資料背景

智能船舶是智能航運的關鍵環節，面對出現的復雜海況與氣候變化，遠洋船舶如果具備了智能應對能力，將使船舶更“聰明”，運營高效安全。

智能船的“智商”體現在諸多方面，比如智能航行，可以自主下載全球氣象信息，進行航路規劃及優化，通過航行態勢感知來獲得機務數據、海務數據、通導數據、裝載數據、振動和油液數據，然后通過船岸數據交互、數據共享和大數據分析，可實現遠程監控、避碰預警，預防船舶事故發生。

近年來，由于貨物裝載不當尤其是危險貨物積載隔離不當引發的海上事故屢見不鮮，給港口、人員、船舶、貨物帶來了不可估量的損失。集裝箱危險貨物的吞吐量呈現出穩步增加的趨勢，且增速明顯高于集裝箱總吞吐量的增長速度。在此背景下，船載危險品集裝箱智能監控系統應運而生。

船舶機艙有各種機械和動力設備十分復雜，這些設備出現的故障也千變萬化，要實現監測的智能化，從而達到故障的預測和預報是很困難的。實時跟蹤監控設備將能夠從每個集裝箱實時傳輸數據，從而提高供應鏈的透明度和效率。

隨著5G逐步商用，泊位調度、智能裝卸等應用場景也被列入智能港口擬研系統。

隨著科學技術的發展進步和航運事業發展的要求，順應行業需求， 自2015 年CCS發布《智能船舶規范》以來，已有多艘船舶申請CCS智能船舶附加標志。隨之智能機艙也應運而生。智能型機艙監測報警系統的功能除完成常規系統的功能，如巡回檢測、越限報警、數據報表、報警打印、故障提示等外。增加的突出功能是實現故障的預報和預警，這樣在故障出現前，系統會提前發出預報和預，操作人員可以提前進行事故處理和排除，從而降低故障的發生幾率，使船舶機艙事故盡量消除在萌芽狀態中。

由于溫度升高引起的船艙火災事故分析

冷藏集裝箱引入了實時跟蹤監控設備

系統能夠實時獲取船舶裝卸貨信息，及時對危險貨物集裝箱的實際裝載位置進行核查，一方面，彌補了傳統監監管方式中僅能對裝載計劃進行核查的弊端；另一方面，能夠及早發現并消除因實際裝載位置與裝載計劃位置不一致而導致的安全隱患。

集裝箱這個產品雖然簡單，貌似沒有技術含量，但是它帶來的變革卻并不比高科技的產品低。從這段歷史中我們可以清楚地看到，科技含量的高低并不是改變生產力的主要因素。

現在，海上運輸的所有管理流程都由控制每個可移動集裝箱的計算機進行。冷鏈集裝箱放置在船體內部，那里有供電和溫度監控系統，最重的集裝箱放在貨倉的底部。

智能型船舶檢測分析

本方案著重講解，智能船舶檢測關鍵設備老化的重要性。

1、機艙智能化是實現船舶智能化的核心與關鍵。發動機的正常運行時間都至關重要，本方案根據CCS《智能船舶規范》中對智能機艙的定義，重點分析智能機艙中針對主、輔發動機和軸系關鍵零部件等設備的狀態監測診斷方法的原理及應用，包括主推進發動機、輔助發電用發電機的燃燒性能、活塞與缸套、進、排氣閥、主軸承和主推進發動機的軸功率和活塞環等性能和關鍵零部件的狀態監測。機艙是現代船舶的“心臟”，本文通過分析機艙起火的原因及維護，探討現代船舶如何利用現代科技發展成果加強和規范機艙管理，達到減少機艙火災造成船舶危害的目的。

2、若能與相應的識別程序結合來實現對故障的自動識別，就能在提高診斷效率和精度的同時防止操作人員因操作不當等原因造成的事故，對實現自動、半自動故障診斷具有重要意義，然而，自動診斷需要建立在大量數據統計的基礎上，這也是使用紅外熱成像技術進行發動機故障診斷的難點所在。

人工智能在向著終端側遷移，融入了人工智能的熱像終端與APP，與傳感器結合是其中的一種解決方案。紅外熱成像手持終端可以進行發動機常見故障診斷，使用紅外熱成像技術進行發動機，漏水、漏油、發動異常、缺缸等4類故障診斷，并獲得故障溫度特征，得出故障診斷的依據，形成故障數據庫。

熱像手持終端應用

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方案優勢分析

與現行的振動、壓力、能耗、尾氣等相應方式相比，使用紅外熱成像技術進行發動機常見故障診斷的方法具有非接觸、無干擾、無損、準確、無需大量儀器、便捷、直觀、迅速以及對故障所對應的溫度特征指向性明確等眾多優點。

案例分析1

熱成像手持終端用于智能機艙難以觸及關鍵部位的檢測

熱成像手持終端適用于造船廠對船舶上昏暗的，或者難以觸及的地方進行檢測。這項技術能夠以一種非接觸式的模式對一些隱蔽的，難以檢測的地方進行檢測。

實際使用紅外熱像儀時，只需準確輸入相關參數，即可自動得出溫度分布圖像需注意，如果參數設置不準確，則會相應地影響拍攝所獲得的溫度場的準確性。

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應用紅外熱成像技術實現發動機故障診斷紅外熱成像系統收集發動機上各點的紅外輻射，通過光電轉換將光電信號變成模擬信號，再對模擬信號進行處理，將目標的圖像顯示在顯示屏上。圖像反映發動機各點溫度的差異，與景物十分相似。上圖紅外熱像圖和數碼照片，通過分析發動機紅外熱像圖，可以根據不同溫度特征進行發動機泄漏、發動異常、缺缸故障的診斷。

排氣管的溫度過高可以直接反映出燃燒不充分，從而對發動機系統的工作狀況有個間接的評估。如果管路的溫度分布不均勻，則可以反映出管道本身具有結構上的缺陷。

案例分析2

缺缸故障

熱像圖拍攝位置區域為發動機整機，通過分析得出標準情況下和發動異常時發動機從啟動30 s到啟動60 s 的過程中溫度平均值增量。

對缺缸故障的分析

發動異常時發動機啟動后溫度上升極緩10/ 14慢（增量為0.2 C），相比標準情況下的7.2 C基本可以忽略不計，這是因為發動異常時發動機氣缸內未燃燒產熱。

案例分析3

通過溫度 設備檢測

設備的某些微小的裂紋、細微的結構設計差別等，很難通過其它方法來進行準確診斷的。而采用紅外熱成像儀則可以將細微的結構缺陷反映為細微的溫度差別，從而能夠達到其它方式所不能達到的診斷效果。我們可以對設備內部的溫度分布一目了然，各個部件位置的溫度可以較準確反映出實際工作中的發動機性能的體現。

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審核編輯 ：李倩