本章说明如何获取、存储和准备测量数据

本章说明如何获取、存储和准备测量数据

服务质量标准集系统（如数据采集器）应按表2所示自动、连续

40523.22021/ISO190

表2最低数据采集速率

按附录B或附录C提供的功率所需的传感器测量数据应按主要参数的最低采集速率记录，并加盖相同的时间 标记。

按附录B或附录C提供的功率所需的传感器测量数据应按主要参数的最低采集速率记录，并加盖相同的时间 标记。

个测量期间（参考期间和评估期间），数据采集速率应保持不变。 短时间内，数据采集速率可能与船舶面临的自然现象的频率（如波浪相遇频率）一致，从而影响相关数据点的 度

在整个测量期间（参考期间和评估期间），数据采集速率应保持不变。 注：在短时间内，数据采集速率可能与船舶面临的自然现象的频率（如波浪相遇频率）一致，从而影响相关数据点的 精度。

在测量期间收集的所有数据应存储在数据采集系统中。所有数据应与时间标记一起作为原始数据 存储，作为采用世界标准时间（UTC)2表示数据收集时间点的时间偏移量 建议采用适当的备份工具每月至少进行一次备份。如果数据采集系统保存在船上，建议将备份设 施放置于别处。 在任何时间，数据所有者均可以将数据采集系统或备份设施中存储的所有数据作为原始数据和时 间标记一起检索。数据应以常用的电子格式检索。 建议所有收集的数据至少在相关船舶的剩余寿命期间或根据标准的使用情况，存储在数据采集系 统和/或备份设施中。 注：附录H建议导出存储数据的格式

数据雄备包活检系、整理 提供适合进一步处理的结构、格式和质量， 在发现收集到的数据无效时（例如，由于传感器漂移)采取纠正措施。在此基础上，进一步讨论在后续的 生能指标计算中所采用的性能值计算方法，

5.4.2数据准备频率

准备数据，以便及时采取纠正措施（如传感器重新 月至少准备一次数据

5.4.4.1一般要求

数据应汇编成表格格式，并根据 的时间标记进行顺序排序。主要参数数据的的 间标记作为唯一标识符（UI）

5.4.4.2不同采样频率的数据准备

以高于主要测量参数的频率收集的数据应在相关的时间间隔内取平均值。主要参数的连续两次低 频测量之间采集的高频数据取平均值，如公式（2）所示：

5.4.4.3双螺旋奖船数据准备

对于双螺旋桨船，需要计算转速的算 收到功率之和，并添加到数据集中。

5.4.4.4“数据点”和"检索数据集”

唯一标识符（UI)和来自所有信号的完整数据集的组合称为“数据点”。检索数据点的完整集称为 “检索数据集”

5.4.5数据滤波和验证

标记为无效。 排除所有无效数据的数据集称为“有效数据集”

5.4.6环境因素修正

对有效数据集的输入功率数据点进行风阻修正。风阻修正应根据附录G计算。对于双螺旋桨 玄和左轴的收到功率总和应根据风阻进行修正。 注：本文件的修订将考虑波浪修正，以进一步符合相关标准，如ISO15016。 新的数据集称为“修正数据集”

5.4.7计算性能值(PVS)

5.4.7.1一般要求

5.4.7.2速度损失的百

速度损失百分比VaL见公式（4)，计算方法为实测船舶对水航速V与预期对水航速V。之差的 对百分比。

5.4.7.3预期航速

6计算性能指标(PIs）

本章说明了GB/T40523.1一2021中定义的四个PI参数是如何根据从准备好的数据集中提取的 Vs参数计算的。 注：PIs是根据速度确定的。附录K中提供了一种按功率计算PIs的方法

6.2性能指标PIs的定义

船体和螺旋桨性能特定变化的测量可用于确定船体和螺旋桨维护、修理和改装活动的有效性。 表3总结了GB/T40523.1一2021中定义的四项性能指标

表3船体和螺旅奖基本性能指标（PIS）

6.3计算性能指标(PIs)

以下步骤适用于每个性能指标（PI)的计算： 确定参考条件； 确定参考期和评估期； 从满足参考期和评价期参考条件的完整PVs集中提取PVs子集： 计算PI； 评估PI的精度

6.3.2确定参考条件

所有PI的参考条件相同，同时应满足： 水温高于2℃3，并且没有其他迹象表明该船舶在冰水中测量； 风速在0m/s～7.9m/s(BF0和BF4)之间； 水深取公式（5）和公式（6)中的较大值

式中： A 水深，单位为米（m）； B 船宽，单位为米（m）； TM 船中吃水或平均吃水，单位为米（m) V. 航速，单位为米每秒（m/s）；

3）包含的滤波标准排除了船舶在冰区航行的情况。

k 参考期数量； j 参考期计数器； 7 参考期i参考条件下处理的数据集中数据点个数； i 参考期i数据点的计数器； Vd.j.i 参考期数据点i的速度损失百分比； Va.nd 参考期平均速度损失百分比

6.3.5.2计算评估期内平均速度损失百分比

评估期平均速度损失百分比按公式（8)计算：

式中： 71 评估期参考条件下处理的数据集中的数据点个数； Vd.cval.i 评估期数据集中的数据点i的速度损失百分比； Vl 评估期内数据集中的平均速度损失百分比。

.3.5.3计算参考期和评估期内平均速度损失百

K Hp= Vd,eval —V 式中： Vd.eval———评估期内数据集中的平均速度损失百分比； 一参考期平均速度损失百分比，

Vd.ewal———评估期内数据集中的平均速度损失百分比；

7性能指标精度(PIs）

目的使用PI的程度取决于不确定度对每个PI粘

7.2PIs预期精度指导

Kmp =Va.col Vd.red

表4中每个性能指标精度均经过评估，在满足本文件所有要求的情况下，可以提供预期精度指导。 注1：不确定度根据GB/T40523.1一2021的A.7中定义的仿真计算。仿真参数和假设是具有代表性的船舶类型 和尺寸。但是，个别船舶的技术和操作细节可能在不同部分的测量方法的绝对和相对不确定度上产生显著 差异。因此，建议在使用这些不确定度时，注意确保关键假设的适用性，并只将这些数据视为指示值。 注2：GB/T40523.1一2021的附录A对本文件附录B和附录C中每一种方法的不确定度进行了估计。由于PV 不确定度的差异很小，为了给用户提供简单的指导，为附录B和附录C定义了一个单一的不确定度值。这个 实用的解决方案用于确定附录B和附录C中每种方法的单一值。如GB/T40523.1一2021附录A所示，最 低的不确定度是使用附录B实现的。 注3：不同阻力参数的相对重要性在一定程度上随船舶所处的操作和环境条件而变化。此外，模型校正/归一化的 精度取决于操作和环境条件。这些附录影响船体和螺旋桨性能指标的精度，如本文件所述。因此，在估计性 能指标的精度和预期用途时，假定参考期和评估期（见GB/T40523.1一2021附录A）的操作和环境条件具有 可比性。本文件的未来修订将重新评估是否有更准确的修正公式，将上述相关性考虑在内

表4性能指标预计精度指导

基于轴功率计算获得近似收到功率

收到功率应根据轴功率（P）、轴扭矩和轴转速的连续测量，并根据公式（B.1)近似计算： P,=Q，·2元/60·n

收到功率应根据轴功率（P，）、轴 P,=Q，·2元/60·ns .****( B.1 ) 式中： P 轴功率，单位为千瓦（kW)； 轴扭矩，单位为千牛米（kN·m）； —轴转速，单位为转每分（r/min）。 应使用传感器最低精度符合表B.1要求的下列传感器

表B.1传感器最低要求.轴功率法

传感器最低精度是指传感器制造商指定的精

对于带有双螺旋桨的船舶，应在两轴上测量轴扭矩和轴转速。 建议在两轴上使用相同类型的传感器。 轴功率应根据测量的轴扭矩和轴转速并按照公式（B.1)分别计算两根轴的功率，并用作右和左 螺旋浆收到功率的近似值。 为适用本附件，应满足下列条件： 从主机轴承后测量轴转矩和轴转速； 一一按照等级要求，应充分维护包括轴承在内的轴线，以确保在整个参考期和评估期传动效率（轴 功率与收到功率）保持不变

基于制动功率计算获得近似收到功率

如果扭矩计信号质量不可用，并且满足下列条件，收到功率应基于计算制动功率（PB）获得近 计算依据为附录D定义的发动机特定的SFOC参考曲线，连续测量燃料流量、温度，并进行燃油 居分析[热值、密度和密度变化率计算燃油消耗，见公式（C.1)：

MFoc 主机燃油消耗量，单位为千克每小时（kg/h）； LCV——燃油的低热值，单位为兆焦耳每千克（MJ/kg）； 一SFOC参考曲线。 燃油消耗量可以通过质量流量计或体积流量计获得。若通过体积流量计得到燃油消耗量，则燃 耗量按燃油消耗体积（Vmc）和温度（T）计算厂见公式（C.2）1

表C.1传感器最低要求.制动功率法

Vrox和Tro的测量应符合5.2中规定的数据采集速率要求，并由数据采集系统进行采集。 主机燃油消耗的任何变化均会引起热值和/或密度的变化，应自动或手动输入数据集并明确变化时 间，新值可用于计算MFOC。 更换燃料批次或将剩余燃料更换为馏分燃料时，应记录新的数据点。 此外，对于任何给定时间点所消耗的燃料，应提供下列燃料舱分析数据（见表C.2)。

4）若是双螺旋浆船舶，应计算两台发动机的制动功率

表C2燃料舱数据要求、制动功率法

SF参考曲线 本附录说明如何根据公式（C.1）得到近似值， 在主机工厂试验报告中，给出了不同额定负载下的制动功率（kW)和燃油消耗（kg/h）。SFOC参考 曲线应近似为抛物线函数。该曲线不应用于推断工厂试验报告中给出的最低负荷以下的情况。应记录 近似类型。 表D.1和图D.1给出了示例

表D.1主机工厂试验报告（示例）

LCV修正为42.7MJ/kg。 SFOC修正为ISO参考条件。 燃油消耗量=制动功率XSFOC/1000。

SFOC参考曲线（示例

实际风速Lw（m/s）」和实际风向 得的相对风速w（m/s）、册

图E.2在参考高度的实际风速和风向

计算风阻时，应使用风洞试验参考高度处的风速和风向，以风洞试验参考高度处的风速和风向的 系数为基准。因此，风速表高度处的风速和风尚应修正为参考高度处的风速和风向。 如果没有风洞试验的参考高度，则应选择10m为参考高度。风速表的高度与风阻参考高度之

的差值，可用公式（E.3)中的风速廊线修正：

Vwt,ref 参考高度处的实际风速，单位为米每秒（m/s）； Uw 风速计高度处的实际风速，单位为米每秒（m/s） Zref 当前海平面以上的参考高度，单位为米（m）； Za 当前海平面以上的风速计高度，单位为米（m）。 海平面以上参考高度的相对风速按公式(E.4)计算：

海平面以上参考高度的相对风向（单位为度）按公式（E.5)计算

中 T 设计吃水和当前吃水之差，单位为米（m）； Tef 设计吃水，单位为米（m）； T 当前吃水，单位为米（m）； Aref 一 设计条件下横向投影面积，单位为平方米（m）； B 船宽，单位为米（m）； Za.ref 设计条件下海平面以上的风速计高度，单位为米（m）； Zref.ref 设计条件下海平面以上的参考高度，单位为米（m）。 Arer的计算见附录G。 与MEPC[3中的公式(D.10)相比，风向公式倒转的分子和分母。一个简单的测试用例是逆风，它 将再次给出逆风作为相对风向

PD.corr—修正后的收到功率输人值，单位为瓦特（W）。 作为修正的基础，应使用风洞试验得到的船舶风阻系数。如果这些参数不可用，船舶风阻系数应根 据ISO15016的规定。 风阻修正计算按公式（G.2）

地下室标准规范范本Pw 7 D0 / DO

式中： APw 风修正量，单位为瓦特（W）； Rrw 相对风引起的风阻，单位为牛（N）； Ro 无风状态下的风阻，单位为牛（N）： V 船舶对地航速，单位为米每秒（m/s）； Uwr 参考高度处的相对风速，单位为米每秒(m/s）； Cw 风阻系数，取决于相对风的风向（中wrref）； Cow 迎风（0°风向）的风阻系数； Pa 空气密度，单位为千克每立方米（kg/m"）； A 当前载荷条件下的横向投影面积，单位为平方米（m）； wr.ref 参考高度处的相对风向（0为迎风，90°为正横风），单位为度（°）； 7D0 静载条件下的推进效率系数： 7DM 实际航行条件下的推进效率系数。 推进效率系数的计算方法见ISO15016：2015附录K和附录J。如果没有推进效率系数，则取0.7。 考期和评估期应采取同样的方法获取推进效率系数。 风阻系数采用不同的约定符号。需要注意的是，风阻系数应遵循本文件中的定义。 当前海平面以上的暴露区域取决于当前的载荷条件，与当前吃水呈抛物线关系。风阻系数一般为 计荷载条件下的风阻系数。 采用公式（G.3）和公式（G.4)近似计算当前载荷条件下的横向投影面积

是设计吃水和当前吃水之差，单位为米（m）：

Iref 设计吃水，单位为米（m）； T 当前吃水，单位为米（m）； Arer——设计条件下的横向投影面积辅助软件，单位为平方米（m）； B 一船宽，单位为米（m）。 空气密度应根据空气温度和空气压力采用公式（G.5)计算： P p.=R · (Ta+273.15) (G.5) 式中： Pa 一空气密度，单位为千克每立方米（kg/m"）； 大气压，单位为帕斯卡（Pa)； R 比气体常数（287058J/kg/K）；

ref T 当前吃水，单位为米（m）； Aref———设计条件下的横向投影面积，单位为平方 B 一船宽，单位为米（m）。 空气密度应根据空气温度和空气压力采用公式（G P pa=R . Tair+ 式中： 0a 一空气密度，单位为千克每立方米（kg/m"）； D 大气压，单位为帕斯卡（Pa)； R 比气体常数（287058J/kg/K）； Ti 气温，单位为摄氏度（℃）。

式中： Oa 一空气密度，单位为千克每立方米（kg/m"） 大气压，单位为帕斯卡（Pa)； 比气体常数（287058J/kg/K）； Ti 气温，单位为摄氏度（℃）