船舶推进器运行监控管理系统及其预警修正方法

技术领域

本发明涉及船舶推进器运行监控管理系统，特别涉及船舶推进器运行监控管理系统及其预警修正方法，属于全自动船舶航行技术领域。

背景技术

船舶的运行中主要动力单元为推进器，在日常的航行中，尤其是外海航行中，出现任何的动力问题都是较为棘手的大问题，如何防范可能存在的问题，日常的运行数据采集和分析就比较重要，传统的数据采集和分析都是依靠驾驶台的仪表来进行实时监测，只有在现场的人员才能看到当时的设备运行状态，及时预警，发现预警异常后，通过人为操作修正，有时候会出现发现异常修正不及时的情况，这样的情况出现有可大可小；而且由于船舶推进器的非标化和独立性，数据分析维度不能统一，复杂多样，依靠驾驶台的数据监测表而不加以记录和对比，不能高效的察觉运行异常。

如专利CN 201310635430.6《一种数据采集分析监控系统》，此专利公开了一种能够实时对各类船舶数据信息进行分类管理，重点监控主要参考数据内容并及时预警的数据采集分析监控系统，但是此系统只能进行采集分析监控，发现预警异常后，也只能通过现场人为操作修正无法解决修正不及时的问题。

发明内容

针对上述存在的技术问题，本发明的目的是：提出了采集数据快速全面，根据分析后的数据能够自动优化船舶推进器的运转的船舶推进器运行监控管理系统。

本发明的技术解决方案是这样实现的：船舶推进器运行监控管理系统，包括数据采集模块、数据终端模块、前端数据处理微电脑模块、物联网数据传输模块、数据存储模块、模型算法优化程序服务器模块、运转设备控制驱动模块；

数据采集模块：连接船舶推进器，用于船舶推进器运行数据的实时采集；

数据终端模块：与数据采集模块和前端数据处理微电脑模块相连，用于接收数据采集模块采集的数据，进行实时记录和翻译，发送给前端数据处理微电脑模块，并接收前端数据处理微电脑模块发来的进行了完整性验证后的OTA程序；

前端数据处理微电脑模块：用于将数据终端模块发送的数据进行处理和写入数据库，对数据文件进行压缩和判断，并对物联网数据传输模块发送来的OTA程序进行完整性验证。

物联网数据传输模块：与前端数据处理微电脑模块、数据存储模块和模型算法优化程序服务器模块相连，用于数据传输；

数据存储模块：用于将物联网数据传输模块传输的数据进行处理，并传输给模型算法优化程序服务器模块；

模型算法优化程序服务器模块：与数据存储模块相连，用于将数据存储模块传输来的数据通过算法得出更优的设备运转参数后，通过物联网数据传输模块将用于升级的OTA程序上传至前端数据处理微电脑模块；

运转设备控制驱动模块：与数据终端模块相连，用于将数据终端模块发送来的OTA程序转化成PLC电信号程序，更新运转设备控制驱动，完成OTA更新，优化船舶推进器的运转。

优选的，还包括区块链上链服务器模块；区块链上链服务器模块：与模型算法优化程序服务器模块相连，模型算法优化程序服务器模块完成数据处理和记录后，将记录的数据同步给区块链上链服务器模块，区块链上链服务器模块将数据进行上链存储。

优选的，所述数据存储包括监控预警程序模块、大数据分析程序模块和处理记录程序模块；

监控预警程序模块：用于将前端数据处理微电脑模块发送的数据进行监控和预警，将正常和非正常数据进行归类显示；

大数据分析程序模块；用于将前端数据处理微电脑模块发送的数据进行大数据分析，按照数据分析关注维度出具相应的处理结果；

处理记录程序模块：用于将前端数据处理微电脑模块发送的数据进行处理记录，形成改善记录，并发送给模型算法优化程序服务器模块。

优选的，所述区块链上链服务器模块包括多个节点服务器模块。

优选的，所述模型算法优化程序服务器模块的算法为AI和人工双验证的算法。

船舶推进器运行监控管理系统的预警修正方法，如下：

数据采集模块采集监测船舶推进器转速dZ、温度dW、压力值dY及润滑油流速dL；

数据存储模块根据采集回传的转速dZ、温度dW、压力值dY及润滑油流速dL数值，以秒为单位分别间隔算出1分钟，10分钟，1小时的均值M；

模型算法优化程序服务器模块每日分别统计间隔二十次单位时间波动，计算方式如下：

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

1、通过物联网技术，当数据采集模块将采集到的运行数据传给数据终端模块后，前端数据处理微电脑模块会对采集到的数据进行建库、数据压缩等处理，增强数据的可读性，压缩数据的大小，减少数据大小，增加数据记录条数和时间，防止数据过大传输出错，同时节约流量成本，提升了系统数据回传的科学高效性；

2、通过物联网数据传输模块回传，将采集到的数据及时传回数据存储模块，并通过数据存储模块储存，存储后的数据方便进行加大算力的处理和统计以及输出；

3、通过数据存储模块存储后，运行监控预警程序、大数据分析程序、处理记录程序，对船舶舵浆设备的运行状况进行预警、分析以及处理记录，给前端客户使用以及后续产品优化升级都提供了可靠的依据，也为预防性巡检提供了参考依据和数据判断；

4、通过科学合理的数据采集和物联网技术的数据传输，将传统的现场采集的滞后数据进行了技术升级，实现了快速和低成本采集，通过大量的数据，形成大数据平台，搭建数据运算模型，结合AI技术和人工复验的方式，将数据进行高效分析和处理，得出优化的OTA升级包，再通过物联网技术将OTA升级包下发至前端数据处理微电脑模块，完成完整性验证，保障升级无障碍，通过验证后的OTA升级包在经过数据终端模块转化，最终更新运转设备控制驱动，将设备运转参数进行优化升级，自动优化，预紧修正及时；

5、通过结合先进的区块链技术，将收集数据和处理过程经智能合约，传递到区块链上链服务器模块上，通过多个节点服务器模块分别参与，保障数据的安全可靠和不可篡改，保护数据真实有效。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

附图1为本发明的船舶推进器运行监控管理系统结构示意框图；

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖”、“直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如附图1所示，本发明所述的船舶推进器运行监控管理系统，包括数据采集模块、数据终端模块、前端数据处理微电脑模块、物联网数据传输模块、数据存储模块、模型算法优化程序服务器模块、运转设备控制驱动模块；

数据采集模块：连接船舶推进器，用于船舶推进器运行数据的实时采集；

数据终端模块：与数据采集模块和前端数据处理微电脑模块相连，用于接收数据采集模块采集的数据，进行实时记录和翻译，并发送给前端数据处理微电脑模块，并接收前端数据处理微电脑模块发来的进行了完整性验证后的OTA程序；

前端数据处理微电脑模块：用于将数据终端模块发送的数据进行处理和写入数据库，对数据文件进行压缩和判断，并对物联网数据传输模块发送来的OTA程序进行完整性验证。

物联网数据传输模块：与前端数据处理微电脑模块、数据存储模块和模型算法优化程序服务器模块相连，用于数据传输；

数据存储模块：用于将物联网数据传输模块传输的数据进行处理，并传输给模型算法优化程序服务器模块；所述数据存储包括监控预警程序模块、大数据分析程序模块和处理记录程序模块；

监控预警程序模块：用于将前端数据处理微电脑模块发送的数据进行监控和预警，将正常和非正常数据进行归类显示；

大数据分析程序模块；用于将前端数据处理微电脑模块发送的数据进行大数据分析，按照数据分析关注维度出具相应的处理结果；

处理记录程序模块：用于将前端数据处理微电脑模块发送的数据进行处理记录，形成改善记录，并发送给模型算法优化程序服务器模块；

模型算法优化程序服务器模块：与数据存储模块相连，用于将数据存储模块传输来的数据通过算法得出更优的设备运转参数后，通过物联网数据传输模块将用于升级的OTA程序上传至前端数据处理微电脑模块；

运转设备控制驱动模块：与数据终端模块相连，用于将数据终端模块发送来的OTA程序转化成PLC电信号程序，更新运转设备控制驱动，完成OTA更新，优化船舶推进器的运转；

还包括区块链上链服务器模块；区块链上链服务器模块：与模型算法优化程序服务器模块相连，模型算法优化程序服务器模块完成数据处理和记录后，将记录的数据同步给区块链上链服务器模块，区块链上链服务器模块将数据进行上链存储；所述区块链上链服务器模块包括多个节点服务器模块。

本发明的工作原理：运行时，在船舶上通过数据采集模块，实现数据采集，数据终端模块将采集的电信号数据编译和存储为可视数据，通过前端数据处理微电脑模块进行处理和写入数据库，对数据文件进行压缩和判断，通过物联网数据传输模块将运行数据反馈传输至陆地的数据存储模块，完成数据的回传和存储后，将利用本地的高算力服务器进行后续的运算操作，包括监控预警程序模块负责对运行数据进行监控和预警，将正常和非正常数据进行归类显示；大数据分析程序模块负责对数据进行大数据分析，按照数据分析关注维度出具相应的处理结果，便于维护人员等相关人员查看需要的统计分析报表；处理记录程序模块负责持续记录针对数据的处理，形成改善记录；然后模型算法优化程序服务器模块将存储模块传输来的数据进行AI算法和建模，以及通过人工审核后生成OTA远程升级包，通过物联网数据传输模块将OTA远程升级包上传至前端数据处理微电脑模块，数据终端模块接收前端数据处理微电脑模块发来的OTA远程升级包进行了完整性验证，验证后的OTA远程升级包在经过数据终端模块转化，发送给运转设备控制驱动模块，运转设备控制驱动模块将OTA远程升级包转化成PLC电信号程序，更新运转设备控制驱动，完成OTA更新，优化船舶推进器的运转；区块链上链服务器模块负责同步模型算法优化程序服务器模块搜集可优化的处理数据，并调用智能合约，将数据进行上链操作，多个节点服务器模块对数据进行存储及溯源验证，防篡改验证。

本发明的船舶推进器运行监控管理系统的预警修正方法，具体为：

数据采集模块采集监测船舶推进器转速dZ、温度dW、压力值dY及润滑油流速dL；

数据存储模块根据采集回传的转速dZ、温度dW、压力值dY及润滑油流速dL数值，以秒为单位分别间隔算出1分钟，10分钟，1小时的均值M；

模型算法优化程序服务器模块每日分别统计间隔二十次单位时间波动，计算方式如下：

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。