1.一种船用特种设备运行异常识别方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
获取船舶的船舶加速度、船用电梯的电梯加速度、电梯运行速度和电梯所处高度;
利用三维空间坐标系,对船舶加速度对应的船舶加速度向量进行三向分量来量化,得到船舶加速度的三个三向分解量;利用三个三向分解量和电梯所处高度,在不同方向上进行下一时刻的电梯正常抖动状态下的电梯加速度的预测,得到三个方向的下一时刻的初始电梯加速度预测值;
利用三维空间坐标系对采集到的下一时刻的电梯加速度进行三向分量来量化,得到三个三向实际加速度分解量;计算属于同一方向的初始电梯加速度预测值和三向实际加速度分解量的差异值;根据差异值对船用电梯的运行状态进行异常预警。
2.根据权利要求1所述的一种船用特种设备运行异常识别方法,其特征在于,所述利用三维空间坐标系,对船舶加速度对应的船舶加速度向量进行三向分量来量化,得到船舶加速度的三个三向分解量,包括:建立空间三维坐标,对船舶加速度在空间坐标中进行船舶加速度向量的生成,船舶加速度向量的方向为船舶的船舶加速度的方向,船舶加速度向量的长度为船舶加速度的长度;
对船舶加速度向量进行三向分解,分别为x方向的加速度分量向量,y方向的加速度分量向量和z方向的加速度分量向量,xyz三个方向对应的加速度分量向量分别为船舶加速度的三个三向分解量。
3.根据权利要求2所述的一种船用特种设备运行异常识别方法,其特征在于,所述x方向的加速度分量向量为:所述x方向的加速度分量向量的计算公式为:
其中, 为时刻对应的船舶加速度向量在x方向的加速度分量向量; 表示 时刻的船舶加速度在空间坐标中的对应向量, 为余弦函数, 为船舶加速度向量在三维空间坐标系中与 轴正方向的夹角大小。
4.根据权利要求1所述的一种船用特种设备运行异常识别方法,其特征在于,所述利用三个三向分解量和电梯所处高度,在不同方向上进行下一时刻的电梯正常抖动状态下的电梯加速度的预测,得到三个方向的下一时刻的初始电梯加速度预测值,包括:对下一时刻电梯在正常抖动状态下在x方向的加速度进行预测,得到x方向上的下一时刻的初始电梯加速度预测值;
所述x方向上的下一时刻的初始电梯加速度预测值的计算公式为:
其中, 为三维空间坐标系中x方向对应的第 时刻的初始电梯加速度预测值;
为第 时刻的电梯运行速度; 为第 时刻电梯的电梯运行速度与三维空间坐标系中 方向的夹角; 为第 时刻船舶的船舶加速度在三维空间坐标系中 轴方向的分量; 为第时刻电梯的实时质量;为影响系数; 为第 时刻的电梯所处高度;
所述电梯的实时质量为电梯重量与电梯加速度的乘积。
5.根据权利要求1所述的一种船用特种设备运行异常识别方法,其特征在于,所述利用三个三向分解量和电梯所处高度,在不同方向上进行下一时刻的电梯正常抖动状态下的电梯加速度的预测,得到三个方向的下一时刻的初始电梯加速度预测值,还包括:对下一时刻电梯在正常抖动状态下在y方向的加速度进行预测,得到y方向上的下一时刻的初始电梯加速度预测值;
所述y方向上的下一时刻的初始电梯加速度预测值的计算公式为:
其中, 为三维空间坐标系中y方向对应的下一时刻的初始电梯加速度预测值;
为第 时刻的电梯运行速度, 为第 时刻电梯的电梯运行速度与三维空间坐标系中 方向的夹角; 为第 时刻船舶的船舶加速度在三维空间坐标系中 轴方向的分量; 为第时刻电梯的实时质量;为影响系数; 为第 时刻的电梯所处高度;
所述电梯的实时质量为电梯重量与电梯加速度的乘积。
6.根据权利要求1所述的一种船用特种设备运行异常识别方法,其特征在于,所述利用三个三向分解量和电梯所处高度,在不同方向上进行下一时刻的电梯正常抖动状态下的电梯加速度的预测,得到三个方向的下一时刻的初始电梯加速度预测值,还包括:对电梯的运行阶段的判断,得到电梯的当前所处运行阶段,所述当前所处运行阶段包括:加速阶段、减速阶段和均速阶段;
对不同的当前所处运行阶段下的电梯在正常抖动状态下在z方向的加速度进行预测,得到z方向上的下一时刻的初始电梯加速度预测值;
对于加速阶段,所述z方向上的下一时刻的初始电梯加速度预测值的计算公式为:其中, 为在加速阶段,三维空间坐标系中z方向对应的下一时刻的初始电梯加速度预测值: 为第 时刻的电梯运行速度; 为为第 时刻电梯的电梯运行速度与三维空间坐标系中 方向的夹角; 为第 时刻船舶的船舶加速度在三维空间坐标系中 轴方向的分量, 为除船舶加速度的 方向分量外的其它加速度; 为第 时刻的电梯所处高度;
为第 时刻电梯的实时质量;为影响系数;
对于减速阶段,所述z方向上的下一时刻的初始电梯加速度预测值的计算公式为:其中, 为在减速阶段,三维空间坐标系中z方向对应的下一时刻的初始电梯加速度预测值: 为第 时刻的电梯运行速度; 为为第 时刻电梯的电梯运行速度与三维空间坐标系中 方向的夹角; 为第 时刻船舶的船舶加速度在三维空间坐标系中 轴方向的分量, 为除船舶加速度的 负方向分量外还有的其它加速度; 为第 时刻的电梯所处高度; 为第 时刻电梯的实时质量;为影响系数;
对于均速阶段,所述z方向上的下一时刻的初始电梯加速度预测值的计算公式为:其中, 为在均速阶段,三维空间坐标系中z方向对应的下一时刻的初始电梯加速度预测值; 为第 时刻的电梯运行速度; 为第 时刻电梯的电梯运行速度与三维空间坐标系中 方向的夹角; 为第 时刻船舶的船舶加速度在三维空间坐标系中 轴方向的分量; 为第 时刻电梯的实时质量;为影响系数; 为第 时刻的电梯所处高度;
所述电梯的实时质量为电梯重量与电梯加速度的乘积。
7.根据权利要求1所述的一种船用特种设备运行异常识别方法,其特征在于,所述计算属于同一方向的初始电梯加速度预测值和三向实际加速度分解量的差异值,包括:对电梯的运行阶段的判断,得到电梯的当前所处运行阶段,所述当前所处运行阶段包括:加速阶段、减速阶段和均速阶段;分别计算三个当前所述运行阶段对应的差异值;
对于均速阶段,所述差异值的计算公式为;
其中, 为均速阶段时,同一方向的初始电梯加速度预测值和三向实际加速度分解量的差异值; 为三维空间坐标系中x方向对应的第 时刻的初始电梯加速度预测值;
为第 时刻船舶的船舶加速度在三维空间坐标系中 轴方向的三向实际加速度分解量; 为三维空间坐标系中y方向对应的第 时刻的初始电梯加速度预测值;
为第 时刻船舶的船舶加速度在三维空间坐标系中 轴方向的三向实际加速度分解量; 为在均速阶段,三维空间坐标系中z方向对应的第 时刻的初始电梯加速度预测值; 为第 时刻船舶的船舶加速度在三维空间坐标系中 轴方向的三向实际加速度分解量;
对于加速阶段,所述差异值的计算公式为;
其中, 为加速阶段时,同一方向的初始电梯加速度预测值和三向实际加速度分解量的差异值; 为三维空间坐标系中x方向对应的第 时刻的初始电梯加速度预测值; 为第 时刻船舶的船舶加速度在三维空间坐标系中 轴方向的三向实际加速度分解量; 为三维空间坐标系中y方向对应的第 时刻的初始电梯加速度预测值;
为第 时刻船舶的船舶加速度在三维空间坐标系中 轴方向的三向实际加速度分解量; 为在加速阶段,三维空间坐标系中z方向对应的第 时刻的初始电梯加速度预测值; 为第 时刻船舶的船舶加速度在三维空间坐标系中 轴方向的三向实际加速度分解量;
对于减速阶段,所述差异值的计算公式为;
其中, 为均速阶段时,同一方向的初始电梯加速度预测值和三向实际加速度分解量的差异值; 为三维空间坐标系中x方向对应的第 时刻的初始电梯加速度预测值;
为第 时刻船舶的船舶加速度在三维空间坐标系中 轴方向的三向实际加速度分解量; 为三维空间坐标系中y方向对应的第 时刻的初始电梯加速度预测值;
为第 时刻船舶的船舶加速度在三维空间坐标系中 轴方向的三向实际加速度分解量; 为在减速阶段,三维空间坐标系中z方向对应的第 时刻的初始电梯加速度预测值; 为第 时刻船舶的船舶加速度在三维空间坐标系中 轴方向的三向实际加速度分解量。
8.根据权利要求1所述的一种船用特种设备运行异常识别方法,其特征在于,所述根据差异值对船用电梯的运行状态进行异常预警,包括:当差异值大于预设差异阈值时,对船用电梯的运行状态进行异常预警。