文摘

摘要研究螺旋桨在全面通风。本文是基于全面监控数据从一个近海供应船在正常操作。在线监测系统的数据收集血,由劳斯莱斯海洋开发的。数据覆盖一年半船舶操作可用框架内的Era-Net PropSeas Martec项目。通风事件识别的基于模糊逻辑的分析过程。本文包含一个基本的介绍模糊逻辑的详细描述分析过程。然后分析过程采用过程可用的数据,发现通风事件,并形成一套这是进一步分析包括气象观测。

1。介绍

螺旋桨船螺旋桨通风的过程是一个从自由表面空气而工作。众所周知,通风可能会导致螺旋桨赛车和大负载上的叶片和螺旋桨传动轴。两个提到的通风的影响会导致失败的推进系统。因为这个原因通风已经深入研究了这些年来通过不同的方法。

先锋研究已经由Kempf [1),日本柴2],Gutsche [3,弗莱舍(4)分析影响螺旋桨的几何和操作条件对通风现象。然而,这些作品并没有考虑完全螺旋桨运行的环境条件下,由于螺旋桨被认为有一个静态下沉。更动态的场景已经被Koushan[复制5)和Koushan et al。6]在螺旋桨受到强迫正弦升沉运动从离开水完全淹没,完全和常规的正弦波,分别。这个问题也被解决通过CFD在Califano [7],他也指出,空气的可压缩性,在模型规模是可以忽略的,可能会影响在全面通风。最后不同通风类型和《盗梦空间》机制已经被Kozlowska分类等。8]。所有这些研究依赖于某种近似旨在简化问题,这样他们可以分类的类别下通风控制的情况。这种研究是重要的理解机制除了通风和它的影响,但没有考虑完全与船系统的链接。相反的关系与船舶通风系统是本文的基础。检测到通风的发生通过其影响船舶的推进系统在正常操作。

本文使用数据提供的健康和监视系统(血以后)目前正在开发的劳斯莱斯的海洋。血系统是一个在职监控系统旨在推进系统组件的早期评估可能的失败。系统安装在一个供应容器,装有两个方位推进器的推进。系统监控不同子系统,但在目前的分析只考虑两个主推进单元。连续系统日志的采样率0.5赫兹,推进系统状态和船舶动态定位系统在1赫兹。这样一个先进的系统有许多可能的好处,其中的可能性,帮助更好地管理船舶的船东。在分析还发现由劳斯莱斯海洋通风事件可以被探测到。然而提议的过程,虽然是有效的,主要是手工的,因此不容易适用于大量数据。本文提出的方法劳斯莱斯海洋扩展,适合长时间序列的模糊逻辑的分析。而且近一年半的数据分析了船舶操作并与气象观测的海船上的操作。

本文分为三个部分。第一部分包括一个简单的介绍了模糊逻辑和模糊逻辑工具箱的发展。在第二个在职的数据进行了分析。最后在上一节分析扩展包括天气观测。

可用的数据劳斯莱斯海洋PropSeas框架内的合作研究项目。

2。分析工具箱

2.1。概念分析工具箱

全面的数据分析工具箱录音是必要的,由于大量的数据进行分析。车载采集系统收集的数据的血有两种类型:船推进系统数据和环境数据的动态定位系统。采样频率是0.5赫兹和1赫兹,分别。虽然抽样频率相当低,收购所覆盖的时间跨度非常大,导致长时间序列进行分析。如此巨大的数据意味着,如果人类要分析的数据,将是冗长而乏味的工作。此外分析由人类遭受的任意解释人类观察数据。然而,人类思维,其功能轻松把新输入和标准,在这种分析是必要的。它是必要的,因此,创建一个框架中,人类可以分析数据,制定假说,并检查如果在严格的假设是正确的,但与此同时灵活的方法。解决这两方面的需求被发现模糊逻辑。

它还说,低频率的采样不允许采用其他常用的时间序列分析技术。早期尝试采用交叉信号之间的相关性或模式识别技术被证明是不成功的,由于采样频率很低。

2.2。清晰和模糊逻辑

模糊逻辑或更准确的模糊集于1965年首次引入的德(9]。从那时起模糊逻辑已经被越来越多的应用于不同的领域,包括控制、决策制定和近似推理。尽管模糊逻辑可以以形式化的方式呈现,我们喜欢这里通过一个例子介绍它。正式介绍模糊逻辑和近似推理读者可以参考德(10]。背景模糊逻辑的想法是在人类对事物有很多集进行分类的方法,有一个模糊的边界。因为这个原因,当引入模糊逻辑,它是有用的比较清晰的逻辑,这是一个我们都很熟悉。

主要的清晰和模糊逻辑的区别是第一个分配一个二进制数真值(值指示一个命题真理的关系),而模糊分配一个真值是一个范围从0到1的实数。这个模糊的定义真值使模糊逻辑适合代表人类思维在数学术语。我们人类是用来表达概念光滑。如果我们考虑,例如,空气温度在一个地区可能跨越从0到30°度和今天是14度,然后问题是决定如果今天是热的或冷的。脆逻辑的方法是设置一个阈值在15度,因为今天温度1度低于阈值状态,那么今天是冷的。但是今天如果温度是16度那么热。也许我们大多数人会说,今天是温暖的一天。然而在一个二元逻辑这是不可能的。模糊逻辑相反分配一个加入今天的温度,即在多大程度上属于一组样本(在本例中有多少今天的温度属于天热的集合)。如果温度范围从0到30度是线性的,那么加入今天的天热温度的设置是14/30 = 0.467。 However this might still be considered to be somewhat rough. Humans do not feel the temperature on a linear scale, thus the linear mapping from temperature to membership should be changed in favor of a more suitable one. This mapping between a sample and its membership ()对于一个给定的设置是通过所谓的隶属函数进行的。选择一个合适的隶属函数的模糊逻辑是至关重要的。成员函数是一个任意的数学表达式,从测量值映射到会员。尽管函数任意,有一组函数被广泛用于模糊逻辑。在这种情况下一个合适的一个可能乙状结肠,有以下表达式: 在哪里表示会员,一个参数的样本在检查中,控制曲线的陡峭曲线的中心(因为会员等于0.5的一个示例=)。的参数作为一个获得的作为补偿,自第一控制曲线的陡峭而第二个是曲线集中的地方。

乙状结肠的一般形状如图(一个平滑的步骤)1。

乙状结肠的可调温度的例子,这样会员= 0.5是分配到15度,低于5度是冷,25度以上是热门选择等于15=−0.5。清晰的逻辑和图的两种模糊的方法进行比较2。

以上介绍是模糊逻辑的基本工具:成员函数。模糊逻辑时的优势超过一个标准是用来做决定。如果一个人想要添加额外的标准为了建立如果今天是热的,这可以容易由模糊逻辑处理。例如,人们可能会认为添加相关信息空气湿度、风速、云量创造新的隶属函数,适合代表新添加的参数是如何映射到天热的集合(例如高湿度增加的机会今天热)。处理许多标准清晰的逻辑结果一般在非常复杂的系统,必须考虑每一个组合的参数考虑为了得到一个结论。模糊逻辑方法相反是定义标准,然后通过隶属度函数表达他们。然而,计算隶属度函数并不直接导致最后的结论。一旦所有的会员给定样本的计算,形成所谓的模糊集。下一步,这对应于最后赋值1或0到给定的样本,称为defuzzy。虽然de-fuzzy步骤可以在许多不同的方式进行,这里提出了一种方法。 In this approach a weight is given to each of the membership functions and then a threshold is set to the sum of the membership functions. Samples below the threshold are left outside the set. When fuzzy logic is applied the way that has been described, it is common to refer to the procedure as fuzzy inference. Therefore the developed toolbox belongs to the category of fuzzy logic inference systems.

2.3。从推进可用数据,动态定位系统

正如前面提到的分析是基于一组数据从两个不同的系统安装在推进仪器监测和动态定位系统。血系统是一个监控系统整个推进系统的健康状况,收集的数据的一个子集是指主推进系统。的所有可用的频道列表分析报告在表1。

属的渠道,一些派生的通道计算,目的是使分析更简单。尤其是一般的扭矩并推进介绍了系数: 在哪里螺旋桨转矩,水的密度,螺旋桨直径,螺旋桨的革命这艘船的速度。公约的方位角是积极的,当单位是顺时针方向旋转,当单位从上面看到。当港口单位有一个积极的方位,港口螺旋桨接近船中心线(我们称这种情况为向内)。右舷螺旋桨是接近船中心线时右单位方位角是负的。公约的螺旋角弓时是积极行动起来。

除了标准的螺旋桨系数和考虑到通风是参与分析,一个参数代表螺旋桨下沉已经包括在内。不可能从数据可用来计算螺旋桨完全淹没,因为没有信息可供实际波仰角螺旋桨的位置。然而一个参数与静态下沉,由于瞬时船横滚和俯仰角度,被认为是重要的。是很重要的话,在模糊逻辑方法没有必要精确计算静态下沉,它足以定义一个索引链接到它。因此下沉指数被定义如下: 在俯仰和滚船俯仰和滚角,分别并签署等于1如果左舷单位考虑,否则它是−1。更准确的估计静态下沉可以得到权重3和1俯仰和滚运动,分别由螺旋桨中心的实际位置的重心,利用非线性欧拉旋转。不幸的是,工具箱开发时,螺旋桨的确切位置和船的重心是已知的。

2.4。模糊逻辑工具箱的发展

开发一个模糊推理系统的第一步是在语言表达的标准条款。这一步中,参考温度的例子中,将对应于状态:“如果今天是一个炎热的一天,那么温度必须高。”对于每个样本的血系统多个参数可用,所以可以定义多个标准。目前使用的标准分析如下。(1)如果螺旋桨革命突然增加,可能是由于通风。(2)如果转矩(或更准确地说)显示了一个突然的下降,这可能是一个有趣的事件。(3)如果下沉指数高的螺旋桨可能接近自由表面,增加通风发生的机会。(4)相反如果螺旋桨螺距突然减少,相应的减少可能不是由于通风。(5)如果推进器指向向内(方位角)、船体避难所螺旋桨,因此通风不太可能的。这些标准定义了推进器设计经验和观察的基础上收集的数据。前两个标准也支持的报道是通风的后果被其他作者在船舶推进系统。总结的通风的推进船舶的影响,读者可以参考Smogeli和Sørensen11]。第三个标准是为了添加一个粗略的估计的可能性螺旋桨是足够接近自由表面空气。第四个标准是与本文提供的特定的应用程序。螺旋桨是一个可调螺距螺旋桨,因此控制系统行为螺旋桨螺距。发现当船受风大浪急的海面状态,控制系统行为不时螺旋桨螺距,减少,可能限制扭矩。场上迅速下降,这导致突然转矩下降,很容易误解为通风事件根据标准2。第五则有些相关第三。这艘船配备两个方位推进器。下面的两个单位安装船船尾,因此不能从正上方的空气螺旋桨。当其中一个单位是旋转的螺旋桨接近船中心线,空气必须经过的路径到螺旋桨是更长时间,减少通风发展的概率。

必须指出,这组标准在运输途中被选为了检测通风事件模式。例如,因为它将显示后,动态定位条件不能处理这些标准。

在表2提出了采用隶属函数,在松散第一组可用的数据。它被选为松散调整隶属函数为了不过于关注事件像那些用于调优。必须指出,整个工具箱开发和优化的目标自动识别通风事件,基于一组事件已经被人类的运营商。

overbar表示中位数的值的变量接管一个滑动窗口61个样本(2分钟)。标准偏差是在同一个窗口中计算。可用数据只包括反馈信号,因此中间值作为代表值要求的控制系统。

五个隶属度函数性质可分为两组。螺旋桨革命和转矩系数形成第一组。他们的目标是检测异常值,换句话说样品不符合信号的统计观察窗。标准差是包括在相对隶属函数。理想的第一组隶属度函数应该输出一个成员值尽可能接近零的样品和分配一个会员一些异常值等于1。选中的隶属函数是乙状结肠,分配一个会员等于0.5样本使指数参数等于零。为了考虑样本的螺旋桨rps是局外人,样本必须高于平均值+标准偏差。转矩系数的要求是严格的。转矩系数必须低于平均转矩系数-相对标准偏差的两倍。程度的样本被认为是一个异类由“增益系数”,这是控制固定螺旋桨rp和转矩的转矩系数标准差的函数。 The gain is fixed for the propeller rps since the signal shows rather constant statistical properties, whereas the gain is variable and related to the standard deviation for the torque coefficient since the signal varies significantly with the sea state.

第二组包括音高、方位角和下沉指数隶属度函数,旨在检查条件适合通风。螺旋桨的螺距不同隶属函数使用由于音高的反馈信号,而不同于其他人。当船不是在两个操作之间的瞬态条件下,沥青是由控制系统保持不变,减少避免过载。然而由于低分辨率的反馈信号,发现场上的记录值之间来回跳两个层次在情况没有改变音高。这种效应被称为量化。此外,当控制系统行为,减少相当有限。因此有必要选择一个既不受信号影响模糊隶属函数量化和仍然能够检测,而小螺距的变化。最后一个信号钟形采用隶属函数。钟形函数的一般形式 函数是集中在,加入等于是1。函数是平的在一个地区控制的参数并根据参数超出该地区。平地区消除了信号的量化问题。外的曲线可以极其陡峭的平坦区域参数。方位角成员通过一个标准的s形的计算功能和调谐,当单位是“向内”指向角大于20度,会员是零。

下沉指数代表乙状结肠成员函数的一个简单的应用程序。注意到通风的事件,这已经确定工具箱开发的时候,有一个下沉指数超过0.2,而高浓度约0.25。下沉指数乙状结肠因此一个偏移量等于0.2,迅速增加索引大于0.2。

介绍模糊逻辑描述,计算隶属度函数有助于创建模糊集,这仍然需要defuzzified为了得到最终的结论是,在给定的时间螺旋桨通风。defuzzifying的一个简单的方法是设置一个阈值加权隶属度函数的和上面一个样本被认为是通风。权重的选择反映了分配给每个标准的相关性和阈值水平的确定性程度需要包括一个示例的设置通风事件。在这一分析的模糊集加权的和隶属度函数,计算如下: 阈值被设置为0.85。如果阈值设置为0.85,那么权重可以分为两组。第一组包括参数被认为是关键因素,定义一个通风的事件,因此如果他们的会员等于零,那么样品不能被认为是一个通风的事件。属于这个群体的扭矩系数和方位角。转矩系数在于这群自利息是事件造成重大影响推进系统。方位角属于这个组织因为没有明确的证据,任何通风事件发生在单位向内。第二组包括剩下的三个参数;如果他们的会员是零,样品仍然可以被认为是一个通风事件提供其他会员是等于1。最低的重量已经分配给螺旋桨革命以来注意到并不是所有的通风事件引起了螺旋桨赛车事件(可能是控制系统是防止有些人)。下沉索引不能被认为是一个关键因素的通风,因为实际表面高程是未知的。 The same applies for the propeller pitch, since ventilation can also happen when the pitch has been already reduced by the control system.

必须说,工具箱进行了优化,以便避免假阳性。训练集太小建立一个详细的模糊逻辑参数的优化过程。相反,它是决定松散优化工具箱一个小训练集,然后检查可用的数据,如果已经是一个很好的工具来分析长时间系列。

模糊工具箱的应用将首先在训练集,然后在另一个时间序列。

2.5。训练集

工具箱开发了从在血上执行数据分析由劳斯莱斯海洋。报告的数据作为训练集的人物3在时间序列的形式出现的。

数据的时间跨度已经收购了大约两天。虽然采样频率相当低,连续记录了大量的数据也在一个相当短的时间内通过绘制显示扭矩系数对推进系数。这个图在图4,红线参考标准的b系列螺旋桨的开放水域特点不同的音高值,从0.5到1.4不等。很明显,船经历了不同的操作条件,形成群体的点有点可见的阴谋。

战略最初提出的分析由劳斯莱斯海洋是识别一个特定的群点代表一个操作条件,然后分析异常值。在最初的分析选择专注于点的螺旋桨螺距大于95%的最大的一个。点,可能与通风是那些躺在主组约在图5。但是有些点躺在该地区可能不是相关通风。然后需要找到在时间序列其他参数确认这些点实际上是通风的事件,例如,大型船舶的运动或突然螺旋桨数增加。虽然这很好,对长时间序列分析的策略是不切实际的,因为它需要一个巨大的人类的努力。

在第一阶段发展的工具箱这些点标记的分析被用来选择和调整隶属度函数。在图6标记点显示为彩色的点,然后在图7在时间序列。

并给出了计算隶属度函数图8。

的时间历史五个隶属函数如图8。成员函数可以分为两组:第一组包括前三的目标是马克异常值和第二组包括剩下的两个,其目的是消除虚假的事件。前三的目标是有一个零或非常低的加入所有的样品除了那些有关通风。相反的最后两个检查离群值样本可能被前三个不相关的突然改变螺旋桨的叶片间距或由船体庇护。基于隶属函数计算,可以计算出模糊集报道在图9。已经提供了两个很好的例子的训练集的模糊方法的优点和缺点。如果阈值设置为0.85,所有标记点包括除了两个。有趣的是理解这两点之间的区别红色和绿色的圆圈。如果点在图中的红色圆圈所示9被认为是,工具箱将正确地离开,自从大转矩下降是由于螺旋桨螺距的突然减少。此外下沉隶属函数相对于指数是零。这一点与通风的概率非常低,正确预测的工具。用绿色标记是错误的不包括在设置的通风的事件,因为它的模糊集值相当低。然而这个事件可能是一个小小的通风事件创建,而推进系统的影响有限,这可能包括通过选择一个较低的阈值水平。0.85是一个相当保守的选择水平值,因此只能检测到重大事件。

还应该指出的是,工具箱不能够检测在船舶动态定位操作事件。虽然这最后一点显然是一个工具的限制,必须注意到,有明确的证据表明,通风是发生在动态定位操作。限制源自于这样一个事实:命令值不可用。推进控制系统更改参数通常在2分钟时间用于接近要求值,因此均值,如上定义的,与实际的命令值。在图10典型的时间序列对推进系统的一个例子,当这艘船在动态定位条件,。从图中很明显,系统上的控制系统行为不断保持所需的位置,而不是旨在稳定条件的运输情况。在图相应的隶属度函数11。必须指出,在动态定位单位是指向向内,因此方位角会员下降为零。由此产生的模糊集的礼物值远低于阈值(图0.8512)。工具箱中不能使用在动态定位,但至少它不介绍假阳性。

2.6。测试的工具箱

数据从测试船提供劳斯莱斯海洋时间序列的形式覆盖一个月。因此在这一节中采用工具箱扫描的数据数据集通风一个典型的事件一个月。船不是连续操作在一个月期间,和去平台交替着在港时间。船的不连续的操作是明确船舶推进系统数据和显示运动数据13和14,分别。

虽然可以分析只有部分时间序列当船动作很大,扫描整个数据集和工具箱。由此产生的模糊集合,0.85点超过阈值的彩色斑点,如图15。

通风事件已确定在三个不同的旅行;那些通风相对于第二次被发现要进一步解决。在图16模糊集是策划为选定的旅行。

确定事件也在《纽约时报》系列报道相对于船舶推进装置的参数和运动。

从两个数据17和18显然,确定事件发生在船运作模式完全不同。第一组被当船在运输模式,而第二个是指一个较低的速度操作。这艘船运动也不同;最后两个事件记录,而船有一个非常有限的运动。这显著差异是由于不同的船的速度,而且,船改变了航线在两组之间的事件,如图19。

工具箱证明工作也一个数据集的训练也可以确定一个有趣事件也在操作条件不同的交通。

3所示。工具箱的应用

工具箱是应用于收集的数据单元安装在测试在2010年1月- 2011年6月。右舷单元的数据无法使用的2010年1月,由于转矩规并不能完全运作。分析阶段包括因此近一年半的船操作。使用模糊逻辑工具箱,45岁和27日活动已确定的港口和右舷单位,分别。必须说,8港口45事件的单位被确定在2010年1月,当其他单位没有可用的数据。即使不考虑这些8事件,两个单位之间的差异10事件仍。这种差异将在一个特定的部分,而在这一节中所确定的事件进行了分析。港口单位提出。

在图20.船的速度,当事件收集。图表显示,大多数事件发生当船在运输模式(船速度大约10节),虽然4事件记录船舶操作时速度较低。这些最后的低速事件表明,工具箱能够检测事件也在船上运输条件,在训练集。大多数的事件记录当方位角-(图21港口推进器的),这意味着向外单位是指对船中心线。然而事件单位指向向内也被检测到。

节距和转速反馈与假设一致的大多数事件发生当船在运输模式(图22)。因为工具箱不能处理动态定位条件,由此可见,最常见的事件主要是收集其他船运作模式,这是交通。

船的运动是大并不奇怪。然而有趣的是注意到一些事件发生在船上没有任何明显的横摇角,但大螺旋角(图3)。

右舷的分析单位,此外,更少的事件被检测到,与口岸单位展示了一些相似之处,但也有一些相关的差异。船的速度在事件更分散,显示更多的事件以较低的速度,虽然类似于其他单位运输模式(图似乎提供更多的事件24)。

方位角的符号,这右单位,都有不同的意义。在这种情况下,单位时向外指向方位角是正的。

如果方位角度的端口事件与右舷的相比,有两个主要区别。第一个区别是,港口单位显示了很大的事件也向内角度,而右单元(图25向内)不显示任何事件对大角度。第二个区别是角的大小。尽管更多的事件是用于港口单位,没有一个人向外展示了一个角大于大约10度。

螺旋桨螺距和转速反馈图(图26)确认右单位经历更多的通风事件nontransit条件比其他单位。

船舶运动图(图27)不显示任何特定的与港口方面的差异。必须说的右舷单位负辊角度降低螺旋桨下沉。

所有的above-underlined差异导致的结论是,有一些其他参数不考虑单位之间的差异来解释。这个想法执行时的累积和单位的事件从一开始就绘制在几个月的分析。图表从2010年2月的月。

图28显示不同数量的事件收集到2011年6月可能是由于统计短的时间考虑。然而到目前为止收集到的事件的统计显示不同的趋势。

3.1。在事件分析的状态

测试平台之间的船舶是一个航天飞机供应船在挪威海。船舶运营大部分时间接近巨魔的一个平台。图29日展示了跟踪船舶的2010年1月,巨魔一个平台的位置。这个平台有一个气象站和收集到的数据通过eKlima免费网站,挪威气象服务的服务。波统计收集每6小时包括波光谱重要的高度,期间,和方向。假设巨魔的读数是代表海船舶运行状态,可以有一个粗略的估计波的统计船期间经历的事件。

在图30.第一波高峰时间策划反对的波有效光谱高确定事件在整个分析了18个月的时期。首先高峰期我们将最大的峰波频谱。图中蓝色和红点指的是港口和右舷单元,分别。主要波第一高峰期间的事件大约是8.5秒,这是一个相当常见的挪威海的波的周期。重要的高度范围从2米到5.5米,与浓度约4米。这里列出的情节是一个可能的解释。缺乏活动波显著高度大于5.5米可能是由于船不是在风大浪急的海面。这一事实更少的事件已确定在较小的有效波高,尽管这是一个更常见的海洋国家,可能是由于这一事实的最大波浪相对于这个重要的高度可能触发一个通风的事件。事件数量的增加和日益重要的高度,到了这个地步,要么是重要的高度是如此之多,这是罕见的或船不是在这样的大型海洋国家。最后一个假说是证实通过比较相对频率的分布发生不同的浪高的巨魔整个平台期和录音时,船被操作。 These two distributions are presented in Figure31日分别由蓝色和红色曲线。显然从情节,船东可以避免操作船在波涛汹涌的海面。情节也确认了重大高度超过6米是相当罕见的巨魔的位置进行了分析。

在图30.它也可以注意到波的周期分布的两个单位显示差异。这两个分布非常相似,但右单位略转向更长。

这个小统计差异,结合已经从时间序列的分析,指出导致的想法还是缺了点什么分析。换句话说,两个单位始终显示很小,但明显的差异,没有一个明确的解释参数考虑到目前为止。

3.2。估计和分析波的接触角

为了解释的差异已在前款规定的,指出波遇到角是添加到分析。波接触角的定义是波方向之间的角度和船。船的时候是零,波方向一致(海洋),而这是180年,当时两个方向是相反的(海洋)。它在逆时针方向为正,如果船从上面看到。

如果船舶航向和波方向在操作区域主导价值观,那么它可能还船的波浪接触角会有一些主导方向。从图29日可以看出测试船流普遍地在一个东西。挪威海,由于大陆的存在,由于当地的大气环流,显示了出现的相对频率波的方向(对于一个给定的样本数量波方向)除以总数量的样本不均匀分布在罗盘玫瑰。这个noneven分布如图32,发生的相对频率波方向的2004 - 2010年期间在平台巨魔报道(图中大气公约方向,因此使用方向代表了方向海浪来自)。

在相同假设用于估计的波高和周期,可以计算波遇到国家有关海洋和船舶位置角。再次巨魔的波数据平台将被认为是代表在实际船波数据的位置。这个假设也意味着,因为波方向更新每6小时,船应该体验波统计最近的观察。因此前三个小时和三个小时观察后唯一的参数改变遇到船航向角的计算。

然后计算接触角分成10度槽并计算其发生的相对频率。一个过滤器被应用于遗漏统计样本相对于重要的高度小于2米。样品已获得庇护地区船舶航行时被遗漏了。因此所有的样品获得东部4.5°经度,位于船离岸大约15英里的峡湾,没有考虑。最后,只有点船速度大于2节已经考虑,为了不包括动态定位和低速机动。换句话说发生的相对频率计算代表遇到的分布角度的波被认为可能在移动过程中生成通风事件模式。

这个分析的结果呈现在图33。很明显从相遇的情节角度不是均匀分布在0 - 360度范围内。波遇到的不均匀分布的角度可以解释不同的事件统计数据,它被发现的分析检测到的事件。尤其是船舶在运输过程中经历大部分时间港口弓四等分的海洋和右舷船尾四等分的海域。

在图34波接触角在事件策划对港口的船的速度和右舷单元。必须指出的是,港口单位是迎风一遇到角180至360度,而右一个是迎风角度0到180之间。毫不奇怪的单位经历更多的通风事件时迎风,在这种情况下,这意味着这艘船正在经历弓四等分海域的港口在右舷的事件和斯特恩成直角的海洋,与分布在图一致33。弓之间的差异在船上响应四等分,斯特恩成直角的海洋可能是引起两个单位之间的差异在统计到目前为止已经发现。图34也表明,船首和船尾四等分海洋可以触发迎风装置通风。通风在背风单位只在弓四等分的海洋似乎是可能的。但是这是针对大量的检查活动。

4所示。结论

本文的分析技术由血系统收集的数据。分析采用一个特别开发了模糊逻辑推理系统工具箱,这被证明是有用的在分析收集到的数据当船在运输模式。虽然工具箱不能够处理动态定位模式,这也证明了工作在低速时,并没有期望在开发阶段。

工具箱用于扫描可用的18个月的记录,以确定通风事件。工具箱中发现了一个45事件总数为港口单位和27右舷单位。然而8 45事件确定港口单位收集在右舷单元采集系统并不能完全运作。结果表明,两个单位之间的不同数量的检测到事件似乎是由于有限的时间考虑,而不是其他原因。

事件从统计学的角度进行分析,目的是寻找事件数据中的模式。发现右单元显示更大的散射与港口单位数据相比。包括海况信息发现的大部分港口单位发生的事件记录当船正在经历港口弓四等分的海域,而大多数的右舷单位记录的事件当船正在经历斯特恩成直角的海洋。这种差异似乎是由于船舶操作模式和主导的组合波方向领域的操作。然而,需要更多的数据来证实这一点。

虽然时间跨度覆盖在目前似乎相当长,分析事件的总数,考虑两个单位,就是72年。因此仍然想念列出的趋势已被大量的样品得到确认和其他可能不会注意到由于缺少样品。然后建议重复这个分析当更多的数据是可用的。证明了在这种分析是很重要的包括海洋状态的信息。在这种情况下,这是可能的,因为船在一片海的操作这些数据。然而这并不是最常见的情况。建议尝试开发方法来估计的海况数据更常见,如船舶运动。

确认

作者要感谢列夫Vartdal和列夫Aarseth劳斯莱斯海洋的支持发展的模糊逻辑工具箱。工作的一部分进行Era-Net PropSeas Martec项目。挪威研究委员会的财政支持和劳斯莱斯海洋是感激。