遠(yuǎn)洋船舶分段航速優(yōu)化及其智能算法研究.pdf

1、現(xiàn)如今，在航運(yùn)市場依舊蕭條的背景下，節(jié)能減排成為航運(yùn)業(yè)面臨的重要課題。為了減少船舶的營運(yùn)成本，船公司采用降速航行的策略，通過減少主機(jī)燃油消耗量來實現(xiàn)節(jié)能減排，同時降低船舶營運(yùn)成本。因此，選擇船舶最佳航速是研究降速航行的關(guān)鍵所在。本文針對減少船舶在營運(yùn)過程中主機(jī)燃油消耗量的問題，研究了遠(yuǎn)洋船舶分段航速優(yōu)化及其智能算法，為船公司進(jìn)一步提高船舶營運(yùn)經(jīng)濟(jì)性提供了理論基礎(chǔ)和技術(shù)支持。
　　本文首先分析了船舶在風(fēng)浪中航行的各種阻力以及阻力對船

2、舶航行的影響。在建立船舶阻力的計算模型以后，從船舶失速的理論意義出發(fā)，建立了船舶在風(fēng)浪中的失速計算模型，為航線分段打下了基礎(chǔ)?；谀繕?biāo)船舶實際營運(yùn)數(shù)據(jù)，利用三維曲面插值得到準(zhǔn)確度高的主機(jī)燃油消耗率數(shù)據(jù)庫。通過對船舶航行阻力的計算以及主機(jī)燃油消耗率的查找，得到在定速航行狀態(tài)下的主機(jī)燃油消耗量模型，為分段航速優(yōu)化研究提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
　　其次，從歐洲中期天氣預(yù)報中心獲取目標(biāo)航線上的氣象信息，通過線性插值得到目標(biāo)船舶隨時間變化的氣象數(shù)據(jù)

3、。航線航段的劃分是分段航速優(yōu)化的基礎(chǔ)。本文基于時間聚類的理論，研究了以船舶在風(fēng)浪中的失速值為時間序列的航段聚類，并且結(jié)合船舶的物理轉(zhuǎn)向點(diǎn)把目標(biāo)航線劃分為12個航段。本文以航次主機(jī)燃油消耗量最小為目標(biāo)，建立了分段航速優(yōu)化模型。
　　最后，從分段航速優(yōu)化模型的特點(diǎn)和計算量的角度出發(fā)，本文基于模擬退火思想提出了分段航速優(yōu)化智能算法，對模型進(jìn)行求解。研究了求解分段航速優(yōu)化模型時的算法最佳配置參數(shù);并根據(jù)本文選取的目標(biāo)船舶目標(biāo)航線，對分段航