的计算公式为：其中，为三维空间坐标系中y方向对应的下一时刻的初始电梯加速度预测值；为第时刻的电梯运行速度，为第时刻电梯的电梯运行速度与三维空间坐标系中方向的夹角；为第时刻船舶的船舶加速度在三维空间坐标系中轴方向的分量；为第时刻电梯的实时质量；为影响系数；为第时刻的电梯所处高度；所述电梯的实时质量为电梯重量与电梯加速度的乘积。6.根据权利要求1所述的一种船用特种设备运行异常识别方法，其特征在于，所述利用三个三向分解量和电梯所处高度，在不同方向上进行下一时刻的电梯正常抖动状态下的电梯加速度的预测，得到三个方向的下一时刻的初始电梯加速度预测值，还包括：对电梯的运行阶段的判断，得到电梯的当前所处运行阶段，所述当前所处运行阶段包括：加速阶段、减速阶段和均速阶段；对不同的当前所处运行阶段下的电梯在正常抖动状态下在z方向的加速度进行预测，得到z方向上的下一时刻的初始电梯加速度预测值；对于加速阶...

【专利技术属性】
技术研发人员：章坚，毛雷，徐新建，
申请(专利权)人：南通航远机械设备有限公司，
类型：发明
国别省市：