(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111594466.5 (22)申请日 2021.12.23 (71)申请人 震兑工业智能科技有限公司 地址 518101 广东省深圳市宝安区新 安街 道海旺社区兴业路1100号金利通金融 中心大厦2栋45 01 (72)发明人 魏慕恒　颜媛媛　张羽　谭笑　 张瑞　李永杰　 (74)专利代理 机构 北京天达知识产权代理事务 所(普通合伙) 11386 代理人 侯永帅 (51)Int.Cl. G06F 30/15(2020.01) G06F 30/20(2020.01) (54)发明名称 一种船舶航速优化的动态转速微调方法 (57)摘要 本发明涉及一种船舶航速优化的动态转速 微调方法， 属于船舶技术领域， 解决了现有技术 中无法实时更新模型和计算量大效率低的问题。 包括： 按照固定时间段， 预处理船舶航行数据； 利 用聚类算法， 将处理后的航行数据划分成多组与 不同工况对应的数据； 基于多项式函数并引入指 数遗忘因子， 建立每组数据中海 里油耗与主机转 速之间的函数关系， 得到多个拟合模型； 获取当 前航行数据， 聚类得到实际工况， 根据实际工况 对应的拟合模 型， 在当前航行数据中当前主机转 速设定范围内获取距离当前主机转速最近的极 小值点， 若极小值点的海里油耗小于根据当前主 机转速得到的当前海里油耗， 则调整当前主机转 速到极小值点， 否则保持当前主机转速不变。 实 现了动态转速微调。 权利要求书2页 说明书9页 附图3页 CN 114254438 A 2022.03.29 CN 114254438 A 1.一种船舶航速优化的动态转速微调方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： 按照固定时间段， 预处 理船舶航行 数据， 得到处 理后的航行 数据； 利用聚类算法， 将所述处 理后的航行 数据划分成多组与不同工况对应的数据； 基于多项式函数， 并引入指数遗忘因子， 建立每组数据中海里油耗与主机转速之间的 函数关系， 得到多个拟合模型； 获取当前航行数据， 聚类得到实际工况， 根据实际工况对应的拟合模型， 在 当前航行数 据中当前主机转速的设定范围内获取距离 当前主机转速最近的极小值点， 若极小值点的海 里油耗小于根据当前主机转速得到的当前海里油耗， 则调整当前主机转速到极小值点， 否 则保持当前主机转速不变。 2.根据权利要求1所述的船舶航速优化的动态转速微调方法， 其特征在于， 所述航行数 据包括： 时间戳、 风速、 风 向角、 艉吃水、 艏 吃水、 主机燃油进口流量、 主机燃油出口流量、 实 际航速和主机转速； 所述预处 理船舶航行 数据， 包括： 剔除假值， 包括： 剔除非法值， 或者离群值； 剔除非正常工作值， 包括剔除主机转速为0和负数的数据； 根据固定时间段， 计算 转速变化 值的均值， 剔除处于过渡态的数据。 3.根据权利要求2所述的船舶航速优化的动态转速微调方法， 其特征在于， 所述根据固 定时间段， 计算 转速变化 值的均值， 剔除处于过渡态的数据， 包括： 按照固定时间段内时间戳的顺序， 依次计算每相邻 两个时间戳的主机转速的偏差值绝 对值， 汇总取平均后得到转速变化 值的均值； 依次判断所述偏差值绝对值是否大于所述均值的预设倍数， 如果大于， 则所述每相邻 两个时间戳中前一个时间戳标记为过渡态， 否则， 标记为稳定态； 对所述稳定态 的时间戳， 如果前后第一预设时间的转速均值相差超过设定值， 则前后 第一预设时间内所有时间戳被重新标记为过渡态； 根据第二预设时间划分为多段时间， 识别每段时间内是否存在过渡态， 如果存在， 则过 渡态时间戳前后第二预设时间内出现的最早和最晚的过渡态之 间的所有时间戳， 都标记为 过渡态； 根据标记为过渡态的时间戳， 删除对应的整条航行 数据， 得到处 理后的航行 数据。 4.根据权利要求1或3所述的船舶航速优化的动态转速微调方法， 其特征在于， 所述工 况由沿航行 方向的相对风速和平均吃水深度组合得到 。 5.根据权利要求4所述的船舶航速优化的动态转速微调方法， 其特征在于， 所述多项式 函数的阶数 大于所述船舶的主机前进档位数， 且小于10 。 6.根据权利要求5所述的船舶航速优化的动态转速微调方法， 其特征在于， 所述指数遗 忘因子与时间有关， 计算公式是： 其中， xj表示第j条处理后的航行数据中的主机转速， Δtj表示xj采集时间到当前时刻 的时间差的绝对值， α 表示预设的衰减因子， 0.01≤α ≤ 0.1。 7.根据权利要求6所述的船舶航速优化的动态转速微调方法， 其特征在于， 通过建立所权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114254438 A 2述多项式函数的内积矩阵和常数项矩阵， 求 解拟合模型的系数矩阵； 基于所述指数遗忘因子， 以及所述处理后的航行数据中第N个主机转速对应的内积矩 阵的值 递推得到第N+1个主机转速对应的内积矩阵中的值 计算公式是： 其中， 0≤i≤M,0≤k≤M， M表示多项式的阶数， 和 表示多项式函数的基函数， xN+1表示第N+1个主机转速， tN+1‑tN表示第N+1个主机转速与第N个主机转速的采集时间差， α 表示预设的衰减因子， 表示内积矩阵中第i+1行第k+1列的值。 8.根据权利要求7所述的船舶航速优化的动态转速微调方法， 其特征在于， 基于所述指 数遗忘因子， 以及所述处理后的航行数据中第N个海里油耗对应的常数项矩阵中的值 递推得到第N+1个海里油耗对应的常数项矩阵中的值 计算 公式是： 其中， f(x)表示海里油耗， f(xN+1)表示第N+1个海里油耗， 表示常数项矩阵 中第k+1行的值。 9.根据权利要求8所述的船舶航速优化的动态转速微调方法， 其特征在于， 所述当前主 机转速的设定范围是根据预设的转速浮动值， 对当前主机转速上 下浮动而得到 。 10.根据权利要求9所述的船舶航速优化的动态转速微调方法， 其特征在于， 在每一个 所述固定时间段中， 都根据当前固定时间段内处理后的航行数据， 重新拟合得到各工况对 应的拟合模型， 覆盖前一个固定时间段内对应工况的拟合模型。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114254438 A 3