基于数据挖掘技术的船舶能耗评估系统建模

摘要

针对船舶能耗问题，国际海事组织依据《联合国气候变化框架公约》提出国际航运业的温室效应气体减排问题，制定了能效设计指数（EEDI）和船舶能效管理计划（SEEMP）等船舶能效标准。面对国际海事组织不断提出一些强制性要求，建立船舶能耗评估系统，促进航运业节能减排，提高航运业的营运管理水平，具有重要的现实意义。
　　本文主要的研究内容如下：
　　介绍数据挖掘的概念和特征以及实现步骤，探讨将数据挖掘技术应用于船舶能耗评估的可行性，分析并比较数据挖掘的任务和常用方法，从中寻找适用于船舶能耗评估系统建模的数学算法。
　　分析影响船舶能耗的因素，包括主机、发电柴油机、辅锅炉等船舶机械设备以及船龄、航速、风况等船舶航行情况，采取递阶层次结构建立船舶能耗评价指标体系，通过数据挖掘技术中的粗糙集方法分配不同指标之间的权重，得到了各个指标对船舶能耗的影响情况，应用灰色聚类分析方法建立了船舶能耗评估模型。
　　通过设计专家问卷，在获取专家经验、案例以及书籍等知识的基础上，结合船舶航行情况数据建立船舶能耗知识库模型，在船舶能耗评估系统中实现了相应的船舶知识管理功能，实现数据库和知识库的协调处理。
　　基于船舶能耗评估模型和知识库模型，采用WAMP（Windows+Apache+MySQL+PHP）环境开发了基于B/S架构的船舶能耗评估系统，新增的数据记录存储入数据库，作为其他船舶能耗评估的数据挖掘参考，同时系统实现了知识管理和共享，为用户做出决策提供了支持。
　　本文创建的船舶能耗评估系统模型为船舶能耗评估提供了新的的方法，结合数据挖掘技术建立了科学的船舶能耗数据库和知识库管理模型，对航运企业进行船舶营运管理和降低能耗实现船舶节能具有参考和支持作用。

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第1章 绪论

1.1 背景和意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文的主要研究内容

第2章 数据挖掘技术的相关理论

2.1 数据挖掘的基本概念与特征

2.2 数据挖掘的实现过程

2.3 数据挖掘的任务

2.4 数据挖掘技术的常用方法

2.5 本章小结

第3章 船舶能耗评估模型的建立

3.1 船舶燃油消耗和船舶能耗统计

3.2 建立船舶能耗评价指标体系

3.3 基于粗糙集确定船舶能耗评估指标权重

3.4 基于灰色聚类方法的船舶能耗评估模型

3.5 本章小结

第4章 船舶能耗知识库模型的建立

4.1 知识库与知识管理

4.2 船舶能耗知识库模型的实现

4.3 本章小结

第5章 基于数据挖掘技术的船舶能耗评估系统的开发

5.1 系统开发环境

5.2 系统总体框架

5.3 系统功能设计

5.4 本章小结

第6章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

致谢

参考文献

附录

在学期间科研成果情况