新燃料干散货船航线燃料加注和航速协同优化方法及系统技术方案

技术编号:42688702 阅读:28 留言:0更新日期:2024-09-10 12:37
本发明专利技术提供了一种新燃料干散货船航线燃料加注和航速协同优化方法及系统,先基于获取的船舶的航行参数和港口参数建立航段燃油消耗函数,并在多个约束条件下建立混合整数非线性规划模型,然后基于航次的最大航行时间和任意两个装卸货港口间所有航段的总距离制定该装卸货港口间每个航段的航速决策,并采用双层编码方式对航速决策进行编码生成初始解,再计算出该装卸货港口间每个航段的油耗,根据每个航段的油耗制定该装卸货港口间去程航段和返程航段的燃油加注决策,将燃油加注决策和航速决策作为新初始解,并采用变邻域下降算法计算出混合整数非线性规划模型的最优解,进而得到最优航速决策和最优燃油加注决策,有效减少了燃油消耗。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及船舶运营,具体涉及一种新燃料干散货船航线燃料加注和航速协同优化方法及系统


技术介绍

1、海运在全球货物和商品流通方面发挥着至关重要的作用。然而,海运业通常以传统的燃油,如高硫油,来为船舶提供动力,其在使用过程中对环境造成了不利影响,包括大量碳、硫的排放以及空气的污染。海运业每年产生的温室气体占据了全球温室气体排放量的3%(brown等2022),在2021年总共排放了约8.33亿吨的co2(safetysea,2021)。因此,为了减少海运业的排放,国际海事组织等机构近年出台了一系列的措施,如硫排放控制区、碳税政策等。为满足政策要求,海运企业需要对船舶动力设备进行升级改造(如安装脱硫塔),或使用更清洁的燃料(如lng、甲醇)。

2、然而,应用这些措施也给航运公司带来了一些运营决策难题。以lng燃料船的航线运营为例,其面临的最大难题便是燃料加注的问题。相对于传统燃油加注港,lng燃料加注港数量相对较少,以我国为例,目前仅有盐田港、宁波-舟山港以及上海港具有lng燃料的加注能力。因此,航运企业在设计lng燃料船的航线时,需要考虑挂靠本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种新燃料干散货船航线燃料加注和航速协同优化方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的新燃料干散货船航线燃料加注和航速协同优化方法,其特征在于,所述模型建立步骤中,所述多个约束条件包括第一约束条件、第二约束条件、第三约束条件、第四约束条件和第五约束条件,所述第一约束条件根据船舶在装卸货港口间某个航段的选择状态构建,所述第二约束条件根据去程航段的选择状态和返程航段的选择状态构建,所述第三约束条件根据船舶在装卸货港间某个航段上的实际航速、船舶的航速取值区间构建,所述第四约束条件根据燃料加注量范围和燃油量消耗构建,所述第五约束条件根据航次的最大航行时间、装卸货港...

【技术特征摘要】

1.一种新燃料干散货船航线燃料加注和航速协同优化方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的新燃料干散货船航线燃料加注和航速协同优化方法,其特征在于,所述模型建立步骤中,所述多个约束条件包括第一约束条件、第二约束条件、第三约束条件、第四约束条件和第五约束条件,所述第一约束条件根据船舶在装卸货港口间某个航段的选择状态构建,所述第二约束条件根据去程航段的选择状态和返程航段的选择状态构建,所述第三约束条件根据船舶在装卸货港间某个航段上的实际航速、船舶的航速取值区间构建,所述第四约束条件根据燃料加注量范围和燃油量消耗构建,所述第五约束条件根据航次的最大航行时间、装卸货港间航段的总距离、船舶在装卸货港间某个航段上的实际航速和燃料加注量范围构建。

3.根据权利要求2所述的新燃料干散货船航线燃料加注和航速协同优化方法,其特征在于,所述航行参数的燃料加注量范围包括在装卸货港间的每个航段上加注的燃料量和装卸货港间每个航段上的燃料加注速度,所述燃油量消耗包括到达装货港时的燃料剩余量和船舶的油箱容量,所述航速取值区间包括船舶的最小航速以及船舶的最大航速。

4.根据权利要求3所述的新燃料干散货船航线燃料加注和航速协同优化方法,其特征在于,所述模型建立步骤中,所述第三约束条件根据船舶在装卸货港间某个航段上的实际航速、最小航速以及船舶的最大航速构建,所述第四约束条件根据在装卸货港间的某个航段上加注的燃料量、装卸货港间某个航段的燃料加注状态、船舶的油箱容量以及到达装货港时的燃料剩余量构建,所述第五约束条件根据航次的最大航行时间、船舶在装卸货港口间某个航段的选择状态、装卸货港间航段的总距离、船舶在装卸货港间某个航段上的实际航速、在装卸货港间的某个航段上加注的燃料量、以及装卸货港间某个航段上燃料加注速度构建。

5.根据权利要求4所述的新燃料干散货船航线燃料加注和航速协同优化方法,其特征在于,所述多个约束条件还包括第六约束条件,所述第六约束条件根据到达装货港时的燃料剩余量、航段燃油消耗函数、船舶在装卸货港口间某个航段的选择状态、以及在装卸货港间的某个航段上加注的燃料量构建。

6.根据权利要求3至5之一所述的新燃料干散货船航线燃料加注和航速协同优化方法,其特征在于,所述燃油加注决...

【专利技术属性】
技术研发人员:张焱飞季盛金建钢黄珍平冯亮
申请(专利权)人:上海船舶运输科学研究所有限公司
类型:发明
国别省市:

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