考虑燃油消耗的港航协作与协同优化

发布时间：2020-06-11 01:07

【摘要】：随着全球变暖日益加重,各国政府和国际组织对废气排放的限制不断增加。据统计,废气排放主要来源于燃油消耗。此外,燃油消耗作为航运业的主要经济成本,占其总成本的67%,使得航运业意识到节能减排的重要性。作为航运业的两大主体,港口和航运公司纷纷采取措施来减少燃油消耗。而孤立的研究港口或航运公司起到的作用有限,为了更好的实现节能减排,本文从港航协作的角度研究泊位和岸桥联合调度、以及航速优化间的协同优化问题。航速决定船舶从一个港口到达另一个港口的航行时间,同时决定船舶到达港口的到港时刻,因此,以航速作为契合点,可以使港口和航运公司之间进行动态协商。本文首先从港口的角度研究了泊位和岸桥的联合调度问题,然后将航运公司的航速控制行为考虑进来,设计了港航协作机制,最后将该港航协作机制扩展到了潮汐港,本文的研究工作包括以下两个方面:第一,首先研究了港口的连续泊位和岸桥联合调度问题,建立了考虑船舶优先权混合整数非线性规划模型。然后以船舶油耗最小化为目标,将航运公司的航速优化行为引入到模型中,建立了基于Multi-agent技术的港航协作机制来动态调整航速及泊位和岸桥调度计划,从而从航行和在港两个方面实现节能减排。最后通过仿真实验验证了模型和协商机制的有效性。第二,将以上协商机制进一步扩展到了潮汐港,研究了潮汐港背景下的港航协作与协同优化。由于船舶的大型化使其吃水深度显著增大,现有港口的泊位水深无法满足大型船舶的吃水深度,而港口的泊位水深受到潮汐的影响,不同时间的泊位水深不同,因此借助“乘潮而入,乘潮而出”的思想可以满足大型船舶的吃水深度。基于上述思想提出了航道和泊位水深随潮汐时段动态变化的泊位和岸桥联合调度模型,并利用上一部分的港航协作机制来动态协调泊位计划和航速。通过仿真实验验证了港航协作机制可应用到潮汐港中,并有效节省了燃油消耗和服务成本。
【图文】：

时间序列,船舶,时间序列,实例

线水深为PtWD ，，岸线水深受潮汐的影响会上下波动，分别时刻的minPtWD 。0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100岸线2461014812161820水深深水岸线非深水岸线WDPtmaxWDPtminWDPt图 4.3 岸线水深置了考虑服务成本协商前后的实验，其中包括船舶靠泊时务成本对比图。首先通过实验，得到实例 29 的船舶靠泊时
【学位授予单位】：天津理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：O221;U676.3

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