基于航次仿真的班轮船期优化设计

班轮船舶的航次到港时间受在港时间与航行时间不确定的影响,始发港后首个挂靠港的到港时间分布需要叠加一个在港时间分布与一个航行时间分布,而后续挂靠港口的到港时间却需要将航线前段中各个挂靠港的在港时间分布与航行时间分布进行叠加。为了处理上述的多分布叠加难题,文章将包括船舶航速调节的航次仿真引入模型,模拟仿真出航线上各挂靠港口的到港时间分布。并基于航次到港时间的累积频率分布,查找预期准班率所对应的计划到港时间,及根据航线计划往返时间来计算船舶配置数量。文末,案例"天天马士基"对文章模型的有效性进行了验证,研究表明:船舶航速调节后,不确定到港时间更集中于计划时间值,准班率也由航速调节前的61.2%提升至调节后的84.5%;采用基于航次仿真的班轮船期优化设计模型,航线准班率提升了8%,航线均天成本下降了14%。

船舶推进系统能量耗散建模与分析

建立船舶推进系统能量耗散分析模型,运用仿真的方法对船舶推进系统整个航次内的能量耗散进行研究。通过对推进系统能量传递过程进行分析,将能量耗散因素分为固定能量消耗和额外能量消耗;分别对坐标系、环境模型、船体运动和推进系统进行研究,建立推进系统能量分析模型;结合欧洲中期天气预报中心（European Centre for Medium Range Weather Forecasts,ECMWF）的气象信息,对目标船在新加坡—香港航线上的航行过程进行仿真研究。计算实例显示：在轻浪海况、主机设定负荷为70%时,推进系统固定能量消耗所占比例为86.7%-89%,主要受航速影响;额外能量消耗占11%-13.3%,受海况、操舵及航线综合影响。利用该模型对不同航线进行分析,可预报航期,并对航线中导致能耗升高的因素进行分析,为优化航线设计提供依据。

内支线集装箱班轮航线优化设计模型

内支线集装箱班轮航线运营中装卸箱量、装卸效率、航行时间及等泊时间皆具有不确定性,为了同步优化给定挂靠航线的甩箱率与适配船型、准班率与承诺到港时间,需要将上述诸多分布函数进行非线性叠加.对此,本文将对班轮船舶调度的模拟仿真引入模型与算法,仿真航次中包括船舶调节航速以控制到港时间的过程.算例绘制了不确定到港时间的航次仿真示意图,比较了不同甩箱率对应的适配船型、船舶租金与甩箱补偿,帮助验证了文章模型与算法的有效性.通过对比航速调节前后的船舶到港时间分布,发现调节航速有助于控制船舶按时到港.