[发明专利]一种智能船舶船体系统

权利要求书

1.一种智能船舶船体系统，其特征在于，所述智能船舶船体系统包括船体全生命周期管理模块、监测及辅助决策模块、执行模块以及数据模块；

所述数据模块用于对传感器获取的感知数据进行转换、处理和检测形成结果数据；

所述监测及辅助决策模块用于将所述结果数据与设定值进行对比和分析，当所述结果数据中出现异常数据时，根据所述异常数据自主制定决策意见；

所述船体全生命周期管理模块用于根据所述决策意见对船体结构进行检测，自主制定维修指令；并通过计算船体结构的腐蚀数据，自主制定船体结构的维护保养方案，所述腐蚀数据包括：船体结构的点腐蚀最大深度随时间的变化、船体结构的点腐蚀速率以及点腐蚀速率达到极大值的时刻；

其中，船体结构的点腐蚀最大深度随时间的变化用Weibull函数表示，Weibull函数表示为：

L(t)＝L_μ{1-exp[-[β(t-T_i)]^μ]}

式中，L_μ为点腐蚀的深度上限，T_i为点腐蚀开始的时间点，μ为形状参数，β为尺度参数，t表示为计算时的时间点；

船体结构的点腐蚀速率表示为：

船体结构的点腐蚀速率达到极大值的时间点表示为：

式中，T表示船体结构的点腐蚀速率达到极大值的时间点；

所述执行模块用于根据所述维修指令和所述维护保养方案自主制定执行船体管理和行动的方案，并执行所述方案。

2.如权利要求1所述的智能船舶船体系统，其特征在于，所述船体全生命周期管理系统获取船体结构不同位置的结构厚度数据，根据所述结构厚度数据计算船体结构的不同位置的所述腐蚀数据，根据所述腐蚀数据制定不同时间点的所述维护保养方案。

3.如权利要求1所述的智能船舶船体系统，其特征在于，所述船体全生命周期管理模块还包括通过获取船体设计、建造和营运的各个阶段的阶段数据，并将所述阶段数据以标准化的电子数据形式进行存储和传输，建立船体数据库。

4.如权利要求1所述的智能船舶船体系统，其特征在于，所述数据模块包括采集单元和处理单元；

其中，所述采集单元用于将所述感知数据转换成数字数据；

所述处理单元用于对所述数字数据执行包括信号处理、同步或非同步平均、算法计算、特征提取的操作，并得出所述结果数据。

5.如权利要求1所述的智能船舶船体系统，其特征在于，所述监测及辅助决策模块用于储存针对船体预先设定的结构参数，将所述结构参数标定为设定值；所述监测及辅助决策模块还包括通过获取所述感知数据来计算船体结构在设计寿命期内的疲劳累计损伤度，并根据所述疲劳累计损伤度计算船体结构的实际寿命，根据所述实际寿命对船舶服役时间和船体结构的使用替换情况给出决策意见。

6.如权利要求5所述的智能船舶船体系统，其特征在于，根据应力的类型计算所述疲劳累计损伤度，所述应力包括连续性应力和分段式应力；

当所述应力类型为分段式应力时，在S-N曲线模型的基础上采用Miner线性累计损伤理论计算所述疲劳累计损伤度，S-N曲线模型表示为：

NS^m＝A

lg N＝lg A-mlg S

式中，m、A是S-N曲线中的试验获得的疲劳参数，S为船体结构所受应力，N为船体结构在应力范围水平为S时的疲劳寿命；

Miner线性累计损伤理论的计算公式表示为：

式中，W_i为单一幅级损伤度，N_i为达到破坏所需的循环次数，M为设定应力水平的级数，n_i实际循环次数；

当所述应力类型为连续性应力时，所述疲劳累计损伤度的计算采用连续性密度函数，连续密度函数表示为：

式中，K为应力范围的总循环次数，q为尺度参数，ξ为形状参数，Γ为伽马函数。