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原文传递内河船舶分段航速节能优化研究

论文题名：	内河船舶分段航速节能优化研究
关键词：	内河船舶;分段航速;遗传算法;节能优化;习惯性航行策略
摘要：	现今，CO2等温室气体排放问题越来越受到人们的关注，在节能减排和油价上涨的双重压力下，如何实现节能减排目标成为整个航运业面临的重大课题，内河航运业概莫能外。降速航行作为一种通过降低燃油消耗实现节能减排的有效途径，越来越受到重视，而对于船舶最佳节能航速的选择是进行降速节能研究的关键问题。　　本文以内河船舶节能作为研究对象，根据航道的水文情况对内河船舶航行的航道进行分段，在航期固定的情况下对整个航次内各分段航速进行优化，确定降速节能的最佳分段航速，达到节能减排的效果。　　首先，分析外界环境和航行特点对内河船舶航行阻力的影响、柴油机特性和船机桨匹配关系，将船舶外界环境对船舶航行的影响关系反映到柴油机油耗上。　　其次，选取长江干线航行的325TEU集装箱船作为目标船，通过目标船柴油机台架实验数据，建立柴油机自身油耗模型，将船、机、桨三者联系在一起，最终确定目标船主机油耗模型，获得主机油耗率与船舶航速之间的明确关系。通过具体关系曲线分析可知:船舶主机每小时油耗量随航速增加而增加，采用降速航行可以起到节能减排的效果。　　再次，选取沙市到宜昌航线进行研究，通过高斯—克吕格投影将船舶航行轨迹GPS经纬度转换为平面直角坐标系数据，将航线进行分段拟合并计算航行过程中弯曲半径。根据弯曲半径的大小，将整个航次航道进行分段，根据各个航段内的水流情况计算油耗与分段航速的关系，获得整个航次内的总的油耗量计算模型。　　最后，根据航次内总的油耗量模型建立了以航次总油耗量最低为目标的优化函数，运用遗传算法进行固定航期内分段航速的优化计算获得优化结果，通过计算四种习惯性航行策略对应油耗量与优化结果进行对比，结果表明:通过对固定航期内航道分段并对分段航速进行优化能够起到节能减排的效果。
作者：	王在忠
专业：	轮机工程
导师：	张跃文;孙培廷
授予学位：	硕士
授予学位单位：	大连海事大学
学位年度：	2014
正文语种：	中文