[发明专利]一种基于智能船舶靠离泊仿真测试的故障信息处理系统

权利要求书

1.一种基于智能船舶靠离泊仿真测试的故障信息处理系统，其特征在于，包括：

故障信息监测模块，用于基于传感器对智能船舶在靠离泊过程中船舶运动参数以及周围海况参数进行监测，得到故障信息；

故障处理分析模块，用于对所述故障信息进行模糊处理分析，确定发生故障的原因和发生故障的位置；

解决方案生成模块，用于根据所述发生故障的原因生成相应的解决方案并确定最佳解决方案；

执行模块，用于按照所述最佳解决方案结合所述故障发生的位置执行相应的操作；

故障实施反馈模块，用于在所述执行模块执行相应操作的过程中，将故障处理的当前状况实时反馈给故障信息监测模块；

数据库模块，用于存储有关故障的历史信息，所述有关故障的历史信息包括故障信息、发生故障的原因和发生故障的位置；

相似故障预警模块，与所述数据库模块和所述故障信息监测模块连接，用于根据所述有关故障的历史信息与所述故障信息监测模块实时监测得到的故障信息进行计算得到事例间相似度，当所述事例间相似度满足预设条件时进行提前预警；

所述故障信息包括船舶信息、环境信息和港口相关信息；

所述船舶信息包括船舶种类、船舶的操纵性能、吨级、船龄、船舶长度、吃水，所述环境信息包括风、浪、流、能见度、港口泊位长度、港池船舶密度、码头前沿水深、码头前沿回旋水域尺度、船舶密度，所述港口相关信息包括港口靠离泊安全规章制度的制定和实施、港口通信设施的通畅程度、拖轮使用规则；

所述故障处理分析模块包括：

分解子模块，用于利用量测模型对所述故障信息进行加性分解，确定当前时刻传感器是否产生故障信号；

分析子模块，用于根据所述分解子模块检测出的产生故障信号的传感器进行分析，确定发生故障的原因以及发生故障的位置；

所述量测模型为：

z_i(k)＝x_i(k)+υ_i(k)+η_i(k)ζ_i(k)

其中z_i(k)为第k时刻第i个传感器的量测值；x_i(k)为第k时刻观测对象的真实状态值；υ_i(k)为第k时刻第i个传感器的量测噪声；η_i(k)为第k时刻第i个传感器产故障的符号函数，当故障发生时，其取值为1，当没有故障发生时，期取值为0；ζ_i(k)为第k时刻第i个传感器产生的故障信号；

所述分解子模块进行故障监测的目标是η_i(k)和ζ_i(k)，并根据η_i(k)和ζ_i(k)识别第k时刻第i个传感器是否发生故障，以及发生故障时对应传感器的位置；

所述相似故障预警模块包括：

相似度计算子模块，用于将故障的历史信息作为事例库中目标事例，将当前监测到的故障信息作为当前事例，对船舶靠离泊过程中的事故相似度采用最近邻算法建立一个相似性计算函数，得到事例间相似度；

预警子模块，用于根据事例间相似度与相似度阈值进行比较，如果超出所述相似度阈值，则进行提前预警；

所述相似性计算函数为：

其中sim(X,Y)为当前事例和事例库中已存在的目标事例之间的相似度；sim_i(X_i,Y_i)为当前事例和事例库中在第i个故障上的相似度；μ_i为第i个故障发生部位特征的权重，μ_i为采用相对比较法确定得到；

权重μ_i的计算公式为：

其中三级比较标准的比较值p_ij的数值为：

当r_i比r_j重要时，p_ij＝1；

当r_i和r_j同等重要时，p_ij＝0.5；

当r_i比r_j不重要时，p_ij＝0；

设r_i和r_j为来自于当前事例和事例库的指标。