船用柴油机热故障诊断的多源热数据与性能数据

《Scientific Data》：Multi-source thermal and performance data for thermal fault diagnosis in marine diesel engines

　　

摘要

本文提出了一种用于船用柴油机预测性健康管理（PHM）的多源参数数据集，旨在解决由于实船破坏性故障实验成本高昂而导致的故障数据稀缺问题。该数据集覆盖 25% 至 100% 满负荷的工况，包含四个核心子集：作为热力学基准的无噪声校准仿真数据、包含工业背景噪声的台架测试数据、以波浪引起的负荷波动和宽带机舱干扰为特征的实船遥测数据，以及通过虚实融合生成的叠加故障数据，代表了恶劣海况的动态影响。经过严格的实船遥测校准，数据集包含 24 维高频瞬态气流参数和缸内稳态性能指标，涵盖一种健康状态和十种代表性热故障模式，涉及涡轮增压器、中冷器、进排气歧管网络和燃油喷射器。验证证实了强烈的物理一致性和特征可分性，同时零样本虚拟到真实迁移实验达到了 70.18% 的准确率，表明有效应对了领域差异挑战。该数据集非常适合用于广义多源信息融合、抗噪弱漂移特征提取以及无监督领域自适应算法的开发和基准测试。论文详细介绍了测试设备、仿真模型、故障案例、噪声提取和叠加策略以及技术验证程序。