【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及船舶设备健康管理，具体涉及一种基于声纹识别技术的船舶艉轴智能管理系统。
技术介绍
1、随着船舶设备的种类和数量日趋多元化和复杂化，对于设备的监测、管理及维保要求越来越高，船舶设备的科学管理关系到船舶的安全航行、船员的生命健康和任务的正常执行。
2、船舶推进系统轴系是船舶运行的重要组成部分，轴系的异常磨损和故障是船舶运行过程中常见的问题，这些问题如果不及时发现和处理，将会对船舶的安全和运行造成严重影响。
3、目前，传统的船舶轴系的健康状态监测方法主要通过机械振动、热学监测等手段对推力轴、中间轴等船舶机舱内轴系的振动状态和磨损状态进行监测。
4、船舶艉轴因位于船体尾部艉轴承中，且与机舱之间通过艉轴密封装置隔开，尤其对于艉轴采用水润滑的船舶，因船体结构问题，艉轴处于艉轴管内，无法通过安装常规用于船舶轴系状态采集的振动传感器和温度传感器等手段来监测艉轴。
5、艉轴、以及艉轴与艉轴承间的磨损状态只能通过在船舶周期修理期间将船舶拖入干船坞进行艉轴间隙测量或进行拔轴检查，不仅费时费力，而且会造成船舶运营的中断和损失，且无法进行实时监测，无法在艉轴异常磨损初期及时掌握艉轴状态并采取控制措施，造成故障影响的扩大。
6、声纹特征是声学信号在传输中所包含的一些声音特征，不同状态的声纹特征是典型且固定的，通过对不同运行状态和故障模式的声学特征进行识别分析，可在不直接接触艉轴的情况下，对艉轴状态进行状态监测。
技术实现思路
1、本专利
2、为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是提供了一种基于声纹识别技术的船舶艉轴智能管理系统，采用声纹识别技术对船舶艉轴进行状态监测和故障诊断；
3、所述系统包括信号采集模块、信号处理模块和智能管理模块；
4、信号采集模块采集数字声纹信号、冷却水流量和轴转速，并传输至信号处理模块；
5、信号处理模块对数字声纹信号、冷却水流量和轴转速进行处理，得到声纹特征和处理好的冷却水流量以及轴转速，并传输至智能管理模块；
6、智能管理模块将声纹特征和处理好的冷却水流量以及轴转速存储于实时数据库得到实时数据，并将实时数据库中的原有数据存储于历史数据库得到历史数据；
7、智能管理模块抽取实时数据，并拉取预设时间内的历史数据进行比对，实现在轴转速工况下运行的实时声纹特征和冷却情况的监测，得到声纹信号的趋势分析和冷却水流量的趋势分析；
8、智能管理模块根据声纹信号的趋势分析和冷却水流量的趋势分析，对艉轴磨损状态进行健康评估和报警提示。
9、优选地，所述信号处理模块通过滤波去除数字声纹信号的高频噪声、低频干扰、背景噪声和环境噪声，通过增益增强数字声纹信号的强度和清晰度，并转换为数字信号提取声纹特征。
10、优选地，所述声纹特征包括频域特征和时域特征。
11、优选地，所述信号采集模块通过声音传感器、流量计和转速传感器分别采集数字声纹信号、冷却水流量和轴转速。
12、优选地，所述声学传感器设于后机舱近艉轴密封装置处、艉轴舱前部和后部且近艉轴管处以及船外近后艉轴承处；流量计设于进艉轴艉管的冷却水管上；转速传感器设于在机舱内轴段上。
13、优选地，所述智能管理模块包括状态监测模块、故障诊断模块和数据存储模块；数据存储模块通过api接口向状态监测模块和故障诊断模块提供实时数据和历史数据。
14、优选地，所述状态监测模块抽取实时数据，并拉取预设时间内的历史数据进行比对，得到声纹信号的趋势分析和冷却水流量的趋势分析。
15、优选地，所述故障诊断模块根据声纹信号的趋势分析，对艉轴磨损状态进行健康评估，得到评估结果。
16、优选地，评估结果包括正常运行、轻微磨损、中度磨损和严重磨损。
17、优选地，所述故障诊断模块根据冷却水流量的趋势分析，对冷却水流量设置相应的低触发阈值，当冷却水流量过低触发阈值时，进行冷却水不足的报警提示。
18、本专利技术的技术方案提出一种基于声纹识别技术的船舶艉轴智能管理系统，通过非直接接触手段，对艉轴运行过程中轴与轴承滑动摩擦产生的声学信号进行采集、处理和存储，并基于声纹识别技术，对艉轴运行声纹特征进行分析，从而实现对船舶艉轴运行状态进行在线状态监测和故障诊断等功能，提升船舶对于艉轴状态的监测管理水平。
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1.一种基于声纹识别技术的船舶艉轴智能管理系统，其特征在于，采用声纹识别技术对船舶艉轴进行状态监测和故障诊断；
2.如权利要求1所述的一种基于声纹识别技术的船舶艉轴智能管理系统，其特征在于，所述信号处理模块通过滤波去除数字声纹信号的高频噪声、低频干扰、背景噪声和环境噪声，通过增益增强数字声纹信号的强度和清晰度，并转换为数字信号提取声纹特征。
3.如权利要求2所述的一种基于声纹识别技术的船舶艉轴智能管理系统，其特征在于，所述声纹特征包括频域特征和时域特征。
4.如权利要求1所述的一种基于声纹识别技术的船舶艉轴智能管理系统，其特征在于，所述信号采集模块通过声音传感器、流量计和转速传感器分别采集数字声纹信号、冷却水流量和轴转速。
5.如权利要求4所述的一种基于声纹识别技术的船舶艉轴智能管理系统，其特征在于，所述声学传感器设于后机舱近艉轴密封装置处、艉轴舱前部和后部且近艉轴管处以及船外近后艉轴承处；流量计设于进艉轴艉管的冷却水管上；转速传感器设于在机舱内轴段上。
6.如权利要求1所述的一种基于声纹识别技术的船舶艉轴智能管理系统，
7.如权利要求5所述的一种基于声纹识别技术的船舶艉轴智能管理系统，其特征在于，所述状态监测模块抽取实时数据，并拉取预设时间内的历史数据进行比对，得到声纹信号的趋势分析和冷却水流量的趋势分析。
8.如权利要求6所述的一种基于声纹识别技术的船舶艉轴智能管理系统，其特征在于，所述故障诊断模块根据声纹信号的趋势分析，对艉轴磨损状态进行健康评估，得到评估结果。
9.如权利要求7所述的一种基于声纹识别技术的船舶艉轴智能管理系统，其特征在于，评估结果包括正常运行、轻微磨损、中度磨损和严重磨损。
10.如权利要求6所述的一种基于声纹识别技术的船舶艉轴智能管理系统，其特征在于，所述故障诊断模块根据冷却水流量的趋势分析，对冷却水流量设置相应的低触发阈值，当冷却水流量过低触发阈值时，进行冷却水不足的报警提示。
...【技术特征摘要】
1.一种基于声纹识别技术的船舶艉轴智能管理系统，其特征在于，采用声纹识别技术对船舶艉轴进行状态监测和故障诊断；
2.如权利要求1所述的一种基于声纹识别技术的船舶艉轴智能管理系统，其特征在于，所述信号处理模块通过滤波去除数字声纹信号的高频噪声、低频干扰、背景噪声和环境噪声，通过增益增强数字声纹信号的强度和清晰度，并转换为数字信号提取声纹特征。
3.如权利要求2所述的一种基于声纹识别技术的船舶艉轴智能管理系统，其特征在于，所述声纹特征包括频域特征和时域特征。
4.如权利要求1所述的一种基于声纹识别技术的船舶艉轴智能管理系统，其特征在于，所述信号采集模块通过声音传感器、流量计和转速传感器分别采集数字声纹信号、冷却水流量和轴转速。
5.如权利要求4所述的一种基于声纹识别技术的船舶艉轴智能管理系统，其特征在于，所述声学传感器设于后机舱近艉轴密封装置处、艉轴舱前部和后部且近艉轴管处以及船外近后艉轴承处；流量计设于进艉轴艉管的冷却水管上；转速传感器设于在机舱内轴段上。
6.如权利要求1所...
【专利技术属性】
技术研发人员：周欣，杨铭，靳朝阳，姜春宇，
申请(专利权)人：中国船舶集团有限公司第七○八研究所，
类型：发明
国别省市：
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