基于BP人工神经网络与遗传算法的航速优化

为了进一步提高船舶能耗效率,本文提出一种基于BP人工神经网络与遗传算法的航速优化技术路线。首先,介绍常见油耗模型的构建方法;其次,利用BP人工神经网络建立目标船舶的油耗模型。模型预测的平均绝对误差为2.3%,准确度和泛化能力基本满足工程应用要求。最后,利用遗传算法,并基于历史气象数据对目标船舶的航线做分段航速优化。计算结果表明,航速优化后目标船舶的航行时长不仅能减少1.35天,燃油损耗还可节省10.1%,由此说明对航行船舶做分段航速优化是一种可行方案。

一种基于k-Means算法的船舶主机工况二次划分方法

为准确划分船舶主机运行工况,提升船舶主机性能监测能力,设计一种基于k-Means算法的船舶主机工况二次划分方法。基于实船运营大数据,分2个阶段开展主机运行工况划分研究,其中:第一阶段,以主机转速和功率为特征参数,初步划分主机运行工况;第二阶段,以海水温度和扫气箱温度为特征参数,对第一阶段划分的工况进行第二次划分。以某大型散货船为例,通过实船试验对该方法的有效性进行验证。试验结果表明,该方法能对复杂的船舶主机运行工况进行有效划分,可为船舶主机性能监测提供状态质量评估和辅助决策,有利于船舶主机健康管理和故障诊断工作的开展。

一种三体船快速性的研究方法

选用一种三体船船模,通过理论分析、船模试验及数值模拟,对其快速性进行研究。在快速性试验的基础上,用VB编写的基于混沌算法的系统辨识程序对实验数据进行处理,即通过系统辨识确定快速性数学模型的相关系数,再根据这些系数和部分实验数据预报其他的量,经与实验所得数据对比分析,得到该船型的快速性的有关信息。

国际航行船碳排放MRV规则解析和信息化应对

通过对国际相关组织关于国际航行船的碳排放MRV技术要求和详细规则进行解析,梳理船员实际执行MRV监测的基础要求.针对航运公司运营管理和实际船员日常责任,设计实现MRV监测报告流程的信息化管理系统模块,并直接与船管报文系统和检验机关信息系统进行数据层对接,实现MRV数据的自动生成和报送,减少船员重复工作,同时降低错误报送风险.

不同实船航速修正方法的实例对比

介绍了几种常用实船航速修正方法的基本原理,并在VB平台上根据改进的BSRA、ISO15016:2002、ITTC2012、ISO15016:2015等方法开发了实船航速修正程序。通过对某散货船压载、EEDI载况下实船试航数据的分析,比较了几种修正方法的异同,可为今后实船试航修正方法改进提供参考。

5668 TEU集装箱船球艏改型与浮态节能的实船验证

针对目前集装箱船大多处于偏离原设计状态的低载货量及降速航行状态,快速性较差的问题,提出球艏改型和浮态节能技术2种节能方案,并以5 668 TEU型集装箱船为例对这2种节能方案进行实船验证。研究分析该型集装箱船的实际营运状态特点,阐释球艏改型与浮态节能的关系,拟定实船验证的技术路线。通过对2艘姊妹集装箱船(原球艏船和改型球艏船)进行试航,对球艏改型(船)和浮态节能技术进行实船验证。经验证,球艏改型和浮态节能技术的效果明显,且改型球艏船更加适应低载货量、降速航行的营运现状。

营运船舶航行性能和海洋环境监测平台开发验证

EEDI是衡量船舶能效水平的重要指标。由于试验条件限制,目前主要还是依靠模型试验结果对交船测试进行修正换算得到。上海船舶运输科学研究所自主研发了航行性能和海洋环境监测平台,可对营运船舶开展长期跟踪监测,实时收集船舶营运阶段的航行环境和性能参数,通过自动识别航行状态,划分海区、海况和船舶载况等因素对于船舶功率与航速的影响,可获得营运船舶实际EEDI指标,提高EEDI实船验证结果的准确性。监测平台在某万箱级集装箱船进行相关验证,并已展开长期监测。

船舶横摇运动模式辨识仿真

利用系统辨识方法对一艘液化石油气(Liquefied Petroleum Gas,LPG)船模型进行静水中横摇试验的辨识分析,建立船模静水横摇的数学模型。利用MATLAB软件中的动态仿真工具SIMULINK进行仿真验证,给出准确的横摇阻尼系数和附加质量惯性矩值,验证系统辨识方法在船模耐波性试验分析领域中的可靠性。该系统辨识方法可推广应用到船模及实船其他耐波性试验分析中。

一种具有倾斜侧体的三体船阻力试验研究

作为一种高性能船型,三体船受到了研究人员的广泛关注。由于侧体位置对三体船剩余阻力会产生影响,为了研究倾斜侧体对三体船阻力性能的影响,设计了一种新型的倾斜侧体三体船,并在拖曳水池中开展了相应的船模阻力试验。试验中,针对这种新型的斜侧体三体船,采用船模拖曳的试验方法测量了不同装载情况侧体多个倾斜角度下的三体船裸船体阻力。而后,依据傅汝德假定对试验数据进行了计算,分析并讨论侧体倾斜角度对三体船剩余阻力的影响。试验结果表明,选择侧体合适的倾斜角度有利于降低三体船的航行阻力,为此类船型的设计尤其是快速性方面的研究和设计提供参考。

基于船舶工程软件进行的船舶线型开发设计

在当前绿色航运、低碳航运的大环境下,航运公司关注新船的CO_(2)排放量。同样吨位、同样设计航速的同种类船型,如果拥有相对好的快速性能,将受到各航运公司的青睐。本文主要介绍几款成熟应用的船舶工程软件,分析如何在较短的时间内应用这些软件,开发设计出具有优秀快速性能的船舶线型,以符合当下船舶节能减排的大趋势。

新型三体船横摇运动模式分析

对新型三体船模型在不同吃水下横摇运动模式进行实验研究。采用惯性测量系统MTI-G测得横摇衰减角速度曲线,并利用基于遗传寻优的系统辨识方法,进行横摇运动模式的辨识分析,验证该辨识模型及其方法的可行性;通过优化计算确定该船型在不同吃水下的横摇运动微分方程,初步探讨影响横摇运动相关参数的变化规律。该方法和研究结果可为此类三体船耐波性的深入分析和设计提供技术支撑。

船舶主机能耗分布及辅助计算系统开发

船舶主机是整船最大的耗能系统,其能量消耗水平直接影响到营运的经济性。论文将主机系统能耗分布划分为摩擦损失、冷却损失、增压器吸收、废气锅炉吸收、排烟损失以及其他损失等6个模块,建立各模块能耗分布计算模型。基于C#语言开发了船舶主机能耗分布辅助计算系统,分别以台架试验数据以及实船测试数据为基础进行能耗计算和相互比较,验证模型的有效性。然后以一艘30.8万吨超大型原油船为分析对象,估算该船不同工况下主机的能耗分布。

基于航行数据的船舶航行油耗模型建立方法

准确评估船舶的能效表现是研究船舶性能、优化船舶能效的基础。为准确评估船舶航行状态对船舶航行油耗的影响和船舶的能效表现,以某超大型散货船为研究对象,基于船舶智能能效综合管理系统获取大量船舶航行数据,通过数据处理和特征工程找出影响船舶航行油耗的因素,采用人工神经网络建立船舶航行油耗模型。采用该模型预估船舶在一段航程中的总油耗量,验证该模型在评估船舶航行状态对船舶航行油耗的影响方面的有效性。此外,采用该模型对航程和转速进行优化,验证该模型对能效优化的可行性。

营运散货船监测数据处理与分析

对于营运船舶,其快速性能始终是船舶管理者关注的重要指标,而现有快速性能的考核验证方法并不能满足长期监控的需求。基于对某散货船开展的营运大数据分析,对长期监测数据进行相应清洗、插补、筛选和修正,编写了实船航行数据修正分析软件。实船航速测定试验分析方法的验证结果表明,该方法可用于实船快速性能长期监控分析。

万箱级集装箱船实船航速功率测试与分析

依据ISO 15016—2015试航规程,中海集装箱运输股份有限公司与上海船舶运输科学研究所联合开发实船航速功率测试与分析处理系统,基于运营船舶对其快速性能进行测试研究。通过某万箱级集装箱船满载载况下运营快速性能实船测试,并对测试数据进行分析,验证了该系统的适用性,可为今后实船测试和运营船舶快速性能评估提供一套行之有效的辅助工具。

基于人工神经网络的实船航行主机能耗预估自学习模型

为准确预报船舶在风浪条件下的燃油消耗情况,减少船舶的能量损耗,降低船舶的营运成本,针对智能船舶航行优化和航行节能的实际要求,利用人工神经网络算法设计一种实船航行主机能耗预估模型。以某万箱级集装箱船为研究对象,参考ISO2012实船试航功率修正法,通过人工神经网络算法学习合理的实船航行数据,建立适应该集装箱船的主机能耗预估模型。将该模型预估的数据与实船采集的数据相对比,验证预估模型的准确性。结果表明,该能耗预估模型可提供合理的船舶航行能耗预估。

一种融合遗传算法和二分法的船舶航速优化方法

面对越来越高的节能减排要求,研究特定航线营运船舶的航速优化方案,对于船舶所有人来说具有重要的现实意义。提出一种融合遗传算法和二分法的船舶航速优化方法,考虑实时气象和风浪条件,构建简化油耗模型,深入阐述遗传算法和多约束条件下的航速快速寻优方法。根据实船反馈的数据动态调整每日航速优化建议并将其推送至船端,通过比较目标航次数据与优化航次数据,验证该方法的有效性。结果表明,采用该船舶航速优化方法能达到降低全航路油耗的目标。

船舶EEDI状态性能验证方法及营运能效监测技术研究

船舶EEDI状态性能验证方法及营运能效监测技术研究包含模型尺度试验和计算研究、实船尺度测试及监测研究和模型-实船相关分析研究3个方面,形成了实船性能及风浪环境监测平台、船舶功率航速预报指南、实船测试和监测数据分析方法等多项创新成果,研究成果得到很好的推广应用,取得了良好的社会效益和经济效益.