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船舶运行状态检测与节能航速优化系统的研究与设计
| 论文题名： | 船舶运行状态检测与节能航速优化系统的研究与设计 |
| 关键词： | 运行状态检测;节能航速;传感器;优化系统;单位公里燃油消耗;主机转速;内河航运 |
| 摘要： | 近代世界交通发展的历史进程，大体经历了以水运为主、铁路为主、公路为主和以综合运输体系为主的发展过程。在高速铁路、公路充分发展以后，内河航运这一基础产业将会得到越来越多的重视。然而随着原油价格的不断上涨，船舶燃油成本在船舶营运总成本中所占的比重也不断提高，严重制约着航运产业的进一步发展。实践表明，降低船舶单位运营公里的燃油消耗势必会降低船舶的运营成本，同时也符合节能减排的要求。因此，各航运公司着力研究降低船舶单位公里能耗的解决方案与技术，以提升自身运营的效率和竞争力。 在航道和装载相同的情况下，船舶运行在不同的主机转速时其单位公里燃油消耗有显著的不同，存在单位公里燃油消耗最低的主机转速，本文以船舶单位公里燃油消耗最低为目标，研制一套船舶节能航速测量分析智能装置，以提供船员在不同航段应采用的节能主机转速。研究的主要内容包括： (1)制定船舶运行状态测量的技术方案。设计船舶运行状态检测装置，实现实时测量和记录船舶主机油耗、转速、船舶航速、航向、当前位置坐标等数据。 (2)研究船体-主机-螺旋桨三者之间的能量转换关系，找出船舶运行时主机转速-航速-主机油耗之间的变化关系。同时确定优化目标和约束条件，综合具体航道信息，计算出最低燃油消耗的节能主机转速。 (3)设计船舶运行状态显示和优化航速提示系统。系统实现船舶与航道信息的输入和船舶当前运行状态与推荐优化转速的输出显示。 本文提出将航线进行分段处理，在不同的航段提示相应的推荐主机节能转速，船员根据计算机提供的主机转速操作航行。该系统能够在按时完成航行任务的条件下，达到单位公里油耗最少的目的，实现节能减排的目标。船舶运行状态检测与节能航速优化系统根据船舶内工作环境经过不断的改进和试验，最终进行了实船测试。系统装载到试验船后，在三峡库区和长江航道上试运行，采集船体相关数据和航道信息，建立基础数据库。然后开启节能航速优化系统，根据船舶所处航段，显示当前航段的节能航速。测试过程中，系统能够正常运行并取得良好效果。 |
| 作者： | 张钊 |
| 专业： | 通信与信息系统 |
| 导师： | 杨福宝 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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