一种基于LoRa的船舶机舱数据采集系统

面向运营船舶机舱监测系统技术改造需求,设计一种基于LoRa(Long Range Radio)的数据采集系统。通过无线传感器和边缘计算获取舱室内各设备的状态信息,基于LoRa网关汇集并存储无线网络数据,实现对船舶机舱设备状态信息的采集,并设计上位机软件对数据进行管理分析。该系统设计为机舱监测提供了一种通用的低成本数据采集解决方案。

基于岭回归优化算法的船舶航速与油耗预测研究

为提高船舶运营的经济效益,减少船舶油耗,提出一种基于岭回归优化算法的船舶航速与油耗模型。利用大数据和岭回归优化算法建立黑箱模型,在规定的航速范围内求取油耗最小值,实现油耗预测。通过与常用的多元线性回归算法相对比,验证基于岭回归算法的航速与油耗模型的有效性。研究结果表明,应用大数据和岭回归优化算法的航速与油耗模型能实现对不同航速下船舶油耗的准确预测,从而有效减少船舶油耗,增加船舶航行的经济效益。

数据压缩技术在船舶电力监控系统中的应用

采用数据压缩技术可有效减少船舶电力监控系统监测的数据量,提高现场总线网的通信效率。根据不同压缩方法的特点压缩船舶通信中不同类型的数据,其中对开关量和电力主干网等数据采用10进制霍夫曼编码的压缩方式压缩;对包含多测点的模拟量数据采用基于旋转门算法的监控数据的压缩方式压缩;对电能质量等数据采用小波变换的压缩方式压缩。仿真结果表明,采用该方案能实现对数据的有效压缩,节约网络宽带。

基于WinCC的船舶电力监控系统人机界面设计

为提高船舶电力监控系统人机界面设计的合理性,避免操作时产生人因失误,以某船的电力监控系统为例,对其人机界面存在的不足进行分析。在此基础上,利用西门子WinCC组态软件,通过对该电力监控系统的组织架构进行简化,对其功能模块进行重新布局,对其人机界面的整体风格进行优化比选,设计一款相对合理、友好的电力监控系统人机界面。试验结果表明,新设计的电力监控系统人机界面合理、友好,能有效降低人因失误概率。

基于中标麒麟操作系统的船舶电力监控系统设计开发

为实现船舶电力监控系统的自主可控,借助国产化软硬件平台,提出一种基于中标麒麟操作系统的船舶电力监控系统软件设计方案。该系统采用“中标麒麟操作系统+兆芯中央处理器”的软硬件模式,在Qt5集成开发环境中开发实现。系统测试结果表明,该船舶电力监控系统设计方案是可行的,对于解决我国船舶监控领域关键系统的数据安全问题,提升系统的自主可控能力具有重要意义。

基于最小二乘法的船舶电力监控系统数据压缩策略

跟随船舶自动化、信息化和智能化的发展趋势,以船舶电力监控系统为研究对象,针对其监测数据存储问题,采用数据压缩技术减少存储数据所需空间。根据船舶电力监控系统数据的特点,利用最小二乘法,结合滑动窗口技术设计一种数据压缩策略。在国产设备的测试环境中,基于实船监测的数据对该数据压缩策略的有效性进行验证。结果表明,该数据压缩策略能在保证数据压缩精度的前提下,有效减少存储数据所需空间。

基于HTML5的船舶智能监控系统软件界面自适应实现

简述船舶智能监控系统软件在移动设备端和桌面端界面自适应的实现过程。基于HTML5技术,采用Bootstrap框架、ZRender渲染和JQuery封装等方法,按窗口宽高比例对控件、参数和字体等进行缩放,实现移动设备端和桌面端界面自适应,为船舶智能监控系统软件的开发和应用提供技术支持及可靠保障。

一种推进监控装置辅助调试系统的设计与应用

针对某新型船舶推进监控装置在厂调试存在的功能验证较为困难的问题,设计一种推进监控装置辅助调试系统。建立实时仿真模型,完成推进监控装置的在厂功能验证。实际应用结果表明,该辅助调试系统投入使用之后能极大地提高推进监控装置的在厂调试效率,降低生产成本。

母联闭合型海工平台电力系统仿真

基于最新DP-ER附加标志的相关规范研究,对母联闭合型海工平台电力系统进行建模仿真分析。深入研究最新DP-ER附加标志对电力系统的相关要求,包括母联闭合型母线结构、故障冗余设计、组件热备机保护模式。基于船级社规范要求和已研制完成的母联闭合型海工平台电力系统设计成果,对该电力系统进行建模,仿真分析工况切换和故障条件下电力系统的动态响应特性。该研究对面向DP性能海工平台的电力系统设计及性能验证具有一定借鉴和参考价值。

大型集装箱船高压岸电系统的设计与应用

为顺应全球航运业绿色发展的趋势,设计一套适用于大型集装箱船的船载高压岸电系统,并实现实船示范应用。对该系统的总体设计、各组成部分的主要功能和技术特点进行介绍,并以洋山港实船接电测试为例,阐述该系统的使用操作流程和注意事项,为相关高压岸电系统的设计研究提供参考。该系统的成功应用验证了其适用性,达到了预期的节能减排效果。

电喷柴油机试车台监控系统的设计与实现

在环境条件日益恶劣和能源供应日益紧张的状况下,国际社会对船舶节能和污染物排放控制的要求不断提高,大型船舶低速柴油机电控智能化成为低速船用柴油机发展的必然选择。通过分析MAN电喷柴油机主机遥控系统的接口和功能,总结出电喷柴油机主机遥控系统的基本功能需求。设计出一套满足SRI-VC2110ECS电喷柴油机控制系统和某型低速电喷柴油机整机运行要求的监控系统。

基于SVM模型算法和大数据分析技术的船舶设备故障诊断

为在船舶设备发生故障时能准确、及时地定位故障发生根源,保证船舶安全、经济运行,采用大数据分析方法和支持向量机(Support Vector Machine,SVM)模型算法对船舶设备进行故障诊断,提前预测可能发生的故障。以船舶柴油机滑油压力低故障为例,应用Python语言,通过SVM模型算法预测该故障的发生概率。结果表明,在已采集的船舶数据样本的训练集和测试集上,数据拟合和故障预测的效果十分理想,预测故障发生的准确率较高。

双缓冲技术在船舶监控图形界面开发中的应用

通过采用VxWorks操作系统中的可剪裁的多媒体组件WindML进行图形界面设计,在降低开发成本的同时,得到丰富多彩的图形界面。但是,在开发嵌入式操作系统图形界面过程中,进行高频率或大区域图像刷新时会遇到画面闪烁、抖动的问题。结合WindML在船舶监控系统图形界面开发中的应用,利用双缓冲技术解决该问题,并将其应用于实际工程开发中,取得良好的效果。

多通道声呐接收机自动线序测试装置研制

针对测试某些多通道声呐接收机的线序时存在的工作量大、易出错的问题,提出一种可应用在多通道声呐接收机上的自动线序测试装置。该装置能模拟声呐信号,测试声呐接收机各通道的顺序,具有接收通道手动测试、按顺序自动轮循测试和全通道同时测试等功能。该装置的硬件可按功能的不同分为信号发生电路、信号选通电路和控制电路;软件可按平台的不同分为上位机显控软件和微控制器驱动程序。在使用该装置时,可通过Windows系统下的显控软件对硬件系统进行人机交互控制,通过STM32F103系列微控制器进行数据处理和逻辑控制,通过信号选通电路控制输出声呐模拟信号。测试结果表明,该装置具有控制灵活、方便实用的特点。

斜流中船后螺旋桨水动力载荷实尺度计算分析

斜流条件下螺旋桨可能受到较大的侧向载荷,会严重影响船舶推进效率和尾轴的安全。本文采用RANS(Reynolds-Averaged Navier Stokes)方法,结合SST k-ω两方程湍流模型和滑动网格方法,对国际标模KCS斜流中船后螺旋桨水动力载荷进行实尺度数值计算,分析不同漂角时螺旋桨在纵向、横向、垂向3个方向上的力和力矩的变化规律。计算考虑±20°,±15°,±10°,±5°以及0°漂角,结果表明斜流对螺旋桨推进载荷和侧向载荷都有较大影响,且相对漂角具有不对称特点。通过单独桨叶的推力变化曲线分析漂角对不同相位角度处螺旋桨载荷的影响规律,结果显示在桨盘面下端附近桨叶载荷更为敏感于漂角变化。通过与其他文献数据对比,分析斜流下螺旋桨载荷的尺度效应,结果表明轴向载荷和垂向载荷系数的尺度效应较大。

感应触摸式监测报警人机操作板的设计与实现

针对传统监测报警人机操作板采用的机械微动开关按键或塑料薄膜按键存在易磨损、可靠性低和外形单一等问题,设计一款基于感应触摸式按键技术的监测报警人机操作板。阐述感应触摸式监测报警人机操作板的硬件、软件设计思路和方法。运行结果表明,该操作板稳定可靠、操作方便、外形美观。

双机并车船摩擦片离合器的安全保护策略

大功率柴油机双机并车推进系统的摩擦片离合器在应用过程中存在带排扭矩问题,离合器长期带排可能引发过热故障,严重时可能导致摩擦片损坏。由此,对离合器带排原因进行深入剖析,并采用实船专项试验的方法获取试验数据,提出一种摩擦片离合器安全保护策略,保障摩擦片离合器的安全性,进而保证舰船动力系统长期安全可靠运行。该策略已在某系列船的推进监控系统中得到应用,结果表明其能保证摩擦片离合器安全可靠运行。

基于FreeRTOS+ARM架构的遥控控制器设计

主机遥控系统的自动化水平和各控制设备的网络化、智能化程度的不断提高使得传统意义上的单片机已无法满足遥控控制器的性能要求,同时遥控控制器的设计与开发存在修改和维护难度大、软件开发因人而异等问题,这些因素严重影响着舰船监控设备的质量。对此,通过分析主机遥控控制分系统的基本功能需求,以面向对象的思维设计一套基于FreeRTOS+ARM架构的遥控控制器,增强软件代码的复用性,降低软件代码的维护成本,提高系统的有效性。

基于国产MCU的电流输出装置的设计与实现

为提升船舶自动化系统核心器件的自主可控率,提出一种基于国产MCU(Micro Control Unit)的4~20 mA电流输出装置设计方案。该装置以国产的兆易创新GD32F407微控制器芯片作为主控芯片,外部设备配合数模转换器MAX5306,能通过软件配置任一通道的输入和输出参数,其中,输入为可配置CAN(Controller Area Network)报文,输出为可配置4~20 mA电流,且输入与输出呈线性关系。运行结果表明,该装置稳定性好,抗干扰能力和可复用性强,可为后续船舶自动化系统相关装置的开发和改进提供参考。

一种基于Ymodem协议的设备固件在线升级解决方案

当前嵌入式设备在船舶自动化领域的应用越来越广泛,为适应复杂多变的应用场景,对实船设备固件进行在线管理和升级是非常必要的。对此,设计一种基于Ymodem协议的设备固件在线升级方案,在不更改任何设备硬件的前提下,通过上位机软件对设备固件进行在线升级。阐述Ymodem协议和在应用编程(In Application Programming,IAP)技术的工作原理,介绍LPC1768芯片的Flash编程方法和程序启动引导方式,设计固件升级的实现流程。试验结果表明,该固件升级解决方案具有稳定性强、维护成本低和效率高等特点,能实船应用。