内河船舶实时能效营运指数在线监测系统设计

内河船舶在实际航行过程中,能效营运指数(EEOI)多为一段时间或几个航次的平均值,相比远洋船舶,内河船舶受航行环境影响更大,EEOI不能直接用于表征船舶实时能效水平。针对此问题,文章采用嵌入式开发和4G移动网络技术,设计开发内河船舶实时能效营运指数在线监测系统。该系统实现了对内河船舶营运能效的实时监测,并能够在岸端数据管理平台对船舶能效和航行状态等数据进行远程监测、实时存储、动态显示以及下载,为我国内河船舶营运过程中的能效数据监测提供了有效手段。

船舶能效营运指数预测的建模及仿真分析

为了研究船舶能量消耗的组成和EEOI的预测问题,以主机油耗作为研究重点,建立了船舶能效营运指数(ehip energy efficiency operational indicator,EEOI)分析预测仿真模型。建立了推进系统-船体运动-环境的联合数学模型,对船舶运动及推进系统状态进行迭代计算。采用欧洲中期天气预报中心(European Centre for MediumRange Weather Forecasts,ECMWF)的气象数据,结合目标船的设计、实验参数及航线进行了仿真。根据对目标船在不同转速、不同航线的EEOI进行仿真,结果表明:不同主机转速对推进系统的能量消耗组成有显著影响。模型能够对不同转速的时间及EEOI进行预测,为航速设计提供依据;同时还能对不同航线的EEOI进行对比,为基于能效的航线优化提供了研究基础。

船舶能效营运指数仿真建模

为更方便地研究船舶能效营运指数(EEOI)的影响因素,以46 000t油船为目标船,将其顶浪直线航行时受到的影响因素按蒙特卡罗方法分为确定因素和随机因素。通过运用软件对目标船能效进行仿真建模,获得了EEOI随时间的变化关系曲线;在此基础上,进一步计算和分析海浪特征波高和船舶载重对EEOI的影响。结果表明,提高载货率能够直接提高船舶的EEOI;降低主机转速也是有效降低船舶EEOI的方式,并且这种降低的效果会随海浪特征波高的增大而减少。该方法对单船能效管理方案的制定具有一定的参考价值。

造船能耗对营运能效指数的影响研究

船舶的整个生命周期中,建造和营运是能量消耗最多的两个时期。船舶建造所消耗的资源与能量是相当巨大的,不应被忽略。EEOI只评价了船舶营运能效,而未涉及建造能耗。建立造船能效的概念,结合船舶造价与造船国单位GDP能耗计算造船能耗,并将其作为船舶能效营运指数的修正因子,必须更全面地评价船舶能效,利于节能减排。

大型集装箱船能效营运指数仿真研究

为应对IMO提出的日益严格的排放法规,降低船舶EEOI值,本文分析了EEOI的数学计算公式以及简化公式,并以某8063TEU大型集装箱船为目标船,基于MATLAB/Simulink建立了船舶能效系统的仿真模型。通过仿真研究,分析了船舶航速、航期、载货量、航程对船舶EEOI的影响,同时研究分析了EEOI对航速、载货量、航程变化的敏感性。结果表明随着航期的增加船舶EEOI逐渐减小;EEOI对航速的敏感性最高,对载货量的敏感性其次,而对航程的敏感性较低;降低主机工作负荷从而降低航速,以及提高船舶载货量都能有效降低船舶EEOI值,而增加航程则对降低EEOI值效果不明显。

船舶能效设计指数和能效营运指数介绍及分析

控制CO2排放一直是航运界关注的焦点,国际海事组织(IMO)海洋环境保护委员会第62次会议以MARPOL公约附则VI修正案的方式通过了具有强制实施效力的全球温室气体减排规定。对船舶能效设计指数(EEDI)和能效营运指数(EEOI)进行分析和研究,并对可采取的减少CO2排放措施进行探讨。

船舶能效营运指数监测系统

船舶燃油消耗是航运企业燃油管理的重要组成部分,本文分析影响船舶燃油消耗的因素,以船舶燃油消耗量为基础,以可编程控制器为核心,建立实时远程监测系统的硬件和软件,开发船舶能效指数实时远程监测系统,实时采集显示船舶燃油消耗量、航程、燃油种类、载物量等参数,计算船舶能效营运指数,实现油耗的自动测量和远程监控.

船舶能效营运指数和能效管理实践分析

在2012年通过的《船舶能效管理计划(SEEMP)制订导则》中,IMO推荐使用船舶营运指数(EEOI)作为设定自愿性能效管理目标和能效水平检测的指标。以某多用途船为例,通过实际航行数据,计算该轮年度和航次的EEOI,对航次内各航段的EEOI值进行分析,最后从航速优化、最佳纵倾、船体清洁度、螺旋桨和废热回收等方面总结降低EEOI的措施,可为该船型在特定航线的能效管理提供指导,也可为其他船舶的EEOI计算和能效管理提供参考。

现有船能效指数和营运碳强度指标对船舶的影响

结合现有船能效指数(EEXI)规范实施的具体情况,建立简化模型,对限制主机功率和增加节能装置提高航速的两种方法开展对EEXI改善的贡献力度对比分析;以某型LNG船为研究对象,建立理论营运模式对LNG船燃油和燃气两种运行模式下碳强度指标(CII)进行对比,计算结果表明,对于现有船,采用限制主机功率与增加节能装置相结合的方法可有效改善EEXI指数和CII指数评级,对于现有LNG船,可选择燃气模式运行改善CII评级。

基于IMO船舶燃油消耗数据报告的集装箱船营运碳强度分析

当前国际航运界正全力朝着低碳和脱碳目标前进,以应对温室气体排放带来的全球气候变化问题。集装箱船是国际航运主力船型,其脱碳趋势具有一定代表性。基于IMO最新公开的2019―2022年国际航行船舶营运碳强度指标数据,系统梳理集装箱船营运碳强度指标数据的变化情况,结果表明:受国际政治经济形势影响,虽然航运业采取强有力的温室气体减排措施,但效果并不明显,尤其是从营运碳强度来看,减排趋势较为乏力;集装箱船碳减排趋势不明朗,船舶大型化对提升船队整体能效的作用有限,并且大型船舶比小型船舶更易受国际政治经济形势影响。

船舶能效设计指数和营运碳强度指标参考线值分析——以国际航行散货船为例

从船舶设计和营运的角度,通过对船舶碳排放指标采取设置限值或评级等措施,可逐步降低船舶碳排放水平,而相关措施的制定均须以相关指标的参考线值为基础。通过梳理、分析、对比国际海事组织关于能效设计指数、营运碳强度指标的参考线值计算方法,结合给定的相关参数值,以国际航行散货船为例,分析参考线值的关联性。结果表明:散货船营运碳强度指标的参考线值在能效设计指数的参考线值上下偏离,但偏离幅度不大;散货船大型化在一定限度内有利于提升设计和营运能效水平,且有利于实现营运能效水平优于设计能效水平。受限于船舶数据样本的不确定性,参考线值也有一定局限性,但可反映出一组特定船型船舶碳排放的技术和营运总体情况。

改善船舶能效指数的途径探讨

控制CO_2排放一直是航运界关注的焦点,该文对船舶能效设计指数(EEDI)和能效营运指数(EEOI)的影响因素以及改善能效指数的方法进行分析和研究,不同于目前大量讨论的直接的CO_2减排方向采取措施,而是从船舶机舱设备布局、设备的相关操作及相对影响、日常管理使用等方面提出自己的改善能效指数的措施。

风帆助航船舶操纵性及营运能效探析

针对风帆助航船舶航行中受风力和水动力影响，出现较明显的船首偏转和船体漂移现象，对风帆及船体进行数学建模，分析不利于船舶航行保向的因素，为驾驶人员应急工况操舵提供安全参考。考虑到风帆的推力作用使船舶主机营运功率降低，对风帆助航船舶能效营运指数（EEOC）进行数学分析，得出风帆助航系统较大程度上有助于降低燃油消耗量、改善EEOI指数，从而达到降低排放，保护环境的目的。

船舶能效指数的优化

根据国际海事组织IMO(International Maritime Organization)有关能效指数计算的指南,分析了影响船舶能效指数,包括设计指数和营运指数等几种因素,通过船舶在设计阶段进行合理的选型和优化,以及船舶在营运过程执行有效的操作和管理,采取各种措施减少能源消耗,提高能源利用率,同时降低CO_2和氮氧化物的释放量,达到节能减排目的。

纵倾优化下的船舶能效数值模型

通过Fluent数值计算和Simulink建模仿真的方法,建立船舶的CFD计算模型及能确定转速(n)-航速(V_s)-船舶能效营运指数(EEOI)间对应关系的船舶能效准稳态仿真模型,进而分析不同工况下纵倾变化对船舶营运能效的影响。以定转速航行模式的46000t油轮为目标船,经模型的计算和船模试验的验证,发现适当纵倾可提高目标船的营运能效。结合相关海事公约法规,计算目标船的最佳纵倾在艉倾2.61m处,可降低EEOI达0.8%。

船舶营运大数据挖掘与应用思考

船舶营运大数据来源于航运信息平台和营运船舶监测,通过对这些海量数据的分析与挖掘,能发现很多有价值的信息与规律,可应用于多载况下船舶功率与航速评估、船舶能效设计指数(EEDI)实船验证方法的完善、MRV机制实施的技术支持;风浪对航速的影响研究;节能技术的节能效果评价;船舶进坞清污最佳时机分析;船舶设备运行的精细化管理等,对于促进造船和航运业的技术进步具有重要的意义。

船舶能效管理的发展与我国履约的应对措施

本文介绍了国际公约中的新船设计能效指数(EEDI)、船舶能效管理计划(SEEMP)的基本概念和国际海事组织对船舶节能减排的相关技术措施,再结合我国目前在船舶能效管理方面的实际情况,提出了适合我国船舶的节能减排措施。

营运船舶燃料消耗及CO_2排放限值标准的制定与实施

为建立以节能减排为条件的我国内河和沿海营运船舶市场准入机制,提高营运船舶整体能效水平,为水运持续取得节能减排成效创造条件,分析《营运船舶燃料消耗限值及验证方法》《营运船舶CO_2排放限值及验证方法》标准制定背景、限值标准的限值要求、限值标准与IMO的EEDI的关系、限值标准与内河标准船型技术条件及营运车辆燃料消耗的限值标准,认为尽快强制实施两个标准,将有利于提升新投入营运市场船舶能效水平,促进营运船舶设计建造水平的提高,促进水运市场不断取得节能减排成效。

面向最小EEOI的船舶航速矩不确定分布鲁棒优化

船舶能效营运指数(Energy Effciency Operational Index,EEOI)与航速、水道环境等因素密切相关,寻找最优主机转速来实现航速优化是降低EEOI的重要方式。引入矩不确定鲁棒优化(Distributional Robust Optimization under Moment,DRO-MU)理论,并建立模型,计算上、下水工况,考虑多航段内水流速度的不确定性分布,以各航段的主机转速作为设计变量,航程时间与航速限阈作为约束条件,通过以追求最小EEOI为目标的优化模型,得到鲁棒性较高的分段航速优化方案,计算结果表明:该方法能在约束范围内有效改善船舶的EEOI能效特性,且能更好地反映真实情况,更具合理性与优越性。

基于船舶效益和能效管理的航速决策研究

对于航次租船下的船舶营运效益和船舶能效指数(EEOI),建立了船舶航次营运效益和EEOI估算模型。通过实例对低油价和低运价、低油价和高运价、高油价和低运价以及高油价和高运价4种情形进行计算。结果表明:EEOI与航速有关,不受油价和运价影响,而且航速越慢,EEOI越低;在低油价、低运价和低油价、高运价下时船舶航速越快,航次效益越大。在高油价、低运价和高油价、低运价下时船舶航速在略高于最低航速时,航次效益最大。所建立的船舶航次效益和EEOI模型,可为航运部门的营运航速选择提供参考。