船舶能耗评估方法和能耗预测的研究

摘要

国际海事组织(IMO)根据《气候公约》框架，针对造船业和航运业制定一系列的节能减排强制性措施。然而，长久以来，由于缺乏有效的技术手段，船舶的能源消耗在国内未能得到有效的监控和管理。因此，船舶能耗的研究迫在眉睫，该研究对促进航运业的节能减排和提升航运业的科学管理水平都具有重要的现实意义。
　　 本文围绕某船展开研究，通过对船舶能耗单元、能耗评估建模方法、能耗预测方法的分析和研究，建立了基于C#.net和MATLAB软件的船舶能耗评估和预测系统，实现了能耗评估和预测的可视化和自动化。本文的主要研究工作如下：
　　 利用层次分析法建立船舶能耗综合评价指标体系，并确定各指标之间的权重向量。针对各个指标做了较为详细的分析，然后采用模糊评判的方法对这些指标进行建模评估。
　　 在船舶能耗预测方面采用系统辨识理论并结合神经网络展开相关研究。利用从实验数据进行了建模分析，得出了能耗模型，同时对该船能耗进行了短期的预测。
　　 结合C#.net的界面开发能力和MATLAB的强大计算和图形处理能力开发了一套船舶能耗评估和能耗预测系统，这样可以通过简单而直观的参数输入来实现能耗评估和能耗预测。同时通过连接数据库，从数据库中获取船舶动力装置等先验知识，结合实时采集和输入的数据，完成船舶能耗评估和能耗预测的工作。
　　 本文建立的船舶能耗评估和能耗预测系统以传统的三层架构为基础，通过连接MATLAB，该系统可以用于船舶能耗的评估和预测，同时也便于储存船舶信息资源，加快船舶能耗知识库的建立等，对提高航运企业的综合管理能力也具有一定的现实意义。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 背景和意义

1.2 国内外研究的现状

1.3 本文的主要内容及其创新点

1.3.1 本文主要内容

1.3.2 本文创新点

第2章 船舶能耗评估理论方法和运用

2.1 船舶能耗

2.2 船舶能耗指标体系的建立

2.3 船舶能耗评估模型的选择和建立

2.4 船舶能耗综合评估实例

2.4.1 能耗指标权重分析

2.4.2 船舶能耗综合评估.

2.5 本章小结

第3章 船舶能耗预测模型的建立

3.1 船舶柴油机数学模型

3.1.1 柴油机建模方法及工作原理分析

3.1.2 柴油机动力数学模型

3.2 柴油机系统辨识模型

3.2.1 GMDH建模方法

3.2.2 BP神经网络建模方法

3.3 柴油机燃油消耗的建模和预测

3.4 本章小结

第4章 船舶能耗评估和能耗预测系统的开发

4.1 开发环境简述

4.2 系统总体框架的设计

4.2.1 船舶能耗评估和能耗预测系统框架

4.2.2 C#与MATLAB的混合编程

4.3 系统功能的实现

4.3.1 数据库的设计实现

4.3.2 用户界面层的设计

4.4 本章小结

第5章 结论与展望

5.1 总结

5.2 展望

致谢

参考文献

附 录

附录A

附录B

在学期间发表的学术论文