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在国家倡导节能减排、绿色航运的时代背景下,近年来船舶运输导致的能源消耗和环境污染问题引起相关部门的高度重视,尤其针对内河量大面广的老旧船舶,其“信息孤岛”现象严重、数字化水平低,多源异构设备和系统产生的海量异构数据源无法直接进行实时采集以及用作油耗分析,迫使内河船舶信息化和智能化发展受阻。为进一步促进内河老旧船舶节能减排,本文结合云服务、移动互联网等新兴技术,针对内河老旧船舶主机能耗在线监测和油耗建模进行研究,并对其关键技术进行研究分析,在解决多源异构数据采集与集成问题的基础上,通过建立船舶油耗模型进行分析,为船舶节能减排、绿色航行提供支持与保障。
首先,根据实船调查研究和相关文献的学习,阐述内河老旧船舶发展的必然趋势,从多源异构数据的采集与集成、能耗设备监测和油耗模型建立三个方面入手,分析内河老旧船舶信息化改造过程中存在的问题和需求,并有针对性的提出内河在航船舶主机能耗在线监测系统框架,该框架从设备层、船端数据采集网关和在航船舶数据云服务端以及应用层四个方面入手,针对内河老旧船舶主机能耗设备,对数据的采集与集成、数据存储、油耗分析以及管理等问题提供了一套完整的解决方案,为探索量大面广的老旧船舶进行快速信息化和智能化改造提供了思路。
其次,根据框架所涉及到的关键技术,从整体结构、方法原理和具体实现等方面进行技术方案的研究,主要包括:针对不同设备和系统的内河在航船舶多源异构数据的采集、基于动态适配模式的船舶数据集成和在航船舶油耗模型服务发布研究以及在航船舶油耗模型建立等相关技术的研究,并就研究内容进行详细的理论阐述,为后续系统的整体实现和油耗模型的搭建奠定了理论基础。
最后,根据目标船舶的实际情况,结合理论研究,针对本文提出的相关问题和需求,进行系统框架方案的具体实现。所搭建的监测系统数据采集与集成的实时性好、准确性高、可靠性强;根据采集的实时数据建立的油耗模型能够准确预测油耗值,模型误差小。最终结果表明,本文提出的解决方案是切实可行的,可以为内河老旧船舶信息化、智能化升级改造提供方案,并为船舶行业在节能减排方面提供数据基础和分析方法。
首先,根据实船调查研究和相关文献的学习,阐述内河老旧船舶发展的必然趋势,从多源异构数据的采集与集成、能耗设备监测和油耗模型建立三个方面入手,分析内河老旧船舶信息化改造过程中存在的问题和需求,并有针对性的提出内河在航船舶主机能耗在线监测系统框架,该框架从设备层、船端数据采集网关和在航船舶数据云服务端以及应用层四个方面入手,针对内河老旧船舶主机能耗设备,对数据的采集与集成、数据存储、油耗分析以及管理等问题提供了一套完整的解决方案,为探索量大面广的老旧船舶进行快速信息化和智能化改造提供了思路。
其次,根据框架所涉及到的关键技术,从整体结构、方法原理和具体实现等方面进行技术方案的研究,主要包括:针对不同设备和系统的内河在航船舶多源异构数据的采集、基于动态适配模式的船舶数据集成和在航船舶油耗模型服务发布研究以及在航船舶油耗模型建立等相关技术的研究,并就研究内容进行详细的理论阐述,为后续系统的整体实现和油耗模型的搭建奠定了理论基础。
最后,根据目标船舶的实际情况,结合理论研究,针对本文提出的相关问题和需求,进行系统框架方案的具体实现。所搭建的监测系统数据采集与集成的实时性好、准确性高、可靠性强;根据采集的实时数据建立的油耗模型能够准确预测油耗值,模型误差小。最终结果表明,本文提出的解决方案是切实可行的,可以为内河老旧船舶信息化、智能化升级改造提供方案,并为船舶行业在节能减排方面提供数据基础和分析方法。