基于中长时单航向测试的船舶空气润滑减阻系统轴功率净节能评价方法、装置、电子设备及存储介质与流程

本发明涉及船舶节能效果评价，尤其涉及基于中长时单航向测试的船舶空气润滑减阻系统轴功率净节能评价方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术：

1、空气润滑减阻系统通过向船体底部或近壁流场注入气体，形成气泡混合层、气层或其组合，以改变船底近壁流动状态，降低摩擦阻力和推进能耗。该技术已由装置设计、船厂安装逐步进入营运验证、收益复核和长期优化阶段。

2、现有装置类专利和工程方案多关注供气、稳压、喷气、结构防腐和控制系统；海试类评价方法多关注较可控试航条件下的短周期启停和往返航向修正。实际营运条件下，航线、载况、航速、风浪流、推进控制、系统供气参数、系统耗功、系统启用策略、船体和螺旋桨状态以及数据质量均会影响节能效果。

3、因此，若仅比较系统启停前后的瞬时轴功率、航速或燃油消耗，容易将航速变化、环境扰动、推进效率变化、系统过渡过程和统计边界差异误认为空气润滑系统的真实贡献，难以支撑交付后验证、第三方评价、船东收益复核和国际标准化推广。

技术实现思路

1、本发明提供了一种基于中长时单航向测试的船舶空气润滑减阻系统轴功率净节能评价方法、装置、电子设备及存储介质，以解决现有短时测试难以反映空气润滑减阻系统稳定作用下的轴功率净节能效果，以及营运单航向测试过程中工况变化影响评价结果准确性的问题。

2、根据本发明的一方面，提供了一种基于中长时单航向测试的船舶空气润滑减阻系统轴功率净节能评价方法，包括：

3、对目标船舶进行短时启停响应检查测试，得到第一结果；所述第一结果用于判断所述空气润滑减阻系统功能、数据通道和初步响应趋势是否满足进入中长时单航向轴功率测试的条件；

4、根据所述第一结果对所述空气润滑减阻系统进行中长时单航向测试，并获取中长时单航向测试数据；所述中长时单航向测试数据包括：前关闭稳定段数据、启用稳定段数据和后关闭稳定段数据；所述前关闭稳定段数据为空气润滑减阻系统启用前处于关闭状态、船舶推进和航行状态满足预设稳定条件的数据段内的数据；所述启用稳定段数据为空气润滑减阻系统启用后，船底气泡混合层或气层及推进耦合影响达到相对稳定状态，且系统运行状态、船舶推进状态及航行状态满足预设启用稳定条件的数据段内的数据；所述后关闭稳定段数据为空气润滑减阻系统关闭后，船底气层或气泡影响消散、船舶推进和航行状态重新达到预设稳定条件的数据段内的数据；所述前关闭稳定段和后关闭稳定段共同用于基准工况漂移校核；

5、对所述中长时单航向测试数据进行数据处理，得到处理数据；所述数据处理包括：数据段剔除、基准工况漂移校核；所述数据段剔除用于剔除所述中长时单航向测试数据中的开启过渡段、关闭过渡段、操纵干扰段、异常报警段和不可比数据段；所述基准工况漂移校核用于判断前关闭稳定段和后关闭稳定段之间的基准工况偏移程度，并根据所述基准工况偏移程度确定基准工况或对基准工况进行修正；

6、根据所述处理数据确定基准航速及所述基准航速对应的轴功率，并基于所述基准航速、所述基准航速对应的轴功率以及启用稳定段航速，按照航速-功率关系进行等效换算，得到与所述启用稳定段航速相对应的等效轴功率数据；根据所述等效轴功率数据、启用稳定段实测轴功率数据及等效运行消耗功率，确定基于轴功率的净节能率；所述等效运行消耗功率为根据空气润滑减阻系统的供能方式和系统运行耗能对空气润滑减阻系统运行耗能进行折算后得到的等效消耗功率；所述供能方式包括：辅机发电供电、轴带发电机供电、储能装置供电、其他船载能源转换供电、混合供能中的至少一种。

7、根据本发明的另一方面，提供了一种基于中长时单航向测试的船舶空气润滑减阻系统轴功率净节能评价装置，包括：

8、第一结果确定模块，用于对目标船舶进行短时启停响应检查测试，得到第一结果；所述第一结果用于判断所述空气润滑减阻系统功能、数据通道和初步响应趋势是否满足进入中长时单航向轴功率测试的条件；

9、中长时单航向测试数据确定模块，用于根据所述第一结果对所述空气润滑减阻系统进行中长时单航向测试，并获取中长时单航向测试数据；所述中长时单航向测试数据包括：前关闭稳定段数据、启用稳定段数据和后关闭稳定段数据；所述前关闭稳定段数据为空气润滑减阻系统启用前处于关闭状态、船舶推进和航行状态满足预设稳定条件的数据段内的数据；所述启用稳定段数据为空气润滑减阻系统启用后，船底气泡混合层或气层及推进耦合影响达到相对稳定状态，且系统运行状态、船舶推进状态及航行状态满足预设启用稳定条件的数据段内的数据；所述后关闭稳定段数据为空气润滑减阻系统关闭后，船底气层或气泡影响消散、船舶推进和航行状态重新达到预设稳定条件的数据段内的数据；所述前关闭稳定段和后关闭稳定段共同用于基准工况漂移校核；

10、处理数据确定模块，用于对所述中长时单航向测试数据进行数据处理，得到处理数据；所述数据处理包括：数据段剔除、基准工况漂移校核；所述数据段剔除用于剔除所述中长时单航向测试数据中的开启过渡段、关闭过渡段、操纵干扰段、异常报警段和不可比数据段；所述基准工况漂移校核用于判断前关闭稳定段和后关闭稳定段之间的基准工况偏移程度，并根据所述基准工况偏移程度确定基准工况或对基准工况进行修正；

11、等效轴功率数据确定模块，用于根据所述处理数据确定基准航速及所述基准航速对应的轴功率，并基于所述基准航速、所述基准航速对应的轴功率以及启用稳定段航速，按照航速-功率关系进行等效换算，得到与所述启用稳定段航速相对应的等效轴功率数据；

12、基于轴功率的净节能率确定模块，用于根据所述等效轴功率数据、启用稳定段实测轴功率数据及等效运行消耗功率，确定基于轴功率的净节能率；所述等效运行消耗功率为根据空气润滑减阻系统的供能方式和系统运行耗能对空气润滑减阻系统运行耗能进行折算后得到的等效消耗功率；所述供能方式包括：辅机发电供电、轴带发电机供电、储能装置供电、其他船载能源转换供电、混合供能中的至少一种。

13、根据本发明的另一方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括：

14、至少一个处理器；以及

15、与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

16、所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本发明任一实施例所述的基于中长时单航向测试的船舶空气润滑减阻系统轴功率净节能评价方法。

17、根据本发明的另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现本发明任一实施例所述的基于中长时单航向测试的船舶空气润滑减阻系统轴功率净节能评价方法。

18、根据本发明的另一方面，提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序在被处理器执行时实现本发明任一实施例所述的基于中长时单航向测试的船舶空气润滑减阻系统轴功率净节能评价方法。

19、本发明实施例通过对目标船舶进行短时启停响应检查，确认空气润滑减阻系统功能、数据通道和初步响应趋势是否满足进入中长时单航向轴功率测试的条件；在满足条件后开展中长时单航向测试，并通过数据段剔除和基准工况漂移校核提高不同稳定数据段之间的可比性；基于基准航速及其对应的轴功率，按照启用稳定段航速进行等效换算，降低航速变化对轴功率比较的影响；根据轴功率净节能评价边界及空气润滑减阻系统的实际供能方式确定等效运行消耗功率，并结合等效轴功率数据、启用稳定段实测轴功率数据确定基于轴功率的净节能率，进一步进行评价结果有效性判定。由此，能够避免将短时启停过程中的瞬态响应直接作为结论性净节能评价结果，并降低基准工况漂移、航速变化及系统运行耗能对评价结果的影响，提高中长时单航向条件下轴功率净节能评价的可靠性、可比性和准确性。

20、应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。