[发明专利]一种智能船舶船体系统

说明书

本发明公开了一种智能船舶船体系统，其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；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；监测及辅助决策模块用于将结果数据与设定值进行对比和分析，当结果数据中出现异常数据时，根据异常数据制定决策意见；船体全生命周期管理模块用于根据决策意见对船体结构进行检测，并自主制定维修指令；执行模块用于根据维修指令自主制定执行船体管理和行动的方案，并执行方案。智能船舶船体系统基于船体数据库的建立和维护能实时监测船体结构应力的变化，分析并计算船体结构数据中存在的异常，有效地排除了船体中的潜在危险，进一步地提高了航行安全。

技术领域

本发明涉及智能船舶领域，尤其涉及一种智能船舶船体系统。

背景技术

智能船舶是指利用传感器、通信、物联网、互联网等技术手段，自动感知和获得船舶自身、海洋环境、物流、港口等方面的信息和数据，并基于计算机技术、自动控制技术和大数据处理分析技术，在船舶航行、管理、维护保养、货物运输等方面实现智能化运行的船舶，以使船舶更加安全、更加环保、更加经济和更加可靠。

传统船舶船体系统的功能是对船舶在航状态实时监控，突发状况下根据经验提供辅助决策，实现船舶操纵。但同时人为作业也是传统船舶行业的弊端，据统计，船舶安全和海洋污染80％以上是人为因素造成的，人为操作船舶加重了船舶行业的负担；另外在船舶航行过程中，无法对船体结构数据可能出现的潜在异常及时分析计算，容易使船舶发生危险事故。

海洋环境是最为恶劣的腐蚀环境之一，各种金属材料与结构在海洋环境中极易发生劣化破坏，而船舶强度和安全性是造船界和航运界最为关注的问题。船舶营运过程中产生的结构缺陷有磨损、残余变形、结构完整性破坏和其他缺陷，这些缺陷会导致船舶局部强度降低，对船舶的整体强度造成不良后果，因此在船舶全生命周期内进行结构可靠性分析而不考虑腐蚀、疲劳等原因引起的结构承载能力随时间的变化是非常危险的。海洋环境对船体结构的腐蚀是逐年削弱的，且海洋环境对船舶构件的腐蚀不是均匀腐蚀的，是由于船舶结构的不同导致船体结构的腐蚀速率不同。点蚀在船体结构腐蚀中所占比例最大，通过研究表明，由于船体结构构件中的掺杂物质较多，在复杂的海洋环境中点蚀发生的几率最大，且容易在极短的时间内发生，随着腐蚀时间的增加，发展成蚀坑，进而对船舶的整体结构造成影响。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明提供一种智能船舶船体系统，旨在解决在突发状况下现有船舶没有提供监控数据以及辅佐决策船体的系统，以及现有船体系统无法对船体结构的腐蚀程度进行计算并提供相应的维护保养方案的问题。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

一种智能船舶船体系统，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]}