原文传递
复杂海况条件下船舶航线多目标优化研究
| 论文题名： | 复杂海况条件下船舶航线多目标优化研究 |
| 关键词： | 船舶航线;多目标优化;失速特征;复杂海况 |
| 摘要： | 随着“交通强国”和“海洋强国”等国家战略的实施，船舶智能化成为航运业的主要发展方向之一，航线优化又是智能航行需要突破的核心关键技术之一。论文在考虑安全性、环保性和经济性等因素的基础上对船舶航速、航线优化开展研究，对保障船舶航行安全和提高经济效益和环境效益具有一定的研究价值和实际意义，也是智能航行研究需要解决的基础性研究工作。论文主要研究工作如下： 首先，结合海上实时航行环境，为航行在不同海况的船舶选择合适的失速计算模型，进行船舶失速特征数值计算，为船舶航速修正和航速及航线优化研究奠定基础。根据实时海况环境数据，充分考虑船舶在不同海况条件下的风增阻和波浪增阻，当蒲氏风级小于6级时采用ISO15016-2015失速计算模型，当蒲氏风级处于6-8级时采用LIN的失速计算模型进行船舶海上航行失速情况计算。选取典型航线历史航次实测值对失速计算模型进行验证，计算结果与历史航次实测值基本一致，证明了模型的可行性和有效性。 其次，构建并求解实时海洋气象环境下的船舶航速、航线多目标优化模型。充分考虑船舶运营的环境效益和经济效益，构建以减少船舶排放和降低运营成本为优化目标的实时海洋气象环境下的船舶航速、航线多目标模型。利用NSGA-Ⅱ算法求解Pareto最优解集，结合TOPSIS算法在Pareto最优解集中选取最优折中解。 最后，针对不同海况分别对船舶航速、航线优化进行仿真和验证。一般海况条件下船舶按计划航线航行，仅对船舶航速进行优化，实验结果表明优化后的航速能有效降低排放并控制运营成本，验证了航速优化求解算法的可行性。复杂海况条件下需同时对船舶航速和航线进行优化，结合台风天气实际气象海洋数据，选择两个不同的出发时间对算法进行验证，实验结果表明优化后的航线既能确保船舶不经过大风浪区，同时也能保证环保性和经济性，实现了船舶在一般海况和复杂海况等各类环境下的船舶航速和航线推荐。 |
| 作者： | 杨涛宁 |
| 专业： | 交通信息工程及控制 |
| 导师： | 张进峰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2021 |
检索历史
应用推荐
