监视货物运输冷藏集装箱的操作的计算机实现方法

监视货物运输冷藏集装箱的操作的计算机实现方法
【专利摘要】一种远程监视货物运输冷藏集装箱操作的计算机实现方法，该货物运输冷藏集装箱配置有制冷系统，该制冷系统安装有耦接有监视制冷系统的操作的传感器的控制计算机。该方法包括：从控制计算机(302)收集包括由耦接至控制计算机的传感器测量的测量值的相应的第一序列和第二序列的第一组观察数据(311)和第二组观察数据(312)；运行仿真模型(313)，其接收第一组观察数据作为其输入并且输出仿真值；其中，仿真模型被配置成输出仿真值(314)作为对第二组观察数据的估计；计算作为残差值的函数的指标值(315)，根据第二组观察数据的值与仿真值之间的差计算该残差值；相对于预定标准评估指标值(318)并且在预定标准被超出的情况下发出警报信号(319)。
【专利说明】监视货物运输冷藏集装箱的操作的计算机实现方法
【背景技术】
[0001] 远程监视货物运输冷藏集装箱是相对新的技术领域。关于远程监视，货物运输冷 藏集装箱配置有制冷系统，该制冷系统安装有控制计算机，该控制计算机耦接有监视制冷 系统的操作的传感器。货物运输冷藏集装箱通常符合ISO标准，并且还被表示为冷藏ISO-集 装箱。
[0002] ISO-集装箱是标准化的运输设备的物品，其被非常广泛地用于商业运输。通常， ISO-集装箱具有20英尺、40英尺或45英尺的长度，并且具有可以用于附接至运输工具以及 用于叠放板载的载体的标准配件。大多数ISO-集装箱具有实现对ISO-集装箱的唯一标识的 字母/数字的唯一组合。
[0003]许多集装箱是设置有制冷系统或环境调节系统的冷藏集装箱，该制冷系统或环境 调节系统被配置用于将货物保持在设置温度和/或湿度一一通常在非常窄的容限内。例如， 40英尺的集装箱通常由38英尺的货物空间和2英尺的制冷装置构成。
[0004]现今，超过约90%的国际货物在集装箱中运输。集装箱携带几乎全世界的货物，从 最南端地区至最北端地区，反之亦然。大部分的所述货物是以食品的形式，其从世界的一个 部分至另一部分运输达许多天。在集装箱中运输之后到达其目的地的食品的质量在非常高 的程度上取决于制冷系统或环境调节系统的效率和性能。如果制冷系统或环境调节系统在 货物的运输期间出故障，则当货物到达其目的地时，通常会被毁坏。
[0005] 传统上，货运业务已经接受了以下状况:从技术的角度来看，在制冷集装箱和制冷 和环境调节系统被暴露的非常多样的情况下，提供起作用的可靠的监视系统是不可能的。 例如，集装箱会经受大范围变化的环境温度和非常不同的湿度水平。货物本身的温度会变 化很多，而且这可能是货物的本质。

【发明内容】

[0006] 提供了远程监视货物运输冷藏集装箱的操作的计算机实现方法，该货物运输冷藏 集装箱配置有制冷系统，该制冷系统安装有控制计算机，该控制计算机耦接有监视制冷系 统的操作的传感器。该方法包括：
[0007] -从控制计算机收集第一组观察数据和第二组观察数据，第一组观察数据和第二 组观察数据包括由耦接至控制计算机的传感器测量的测量值的相应的第一序列和第二序 列；
[0008] -运行仿真模型，该仿真模型接收作为仿真模型的输入的第一组观察数据并且输 出仿真值;其中，仿真模型被配置成输出作为对第二组观察数据的估计的仿真值；
[0009] -计算作为残差值的函数的指标值，所述残差值是根据第二组观察数据的值与仿 真值之间的差来计算的；以及
[0010] -相对于预定标准来评估指标值，并且在预定标准被超出的情况下发出警报信号。
[0011] 因此，可以显著地减小与传统的运输前检查(PTI)相关的成本以及尤其能耗。传统 的运输前检查一般包括对冷藏集装箱的30分钟至7个小时的测试运行，以测试出冷藏集装 箱的制冷单元或气候控制单元正常地工作。传统的运输前检查需要人力来启动检查，并且 监视检查的结果。在这样的运输前检查期间，制冷单元或气候控制单元被暴露于所谓的压 力测试，在压力测试中，执行最大冷却和最大加热。这是非常耗能的操作。
[0012] 然而，根据本方法的远程监视货物运输冷藏集装箱的操作显著地减小了与那些传 统上的运输前检查相关的成本以及尤其能耗。对于即将到来的行程，当在前的行程期间没 有引起或报告警报时可以跳过运输前检查，而仅当引起或报告了警报时或者当安排了较少 频率的一般维护时才执行运输前检查。
[0013] 此外，提供了一种方法，该方法确立了用于判定在货物运输冷藏集装箱的制冷系 统中是否已发生了技术故障或失灵的可靠且鲁棒的参考值。该参考值适用于由所讨论的冷 藏集装箱当前经历的操作条件。从而，在制冷系统的操作条件变化的情况下，可以可靠地且 鲁棒地判定是否已发生技术故障或失灵。由于货物运输冷藏集装箱可以处在变化的湿度和 温度条件下的很长的行程中，所以这是非常有利的。此外，能够报告警报信号未发出是非常 有价值的，因为这意味着在正常操作条件下运输货物例如产品。
[0014] 在针对货物运输冷藏集装箱的产业中，传统上认为不可能建立这样的可靠参考。 然而，给出这样的可靠的参考，现在可以提供对货物运输冷藏集装箱的自动的（无监督)监 控，并且因此可以使用这样的系统用于监控大量的集装箱。在保存运输的产品例如蔬菜和 水果的食品质量方面这是非常理想的向前一步。
[0015] 到仿真模型的输入包括由耦接至所讨论的集装箱的控制计算机的传感器测量的 测量值，其中，集装箱来自其可以被放置的任何地方。以这样的方式，仿真模型接收关于所 讨论的集装箱中的制冷系统的当前操作条件的信息，并且使用该信息来改变所述当前操作 条件。可以以数据包的形式传输测量数据的序列，数据包例如为与规律的间隔或半规律的 间隔（例如每20分钟、每30分钟或每小时或者以其它间隔）发送的数据包。每个数据包可以 具有时间戳，并且包括一组观察数据，例如温度和压力的测量的值。从而，测量值的序列跨 数据包分布。会发生下述情况:观察数据的数据包未能到达或者以相反顺序到达。
[0016] 在一些实施方式中，仿真模型被配置成使得：当制冷系统处于非故障操作状态下 时，仿真模型的输出与第二组观察数据的值的关联程度相对高。相反，当制冷系统处于故障 状态下时，仿真模型的输出与第二组观察数据的值的关联程度相对低。因此，在适应于所述 当前操作条件的情况下，仿真模型通过其输出建立了参考值，该参考值模拟当制冷系统处 于非故障操作状态下时如从控制计算机接收的以及在集装箱中测量的第二组观察值。也就 是说，在非故障操作状态下，仿真模型的输出与第二组观察数据的值关联程度相对高。在该 状态下，残差值统计上趋向于具有零或接近零的均值。
[0017] 当故障操作状态发生时，残差值趋向于改变其统计特性。当残差一致地改变一段 时间时，这用于检测故障。
[0018] 结果，即当在制冷系统中存在技术故障而不是操作条件的改变时，以可靠的方式 发出警报信号，操作条件的改变可以是由于从在从赤道向北行进的冷藏集装箱的制冷系统 中测量的逐渐降低的压缩机压力而导致的。
[0019] 在一些实施方式中，调整指标值的改变率和预定标准的阈值，使得警报给出对故 障的较早警告，（尽可能)在故障引起对冷藏集装箱中的产品或货物的毁坏之前。
[0020] 警报信号可以以在针对以下的报告中的可视指示符的形式:针对单个集装箱或者 针对一组集装箱或者针对一组集装箱的关于哪个集装箱发出警报信号。在一些实施方式 中，存在准备好的包括对观察数据和/或指标值的全部或者子集的呈现的报告。这样的报告 还可以包括对警报信号是否被发出以及警报信号何时发生或者未发出警报信号的呈现。这 样的报告可以用作以下条件的文档，在所述条件下，集装箱中的货物被存储或者运输。这在 质量控制方面是非常有利的。
[0021] 在一些实施方式中，仿真模型被配置有不同的状态，所述不同的状态使模型能够 在若干状态之间进行区分，并且检测若干状态中的一个或更多个状态。模型可以在若干故 障状态和/或若干非故障状态之间进行区分。警报信号可以包括关于检测到的状态的信息， 以改善在警报信号中给出的信息的水平。
[0022] 在一些实施方式中，指标值包括计算残差的累积值。可以以各种方式来计算累积 值，例如，通过简单地累积随着时间的推移的残差，其中，正残差增大累积值，而负残差值减 小累积值。在一些实施方式中，计算累积值包括计算对残差值是故障的概率的估计与残差 值是正常情况(即非故障）的概率的估计之间的对数似然比。
[0023] 在一些实施方式中，例如通过加法或者线性组合成组合的残差来组合两个或更多 个残差，例如吸入压力残差和排出压力残差。从而，可以调整残差计算，以使对特定故障条 件具有期望的灵敏度并且减小错误的故障检测的概率。在一些实施方式中，根据描述参数 之间的关系的数学表达式来计算残差中的至少一些残差。
[0024] 在一些实施方式中，该方法包括:从数据库收集预置值，该预置值限定对冷藏集装 箱的制冷系统的设置和/或冷藏集装箱的特征和/或货物的特性；以及将预置值输入仿真模 型，以用于仿真模型对第二组观察数据的估计。从而，仿真模型接收表示以下条件的输入： 制冷系统系统在该条件下进行操作。因此，仿真模型对从相应的货物运输冷藏集装箱在线 获取的数据进行操作，并且附加地对携带关于集装箱、集装箱的负载或当前配置的元数据 信息的预置值进行操作。这很大程度上提高了仿真模型的准确性，并且因此提高了所述方 法的鲁棒性。
[0025] 设置可以包括温度设置点，即，冷藏箱旨在货物要保持的预定设置温度。冷藏集装 箱的特征可以包括物理特性例如集装箱的尺寸，例如，集装箱的长度、集装箱的热绝缘的水 平或容量、制冷系统的极限和/或冷藏单元的类型。货物的特性可以例如包括货物的重量、 呼吸产热以及比热容。
[0026] 在一些实施方式中，由人工操作员经由在实际集装箱处或在实际集装箱上可访问 的控制面板(用户接口）来输入预置温度值。然后，控制计算机将预置值发送至仿真服务器。 在另一实施方式中，经由集装箱管理系统输入预置值，并且然后将预置值传送至控制计算 机和仿真服务器。
[0027] 在一些实施方式中，输入仿真模型的预置值包括：
[0028] -预置温度值，该预置温度值限定了对制冷系统进行设置以针对货物获得的温度； 以及
[0029]-货物特性值，该货物特性值限定货物的热力特性。
[0030]例如经由从控制计算机至仿真服务器计算机的数据网络上的传输或者经由从集 装箱管理系统至服务器计算机的数据网络来将预置温度值(通常被标记为Tsetp_t)输入仿 真模型。
[0031] 在一些实施方式中，预置温度值是限定作为从大约装载集装箱至卸载集装箱的估 计时间所经过的时间的函数的温度的温度分布曲线的参数。
[0032] 货物的热力学特性包括诸如以下的特性，货物的重量、货物的呼吸热、货物的热容 或货物的比热。已示出了这些特性以在针对判定是否已经发生了故障状态提供可靠性参考 方面起关键作用。
[0033] 在一些实施方式中，还将制冷单元的类型输入仿真模型。从而，仿真模型考虑制冷 单元的类型并且提供更加准确度的估计。
[0034] 在一些实施方式中，从控制计算机收集并且输入仿真模型的第一组观察数据包 括：
[0035] _测量的温度值，该测量的温度值是对针对货物运输冷藏集装箱的环境温度的估 计;和/或
[0036] -测量的量，该测量的量是对针对货物运输冷藏集装箱的新鲜空气吸入量的估计。 [0037] 所测量温度值有时标记为Tambient，而所测量的新鲜空气吸入量有时标记为 Tfre5sh_air。经由冷藏集装箱的控制计算机在冷藏集装箱中或冷藏集装箱处测量这两个参数。
[0038] 环境温度使仿真模型能够估计制冷系统的、取决于环境条件的参数，例如预期的 排气压力。
[0039] 测量的新鲜空气吸入量使仿真模型能够在估计表示制冷系统被负载多少的参数 时考虑新鲜空气吸入量。
[0040] 在一些实施方式中，从控制计算机收集并且与仿真模型的输出进行比较的第二组 观察数据包括第一温度值和第二温度值，所述第一温度值和第二温度值在流过制冷系统的 蒸发器的空气流中测量。
[0041] 在一些实施方式中，第一温度值是供气温度(一般标记为Tsupply)，而第二温度是回 气温度(一般被表示为Treturn)。它们分别表示从制冷系统供应至集装箱中的货物的空气的 温度，由于将空气循环通过集装箱的货物区域而产生的从货物返回的空气的温度。
[0042] 替代地，可以使用探头温度，其中，温度探头被安装在货物中（例如，在水果或蔬菜 件之间），并且将温度测量值发送至控制计算机。
[0043] 在一些实施方式中，从控制计算机收集并且与仿真模型的输出进行比较的第二组 观察数据包括第一压力值和第二压力值，该第一压力值和该第二压力值是针对制冷系统中 的压缩机所测量的。
[0044] 压缩机是常规制冷系统的部件并且是在对制冷剂进行循环的回路中的部件。压缩 机具有用于制冷剂的进口以及分别测量第一压力值和第二压力值的出口。第一压力值和第 二压力值通常分别标记为Psuction和Pdischargeo
[0045] 在一些实施方式中，该方法包括对测量值的第一序列在被输入用于仿真模型之前 执行平滑滤波操作。
[0046]已发现了减小测量值的统计方差的平滑滤波操作与测量的特性的物理行为更好 的匹配，并且使仿真模型更好地执行。由于提高了仿真模型的鲁棒性并且提高了作为无监 控模型运行的能力，所以这是所期望的。
[0047]在一些实施方式中，在服务器计算机处执行平滑滤波操作，其中，在将测量值发送 至服务器之前，仿真模型运行或者在具有冷藏箱的控制器处。
[0048] 在一些实施方式中，该方法包括：
[0049] -处理测量值的序列，以估计测量值的水平和/或水平的变化；
[0050] -将所估计的水平和/或水平的变化与预定标准进行比较;以及 [0051]-在预定标准被超出的情况下发出警报信号。
[0052]从而，可以在不过载仿真模型的情况下以可靠且简单的方式立即检测到明显的故 障情况。对数据的这样的监视可以从测量值与设置点之间的差的大小方面或者从远离设置 点的测量值方面立即识别与设置点的明显的偏离。在后一种情况下，当所述差未沿朝向设 置点的正确的方向移动时，发出警报信号。
[0053] 因此，仿真模型获取在示出逐渐增大的偏离操作之后出现的故障状态。由于表示 正常操作条件的阈值被超出或者由于测量的值以远离在正常操作条件内的目标值趋势发 展，所以对数据的监视获取在较短期可以被识别为故障状态的故障状态。监视还用作远程 监视制冷系统的操作或与制冷系统安装在一起的控制计算机的操作。因此，在通过这些监 视步骤引起警报信号的情况下，警报信号可以被编码有示出该条件的信息。
[0054] 在一些实施方式中，在超出预定标准时或者在超出预定标准的情况下，在将数据 输入仿真模型之前，监视拒绝数据，或者在输入数据中禁止对仿真模型的运行。从而，提高 了系统的鲁棒性。
[0055] 在一些实施方式中，由于监视而引起警报信号，并且对警报信号编码以指示警报 信号是如何发生的。当警报信号被示出在报告显示器中时，警报信号可以被编码有不同的 文本代码和/或颜色代码和/或图形符号。
[0056] 在一些实施方式中，仿真模型具有第一模式(第一模式作为默认模式)和第二可选 模式;该方法包括：
[0057] -处理测量值的序列，以估计测量值的水平和/或水平的变化；
[0058] -将所估计的水平和/或水平的变化与预定标准进行比较;以及
[0059] -当预定标准被超出时选择第二模式。
[0060] 第一模式可以包括运行差分等式模型或者暂态模型。第二模式可以包括运行静态 模型。因此，在系统进行操作以接近某目标值(例如设置点温度)的情况下，当仿真模型对在 暂态阶段中对数据进行操作时，选择第一模式。
[0061] 在一些实施方式中，该方法包括：
[0062] -响应于检测冷藏集装箱的随后的行程来准备针对仿真的随后的时间段的仿真模 型;其中，冷藏集装箱的随后的行程被检测为继之以进一步的观察数据的预定长度的暂停， 在所述预定长度的暂停内，未接收到来自相应的冷藏集装箱的观察数据。
[0063] 预定时间段可以具有例如10小时、16小时、24小时的持续时间或者另一持续时间。 [0064]在一些实施方式中，该方法包括：
[0065] -处理测量值的序列，以估计测量值的水平和/或水平的变化；
[0066] -将所估计的水平和/或水平的变化与预定标准进行比较;以及
[0067] -在预定标准被超出的情况下禁止发出警报信号。
[0068] 仅在输入仿真模型或者要与仿真值进行比较的那些值已达到稳定状态的情况下， 这样的稳定状态检测器才适用于确定发出警报。通常，这样的稳定状态跟随暂态响应，该暂 态响应是由于例如对制冷系统的激活或启动、对冷藏集装箱的装载或者类似的突发事件而 出现。因此，在这样的情况下，测量的值可以在正常操作状态的范围中，但是对于以下装载 冷藏集装箱的实例，在制冷系统稳定并且将温度维持在预定水平处或靠近预定水平之前可 能会花一些时间。稳定状态检测器禁止运行仿真模型、重新设置仿真模型、仿真模型的输出 或累积值;在预定标准被超出的情况下禁止累积的值累积，或者在预定标准被超出的情况 下以其它方式阻止发出警报信号。
[0069] 例如，如果冷藏箱处于其中冷藏箱冷却冷藏箱中的产品的状态下，则在产品正被 冷却下来的情况下在测量的值与从仿真模型输出的对应的值之间将存在观察到的较大的 差。除非存在故障状态，否则当产品被冷却下来时，所述差将呈现较小值。
[0070] 在一些实施方式中，该方法包括：
[0071] -从控制计算机接收登入信号，该登入信号指示货物运输冷藏集装箱登入故障监 视方案，
[0072] _从控制计算机接收登出信号，该登出信号指示货物运输冷藏集装箱从故障监视 方案登出。
[0073] 在一些实施方式中，登入信号包括唯一地标识货物运输冷藏集装箱单元以及即将 发生的或者正在进行的旅程的信息。该信息包括时间戳、路程标识符和/或顺序编码。可以 由相应的冷藏集装箱的控制计算机响应于由人类用户经由相应的冷藏集装箱的控制面板 宣告集装箱针对旅程已准备好来发出登入信号。
[0074] 在一些实施方式中，将登入信号用作触发收集上文提到的预置值的事件。
[0075]在一些实施方式中，登入信号和登出信号分别开始、停止处理包括上面提及的以 下步骤:从数据库收集限定冷藏集装箱的操作条件和/或冷藏集装箱的特性和/或货物的特 性的预置值;并且然后从控制计算机收集观察数据;禁止累计值进行累积，直到达到预定标 准为止;并且然后对持续来自控制计算机的观察数据运行仿真模型。
[0076]在一些实施方式中，在集装箱监视系统上执行以下步骤:收集观察数据、运行仿真 模型、计算累积值以及评估累积值；以及其中，将针对特定旅程的预置值存储在集装箱预订 系统中，并且从集装箱预订系统发送至集装箱监视系统。
[0077]集装箱监视系统被配置成对关于集装箱的技术问题进行监视和报告，而集装箱预 订系统被配置成取决于集装箱的当前预订(例如集装箱携带的货物的类型、集装箱运输温 度等)给集装箱配置设置。通过将一个系统与另一个系统对接，使得可以将针对存储在集装 箱预订系统中的特定旅程的预置值发送至集装箱监视系统，提供有针对处理非常大量的货 物运输冷藏集装箱而高效地工作的层次结构。
[0078] 在该方法的一些实施方式中，通信站通过第一无线网络与控制计算机通信，以接 收第一组观察数据和第二组观察数据;通信站通过第二无线网络与服务器计算机通信，以 将第一组观察数据和第二组观察数据发送至服务器计算机；以及在服务器计算机上执行： 运行仿真模型、计算残差值以及评估残差值。
[0079] 在一些实施方式中，通信站安装在以下位置处，其中，多个集装箱被暂时地装载在 例如集装箱船上，并且冷藏集装箱的控制计算机例如经由有线或无线网络(例如，本地电信 系统）来与通信站通信。通信站转而经由例如卫星链路与服务器计算机通信。以该方式，将 测量的值传送至服务器计算机和仿真模型。通信站原理上如转发其接收的数据的中继站那 样进行操作。
[0080] 在一些实施方式中，经由通信站报告警报信号。
[0081] 在一些实施方式中，将来自服务器计算机的警报信号和/或其它信息信号发送至 与通信站一起被定位的监控站。监控站被配置成经由通信站接收关于集装箱报告的警报信 号。因此，船可以具有以下监控站，其中，以集中的方式报告关于已装在所述船上的集装箱 的警报。从而，在船上的维修人员可以在集中站处获得警报情况的概况。
[0082] 在一些实施方式中，在服务器计算机上运行针对相应的货物运输集装箱的仿真模 型的多个实例。通常，大量的集装箱在均被配置成处于执行上述方法的相应的并行处理的 监控下。
[0083] 还提供了包括被配置成执行前述权利要求中任一项所述的方法的服务器计算机 的系统。在一些实施方式中，系统被操作为所谓的云服务，其中，许多服务器计算机被对接 并且被相互控制，以根据需要使用计算资源和存储资源来执行所述方法。系统可以动态地 分布在不同的数据中心。在其它实施方式中，由专用于执行该方法的硬件来执行该方法。
【附图说明】
[0084] 以下将参照附图来描述方法和系统的示例性实施方式，在附图中：
[0085] 图1示出了远程监视货物运输冷藏集装箱的方法的概图；
[0086] 图2a、图2b和图2c示出了图1的更加详细的图；
[0087] 图3示出了远程监视货物运输冷藏集装箱的方法的流程图；
[0088] 图4示出了系统的层次结构；以及
[0089] 图5以简化的横截面图示出了示例性货物运输冷藏集装箱。
【具体实施方式】
[0090] 图1示出了远程监视货物运输冷藏集装箱的方法的流程图。该方法由服务器计算 机来执行，该服务器计算机被配置成使用相应的控制计算机来从远程放置的冷藏集装箱来 接收数据106。
[0091 ]该方法对所接收的数据106进行操作，所接收的数据106包括具有测量值的相应的 第一序列的第一组观察数据和第二序列的第二组观察数据。如下文将更详细地描述的那 样，测量值的第一序列和第二序列包括由经由冷藏集装箱的控制计算机耦接至通信设备的 传感器或直接耦接至通信设备的传感器测量的值。
[0092]可以以各种格式将数据106从控制计算机发送至服务器。在一些实施方式中，每个 控制计算机将来自同一时间点或近似同一时间点的一组测量值(例如，环境温度值、供气温 度值、回气温度值、吸入压力值以及排出压力值)嵌入数据包中，该数据包被给定与所述时 间点对应的时间戳。在一些实施方式中，控制计算机在测量值被嵌入数据包中之前对测量 值执行处理。这样的处理可以包括例如通过平滑滤波器对测量值进行滤波。在该情况下，时 间戳可以表示最近的测量样品的输入滤波器的时间点或者另一时间点。因此，可以以连续 不断的数据包发送测量数据的序列，连续不断的数据包例如为以规律或半规律的间隔（例 如每20分钟、每30分钟或每60分钟)或者以其它间隔发送的数据包。
[0093]仿真模型101接收作为其输入的第一组观察数据，并且输出作为对第二组观察数 据的估计的仿真值。
[0094] 将来自仿真模型的输出（即，对第二组观察数据的估计)与第二组观察数据（即，测 量的值)输入计算残差的步骤102。残差是第二组观察数据的值与对第二组观察数据的估计 的值之间的差。残差包括关于估计值与测量的值吻合程度的信息。仿真模块101被配置成在 以下条件下估计第二组观察数据:制冷系统在正常操作条件下进行操作。即，制冷系统无明 显的性能退化故障或缺陷。在该条件下，残差可以指示估计值与测量值吻合较好。
[0095] 当出现与制冷系统在正常操作条件下进行操作的条件的偏离时，例如，当出现性 能退化故障时，残差指示估计值与测量的值吻合较差。图110示出了作为时间的函数的值的 四个序列。图110最底部示出了第二组观察数据(例如，在冷藏集装箱的制冷回路中的测量 的吸入压力Psuc^cm)的测量的值的序列和作为仿真模型的输出的对第二组观察数据的估 计。在最顶部，示出了第二组观察数据(例如，在制冷系统中的测量的排出压力Pd^h^)的 测量的值的序列和作为仿真模型的输出的对第二组观察数据的估计。在两个垂直虚线之间 的时间间隔中可以看出，估计值没有其在其它时间处吻合的好。这将在步骤102中计算的残 差中清楚地示出。根据本领域公知的常规方法来计算残差。
[0096]仿真模型101接收作为其输入的第一组观察数据，并且输出作为对第二组观察数 据的估计的仿真值。如上文提到的，观察数据包括测量值的相应的第一序列和第二序列。可 以根据对环境条件和系统条件的测量得到测量值。环境条件可以包括环境温度、环境湿度、 气体浓度(例如，〇 2浓度）、新鲜空气的进气量和/或其它环境条件。应当在相对于由冷藏集 装箱限定的封闭装置的意义上理解环境。系统条件可以包括供气温度、回气温度(见图5)、 货物温度、制冷系统中的吸入压力、制冷系统中的排出压力和/或其它系统条件。
[0097] 观察数据还可以包括将不同类型的冷藏集装箱相互区分的参数(例如，将一种类 型的制冷系统与另一种类型的制冷系统区分的参数以及/或者将集装箱的一种类型的隔热 与集装箱的另一种类型的隔热区分的参数）。通常，在冷藏集装箱的数据库中限定这样的 值。数据库可以是用于预订针对特定行程的集装箱的所谓的预订系统的一部分或者所谓的 集装箱管理系统的一部分。
[0098] 观察数据还可以包括以货物描述符值的形式的参数，该货物描述符值可以指定货 物的热特性。货物描述符值可以包括针对以下的值:货物的比热、货物的呼吸热、商品类型、 重量、体积和/或其它货物描述符值。这样的观察数据也被指定为初始条件。
[0099] 观察数据还可以包括以设置形式的参数，所述设置针对预定物理特性的期望的目 标值或范围进行限定，其中，制冷系统的控制计算机被配置成达到和维持所述预定物理特 性的期望的目标值或范围。预定物理特性可以是回气温度和/或湿度水平和/或气体的浓度 和/或其它特性。传统上，这样的设置也被指定为设置点，例如，设置点温度。
[0100] 通常，第一组观察数据中的参数和第二组观察数据中的参数以互斥的形式选自上 文提到的参数，并且使得仿真模型输出对第二组中的观察数据的估计，以使得可以计算相 应的残差。
[0101] 仿真模型可以是基于热力学的第一原理或统计模型的确定性模型。仿真模型实现 以下表达:表达输入模型的参数与模型的输出之间的关系。仿真模型可以对最当前时间实 例处的值(也称为样本)进行操作以及/或者对之前的一个或更多个时间实例处的值或样本 进行操作。
[0102] 在实施方式中，仿真模型具有第一模式(其为默认模式)和第二可选模式。在第二 模式中，仿真模型对在一个或两个样本时间点处的值进行操作，而不管先前值或将来值的 操作。第二模式也称为静态模型。对先前值的操作可以包括对时间的导数的计算。在第一模 式中，仿真模型对当前值和先前值进行操作，包括对时间的导数进行计算。第一模式还指定 微分方程模型或者暂态模型，并且在系统进行操作以接近某些目标值例如设置点温度的情 况下，当仿真模型对在暂态阶段的数据进行操作时选择第一模式。第二模式对过去的两个 或更多个样本进行操作。当系统已到达目标值附近时，选择第二模式。在暂态阶段之后，当 达到近似设置点的范围时，选择第二模型，并且输出根据计算的值。当来自第一模型和第二 模型的输出值一致时，在停止计算输出值的意义上撤销选择第一模型。该方法给出较好的 估计结果，并且节省计算资源/电力。下文结合附图3进一步描述对模式的选择。
[0103]统计方法103适用于处理在步骤102中计算的残差并且适用于计算作为残差值的 函数的指标值。指标值可以随着时间的推移改变其值，并且在来自仿真模型的估计输出与 测量的值吻合较好时保持在预定范围内，而当测量值从估计值显著偏离时，指标值跑到预 定范围以外。
[0104]统计方法103对以下进行操作：
[0105]-在步骤102中计算的残差，
[0106] -表示在正常操作条件下的残差的预期分布的参数107,以及
[0107] -表示在故障条件下的残差的预期分布的参数109。
[0108] 这在图112中被示出，其中，横轴表示残差的大小，而纵轴表示残差的频率。左手侧 的实线表示在正常操作条件下的残差的预期分布，而右手侧的虚线表示在故障操作条件下 的残差的预期分布。在一段时间内的残差的频率被表示为条。为了说明的目的，在正常情况 下的残差的频率被示出为填充的条，而在故障情况下的残差的频率被示出为未填充的条。 可以看出，在故障情况下的残差偏离并且导致较大的残差。还可以看出，即使在正常情况， 残差偶尔也会非常大，参见，图中右侧的填充条。根据在正常条件下和故障条件下的历史观 察值来估计在正常模式下和/或在故障模式下的残差的分布。
[0109] 统计方法对在步骤102中计算的残差以及如下文所描述的参数107和109进行操 作，其中，残差值被标记为Xm，其中，下标m标记时间脚标。两个函数PFault ( Xm)和PNormal ( Xm)表 示:给定残差分别出于故障条件或正常条件的针对给定的残差值^的似然值。针对任何残 差值Xm，计算PFault(Xm)和PNormal(Xm)的值。计算残差值出于故障的似然与残差值出于正常情 况的似然之比。高比率指示故障情况比正常情况的可能性大，反之亦然。
[01 10]然后，在每个时间实例Xm处或者针对每个时间实例Xm计算所述比的对数值。从而， 获得关于值零是对称的值；比1/1的对数值=〇;比1/2的对数值= _0.693以及对称地：比2/1 的对数值= +0.693。
[0111] 通过累积在多个时间实例m上的所计算的对数值来计算指标值。累积开始于时间 实例j处，而结束于时间实例M (大写M)处。时间实例M可以表示当前时间点和时间实例j，来 自于其的累积开始可以表示在例如通过检测针对冷藏集装箱的新行程来初始化统计方法 时的时间点。以该方式，在计算指标值中可以不管非故障条件，该非故障条件可以例如在装 载冷藏集装箱期间或者在装载冷藏集装箱很短时间之后的暂态阶段期间看起来像故障条 件。
[0112] 在正式表示中，统计模型被表示为如下：
[0114] 其中，Sm(j)是作为下标m和j的函数的指标值。上文中解释了变量和函数。
[0115] 在一些实施方式中，在正常情况的概率胜过故障情况的概率的事件中，不考虑5? (j)的负值，使得：
[0117] 从而，指标值在正常操作的长时间段上不会跑远。该计算还被称为递归似然比方 法。
[0118] 在步骤104中，指标值经受与检测阈值108的比较。可以通过可能故障或最可能故 障的启发性来决定检测阈值的水平。可以改变检测阈值的水平，使得当较短时间段的类似 故障的残差出现（即指标值在多个时间实例上增大)时，阈值不被超出。然而，除非这样的较 短时间段跟随有其中指标值减小的时间段，否则在一定时间之后阈值会被超出。
[0119] 应当强调的是，仿真模型101可以输出对多个测量值的估计，多个测量值例如为： 1)供气温度，2)回气温度，3)吸入压力以及4)排出压力。因此，计算相应的残差值，所述相应 的残差值可以被统计方法分别处理，以给出相应的指标值。在一些实施方式中，例如通过相 加或线性组合而成为组合的残差来组合两个或更多个残差，例如，吸入压力和排出压力。可 以将这样的组合的残差输入统计模型。从而，可以调整残差计算，以使特定故障条件具有期 望的灵敏度，并且减少错误的故障检测的概率。
[0120]图111示出了沿纵轴描绘的第一指标值和第二指标值可以随着沿横轴描绘的时间 实例如何发展。第一指标值随着时间的推移发展为峰值，但是在每个峰值之后恢复至零或 者靠近零。第二指标值随着时间的推移发展为较低峰值，但是其在某时间点处开始增大，并 且上升到远高于较小的峰值。较小峰值的上方的阈值可以捕获第二指标值使得可以发出警 报。当通过警报信号识别到故障并且原因已经被移除（例如，通过修理制冷系统或者制冷系 统的部件)时，因为残差出于正常情况的概率占优势，所以指标值再次减小。
[0121] 在步骤105中，确定评价指标值的结果。结果可以是阈值被超出的情况下发出警报 113。警报113可以指示阈值被超出处的时间实例。步骤105可以包括对多个指标值进行评 价。可以使用相应的各个检测阈值108分别执行评价，或者评价可以涉及例如通过加权组合 进行的对多个指标值的组合。
[0122] 警报可以包括由耦接至控制计算机的传感器测量的测量值的序列的值，或者警报 可以与由耦接至控制计算机的传感器测量的测量值的序列的值相关联。值可以用于记录在 发出警报之前以及可选地在发出警报之后测量值是如何发展的。值可以包括来自相应的冷 藏集装箱的相应的行程的所有值或基本上所有值，或者值可以包括导致警报的值的较短的 尾部。在多个指标值的情况下，警报可以指示超出其相应的阈值的指标值。
[0123] 此外，在关于行程未发出警报的情况下，可以提供具有测量值的序列的值的报告， 以记录在没有故障的冷藏集装箱中运输商品或产品，其中，测量值由耦接至控制计算机或 其它硬件设备的传感器测量。
[0124] 图2a、图2b和图2c示出了图1的更加详细的图。图2a示出了具有作为时间的函数的 值的四个序列的图110。在图110的底部示出了第二组观察数据（例如，测量的吸入压力 Psuc^on)的测量的值的序列以及作为仿真模型的输出的对所述第二组观察数据的估计值。 在最顶部，示出了第二组观察数据(例如，测量的排出压力Pd 1Scharge)的测量的值的序列以及 作为仿真模型的输出的对所述第二组观察数据的估计值。如在两个垂直虚线之间的时间间 隔可以看出的，估计值不如它在其它时间实例处吻合的好。这将在步骤102中计算的残差中 清楚地示出。
[0125] 还可以看出，成对的测量的值与仿真值一般趋向于彼此偏离，然而，统计模型抑制 这样的偏离，并且防止这样的偏离引起警报，除非随着时间的推移偏离是显著的并且一致。
[0126] 图2b示出了图112,其中，横轴表示残差的大小，而纵轴表示残差的频率。左手侧的 实线表示在正常操作条件下的残差的预期分布，而右手侧的虚线表示在故障操作条件下的 残差的预期分布。在一段时间内的残差的频率被表示为条。为了说明的目的，在正常情况下 的残差的频率被示出为填充的条，而在故障情况下的残差的频率被示出为未填充的条。可 以看出，在故障情况下的残差偏离，并且导致较大的残差。还可以看出，即使在正常情况，残 差偶尔也会非常大，参见图中右侧的填充条。
[0127] 图2c示出了图111，图111示出了沿纵轴描绘的第一指标值和第二指标值随着时间 的推移沿横轴描绘的时间实例会如何发展。第一指标值随着时间的推移发展为峰值，但是 在每个峰值之后恢复至零或者靠近零。第二指标值随着时间的推移以较低峰值发展，但是 其在某时间点处开始增大，并且上升到远高于较小的峰值。较小峰值的上方的阈值可以捕 获第二指标值，使得可以发出警报。当通过警报信号识别到故障并且原因已经被移除（例 如，通过修理制冷系统或者制冷系统的部件)时，因为残差出于正常情况的概率占优势，所 以指标值再次减小。未示出阈值水平，但是阈值水平可以例如位于纵轴上的值1〇〇处或者位 于另一值(例如值80或110或120)处。在最后面的示例120中，因为未达到值120,所以指标值 不会引起警报。
[0128] 因此，示出了统计模型如何抑制不一致的偏离并且防止不一致的偏离引起警报， 而最终持续的显著偏离会引起警报。
[0129] 图3示出了远程监视货物运输冷藏集装箱的方法的流程图。该方法通过从在远程 放置的冷藏集装箱中的数据通信单元接收数据传输的服务器计算机来执行。虚线框300指 示针对相应的冷藏集装箱执行的方法的实例。服务器针对相应的冷藏集装箱同时执行若干 这样的实例。
[0130] 方法在步骤301中开始。所述开始可以在下述情况下启动：当在线观察数据303开 始从冷藏集装箱的通信单元到达时;或者当通信单元发送指示控制计算机在线的预定信号 时;或者当由操作员宣告相应的冷藏集装箱准备好时发出预定信号时。观察数据可以包括 测量值，并且在一些实施方式中，观察数据可以包括初始值和/或预置。
[0131] 在步骤302中收集在线观察数据包括经由通信单元从冷藏集装箱的传感器收集在 线测量数据。可以在数据包中接收在线测量数据或观察数据303,所述数据包包括在基本相 同的时间实例处采样的相应的参数的多个测量值。可以以规律的时间间隔发送数据包，但 是偶而可以以不规律的时间间隔发送数据包。特别地，由于在通过其发送数据包的传输网 络上的不规律的延迟，数据包会以不规律的时间间隔到达服务器处。此外，数据包可以以不 规律的时间间隔到达服务器处，以及/或者在通信单元（即，冷藏集装箱)在通信网络的通信 范围之外的情况下，以显著的延迟到达服务器处。通信单元设置有缓冲存储器，以暂时存储 测量数据，并且当通信单元处于通信网络的通信范围内时，发送所暂时存储的测量数据。同 一数据包的多个测量值可以来自同一时间实例。可以对数据包和/或测量值给定时间戳。这 使服务器能够对数据包的不规则性或者相反顺序进行排序，并且带来正确的顺序的测量 值。
[0132] 在步骤304和步骤305中处理所接收的在线数据303,步骤304和步骤305分别执行 稳定状态检测和数据有效性检测。
[0133] 在步骤304中的稳定状态检测处理测量值的序列，以估计测量值的水平和/或水平 的变化，并且然后将所估计的水平和/或水平的变化与预定标准进行比较。稳定状态检测器 对从测量的参数例如供气温度(T supply)和/或回气温度(Treturn)中所选择的一个进行操作。 稳定状态检测器可以基于各个值或者平均值(例如值的加权平均值)来对值的水平进行估 计。预定标准可以是所估计的水平在预定范围（例如0.1度至0.3度的温度范围）内。还可以 或者可替选地根据所收集的针对即将发生的行程的预置值来确定预定范围。例如，在预置 值指定设置点温度为零下15度的情况下，可以将标准确定为在近似设置点温度的预定范围 内，例如设置点的温度加/减2度。因此，当针对一个或更多个连续时间实例的回气温度处于 由预定标准给定的所述范围内时，稳定状态检测器给出指示已达到稳定状态的输出。
[0134] 若干这样的稳定状态检测器可以并行操作，并且其输出可以通过"和操作"来组 合，使得当所有参数已达到稳定值时，所组合的输出指示已达到稳定状态。
[0135] 以类似的方式，稳定状态检测器可以通过计算针对测量的值的估计的斜率或者商 数来估计水平的变化。当例如回气温度一致地减小时，可以检测到稳定状态。预定标准可以 是所估计的斜率以0.1摄氏度每分钟减小，或者在其预定范围内减小。预定标准可以根据预 置值来确定，所述预置值例如包括指定制冷单元以及冷藏集装箱或者冷藏单元自身的类型 的值。
[0136] 在一些实施方式中，组合估计的水平和估计的水平的变化，以在满足以下条件时 检测稳定状态:进气温度(Tsupply)处于预定范围内，而回气温度(T ret_)正接近设置点温度。
[0137] 在步骤313中，将稳定状态检测器304的输出用于控制仿真模型的运行。在一些实 施方式中，来自稳定状态检测304的输出选择仿真模型的第一模式或第二模式。当稳定状态 检测示出暂态阶段时选择第一模式，而当稳定状态检测示出稳定状态时选择第二模式。
[0138] 因此，稳定状态检测器304给出以下两种情况之间的输出差别：
[0139] 1)其中测量的值中的一个或更多个保持在稳定水平的状态或者其中测量的值中 的一个或更多个朝向稳定水平进展的状态；以及
[0140] 2)其中测量的值中的一个或更多个波动到预定范围之外或超出预定范围或者未 能朝向设置点充分地收敛的状态。
[0141] 第二情况(2)还被称为明显的偏离情况，而第一情况（1)被称为受控情况。在一些 实施方式中，测量的值是受控温度或者包括受控温度。
[0142] 在步骤305中执行数据有效性监视。可以以与检测到稳定状态类似的方式来执行 数据有效性监视。也就是说，通过处理测量值的序列来估计测量值的水平和/或水平的变 化；以及将所估计的水平和/或水平的变化与预定标准进行比较。在一些实施方式中，稳定 状态检测和数据有效性监视共享一些数据处理算法。
[0143] 响应于在步骤305中所执行的数据有效性监视并且依赖步骤305的结果，在步骤 306中提供启动信号。启动信号可以对以下进行启动或禁止:运行仿真模型、计算指标值、运 行统计模型。这些功能由虚线框310来表示。此外，在一些实施方式中，数据有效性监视的步 骤对是否经由步骤319发出警报信号进行控制。
[0144] 还执行数据有效性监视，以捕获其中测量值从在广义上定义正常操作条件的范围 显著地偏离的事件。因此，预滤波可以捕获明显的故障，其中，可能不会捕获在不幸的事件 中的统计模型。因此，在数据有效性监视的预定标准被超出的情况下，可以发出警报信号， 而在不考虑借助于统计模型来评估残差的结果。
[0145] 数据有效性监视包括：
[0146] -检测在来自相应的冷藏集装箱的控制计算机的数据包中的丢失的数据包；以及/ 或者
[0147] -检测非法值；以及/或者
[0148] -检测明显的偏离情况。
[0149] 检测在来自相应的冷藏集装箱的控制计算机的数据包中的丢失的数据包包括检 查在被观察的丢失数据包之前的数据包的时间戳或顺序号以及在随后的时间点处到达的 数据包的时间戳或顺序号。在随后的时间点处，可以确定：
[0150] 1)对于所接收的所有数据包，序列连续；
[0151] 2)由于具有预期的时间戳或顺序号的数据包丢失，所以序列丢失数据包。
[0152] 后一种情况指示丢失数据包。在一些实施方式中，数据有效性监视包括检测预定 测量值是否在数据包中丢失。预定测量值可以是被定义为与仿真模型相关的计算必需的任 一测量值或多个测量值。
[0153] 检测非法值包括判定观察值是否落到针对相应的传感器和/或冷藏集装箱定义的 所谓的有效数据的预定范围之外。例如，被配置成输出在-70摄氏度至+70摄氏度范围（即， 有效数据的范围）中的温度值的传感器输出-128摄氏度的值，则可以认为-128摄氏度的值 为非法值。
[0154] 检测明显的偏离情况包括在结合稳定状态检测器304所描述的两种情况之间进行 区分。
[0155] 执行数据有效性监视的步骤包括输出指示以下的代码:丢失的数据包或非法值或 明显的偏离情况或者视具体情况而定的前述之外的任何情况。一组这样的代码经由步骤 306和启动信号来启动仿真，而另一组这样的代码经由步骤306来禁止仿真。
[0156] 恢复处理在线测量数据:将在线测量数据303和预置308的集合分为第一值311和 第二值312。将第一值311输入在步骤313中运行的仿真模型。将从仿真输出的仿真值314与 第二值312-起输入步骤315,以用于计算残差值。对于相应的参数而言，计算残差值作为参 数的测量的值与参数的仿真值之间的差。如上文所提到的，可以例如通过相加或线性组合 成组合的残差来计算残差。
[0157] 借助于在步骤317中执行的统计方法以及评估步骤318来在步骤316中处理残差。 这被结合图1更加详细地进行描述。基于在步骤318中的评估，在步骤319中判定是否发出警 报信号。在步骤319中判定为肯定的事件中，收集与警报相关的信息，并且将与警报相关的 信息编码为警报数据321，并且在步骤320中将警报路由至预定目的地。此外，从执行数据有 效性监视的步骤输出的代码可以经由步骤319引起警报。代码的预定集合引起警报。
[0158] 在一些实施方式中，在测量值的第一序列被输入仿真模型之前，该方法对测量值 的第一序列执行平滑滤波操作。可以在服务器计算机处对第一值和/或第二值执行平滑滤 波操作。可替代地，在与相应的冷藏集装箱安装在一起的控制计算机处执行平滑滤波操作。 在后一种情况下，在将数据发送至服务器之前对数据进行平滑。控制计算机可以从连接至 控制计算机的传感器处以采样率获得测量值，执行平滑操作并且然后在发送至服务器之前 减小采样率。以这样的方式，可以减小要被发送的数据的量。在一些实施方式中，对从步骤 315输出的残差执行平滑滤波操作。
[0159] 在一些实施方式中，该方法被配置有检测对测量数据的到达或接收的步骤。当测 量数据到达时，该方法处理这些测量数据，计算残差并且运行统计模型。从而，无论数据何 时到达，该方法都运行并且计算仿真的数据。
[0160]在一些实施方式中，可以通过从预订系统或其它集装箱管理系统接收或获取的主 信号来启动或禁止对针对冷藏集装箱执行的如由虚线框300所指示的方法的实例的运行。 主信号是在步骤309中接收的，在步骤309中，判定是否将集装箱登入成为用于运行该方法 的实例的主体。替代地，主信号可以是从相应的冷藏集装箱的控制计算机发送的。
[0161] 图4示出了系统的层次结构。可以以各种方式例如使用专用服务器硬件或者如基 于云的服务来实现服务器计算机或者简单地服务器。服务器一般被标记为408。服务器运行 如上文所描述的方法的多个实例411，并且将与此相关的数据存储在数据库414中。服务器 与通信站409通信。通信站409可以建立与一个或更多个远程放置的通信站403的卫星通信 链路。经由该卫星通信链路，可以传送数据包。可以将远程放置的通信站403安装在集装箱 船上、货运列车上或其它位置401上。
[0162] 远程放置的通信站403经由本地通信链路与冷藏集装箱402的集合的控制计算机 通信。本地通信链路可以是例如通过给冷藏集装箱供应电力的供电线进行通信的有线通信 链路。替代地，本地通信链路是无线通信网络，例如诸如GSM系统的电信系统或另一无线系 统。从而，远程放置的通信站403用作针对服务器与在位置401中的冷藏集装箱之间的通信 的通信中枢。通信站403还可以提供与由本地用户419操作的本地计算机405的连接。本地计 算机可以接收具有警报的报告404以及从服务器408接收的针对相应的冷藏集装箱的其它 fg息。
[0163] 服务器还可以耦接至计算机415,并且接收具有警报的报告417或者从服务器408 接收的针对相应的冷藏集装箱的其它信息。报告417可以包含具有来自多个位置401(例如 多个集装箱船)的警报的信息。报告417可以提供针对冷藏集装箱的较大集合的警报的集中 概况。
[0164] 运行被标记为411的方法的多个实例的服务器可以与具有相应的数据库413的集 装箱预订系统412通信。集装箱预订系统执行向用户406提供以下计算机服务的方法:使用 户406能够预订具有针对特定行程的预定特性的冷藏集装箱，并且能够指定要被运输的货 物以及要由在冷藏集装箱的存储空间中的制冷系统保持的气候条件。由用户给出和/或由 预订系统自动地确定这些特性的规格。可以将这些特性的值传送至集装箱监视系统，使得 可以将这些特性被包括在由方法411执行的计算中。
[0165] 预订系统有时称为集装箱管理系统。冷藏集装箱可以配置有与冷藏集装箱的控制 计算机通信的GPS接收器。从而，可以将冷藏集装箱的GPS坐标发送至服务器计算机408。从 而，服务器计算机可以运行资产跟踪方案。
[0166] 当冷藏集装箱处于GSM网络的范围内时，冷藏集装箱402与服务器计算机408之间 的通信可以经由公共GSM网络进行。从而，可以绕开经由卫星链路的通信。
[0167] 图5示出了以简化的横截面图的示例性货物运输冷藏集装箱。制冷的运输集装箱 501的负载或货物部分50 2包括:例如包括多个可堆叠的运输箱504的商品负载，多个可堆叠 的运输箱504被布置在货物部分502内，例如以在天花板和地板结构处留出用于在商品负载 的上方和下方的空气流动通道的适当的间隙。在该示例中，使用本领域已知的所谓蒸气压 缩式制冷循环。
[0168] 制冷系统包括制冷回路515和冷却空间513。制冷回路包括压缩机507、冷凝器509、 膨胀设备514以及蒸发器506。压缩机507和冷凝器509通常位于运输集装箱501的绝缘封闭 装置的外部。通常冷凝器509是具有一个或更多个冷凝器风扇510的空冷式冷凝器，一个或 更多个冷凝器风扇510路由与冷凝器相关的热传导中空气，以将热从冷凝器排放到其环境 中。
[0169 ]冷却空间513位于运输集装箱501的绝缘封闭装置的内部。冷却空间513通常通过 面板与运输空间502隔开，所述面板装备有一个或更多个开口，以使回气流516从运输空间 502进入冷却空间513并且使供气流517从冷却空间513出来进入运输空间502。由一个或更 多个蒸发器风扇505来维持通过冷却空间的空气流。在通过冷却空间的途中，空气成功地穿 过回气温度传感器518、一个或更多个蒸发器风扇505、蒸发器506、加热单兀508以及供气温 度传感器519。
[0170] 加热单元508可以例如是电加热器或者再加热空气线圈。通常，电加热器是简单的 电阻器，并且以焦耳热定律工作，即，通过电阻器的电流将电能转换成热。通常，再加热空气 线圈是以下述方式连接至具有可控阀的制冷回路的热交换器：当需要加热时，离开压缩机 的热加压的制冷剂被引导通过热交换器。
[0171]在所谓的蒸气压缩制冷循环期间，压缩机507从蒸发器吸取制冷剂蒸气（以吸入压 力Psmtm)并且压缩制冷剂蒸气，制冷剂蒸气随后以高压力流至冷凝器。冷凝器在对制冷剂 蒸气进行冷凝的同时将制冷剂蒸气的热排出至在制冷的运输集装箱外部的媒介(空气）。然 后，液化的制冷剂流至膨胀设备，在膨胀设备中，制冷剂压力落至排出压力(Pd lscharge)。然 后，低压制冷剂流入蒸发器506,其中，制冷剂从制冷的运输集装箱中提取所需的热的同时 蒸发。
[0172]虽然未示出，但是压力传感器被安装在制冷系统中，以测量吸入压力和排出压力。
[0173] 温度传感器和压力传感器与控制计算机511通信。经由有线或无线连接来执行传 感器与控制计算机之间的通信。如本领域所公知的，控制计算机控制制冷系统的部件，例如 风扇510和505、加热器508和压缩机507。
[0174] 控制计算机可以包括用于与本地通信站403通信的通信单元512。通信单元512可 以是分立的单元，其中，控制计算机和/或通信单元适用于经由控制计算机511和通信单元 512将来自传感器的测量值传送至本地通信站403,并且然后传送至服务器408。
[0175] 由于在许多常规的冷藏集装箱中安装有控制计算机和与控制计算机通信的传感 器，所以上文所描述的实施方式是有利的，其中，控制计算机控制制冷系统的操作。因此，通 过与控制计算机对接以检索测量的数据，可以避免具有相应的线路的另一组传感器。
[0176] 在替代实施方式中，将控制计算机和通信单元集成在单个单元中。
[0177] 在一些实施方式中，控制计算机被配置为与传感器和还被称为通信单元的调制解 调器对接的数据获取系统。
[0178] 在一些实施方式中，控制计算机和与控制计算机通信的传感器作为第一系统进行 操作，而耦接至另一传感器(例如温度传感器和压力传感器)并且耦接至通信单元的远程监 视计算机作为第二系统进行操作。在一些实施方式中，第一系统和第二系统作为分离的系 统进行操作。从而，借助于与传统控制计算机系统分立的系统来实现对冷藏集装箱的远程 监视。在不背离要求保护的范围的情况下，可以设想出实现要求保护的方法的一个或更多 个硬件系统的其它结构。
[0179] 还可以在与冷藏集装箱安装在一起的本地计算机上完全或部分地执行该方法。
【主权项】
1. 一种远程监视货物运输冷藏集装箱的操作的计算机实现方法，所述货物运输冷藏集 装箱配置有制冷系统，所述制冷系统安装有控制计算机，所述控制计算机耦接有监视所述 制冷系统的操作的传感器； 所述方法包括： -从所述控制计算机收集第一组观察数据和第二组观察数据，所述第一组观察数据和 所述第二组观察数据包括由耦接至所述控制计算机的传感器测量的测量值的相应的第一 序列和第二序列； -运行仿真模型，所述仿真模型接收所述第一组观察数据作为其输入，并且输出仿真 值;其中，所述仿真模型被配置成输出所述仿真值作为对所述第二组观察数据的估计； -计算作为残差值的函数的指标值，根据所述第二组观察数据的值与所述仿真值之间 的差来计算所述残差值； -相对于预定标准来评估所述指标值，并且在所述预定标准被超出的情况下发出警报 信号。2. 根据权利要求1所述的方法，其中，计算所述指标值包括计算所述残差的累积值。3. 根据权利要求1所述的方法，包括： -从数据库收集预置值，所述预置值限定针对所述冷藏集装箱的制冷系统和/或所述冷 藏集装箱的特征和/或所述货物的特性的设置;以及 -将所述预置值输入所述仿真模型，以用于所述仿真模型对所述第二组观察数据的估 计。4. 根据权利要求3所述的方法，其中，输入至所述仿真模型的预置值包括： -预置温度值，其限定对所述制冷系统进行设置以针对所述货物要获得的温度；以及 -货物特性值，其限定所述货物的热力特性。5. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，从所述控制计算机收集并且输入所 述仿真模型的第一组观察数据包括： -测量的温度值，其为对针对所述货物运输冷藏集装箱的环境温度的估计;和/或 -测量的量，其为对针对所述货物运输冷藏集装箱的新鲜空气吸入量的估计。6. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，从所述控制计算机收集并且与所述 仿真模型的输出进行比较的第二组观察数据包括： -第一温度值和第二温度值，在流过所述制冷系统的蒸发器的空气流中测量所述第一 温度值和所述第二温度值。7. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，从所述控制计算机收集并且与所述 仿真模型的输出进行比较的第二组观察数据包括： -第一压力值和第二压力值，针对所述制冷系统中的压缩机来测量所述第一压力值和 所述第二压力值。8. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括： -在针对所述仿真模型输入所述测量值的第一序列之前，对所述测量值的第一序列执 行平滑滤波操作。9. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括： -处理测量值的序列，以估计所述测量值的水平和/或水平的变化； -将所估计的水平和/或水平的变化与预定标准进行比较；以及 -在所述预定标准被超出的情况下发出警报信号。10. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述仿真模型具有作为默认模式的 第一模式和第二可选模式;所述方法包括： -处理测量值的序列，以估计所述测量值的水平和/或水平的变化； -将所估计的水平和/或水平的变化与预定标准进行比较；以及 -当所述预定标准被超出时，选择所述第二模式。11. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括： -响应于检测到所述冷藏集装箱的随后的行程来准备针对仿真的随后的时间段的仿真 模型；其中，所述冷藏集装箱的随后的行程被检测为继之以进一步的观察数据的预定长度 的暂停，在所述预定长度的暂停内，尚未接收到来自相应的冷藏集装箱的观察数据。12. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括： -处理测量值的序列，以估计所述测量值的水平和/或水平的变化； -将所估计的水平和/或水平的变化与预定标准进行比较；以及 -在所述预定标准被超出的情况下，禁止发出所述警报信号。13. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括： -从所述控制计算机接收登入信号，所述登入信号指示所述货物运输冷藏集装箱登入 故障监视方案， -从所述控制计算机接收登出信号，所述登出信号指示所述货物运输冷藏集装箱从所 述故障监视方案登出。14. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在集装箱监视系统上执行以下步 骤:收集观察数据，运行所述仿真模型，计算累积值以及评估所述累积值；以及其中，将针对 特定旅程的预置值存储在集装箱预订系统中并且从所述集装箱预订系统发送至所述集装 箱监视系统。15. 根据前述权利要求中任一项所述的方法， -其中，通信站通过第一无线网络与所述控制计算机通信，以接收所述第一组观察数据 和所述第二组观察数据； -其中，所述通信站通过第二无线网络与服务器计算机通信，以将所述第一组观察数据 和所述第二组观察数据发送至所述服务器计算机；以及 -其中，在所述服务器计算机上执行以下操作:运行所述仿真模型，计算残差值以及评 估所述残差值。16. 根据权利要求15所述的方法，其中，经由所述通信站来报告所述警报信号。17. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在服务器计算机上运行针对相应的 货物运输集装箱的仿真模型的多个实例。18. -种包括服务器计算机的系统，所述服务器计算机被配置成执行根据前述权利要 求中任一项所述的方法。19. 一种编码有程序的计算机可读介质，当在计算机系统上运行所述程序时，执行根据 前述权利要求中任一项所述的方法。
【文档编号】G06F17/50GK105849487SQ201380079904
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2013年8月29日
【发明人】拉格纳·因吉·荣松, 莫滕·尤尔·斯科夫鲁普, 拉比亚·利纳·邦丁·格兰隆德, 蒂埃里·瑟兰, 拉斯穆斯·索尔默·埃里克森, 莫滕·雷内·贝伦茨
【申请人】马士基航运公司