基于EEDI的深水环保船航次经济航速确定方法研究

摘要

近年来随着海上资源开采的不断发展，海上平台数量大增，深水环保船的数量也在显著增加。作为一种多功能海洋工程船，深水环保船为海上采油平台提供服务，集巡航、供应、浮油回收、消防和营救等功能于一身。目前国际社会对船舶节能减排越来越关注，所以研究深水环保船经济航速的确定方法，来合理控制船舶航速达到节能减排的目标，是一种可行且有效的措施。
　　本文首先对深水环保船的船型特点进行了分析，从航行区域角度考虑，其航行区域海况复杂，外界的风浪流对船舶航速的影响较大；从船舶工作状态考虑，由于其功能的多样性，该船型根据需要应分别具备运输船、拖船和消防船等船舶的特点，在计算经济航速时需要分类处理；从船舶盈利方式考虑，深水环保船的消防、巡航和溢油回收等功能很难用经济收益直接衡量，并且该船还属于不定期的船舶，执行任务的时间也有限制，因此其经济航速确定方法明显有别于传统经济航速计算方法。其次，为了突出该船的环保特点，从温室气体对船舶营运成本影响的角度出发，分析了国内外在限制船舶温室气体排放方面采用的措施，使用基于EEDI的二氧化碳排放量公式来衡量该船的环保能力。然后，在分析了现有的船舶经济航速确定方法的基础上，本文建立了一个深水环保船经济航速的计算模型，该模型包括了船舶经济性能的航次总成本函数、环保性能的CO2排放量函数和船舶快速性的时间惩罚函数，然后通过K-means聚类算法和高斯投影对航线进行了划分，采用CFD仿真技术得到了不同工况下的船舶航行特征曲线，再使用多项式拟合使模型里变量之间复杂的关系以多项式的形式表示，最后在确定了多目标优化算法和优选规则的基础上，通过编程开发了深水环保船经济航速计算软件，并进行了实例计算，验证了模型的可靠性。
　　本文通过对深水环保船经济航速的研究，提供了一种基于经济性、技术性和环境性的多目标优化模型来指导船舶的航速，并且通过开发经济航速计算软件，为实现船舶的智能化航行提供了有效的途径。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 研究的背景与意义

1.2 国内外研究现状

1.3 论文的主要内容

第2章 船型特点及航速的影响要素分析

2.1 深水环保船船型特点

2.2 深水环保船航速的影响分析

2.3 本章小结

第3章 深水环保船经济航速计算模型的建立

3.1 航次总成本最低经济航速计算模型

3.2 基于环保性能的船舶经济成本分析

3.3 基于EEDI的深水环保船航次经济航速计算模型

3.4 本章小结

第4章 数据处理技术与优选算法研究

4.1 航线分段处理技术

4.2 CFD船舶水动力仿真技术

4.3 权重确定方法

4.4 深水环保船经济航速模型求解算法和优选规则

4.5 本章小结

第5章 深水环保船经济航速计算软件的构建

5.1 软件开发平台和工具

5.2 软件计算流程和主要功能模块介绍

5.3 深水环保船经济航速计算软件运行界面

5.4 实例验证

5.5 本章小结

第6章 总结与展望

6.1 总结

6.2 不足与展望

参考文献

致谢

附 录A

附 录B

附 录C