【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及船舶油位实时监测，具体为基于三维晃动模拟的船舶油位实时监测方法及系统。
技术介绍
1、船舶油位实时监测技术，是指一种用于实时监测船舶燃油或其他液体货物储存罐的技术，这项技术通常涉及使用各种传感器和监测设备，以便船员或操作人员可以准确地了解船舶油箱或储罐中的液体油位情况。
2、现有的船舶油位实时监测技术通常都是依赖于燃油舱舱壁上的板式液位计，船员通过目视液位来估算油量，然而，由于船舶在航行过程中姿态不断变化，液位计读取的值存在较大的误差，导致船员难以准确判断剩余油量，且由于海上风浪的作用，船舶在海中会晃动，船舶发生晃动即代表船舶油箱也发生了晃动，进而带动船舶油箱内的燃油发生晃动，而液体晃动规律会随着它在空间中的占比发生变化，真实的油位越高，晃动越小，而油位越低，晃动越大，难以对其进行准确的估算，比如在公开号为cn115326164a的专利申请中，公开了一种船舶燃油箱油位及燃油消耗实时监测系统，该方案采用压力传感器 对油位进行估算，而由于船舶姿态的原因，燃油在油舱中的重量分布并不均匀，且会随时改变，导致对于油位的计算结果不准确，现有的船舶油位实时监测技术还存在依赖目视液位来估算油量或没有考虑燃油在油舱中的晃动，导致对于油位的计算结果不准确的问题。
技术实现思路
1、本专利技术旨在至少在一定程度上解决现有技术中的技术问题之一，通过建立三维晃动模型，设置油位对照组，通过三维晃动模型对油位对照组进行模拟实验，再记录模拟实验的实验数据，所述实验数据包括方位油位以及船舶
2、为实现上述目的，第一方面，本申请提供基于三维晃动模拟的船舶油位实时监测方法，包括如下步骤：
3、建立三维晃动模型，设置油位对照组，通过三维晃动模型对油位对照组进行模拟实验；
4、记录模拟实验的实验数据，所述实验数据包括方位油位以及船舶倾斜角度；
5、对实验数据进行分析处理，分析得到方位油位、船舶倾斜角度与实验油位之间的关系；
6、基于方位油位、船舶倾斜角度与实验油位之间的关系，分析计算船舶的实时油位。
7、进一步地，建立三维晃动模型，设置油位对照组，通过三维晃动模型对油位对照组进行模拟实验包括如下子步骤：
8、建立三维晃动模型；
9、设置第一对照数量的油位对照组，获取船舶油箱的容积，命名为油箱容积；
10、计算油箱容积除第一对照数量，得到对照等差值；
11、对油位对照组进行编号，通过符号pn表示，其中，n为整数且1≤n≤第一对照数量；
12、pn的实验油位设置为n乘对照等差值；
13、通过三维晃动模型对油位对照组进行模拟实验。
14、进一步地，记录模拟实验的实验数据，所述实验数据包括方位油位以及船舶倾斜角度包括如下子步骤：
15、在所述船舶油箱的前侧面、后侧面、左侧面以及右侧面的几何中心处各设置一个油位计，油箱靠近船头的一面为前侧面，靠近船尾的一面为后侧面；
16、在模拟实验过程中，记录下前侧油位、后侧油位、左侧油位以及右侧油位，将前侧油位、后侧油位、左侧油位以及右侧油位统称为方位油位；
17、将模拟实验开始前油箱地面所处的平面命名为初始平面，在记录方位油位时，检测油箱底面与初始平面之间的锐角夹角，命名为船舶倾斜角度。
18、进一步地，对实验数据进行分析处理，分析得到方位油位、船舶倾斜角度与实验油位之间的关系包括如下子步骤：
19、计算方位油位与实验油位之间的比例，命名为油位比例；
20、基于不同的油位对照组的模拟实验，分析计算方位油位与实验油位之间的关系；
21、基于不同的油位对照组的模拟实验，分析计算油位比例与船舶倾斜角度之间的关系。
22、进一步地，计算方位油位与实验油位之间的比例，命名为油位比例包括如下子步骤：
23、计算前侧油位与实验油位之间的比值，命名为前侧比值；计算后侧油位与实验油位之间的比值，命名为后侧比值；计算左侧油位与实验油位之间的比值，命名为左侧比值；计算右侧油位与实验油位之间的比值，命名为右侧比值；
24、将前侧比值、后侧比值、左侧比值以及右侧比值统称为油位比例。
25、进一步地，基于不同的油位对照组的模拟实验，分析计算方位油位与实验油位之间的关系包括如下子步骤：
26、计算方位油位中最大值与最小值之间的差值，命名为最大落差值；
27、以实验油位为x轴，最大落差值为y轴建立平面直角坐标系，命名为油位落差规律图；将每个油位对照组的模拟实验运行第一测试时长，将每一次计算得到的最大落差值以及对应的实验油位录入油位落差规律图中；
28、对油位落差规律图进行多项式回归，得到油位落差规律函数。
29、进一步地，基于不同的油位对照组的模拟实验，分析计算油位比例与船舶倾斜角度之间的关系包括如下子步骤：
30、按照从大到小的顺序对油位比例进行排序，并对排序结果进行编号，通过符号rm表示，其中，m为整数且1≤m≤4；
31、针对rm，以船舶倾斜角度为横轴，rm为纵轴建立平面直角坐标系，命名为倾斜油位关系图；将船舶倾斜角度与rm录入倾斜油位关系图中；
32、对倾斜油位关系图进行多项式回归，得到rm倾斜油位关系函数；
33、所述每一个油位对照组均包含有不同的rm倾斜油位关系函数。
34、进一步地，基于方位油位、船舶倾斜角度与实验油位之间的关系，分析计算船舶的实时油位包括如下子步骤：
35、实时监测船舶油箱内的方位油位以及船舶倾斜角度，分别命名为监测油位以及监测角度；
36、计算监测油位中最大值与最小值的差值，将计算结果命名为油位落差值；
37、将油位落差值代入油位落差规律函数，计算得到预估分组油位；
38、查找与预估分组油位最接近的实验油位对应的油位对照组，命名为目标对照组；
39、将目标对照组的rm倾斜油位关系函数命名为目标关系函数；
40、基于目标关系函数、监测角度以及监测油位，计算船舶油舱的实时油位。
41、进一步地，基于目标关系函数、监测角度以及监测油位，计算船舶油舱的实时油位包括如下子步骤：
42、依次将监测角度代入目标关系函数中的r1倾斜油位关系函数至r4倾斜油位关系函数，计算得到第一比例、第二比例、第三比例以及第四比例，分别通过符号c本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于三维晃动模拟的船舶油位实时监测方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于三维晃动模拟的船舶油位实时监测方法，其特征在于，建立三维晃动模型，设置油位对照组，通过三维晃动模型对油位对照组进行模拟实验包括如下子步骤：
3.根据权利要求2所述的基于三维晃动模拟的船舶油位实时监测方法，其特征在于，记录模拟实验的实验数据，所述实验数据包括方位油位以及船舶倾斜角度包括如下子步骤：
4.根据权利要求3所述的基于三维晃动模拟的船舶油位实时监测方法，其特征在于，对实验数据进行分析处理，分析得到方位油位、船舶倾斜角度与实验油位之间的关系包括如下子步骤：
5.根据权利要求4所述的基于三维晃动模拟的船舶油位实时监测方法，其特征在于，计算方位油位与实验油位之间的比例，命名为油位比例包括如下子步骤：
6.根据权利要求5所述的基于三维晃动模拟的船舶油位实时监测方法，其特征在于，基于不同的油位对照组的模拟实验，分析计算方位油位与实验油位之间的关系包括如下子步骤：
7.根据权利要求6所述的基于三维晃动模拟的船舶油位实
8.根据权利要求7所述的基于三维晃动模拟的船舶油位实时监测方法，其特征在于，基于方位油位、船舶倾斜角度与实验油位之间的关系，分析计算船舶的实时油位包括如下子步骤：
9.根据权利要求8所述的基于三维晃动模拟的船舶油位实时监测方法，其特征在于，基于目标关系函数、监测角度以及监测油位，计算船舶油舱的实时油位包括如下子步骤：
10.基于三维晃动模拟的船舶油位实时监测系统，用于实现权利要求1-9任意一项所述的基于三维晃动模拟的船舶油位实时监测方法，其特征在于，包括晃动模拟实验模块、实验数据记录模块、实验数据分析模块以及实时油位计算模块；所述晃动模拟实验模块、实验数据记录模块以及实时油位计算模块分别与实验数据分析模块数据连接；
...【技术特征摘要】
1.基于三维晃动模拟的船舶油位实时监测方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于三维晃动模拟的船舶油位实时监测方法，其特征在于，建立三维晃动模型，设置油位对照组，通过三维晃动模型对油位对照组进行模拟实验包括如下子步骤：
3.根据权利要求2所述的基于三维晃动模拟的船舶油位实时监测方法，其特征在于，记录模拟实验的实验数据，所述实验数据包括方位油位以及船舶倾斜角度包括如下子步骤：
4.根据权利要求3所述的基于三维晃动模拟的船舶油位实时监测方法，其特征在于，对实验数据进行分析处理，分析得到方位油位、船舶倾斜角度与实验油位之间的关系包括如下子步骤：
5.根据权利要求4所述的基于三维晃动模拟的船舶油位实时监测方法，其特征在于，计算方位油位与实验油位之间的比例，命名为油位比例包括如下子步骤：
6.根据权利要求5所述的基于三维晃动模拟的船舶油位实时监测方法，其特征在于，基于不同的油位对照组的模拟实验，分析计算...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘兆萄，朱春明，
申请(专利权)人：南京智鹤电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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