LNG海上运输的起源与发展

天然气是世界上公认的清洁环保能源,其重要性和潜力正在逐渐被世人所认识和重视。世界液化天然气(LNG)出口国主要集中在中东、太平洋盆地和大西洋盆地3个地区,而LNG的进口国主要分布在亚太和欧洲。中国海关总署公布的数据显示,2023年我国LNG进口量达7132万吨,成为全球最大LNG进口国。LNG产地与需求地之间往往相隔数千公里,需要通过海运实现远距离运输。液化天然气船(LNG船),是运输LNG的专用船舶,是国际公认的高技术、高难度、高附加值的“三高”产品,被喻为世界造船业“皇冠上的明珠”,现仅有少数几个国家的造船厂能够建造。

基于滑动窗口动态输入LSTM网络的铁路运输系统碳排放量预测方法

铁路运输的低碳发展对交通系统实现“双碳”战略目标有着重要意义。针对当前铁路运输碳排放预测研究较少、预测精度不高的问题,考虑碳排放时间序列数据中历史信息和当前信息间的相关性,引入滑动窗口,结合长短期记忆(LSTM)网络,构建铁路运输碳排放量预测模型。采用灰色关联分析法计算铁路运输碳排放量各影响因素的关联度值,筛选铁路运输碳排放量的关键影响因素,使用高关联性数据作为预测模型的输入变量,提高预测精度;应用LSTM网络为基础预测模型,通过引入滑动窗口改进神经网络的数据输入;考虑未来减排政策变化对铁路运输碳排放量的影响,融合基于动态政策的情景分析,构建铁路碳排放预测模型,并利用多项式误差拟合方法进行误差修正,提高预测结果准确性。以1980—2019年铁路运输碳排放相关数据为例,从现有文献中总结出17个铁路碳排放影响因素,利用灰色关联分析法从中筛选出6个关键因素,通过滑动窗口对筛选出的数据进行子序列分割,测试不同长度窗口下的预测精度,选择最优窗口参数,建立改进LSTM模型进行预测,并将预测结果与原LSTM、BPNN和RNN模型进行对比,结果表明:改进LSTM模型将相对误差平均值降低至0.392%,而原LSTM模型为3.862%,BPNN模型为1.535%,RNN模型为0.760%,即改进LSTM模型具有更高预测准确性;根据历史趋势和发展政策设置基准情景和3种未来减排情景,利用改进LSTM模型预测未来10年铁路运输碳排放量,在4种模拟情景下,铁路运输2030年的碳排放量分别为9.83×10^(6) t、8.91×10^(6) t、8.62×10^(6) t和8.09×10^(6) t。综上所述,引入滑动窗口的改进LSTM模型能进一步提高铁路运输碳排放量预测准确性,融合动态政策的情景分析可为未来铁路运输低碳发展提供可行路径。

资源池组合运输模式下的LNG海上运输航线配船研究

针对在离岸价(free on board,FOB)交付模式下进口LNG的船舶资源配置问题,基于LNG贸易中资源池的概念,从买方角度出发,以年运输成本最小为目标,分别建立了采用期租方式租船运输的传统贸易模式和资源池组合运输模式下的LNG海上运输航线配船模型;以我国某LNG进口企业签订的LNG购销协议为例,验证了这两种模型的合理性,并得到了最优的进口LNG航线配船运输计划。研究结果表明:资源池组合运输模式相对于传统贸易模式能更有效地降低公司运输成本。

基于AHP的LNG运输可靠性评价研究

针对LNG海上运输供需稳定、计划性强的特点,从LNG运输可靠性的内涵出发,从运输计划完成效果的角度切入,提出了衡量LNG运输可靠性的3类指标,即计划性指标、完整性指标和安全性指标。在此基础上,建立了评价内容和标准可调整的LNG运输可靠性综合评价体系,利用AHP方法确定各指标的权重,对某LNG航次运输可靠性评价的可行性进行验证,为LNG航运企业质量管理决策提供参考案例。

集装箱铁水联运研究现状与动态

为了促进我国集装箱铁水联运的发展,分析了国内外铁水联运的研究现状。从基础设施建设、管理制度的完善、新型技术的发展及其他相关方面对铁水联运进行理论总结和评述,探讨了符合我国国情的集装箱铁水联运进一步研究方向。研究结果表明,中国集装箱铁水联运应以经济性和环保效益研究为出发点,从基础设施的建设、公共信息平台和新型关键技术开发推广着手,逐步提高集装箱铁水联运组织管理水平,在此基础上全面研发铁水一体化高效联运系统。

确定海事巡逻船配置量方法

针对海事巡逻船配置数量多、配置方法匮乏的现状,开发了一种基于海事辖区面积、特点、风险、巡航任务、监管要求的海事船舶配备数量计算方法。该方法引入监管面积覆盖函数,推导出配船数量与监管要求之间的函数关系;引入了海事辖区形状对计算监管覆盖面积的影响函数,建立了基于辖区面积、形状确定配船数量的近似计算公式。案例计算结果表明:用该方法得出的船舶配置方案能够充分考虑现代执法装备的运用效果,合理确定船舶需求数量,有助于科学规划海事船队规模,具有实用性和科学性。适当调整计算公式中的参数,该方法原理和程序也适用于内河水域海事船舶、海警船舶以及类似公务船舶配置数量的测算。

重大件运输的货物分配与航速联合优化

为了研究半潜船运输过程中满载与空载燃油消耗不同对重大件货物运输和最优航速的影响,建立了货物分配与航速联合优化模型,并改进了递归平滑算法RSA(recursive smoothing algorithm),基于插入法和改进的递归平滑算法IRSA(improved recursive smoothing algorithm),提出了全局搜索算法求解该模型.用插入法解决货物分配问题,用IRSA求解满载和空载的最优航速.算法应用结果表明:与RSA相比,运用全局搜索算法使运输成本降低了240.3万元;与划分为6和9个时间段的离散到达时间方法相比,运用全局搜索算法计算时间分别缩短了71.1和767.3 s.

海事巡逻船优化选型数学建模

针对有关海事巡逻船船型论证的理论研究较少、实用方法匮乏的现状,分析海事巡逻船的任务需求与船舶性能的相关性。从海事巡逻船的任务需求出发,运用船舶设计原理、快速性经验公式及拥有成本理论构建船舶主要尺度和性能参数优化模型。专业人员可在模型中预置以往的成功设计经验,基于任务需求规定的快速性、耐波性和承载能力求解出满足任务需求且在船舶寿命周期内年平均成本最低的船舶主尺度要素,为新船型的设计提供一个较高的起点。模型不仅适用于单体船、多体船及高性能船等多种船型的技术经济论证和互相比较,也适用于不同材质、不同主机选型船舶间的互相比较。通过案例计算,演示所建立模型的实用性和有效性。

混合蒸发气动力下液化天然气海运航线配船优化

液化天然气运输船舶在航行过程中,可利用其装载货物的自然蒸发气与强制蒸发气作为船舶动力燃料。根据这一实际情况,提出混合蒸发气动力模式下液化天然气海运航线配船优化方法。通过构建船舶航速、蒸发气消耗量及航次交付量之间的关联函数,权衡液化天然气强制蒸发量与航次成本间的反馈关系。考虑自有船和定期租船、航次运输时间、蒸发损失等因素,以液化天然气船队年运营成本最低为目标,设计混合蒸发气管理策略,建立液化天然气海上运输航线配船与航速联合优化模型。根据模型特点,将遗传算法与优化软件相结合,提出基于模型分解的嵌套求解算法。最后,以航运企业实际运营数据为背景开展案例分析,计算结果表明,采用混合蒸发气管理策略可使航运企业运营成本降低7.13%,船队闲置率降低4.8%。敏感性分析结果表明,随液化天然气现货价的增高,采用混合蒸发气管理策略调整强制蒸发气用量对企业运营成本的降低效果更加显著。

游船的起源与发展(下)

游船的起源与发展(上)我们探讨了海上旅游的起源与早期探索,以及专用游船如何逐渐崭露头角并持续发展。在本期中,我们将进一步聚焦游轮与传统班轮之间的显著区别,并剖析全球游轮产业的现状。同时,我们还将关注我国游轮业的发展态势。游轮作为客船领域的创新标杆,不仅拥有别具一格的运行组织模式,更展现出巨大的发展潜力。尽管国际环境对其发展带来一定影响,但游轮业依然顺应社会进步和人类需求,展现出璀璨的发展前景。

游船的起源与发展(上)

地球表面上的海洋面积约占70%,是陆地面积大小的两倍多。早期,生活在陆地上的人类只能坐在岸上望着浩瀚无垠的大海充满好奇、神秘或憧憬。有了水上交通工具船舶之后,特别是有了以机械为动力的远洋客运班轮之后,越来越多的人可以在海上旅行途中感知大海、探索海洋。然而,由于从上个世纪50年代末起航空客运逐步取代了远洋船舶客运,人类直接到远海体验海洋、观察海洋的机会就大幅度减少了,对海洋的求知欲和体验感也就与日俱增。

轮船的缘起与邮轮历史

人类在18世纪发明蒸汽机之后,就不断探索将其用作为船舶动力,以便改变过去仅靠风帆或人力推动船舶前进的方式。正如蒸汽机本身的改进、实用化、商用化经历了长时间的努力一样,以机械为驱动力的蒸汽机船的研制也经历了许多人长时间的努力。由于早期,人们很自然地想到在船的两侧各安装一个拨水桨轮作为船舶行进的推动装置,这种具有明轮特征、用机械驱动的船就在汉语中被称之为轮船。

基于证据推理的大型海事巡逻救助船船型选择

为科学选择大型海事巡逻救助船船型,从成本、技术、能耗、外观等4个方面构建船型选择评价指标体系,运用层次分析法(Analytical Hierarchy Process,AHP)确定各指标权重,并采用证据推理法,借助IDS软件,对各船型进行综合评价.以3 000吨级海事巡逻救助船船型选择为例,通过评价圆舭船型、穿浪双体船型和三体船型,验证该方法在大型海事巡逻救助船船型选择上的可行性.

半潜船运输大件货物的外力计算方法比较

半潜船运输大件货物,在航行途中由于受到风浪的作用,会发生横摇、纵摇等运动。为了保证半潜船的运输安全,需要对货物在运输过程中的受力进行分析。此文介绍两种外力计算方法,通过运输实例进行了比较,并对半潜船的安全运营提出相应的建议。

公路与水路运输节能减排量化分析和比较

通过研究汽车与船舶的油耗特点,结合燃油种类与CO_2排放量的关系,建立了计算公路运输与水路运输单位耗油量与单位CO_2排放量的数学模型。通过敏感性分析,研究车速或航速与载货率对车辆或船舶单位CO_2排放量的影响。以从厦门港到盐田港的干散货运输为例,做了节能减排计算分析,并将结果与用其他方法获得的结果对比。在此基础上,对公路运输与水路运输节能减排做了敏感性分析研究,可以计算出能够体现水路运输节能减排优势的临界货运量。结果表明本文中介绍的方法能够为核算、比较公路运输与水路运输的节能减排效果提供更科学的量化参考。

全回转起重船作业压载水调节优化研究

针对起重船作业时需根据作业情况调节压载水量以满足起吊大件回转作业要求,本文提出了一种起重船压载水调节数学模型,实现了起重船作业过程中吊臂匀速回转及压载水调节量最小的目的。利用Lingo软件对算例进行计算,结果满足全回转起重船作业时压载水调节量均衡且最小,浮态满足规范要求。研究结果表明:全回转起重船回转作业时压载水调节总量最小且吊臂匀速回转的优化计算合理可行,可有效避免经验法可能导致的危险情况。

复杂水域船舶避碰路径规划研究

针对目标船和碍航障碍区同时存在的复杂水域船舶避碰问题,在考虑《国际海上避碰规则》的前提下,结合避让目标船舶的预测危险区(PAD)理论、借鉴船舶领域相关成果进行的缓冲区分析以及切线图法对复杂水域进行环境建模,再用Dijkstra算法求得一条避开所有碍航区的初始路径;并利用船舶回转直径,基于改进的2-turn方法对初始路径进行平滑处理,给出了避碰转弯角度和复航角度,其不仅能够平滑路径还能检验原路径的有效性;最后进行了仿真实验,验证了该方法的正确性与适用性;再与Maklink图结合Dijkstra和蚁群算法的路径规划方法进行对比分析,结果表明该方法在时间性能、路径整体的平滑性、路径优化程度等方面更具优势。

半潜维修船船型多目标优化与单目标优化比较研究

自航式半潜维修船是基于集成创新理念设计的集高技术与多功能于一体的新船型。为选择最优的半潜维修船船型方案,以载重量与主尺度比值RRDW、甲板作业面积SWDS和每日作业收益P这3个指标为目标函数,建立半潜维修船船型论证模型,并采用理想点法和多目标遗传算法求解该模型。以一艘5万吨半潜维修船对故障船舶开展维修作业为例进行算例检验。两种方法均能实现对模型的求解,理想点法能提供距理想点更近的船型方案,而多目标遗传算法能提供更丰富的船型方案。计算结果验证了该模型的有效性,表明该模型能够为半潜维修船的论证选型提供决策支持。

中国民航运输碳排放解耦分析和达峰预测

为合理预测中国民航运输业的碳达峰时间,首先采用Kaya恒等式和对数平均迪氏指数分解法(LMDI)分解中国民航运输碳排放量的影响因素。其次,建立Tapio解耦模型分析民航运输碳排放量与各影响因素的关联强度,运用改进可拓展的STIRPAT模型实现中国民航运输碳排放量的预测。最后,设置基准、发展、远距、节能、浅绿、深绿情景进行测算。结果表明,深绿情景下中国民航运输业可以在2045年实现碳达峰。因此,基于这一情景设计了多种可将碳达峰时间提前至2030年的碳汇方案。

基于DEA交叉效率和证据推理的LNG船运输绩效评价

为使液化天然气(liquefied natural gas,LNG)船舶管理公司准确掌握LNG船的实际运营状况及管理水平,结合LNG船运输特点,从健康安全环境、船舶管理和船舶营运3个方面构建LNG船运输绩效评价指标体系。针对数据包络分析(data envelopment analysis,DEA)在绩效评价中仅能处理定量指标的问题,引入证据推理法来处理定性指标。首先运用DEA交叉效率模型对船舶营运中的投入产出指标进行处理,得到的DEA交叉效率矩阵采用熵权法进行集结,再把集结后的交叉效率值作为船舶营运指标的评价值,最后使用证据推理法完成LNG船运输绩效评价。以某LNG船舶管理公司的7艘LNG船的运输绩效评价为例,分析方法的可行性和有效性。结果表明,所构建的方法能够准确衡量LNG船的实际运营情况,可以为LNG船的运输管理工作提供参考。