[發(fā)明專利]一種商船航速優(yōu)化方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110459659.3
• 申請日: 2021-04-27
• 公開（公告）號: CN113433934B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發(fā)明（設計）人: 余印;肖遙;徐斌
• 申請（專利權）人: 武漢海蘭鯨科技有限公司
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 武漢江楚智匯知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 42228
• 代理人: 鄧寅杰

本發(fā)明涉及船舶航運領域，尤其涉及一種商船航速優(yōu)化方法，其不同之處在于，包括以下步驟：步驟1：獲取商船的實船監(jiān)測數(shù)據(jù)、航期數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)和航線數(shù)據(jù)；步驟2：分別建立有氣象數(shù)據(jù)和無氣象數(shù)據(jù)時的主機轉速與船舶航速的關系模型；步驟3：分別建立有氣象數(shù)據(jù)和無氣象數(shù)據(jù)時的油耗預測模型；步驟4：對航線數(shù)據(jù)進行處理，得到航段數(shù)據(jù)；步驟5：將航段數(shù)據(jù)應用到主機轉速與船舶航速的關系模型和油耗預測模型中；步驟6：結合航速規(guī)劃范圍和氣象數(shù)據(jù)，建立商船單航次總油耗模型；步驟7：根據(jù)不同優(yōu)化目標對航速進行優(yōu)化，得到最佳優(yōu)化方案。本發(fā)明能夠基于不同的優(yōu)化目標對船舶航速進行優(yōu)化，航速優(yōu)化結果更加準確可靠。

技術領域

本發(fā)明涉及船舶航運領域，尤其涉及一種商船航速優(yōu)化方法。

背景技術

根據(jù)中國船級社(China Classification Society，CCS)于2015年發(fā)布的《智能船舶規(guī)范》中對于航速優(yōu)化的要求：

(1)能根據(jù)航次計劃、燃料消耗、綜合經(jīng)濟效益分析等，提供基于不同目標的航速優(yōu)化方案。

(2)航速優(yōu)化分析應依據(jù)船舶航行數(shù)據(jù)，結合航次計劃、航線特點、船舶效率、燃料消耗評估及航行成本核算分析等結果，形成航速優(yōu)化方案。

進行航速優(yōu)化需要綜合考慮船舶航期、船舶總油耗量、航次綜合經(jīng)濟效益，因此在進行航速優(yōu)化之前需要在考慮眾多相關因素的基礎上建立模型，一般為船舶油耗量計算模型，然后選擇合適的方式對給定范圍的船舶航速進行優(yōu)化，得到最優(yōu)的航速規(guī)劃方案。目前對航速進行優(yōu)化的目的主要是提高船舶能效，減少船舶燃油消耗，以實船觀測數(shù)據(jù)為基礎，通過分析船舶航速、海況數(shù)據(jù)等與船舶油耗的關系建立船舶油耗預測模型，并在此基礎上建立船舶總油耗量計算模型。但目前現(xiàn)有的技術中，普遍存在預測效果差的問題。

鑒于此，為克服上述技術缺陷，提供一種商船航速優(yōu)化方法成為本領域亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的缺點，提供一種商船航速優(yōu)化方法，能夠基于不同的優(yōu)化目標對商船航速進行優(yōu)化，航速優(yōu)化結果更加準確可靠。

為解決以上技術問題，本發(fā)明的技術方案為：一種商船航速優(yōu)化方法，其不同之處在于，包括以下步驟：

步驟1：獲取商船的實船監(jiān)測數(shù)據(jù)、航期數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)和航線數(shù)據(jù)；

步驟2：分別建立有氣象數(shù)據(jù)和無氣象數(shù)據(jù)時的主機轉速與船舶航速的關系模型；

步驟3：分別建立有氣象數(shù)據(jù)和無氣象數(shù)據(jù)時的油耗預測模型；

步驟4：根據(jù)航期數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)對航線數(shù)據(jù)進行處理，得到航段數(shù)據(jù)；

步驟5：將航段數(shù)據(jù)應用到所述步驟2中的主機轉速與船舶航速的關系模型和所述步驟3中的油耗預測模型中；

步驟6：結合航速規(guī)劃范圍和氣象數(shù)據(jù)，建立商船單航次總油耗模型；

步驟7：根據(jù)不同優(yōu)化目標對航速進行優(yōu)化，得到最佳優(yōu)化方案。

按以上技術方案，所述步驟4中，航線數(shù)據(jù)的處理步驟包括曲率計算、基礎航段劃分和基礎航段合并。

按以上技術方案，所述曲率計算的過程如下：

(1)取三個連續(xù)的坐標點(x₁,y₁)，(x₂,y₂)，(x₃,y₃)，然后計算三個點的中間點(x₂,y₂)處的曲率；

所取出的三個連續(xù)坐標點可以確定一條曲線，將該曲線表示成參數(shù)方程的形式，對于曲線參數(shù)t有式(3-1)。